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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen optischen Schalter bzw. eine
optische Vermittlung zur Verwendung in verschiedenen optischen Systemen und
insbesondere eine optische Vermittlung mit der Konfiguration unter
Berücksichtigung
der Erweiterbarkeit einer optischen Vermittlungseinheit oder einer Wellenlängenauswahleinheit.
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Beschreibung des Standes der
Technik
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Wie
eine Informationsübertragungsgeschwindigkeit
schneller wird und der Umfang an übertragener Information größer wird,
haben der Bedarf für
eine größere Bandbreite
und eine größere Kapazität eines
Netzes und eines Übertragungssystems
zugenommen. Als ihre Implementierungsmittel ist es erwünscht, ein
optisches Netz zu bauen. Die Kerntechnik zum Bauen des optischen
Netzes ist ein optisches Übertragungssystem.
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1A und 1B sind
schematische Diagramme zum Zeigen der Konfigurationen eines typischen
optischen Netzes.
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1A zeigt
ein optisches Vermittlungssystem bzw. Kreuzverbindungssystem (optisches XC-System:
optisches Vermittlungssystem) zur Verwendung in einem optischen
Einzelwellenübertragungssystem.
Es ist dazu gedacht, eine Vielzahl von optischen Eingangs-/Ausgangsübertragungsleitungen
aufzunehmen und ein von einer optischen Eingangsübertragungsleitung eingegebenes
optisches Signal zu einer gewünschten
optischen Ausgangsübertragungsleitung
zu lenken bzw. routen. Jede optische Signaleingabe von jeder der
optischen Eingangsübertragungsleitungen 1300 ist
ein optisches Signal mit einer einzelnen Wellenlänge. Das in 1A gezeigte
Beispiel nimmt an, dass die Wellenlänge λ0 ist. In dieser Konfiguration
können
alle Wellenlängen
der von den jeweiligen Eingangsübertragungsleitungen 1300 eingegebenen
optischen Signale λ0
sein oder können
davon abweichen, abhängig
von den jeweiligen Sendeleitungen. Jedoch sind die optischen Signale,
die durch eine Übertragungsleitung
verlaufen, identisch, weil dies ein optisches Einzelwellenübertragungssystem
ist.
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Jedes
von jeder der optischen Übertragungsleitungen
eingegebene optische Signal wird in eine optische Signalverarbeitungseinheit 1302 eingegeben,
geroutet, und an einer optischen Ausgangsübertragungsleitung 1301 ausgegeben.
Die optische Signalverarbeitungseinheit 1302 ist dazu gedacht, ein
von jeweiligen der optischen Eingangsübertragungsleitung 1300 eingegebenes
optisches Signal zu vermitteln und das vermittelte Signal an eine
gewünschte
optische Ausgangsübertragungsleitung 1301 auszugeben.
Das heißt,
die optische Signalverarbeitungseinheit 1302 dient als
eine Vermittlung. Ihre Vermittlungsfähigkeit wird durch eine Steuereinheit 1303 gesteuert.
Die Steuereinheit 1303 erhält die Information über ein
Routing von dem Betriebssystem eines Netzes, bestimmt, zu welcher
optischen Ausgangsübertragungsleitung 1301 ein
von irgendeiner der optischen Eingangsübertragungsleitung 1300 eingegebenes
optisches Signal auszugeben ist und implementiert eine gewünschte Vermittlungsfähigkeit zum
Bereitstellen eines Steuersignals zu der optischen Signalverarbeitungseinheit 1302.
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1B zeigt
ein optisches Wellenlängenmultiplex-XC-System
zur Verwendung in einem optischen Wellenlängenmultiplex-Übertragungssystem. Dieses System
ist dazu gedacht, eine Vielzahl von optischen Eingangs-/Ausgangsleitungen
aufzunehmen und ein Wellenlängen-multiplexiertes
optisches Signal, das von einer optischen Eingangsleitung eingegeben wird,
zu einer gewünschten
optischen Ausgangsleitung für
jede Wellenlänge
auszugeben.
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Das
heißt,
dieses System realisiert die Vermittlungsfähigkeit, wobei eine optische
Signalverarbeitungseinheit 1307 ein von einer optischen Übertragungsleitung 1305 eingegebenes
optisches Signal routet und das Signal an eine optische Ausgangssignalübertragungsleitung 1306 ausgibt
in Übereinstimmung
mit den von einer Steuereinheit 1308 ausgegebenen Anweisungen ähnlich zu 1A.
Die Unterschiede von 1A sind, dass ein durch eine Übertragungsleitung
verlaufendes optisches Signal sich aus einer Vielzahl von Wellenlängen in
Entsprechung zu einer Vielzahl von Kanälen zusammensetzt, und dass
die optische Signalverarbeitungseinheit 1307 jedes optische
Signal mit einer jeweiligen der Vielzahl von Wellenlängen routen
muss.
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2A, 2B, 3A und 3B zeigen die
typischen Konfigurationen der optischen Signalverarbeitungseinheit,
die in dem Wellenlängen-multiplexierten
optischen XC-System verwendet werden.
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2A und 2B zeigen
die typischen Konfigurationen der optischen Signalverarbeitungseinheit
in dem Wellenlängen-multiplexierten optischen
XC-System, eine optische Vermittlung annehmend.
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2A zeigt
die optische Signalverarbeitungseinheit vom Typ einer festen Wellenlänge.
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Das
von einer Eingangsleitung 1400 eingegebene optische Signal
wird als mit einer multiplexierte Wellenlänge λ1 bis λn definiert. Das Wellenlängen-multiplexierte
optische Signal wird zu einem Demultiplexer 1401 ausgegeben,
wo das optische Signal in optische Signale mit jeweiligen Wellenlängen demultiplexiert
wird. Die demultiplexierten optischen Signale werden in eine optische
Vermittlungseinheit 1402 eingegeben, geroutet und in einen
Multiplexer 1403 eingegeben. Der Multiplexer 1403 multiplexiert die
optischen Signale und gibt die multiplexierten Signale an eine Ausgangsleitung
als ein Wellenlängen-multiplexiertes
optisches Signal aus. Da die in 2A gezeigte
Konfiguration einen festen Wellenlängentyp annimmt, wird die Wellenlänge des
von der Eingangsleitung 1400 eingegebenen optischen Signals
ausgegeben, ohne umgesetzt zu werden, multiplexiert durch einen
Multiplexer 1403, und an eine Ausgangsleitung 1404 ausgegeben.
Das heißt,
die Wellenlänge λ1 des optischen
Signals verbleibt unverändert,
selbst wenn es zu einer Ausgangsleitung 1404 ausgegeben
wird. Wie in 2A gezeigt, sind eine Vielzahl
von Multiplexern 1303 in Entsprechung zu einer Vielzahl
von Ausgangsleitungen 1404 angeordnet. Jedoch werden zwei
oder mehr optische Signale mit identischen Wellenlängen nicht
in einen der Vielzahl von Multiplexern 1403 eingegeben.
Dies ist, weil Wellenlängenmultiplex
für die
optischen Signale erforderlich ist. Demgemäss führt die optische Vermittlungseinheit 1402 ein
Routing derart durch, dass beispielsweise nur ein optisches Signal
mit einer Wellenlänge λ1 in einen
der Vielzahl von Multiplexern 1403 eingegeben wird.
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2B zeigt
eine typische Konfiguration der optischen Signalverarbeitungseinheit
eines Wellenlängenumsetzungstyps.
Dieselben Bestandteile wie jene in 2A werden
durch dieselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Das
Wellenlängen-multiplexierte
optische Signal, das von der Eingangsleitung 1400 eingegeben wird,
wird in optische Signale mit jeweiligen Wellenlängen durch den Demultiplexer 1401 demultiplexiert,
und die demultiplexierten Signale werden in die optische Vermittlungseinheit 1402 eingegeben.
Die optische Vermittlungseinheit 1402 routet die optischen
Signale mit den jeweiligen Wellenlängen und gibt sie aus. Da die
in 2B gezeigte Konfiguration vom Wellenlängenumwandlungstyp
ist, führt
die optische Vermittlungseinheit 1402 unbeachtet der Wellenlänge eines
optischen Eingangssignals Routing aus. Wenn irgendein von dem Ausgangsport
der optischen Vermittlungseinheit 1402 ausgegebenes optisches
Signal in den Multiplexer 1403 eingegeben wird, wo die
optischen Signale gekoppelt werden, kann daher das gekoppelte Signal
zwei oder mehr Lichtstrahlen mit identischen Wellenlängen enthalten.
Als ein Ergebnis kann gegebenenfalls kein geeignetes Wellenlängenmultiplexieren
ausgeführt werden.
Demgemäss
ist zwischen der optischen Vermittlungseinheit 1402 und
dem Multiplexer 1403 eine Wellenlängenumwandlungseinheit 1405 angeordnet, so
dass die Wellenlängen
der in einen der mehreren Multiplexer 1403 einzugebenden
optischen Signale umgewandelt werden, um sich zu unterscheiden.
In der in 2B gezeigten Konfiguration werden
die Wellenlängen
der optischen Signale, die in einen der Vielzahl von Multiplexern 1403 einzugeben
werden, unterschiedlich umgesetzt. In der in 2B gezeigten
Konfiguration werden die Wellenlängen
jeweiliger optischer Signale, die zu jeweiligen der Multiplexer 1403 einzugeben
sind, in λ1
bis λn konvertiert.
Daher wird in der optischen Signalverarbeitungseinheit vom Wellenlängenumwandlungstyp
das optische Eingangssignal, welches ursprünglich die Wellenlänge λ1 hat, nicht
immer als ein Signal ausgegeben, dessen Wellenlänge λ1 ist, wenn es von jeweiligen
der Multiplexer 1403 zu einer Übertragungsleitung ausgegeben
wird. Welche der Wellenlängen λ1 bis λn eines optischen
Signals hat, kann abhängig
davon variieren, welche Wellenlänge
die Wellenlängenumwandlungseinheit 1405 in
das optische Signal umwandelt.
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Die
optische Vermittlungseinheit, die in 2A und 2B gezeigt
ist, wird normalerweise implementiert durch Anordnen von 8×8 optischen Vermittlungen
in einer Vielzahl von Stufen.
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Jedoch
kann die optische Signalverarbeitungseinheit ohne das Verwenden
einer optischen Vermittlung konfiguriert sein.
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3A und 3B zeigen
beispielhaft Konfigurationen, bei denen die optische Signalverarbeitungseinheit
unter Verwendung einer Wellenlängenauswahleinheit
implementiert wird.
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3A zeigt
beispielhaft die Konfiguration der optischen Signalverarbeitungseinheit
vom Typ der festen Wellenlänge,
zu welcher ein Wellenlängen-multiplexiertes
optisches Signal unverändert
eingegeben wird, für
ein Routing und Ausgeben eines optischen Signals mit multiplexierter
Wellenlänge.
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Das
Wellenlängen-multiplexierte
optische Signal wird direkt von einer Eingangsleitung 1500 zu
einer Wellenlängenauswahleinheit 1501 eingegeben und
wird geroutet. Innerhalb der Wellenlängenauswahleinheit 1501 werden
die optischen Signale abhängig
von jeweiligen der Wellenlängen
geroutet. Jedoch sind die Wellenlängen nicht umgewandelt. Demgemäss wird
ein optisches Signal mit einer speziellen Wellenlänge unverändert Wellenlängen-multiplexiert
geroutet und wird an einer Ausgangsleitung 1502 ausgegeben.
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3B zeigt
beispielhaft die Konfiguration der optischen Signalverarbeitungseinheit
des Wellenlängenumwandlungstyps.
Dieselben Bestandteile wie jene in 3A gezeigten
werden durch dieselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
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In
der in 3B gezeigten Konfiguration wird
ein Wellenlängen-multiplexiertes
optisches Signal von der Eingangsleitung 1500 zu der Wellenlängenauswahleinheit 1501 unverändert eingegeben. Die
Wellenlängenauswahleinheit 1501 routet
das Wellenlängen-multiplexierte
optische Signal abhängig
von jeder der Wellenlängen
und gibt die Signale aus. Da die optische Signalverarbeitungseinheit,
die in 3B gezeigt ist, vom Wellenlängenumwandlungstyp
ist, ist nicht bekannt, von welchem Ausgangsport der Wellenlängenauswahleinheit 1501 ein spezielles,
von der Eingangsleitung 1500 zu der Wellenlängenauswahleinheit 1501 eingegebenes
Signal ausgegeben werden wird. Das heißt, in der in 3A gezeigten
Konfiguration ist ein optisches Signal mit einer speziellen Wellenlänge definiert,
um eine spezielle Strecke zu durchlaufen und optische Signale mit einer
identischen Wellenlänge
werden nicht Wellenlängen-multiplexiert. In
der in 3B gezeigten Konfiguration wird
jedoch ein optisches Signal unabhängig von seiner Wellenlänge geroutet.
Wenn optische Signale durch Vornehmen einer Entsprechung zwischen
einem speziellen Ausgangsport der Wellenlängenauswahleinheit 1501 und
einem Multiplexer 1504 gekoppelt werden, können demnach
manchmal optische Signale mit identischen Wellenlängen gekoppelt sein.
Demgemäss
wandelt die Wellenlängenkonvertierungseinheit 1503 die
Wellenlängen
eines optischen Signals und gibt das Signal in den Multiplexer 1504 ein,
so dass der Multiplexer 1504 optische Signale mit identischen
Wellenlängen
nicht koppelt.
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Wie
oben beschrieben, hat auch in der in 3B gezeigten
Konfiguration ein optisches Signal mit einer speziellen Wellenlänge, wenn
es von der Eingangsleitung 1500 in die Wellenlängenauswahleinheit 1501 eingegeben
wird, nicht immer dieselbe Wellenlänge, wenn es von der Ausgangsleitung 1502 zu
einer Übertragungsleitung übertragen
wird.
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Der
Schlüssel
zur Implementierung des oben beschriebenen Systems ist eine optische
Vermittlungseinheit oder eine Wellenlängenauswahleinheit mit einer
großen
Kapazität,
und Erweiterbarkeit (eine Zunahme von Verarbeitungskapazität ohne Stillsetzen
eines optischen Signals wird verwendet. Es ist wünschenswert, dass der Umfang
an Hardware proportional zur Anzahl der zunehmenden Ports zunimmt
von dem Zeitpunkt, wenn eine Anfangseinstellung vorgenommen wird
bis zu dem Zeitpunkt, wenn eine Kapazität zu ihrem Maximum erhöht wird)
ist ein wesentlicher Faktor.
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Als
eine Maßnahme
zum Erweitern einer Kapazität
einer Raumvermittlung wird normalerweise eine Mehrstufenkonfiguration,
deren typischer Typ, wie durch Clos vorgeschlagen, eine Dreistufenkonfiguration
ist, angenommen. Sicherlich ist eine solche Konfiguration auch auf
ein optisches Vermittlungsschaltungsnetz anwendbar.
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Die
Konfiguration der Wellenlängenauswahleinheit
in dem Wellenlängen-multiplexierten
optischen XC-System, beispielsweise die Konfiguration des Wellenlängenumwandlungstyps,
ist durch die japanische Patentoffenlegung (TOKUGANHEI) Nr.
JP 9215017 detailliert beschrieben.
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In
einer konventionellen Konfiguration ist beispielsweise als das Verfahren
zum Erweitern einer Dreistufenschaltung die maximale Anzahl an Vermittlungen
in der zweiten Stufe installiert vom Beginn des Systems an und die
Anzahl von Paarungen von Vermittlungen in den ersten und dritten
Stufen wird sequentiell erhöht.
Als das Verfahren zum Erweitern einer fünfstufigen Schaltung ist die
maximale Anzahl an Vermittlungen in der dritten Stufe vom Start
des Systems an installiert und die Anzahl von Paarungen von Vermittlungen
in den ersten und fünften
Stufen und die Anzahl von Paarungen von Vermittlungen in den zweiten
und vierten Stufen werden jeweils sequentiell erhöht.
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Für ein solches
Mehrstufenvermittlungsschaltungsnetz muss die maximale Anzahl von
Vermittlungen in einer Zwischenstufe vom Beginn des Systems an installiert
sein. Daher wird der Umfang an Hardware bei einer Anfangseinrichtung
groß,
was zu einem Problem bei der Erweiterbarkeit führt.
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Jedoch
wird in einem optischen Vermittlungsschaltungsnetz die Dämpfung in
einem optischen Signal (die Abnahme eines Leistungspegels) größer, wenn
die Vermittlungskapazität
zunimmt. Demgemäss
muss ein optischer Verstärker
für das Kompensieren
der Dämpfung
in dem Vermittlungsschaltungsnetz angeordnet sein. Auch in einem
solchen Fall muss ein optischer Verstärker oder müssen optische Verstärker unter
Beachtung der Erweiterbarkeit angeordnet werden und die Anzahl der
optischen Verstärker
sollte sequentiell erhöht
werden in Übereinstimmung
mit der Erweiterung der Vermittlungskapazität.
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Auch
in der Wellenlängenauswahleinheit wird
die Dämpfung
in dem optischen Signal (die Abnahme eines Leistungspegels) größer, wenn
die Verarbeitungskapazität
zunimmt. Daher muss ein optischer Verstärker in der Wellenlängenauswahleinheit angeordnet
werden, um diese Dämpfung
zu kompensieren. Auch in diesem Fall muss ein optischer Verstärker oder
müssen
optische Verstärker
unter Berücksichtigung
der Erweiterbarkeit angeordnet werden und die Anzahl optischer Verstärker sollte
sequentiell erhöht
werden in Übereinstimmung
mit der Erweiterung der Verarbeitungskapazität.
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MacDonald
R. I. et al. beschreiben in "Multistage
optoelectronic switch networks" IEEE
Proceedings 1994, Seiten 173-177, XP000438862 ISSN:1350-2433 die
potenzielle Leistungsfähigkeit von
multistufen-optoelektronischen Vermittlungsnetzwerken zum Leiten
einer großen
Anzahl von Breitbandsignalen unter Verwendung eines individuellen
optoelektronischen Vermittlungsgeräts und einer experimentellen
Signalstufen-10×10-Optoelektronischen-Vermittlungsmatrix.
Eine Clos-Anordnung für
ein Mehrstufenvermittlungsnetzwerk wird gezeigt, was die Gesamtzahl
von Kreuzpunkten, die benötigt werden,
minimiert. Die Details einer r×r-Vermittlung, die
in einem Clos-Netzwerk verwendet wird, werden auch gezeigt.
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Thylen
L. et al. "Switching
technologies for future guided wave optical networks: Potentials
and limitations of photonics and electronics" IEEE Communications Magazine, Seiten
106-113, XP000554548 ISSN: 0163-6804 diskutiert generische Vermittlungsfunktionen
in Telekommunikationsnetzwerken und betrachtet ein Vergrößern und
eine Transparenz von gesamtoptischen Netzwerken. Jede Vermittlung
hat zwei Grundfunktionen ausgeführt,
unabhängig
von dem Transfermodus: Demultiplexieren von ankommenden Kanälen gemäß einem gegebenen
Umleitemuster und Multiplexen der Kanäle auf die ausgehende Verbindung.
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Resümee der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung zielt darauf ab, eine optische Vermittlung
zum Erweitern einer Vermittlungskapazität in einer Zwischenstufe eines
optischen Vermittlungsschaltungsnetzwerks bereitzustellen.
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Diese
Aufgabe wird erreicht durch eine optische Vermittlung mit den Merkmalen
des unabhängigen
Anspruchs 1, sowie durch eine optische Vermittlung mit den Merkmalen
des unabhängigen
Anspruchs 3.
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Eine
optische Raumvermittlung in einer Zwischenstufe wird implementiert
durch 1×k
und k×1 Vermittlungen,
wodurch es ermöglicht
wird, dass die Zwischenstufe erweitert wird. Als Ergebnis kann die Anfangsinvestition
für die
Zwischenstufe auch verringert werden.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Es
zeigt:
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1A und 1B schematische
Diagramme zum Zeigen der Konfigurationen eines typischen optischen
Netzes;
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2A und 2B schematische
Diagramme der typischen Konfiguration einer optischen Signalverarbeitungseinheit
in einem Wellenlängen-multiplexierten
optischen XC-System
(Nr. 1);
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3A und 3B schematische
Diagramme der typischen Konfigurationen der optische Signalverarbeitungseinheit
in dem Wellenlängen-multiplexierten
optischen XC-System
(Nr. 2);
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4 eine
schematische Darstellung zum beispielhaften Wiedergeben des Aufbaus
einer optischen Vermittlungseinheit in einer Dreistufenschaltungskonfiguration
(Nr. 1);
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5 ein
schematisches Diagramm zum beispielhaften Angeben der Struktur der
optischen Vermittlungseinheit in der dreistufigen Schaltungskonfiguration
(Nr. 2);
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6 ein
schematisches Diagramm zum beispielhaften Angeben der Struktur der
optischen Vermittlungseinheit in der dreistufigen Schaltungskonfiguration
(Nr. 3);
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7 ein
schematisches Diagramm zum beispielhaften Wiedergeben der Konfiguration,
wenn eine Fünfstufenschaltung
als eine optische Vermittlungseinheit angenommen wird (Nr. 10);
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8 ein
schematisches Diagramm zum beispielhaften Wiedergeben der Konfiguration,
wenn die Fünfstufenschaltung
angepasst ist als optische Vermittlungseinheit (Nr. 2);
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9A und 9B schematische
Diagramme zum beispielhaften Darstellen der Struktur einer optischen
Raumvermittlung, und der Struktur einer k×2k-(2k×k)-optischer Raumvermittlung;
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10 ein
schematisches Diagramm zum beispielhaften Darstellen der Konfiguration
einer Wellenlängenauswahleinheit
einschließlich
optischer Filter in dem Wellenlängen-fixierten
optischen XC-System, das in 3A gezeigt
ist;
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11 ein
schematisches Diagramm zum beispielhaften Darstellen der Konfiguration,
wobei ein optischer Verstärker,
ein Mehrwellenlängenfilter und
ein optischer Verstärker,
die in der in 10 gezeigten Konfiguration eingeschlossen
sind, mit einer Integrationstechnik hergestellt werden;
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12 ein
schematisches Diagramm zum beispielhaften Darstellen der Konfiguration,
zu welcher Erweiterbarkeit gegeben wird durch Hinzufügen optischer
Verstärker
zu der in 3B gezeigten Wellenlängenauswahleinheit;
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13 ein
schematisches Diagramm zum beispielhaften Darstellen einer Modifikation
der Erweiterungseinheit, die in der in 12 gezeigten Konfiguration
eingeschlossen ist (Nr. 1); und
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14 ein
schematisches Diagramm zum beispielhaften Darstellen einer Modifikation der
Erweiterungseinheit in der in 12 gezeigten
Konfiguration (Nr. 2).
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Beschreibung der Bevorzugten
Ausführungsformen
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4 bis 6 zeigen
beispielhaft die Strukturen einer optischen Vermittlungseinheit
in einer dreistufigen Schaltungskonfiguration.
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4 stellt
beispielhaft die Struktur dar, zu der eine Erweiterung durch Hinzufügen optischer Verstärker gegeben
wird.
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Wenn
die optische Vermittlungseinheit durch optische Vermittlungen (optische
Raumvermittlungen) strukturiert ist, tritt eine Dämpfung in
jeder der optischen Vermittlungen auf. Daher ist ein optischer Verstärker bei
der nachfolgenden Stufe jeder der optischen Vermittlungen erforderlich,
um diese Dämpfung
zu kompensieren. Ein optischer Verstärker wird auch an der Eingangsportseite
der optischen Vermittlungseinheit benötigt, um die in einer Übertragungsleitung
verursachte Dämpfung
zu kompensieren, wenn das optische Signal in die optische Vermittlungseinheit
eingegeben wird. In dieser Figur wird die Größe der gesamten optischen Vermittlungseinheit als
64×64
angenommen. Jedoch ist die Größe nicht auf
diese Implementierung begrenzt.
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Für den optischen
Signaleingang von der Eingangsportseite wird zuerst in der Übertragungsleitung
verursachte Dämpfung
kompensiert durch einen optischen Verstärker. Das Signal wird dann
in eine optische Vermittlung in der ersten Stufe eingegeben. Das
optische Signal, das in die optische Vermittlung eingegeben wird,
wird von irgendeinem der 16 Ausgangsports der optischen Vermittlung
in der ersten Stufe in Entsprechung zu den von der in 4 nicht dargestellten
Steuerschaltung ausgegebenen Anweisungen ausgegeben und durch einen
optischen Verstärker
verstärkt,
und die in der optischen Vermittlung in der ersten Stufe verursachte
Dämpfung
wird kompensiert. Die 16 Ausgangsports der optischen Vermittlung
in der ersten Stufe entsprechen jeweils den 16 optischen Vermittlungen
in der zweiten Stufe. Die optische Signalausgangsgröße von der
ersten Stufe wird in irgendeine der 16 optischen Vermittlungen in der
zweiten Stufe eingegeben und wird geroutet. Der Ausgangsport einer
der optischen Vermittlungen in der zweiten Stufe entspricht 8 optischen
Vermittlungen in der dritten Stufe. Die Dämpfung in dem optischen Signal,
das von der zweiten Stufe ausgegeben wird, welche in der optischen
Vermittlung in der zweiten Stufe verursacht wird, wird durch einen
optischen Verstärker
kompensiert und das optische Signal wird in irgendeine der 8 optischen
Vermittlungen in der dritten Stufe eingegeben. Das optische Signal
wird dann durch die optische Vermittlung in der dritten Stufe vermittelt,
durch einen optischen Verstärker verstärkt und
nach außerhalb
der optischen Vermittlungseinheit gesendet.
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Die
obige Erläuterung
wird basierend auf der Annahme bereitgestellt, dass die Anzahl optischer Vermittlungseinheiten
zu ihrem Maximum anwächst. Wenn
die Vermittlungskapazität
von viel geringerem Umfang ist, werden die Zahlen der Erweiterungseinheiten
in den ersten und dritten Stufen verringert, so dass einige der
Eingangs- und Ausgangsports der optischen Vermittlungen in der zweiten
Stufe nicht verwendet werden. Da die Betriebsabläufe in diesem Fall auch grundlegend
dieselben sind wie jene, die in der obigen Erläuterung wiedergegeben wurden,
wird ihre Erläuterung
hier weggelassen.
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4 zeigt
eine Gesamtheit von vier Orten, an denen optische Verstärker angeordnet
sind: Den Ort an der Eingangsportseite (um die in der Übertragungsleitung
verursachte Dämpfung
zu kompensieren), den Ort zwischen den Vermittlungen der ersten und
zweiten Stufen (um die in der Vermittlung der ersten Stufe verursachte
Dämpfung
zu kompensieren), der Ort zwischen der zweiten und dritten Stufe (um
die Dämpfung,
die in der Vermittlung der zweiten Stufe verursacht wird, zu kompensieren)
und der Ort auf der Ausgangsportseite (um die in der Vermittlung der
dritten Stufe verursachte Dämpfung
zu kompensieren). Wie oben beschrieben, muss die maximale Zahl von
Vermittlungen in der zweiten Stufe von Beginn des Systems an für die Dreistufenschaltung
installiert werden. Daher werden optische Verstärker bei jedem der Eingabe-/Ausgabeports
der optischen Vermittlungen in der ersten und dritten Stufe angeordnet,
und ein optischer Verstärker
wird sequentiell hinzugefügt
zum Konfigurieren einer Erweiterungseinheit. Für die Erweiterung ist die erforderliche
Anzahl an optischen Vermittlungen (in dieser Figur optische 8×16- und
16×8-Vermittlungen)
in den ersten und dritten Stufen angeordnet und jeweils mit zuvor angeordneten
optischen 8×8-Vermittlungen
in der zweiten Stufe verbunden.
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Wie
oben beschrieben, ist es durch Kombinieren der optischen Vermittlungen
und der optischen Verstärker,
deren Anzahl abhängig
von der Vermittlungskapazität
einer optischen Vermittlung geändert
werden kann, und beim Verwenden der Kombination der Vermittlung
und der Verstärker
als eine Erweiterungseinheit, ausreichend, eine minimale Anzahl
optischer Verstärker
anzuordnen. Da die maximale Anzahl optischer Verstärker in
der zweiten Stufe vom Beginn des Systems installiert sein muss, wenn
optische Verstärker
angeordnet werden durch Kombiniertwerden mit den optischen Vermittlungen in
der zweiten Stufe, muss die Anzahl der optischen Verstärker dieselbe
sein wie die der Ports der maximalen Anzahl optischer Vermittlungen
in der zweiten Stufe und muss angeordnet werden, egal, ob oder nicht
alle der optischen Verstärker
verwendet werden. Daher müssen
noch optische Vermittlungen, die nicht tatsächlich verwendet werden, angeordnet
werden, was zu einer verschwenderischen Anfangsinvestition führt. Wenn
optische Verstärker
mit den optischen Vermittlungen in den ersten und dritten Stufen kombiniert
werden, kann die Anzahl der optischen Verstärker auf ein Minimum reduziert
werden. Folglich kann es die verschwenderische Anfangsinvestition
sichern.
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5 zeigt
beispielhaft die Konfiguration, wo die Erweiterbarkeit bereitgestellt
wird selbst zu der Anzahl von Vermittlungen in der zweiten Stufe
in einer konventionellen Dreistufenschaltungskonfiguration.
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Speziell
wird jeder Ausgangsport jeder der Vermittlungen in der ersten Stufe
mit einer 1×8-Vermittlung
verbunden, während
jeder Eingangsport jeder der Vermittlungen in der dritten Stufe
mit einer 1×8-Vermittlung
verbunden wird. Die 8 Ausgangsports der 8×1-Vermittlung sind jeweils
mit einem der Eingangsports der 8 8×1-Vermittlungen verbunden. Zu
diesem Zeitpunkt werden die 8 Eingangsports der 8×1-Vermittlungen
jeweils mit acht unterschiedlichen Vermittlungen in der ersten Stufe
verbunden. Jede der optischen Vermittlungen in den ersten und dritten Stufen
wird als eine Erweiterungseinheit verwendet und die optischen 1×8-Vermittlungen, deren
Anzahl 16 ist) in der zweiten Stufe und die optischen 8×1-Vermittlungen
(Anzahl von denen ist 16), die mit den Erweiterungseinheiten in
den ersten und dritten Stufen verbunden sind, werden nacheinanderfolgend hinzugefügt als Erweiterungseinheiten.
Hier wird eine Erläuterung
bereitgestellt anhand der 1×8-
und 8×1-Vermittlungen
oder 8×16-
und 16×8-Vermittlungen
als Beispiele. Tatsächlich
können
m1×m2-
und m2×m1-Vermittlungen
(m1≥2≥xm2-1: Dies
gibt eine Nichtblockadebedingung an) oder 1×k- und k×1-Vermittlungen ("k" ist
eine natürliche
Zahl) verwendet werden.
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In
der in 5 gezeigten Konfiguration werden die optischen
Verstärker
hinzugefügt.
Die Orte, an denen die optischen Verstärker angeordnet werden, sind
jene auf den Eingangs- und Ausgangsseiten der optischen Vermittlungen
(optische Raumvermittlungen) in den ersten und dritten Stufen.
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Demgemäss ist ähnlich zu 4 die
Erweiterungseinheit der ersten und dritten Stufen in einer optischen
Vermittlung und optischen Verstärkern
auf den Eingangs-/Ausgangsseiten der optischen Vermittlung angeordnet.
Wie oben beschrieben, kann eine Verschwendung der Anfangsinvestitionen
eingespart werden, da es kein Erfordernis zum Anordnen zusätzlicher
optischer Verstärker
gibt und gleichzeitig die Erweiterungseinheit auch in der zweiten Stufe
angeordnet werden kann durch Vornehmen der Konfiguration der zweiten
Stufe unterschiedlich von der der 4. Demgemäss kann
die Anzahl der Erweiterungseinheiten in der zweiten Stufe angehoben werden,
wenn ein Erweitern erforderlich ist, ohne die Maximalzahl der optischen
Vermittlungen in der zweiten Stufe vom Beginn des Systems anzuordnen
für eine
fernere Erweiterung, wie in 4 gezeigt.
Verglichen mit 4 wird eine Verschwendung der
Anfangsinvestition weiter eingespart.
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Ähnlich zu 4 sind
optische Verstärker
mit der optischen Vermittlung in den ersten oder dritten Stufen
konfiguriert als eine Erweiterungseinheit. Da die Erweiterungseinheit
auch in der zweiten Stufe in 5 konfiguriert
sein kann, können
sowohl der optische Verstärker
auf der Ausgangsseite jeder der optischen Vermittlungen in der ersten
Stufe als auch der optische Verstärker auf der Eingangsseite
jeder der optischen Vermittlungen in der dritten Stufe in der Erweiterungseinheit
der zweiten Stufe eingeschlossen sein. Das heißt, der optische Verstärker auf
der Ausgangsseite jeder der optischen Vermittlungen in der ersten
Stufe ist angeordnet auf der Eingangsseite jeder der 1×8-Vermittlungen
in der zweiten Stufe, während
der optische Verstärker
auf der Eingangsseite jeder der optischen Vermittlungen in der dritten
Stufe auf der Ausgangsseite jeder der 8×1-Vermittlungen in der zweiten
Stufe angeordnet ist, hierdurch die Erweiterungseinheit konfigurierend.
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6 ist
ein schematisches Diagramm zum Zeigen des Erweiterns der in 5 gezeigten
Konfiguration.
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Diese
Figur stellt die Konfiguration dar, wenn die Größe der Vermittlung in der in 5 gezeigten Konfiguration
der 64×64-Vermittlung
auf 16×16
festgelegt ist.
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In
der in 6 gezeigten Konfiguration sind zwei Erweiterungseinheiten
in der ersten Stufe angeordnet und zwei Erweiterungseinheiten sind
auch in einer ähnlichen
Weise in den zweiten und dritten Stufen angeordnet. Wenn die 64×64-Vermittlung wie in 5 gezeigt,
angeordnet ist, sind 8 Erweiterungseinheiten in den jeweiligen Stufen
angeordnet. In der in 6 gezeigten Konfiguration ist
die minimale Vermittlungskapazität
8×8 und
eine Erweiterungseinheit wird jeweils in den ersten, zweiten und
dritten Stufen angeordnet. Zu dieser Zeit wird nur der Ausgangsport tatsächlich unter
den 8 Ausgangsport von der 1×8-Vermittlung
verwendet. In ähnlicher
Weise wird nur ein Eingangsport unter den 8 Eingangsports der 8×1-Vermittlung
tatsächlich
verwendet. Wenn die 8×8-Vermittlung
erweitert wird auf eine 16×16-Vermittlung, wird
jeweils eine Erweiterungseinheit zu den ersten, zweiten und dritten
Stufen hinzugefügt und
die 1×8- und 8×1-Vermittlungen
in der zweiten Stufe werden mit unterschiedlichen Erweiterungseinheiten
verbunden. Zu diesem Zeitpunkt werden nur zwei Ausgangsport tatsächlich unter
den Ausgangsorts der 1×8-Vermittlung
verwendet und auch nur zwei Eingangsports werden tatsächlich unter
den Eingangsports der 8×1-Vermittlung
verwendet. Auf diese Weise ist die Anzahl der Erweiterungseinheiten in
den jeweiligen Stufen sequentiell erhöht, um eine Vermittlung hinzuzufügen, und
gleichzeitig werden die Ausgangsports der 1×8-Vermittlung und die Eingangsports
der 8×1-Vermittlung
in der zweiten Stufe jeweils und erneut verbunden. 5 zeigt
den Fall, in dem die Vermittlungskapazität zu ihrem Maximum hin angehoben
wird. Obwohl 5 nicht alle Erweiterungseinheiten
darstellt, sind tatsächlich
8 Erweiterungseinheiten in den jeweiligen Stufen angeordnet. Alle
Ausgangsports der 1×8-Vermittlung und auch alle
Eingangsports der 8×1-Vermittlung
in der zweiten Stufe werden verwendet.
-
Beachte,
dass die 1×8-Vermittlung,
die in 6 gezeigt wird, ein optisches Eingangssignal an irgendeinen
der 8 Ausgangsports ausgibt, während die
8×1-Vermittlung
eines der optischen Signale, die von den 8 Eingangsports eingegeben
werden, in den Ausgangsport ausgibt. Daher kann jede der 1×8- und 8×1-Vermittlungen
ein optischer 1×8-
oder ein 8×1-Koppler
sein.
-
Die
Erweiterung über
die Schaltkapazität
jeder der optischen Vermittlungen in 5 und 6 hinaus
werden durch Verwenden spezieller Werte als Beispiele bereitgestellt.
Jedoch kann eine optische Vermittlung mit einer beliebigen Schaltkapazität verwendet
werden, wie in der Erläuterung
der 4 beschrieben.
-
7 und 8 geben
beispielhaft die Konfigurationen wieder, bei denen eine Fünfstufenschaltung
als eine optische Vermittlungseinheit angenommen wird.
-
7 gibt
beispielhaft die Konfiguration an, bei der die Erweiterbarkeit hinzugefügt wird
zu einer konventionellen Fünfstufenschaltung.
-
Es
gibt eine Gesamtheit von 6 Orten, an denen optische Verstärker angeordnet
sind: Der Ort auf der Eingangsportseite (um die in einer Übertragungsleitung
verursachte Dämpfung
zu kompensieren), der Ort zwischen der ersten und zweiten Stufen
(um die in der Vermittlung in der ersten Stufe verursachte Dämpfung zu
kompensieren), der Ort zwischen den zweiten und dritten Stufen (um
die in der Vermittlung in der zweiten Stufe verursachte Dämpfung zu
kompensieren, der Ort zwischen den dritten und vierten Stufen (um
die in der Vermittlung in der dritten Stufe verursachte Dämpfung zu
kompensieren), der Ort zwischen den vierten und fünften Stufen
(um die in der Vermittlung in der vierten Stufe verursachte Dämpfung zu
kompensieren), und der Ort auf der Ausgangsportseite (um die in
der Vermittlung in der ersten Stufe verursachte Dämpfung zu
kompensieren). In der Fünfstufenschaltung
müssen
alle Vermittlungen in der dritten Stufe im Voraus vorbereitet sein wie
jene in der zweiten Stufe einer Dreistufenschaltung. Daher ist ein
optischer Verstärker
an jedem der Eingangs-/Ausgangsports der optischen Vermittlung in
den ersten und fünften
Stufen vorgesehen an jedem Ausgangsport der optischen Vermittlungen
in der zweiten Stufe, und an jedem Eingangsport der optischen Vermittlungen
in der vierten Stufe. Die Anzahl an Erweiterungseinheiten (den ersten
und fünften
Stufen) bestehend aus einem optischen Verstärker, einer optischen Vermittlung
und einem optischen Verstärker,
einer Erweiterungseinheit (in der zweiten Stufe), die mit den Erweiterungseinheiten
in der ersten Stufe verbunden sind, und sich aus einer optischen
Vermittlung und einem optischen Verstärker zusammensetzen, und Erweiterungseinheiten
(in den vierten Stufen), welche mit den Erweiterungseinheiten in
der ersten Stufe verbunden sind und sich aus einem optischen Verstärker und
einer optischen Vermittlung zusammensetzen, werden sequentiell erhöht. Beispielsweise
muss eine Erweiterungseinheit in den zweiten und vierten Stufen
jedes Mal hinzugefügt
werden, wenn die Anzahl von hinzugefügten Eingabe-/Ausgabeports
64 in 7 übersteigt.
Jedoch muss eine Erweiterungseinheit in den ersten und fünften Stufen
jedes Mal hinzugefügt
werden, wenn die Anzahl von hinzugefügten Eingabe-/Ausgabeports
8 übersteigt.
-
Wie
oben beschrieben, kann die Vermittlungskapazität der jeweiligen optischen
Vermittlungen in geeigneter Weise durch einen Entwickler festgelegt
werden und ist nicht auf die in der Konfiguration der 7 gezeigten
Implementierungen beschränkt.
-
8 zeigt
in beispielhafter Weise die Konfiguration, bei der die Erweiterbarkeit
auch zu den Vermittlungen in der dritten Stufe der konventionellen Fünfstufenkonfiguration
gegeben ist.
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Speziell
ist jeder Ausgangsport jeder der Vermittlungen in der zweiten Stufe
mit einer 1×8-Vermittlung
verbunden, während
jeder Eingangsport jeder der Vermittlungen der vierten Stufe mit
einer 8×1-Vermittlung
verbunden ist. Die 8 Ausgangsports der 1×8-Vermittlung sind jeweils
mit einem der Eingangsports der 8×1-Vermittlung in 8 unterschiedlichen
Erweiterungseinheiten verbunden. Zu dieser Zeit sind die Eingangsports
der 8×1-Vermittlung
jeweils mit den optischen Vermittlungen in den 8 unterschiedlichen
Erweiterungseinheiten verbunden.
-
Wenn
optische Verstärker
nicht eingeschlossen sind, werden sequentiell eine aus einer optischen Vermittlung
bestehende Erweiterungseinheit (in der ersten und fünften Stufe),
eine Erweiterungseinheit (in der zweiten Stufe), die mit der Erweiterungseinheit in
der ersten Stufe verbunden ist und aus einer optischen Vermittlung
besteht, eine Erweiterungseinheit (in der vierten Stufe), die mit
der Erweiterungseinheit in der fünften
Stufe verbunden ist und aus einer optischen Vermittlung besteht,
und einer Erweiterungseinheit (in der dritten Stufe), die mit der
Erweiterungseinheit in den zweiten und vierten Stufen verbunden ist
und aus optischen 1×8-Vermittlungen
besteht (deren Anzahl 256 ist) und optischen 8×1-Vermittlungen (deren Anzahl
256 ist), zusammenaddiert.
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Wenn
optische Verstärker
addiert werden, besteht in der ersten Stufe eine Erweiterungseinheit aus
einer 8×16-Vermittlung und dem
auf den Eingangs-/Ausgangsseiten der Vermittlung angeordneten optischen
Verstärkern.
In ähnlicher
Weise besteht in der fünften
Stufe eine Erweiterungseinheit aus einer 16×8-Vermittlung und den optischen
Verstärkern, die an
den Eingangs-/Ausgangsseiten der Vermittlung angeordnet sind. In
der zweiten Stufe besteht eine Erweiterungseinheit aus 16 8×16-Vermittlungen und
den auf der Ausgangsseite jeder der 8×16-Vermittlungen angeordneten
optischen Verstärker.
In ähnlicher
Weise besteht in der vierten Stufe eine Erweiterungseinheit aus
16 16×8-Vermittlungen
und dem auf der Eingangsseite jeder der 16×8-Vermittlungen angeordneten
optischen Verstärker.
In der dritten Stufe besteht eine Erweiterungseinheit aus 256 1×8-Vermittlungen,
deren Anzahl dieselbe ist wie die der Ausgangsports der 8×16-Vermittlungen, die
in der Erweiterungseinheit in der zweiten Stufe vorgesehen sind,
und 256 8×1-Vermittlungen,
deren Anzahl dieselbe ist wie die der Eingangsports der 16×8-Vermittlungen, die
in der Erweiterungseinheit der vierten Stufe enthalten sind.
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Beachte,
dass optische Verstärker
nicht immer in erforderlicher Weise wie in 8 gezeigt,
anzuordnen sind. Der optische Verstärker auf der Ausgangsseite
der 8×16-Vermittlungen in
der Erweiterungseinheit in der zweiten Stufe kann in die Erweiterungseinheit
in der dritten Stufe eingebettet sein durch sein Anordnen auf der
Eingangsseite jedes der 1×8-Vermittlungen
in der dritten Stufe. In ähnlicher Weise
kann der optische Verstärker
auf der Eingangsseite jeder der 16×8-Vermittlungen in der Erweiterungseinheit
in der vierten Stufe in die Erweiterungseinheit in der dritten Stufe
eingebettet sein durch sein Anordnen auf der Ausgangsseite jeder
der 8×1-Vermittlungen in
der dritten Stufe. Zusätzlich,
obwohl eine Anfangsinvestition geringfügig angehoben wird, können der
optische Verstärker
auf der Ausgangsseite der 8×16-Vermittlung in der
ersten Stufe und der optische Verstärker auf der Eingangsseite der
16×8-Vermittlung
in der fünften
Stufe jeweils in die Erweiterungseinheiten der zweiten bzw. vierten Stufen
eingebettet sein.
-
9A und 9B zeigen
in beispielhafter Weise die Struktur einer optischen Raumvermittlung und
einer optischen k×2k-(2k×k)-Raumvermittlung.
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In 9A zeigt "Kreuz" an, dass die Strecken
der optischen Signale einander schneiden, während "Balken" angibt, dass die Strecken parallel verlaufen.
Ob die Strecke eines optischen Signals an einem jeweiligen Schnittpunkt
entweder "Kreuz" oder "Balken" wird, wird durch
ein Steuersignal bestimmt, dass von einer in dieser Figur nicht
dargestellten Steuerschaltung bereitgestellt wird.
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Die
in 9A gezeigte optische Raumvermittlung ist ein Beispiel
der als eine fundamentale Einheit jeder der in 4 bis 8 gezeigten
optischen Vermittlungen verfügbaren
Struktur. Die in 9A gezeigte Struktur nimmt eine
4×4-Vermittlung als ein
Beispiel. Wie in dieser Figur gezeigt, bildet die optische Raumvermittlung
optische Wellenleiter, die einander auf einem Substrat 62 schneiden und
die Strecke eines optischen Signals kann geändert werden durch Anlegen
einer Spannung etc. an einen Schnittpunkt (in dieser Figur eingekreist).
Die Spannung etc., die an den Schnittpunkt an jedem Wellenleiter
anzulegen ist, wird durch eine in 9A nicht
dargestellte Treiberschaltung erzeugt. Jeder optische Wellenleiter,
der auf dem Substrat 62 ausgebildet ist, hat einen optischen
Signaleingang von einer Eingangsfaser 60. Das optische
Eingangssignal durchläuft
jeden Wellenleiter, während
seine Strecke bei jedem Schnittpunkt vermittelt wird, und wird übertragen
zu einer gewünschten
Ausgangsfaser 61 in Übereinstimmung
mit der Steuerung der Treiberschaltung.
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In 9A ist
ein Beispiel der Struktur der 4×4-Vermittlung
dargestellt. Jedoch kann eine optische Raumvermittlung mit einer
größeren Vermittlungskapazität verwendet
werden.
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Die
Details der optischen Raumvermittlung, die in
9A gezeigt
ist, werden beispielsweise durch die
japanische
Patentveröffentlichung
(TOKKOHEI) Nr. 6-66982 wiedergegeben.
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9B zeigt
das Verfahren des Strukturierens einer k×2k- oder 2k×k-Vermittlung ("k" ist eine natürliche Zahl) durch Verwenden
der in 9A gezeigten optischen Raumvermittlung.
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Wie
oben beschrieben muss, wenn ein optisches Signal XC konfiguriert
wird, die Anzahl der Ausgangsports der optischen Vermittlung, die
für das optische
XC verwendet werden, doppelt so groß sein wie die Zahl der Eingangsports,
um ein Blockieren des optischen Eingangssignals zu vermeiden, das heißt, um eine
Unfähigkeit
der Ausgabe des optischen Eingangssignals trotz des Vorhandenseins
eines Ausgangsports zu vermeiden. Wenn eine optische Vermittlung
mit "2k"-Ausgangsports zu "k"-Eingangsports
für ein
optisches XC verwendet wird, kann demnach ein nichtblockierendes
optisches XC konfiguriert werden.
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Zum
Strukturieren der k×2k-
oder 2k×k-optischen
Vermittlung durch das Verwenden der optischen k×k-Raumvermittlung, die in 9A gezeigt werden,
können
drei optische k×k-Raumvermittlungen
und zwei optische 1×2-Vermittlungen
verwendet werden. Als die optischen 1×2-Vermittlungen kann beispielsweise
die optische Vermittlung verwendet werden, bei der der Abschnitt
zum elektrischen Schalten der Strecke eines optischen Signals an
einem Verzweigungspunkt eines Y-Verzweigungswellenleiters
angeordnet ist, verwendet werden.
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"k"-optische Eingangssignale werden in
alle der k×k-Vermittlungen durch
die für
jeden Eingang angeordnete 1×2-Vermittlung eingegeben.
Diese Steuerung wird über
eine Treiberschaltung ausgeführt,
die nicht in den Zeichnungen dargestellt wird, in Übereinstimmung
mit den von einer Steuerschaltung ausgegebenen Anweisungen, die
nicht in den Zeichnungen dargestellt sind. Das durch die 1×2-Vermittlung geschaltete
optische Signal wird ferner durch die k×k-Vermittlung, zu der das optische Signal
ausgegeben wird, vermittelt und dann ausgegeben zu irgendeinem der "2k"-Ausgänge.
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Ein
2k×k-Vermittlung
kann leicht durch Umkehren und Verwenden der Eingangsgröße als Ausgangsgröße der 9B erhalten
werden.
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10 stellt
beispielhaft die Struktur einer Wellenlängenauswahleinheit dar, die
optische Verstärker
in dem in 3A gezeigten optischen XC-System
fester Wellenlänge
einschließt.
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Die
Wellenlängenauswahleinheit,
die in 10 gezeigt wird, hat den Aufbau,
bei dem sowohl die Anzahl der Eingangs- als auch der Ausgangsports
16 ist. Optische Signale mit Wellenlängen λ1 bis λ32 werden multiplexiert und
von den jeweiligen Eingangsports eingegeben. Auch werden die optischen
Signale mit den Wellenlängen λ1 bis λ32 multiplexiert
und von den jeweiligen Ausgangsports ausgegeben. Das Wellenlängen-multiplexierte
optische Signal, das von der Eingangsportseite eingegeben wird,
wird aufgespalten durch einen optischen 1×16-Koppler 70. Der
Grund, warum der optische Koppler 70 die 1×16-Konfiguration
hat, ist, dass die Anzahl der Ausgangsports 16 ist. Das
optische Signal, das in den optischen 1×16-Koppler einzugeben ist,
wird durch einen optischen Verstärker
verstärkt, bevor
es durch den optischen 1×16-Koppler 70 aufgespaltet
wird. Diese Verstärkung
wird durchgeführt, um
die durch die Ausbreitung in einer Übertragungsleitung verursachte
Dämpfung
zu kompensieren. Das durch den optischen 1×16-Koppler 70 aufgespaltene Signal
wird wieder durch einen optischen Verstärker verstärkt und dann eingegeben in
ein Mehrwellenlängenfilter.
Die Verstärkung
durch den optischen Verstärker
wird zu dieser Zeit ausgeführt,
um bezüglich der
in 1×16-optischen
Kupplern verursachten Dämpfung
zu kompensieren. Das Mehrwellenlängenfilter wählt das
optische Signal mit einer gewünschten Wellenlänge (ein
optisches Signal mit einer oder mehreren beliebigen Wellenlängen) von
den eingangsoptischen Signalen, gibt das ausgewählte Signal aus und gibt es
in einen optischen 16×1-Koppler 72.
Die Rolle des optischen Verstärkers
wird in diesem Moment für
die Dämpfung,
die in dem Mehrwellenlängenfilter
verursacht wird, kompensiert.
-
Der
Grund, warum der optische Koppler 72 eine 16×1-Konfiguration hat,
ist, dass die Anzahl der Eingangsports 16 ist. Der jeweilige optische
Signaleingangswert zu dem optischen Koppler 72 wird so gekoppelt,
dass das gekoppelte optische Signal als Wellenlängen-multiplexiertes optisches
Signal mit einer Wellenlänge λ1 bis λ32 ausgegeben
wird.
-
Die
obige Erläuterung
dieser Figur wird unter Verwendung der optischen 1×16- und
16×1-Koppler bereitgestellt.
Jedoch, wenn die Anzahl der Ausgangs- und Eingangsports jeweils "k" ist, kann ein optischer 1×k- oder
k×1-Koppler
-
Es
gibt eine Gesamtheit von vier Orten, an denen optische Verstärker angeordnet
sind: Den Ort auf der Eingangsportseite (um die in einer Übertragungsleitung
verursachte Dämpfung
zu kompensieren), den Ort zwischen dem optischen 1×16-Koppler 70 und
dem Mehrwellenlängen-Filter
(um die in dem optischen 1×16-Koppler
verursachte Dämpfung
zu kompensieren), den Ort zwischen dem Mehrwellenlängen-Filter
und dem optischen 16×1-Koppler 72 (um
bezüglich
der in dem Mehrwellenlängenfilter
verursachten Dämpfung
zu kompensieren), und den Ort auf der Ausgangsportseite (um bezüglich der
in dem optischen 16×1-Koppler 72 verursachten
Dämpfung zu
kompensieren). Hier ist das Mehrwellenlängenfilter dazu gedacht, eine
Vielzahl gewünschter
Wellenlänge
aus dem eingegebenen Wellenlängen-multiplexierten optischen
Signal auszuwählen.
Als ein Beispiel eines Mehrwellenlängenfilters kann ein akustooptisches
Filter herangezogen werden. In dieser Konfiguration muss ein Mehrwellenlängenfilter
mit einer Zunahme in der Anzahl der Ports hinzugefügt werden.
Daher ist an jedem Eingangs-/Ausgangsport des Mehrwellenlängenfilters
ein optischer Verstärker angeordnet
und eine Erweiterungseinheit besteht aus einem optischen Verstärker, einem
Mehrwellenlängenfilter
und einem optischen Verstärker
kann sequentiell hinzugefügt
werden. Als die Erweiterungseinheit für das Zunehmen der Anzahl der
Ports werden zudem jeweils ein optischer Verstärker und ein optischer 1×16-Koppler,
und ein optischer 16×1-Koppler
und ein optischer Verstärker
verwendet, hierdurch die Anzahl der Ports erhöhend.
-
11 zeigt
beispielhaft den Aufbau, wobei ein optischer Verstärker, ein
Mehrwellenlängenfilter und
ein optischer Verstärker,
die in der in 10 gezeigten Struktur eingeschlossen
sind, mit einer Integrationstechnik hergestellt werden. In der in
dieser Figur gezeigten Struktur und in aus einem optischen Verstärker und
einem optischen 1×16-Koppler,
und einem optischen 16×1-Koppler
und einem optischen Verstärker
bestehende Erweiterungseinheiten sequentiell hinzugefügt werden
zum Erhöhen
der Anzahl der Ports, und gleichzeitig wird eine Vielzahl von Mehrwellenlängenfiltern
und werden die optischen Verstärker
vor und nach den Filtern als Erweiterungseinheit verwendet.
-
In 10 wird
die Erweiterungseinheit auf der Basis eines Mehrwellenlängenfilters
festgelegt. Jedoch kann die in 11 gezeigte
Erweiterungseinheit auch festgelegt werden, wenn eine Vielzahl von Mehrwellenlängenfiltern
in einem optischen Modul unter Verwendung eines Integrationsverfahrens
integriert sind.
-
Da
die 16×1-
und 16×1-Konfigurationen
als ein optischer Koppler in 10 und 11 verwendet
werden, ist die maximale Anzahl von Eingangs-/Ausgangsports 16.
Wenn jedoch der optische Koppler strukturiert ist als 1×k oder
k×1 ("k" ist eine natürliche Zahl), wie oben beschrieben,
kann die Anzahl von Eingangs-/Ausgangsports um bis zu "k" erhöht
werden.
-
Die
Anordnung optischer Verstärker
ist dieselbe wie die, die bei der beispielhaften Darstellung der 10 herangezogen
wurden. Der optische Verstärker
in der vorangehenden Stufe des optischen 1×16-Kopplers ist dazu gedacht,
die Dämpfung
zu kompensieren, die ein optisches Signal in einer Übertragungsleitung
erfährt.
Der optische Verstärker
in der vorangehenden Stufe des Mehrwellenlängenfilters ist dazu gedacht,
bezüglich
der Dämpfung
zu kompensieren, die in dem optischen 1×16-Koppler verursacht wird,
während
der optische Verstärker
in der folgenden Stufe des Mehrwellenlängenfilters dazu gedacht ist,
bezüglich
der in dem Mehrwellenlängenfilter
verursachten Dämpfung
zu kompensieren.
-
12 zeigt
beispielhaft die Konfiguration, bei der optische Verstärker hinzugefügt werden
zum Bereitstellen von Erweiterbarkeit der Konfiguration der in 3B gezeigten
Mehrwellenauswahleinheit.
-
Diese
Figur zeigt beispielhaft die Struktur, wobei die Erweiterbarkeit
gegeben wird zu der Struktur der in 3B gezeigten
Mehrwellenauswahleinheit durch Hinzufügen optischer Verstärker.
-
Diese
Figur zeigt die Struktur der Wellenlängenauswahleinheit, die in
dem optischen XC vom Wellenlängenwandlungstyp
angewendet wird. Das heißt,
512 Ausgangsports sind angeordnet, um optische Signale mit jeweiligen
Wellenlängen,
die in einem optischen Wellenlängen-multiplexierten Eingangs-Signal
enthalten sind von jeweiligen Ausgangsports auszugeben. Der optische
Koppler 90, der auf der Eingangsseite eingerichtet ist,
hat eine 1×512-Konfiguration in
Entsprechung zu der Anzahl der Ausgangsports. Das heißt, das
optische Wellenlängen-multiplexierte Signal,
bei der optische Signale mit Wellenlängen λ1 bis λ32 multiplexiert sind, wird als
eine Eingangsgröße verwendet
und wird aufgespalten in 512 identische Wellenlängen-multiplexierte optische
Signale. Der Grund, warum der optische Koppler 90 512 Ausgänge hat,
ist, dass die Anzahl der Ausgangsports der Wellenlängenauswahleinheit, die
in 12 gezeigt ist, 512 ist. Jedes der aufgespaltenen
Signale wird durch einen optischen Verstärker verstärkt und wird in ein Wellenlängenfilter eingegeben.
Das Wellenlängenfilter
wählt das
optische Signal mit einer gewünschten
Wellenlänge
aus eingegebenen optischen, Wellenlängen-multiplexierten Signal
aus und gibt das ausgewählte
Signal aus. Die optische Signalausgangsgröße von dem Wellenlängenfilter
wird durch einen optischen Verstärker verstärkt in einen
optischen 16×1-Koppler eingegeben,
koppelt und von den Ausgangsports gesendet. Der Grund, warum die
Anzahl der Eingangsports des optischen Kopplers 91 16 ist,
ist, dass die Anzahl der Eingangsports der in 12 bis 16 gezeigten Wellenlängenauswahleinheit 16 ist.
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Es
gibt eine Gesamtheit von vier Orten, an denen optische Verstärker angeordnet
sind: Der Ort auf der Eingangsportseite (um bezüglich der in der Übertragungsleitung
verursachten Dämpfung
zu kompensieren), der Ort zwischen dem optischen 1×512-Koppler 90 und
dem Wellenlängenfilter
(um bezüglich
der in dem optischen 1×512-Koppler 90 verursachten
Dämpfung
zu kompensieren), der Ort zwischen dem Wellenlängenfilter und dem optischen 16×1-Koppler 91 (um
bezüglich
der in dem Wellenlängenfilter
verursachten Dämpfung
zu kompensieren), und der Ort auf der Ausgangsportseite (um bezüglich der
in dem optischen 16×1-Koppler 91 verursachten
Dämpfung
zu kompensieren). Der optische Verstärker zum Kompensierung von
Dämpfung
ist auch in dem optischen 1×512-Koppler 90 erforderlichenfalls
angeordnet. Als Beispiel werden normalerweise für einen näherungsweise 1×512-Koppler 1×8-optische Koppler
in drei Stufen angeordnet und werden verbunden, wie unten auf 12 gezeigt.
In einem solchen Fall werden optische Verstärker auch zwischen den ersten
und zweiten Stufen und zwischen den zweiten und dritten Stufen angeordnet.
In diesem Beispiel ist nämlich
die Gesamtzahl der Orte, an denen optische Verstärker angeordnet sind, 6. Hier
ist das Wellenlängenfilter
ein Filter zum Auswählen
einer gewünschten
Wellenlänge
aus einem eingegebenen optischen, Wellenlängen-multiplexierten Signal.
Beispiele schließen
ein akusto-optisches Filter ein oder ein Fabry-Pérot-Faser-Filter etc. In
diesem Aufbau muss ein Wellenlängenfilter
hinzugefügt werden,
wenn die Anzahl der Ports oder die Anzahl der Wellenlängen zunimmt.
Daher ist ein optischer Verstärker
an jedem Eingabe-/Ausgabeport des Wellenlängenfilters in ähnlicher
Weise wie bei dem Typ der festen Wellenlänge der 10 angeordnet,
und ein optischer Verstärker
wird sequentiell als Erweiterungseinheit hinzugefügt. Für den Eingabe-/Ausgabeport
werden ein optischer Verstärker
und ein optischer 1×512-Koppler,
und ein optischer 16×1-Koppler
und ein optischer Verstärker
jeweils als Erweiterungseinheiten angeordnet.
-
13 und 14 zeigen
beispielhaft die Modifikationen der Erweiterungseinheit der 12.
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In 12 ist
die Erweiterungseinheit festgelegt auf der Grundlage des Wellenlängenfilters.
Jedoch können
die in 13 und 14 gezeigten
Erweiterungseinheiten durch Integrieren einer Vielzahl von Wellenlängenfiltern
in ein optisches Modul festgelegt werden mit einem Integrationsverfahren.
-
In 13 werden
jeweils sowohl ein Paar optischer Verstärker und ein optischer 1×512-Koppler,
als auch ein Paar eines optischen 16×1-Kopplers und eines optischen
Verstärkers
jeweils als Erweiterungseinheiten in einer ähnlichen Weise wie in 12 verwendet.
Gleichzeitig werden 16 Kombinationen eines optischen Verstärkers, ein
Wellenlängenfilter
und ein optischer Verstärker,
der an einen optischen 16×1-Koppler
angeschlossen ist, als eine Erweiterungseinheit verwendet. Wie oben
beschrieben, kann eine Mehrwellenlängenfilter etc. einschließende Einheit
durch Verwenden der Technik zum Integrieren optischer Elemente als
eine Erweiterungseinheit verwendet werden. Daher können das
Betreiben solch einer Verdrahtung zwischen optischen Elementen,
das Bestimmen einer Anordnung zum Zeitpunkt der Erweiterung etc.
vereinfacht werden.
-
Beispielsweise
müssen
in 13 32 Ausgangsports hinzugefügt werden, wenn versucht wird, die
Anzahl der Eingangsports von 15 auf 16 zu erhöhen (dies entspricht der Anzahl
von multiplexierten Wellenlängen
32). In diesem Fall müssen
32 Erweiterungseinheiten des optischen 16×1-Kopplers auf der Ausgangsseite
erhöht
werden. Inzwischen müssen
in der in 12 gezeigten Konfiguration 16×32=512 Erweiterungseinheiten
des Wellenlängenfilters
hinzugefügt
werden. Jedoch, da 16 Wellenlängenfilter momentan
als eine Erweiterungseinheit in der in 13 gezeigten
Konfiguration angeordnet sind, wird die Anzahl der erneut erforderlichen
Erweiterungseinheiten 32 sein. Wie oben beschrieben, kann die Anzahl
der Erweiterungseinheiten, die zum Zeitpunkt des Erweiterns vorbereitet
werden müssen,
signifikant reduziert werden durch Verwenden einer Vielzahl von
Wellenlängenfiltern
als eine Erweiterungseinheit. Dies trägt in hohem Maße zur Verbesserung
der Betriebseffizienz und Zuverlässigkeit
bei.
-
Als
die Struktur des optischen 1×512-Kopplers
werden optische 1×8-Koppler
in drei Stufen angeordnet und werden in ähnlicher Weise wie in 12 verbunden,
und optische Verstärker
sind zwischen den Stufen angeordnet.
-
14 ist
ein schematisches Diagramm zum Zeigen der Struktur, bei der eine
Erweiterungseinheit durch ferneres Integrieren von Wellenlängenfiltern
konfiguriert wird.
-
Zwei
optische Verstärker
und ein optischer 1×512-Koppler
werden als Erweiterungseinheit auf der Eingangsseite angepasst,
während
zwei von einem optischen 16×1-Koppler
und einem optischen Verstärker
angepasst werden als Erweiterungseinheit auf der Ausgangsseite.
Zudem sind optische 1×8-Koppler
in drei Stufen als ein optischer 1×512-Koppler vorgesehen und optische Verstärker sind
zwischen den Kopplern angeordnet.
-
Als
die Erweiterungseinheit des Wellenlängenfilters werden 16×32=512-Wellenlängenfilter
integriert und optische Verstärker
werden auf den Eingangs- und Ausgangsseiten der jeweiligen Wellenlängenfilter
vorgesehen. Die Erweiterungseinheit ist durch Interagieren einer
Anzahl von Wellenlängenfiltern
wie oben beschrieben konfiguriert, so dass die Anzahl von Erweiterungseinheiten
der Wellenlängenfilter,
die erforderlich ist zum Anheben einer Anzahl von Eingabe-/Ausgabeports,
reduziert werden kann. Als ein Ergebnis kann die Betriebseffizienz
zuverlässig
verbessert werden. Speziell, wenn die Anzahl von Eingabeports in 14 von
15 nach 16 zu erhöhen versucht
wird, werden 32 Ausgangsports mehr hinzugefügt. Jedoch für die Erweiterungseinheit
des Wellenlängenfilters
in 14 schließt
eine Erweiterungseinheit 32 Ausgangsports ein. Als ein Ergebnis
ist die Anzahl der Erweiterungseinheiten für das Wellenlängenfilter,
die erforderlich ist für
die Erweiterung, nur Eins.
-
Die
obige Erläuterung
wird bereitgestellt unter Verwendung spezieller numerischer Werte
als die Zahlen der Eingabe-/Ausgabeports der optischen Vermittlungseinheit
und der Wellenlängenauswahleinheit
und die Konfigurationen der optischen Vermittlung und des optischen
Kopplers. Jedoch kann die vorliegende Erfindung angewendet werden,
ohne auf diese speziellen Werte beschränkt zu sein. Diese Werte müssen in
geeigneter Weise festgelegt werden durch einen Fachmann, der die
vorliegende Erfindung verwendet.
-
Wie
oben beschrieben, ist in einem optischen Dreistufen-Vermittlungsschaltnetz
ein optischer Verstärker
an jedem der Eingabe-/Ausgabeports angeordnet, bei jedem der Eingabe/Ausgabeports
jeder optischen Vermittlung in den ersten und dritten Stufen, wobei
ein optischer Verstärker,
eine optische Vermittlung und ein optischer Verstärker sequentiell
als Erweiterungseinheit angeordnet sind; oder eine 1×k-Vermittlung
und eine k×1-Vermittlung ("k" ist eine natürliche Zahl) werden jeweils
bei jedem der Ausgangsports jeder der Vermittlungen in der ersten
Stufe und jedem Eingangsport in jeder Vermittlung in der dritten
Stufe, und eine Vielzahl von 1×k-Vermittlung
und eine Vielzahl von k×1-Vermittlungen, die
mit einer jeweiligen Erweiterungseinheit in der ersten und dritten
Stufe verbunden sind, werden als Erweiterungseinheit verwendet,
so dass eine Konfiguration mit Erweiterbarkeit implementiert werden
kann. Es trägt
in hohem Maße
zu der Verbesserung der Leistungsfähigkeit des optischen Sendesystems
unter Verwendung dieser Konfiguration bei.
-
Zusätzlich ist
in einem optischen Fünfstufen-Vermittlungsschaltungsnetz
ein optischer Verstärker
an jedem Eingabe-/Ausgabeport jeder optischen Vermittlung in den
ersten und fünften
Stufen angeordnet und bei jedem Ausgangsport jeder optischen Vermittlung
in der zweiten Stufe und jedem Eingangsport jeder optischen Vermittlung
in der vierten Stufe; eine Erweiterungseinheit (in den ersten und
fünften
Stufen), die sich aus einem optischen Verstärker, einer optischen Vermittlung
und einem optischen Verstärker
zusammensetzt, eine Erweiterungseinheit (in der zweiten Stufe),
die mit der Erweiterungseinheit in der ersten Stufe verbunden wird und
mit einer optischen Vermittlung mit einem optischen Verstärker besteht,
und einer Erweiterungseinheit (in der vierten Stufe), die mit der
Erweiterungseinheit in der fünften
Stufe verbunden ist und aus dem optischen Verstärker und einer optischen Vermittlung
besteht, werden sequentiell hinzugefügt; oder eine 1×k-Vermittlung
und eine k×1-Vermittlung sind
jeweils an jedem Ausgangsport jeder Vermittlung in der zweiten Stufe
angeordnet und an jedem Eingangsport jeder Vermittlung in der vierten
Stufe, und eine Vielzahl von 1×k-Vermittlungen
und eine Vielzahl von k×1-Vermittlungen, die
an jeder Erweiterungseinheit in den zweiten und vierten Stufen angeschlossen
sind, werden sequentiell hinzugefügt als eine Erweiterungseinheit
in der dritten Stufe, so dass eine Konfiguration mit Erweiterbarkeit
implementiert werden kann. Es trägt
in hohem Maße
zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit
des optischen Sendesystems bei, dass diese Konfiguration verwendet.
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Zudem
werden in der Wellenlängenauswahleinheit
unter Verwendung eines Wellenlängenfilters oder
eines Mehrfachwellenlängenfilters
ein optischer Verstärker
und ein optischer Koppler, ein optischer Koppler und ein optischer
Verstärker,
oder einer oder mehrere optische Verstärker, ein Mehrfachwellenlängenfilter
(oder ein Wellenlängenfilter)
und ein optischer Verstärker
sequentiell hinzugefügt
als eine Erweiterungseinheit, hierdurch eine Konfiguration mit Erweiterbarkeit
implementierend. Es trägt
in hohem Maße
zu der Verbesserung der Leistungsfähigkeit des optischen Sendesystems
unter Verwendung dieser Konfiguration bei.