FR2709216A1 - Dispositif de commutation photonique à mode de transfert asynchrone, équivalent à plusieurs matrices de commutation indépendantes. - Google Patents

Abstract

Ce dispositif comporte: - p modules d'entrée (1 à 4) comportant chacun n convertisseurs de longueur d'onde, accordables, pour attribuer une longueur d'onde à chaque cellule, les n longueurs d'onde de chaque module d'entrée étant choisies parmi n longueurs d'onde (lambda1,..., lambda16) distinctes des longueurs d'onde (lambda17 à lambda64) des convertisseurs de tous les autres modules d'entrée (2, 3, 4); - p modules de sorti (6 à 9) comportant chacun n filtres accordables; les n filtres du ième groupe de sortie (1) filtrant respectivement n longueurs d'onde (lambda1,..., lambda16) sélectionnées parmi celles sur lesquelles émettent respectivement les convertisseurs du ième groupe d'entrée (1), pour i=1,..., p; - une mémoire tampon optique (5) commune pour toute les n.p sorties du dispositif de commutation; - des moyens de commande (10) pour sélectionner, pour chaque cellule, une durée de stockage dans la mémoire tampon. Application aux réseaux de commutation ATM.

Description

DisDositif de commutation photonique à mode de transfert asynchrone équivalent à plusieurs matrices de commutation indépendantes.

L'invention concerne un dispositif de commutation photonique à mode de transfert asynchrone, équivalent à p matrices de commutation indépendantes, ce dispositif comportant p groupes de n entrées et p groupes de n sorties, et pouvant acheminer des données d'une entrée quelconque d'un ième groupe d'entrées vers une sortie quelconque du ième groupe de sorties, pour tout i de 1 à p, p étant un nombre entier au moins égal à 2. Les données à acheminer sont fournies à ce dispositif sous la forme de cellules ayant une durée fixée, et qui sont multiplexées temporellement de manière asynchrone sur une onde porteuse optique. La sortie destinataire de chaque cellule est déterminée en fonction d'informations de routage associées à chaque cellule entrant dans ce dispositif de commutation.

On connaît, par la demande de brevet français n091
OO 978, ou par la demande de brevet européen n0 O 347 903, une matrice de commutation photonique comportant n entrées et n sorties, et comportant
- une pluralité de convertisseurs de longueur d'onde, accordables, situés respectivement aux entrées de la matrice pour attribuer une longueur d'onde à chaque cellule appliquée à une entrée de la matrice;
- une mémoire tampon optique commune à toutes les sorties de la matrice pour stocker chaque cellule pendant une durée sélectionnable entre O et k.Tc , où k est un nombre entier et où Tc est la durée d'une cellule;
- un étage d'aiguillage spatial comportant un filtre accordable pour chaque sortie de la matrice, pour ne laisser passer vers une sortie donnée que les cellules ayant une longueur d'onde donnée;
- des moyens de commande pour commander les convertisseurs, les filtres, et la mémoire tampon en fonction d'informations de routage indiquant, pour chaque cellule la sortie de la matrice à laquelle cette cellule est destinée, et pour sélectionner la durée de stockage de chaque cellule dans la mémoire tampon de manière à constituer une file d'attente pour chaque sortie, évitant des conflits entre deux cellules à commuter vers une même sortie.

Selon un mode de réalisation particulier, chaque filtre de l'étage d'aiguillage spatial est accordé sur une longueur d'onde d'accord fixe qui lui est propre. La commutation est alors réalisée en modifiant les longueurs d'ondes des convertisseurs. Il n'est pas possible de diffuser une même cellule d'une entrée vers plusieurs sorties, puisqu'il faudrait que plusieurs filtres, correspondant à ces sorties, soient accordés sur une même longueur d'onde égale celle émise par le convertisseur correspondant à l'entrée considérée. Selon un autre mode de réalisation particulier, chaque convertisseur est accordé sur une longueur d'onde fixe qui lui est propre. La commutation est alors réalisée en modifiant les longueurs d'onde d'accord des filtres. Mais alors il n'est pas possible d'acheminer vers une même sortie des cellules arrivant sur plusieurs entrées différentes.

I1 apparaît donc que pour réaliser une telle matrice nxn, il faut disposer soit de convertisseurs accordables sur n longueurs d'onde, soit de filtres accordables sur n longueurs d'onde. Pour avoir le maximum de possibilités, il faut disposer simultanément de convertisseurs accordables sur n longueurs d'onde et de filtres accordables sur n longueurs d'onde. Par conséquent le nombre n d'entrées et de sorties d'une telle matrice de commutation est limité par le nombre maximal de longueurs d'onde sur lesquelles il est possible d'accorder un même convertisseur de longueur d'onde et sur lesquelles il est possible d'accorder un même filtre, pour un taux de diaphonie acceptable.

En l'état actuel de la technologie des filtres et des convertisseurs, le nombre d'entrées et de sorties est limité à 16 ou à 32. Ceci conduit à sous-employer la plupart des autres composants photoniques d'une telle matrice de commutation, car ils ont une bande passante beaucoup plus large que la bande où l'on peut accorder un convertisseur de longueur d'onde ou un filtre, en l'état actuel de la technologie.

Pour augmenter le nombre d'entrées et le nombre de sorties d'un système de commutation, et réaliser l'équivalent d'une matrice de commutation ayant un grand nombre d'entrées et un grand nombre de sorties, et où chaque sortie est accessible par n'importe quelle entrée, il est connu de réaliser différents types de réseaux de matrices de commutation élémentaires. L'ouvrage ASYNCHROUS TRANSFER MODE by MARTIN DE PRYCKER publié par ELLIS HORWOOD LIMITED,
CHICHESTER ENGLAND, pages 179-184, décrit un tel réseau de matrices. Par exemple, il est possible d'agencer douze matrices élémentaires à 16 entrées et à 16 sorties en trois étages comportant chacun quatre matrices élémentaires pour réaliser l'équivalent d'une matrice de commutation ayant 64 entrées et 64 sorties. Cette solution est plus coûteuse que la réalisation directe d'une matrice de commutation ayant p.n entrées et p.n sorties, et ayant la structure décrite dans les demandes de brevet mentionnées ci-dessus. Cependant c'est la seule solution possible en l'absence de convertisseurs de longueur d'onde ou en l'absence de filtres permettant un accord sur une plage correspondant à p.n longueurs d'onde distinctes.

Le but de l'invention est de proposer un dispositif de commutation photonique équivalent à p matrices de commutations indépendantes, à n entrées et n sorties. Ce dispositif ne permet pas de remplacer directement une matrice à p.n entrées et p.n sorties, mais permet de réaliser des structures plus complexes équivalentes à une matrice ayant p.n entrées et p.n sorties.

L'objet de l'invention est un dispositif de commutation photonique à mode de transfert asynchrone, équivalent à p matrices de commutation indépendantes, ce dispositif comportant p groupes de n entrées et p groupes de n sorties, et pouvant acheminer des données d'une entrée quelconque d'un i-ème groupe d'entrées vers une sortie destinataire quelconque d'un i-ème groupe de sorties, pour tout i de I à p; p étant un entier au moins égal à 2; les données étant fournies au dispositif sous la forme de cellules ayant une durée fixée, multiplexées temporellement de manière asynchrone sur une onde porteuse optique; et la sortie destinataire étant déterminée en fonction d'informations de routage associées à chaque cellule;
caractérisé en ce qu'il comporte
- p modules d'entrée comportant chacun n convertisseurs de longueur d'onde couplés respectivement à un groupe de n entrées du dispositif de commutation, pour attribuer une longueur d'onde à chaque cellule appliquée à une entrée du dispositif; les longueurs d'onde des convertisseurs de chaque module d'entrée étant choisies parmi n longueurs d'onde propres à ce module d'entrée;
- p modules de sortie comportant chacun n filtres couplés respectivement à un groupe de n sorties du dispositif de commutation pour ne laisser passer vers chaque sortie que les cellules ayant une longueur d'onde correspondant à celle du filtre couplé à cette sortie; chaque filtre du i-ème module de sortie filtrant une longueur d'onde choisie parmi les n longueurs d'ondes propres au i-ième module d'entrée;
- une mémoire tampon optique commune pour toutes les n x p sorties du dispositif de commutation, et recevant chaque cellule, après que sa longueur d'onde ait été convertie par un module d'entrée, pour la stocker pendant une durée sélectionnable entre O et k.Tc, où k est un nombre entier et où Tc est la durée d'une cellule, puis fournir cette cellule à l'ensemble des modules de sortie;
- des moyens de commande pour sélectionner, pour chaque cellule, une durée k.Tc de stockage dans la mémoire tampon de manière à constituer une file d'attente pour des cellules à commuter vers une même sortie.

Le dispositif ainsi caractérisé peut être utilisé pour remplacer p matrices de commutation ayant chacune n entrées et n sorties dans tout système de commutation classique. Sa réalisation est plus simple que la réalisation de p matrices de commutation de type connu, parce qu'il suffit d'une seule mémoire tampon au lieu de p mémoires tampons ayant chacune la même capacité de stockage. Cette simplification est appréciable car la réalisation de mémoires optiques, en l'état actuel de la technologie, nécessite l'utilisation de lignes à retard constituées de tronçons de fibre optique qui sont encombrants.

Selon un mode de réalisation préférentiel, chacun des p modules d'entrée comporte le même type de convertisseur de longueur d'onde, mais les convertisseurs de chaque module d'entrée émettent dans une gamme de longueur d'onde qui est décalée par rapport à la gamme de longueurs d'onde de chacun des autres modules d'entrée.

Le dispositif ainsi caractérisé tire parti du fait que la technologie actuelle permet de réaliser des convertisseurs de longueur d'onde qui ne sont accordables que sur une plage de faible largeur, mais cette plage peut être choisie, au moment de la construction du convertisseur, dans une gamme beaucoup plus large de longueurs d'onde. I1 est ainsi possible d'obtenir p.n longueurs d'onde différentes au moyen d'un même type de convertisseur, alors que chaque convertisseur ne peut émettre que n longueurs distinctes.

Selon un mode de réalisation préférentiel, la mémoire tampon optique commune stocke chaque cellule pendant une durée sélectionnable entre O et k. Tc avec k = 2q et q entier supérieur à 1; et cette mémoire tampon comporte
- un premier étage comportant : k entrées correspondant respectivement aux valeurs de retard O, Tc, 2Tc, ..., j.Tc, ..., k.Tc; k liaisons directes reliées
2 respectivement aux entrées correspondant aux retard j.Tc où
k j est pair; - lignes à retard reliées aux entrées
2
k correspondant aux retards j.Tc où j est impair; -
2 combineurs optiques ayant chacun deux entrées reliées respectivement à une liaison directe et à une ligne à retard de ce premier étage;
- un ième étage, i variant de 2 à k-l, comportant k lignes à retard reliées à des sorties de combineurs du 2i (i-l)ième étage; k combineurs optiques ayant chacun deux
2i entrées reliées respectivement à l'une des liaisons directes et à l'une des lignes à retard de ième étage;
- un k-ième étage comportant : une ligne à retard, une liaison directe, et un combineur optique ayant deux entrées reliées respectivement à la liaison directe et à la ligne à retard de ce k-ième étage, et ayant une sortie couplée à la sortie de la mémoire tampon.

Le dispositif ainsi caractérisé est particulièrement simple à réaliser, car il comporte des lignes à retard dont le total des retards est réduit . Par conséquent, l'encombrement et le coût de la mémoire tampon sont réduits par rapport à ceux de la mémoire tampon décrite par exemple dans la demande de brevet français n"91 OO 978.

Par exemple, pour réaliser des retards compris entre O et 15 fois la durée d'une cellule, la mémoire tampon décrite dans cette demande de brevet français antérieure comporte 15 lignes à retard procurant respectivement des retards égaux à
Tc, 2Tc, 3Tc, ..., 13Tc, 14Tc, l5Tc. Chaque ligne à retard a une longueur proportionnelle au retard à réaliser, par conséquent les lignes à retard réalisant les plus hauts retards, tels que 13Tc, 14Tc, 15Tc ont un encombrement important. Pour réaliser les mêmes valeurs de retard, la mémoire proposée comporte le même nombre de lignes à retard, mais comporte peu de lignes à retard ayant une grande longueur, en particulier les trois plus longues procurent des retards respectivement égaux à 8Tc, 4Tc, et 2Tc. Il en résulte une importante réduction de l'encombrement de la mémoire tampon et donc de son coût.

L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description cidessous d'exemples de réalisation
- la figure 1 représente le schéma synoptique de l'ensemble d'un exemple de réalisation du dispositif de commutation selon l'invention;
- la figure 2 représente le schéma synoptique d'un module d'entrée et des moyens de commande de cet exemple de réalisation;
- la figure 3 représente le schéma synoptique d'un module de sortie de cet exemple de réalisation;
- la figure 4 représente le schéma synoptique d'un mode de réalisation préférentiel pour la mémoire tampon.

Pour l'exemple représenté sur la figure 1, n est égal à 16 et p est égal à 4. Il comporte donc
- quatre modules d'entrée, 1, 2, 3, 4, ayant chacun 16 entrées, respectivement el à e16, e17 à e32, e33 à e48, e49 à e64, constituant 64 entrées du dispositif de commutation; et ayant chacun 16 sorties telles que les sorties al à al6 pour le module d'entrée 1;
- une mémoire tampon optique 5, commune pour l'ensemble des sorties du dispositif de commutation;
- quatre modules de sortie 6, 7, 8, 9, ayant chacun une entrée, respectivement bl, b2, b3, b4; et ayant chacun 16 sorties, respectivement sl à s16, s17 à s32, s33 à s48, s49 à s64, constituant respectivement 64 sorties du dispositif de commutation;
- un dispositif de commande 10 relié à chacun des modules d'entrée 1 à 4 par une entrée-sortie 12, et à chacun des modules de sortie 6 à 9 par une sortie 13, pour les commander en fonction d'informations de routage fournies à une borne d'entrée 11 pour chacune des cellules reçues par les entrées el à e64.

Les entrées el à e64 reçoivent des données binaires en série, sous la forme de cellules ayant une durée fixée, multiplexées temporellement de manière asynchrone, sur une onde porteuse optique qui peut avoir la même longueur d'onde ou une longueur d'onde quelconque pour chaque cellule et pour chaque entrée. Considérons à titre d'exemple le fonctionnement du dispositif de commutation pour une cellule arrivant sur une entrée du module d'entrée 1 par exemple.

Cette cellule a une ou plusieurs destinations, mais chaque destination de cette cellule ne peut être qu'une sortie parmi les sorties sl à s16 du module de sortie 6, homologue du module 1. De même, une cellule arrivant à une entrée du module d'entrée 2 ne peut être destinée qu'à une ou plusieurs sorties parmi les sorties s17 à s32 du module de sortie 7. Une cellule arrivant sur l'une des entrées e33 à e48 du module d'entrée 3 ne peut être destinée qu'à une ou plusieurs sorties parmi les sorties s33 à s48 du module de sortie 8. Une cellule arrivant sur l'une des entrée e49 à e64 du module d'entrée 4 ne peut être destinée qu'à une ou plusieurs sorties parmi les sorties s49 à s64 du module de sortie 9.

Par exemple lorsqu'une cellule est appliquée à l'entrée e4 du module d'entrée 1, et qu'elle est destinée à la sortie s7 du module de sortie 6, le module d'entrée 1 lui attribue une longueur d'onde, B7 par exemple, choisie parmi 16 longueurs distinctes B1, ..., B16 qui sont propres au module d'entrée 1 et au module de sortie qui lui est homologue, c'est-à-dire le module 6. La cellule est restituée immédiatement sur cette longueur d'onde B7 par l'une des sorties al, ... , a16 du module d'entrée 1, qui est choisie en fonction du retard qui a été sélectionné pour cette cellule. Le dispositif de commande 10 sélectionne une valeur de retard comprise entre O et 15.Tc selon l'occupation de la file d'attente des cellules destinées à la sortie s7.

La mémoire tampon 5 comporte 16 groupes de quatre entrées, chaque groupe de quatre entrées étant constitué respectivement par les quatre entrées d'un combineur parmi 16 combineurs optiques IO à I15. Les 16 sorties al, ..., a16 du module d'entrée 1 sont reliées respectivement à chacun des 16 groupes d'entrées de la mémoire tampon 5, qui correspondent chacun à une valeur de retard comprise entre O et 15.Tc. De manière analogue, chacun des autres modules d'entrée 2, 3, 4 comporte 16 sorties reliées respectivement aux 16 groupes d'entrées de la mémoire 5. La mémoire tampon 5 comporte quatre sorties constituées par les 4 sorties d'un diffuseur optique 166. Les quatre sorties sont raccordées respectivement à des entrées bl, b2, b3, b4 de chaque module de sortie 6 à 9 respectivement. Toutes les cellules restituées par la mémoire tampon 5 sont appliquées simultanément aux quatre entrées bl, b2, b3, b4.

Dans un seul module de sortie, en l'occurrence le module 6, un filtre, ou plusieurs filtres, est accordé sur la longueur d'onde S7 de la cellule considérée. Dans cet exemple, le filtre associé à la sortie s7 est accordé sur la longueur d'onde k7 pour transmettre la cellule à la sortie s7. Les filtres du module de sortie 6 sont accordables indépendamment sur l'une quelconque des longueurs d'onde B1 à B16, respectivement identiques à celles des convertisseurs du module entrée 1, et ne sont pas accordables sur les longueurs d'onde S17 à X 64 correspondant aux autres modules d'entrée 2, 3, 4.

Selon un mode de réalisation préférentiel, les longueurs d'onde B1 à S16 sont voisines mais sont discriminables au moyen d'un même filtre accordable. Les longueurs d'onde B17 à B32 sont voisines mais sont discriminables au moyen d'un même filtre, et constituent une gamme de longueurs d'onde décalée par rapport à la gamme des longueurs d'onde B1 à B16. Les longueurs d'onde B33 à S48 sont voisines mais sont discriminables par un même filtre, et constituent une gamme de longueurs d'onde distincte de la gamme des longueurs d'onde B1 à A32. Les longueurs d'onde B49 à X 64 sont voisines mais sont discriminables par un même filtre, et constituent une gamme de longueurs d'onde distincte de la gamme hl à B48. La technologie actuelle permet de réaliser des convertisseurs de longueurs d'onde accordables sur 16 longueurs d'onde distinctes, en décalant, par construction, ces 16 longueurs d'onde pour chacun des modules d'entrée 1 à 4. Par contre, il ne serait pratiquement pas possible de réaliser un convertisseur de longueur d'onde couvrant les 64 longueurs d'onde B1 à B64.

De même, la réalisation des filtres accordables que comportent les modules de sortie 6 à 9, est plus facile pour couvrir 16 longueurs d'onde en n gammes décalées que pour n fois 16 longueurs d'onde en une seule gamme.

L'exemple représenté ne comporte que quatre modules d'entrée et quatre modules de sortie, mais il est évidemment possible de multiplier le nombre de modules, car la gamme totale où il est possible de réaliser des convertisseurs de longueurs d'onde est beaucoup plus large que la gamme à l'intérieur de laquelle l'accord est possible.

La figure 1 représente un premier exemple de réalisation de la mémoire optique commune 5, qui est analogue à celui décrit par la demande de brevet français n"91 OO 978 et qui comporte
- 16 lignes à retard 162, ..., 163, réalisant respectivement des retards de valeur O à 15.Tc, la première ligne à retard étant une simple liaison directe très courte; et une extrémité de chacune de ces lignes à retard étant reliée à une sortie de l'un des combineurs IO, ..., I15 respectivement;
- un combineur 164, comportant 16 entrées reliées respectivement à une autre extrémité de chacune des lignes à retard 162, ..., 163;
- un amplificateur optique 165 ayant une entrée reliée à une sortie du combineur 164;
- le diffuseur optique 166 déjà mentionné, ayant une entrée reliée à la sortie de l'amplificateur optique 165, et ayant quatre sorties constituant les n sorties de la mémoire 5;
- les 16 combineurs optiques IO à 115, déjà mentionnés, ayant chacun 4 entrées correspondant à l'une des 16 valeurs de retard réalisable.

La figure 2 représente un schéma synoptique plus détaillé du module d'entrée 1, à titre d'exemple, et du dispositif de commande 10. Ce dernier comporte : un microprocesseur 200, une interface d'entrée-sortie, 201; une mémoire de routage, 202; une mémoire de pointeurs, 203; une mémoire de signalisation, 205; et un bus 204 reliant tous ces éléments entre eux.

Le module d'entrée 1 comporte : 16 convertisseurs de longueur d'onde 183, ..., 184; 16 diffuseurs optiques 185, ..., 186; 272 portes optiques Pi, ..., P272; et 16 combineurs optiques 187, ..., 188. Les autres modules d'entrée, 2, 3, 4, sont identiques au module 1, sauf pour les longueurs d'onde.

Les convertisseurs 183, ..., 184 ont chacun : une entrée constituant respectivement l'une des 16 entrées el, ..., ex6; une sortie reliée respectivement à une entrée de l'un des 16 diffuseurs 185, ..., 186; et une entrée de commande reliée à une sortie de l'interface 201 du dispositif de commande 10.

Les convertisseurs 183, ..., 184 sont commandés électriquement par le microprocesseur 200, via l'entrée sortie 12 qui est reliée à une entrée-sortie de l'interface 201, en fonction de quatre bits que le dispositif 10 extrait d'une étiquette de routage associée à chaque cellule. Ces quatre bits indiquent le numéro de la sortie à laquelle est destinée la cellule. La longueur d'onde attribuée à la cellule correspond à cette sortie destinataire. Ces quatre bits de routage sont fournis à la borne d'entrée 11 par des moyens connus non représentés. La sortie 13 du dispositif de commande 10 est une sortie de l'interface 201.

Chacun des diffuseurs 185, ..., 186 comporte 17 sorties reliées respectivement à l'une des 272 portes optiques Pi, ..., P272. Parmi les 17 sorties de chaque diffuseur, 16 sorties sont reliées respectivement, par une porte, à une entrée de l'un des 16 combineurs 187, ..., 188; et la 17ième sortie est reliée par une porte à l'entrée sortie 12 de l'interface 201 d'entree-sortie du dispositif de commande 10. Cette interface 201 est munie d'un dispositif de conversion optique-électronique, non représenté, et permet au microprocesseur 200 de recevoir le contenu de cellules de signalisation.

Chaque entrée de chacun des combineurs 187, ..., 188 est reliée par l'une des portes P1, ..., P272 à une sortie de l'un des diffuseurs 185, ..., 186. Ainsi toute cellule arrivant sur l'une quelconque des 16 entrées el, ..., e16 du module d'entrée 1 peut transiter par l'un quelconque des 16 combineurs 187, ..., 188, à condition qu'une des portes P1, P272 P272 soit ouverte. Ces portes sont commandées indépendamment les unes des autres par le microprocesseur 200, via l'interface 201. Chaque combineur 187, ..., 188 possède une sortie qui constitue l'une des 16 sorties al, ..., al6 du module d'entrée 1, correspondant à l'un des retards O à 15.Tc.

Chaque fois qu'une cellule est appliquée à l'une des entrées el, ..., e16, le microprocesseur 200 commande l'ouverture de l'une des portes P1, ..., P272. Si c'est une cellule de signalisation, il ouvre une porte transmettant cette cellule à l'interface 201. Si c'est une cellule de données, il ouvre une porte transmettant cette cellule vers l'un des combineurs 187, ..., 188, selon le retard à appliquer à cette cellule.

Le microprocesseur 200 détermine une valeur de retard compris entre O et 15 Tc en fonction des pointeurs contenus dans la mémoire 203 qui permettent de surveiller le flux de cellules à destination de chacune des 16 sorties du module de sortie 6 qui est l'homologue du module d'entrée 1. Le pointeur associé à la sortie destinataire permet de savoir quel est le retard à attribuer à chaque cellule. La mémoire tampon 5 se comporte comme 16 files d'attente, du type premier entré-premier-sorti, correspondant aux 16 sorties du module de sortie 6, et parallèlement elle se comporte comme 16 files d'attente pour chacun des autres modules de sortie, 7, 8, 9. Toutes ces files sont gérées par le microprocesseur 200 au moyen de pointeurs stockés dans la mémoire de pointeurs 230.

La mémoire de routage 202 stocke
- des paramètres de commande des convertisseurs 183, ..., 184, pour attribuer une longueur d'onde à chaque cellule, selon le module de sortie destinataire, et la sortie destinataire dans ce module de sortie;
- un indicateur pour chaque cellule, indiquant si celle-ci fait partie d'une connexion point à point ou d'une connexion point à multipoints; dans ce dernier cas, la mémoire de routage 202 fournissant des paramètres pour accorder simultanément sur une même longueur d'onde une pluralité de filtres dans un même module de sortie du dispositif de commutation.

Le nombre de cellules stockables dans chaque file d'attente est fixé par le nombre k des valeurs de retard réalisables dans la mémoire tampon 5. Dans cet exemple de réalisation, il est égal à 16. L'article "Buffer Sizing in an ATM Switch for both ATM and STM traffics" International
Journal Of Digital And Analog Cabled Systems vol 2, 247-252 (1989), montre qu'une mémoire tampon de sortie ayant une capacité de 16 cellules par sortie permet d'obtenir un taux de perte de cellules égal à lO-10. Il est possible d'obtenir un autre taux de perte donné, en choisissant le nombre k des lignes à retard 189, ..., 190, en fonction du taux donné.

Dans cet exemple de réalisation, le dispositif de commutation assure en outre la remise en ordre des cellules, leur rang initial étant connu grâce à deux bits de routage.

Pour retrouver leur rang initial, elles doivent être lues dans l'ordre initial, à l'intérieur de la mémoire tampon 5.

Elles doivent donc être mises dans cet ordre dans la file d'attente correspondant à la sortie destinataire. Cette file d'attente est gérée par le microprocesseur 200, la mémoire de routage 202, et la mémoire de pointeur 203, comme quatre "sous-files d'attente" indépendantes, destinées à stocker respectivement des cellules de rang 1, 2, 3, 4 dans chaque groupe de quatre cellules. Ce rang est défini grâce à deux bits de routage.

Considérons la mise en file d'attente de quatre cellules qui sont à émettre dans l'ordre C1, C2, C3, C4 sur une sortie donnée du module de sortie 7, alors qu'elles sont arrivées à des entrées du module d'entrée 1 dans l'ordre C2,
C1, C4, C3 par exemple. La cellule C2 est inscrite dans la deuxième sous-file d'attente. La cellule C1 est inscrite dans la première sous-file d'attente. La cellule C4 est inscrite dans la quatrième sous-file d'attente, la cellule
C3 est inscrite dans la troisième sous-file d'attente. La sous-file d'attente choisie pour l'écriture est choisie parmi les quatre sous-files d'attente de la file d'attente correspondant à la sortie donnée, grâce aux deux bits de routage indiquant le rang de chaque cellule. La sous-file d'attente pour la lecture dans la mémoire tampon est choisie de manière périodique : ibère, puis 2ième, puis 3ième, puis 4ième, etc. En effet, les cellules ressortent de la mémoire tampon systématiquement après un délai qui est déterminé par l'entrée où la cellule a été appliquée à la mémoire tampon.

La figure 3 représente le schéma synoptique d'un exemple de réalisation du module de sortie 6. Les autres modules de sortie 7, 8, 9 sont identiques, à l'exception de la gamme d'accord des filtres. Le module de sortie 6 comporte
- un amplificateur optique 192, ayant une entrée constituant l'entrée bl du module de sortie 6, pour amplifier le signal optique fourni par la mémoire tampon 5;
- un diffuseur 193 ayant une entrée reliée à une sortie de l'amplificateur 192, et ayant 16 sorties;
- 16 filtres accordables 194, ..., 195 ayant chacun une entrée reliée respectivement au diffuseur 193; une entrée de commande électrique reliée à la sortie 13 du dispositif de commande 10. Le dispositif de commande 10 sélectionne une longueur d'onde parmi les 16 longueurs d'onde prédéterminées B1, ..., B16; et une sortie constituant l'une des 16 sorties sl, ..., s16 du dispositif de commutation.

L'amplificateur 192 et le diffuseur 193 permettent de diffuser le signal sortant de la mémoire tampon 5 vers les 16 filtres 191, ..., 195. Chacun de ces filtres ne laisse passer que la longueur d'onde sélectionnée par le signal électrique de commande que lui fournit le dispositif de commande 10, à chaque période de cellule. Pour commuter une cellule d'une entrée vers une sortie unique, un seul filtre est accordé sur la longueur modifiant la longueur d'onde des filtres des modules de sortie 6 à 9, à condition de renoncer à la possibilité d'acheminer vers une même sortie plusieurs cellules appliquées à plusieurs entrées distinctes d'un même module d'entrée.

La figure 4 représente le schéma synoptique d'un mode de réalisation préférentiel, 5', de la mémoire tampon optique commune 5. Ce mode de réalisation comporte
- 16 combineurs optiques 40, ..., 41 ayant chacun 4 entrées, ces quatre entrées constituant un groupe de quatre entrées de la mémoire tampon 5', et correspondant à une valeur de retard comprise entre O et 15Tc;
- un premier étage comportant : 8 liaisons directes procurant un retard pratiquement nul, 8 lignes à retard 42 à 49 procurant chacune un retard Tc, et 8 combineurs optiques 50 à 57 ayant deux entrées et une sortie;
- un second étage comportant : quatre liaisons directes procurant chacune un retard négligeable, quatre lignes à retard 58 à 61 procurant chacune un retard 2Tc, et quatre combineurs optiques 62 à 65 ayant deux entrées et une sortie;
- un troisième étage comportant : deux liaisons directes procurant chacune un retard négligeable, deux lignes à retard 66, 67 procurant chacune un retard 4Tc, et deux combineurs optiques 68 et 69 ayant chacun deux entrées et une sortie;
- un quatrième étage comportant une seule liaison directe procurant un retard négligeable, une seule ligne à retard 70 procurant un retard 8Tc, et un combineur 71 comportant deux entrées et une sortie;
- un amplificateur optique 72 ayant une entrée reliée à la sortie du combineur 71;
- et un diffuseur optique 73 ayant une entrée reliée à la sortie de l'amplificateur 72 et ayant quatre sorties constituant les quatre sorties de la mémoire tampon 5'.

Dans le premier étage, la sortie de chaque combineur 40, ..., 41 qui a un rang impair est reliée par une liaison directe à une entrée de l'un des combineurs 50 à 57. La sortie de chaque combineur 40, ..., 41 de rang pair est reliée à une seconde entrée de l'un des combineurs 50 à 57 par une ligne à retard 42, ..., 49 procurant un retard Tc.

Dans le deuxième étage, la sortie de chacun des combineurs 50 à 57 ayant un rang impair est reliée par une liaison directe à une première entrée de l'un des combineurs 62 à 65. La sortie de chacun des combineurs 50 à 57 ayant un rang pair est reliée à une seconde entrée de l'un des combineurs 62 à 65 par une ligne à retard 58 à 61 procurant un retard 2Tc.

Dans le troisième étage, la sortie de chacun des combineurs 62 à 65 ayant un rang impair est reliée par une liaison directe à une première entrée de l'un des combineurs 68, 69. La sortie de chacun des combineurs 62 à 65 ayant un rang pair est reliée à une seconde entrée de l'un des combineurs 68, 69 par l'intermédiaire d'une ligne à retard 66, 67 procurant un retard 4Tc.

Dans le quatrième étage, la sortie du combineur 68 est reliée par une liaison directe à une première entrée du combineur 71; alors que la sortie du combineur 69 est reliée par la ligne à retard 70, procurant un retard 8Tc, à une seconde entrée du combineur 71.

Selon le combineur 40, ..., 41 où est appliquée une cellule, celle-ci aura à traverser entre O et 4 lignes à retard, chacune de celles-ci ayant un retard égal à: Tc, ou 2Tc, ou 4Tc, ou 8Tc. Cette mémoire tampon 5' permet de réaliser des retards compris entre O et 15 Tc, mais il apparaît qu'elle ne comporte : qu'une seule ligne à retard 70, procurant un retard 8Tc; que deux lignes à retard, 66, 67 procurant un retard 4Tc; que quatre lignes à retard 58 à 61 procurant un chacune 2Tc; et que huit lignes à retard 42 à 49, procurant un retard Tc.

Ceci est à comparer à la mémoire tampon 5 qui comporte : une ligne à retard procurant un retard 15Tc, une ligne à retard procurant un retard 14Tc, une ligne à retard procurant un retard 13Tc, ..., une ligne à retard procurant un retard Tc. La longueur totale de fibre nécessaire pour réaliser les lignes à retard de la mémoire tampon 5' correspond à 32 fois. La durée d'une cellule; alors que la longueur totale de fibre nécessaire pour réaliser les lignes à retard de la mémoire tampon 5 correspond à 120 fois la durée d'une cellule. L'encombrement des lignes à retard dans le mode de réalisation 5' est donc environ 4 plus faible que dans le mode de réalisation 5.

Naturellement d'autres modes de réalisation de la mémoire tampon optique commune peuvent être envisagés, sans nuire au fonctionnement du dispositif de commutation selon l'invention.

Claims (3)

REVENDICATIONS

1) Dispositif de commutation photonique à mode de transfert asynchrone, équivalent à p matrices de commutation indépendantes, ce dispositif comportant p groupes de n entrées et p groupes de n sorties, et pouvant acheminer des données d'une entrée quelconque d'un i-ème groupe d'entrées vers une sortie destinataire quelconque d'un i-ème groupe de sorties, pour tout i de 1 à p; p étant un entier au moins égal à 2; les données étant fournies au dispositif sous la forme de cellules ayant une durée fixée, multiplexées temporellement de manière asynchrone sur une onde porteuse optique; et la sortie destinataire étant déterminée en fonction d'informations de routage associées à chaque cellule;

caractérisé en ce qu'il comporte

- p modules d'entrée (1 à 4) comportant chacun n convertisseurs de longueur d'onde (183, ..., 184) couplés respectivement à un groupe de n entrées (el, ..., e16) du dispositif de commutation, pour attribuer une longueur d'onde à chaque cellule appliquée à une entrée du dispositif; les longueurs d'onde (X1, ...,X16) des convertisseur de chaque module d'entrée (1) étant choisies parmi n longueurs d'onde (X1, ..., B16) propres à ce module d'entrée;

- p modules de sortie (6 à 9) comportant chacun n filtres (194, ..., 195) couplés respectivement à un groupe de n sorties du dispositif de commutation pour ne laisser passer vers chaque sortie que les cellules ayant une longueur d'onde correspondant à celle du filtre couplé à cette sortie; chaque filtre du i-ème module de sortie (6) filtrant une longueur d'onde choisie parmi les n longueurs d'ondes (X1,...,X16) propres au i-ième module d'entrée (1);

- une mémoire tampon optique (5; 5') commune pour toutes les n x p sorties du dispositif de commutation, et recevant chaque cellule, après que sa longueur d'onde ait été convertie par un module d'entrée, pour la stocker pendant une durée sélectionnable entre O et k.Tc, où k est un nombre entier et où Tc est la durée d'une cellule, puis fournir cette cellule à l'ensemble des modules de sortie (6 à 9);

- des moyens de commande (10) pour sélectionner, pour chaque cellule, une durée k.Tc de stockage dans la mémoire tampon (5) de manière à constituer une file d'attente pour des cellules à commuter vers une même sortie.

2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des p modules d'entrée (1 à 3) comporte le même type de convertisseur de longueur d'onde, mais les convertisseurs de chaque module d'entrée émettant dans une gamme de longueurs d'onde décalée par rapport à la gamme de longueur d'onde de chacun des autres modules d'entrée.

3) Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la mémoire tampon optique commune (5') stocke chaque cellule pendant une durée sélectionnable entre O et k. Tc avec

k = 2q et q entier supérieur à 1;

caractérisé en ce que cette mémoire tampon (5') comporte

- un premier étage comportant : k entrées (40, 41) correspondant respectivement aux valeurs de retard o,

k

Tc, 2Tc, ..., j.Tc, ..., k.Tc; - liaisons directes reliées

2 respectivement aux entrées correspondant aux retard j.Tc où

k j est pair; - lignes à retard (42, ..., 49) reliées aux

2 entrées correspondant aux retards j.Tc où j est impair,

2 combineurs optiques (50 à 57) ayant chacun deux entrées reliées respectivement à une liaison directe et à une ligne à retard de ce premier étage;

- un ième étage, i variant de 2 à k-l, comportant k - lignes à retard (58, ...61) reliées à des sorties de 2i

k combineurs (51, 53, 55, 57) du (i-l)ième étage;

2i combineurs optiques (62 à 65) ayant chacun deux entrées reliées respectivement à l'une des liaisons directes et à l'une des lignes à retard de ième étage;

- un k-ième étage comportant : une ligne à retard (70), une liaison directe, et un combineur optique (71) ayant deux entrées reliées respectivement à la liaison directe et à la ligne à retard de ce k-ième étage, et ayant une sortie couplée à la sortie de la mémoire tampon.