JP2005534208A - 光通信ネットワークで光データを切り換えるためのシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、前記信号のキャリア波の波長を変換できる光信号を切り換えるシステムに関連し、入力ポート（ＰＥ１〜ＰＥｎ）のセット、入力ポートのうちの１つで受信された入力信号が出力ポートの少なくとも１つへ選択的に向けられるように入力ポートに機能的に接続された出力ポート（ＰＳ１〜ＰＳｎ）のセット、入力信号のキャリア波の波長が出力ポートから出力するときに少なくとも１つの他の波長へ変換する波長変換手段（３４）を含む。本発明に従って、前記変換手段（３４）の波長を変換能力が以下の３つの制限手段ｉ）からｉｉｉ）、ｉ）入力ポート信号を送るために前記出力ポート（ＰＳ）の少なくとも１つについても全く、波長変換が発生しないこと、ｉｉ）前記出力ポート（ＰＳ）の少なくとも１つについて、入力ポート（ＰＥ）信号を送るために波長変換が発生できるが、しかしキャリア波の波長は、入力で受け取った所定の数Ｌの異なる波長変数からの限定された数の波長変数のみに変換され、この限定された数は０よりも大きく、かつＬより小さいこと、およびｉｉｉ）入力ポート（ＰＥ）信号を出力するために、変換は制限された数Ｘ２の出力ポート（ＰＳ）でのみ発生でき、前記数Ｘ２はスイッチングデバイスに設けられた出力ポートの合計数よりも少なく、前記入力ポート（ＰＥ）信号の波長は、入力で受け取られた所定数Ｌの異なる波長変数から任意の波長変数へ変換されること、のうちの少なくとも１つによって制限される。

Description

本発明は、光通信ネットワーク内のデータの伝送に関し、特に、異なるリンクおよびネットワークの周辺部へとデータを切り換えるためにネットワークのノードに設けられるスイッチングマトリックスのためのアーキテクチャに関する。これらのマトリックスは、切り換えられたデータキャリアの波長λを必要な時に必要な通りに変換し、特にデータを多重化し、及び／又は同じファイバ上でデータを搬送するときに生じるコンテンションの問題を解決することが可能でなければならない。データは時分割多重方式のパケット、波長分割多重方式のパケットまたは端から端まで連続的なサーキットモードのデータストリームの形式をとることが可能である。

スイッチングマトリックスの機能は入力ポートのセットと出力ポートのセットによってそれぞれデータを集めおよび転送することである。入力と出力ポートの間で、連続して安全にネットワークを通り抜けることを確実化するためにデータはキャリア波長変換または所定の時間遅延を受ける可能性がある。この目的のために、スイッチングマトリックスは：
異なる別々のデータチャネルを同じファイバ上に集中させるためのマルチプレクサを備え；
マルチプレクサが波長分割多重方式のデータを管理する場合、それぞれのファイバ上に多重化されたチャネルのセットからチャネルを抽出する逆処理を実行するためのデマルチプレクサを備え；
光信号を増幅する追加的機能を一般的に有する波長コンバータを備え；
応用可能である場合、特にコンテンションの問題を解決するためにデータのストリームを時間に分離するためのバッファとしてはたらく遅延ラインを備えている。

光ネットワーク上のデータトラフィックの継続する増大と共に、光データスイッチングマトリックスにますます高いビットレートを提供することが必要になりつつあり、それは、これが意味するハードウェアの量の理由でコストがかかる複雑なノードアーキテクチャを課する。

光パケットスイッチングマトリックスの構造は、典型的には、すべての入力ポートでのキャリア波長変換の総合的な柔軟性に頼っており、それは出力ポートに関連する波長コンバータのおかげであり、したがってネットワークで受け取った任意のキャリア波長について各入力信号は任意の出力ポートに送られることも可能である。

総合的な波長変換能力に基づいたこの取り組み方は、各入力波長がすべて利用可能な波長で各出力ポートから転送されることを確実化するためにリソースを増加させることを意味するので、アーキテクチャを特に複雑にする。これは高い光学的損失、および波長領域で動作する、すなわちまさに能動性部品の数を減らす目的で波長分割多重方式（ＷＤＭ）を使用するアーキテクチャについてですら多数の部品の必要性につながる。

図１はノードのセットを含む光データ通信ネットワーク２の理論を例示する図であって、そのうちのいくつかのノード４はそのネットワーク内だけで動作し、ノード４に接続された他のノード４’は、例えばゲートウェイとの外部接続を設定するためにネットワークの周辺部に配置される。各ノード４および４’は、１つまたは複数のスイッチングマトリックスを含み、そのポートはネットワーク２内部のリンク６へ、および周辺部ノード４’の場合ではネットワーク接続ライン８へと接続される。リンク６および接続ライン８は、複数の光ファイバから成り、ここで考察する範例では、それらは１つのファイバ上で複数のデータパケットを同時に搬送するために波長分割多重方式を使用する。

図２は、ネットワーク２のノード４又は４’のスイッチングマトリックスについての従来のアーキテクチャの１例の単純化した表現である。この例では、マトリックスはｎ×ｎのマトリックスであり、すなわちそれは、個数ｎの入力ポートＰＥ１からＰＥｎ（包括的表示ＰＥ）および同じ個数ｎの出力ポートＰＳ１からＰＳｎ（包括的表示ＰＳ）のを有する。

各入力ポートはそれぞれの入力光ファイバケーブルＦＥ１からＦＥｎに接続され、各出力ポートはそれぞれの出力光ファイバケーブルＦＳ１からＦＳｎに接続される。入力および出力光ファイバケーブルの各々は、数Ｌの異なるキャリア波長λ１からλＬのを搬送することが可能であり、それぞれのポートはＬの波長すべてを多重化および／または逆多重化するように構成される。

入力ポートＰＥと出力ポートＰＳの間に交差接続ユニット１２が存在し、それにより、各入力ポートの各波長は、このユニット内で交差する線で象徴化されるように、ｎ個のポートすべての波長すべてに接続されることが可能である。

時間遅延ユニット１４が、交差接続ユニット１２の入力及び出力ポートを接続する線に選択された時間遅延を課すために設けられる。これらの時間遅延は特に、複数のデータチャネルが同じ時間に同じ波長で同じ出力ポートにアクセスしようとするときに、コンテンションを調節するために使用される。

図３は、図２のマトリックスの一部を入力ポートＰＥ１とＰＥｎおよび出力ポートＰＳ１とＰＳｎおよびこれらのポート間の２、３の交差接続のレベルでさらに詳細に示している。明らかに入力ポートＰＥ１からＰＥｎすべては実質的に同じ内部アーキテクチャを有し、出力ポートＰＳ１からＰＳｎも同様である。これらのポート間の交差接続すべては単純な外挿法によって推論されることが可能である。

その光ファイバ入力部ＦＥに接続された各入力ポートＰＥは、各々が別々に入力ファイバＦＥ上に存在するいかなる変調された信号も与えるＬ個の出力チャネル１６−１から１６−Ｌ（包括的表示１６）を備えたデマルチプレクサ１６を有する。これらのチャネル１６−１から１６−Ｌの各々に、それに与えられたデータをデマルチプレクサ１６の出力部で特定の波長λ１からλＬで抽出するためのそれぞれの第１の波長コンバータ１８−１から１８−Ｌ（包括的表示１８）が存在する。それらのコンバータは、一般的に、半導体の光増幅器（ＳＯＡ）に基づいており、したがってやはり増幅および再生特性も有する。

各第１のコンバータ１８からの出力は、コンバータ１８−１から１８−Ｌの出力すべてを同じ出力チャネル２２上にまとめるためのＬ個の入力を備えた第１のマルチプレクサ２０のそれぞれの入力部へと与えられる。ｎ個の入力ポートＰＥ１からＰＥｎすべてに対応する第１のｎ個のマルチプレクサ２０は、同じ数のそれぞれの出力チャネル２２−１から２２−ｎ（包括的表示２２）を有する。こうして各々の入力ポートＰＥ１からＰＥｎについて、説明したシステムの出力部は、変換の後に、入力ファイバＦＥ１からＦＥｎ上にある信号を、内部のキャリア波長（λ１からλＬ）に与える。各々の入力ポートについて、デマルチプレクサ１６、コンバータ１８および第１のマルチプレクサ２０の組合せは、入力の変換および増幅段階を形成する。

単一のチャネルを構成する各第１のマルチプレクサ２０の出力２２は、時間遅延ユニット１４の個数Ｋの光学的遅延ライン２４−１から２４−Ｋ（包括的表示２４）のそれぞれの入力部へと与えられる。この図では、その構成は、第１のマルチプレクサの各々の出力２２に特定のＫの時間遅延ラインを供給しているが、しかし実際では、もし様々な入力マルチプレクサから到来する波長が異なる場合、これらのラインは共用されることが可能である。セット２４−１から２４−Ｋの遅延ラインの各々は、特定の時間遅延を課す。本範例では、時間遅延の範囲はライン２４−１への直接接続の形をとるヌル値（ゼロ時間遅延）で始まる。時間遅延の間の関係は、典型的には、線形数列に従い、例えば、最短の非ゼロの時間遅延を課されたもの（ライン２４−２）が値τを有し、それに続く進行のラインはそれぞれτ、２τ、３τなどの時間遅延を課される。値τは、一般的に、パケットの固定サイズ（時間的な持続時間）に等しい。

各々の入力ポートの遅延ラインのｋ出力は、時間分割および特に、同時に到着するデータの連結を可能にするバッファ出力を構成する。

各々の出力ポートＰＳ１からＰＳｎは、入力２６−１から２６−Ｌ（包括的表示２６）のＬのグループを含み、各々が、ｎの入力ポートＰＥの各々についてＫの遅延ラインのそれぞれの出力を受けるように接続された数ｎ×Ｋの個別入力を有する。ｎ×Ｋ個入力２６−１から２６−Ｌの各グループは、１からＫの時間遅延ｋを備えたｎ個の入力ポートから１つの入力ポートＰＥを選択するための第１の選択ユニット２７−１から２７−Ｌによって受け取られる。その後、これらの選択ユニット２７−１から２７−Ｌによって選択されたデータは、Ｌの出力を備えたそれぞれのスター光カプラシステム２８−１から２８−Ｌ（包括的表示２８）によって一斉通信される。各々のセットのＬの出力の各々は、Ｌの入力部とＬの出力部を備えた第２の選択ユニット２９へと接続される。これらＬ個の出力は、それぞれの第２のマルチプレクサ３０−１から３０−Ｌ（包括的表示３０）へと接続される。

図４は、第１の選択ユニット２７、スター光カプラシステム２８、および第２の選択ユニット２９を含むシステムをさらに詳細に示している。

第１の選択ユニット２７は、ｎ×Ｋの入力の各々に特定のそれぞれのＳＯＡ、言い換えると合計ｎ×Ｋの入力ＳＯＡ（ＳＯＡ−Ｅ）を有し、それらの各々は入力ラインを選択するための光学的ゲートとして使用される。使用時には、送られてきたデータを送信するために１つの選択されたＳＯＡ−Ｅがオンに切り換えられ（スイッチが閉にされ）、ｎ×Ｋ−１の他のＳＯＡ−Ｅは、それらのそれぞれのチャネル上のデータを遮断するためにオフに切り換えられる（スイッチが開にされる）。

同様に、第２の選択ユニット２９はＬの出力の各々に特定のそれぞれのＳＯＡ、言い換えると合計Ｌの出力のＳＯＡ（ＳＯＡ−Ｓ）を有する。これらの各々は、マルチプレクサ３０の入力に関連する波長を選択するための光学的ゲートＰＯとして使用される。サ使用時には、送られてきたデータを送信するために１つの選択されたＳＯＡ−Ｓがオンに切り換えられ（スイッチが閉にされ）、その他のＬ−１のＳＯＡ−Ｓはそれらのそれぞれのチャネル上のデータを遮断するためにオフに切り換えられる（スイッチが開にされる）。

選択ユニット２９のＳＯＡ−Ｓｉとマルチプレクサ３０の入力ｉの関連付け（ここでｉは１からＬまでの数である）は、第１の選択ユニットによって選択されたすべてのデータから長さｉを選択する。この種のマルチプレクサは入力２６−１から２６−Ｌの各グループに設けられる。

図４のシステムによる選択は、各入力ラインが入力ポート（１からｎ）から到来しかつ時間遅延（１からＫ）を有するすべてのデータ（Ｌ個の波長）を受け取り、各出力ラインについてｎ×Ｋ本の入力ラインを生じる（１つの出力ポートで１つの波長）という事実に基づいて、２つの段階で進行する。

ｎ×Ｋの入力のうちの１つだけが所定の時間に、対応するＳＯＡ−Ｅを活性化させる（スイッチが閉にされる）ことによって、第１の選択ユニット２７のＳＯＡ−Ｅによって選択される第１の段階であり、従ってこのユニット２７は第１の選択段階を構成し、時間遅延ｐＫを伴って入力ポートＰＥｊから到来するデータ（Ｌの波長）のセットがｎ×Ｋ：Ｌスターカプラ２８によって第２の選択ユニット２９のＬのＳＯＡ−Ｅへと一斉通信される、第１の段階、そして
第２の選択ユニット２９のレベルで波長λｉを選択する第２の段階であって、それは第２の選択段階を構成し、データのすべて（Ｌ個の波長）がマルチプレクサのポートｉへと送られるように波長λｉに対応するＳＯＡ−Ｓが活性化され（スイッチが閉にされ）、したがってマトリックス内で時間遅延ｐＫを受けた入力ポートＰＥｊの波長λｉから到来するデータだけが出力部に得られる、第２の段階である。

Ｌ個の第２のマルチプレクサ３０の各々のそれぞれの出力３２−１から３２−Ｌは、それぞれ、ポートの出力ファイバＦＳに到達する前に第２の波長コンバータ３４−１から３４−Ｌ（包括的表示３４）のそれぞれへと接続される。これら第２のコンバータ３４は、Ｌ個の異なる波長λ１からλＬのいずれからそれらの入力に与えられるデータを各々のグループに関連する波長へと変換する。これら第２のコンバータはまた、それらの波長変換機能に加えて再生器としても動作し、光信号の品質を回復してかつ複数のスイッチマトリックスのカスケード接続を可能にするために各スイッチングマトリックス出力で光パケットを再生することに留意すべきである。

Ｌの第２のコンバータ３４の各々の出力は、Ｌの入力チャネルおよびポートの出力ファイバＦＳに接続された１つの出力チャネルを備えた第３のマルチプレクサ３６のそれぞれの入力へと与えられる。したがって、どのような出力ポートも、その出力ファイバＦＳ上に、入力ポートＰＥ１からＰＥｎの様々な入力で受信したいずれのデータでも、波長λ１からλＬのいずれかで送ることが可能であり、いかなるコンテンションもキャリア波長の適応により（これはスペクトル解決法と呼ばれる）または時間遅延を課すこと（これは時間解決法と呼ばれる）によって解決される。

これは、スペクトル領域の処理による（波長変換による）かまたは時間領域の処理による（時間遅延を課すことによる）かのいずれかにより、コンテンションの問題に対する２つの解決策を供給する。

以下で、「内部ポート」という用語はスイッチングマトリックスの任意の内的入力または出力を指す。

この種のアーキテクチャで、半導体の光増幅器ＳＯＡ−Ｅ（第１の選択ユニット２７）およびＳＯＡ−Ｓ（第２の選択ユニット２９）を含む内的ポートの数は、波長分割多重モード動作であっても極めて多い。これは、各々の出力波長についてｎＫ＋Ｌの内部ポートを供給する必要があることが理由であり、それは合計でｎＬ×（ｎＫ＋Ｌ）個の半導体光増幅器を意味する。したがって、その従来式の解決策は完全変換として知られているものを意味する。これ以上に、マトリックス内の光分配器およびカスケード接続された半導体光増幅器の多量の光学的損失のために、マトリックスからの光信号は劣化し、再生用インターフェース、すなわち上述したデマルチプレクサ１６、コンバータ１８およびマルチプレクサ２０の存在を必要とする。

以上の観点で、本発明は、光学的スイッチングマトリックスのハードウェアの量の拘束条件をさらに柔軟的にするために、波長変換／再生の一部だけの使用に基づいた単純化したノードアーキテクチャを提案する。

出願人は、多量のデータストリームの適切な管理は、従来式のスイッチングマトリックスアーキテクチャで必要とされるように全ポートで完全な波長変換能力を供給することを必要とせずに、潜在的なコンテンションの正しい解決法が達成されることが可能であることを見出し、図３はそのうちの１つの例を表わす。

さらに正確に述べると、本発明の第１の態様は、キャリア波長変換能力を有する光信号を切り換えるシステムを提案しており、入力ポートのセット、入力ポートのうちの１つに与えられた入力信号が出力ポートの少なくとも１つへ選択的に経路選択され得るように入力ポートに機能的に接続された出力ポートのセット、および入力信号キャリアの波長を少なくとも１つの他の出力ポートの出力波長へと変換する能力を提供する波長変換手段を含み、
変換手段の波長変換能力が以下の３つの制限手段ｉ）からｉｉｉ）
ｉ）出力ポートの少なくとも１つについて、入力ポートから信号を送るために波長変換が適用されないこと、
ｉｉ）出力ポートの少なくとも１つについて、入力ポートから信号を送るために波長変換が適用されるが、しかし入力で受け取った数Ｌの異なる波長値からの限定された数の波長値のみに対してであり、この限定された数は０よりも大きく、かつＬより小さいこと、および
ｉｉｉ）スイッチングシステムの出力ポートの合計数よりも少ない限定された数の出力ポートのみについて、入力ポートから信号を送るために、入力で受け取った数Ｌの異なる波長値から任意の波長値へ波長変換が適用されること、のうちの少なくとも１つによって制限されることを特徴とする。

第１の変形例では、変換手段の波長変換能力が、入力ポートから任意の出力ポートを介して信号を送るために波長変換が適用されうるように制限されるが、しかし出力ポートの各々で、入力で受けた数Ｌの異なる波長値からの限られた数ｘ１の波長値に対してのみであり、ｘ１が０よりも大きく、Ｌよりも小さい。

第２の変形例では、変換手段の波長変換能力が、入力で受けた数Ｌの異なる波長値からの任意の波長値に対しても入力ポートから信号を送るために波長変換が適用されうるように制限されるが、出力ポートのうちの制限された数ｘ２に対する切り換えについてのみであり、ｘ２が０よりも大きく、システムの出力ポートの数よりも小さい。

本システムは、光データパケットの形で与えられる信号を切り換えるように構成されることが可能である。

第１の変形例で、変換手段の能力の制限が出力ポートのうちの少なくとも１つのレベルで適用され、制限が加えられる各々の出力ポートが入力ポートからの第１の数の信号ライン入力および第２の数Ｌの出力ラインを含み、この第２の数が出力ポートでの異なる波長の数を表わし、この第２の数のラインの出力ラインのうちの少なくとも１つが波長変換手段を有さず、信号が入力部で受信される波長と同じ波長を有する信号を出力で送信するためだけに働く。

波長変換の制限が適用される各々の出力ポートが、出力ラインと同じ波長を有する入力ラインから到来する信号を、変換なしに、各々の出力ライン上でグループ化するための単純化された選択ユニットを含み、そのユニットがさらに、変換を備えていない各出力ラインについて入力ラインを選択するための空間的選択器手段を含み、選択器手段がスペクトル選択手段を有さず、かつそれらの出力で結合手段によって空間的選択器ユニットの波長に対応する出力ラインへと結合される。

それは、入力ポートからの信号を出力ポートの出力でそれが送信される前に遅延させる時間選択手段をさらに含み、時間選択手段が、入力ポートで受信された信号の数Ｋの複製を出力ポートに与え、各々の複製が他に関して時間シフトされる。

波長変換の制限が適用される各々の出力ポートが、変換手段を設けられていない出力ラインにつながる入力ラインのセットを含み、そのセットが、数ｎの入力ポートについて、数ｎ×Ｋのラインを含み、Ｋの時間シフトされた複製の各々についての１つがｎの入力ポートの各々から到来する。

そのセットのｎ×Ｋのラインが、単純化された選択ユニットの入力に与えられ、ユニットが、システムの入力で受け取る異なる波長値の合計数Ｌから、キャリア波長変換が設けられる波長値の限定された数ｘ１を差し引いた数に等しい数（Ｌ−ｘ１）の出力ラインを発生する。

各出力ポートが、各々が波長変換を備えたｘ１の出力ラインのうちのそれぞれ１つにつながり、かつ各々がｎ×Ｋの入力ラインを含む数ｘ１の入力ラインのセットを含み、出力ポートがｎ×Ｋ（ｘ１＋１）の入力ラインを含み、ラインのｘ１セットの各々がさらに、キャリア波長変換が設けられる波長値のうちの制限された数ｘ１の波長値の各々について、
数ｎ×Ｋ本の入力ラインをその入力で受け、Ｋの時間シフトされた複製の各々についてのものはｎの入力ポートの各々から到来し、ｎＫ：Ｌカプラを使用し、システムの入力で受け取った波長値の合計数Ｌに等しい数Ｌの出力を生成する空間的および時間的選択段階と、
その入力でＬの出力を受け、その出力でそれらのうちの１つを選択的に発生するマルチプレクサに関連する空間的選択段階を含む波長選択システム、および
それらの入力でマルチプレクサの出力を受け取り、それらの出力で出力ラインに接続された波長変換手段を含む。

システムは、単純化された選択ユニットの（Ｌ−ｘ１）の出力ラインとマルチプレクサのセットのｘ１の出力のうちのそれぞれ１つを各々が受けるＬの入力、および、対応する出力ポートの出力ファイバ上に送信する出力を備えたマルチプレクサをさらに含む。

それは、数ｎの入力ポートおよび数ｎ’個の出力ポートを有し、数ｎとｎ’は等しいかまたは異なり、各入力ポートが、Ｌのそれぞれの波長を有する数Ｌのキャリアを含むスペクトル多重を有し、システムがさらに、
ｎ個の光入力信号の各々の数Ｋの相互に時間シフトされた複製を課す第１のバッファ段階と、
第１の段階からのｎ×Ｋの多重の各々をｎ’×（ｘ１＋１）に等しい数の複製へと変換する第２の段階、および
出力ポートＰＳによって受け取られるｎＫ（ｘ１＋１）多重からＬの光信号を選択する第３の選択段階を含む。

セットのｎ×Ｋ本のラインが単純化された選択ユニットの入力に与えられ、ブロックがその出力で、システムの入力で受け取った波長値の合計数Ｌに等しい数の出力ラインを生成する。

それは、単純化された選択ユニットのの出力ラインのうちのそれぞれ１つを各々が受けるＬの入力、および対応する出力ポートの出力ファイバへの出力を備えたマルチプレクサをさらに含む。

本システムの第２の変形例のシステムは、数ｎの入力ポートおよび数ｎ’の出力ポートを有し、数ｎとｎ’は等しいかまたは異なり、各入力ポートが、Ｌのそれぞれの波長を有する数Ｌのキャリアを含むスペクトル多重を有し、システムがさらに、
ｎの光入力信号の各々の数Ｋの相互に時間シフトされた複製を課す第１のバッファ段階と、
第１の段階からのｎ×Ｋの信号の各々をＬ×ｘ２＋ｎ’−ｘ２に等しい数の複製へ変換するための第２の段階、および
全体的波長変換を有する出力ポートによって受け取られるｎ×ＫＬ多重からＬの光信号を選択し、波長変換を有しない出力ポートによって受け取られるｎ×Ｋ多重からＬの光信号を選択するための第３の選択段階を含む。

本発明の第２の態様は、入力と出力のラインを接続する少なくとも１つのノードを含む光通信ネットワークであって、ノードが、その入力ポートで入力ラインのセットに接続され、かつその出力ポートで出力ラインのセットに接続された、本発明の第1の態様に記載の少なくとも１つのスイッチングシステムを含むことを特徴とするネットワークを提供する。

そして、このスイッチングシステムは少なくとも１つのゲートウェイへとさらに接続されることが可能である。

ネットワークは、特に、コンテンションにあるパケットが、波長変換能力の制限のために波長変換を受けえない場合にはパケットの時間分散によって、特に、コンテンションにあるパケットが波長変換を受けうる場合にはパケットのスペクトルと時間の分散によって、コンテンションを管理する。

本発明の第３の態様は、特に、コンテンションにあるデータストリームが、波長変換能力の制限のために波長変換を受けえない場合にはデータストリームの時間分散によって、特に、コンテンションにあるストリームが波長変換を受けうる場合にはデータストリームのスペクトルと時間の分散によって、コンテンションの管理を有する通信ネットワークノード内のデータストリームを切り換えるための、本発明の第１の態様に記載のスイッチングシステムの使用法。

本発明の第４の態様は、キャリア波長変換能力を有する光信号を切り換える方法であって、入力ポートのセット、入力ポートのうちの１つに与えられた入力信号が出力ポートの少なくとも１つへ選択的に経路選択され得るように入力ポートに機能的に接続された出力ポートのセット、入力信号キャリアの波長を出力ポートの出力で少なくとも１つの他の出力波長へと変換する能力を提供するための波長変換手段を含み、
波長変換能力が以下の３つの制限可能性ｉ）からｉｉｉ）、
ｉ）出力ポートの少なくとも１つについて、入力ポートから信号を送るために波長変換が適用されないこと、
ｉｉ）出力ポートの少なくとも１つについて、入力ポートから信号を送るために波長変換が適用されるが、しかし入力で受け取った数Ｌの異なる波長値からの限定された数の波長値のみに対してであり、この限定された数は０よりも大きく、かつＬより小さいこと、および
ｉｉｉ）スイッチングシステムの出力ポートの合計数よりも少ない限定された数の出力ポートのみについて、入力ポートから信号を送るために、入力で受け取った数Ｌの異なる波長値から任意の波長値へ波長変換が適用されること、のうちの少なくとも１つを使用することによって制限されることを特徴とする。

上述した本発明の第１および第３の態様に従ったシステムまたはネットワークの情況で述べられる代替選択肢の態様および変形例はこの方法に必要な変更を加えて適用される。

本発明およびそれから生じる利点は、非限定的な例のみで与えられ、その説明が添付の図面を参照して与えられる、以下の好ましい実施形態の説明を読むとさらに明らかになるであろう。

説明される本発明の実施形態は、パケットの形式の光データの切り換えに関するが、しかし他のデータ構造も考えることが可能である。

上記で説明したように、本発明は、関連するネットワークアーキテクチャに応じて、全波長のおよび／または各入力もしくは出力の光学経路上の変換／再生は、例えば光パケットを管理する光スイッチングマトリックスで常に必要とされるわけではないという出願人の観測から生じている。その結果、本発明に従って、ノードのアーキテクチャを単純化するために、これらコンバータ／再生器の使用は、例えば特定のポートのみ、もしくは各ポートの一部だけを装備することによって制限される。この方式では、コンバータ／再生器を設けられていないポートについては、光スイッチングマトリックスの出力で完全な波長変換（すなわちすべての出力ポートの出力での利用可能なすべてのキャリア波長の変換）が供給されないので、所定の出力波長λｉについてコンテンションにある入力波長だけが各入力ファイバ内で同じ値λｉを備えた波長である。

したがって、所定の出力ポートで、図３と４のアーキテクチャ内でコンバータ３４を備えた光交差接続システム２９によって実行される波長選択の第２のレベルが省略されるかまたは少なくとも大幅に単純化されることが可能である。これは、このとき系統的な波長選択がもはや不必要であり、一斉通信する光カプラ（１：ｎＬカプラ）のサイズを削減することが可能であるという理由による。

これ以降、Ｌはスイッチングマトリックスによって処理される信号について利用可能なキャリア波長の数であり、ｎはスイッチングマトリックスの入力または出力ポートの数である。

本発明の次の２つの変形例が考えられる。

変形例１：すべてのポートが、変換が供給される特定の数の波長のみを有し、これ以降「全ポートでのｘ１／Ｌの波長λ変換可能性」という表現で言及される解決法を構成するものであって、ｘ１は０よりも大きく、かつＬよりも小さい整数である。

変形例２：特定の出力ポートが変換能力を有さず、その他は完全な変換のための準備を有し、これ以降「完全な波長λ変換を備えたｘ２／ｎ個のポート」という表現で言及される解決法を構成するものであって、ｘ２は０よりも大きく、かつｎよりも小さい整数である。

本情況では、「完全な変換」という表現は、波長λ１からλＬのセットの中のいずれの入力波長もセットの中のどのような他の波長にも変換する機能を意味する。他方で、これらの可能性のｘ１／Ｌまたはｘ２／ｎにそれぞれ減少された変換の可能性は、Ｌ個の波長のうちの数ｘ１だけが、所定のポートに関して、変換され、あるいはｎの出力ポートのうちの数ｘ２だけが波長λ１からλＬの中のいかなる波長へも完全に変換するための手段を設けられることを意味する。

図５ａと５ｂは変形例１の一般的な構造を表わす。これらの図は、図３と４に示したように入力ファイバＦＥと出力ファイバＦＳへの接続を備えたｎ×ｎスイッチングマトリックス１０を単純化した形で表わしている。ｎ個の入力ポートＰＥ１からＰＥｎは、図３と同様の構造を有することが可能であり、簡潔化するために再度説明しない。しかしながら、本発明の１つの有利な態様に従って、入力ポートの変換／再生段階は省略されることが可能であり、以下の組合せからなり、第１のデマルチプレクサ１６、第１の波長コンバータ１８、第１のマルチプレクサ２０である。これは、本発明の単純化されたアーキテクチャが損失を制限し、この段階を不要にすることが可能であるという理由による。この図の以下の説明は入力ポートで変換／再生を伴なわないこの選択肢に基づくものである。このケースでは、入力ファイバＦＥ１からＦＥｎの各々は、遅延ライン２４−１から２４−ＫのそれぞれＫの入力に供給を行なう光カプラ（図示せず）を駆動し、その後、ファイバＦＥ１からＦＥｎは図３の点２２−１から２２−ｎへと直接接続される。

この点で図３と４のアーキテクチャとは異なり、ｎの出力ポートＰＳのセットは、さらに拡大したスケールで図５ｂに示した出力の図でさらに正確に示されるように、Ｌのポートの出力部３２−１から３２−Ｌのうちの数ｘ１だけをそれぞれの変換／再生段階３４−１から３４−ｘ１に接続するように構成して供給することによって単純化される。これらｘ１個の出力部の各々について、上流の光経路、すなわちマルチプレクサ３０、光カプラ２８および入力グループ２６は実際では図３のそれらと同様である。

出力（一斉通信）段階は、Ｌ−ｘ１個の他の出力部３２−ｘ１＋１から３２Ｌのレベルで単純化される。これらは、変換／再生ステージ３４を挿入することなく、出力ファイバＦＳのリードマルチプレクサ３６を直接駆動する。出力ポート内で、これは特に、以下で説明するように、デマルチプレクサの追加を受ける光学的結合を単純化する。このアーキテクチャを例えば図３に示した例のような従来の一斉通信および選択の構造と比較すると、一斉通信−交差接続１２のレベルで、遅延ラインの下流の光カプラのサイズがｎ×Ｌ個からｎ×（ｘ１＋１）個へと削減されることが可能であることが判り、ここでｘ１はｎの波長のうちの変換機能を備えた波長の数である。これは、この場合にデータをｎの出力ポートＰＳ−１からＰＳ−ｎ（要素ｎは２つの式で共通である）へ、その後、出力ポート毎へと一斉通信するのに充分であるという理由によるものであって、変換を備えたｘ１個のグループの各々に一回の一斉通信、それに加えて変換を備えていない全てのＬ−ｘ１個のグループの各々に一回の一斉通信である。このようにして、一斉通信の合計回数はｎ×（ｘ１＋１）に制限される。これは主に、変換を備えていないグループの各々について（変換を備えていない出力ポートの波長の各々について）、同じ波長で入力ポートの各々から到来するデータ間でのみコンテンションが解決され、一方変換を備えたグループについては全入力ポートの全波長（λ１からλＬ）で到達するデータ間のコンテンションを解決することが必要とされるためである。両方のケースで、コンテンションを解決するための時間的自由度は保持される（全波長についてＫの時間遅延へのアクセス）。

ポート毎に４つの波長を備えた２×２のスイッチを例により考える。出力ポートでは波長λ１とλ２が変換を備え、波長λ３とλ４は変換を備えていない。グループ１と２については、２つの入力ポートのうちの一方でλ１、λ２、λ３およびλ４でパケットを受け取ることが可能であり、それに対してポート３と４については２つの入力ポートのうちの一方でそれぞれλ３およびλ４でパケットを受け取ることだけが可能である。したがって、時間遅延の後の一斉通信の数は、完全変換の場合では８ではなく６である。

図５ａと５ｂのそれらと類似した図である図６ａと６ｂは変形例２の一般的な構造を表わしている。

この状況では、係数ｘ２／ｎで変換能力を削減することは、ｎの出力ポートＰＳ１からＰＳｎのうちの数ｘ２だけを完全な変換と再生の能力を供給することによって得られる。したがって、これらｘ２のポートの各々は、すべての点で図３からの出力ポートＰＳ同一であり、ｎ個の出力ポート３２−１から３２ｎはＬのそれぞれの変換／再生ステージ３４−１から３４−Ｌを介して出力ファイバＦＳのマルチプレクサ３６を駆動する。

この状況では、ｎ−ｘ２個の他の出力ポートＰＳｘ２＋１からＰＳｎについての出力変換と再生の段階を設けないことで結果的に単純化が得られる。さらに拡大したスケールで図６ｂに示した出力の図によってさらに正確に示されるように、これらｎ−ｘ２の他のポート各々のＬの出力部３４−１から３４−Ｌは、その出力ファイバＦＳのリードマルチプレクサ３６を直接駆動する。これらｎ−ｘ２個のポートでは、これが特に光学的結合を単純化し、変形例１と同様に、以下で説明するようにデマルチプレクサ／分配器の追加を受ける第２のマルチプレクサ２８を削除する。

このようにして変形例１と２の両方で、スイッチングマトリックス内に一部の一斉通信のみ存在するので、従来技術と比較して、光スイッチングマトリックスの複雑さが大幅に削減される。

図７は上述の変形例１に従ったスイッチングマトリックス４０の内的アーキテクチャをさらに詳細に示しており、その一般的構造は図５ａと５ｂに関連して述べられている。ｎの部分的変換出力ポートＰＳＣＰのすべては同一であり、出力ファイバＦＳ１を駆動するポートＰＳＣＰ１だけが詳細に表わされている。同様に、ｎの入力ポートすべてが同一であり、２つの入力ポートＰＥ１とＰＥｓから到来する遅延ラインの出力１からｋだけが示されている（図３参照）。

再生を伴なった合計の波長変換は、最初のｘ１の入力グループ２６−１から２６−ｘ１によって供給され、そのうちの１番目とｘ１番目だけが示されている。光学的処理手段およびこれらのグループ２６−１から２６−ｘ１の各々のための経路は図３からのどのような他の入力グループ２６についても同じである。したがって、各々について結合システムｎＫ：Ｌ ２８、第２のマルチプレクサ３０、および変換／再生ステージ３４が連続して存在する。これらｘ１個のステージ３４−１から３４−ｘ１各々の出力は、出力ファイバＦＳのリード出力マルチプレクサ３６を駆動する。

この出力マルチプレクサ３６のＬ−ｘ１の他の入力は、それぞれのデマルチプレクサ４４でｎ×Ｋの遅延ライン出力の各々を集める光学的選択構造４２から直接到来する。さらに正確に述べると、光学的選択構造４２は、ｎの入力ポートＰＥ１からＰＥｎの各々について、遅延ライン２４−１から２４−４のＫの出力をそのｎ×Ｋ個のマルチプレクサ４４で受け取る。変換を備えていない出力ポートのＬ−ｘ１個の波長に対応するこれらｎ×Ｋのデマルチプレクサ４４のＬ−ｘ１の出力は、数ｄの選択ストリップ４６−１から４６−ｄで構成された選択ストリップのセットによって集められ、ここでｄはＬ−ｘ１に等しい。各ストリップは、ｎ×Ｋのデマルチプレクサから到来するが同じ波長で搬送されるデータを受信する。したがって、ｄのストリップの各々は、それぞれのｎＫ：１カプラ４８−１から４８−ｄ（包括的表示４８）へ、遅延ライン２４−１から２４−Ｋの任意の利用可能なＫ時間遅延を有する入力ポートファイバＦＥ１からＦＥｎに供給された任意の入力を出力するが、しかし入力ファイバに存在する元来の波長においてのみである。カプラ４８の各々の出力は、各選択ユニット４６の出力の波長に対応する出力マルチプレクサ３６のそれぞれの入力部へと与えられる。したがって選択ユニットがＬの入力部を有し、そのうちの数ｘ１が波長変換を備え、残りのＬ−ｘ１＝ｄ個が波長変換を備えていないことに留意すべきである。

図８は上述の変形例２に従ったスイッチングマトリックス５０の内的アーキテクチャをさらに詳細に示しており、その一般的構造は図６ａと６ｂを参照して説明される。出力ポートは２つのタイプであって、完全変換部を備えたもの（包括的表示ＰＳＣＣ）および変換を備えていないもの（包括的表示ＰＳＳＣ）である。完全変換部を備えたｘ２個の出力ポートＰＳＣＣ１からＰＳＣＣｘ２がある。それらの動作、および遅延ライン２４−１から２４−ｎを介したｎ個の入力ポートＰＥ１からＰＥｎへのそれらの接続は図３を参照して与えられる説明と同じであり、簡潔化するために再度説明しない。したがって、これらＰＳＣＣポートの出力ファイバＦＳ１からＦＳｘ２は、Ｋの時間遅延から選択する設備でそれらの各々が、入力ポートＰＥ１からＰＥｎに与えられたすべてのデータをＬの波長のうちのいかなる波長についても転送することを可能にする。

他方で、変換部を備えていないｎ−ｘ２個の他の出力ポートＰＳＳＣｘ２＋１からＰＳＳＣｎは，それらの入力部に与えられたデータの波長の変換を提供しない。それらの機能は、波長毎にコンテンションを解決するためにＫの時間遅延から選択する機能で，それらのそれぞれの出力ファイバＦＳ上に入力ポートＰＥ１からＰＥｎに与えられたすべてのデータを選択することに限定される。

この目的のために、変換部を備えていない各々の出力ポートＰＳＳＣは、それぞれのｎの入力ポートＰＥ１からＰＥｎの各々についておよびＫの利用可能な時間遅延の各々について１つ、ｎ×Ｋ個の入力を備えた選択システム５２を含む。選択システム５２は、図７の選択システム４２の方式で、各入力部につき１つ、数ｎ×Ｋのデマルチプレクサ５４、および各々がカプラ５８に関連する数Ｌの選択スイッチ５６を含む。ｎ×Ｋのデマルチプレクサ５４の各々からの出力は、Ｌの選択ストリップ５６の各々へと送られ、これらのストリップの各々は１つの波長だけを処理する。Ｌのカプラ５８は出力マルチプレクサ３６のＬのそれぞれの入力部を直接駆動し、選択ユニット５６の出力波長を１つずつマルチプレクサ３６の入力波長と関連付け、その結果、前記マルチプレクサはその関連する出力ファイバ上にｎ×Ｋの入力のうちの１つを出力することが可能となる。

上述の変形例１および２のアーキテクチャは、機能的に等価であり、入力波長コンバータの数を削減することによって先行技術のアーキテクチャ（図３参照）をかなり単純化する。入力ファイバは、遅延ライン２４−１から２４−Ｋ（バッファなし、ｋ＝１）で構成される光学的バッファメモリへと直接接続されることが好都合であり、したがって波長の各々のくし型（ｃｏｍｂ）が各々の遅延ラインへと一斉通信される。また、出力段階に対する光カプラのサイズも図３のそれと比較して削減される。これは、各遅延時間が各出力ポートＰＳへと一斉通信されるが、必ずしも出力ポートの各々の波長においてである必要がないという理由による。変換を伴なう出力波長でのみ全体的一斉通信があるが、しかし変換を備えないポートへの限定された一斉通信で充分であり、残りはスペクトルの逆多重化および入力波長と出力波長の間の１対１の対応によって達成される。したがって、選択プロセスは、波長変換／再生を伴なうポート（この場合では、光学的ゲートの２つのステージ）については図３のそれと同様であるが、しかし波長変換を備えていないポートについてはそれは単純化されており、光学的ゲートの１つの段階のみを必要とする（追加の能動的波長選択段階はなく、波長選択は前者の場合のデマルチプレクサ４４または後者の場合のデマルチプレクサ５４によって受動的に達成される）。

上述の値ｘ１またはｘ２が、アーキテクチャ内の変換／再生の部分的使用率を表わす要素として理解されるべきであることは図７と８から明らかである（図５ａ、５ｂまたは７の各出力ファイバ上のＬ個の波長のうちのｘ１個、および図６ａ、６ｂまたは８のｎ本の出力ファイバのうちのｘ２本）。したがって、一斉通信するカプラは図７の１つの１：ｎ（ｘ＋１）カプラ、および図８の１つの（Ｌｘ＋ｎ−ｘ）カプラへと削減される。

もしｘ＝０であれば、光スイッチングマトリックスは波長変換を提供せず、図７でｘ１＝Ｌまたは図８でｘ２＝ｎであれば光スイッチングマトリックスは完全な変換能力を有する。

波長分割多重方式を使用する半導体光増幅器の形の光学的ゲートを使用する図７と８に示された実施形態では、各増幅器内の波長の数を限定するために、Ｌの値は好ましくは４２よりも小さくあるべきである。そうでなければ、入力で帯域の逆多重化を使用する（ｂ個の帯域が増幅器当たりＬ／ｂの波長を有するように意図される）、フランス特許出願ＦＲ００１５８８９号に説明されているようにアーキテクチャが変更されることが可能である。

本発明に従って部分的な波長変換のみを使用することは、光データスイッチの選択段階を単純化する。これは光スイッチングマトリックスの導入に必要なハードウェアの量に直接影響を及ぼし、したがってコストを下げる。本発明から得られることが可能な利点を示すために、各々の場合で使用されるハードウェアの量を表１に要約する。

図１に示されるような従来式のアーキテクチャと比較して半導体光増幅器に関する削減は、変形例１（図５と７）については（Ｌ−ｘ１）×ｎＬ個であり、変形例２（図６と８）については（ｎ−ｘ２）×Ｌ^２個である。例えば、ファイバ出力当たり１６の波長および８つの位置のバッファ（ｎ＝４、Ｌ＝１６、Ｋ＝８）を有する４×４アーキテクチャを考えることが可能である。

波長変換をリソースの半分（変形例１の場合（図６と８）では各ファイバ上の波長の５０％、変形例２の場合（図７と９）ではファイバの５０％）に制限することによって、両方の場合で、５１２の半導体光増幅器が節約され、それは同様の能力の図３の先行技術のアーキテクチャに使用される増幅器の合計数のほぼ２０％である。そして、例えば図８の一斉通信用カプラは、図３の１：６４カプラの代わりに１：３６カプラであることが可能である。

実際に、この例では、１：６４カプラが使用されねばならないであろうが、他の場合では結合の減少が既にあるカプラのサイズに良好に適合することが可能である（図８の同じ例の１６の波長の中から波長変換を伴なう７つの波長を得ることは結果的に１：３２カプラとなる）。

明らかに、例えば、少なくとも１つの出力ポートが全波長の変換を提供し、その一方で少なくとも１つの他のポートが入力ポートで処理される限られた数の異なる波長のみを変換するように制限されるスイッチングマトリックス、あるいは部分的変換を提供する特定のポートと変換を提供しないその他を備えたスイッチングマトリックスを作り出すために、上述の変形例１と２を組み合わせることが同等に可能である。

図９と１０は、局部的接続ゲートウェイを有する光ネットワークのノードへデータパケットを経路選択するための、本発明の変形例１と２のいずれかに従った光パケットを切り換える光スイッチングマトリックスの動作の例を示している。

図９と１０の例では、図７のマトリックス４０または図８のマトリックス５０の形をとることが可能であるスイッチングマトリックス６０は、ゲートウェイ７０および光リングネットワーク２へと接続される。特に、ゲートウェイの少なくとも１つの出力がマトリックス６０のそれぞれの入力ポートＰＥｐへと接続され、マトリックスの少なくとも１つの出力ポートＰＳｐがゲートウェイのそれぞれの入力へと接続される。このように、これらのポートＰＥｐとＰＳｐは、ゲートウェイ７０が従来の接続によってネットワーク上で光データパケットを送信および受信することをそれぞれ可能にする。典型的には、ゲートウェイはネットワークとサブネットワーク、例えばメトロポリタンエリアネットワークの間の接続を提供する。

スイッチングマトリックス６０のその他の入力および出力ポートは、ネットワーク内を通過中のデータを経路選択するため、およびゲートウェイに代わってデータを挿入もしくは分岐するためにネットワークへと接続される。

ゲートウェイ７０とネットワークの間の通信はＭＡＣプロトコルによって管理される。特に経路に沿ってメモリがないときに使用されるこのプロトコルは、ソースからのパケットが宛先に達することを保証する。この場合には、パケットはそれらの端から端までの経路を通じて同じ波長でキャリア上に残る。

しかしながら、特定の情況に応じて、ゲートウェイ７０とネットワーク２の間のスイッチングマトリックス６０で、またはマトリックスを経由してネットワーク内を通過中の信号に、キャリア波長変換を適用することが必要となる可能性もある。

それはコンテンションを処理するための波長変換を備えた経路に加え、て波長変換を備えずに使用されうる、マトリックスを経由する経路が設けられることが可能である。ＭＡＣプロトコルはまた、マトリックス６０で波長変換を使用すべきか否かの選択も行なう。

そして、本発明に従った部分的変換を有する切り換えは、アーキテクチャを単純化すると同時にすべての必要条件を満足させる。

図９に示した動作のモードでは、データはゲートウェイ７０からスイッチングマトリックス６０の入力ポートＰＥｐへと送られる（矢印Ｆ１）。これと並行して、通過中のデータトラフィックがマトリックスと交差する（矢印Ｆ２およびＦ３）。そのとき、スイッチングマトリックスを横切る管理ストリームが各々のファイバについて部分的波長変換を呼び出し、ＭＡＣプロトコルによってコンテンションが解決される。このようにして、一部のトラフィックは波長変換なしに経路選択され、コンテンションにあるトラフィックだけが波長変換を受ける。

図１０に示した動作のモードでは、スイッチングマトリックス６０は、マトリックスを横切る通過中のデータ（矢印Ｆ６およびＦ７）と並行してネットワーク２からのデータをそれぞれの波長についてゲートウェイ７０へと経路選択する（矢印Ｆ４およびＦ５）。この場合には、ネットワークからのデータＦ４とＦ５をゲートウェイに転送するために波長変換を適用する必要はない。ネットワークを形成するリングについてはＭＡＣプロトコルによってコンテンションが解決され、（もしリングに接続されたマトリックスの入力ＰＥに出力ポートＰＳｐと同じ数の波長が存在するならば）マトリックスとゲートウェイの間にコンテンションは存在しない。ゲートウェイに接続された端末が所定の波長でマトリックスにアクセスすることが可能である場合には、ＰＥｐから到来するトラフィックに伴なうコンテンションは存在しないので、マトリックス６０とゲートウェイ７０の間の通信についてマトリックスは常に利用可能であり続ける。

本発明の範囲から逸脱しない数多くの実施形態および変形例を、例えばハードウェア、機能、および管理手段とハードウェアの大きさに関して考えることが可能である。

既に述べた、本発明が使用されうるこ光通信ネットワークの単純化した図である。 既に述べた、光スイッチングマトリックスを示す単純化した一般的なブロック図であって、特に入力と出力ポートユニット間の関係を示している。 既に述べた、光スイッチングマトリックスのさらに詳細なブロック図であって、入力と出力ポートユニットのアーキテクチャおよび遅延ラインを使用するバッファの内的要素を示している。 既に述べた、図３の光マトリックスの出力にある２つの連続する選択段階内のＳＯＡを示す詳細な図である。 本発明の第１の変形例に従った光スイッチングマトリックスのアーキテクチャを示す単純化した図である。 図５ａの一部を拡大スケールで示す図であって、マトリックスの出力ポートの出力をさらに詳細に示している。 本発明の第２の変形例に従った光スイッチングマトリックスのアーキテクチャを示す単純化した図である。 図６ａの一部を拡大スケールで示す図であって、マトリックスの出力ポートの出力をさらに詳細に示している。 本発明の第１の変形例に従った出力ポートのアーキテクチャおよび特定の内部接続のさらに詳細な図である。 本発明の第２の変形例に従った出力ポートのアーキテクチャおよび特定の内部接続を示すさらに詳細な図である。 ゲートウェイへの接続を備えたネットワーク内の本発明の光スイッチングマトリックスの使用を示す図であって、ゲートウェイから離れて行くデータストリームでの動作を示す。 ゲートウェイへの接続を備えたネットワーク内の本発明の光スイッチングマトリックスの使用を示す図であって、ゲートウェイに到達するデータストリームでの動作を示す。

Claims (23)

1. キャリア波長変換能力を有する光信号を切り換えるシステムであって、入力ポート（ＰＥ１〜ＰＥｎ）のセット、入力ポートのうちの１つに与えられた入力信号が出力ポートの少なくとも１つへ選択的に経路選択され得るように入力ポートに機能的に接続された出力ポート（ＰＳ１〜ＰＳｎ）のセット、および入力信号キャリアの波長を少なくとも１つの他の出力ポートの出力波長へと変換する能力を提供する波長変換手段（３４）を含み、
   前記変換手段（３４）の前記波長変換能力が以下の３つの制限手段ｉ）からｉｉｉ）、
   ｉ）前記出力ポート（ＰＳ）の少なくとも１つについて、入力ポートから信号を送るために波長変換が適用されないこと、
   ｉｉ）前記出力ポート（ＰＳ）の少なくとも１つについて、入力ポート（ＰＥ）から信号を送るために波長変換が適用されるが、しかし入力で受け取った数Ｌの異なる波長値からの限定された数の波長値のみに対してであり、この限定された数は０よりも大きく、かつＬより小さいこと、および
   ｉｉｉ）スイッチングシステムの出力ポートの合計数よりも少ない限定された数の出力ポート（ＰＳ）のみについて、入力ポート（ＰＥ）から信号を送るために、入力で受け取った数Ｌの異なる波長値から任意の波長値へ波長変換が適用されること、のうちの少なくとも１つによって制限されることを特徴とするシステム。
2. 前記変換手段（３４）の前記波長変換能力が、入力ポート（ＰＥ１からＰＥｎ）から任意の出力ポート（ＰＳ１からＰＳｎ）を介して信号を送るために波長変換が適用されうるように制限されるが、しかし出力ポートの各々で、入力で受けた数Ｌの異なる波長値からの限られた数ｘ１の波長値に対してのみであり、ｘ１が０よりも大きく、Ｌよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 前記変換手段（３４）の前記波長変換能力が、入力で受けた数Ｌの異なる波長値からの任意の波長値に対しても入力ポート（ＰＥ１からＰＥｎ）から信号を送るために波長変換が適用されうるように制限されるが、出力ポート（ＰＳ１からＰＳｘ２）のうちの制限された数ｘ２に対する切り換えについてのみであり、ｘ２が０よりも大きく、システムの出力ポートの数よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
4. 光データパケットの形で与えられた信号を切り換えるように構成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のシステム。
5. 変換手段（３４）の能力の前記制限が出力ポート（ＰＳ）のうちの少なくとも１つのレベルで適用され、前記制限が加えられる各々の出力ポートが入力ポート（ＰＥ）からの第１の数の信号ライン入力および第２の数Ｌの出力ラインを含み、この第２の数が出力ポート（ＰＳ）での異なる波長の数を表わし、この第２の数のラインの出力ラインのうちの少なくとも１つが波長変換手段を有さず、信号が入力部で受信される波長と同じ波長を有する信号を出力で送信するためだけに働くことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のシステム。
6. 波長変換の制限が適用される各々の出力ポート（ＰＳ）が、出力ラインと同じ波長を有する入力ラインから到来する信号を、変換なしに、各々の出力ライン上でグループ化するための単純化された選択ユニット（４２、５２）を含み、そのユニットがさらに、変換を備えていない各出力ラインについて入力ラインを選択するための空間的選択器手段（４６、５６）を含み、前記選択器手段がスペクトル選択手段を有さず、かつそれらの出力で結合手段（４８、５８）によって空間的選択器ユニットの波長に対応する前記出力ラインへと結合されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のシステム。
7. 入力ポート（ＰＥ）からの信号を出力ポート（ＰＳ）の出力でそれが送信される前に遅延させる時間選択手段（２４）をさらに含み、時間選択手段が、入力ポート（ＰＥ）で受信された信号の数Ｋの複製を出力ポート（ＰＳ）に与え、各々の複製が他に関して時間シフトされることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のシステム。
8. 波長変換の制限が適用される各々の出力ポート（ＰＳ）が、変換手段を設けられていない出力ラインにつながる入力ラインのセットを含み、そのセットが、数ｎの入力ポート（ＰＥ１からＰＥｎ）について、数ｎ×Ｋのラインを含み、前記Ｋの時間シフトされた複製（２４）の各々についての１つがｎの入力ポートの各々から到来することを特徴とする請求項７に記載のシステム。
9. そのセットの前記ｎ×Ｋのラインが、前記単純化された選択ユニット（４２）の入力に与えられ、前記ユニットが、システムの入力で受け取る異なる波長値の合計数Ｌから、キャリア波長変換が設けられる波長値の前記限定された数ｘ１を差し引いた数に等しい数（Ｌ−ｘ１）の出力ラインを発生することを特徴とする請求項１もしくは請求項２、請求項６および請求項８に記載のシステム。
10. 各出力ポート（ＰＳ）が、各々が波長変換を備えたｘ１の出力ラインのうちのそれぞれ１つにつながり、かつ各々がｎ×Ｋの入力ラインを含む数ｘ１の入力ラインのセットを含み、前記出力ポートがｎ×Ｋ（ｘ１＋１）の入力ラインを含み、ラインの前記ｘ１セットの各々がさらに、キャリア波長変換が設けられる波長値のうちの前記制限された数ｘ１の波長値の各々について、
    数ｎ×Ｋ本の入力ラインをその入力で受け、前記Ｋの時間シフトされた複製の各々についてのものはｎの入力ポートの各々から到来し、ｎＫ：Ｌカプラ（２８）を使用し、システムの入力で受け取った波長値の合計数Ｌに等しい数Ｌの出力を生成する空間的および時間的選択段階（２７）と、
    その入力で前記Ｌの出力を受け、その出力でそれらのうちの１つを選択的に発生するマルチプレクサ（３０）に関連する空間的選択段階（２９）を含む波長選択システム、および
    それらの入力で前記マルチプレクサ（３０）の出力を受け取り、それらの出力で出力ラインに接続された波長変換手段（３４）を含むことを特徴とする請求項９に記載のシステム。
11. 前記単純化された選択ユニットの（Ｌ−ｘ１）の出力ラインとマルチプレクサ（３０−１から３０−ｘ１）のセットのｘ１の出力のうちのそれぞれ１つを各々が受けるＬの入力、および、対応する出力ポートの出力ファイバ（ＦＳ）上に送信する出力を備えたマルチプレクサ（３６）をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
12. 数ｎの入力ポート（ＰＥ）および数ｎ’個の出力ポート（ＰＳ）を有し、数ｎとｎ’は等しいかまたは異なり、各入力ポートが、Ｌのそれぞれの波長を有する数Ｌのキャリアを含むスペクトル多重を有し、システムがさらに、
    ｎ個の光入力信号の各々の数Ｋの相互に時間シフトされた複製を課す第１のバッファ段階（２４）と、
    第１の段階からのｎ×Ｋの多重の各々をｎ’×（ｘ１＋１）に等しい数の複製へと変換する第２の段階、および
    出力ポートＰＳによって受け取られるｎＫ（ｘ１＋１）多重からＬの光信号を選択する第３の選択段階を含むことを特徴とする請求項１もしくは請求項２および請求項４から１１のいずれか一項に記載のシステム。
13. セットの前記ｎ×Ｋ本のラインが前記単純化された選択ユニット（５２）の入力に与えられ、前記ブロックがその出力で、システムの入力で受け取った波長値の合計数Ｌに等しい数（Ｌ）の出力ラインを生成することを特徴とする請求項１もしくは請求項３、請求項６および請求項８に記載のシステム。
14. 前記単純化された選択ユニットの（Ｌ）の出力ラインのうちのそれぞれ１つを各々が受けるＬの入力、および対応する出力ポートの出力ファイバ（ＦＳ）への出力を備えたマルチプレクサ（３６）をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
15. 数ｎの入力ポート（ＰＥ）および数ｎ’の出力ポート（ＰＳ）を有し、数ｎとｎ’は等しいかまたは異なり、各入力ポートが、Ｌのそれぞれの波長を有する数Ｌのキャリアを含むスペクトル多重を有し、システムがさらに、
    ｎの光入力信号の各々の数Ｋの相互に時間シフトされた複製を課す第１のバッファ段階（２４）と、
    第１の段階からのｎ×Ｋの信号の各々をＬ×ｘ２＋ｎ’−ｘ２に等しい数の複製へ変換するための第２の段階、および
    全体的波長変換を有する出力ポート（ＰＳ）によって受け取られるｎ×ＫＬ多重からＬの光信号を選択し、波長変換を有しない出力ポート（ＰＳ）によって受け取られるｎ×Ｋ多重からＬの光信号を選択するための第３の選択段階を含むことを特徴とする請求項１または３から８のいずれか一項に記載のシステム。
16. 入力と出力のラインを接続する少なくとも１つのノード（４）を含む光通信ネットワーク（２）であって、前記ノードが、その入力ポート（ＰＥ）で入力ラインのセットに接続され、かつその出力ポート（ＰＳ）で出力ラインのセットに接続された、請求項１から１５のいずれか一項に記載の少なくとも１つのスイッチングシステム（１０、４０、５０、６０）を含むことを特徴とするネットワーク。
17. スイッチングシステムがさらに少なくとも１つのゲートウェイ（７０）へと接続されることを特徴とする請求項１６に記載のネットワーク。
18. 特に、コンテンションにあるパケットが、波長変換能力の前記制限のために波長変換を受けえない場合にはパケットの時間分散によって、特に、コンテンションにあるパケットが波長変換を受けうる場合にはパケットのスペクトルと時間の分散によって、コンテンションを管理することを特徴とする請求項１６または請求項１７に記載のネットワーク。
19. 特に、コンテンションにあるデータストリームが、波長変換能力の前記制限のために波長変換を受けえない場合にはデータストリームの時間分散によって、特に、コンテンションにあるストリームが波長変換を受けうる場合にはデータストリームのスペクトルと時間の分散によって、コンテンションの管理を有する通信ネットワークノード内のデータストリームを切り換えるための、請求項１から１５のいずれか一項に記載のスイッチングシステム（１０）の使用法。
20. キャリア波長変換能力を有する光信号を切り換える方法であって、入力ポート（ＰＥ１〜ＰＥｎ）のセット、入力ポートのうちの１つに与えられた入力信号が出力ポートの少なくとも１つへ選択的に経路選択され得るように入力ポートに機能的に接続された出力ポート（ＰＳ１〜ＰＳｎ）のセット、入力信号キャリアの波長を出力ポートの出力で少なくとも１つの他の出力波長へと変換する能力を提供するための波長変換手段（３４）を含み、
    前記波長変換能力が以下の３つの制限可能性ｉ）からｉｉｉ）、
    ｉ）前記出力ポート（ＰＳ）の少なくとも１つについて、入力ポートから信号を送るために波長変換が適用されないこと、
    ｉｉ）前記出力ポート（ＰＳ）の少なくとも１つについて、入力ポート（ＰＥ）から信号を送るために波長変換が適用されるが、しかし入力で受け取った数Ｌの異なる波長値からの限定された数の波長値のみに対してであり、この限定された数は０よりも大きく、かつＬより小さいこと、および
    ｉｉｉ）スイッチングシステムの出力ポートの合計数よりも少ない限定された数の出力ポート（ＰＳ）のみについて、入力ポート（ＰＥ）から信号を送るために、入力で受け取った数Ｌの異なる波長値から任意の波長値へ波長変換が適用されること、のうちの少なくとも１つを使用することによって制限されることを特徴とする方法。
21. 前記波長変換能力が、任意の出力ポート（ＰＳ１〜ＰＳｎ）を介して入力ポート（ＰＥ１〜ＰＥｎ）から信号を送るために波長変換が適用され得るように制限されるが、しかし出力ポートの各々について、入力で受け取った数Ｌの異なる波長値から限られた数ｘ１の波長値に対してのみであり、ｘ１が０よりも大きく、Ｌよりも小さいことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
22. 前記波長変換能力が、数ｎの出力ポートの限られた数ｘ２（ＰＳ１からＰＳｘ）のみに対して入力ポート（ＰＥ１〜ＰＥｎ）から信号を送るために変換が適用され得るように制限され、ｘ２が０よりも大きく、出力ポートの数よりも小さいが、しかし入力で受け取った数Ｌの異なる波長値の任意の波長値への波長変換についての能力を有することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
23. 請求項１から１５のいずれか一項に記載のシステムを使用することを特徴とする請求項２０から２２のいずれか一項に記載の方法。

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