JP3142064B2 - Ａｔｍシステム適合三段スイッチングユニット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、ATMシステム適合三段スイッチングユニッ
ト又は同三段スイッチング構造、特に、入力スイッチン
グ段すなわち第１スイッチング段に接続された或る数の
群配置（group related）入導体、出力スイッチング段
すなわち第２スイッチング段に接続された或る数の出導
体、及び入力回路、出力回路としてそれぞれ動作する前
記第１スイッチング段と前記第２スイッチング段との間
に配置されかつ接続可能な中間スイッチング段又は段間
配置スイッチング段すなわち第３スイッチング段を含む
三段スイッチングユニットに関する。

本発明は、更に、前記入導体及び前記出導体が情報搬
送電気信号を転送するのに適合している、かつ制御ユニ
ットが前記段間配置スイッチング段を通して指摘された
接続経路を介して前記入導体の１つを選択された出導体
と接続するために前記スイッチング段と協同して働くよ
うな、三段スイッチングユニットに基づいている。

前記入力回路は、前記段間配置スイッチング段に、情
報搬送電流電気信号に相当する光パルスを伝送すること
ができるように、電気−光変換器を装備する出力導体を
有することになっており、前記出力回路は電流入力回路
に属する情報搬送信号に相当する光パルスを前記段間配
置スイッチング段から受信するために光−電気変換器を
装備する入力導体を有する。

これらの３つのスイッチング段を備えるこの種に属す
るスイッチングユニット又はスイッチング構造は、ま
た、連続順に第１スイッチング段、第２スイッチング
段、及び第３スイッチング段と表されている。このこと
を念頭に置いて注意を要するのは、その第２スイッチン
グ段はここで云う第３スイッチ段に相当し、その第３ス
イッチング段はここで云う第２スイッチング段に相当す
ると云うことである。

このようなスイッチングユニットが情報の流れに関し
て双方向通信を取り扱うことができることはこの技術の
熟練者にとって明白であるが、簡単化目的のために、以
下の説明は、情報の流れに関して１つの選択した方向の
みについて開示する。

背景技術の説明 上述の種類に属する多段スイッチングは多種多様な実
施例を通じて既知であり、及び無閉そく三段スイッチン
グユニットに関する原理的構造及び寸法決定（dimensio
ning）規則は、文献「ISDN及び広帯域ISDN（ISDN and
Broadband ISDM）」の節2:3「空間分割スイッチング
（Space−Division Switching）」の、特に図２、８を
参照する33ページに詳細に説明されている。

そこでは、三段スイッチングユニットの原理的構造が
説明され、かつ入結線を通過するに当たって無閉そく信
号伝送を行うことができるように寸法決定されている。

使用された第１スイッチング段、第２スイッチング
段、及び第３スイッチング段の構造については、詳細は
与えられていない。

そうではあるが、前記スイッチング段をそれらが使用
情報搬送ディジタル化電気信号を通過させるのに適合す
るようにそれらを形成すること、そのため電気導体がこ
の文献によって表示されたパターンに従って互いに関係
付けられかつ組み立てられることは、知られている。

本発明の顕著な特徴を考慮に入れると、情報搬送電気
信号を受信し、かつ、電気−光変換器を通して、これら
の信号を光パルスに変換し、これらの光パルスを光−電
気変換器に伝送することができ、光−電気変換器が前記
光パルスを受信しかつ相当する情報搬送電気信号を伝送
することは、また既知であると云える。

このような情報搬送光システムは、情報搬送信号を異
なる又は類似のキュービクル（cubicle）間におけるよ
うな長距離にわたって伝送するために、大形スイッチン
グユニットのような種々の電気技術応用に使用されてい
る。

本発明の顕著な特徴、及びそのほか顕著な対策を更に
考慮に入れると、全面的に光学的なスイッチングユニッ
トは既知であり、かつ文献「光ファイバ通信に関する会
議の技術ダイジェスト（Technical Digest of Confe
rence on Optical Fiber Communication）」の93か
ら94ページに掲載の、著者D.シャロニー他（D.Chiaroni
et al）による記事「2.5Gb/s16×16ATMホトニックス
イッチングマトリックスの実現可能性実証（Feasibilit
y demonstration of 2,5Gbit/s 16×16 ATM phot
onic switching matrix）」及び文献「光増幅器及び
それらの応用に関するトピック会合報告、締切り後論文
（Proc.Topical Meeting on Optical Amplifiers
and their Application,postdeadline paper）」、1
992年の、38から42ページに掲載の、著者Ｍ・ギュスタ
ーフソン他（M.Gustafsson et al.）による記事「モ
ノリシックに集積された４×4InGaAsP/InPレーザ増幅器
ゲートスイッチアレー（Monolithically integrated
４×４ InGaAsP/InP laser amplifier gate switc
h aarrays）」を通して説明されていると云える。

これらの好適文献に、光スイッチングマトリックスの
ような制御可能光スイッチング要素の使用、それによっ
て或る数の利用可能群間配置入光導体の１つに現れる光
パルスを選択し、かつこれをコアを通していくつかの利
用可能な選択した出光導体の１つへスイッチできること
が、説明されている。

本発明の特徴の理解を簡単にするために、文献「光通
信に関するヨーロッパ会議報告（Proc.European Confe
rence on Optical Communication）」、1990年の、2
79から292ページに掲載の、著者Ｒ・Ｊ・Ｓ・ペダーセ
ン他（R.J.S.Pedersen et al）による「1.5m三極DFB
レーザの特徴付け（Characterization of ａ 1.5m
three−electrode DFB laser）」を参照することがで
き、ここには可変調レーザ関連送信機が説明されてい
る。

レーザ関連応用における受信機は、文献「光通信に関
するヨーロッパ会議報告」、1991年の、445から448ペー
ジに掲載の、著者Ｏ・サーレン他（Ｏ・Sahlen et a
l）による記事「2.4Gb/sシステムにおけるDBR能動フィ
ルタの性能（Performance of DBR active filters
in 2.4Gb/s systems）」に説明されている。

前記送信機及び受信機の原理を本発明内に使用するこ
とができる。

次の文献に図示されかつ説明されているものも関連技
術の部分である。

「多段構成を備える波長分割ホトニッククロスコネク
トノードへの波長変換レーザダイオードの応用」Ｈ・ロ
クガワ他、電子情報通信学会、通信論文誌、E75−Ｂ
巻、４号、1992年４月、267−274ページ（“Wavelength
Conversion Laser Diodes Applocation to Wave
length−Divison Photonic Cross−Connect Node w
ith Multistage Configuration"H.Rokugawa et al.
IEICE.Trans.on Communication,Vol.E75−B,No.4,Apri
l 1992,pages 267−274）。

三段スイッチング構造又は三段スイッチングユニット
は、この文献を通して、既知であり、本発明の基本条件
と一致する原理構造を備えている。

そこでは、光−電気信号変換段（O/E）、電気信号を
処理する段（ESP）、電気−光信号変換段（E/O）、光信
号に適合したスィッチング段（OSP）、光−電気信号変
換段（O/E）、電気信号を処理する段（ESP）、及び電気
−光信号変換段（E/O）が（図１によって）表示されて
いる。

スイッチング段（OSP）用接続構成は図２を参照して
原理的に説明されており、この接続構成は波長分離に特
に適合しており、それであるから異なる波長を有する信
号が単一光ファイバを同時に通過することができ、これ
によってこのような電気通信ネットワークの融通性及び
容量を増大する条件が作られている。

ここに使用されるスイッチング段は同じ１つの容量に
対して寸法決定されること、及び光スイッチング段（OS
P）はO/E段及びE/O段に対して寸法決定されかつ適合さ
せられることが特に云える。

それゆえ、スイッチングユニットは選択された容量に
対して寸法決定されかつ適合させられる。漸次拡大への
可能性は、表示も言及もされていない。

全ての出力は使用された光段を通して全ての入力に接
続されることが、図２に説明されていることを通して更
に明らかにされている。

とりわけここで説明しているのは、いくつかの波長
（p₁−p_n）を有する光信号が出ブロックを通して伝送さ
れる前に、いずれもの選択されたソース（1.1−1.n）か
ら入ブロックへの選択された波長を混合させる可能性で
ある。

それゆえ、或る数の受信機に対してここでは波長分離
が遂行される。

この種の光スイッチングユニットに対する要件は、入
力の１つに現れる情報搬送信号の選択された光強度が全
ての出力に対して充分に高くなければならないと云うこ
とである。

特に関係のある先行技術は、「ホトニックスイッチン
グシステムの傾向」Ｓ・スズキ他、電子情報通信学会、
通信論文誌、E75−Ｂ巻、４号、1992年４月、235−242
ページ（“Trend of Photonic Switching System"
S.Suzuki et al.IECIE,Trans.on Communication,Vo
l.E75−B,No.4,April 1992,pages 235−242）に見ら
れる。

そこでは、広帯域信号を伝送することのできる或る数
のスイッチングユニットが説明されている。

図15によるスイッチング構造は、或る重要なものであ
ると見ることができる。

そこでは、ATMセルを使用するATMシステムに適合し、
通過しようとするATMセルが接続される所のスイッチン
グ機器、又は入並列配置ATMセル構造を単一導体上の直
列配置ATMセル構造に再構成するマルチプレックスユニ
ット（MUX S/P）が説明されており、及びこれらの直列
配置セルをメモリ内に記憶することができる。

要求される帯域幅に関係なく、いずれものATMセル
は、高速を必要とする光マトリックス結線OSMを通過す
ることになる。これは、ATM技術に対応する速度が完全
な接続システムを通してここでは要求されることを意味
する。

OSM段の制御が、OSM段を通過することになるいずれも
のATMセル毎に選択された入力結線を選択された出力結
線と接続することができるように、要求される。

本発明の要約 技術的問題 上述したような関連技術を考慮に入れると、先に説明
した種類の、第１スイッチング段、第２スイッチング
段、及び第３スイッチング段を備え、中間スイッチング
段又は段間配置スイッチング段すなわち第３スイッチン
グ段が小空間しか必要とせずかつ簡単であると云う条件
の下に、入導体及び出導体が情報搬送ディジタル化電気
信号を高速で以て転送するのに適合するATMシステム適
合三段スイッチングユニットを作成し得ることが、技術
的問題とみなされる。

もし定められた帯域幅デマンドを有するセンダと受信
機との間の情報伝送シーケンス中に確立された同じ１つ
の接続経路を有するように第３スイッチング段が適合し
ているならば、三段スイッチングユニット又は三段スイ
ッチング構造の簡単化を実現すると云う技術的問題があ
る。

三段スイッチングユニット又は三段スイッチング構造
の動作を簡単化するに当たって、及びそれぞれのスイッ
チング段を或る数のスイッチングユニット又はスイッチ
ング要素に組み立てるのにスイッチングユニットを異な
る容量に適合させるに当たって解決を持たらすことが技
術的問題と考えられる。

この他更に、第３スイッチング段内のスイッチングユ
ニットの数に相当する第１スイッチング段内のいずれも
のスイッチングユニットの出力結線の数を選択すると云
う重要な件を実現し得ることが技術的問題とみなされ
る。

それゆえ、第３スイッチング段内のいずれのスイッチ
ングユニットも出力結線と同じ量の入力結線を与えられ
るようにさせると云う重要な件及びその際に得られる利
点を実現し得ることが技術的問題である。

この他更に、どの信号も電気的関連信号伝送に変換す
ることを要せずに、情報搬送ディジタル化信号を受信
し、方向を定め（directing）及び伝送することに関し
て前記段間配置スイッチング段又は中間スイッチング段
のスイッチングユニットを全面的に光学関連にすること
ができるに従って提供される簡単化を実現し得ること
が、技術的問題とみなされる。

スイッチング構造の節約を実現し得るようにする技術
的問題がある。すなわち、スイッチング構造は、光スイ
ッチングユニットに属するいずれもの出光導体に光信号
分配ユニット、光信号を２つの等価部分に分割するユニ
ット（光スプリット）を施すことによって作ることがで
き、ここに、このスイッチングユニットの出導体は同じ
光パルスを転送し、それゆえ、これらの出導体を第２ス
イッチング段内のスイッチングユニット毎に各々１つの
入力結線又は１つの光変換器に接続することができる。

段間配置スイッチング段内のいずれものスイッチング
ユニットを或る数の群配置入光導体の各々かついずれも
から直接に光信号を受信できるように構成させ、かつ入
導体に現れる光パルスを制御ユニットが発生した制御信
号によっていくつかの利用可能な選択された出光導体の
１つに接続することが直ちにできるようにし、そのため
に前記制御ユニットが第１スイッチング段及び第２スイ
ッチング段内で使用されるスイッチングユニットに適合
した制御信号を発生すると云う重要な件及びこのために
要求される条件を実現することが、上に説明した種類の
三段スイッチングユニットに関して技術的問題とまたみ
なされなければならない。

これらの目的のために、三段スイッチングユニット内
で、第３スイッチング段内のいずれものスイッチングユ
ニットへのいずれもの光パルスを、光パルスに対する増
幅回路を要せず、伝送光パルスとして通過させることが
できるに従って得られる利点を実現し得ることが、技術
的問題とまたみなされなければならない。

電気信号に対して使用される入導体及び出導体が特に
ATMセルとしてデータパケットに組み立てられた群配置
情報搬送電気信号を転送する際に三段スイッチングユニ
ットが提供することのできる利点を実現し得ることが、
技術的問題とまたみなされなければならない。

異なるアドレスを与えられた、いくつかの、例えば、
２つのデータパケットを同じ光導体を通して転送するこ
とができる事に従って得られる利点を実現すること、及
び受信機に属するアドレス評価回路を、注意を払おうと
するのはアドレス関連パッケージのうちのどちであるか
及び廃棄しようとするのはどちらであるかについて決定
するのに適合させ、それによって２つの追加分離情報搬
送ディジタル化信号を転送するように光導体を使用する
のに適合させることを実現し得ると云う技術的問題があ
る。

たとえ入力回路として組み立てられた第１スイッチン
グ段内のスイッチングユニットが50Gb/sより高い、特に
80Gb/sより高い総合最高ビット伝送速度（bitrate）に
適合していているときでも安全機能及び信頼の置ける適
合性を有することのできる三段スイッチングユニットを
実現しかついかに完成することができるかが、技術的問
題であるとまたみなされなけらばならない。

選択された入力回路と選択された出力回路との間の接
続経路を第３スイッチング段内の前記スイッチングユニ
ットの１つを通して活性化するように構成され、発呼者
によって現在必要とされる結線の要求される帯域幅に依
存してかつ１つ又はいくつかの波長の選択を考慮に入れ
て、要求される帯域幅を満す制御ユニットを使用するこ
とによって得られる利点を実現できることが、技術的問
題とまたみなされなればならない。

第１スイッチング段内のスイッチングユニットからの
いずれもの出導体のいずれもの電気−光変換器に属する
波長選択ユニットを前記制御ユニットに制御させ、それ
であるから、この制御ユニットが、前記回路を通して第
１周波数又は第１波長を持つ光パルスを伝送するか、又
は他の周波数又は他の波長の光パルスを伝送するように
適合するかを選択することができ、かつ同時に、そのス
イッチングユニット内の出力回路の１つ又はいくつかの
入導体に属する受信回路を活性化するために要求される
条件をこの制御ユニットを通して作ることができ、それ
によって２つの分離情報搬送ディジタル化信号の伝送用
に光導体を使用することによって期待できる簡単化と云
う重要な件を実現し得ると云う技術的問題がある。

解決 上に挙げた技術的問題の１つ以上を解決する意図で以
て、本発明は、三段スイッチングユニット又は三段スイ
ッチング構造に基づいている。このユニット又は構造
は、入力回路として形成された第１スイッチング段に接
続された或る数の群配置入導体、出力回路として形成さ
れた第２スイッチング段に接続された或る数の群配置出
導体、前記入力回路及び出力回路として動作するスイッ
チング段間に配置されかつ接続可能なスイッチング段で
あって、それによって前記入導体、前記出導体、及び前
記第１スイッチング段及び前記第２スイッチング段が情
報搬送ディジタル化電気信号を転送するのに適合するよ
うになり、かつ前記第１スイッチング段及び前記第２ス
イッチング段が入導体に出現する情報搬送電気信号を制
御ユニットによって選択された出導体へ通過させるのに
適合するようになる前記段間配置スイッチング段、及び
前記制御ユニットを含む。

本発明は、これにより、第１スイッチング段に属する
前記入導体の１つを前記第１スイッチング段、前記段間
配置スイッチング段、及び前記第２スイッチング段を通
して前記第２スイッチング段に属する選択された出導体
に接続するために、既知のやり方で、前記スイッチング
段内の接続経路と協同して働きかつこの接続経路を制御
するように構成された制御ユニットを使用する。

本発明は、前記制御ユニットが、呼のため要求される
帯域幅に依存して、第３スイッチング段内の複数のスイ
ッチングユニットの１つを通して接続経路を活性化しか
つ確立するのに適合し、前記制御ユニットはセンダと受
信機との間の完全な情報伝送シーケンス中前記接続経路
を維持しており、かつこのシーケンスを終端させること
によって前記接続経路が不活性化されると云うことに原
理的に基づいている。

本発明の範囲に入る好適実施例の更に特徴として、前
記第１スイッチング段は或る数のスイッチングユニット
又はスイッチング要素に分割されること、それぞれのス
イッチングユニットに属する出導体の各々かついずれも
が前記導体に属する又は与えられた電気−光変換器と協
同して働くこと、それゆえそれぞれの第１スイッチング
段とそれぞれの第３スイッチング段との間のそれぞれの
結線を光導体で構成できること、第３スイッチング段は
或る数のスイッチング段に分割され、これらの各々かつ
いずれもが全面的に光学的な情報搬送光パルスを転送す
るのに適合していること、第３スイッチング段内のそれ
ぞれのスイッチングユニットと第２スイッチング段内の
それぞれのスイッチングユニットとの間の結線は光導体
で構成されること、及び前記第２スイッチング段に属す
る入導体は光−電気変換器によって予め接続されている
ことが、ある。

本発明の構想の範囲に更に入る提案された実施例とし
て、第１スイッチング段内のスイッチングユニットの各
出力結線は、第３スイッチング段内のスイッチングユニ
ットに属する入力結線に、各々、接続されることが提示
される。

第３スイッチング段内のいずれのスイッチングユニッ
トもその入力結線の数と出力結線の数とは同じであるよ
うに選択される。

前記第１スイッチング段、前記第２スイッチング段、
及び（又は）前記第３スイッチング段内のスイッチング
ユニットはスイッチングマトリックスとして構成される
か、又はこれに代わり前記スイッチングユニットは三段
スイッチングユニットとして組み立てられることが、更
に提示される。

前記第３スイッチング段内のスイッチングユニットに
属するそれぞれの出光導体は光信号を分離する分配ユニ
ットを装備し、ここで前記スイッチングユニットの出導
体に相当する分配ユニットの出導体は第２スイッチング
段内のそれぞれのスイッチングユニットのそれぞれの光
−電気変換器の入導体に接続されることが、更に提示さ
れる。

前記第１スイッチング段に属する各々かついずれもの
出導体が電気−光変換器と協同して働くこと、及びそれ
ぞれの電気−光変換器と等位配置された（coordinate
d）光出導体が前記第３スイッチング段内のスイッチン
グユニットの１つの入力結線に接続されることが、特に
提示される。

第１スイッチング段内の各スイッチングユニットから
の出光導体の数は第３スイッチング段内のスイッチング
ユニットの数に相当し、これらの光導体は選択されたス
イッチングユニットの出力結線と前記第３スイッチング
段内のスイッチングユニットの各々かついずれもの入力
の各々との間に配置される。

情報搬送電気信号を受信しかつ通過させるに適合した
このような三段スイッチングユニットを用いて、本発明
によって、段間配置中間第３スイッチング段内のいずれ
ものスイッチングユニットは、或る数の群配置入光導体
の各々かついずれもに現れる光信号を直接受信すること
ができるように、かつ入導体に現れる光パルスを、制御
ユニットが発生する制御信号によって、いくつかの利用
可能な選択された出光導体の１つへ通過させることが直
ちにできるように構成されることが、提示される。

本発明の構想になお更に入る提案された実施例とし
て、前記第３スイッチング段内のスイッチングユニット
の１つによって受信されたいずれものパルスは、伝送光
パルスとして前記段間配置スイッチングユニットからの
選択された出力を通過できることになっていることが、
更に提示される。

この他更に、入導体及び出導体は、ATMセルとしてデ
ータパケットに組み立てられた群配置情報搬送電気信号
を転送することが、提示される。

本発明は、更に、入力回路として組み立てられた、第
１スイッチング段内のスイッチングユニットが少なくと
も50Gb/sより高い総合最高ビット伝送速度の受信に適合
することになっていることを提示する。

前記制御ユニットを通して、入力回路に属するいずれ
もの電気−光変換器は第１波長を有する光パルスを伝送
するように適合しかつ制御され、かつ他の入力回路は他
の波長の光パルスを伝送するのに適合できることが、更
に提示される。

利点 本発明により或る数のスイッチングユニットによって
形成されたスイッチング段を備えるATMシステム適合三
段スイッチングユニットに対する特徴付けと主として見
ることのできる利点は、簡単化が一部では制御ユニット
内にあり及び一部では或る数のスイッチングユニットに
よって形成された全面的に光学的な段間配置スイッチン
グ段すなわち中間スイッチング段の使用にある簡単化実
施例で以て、電気的スイッチング段を用いるよりもより
簡単な補助機器を使用する可能性を有し、かつこれに加
えて２つの導体に光パルスを分配するいずれもの出光導
体に対して１つのユニットを使用することによってデー
タパケットの波長多重化及び（又は）多重アドレス指定
から得られる簡単化を行うことのできる三段スイッチン
グユニットを提供する条件が作られていることである。

このスイッチングユニットは、制御ユニットが完全な
情報伝送シーケンス中第３段内のスイッチングユニット
の１つを通して接続経路を維持すると云う事実によって
簡単化される。

本発明によるATMシステム適合三段スイッチングユニ
ットの主要な特徴は、後掲の請求の範囲第１項の特性項
に記載されている。

図面の簡単な説明 本発明による三段スイッチングユニットの現在提案さ
れた実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。これ
らの図面において、 第１図は、本発明の実施例のこの詳細な説明にその原
理を使用される無閉そく三段スイッチングユニットの原
理的既知の構造を示すブロック図である。

第２図は、本発明を表す三段スイッチングユニットの
ブロック図である。

第３図は、情報搬送光パルス用のいくつかの波長の光
パルスが現れる光結線又は導体を用いた第２図によるス
イッチングユニットの簡単化配線図である。

第４図は、それぞれの出導体に与えられた電気−光変
換器を備える第１スイッチング段の原理を示す構成線図
である。

第５図は、それぞれの出導体に与えられた２つの導体
に光信号を分配するユニットを備えるマトリックスの形
をした第３スイッチング段の原理を示すブロック図であ
る。

第６図は、要求された接続経路の結線を制御する制御
ユニットを原理的に示すブロック図である。

現在好適な実施例の説明 一般的無閉そく三段スイッチングユニット１を第１図
に示す。

このような三段スイッチングユニットは、原理的に、
３つのスイッチング段、すなわち、第１スイッチング段
３、第２スイッチング段５、及び或る数のスイッチング
ユニット又はスイッチング要素を備える段間配置スイッ
チング段すなわち中間スイッチング段６からできてい
る。

個々のスイッチング段の寸法決定は、通過を受諾され
たいずれもの到来呼を内部閉そく機能を用いることなく
スイッチングユニットを通して接続できるべきことを意
味する無閉そくスイッチングユニットを得るためにこの
説明の初めに言及された文献に従って行われるはずであ
る。

第２図による実施例は本発明による三段スイッチング
ユニットを示し、或る数の入導体２を含み、ここに、或
るいくつかの導体2aは群配置されかつ入力回路として形
成されたいくつかの利用可能スイッチングユニット3aの
１つの入力に接続される。

ここに図解された実施例は、16個のこのような同等の
スイッチングユニット3a−3mを入導体2aの数にわたって
分配して使用することができ、これらの入導体の各々か
ついずれもが80Gb/sの総合最高伝送速度ビット流に適合
している。

出導体４の全数のうちの或るいくつかの4aは、群配置
されかつ第２スイッチング段５の部分でありかつ出力回
路として形成されたいくついかの利用可能スイッチング
ユニット5a−5mの１つの出力に接続可能である。

いずれもの第２スイッチング段５の出導体4aは、80Gb
/sの総合最高伝送速度ビット流に適合でき、接続された
出導体4aの数にわたって分配される。

第３スイッチング段６を形成する段間配置スイッチン
グユニット又は中間スイッチングユニット6a−6nがまた
含まれ、入力回路及び出力回路として動作する前記スイ
ッチング段３と５との間に、かつそれらのスイッチング
ユニット3a−3mと5a−5mとの間に、それぞれ、接続可能
である。

スイッチング段３、５、及び６の要求されるかつ原理
的な構造の更に詳細な説明は、これが既知であることか
ら、必要でない。

それにもかかわらず、スイッチング段３及び５内のス
イッチングユニットは情報搬送電気パルス関連信号を通
過させる可能性を持つ構造のものであるのに対して、ス
イッチング段６内のスイッチングユニットは全面的に光
学的な情報搬送光パルスを通過させる構造のものである
と云える。

第２図によるスイッチングユニット１は、これによっ
て、入導体2aの１つ、例えば、導体2a′に現れるいずれ
もの情報を、第１スイッチング段３の構造及びセッチン
グ、その中のスイッチング段3a、及び制御ユニット10が
発生した、受信された制御信号によって、選択された出
導体、すなわち、いくつかの利用可能な3aの１つ、例え
ば、導体3a′へ通過させることができるように、組み立
てられる。

同じようにして、入導体の他のもの、例えば、導体2
a″に現れる他の情報を、第１スイッチング段３の構造
及びセッチング、その中のスイッチング段3a、及び制御
ユニット10が発生した、受信された制御信号によって、
選択された出導体、すなわち、いくつかの利用可能な3a
の１つ、例えば、導体3b′へ通過させることができる。

導体3a′のようないずれもの出導体がその導体に与え
られた電気−光変換路41に接続されることは確かに重要
である。いずれもの出導体のいずれもの電気−光変換器
はユニット32内に等位配置される。

それによって、導体3a′は光導体3a″に接続されてい
るその電気−光変換器41を通して第３スイッチング段内
のスイッチングユニット6aの入力結線と接続を取り、隣
の導体3b′は光導体3b″に接続されているその電気−光
変換器42を通して第３スイッチング段内のスイッチング
ユニット6bの入力結線と接続を取り、「ｎ」個のこのよ
うなスイッチングユニットについて以下同様である。

これから、第１スイッチング段３内のいずれものスイ
ッチングユニット3a−3mが、第３スイッチング段６内の
スイッチングユニット6a−6nの数に相当する数の出導体
及び電気−光変換器を持つべきであることは、明白であ
る。

第１出光導体3a″は第１スイッチングユニット6aの第
１入力結線に接続され、第２出光導体3a″は第２スイッ
チングユニット6bの第１入力結線に接続され、以下同様
にして、第ｎ出導体はスイッチングユニット6nに接続さ
れる。

最後のスイッチングユニット3mの第１出導体3m″はス
イッチングユニット6aの最後の入力結線に接続され、以
下同様である。

第１スイッチング段３内のいずれものスイッチングユ
ニット3a−3mの出導体の数は、第３スイッチング段６内
のスイッチングユニット6a−6nの数に相当し、かつ第３
スイッチング段内のいずれものスイッチングユニット上
の入力結線の数は、第１スイッチング段３内のスイッチ
ングユニット3a−3mの数に相当する。

第１スイッチング段３内のスイッチングニットの数は
16であり、第３スイッチング段内のスイッチングユニッ
トの数は32である。

第３スイッチング段６内のスイッチングユニット6aの
いずれもの入力結線51aを、このスイッチングユニット6
aを通る接続経路を確立するために、制御ユニット10を
通して、16の出力結線の１つと接続することができる。

スイッチングユニット6aのような、第３スイッチング
段内のスイッチングユニットの原理的構造は、第５図に
図解されている。

このスイッチングユニット6aはマトリックス配置され
ており、４つの光セレクタ要素51、52、53、54を備え、
これらの各々かついずれも既知である。

スイッチングユニット6aは２つの群配置要素51及び53
を有し、これらの要素は各々８つの光入力導体を装備
し、これらの導体の１つが51aで指示され、かつ光導体3
a″に相当することができる。

スイッチングユニット6aは群配置要素52及び54を有
し、これらの要素は各々８つの光入力導体を装備し、こ
れらの導体の１つが52aで指示され、かつ光導体6a″に
相当することができる。

これら16の導体の各々かついずれもが光分配器と協同
して働き、これらの光分配器の１つが521で指示され、
入光パルスを分配して２つの並列配置光パルスとし、こ
れらの２つパルスの１つは導体6a″に現れ、１つは導体
（6a″）に現れ、それゆえ32の出導体が用意されてお
り、その各々かついずれもが第２スイッチング段５内の
16のスイッチングユニットに属する32の光−電気変換器
の１つに接続される。

したがって、導体6a″をスイッチングユニット5aに接
続することができ、かつ導体（6a″）を、5mのような他
のスイッチングユニットに接続することができる。

第５図は、いずれもの出光導体が521−528及び541−5
48のような前記光分配器を装備していること図解する。

16個のスイッチングユニット5a−5mの各々かついずれ
もが64の入力導体を有し、これらの導体が各々１つの光
−電気変換器を備える（図示されていない）。

光分配器521−528及び541−548を使用する構成及び利
点を次に詳細に説明する。

スイッチングユニット5a−5mは、第４図を参照して説
明されたのと同じように、回路70内に予め接続された或
る数の光−電気変換器で構成され、各光導体及び入力結
線毎に１つの変換器が備わる。

それゆえ、光導体6a″を回路70内の対応した光−電気
変換器と接続することができ、この変換器の電気信号は
導体6a′に現れ、その後導体4a′に現れる。

本発明は、もし前記入導体２及び前記出導体４が実施
例においてはATMセルで構成されると考えるデータパケ
ット内へ等位配置された電流又は電圧パルスの形で情報
搬送電気信号を伝送するのに適合しているならば、特に
適した応用を有する。

それゆえ、１実施例が第３図に図解されており、ここ
では、6a″のような光導体を通る選択された接続経路
を、光パルスに対して使用される波長の選択を通して、
いくつかの信号に対して使用する、すなわち、「二重」
使用することができる。

これらの目的のために、第３図により出導体、例え
ば、3a″の波長セレクタが制御ユニット10を通して制御
され、その結果それぞれの電気−光変換器が第１波長を
持つ光パルス又は第２波長を持つ光パルスをこの導体を
通して伝送するのに適合することが、要求される。

もし第１波長が光導体32′に使用されかつ第２波長が
光導体32″に使用されると考えるならば、これらの導体
に属するスイッチングユニット6aの入力結線は互いに接
続されて単一導体を形成しこの導体に波長多重化による
信号が現れ、かつ波長選択性受信機37又は38を制御ユニ
ット10を通してスイッチング段５の入力回路に対する所
望波長を選択するように活性化することができる。

それゆえ、スイッチングユニット6aの出力導体6a″の
１つに２つの別々の波長を持つ光パルスがあることにな
り、第２スイッチングユニットに達する前にこれらを制
御を通して互いに分離することができる。

１つ又はいくつかの出力回路に属する光パルス受信回
路37、38は、制御ユニット10を通して制御可能であっ
て、選択された波長を持つ情報搬送光パルスを受信しか
つ他の波長を持つパルスを廃棄する。

この技術については更に説明はしない。それは、ATM
セルが周知であり、そこではデータパケットがアドレス
関連部分「ヘッダ」及び情報搬送関連部分「ペイロー
ド」を備えるATMセルとして組み立てられる。

それにもかかわらず、スイッチング段３、５、６が、
それ自体非常に複雑であるやり方で制御ユニット10によ
って制御される。

次の説明は、本発明の機能を理解するために必要とさ
れる制御ユニット10の部分を説明することに意図を絞っ
ている パケットデータネットワーク及び更に特にATMシステ
ムへの本発明の応用を、第２図を参照して更に詳細に説
明する。

制御ユニット10は、第２図に概略的に図解され、かつ
第６図で詳細に説明されるように機能する。前記制御ユ
ニット10は、前記スイッチング段３及び５内のスイッチ
ングユニットを制御し及び前記入導体2a′の１つを前記
段間配置スイッチングユニットすなわち中間スイッチン
グユニット6aの１つを通して選択された出導体4a′に接
続するために前記スイッチング段３及び５と協同して働
き、それであるから導体2a″に直列に現れるいずれもの
データセル（ATMセル）が通過することができる。いく
つかのデータセルのうちの１つのデータセル20は、アド
レス関連部分21及び情報関連部分22を有する。

呼に当たって、発呼者はスイッチングユニットの活性
化を求めるが、これは、転送されたATMセルがそのアド
レス関連部分21内に呼を表示するチャンネル番号を有し
かつこのセルが情報搬送部分22を通して所望された接続
された結線に対して要求された帯域幅を提示するからで
ある。

ATMセルは、更に、どの被呼者に接続を取るべきかに
ついての情報を提供する。

制御ユニットは、段間配置スイッチングユニット6aに
属する選択された入力回路３と選択された出力回路５と
の間の接続経路を活性化することができるように構成さ
れており、この接続経路は現在要求されている帯域幅に
相当する。（第６図参照）。

導体2a′に現れる情報搬送電気パルスは、制御ユニッ
ト10に属する手段、すなわち、呼を表示するための手段
101、所望されたかつ要求された帯域幅を確立するため
の手段102、及び現在被呼者（Ｂ呼者）を表示する手段1
03によって、検出されかつ解釈される。

中央ユニット110は、要求された帯域幅が問題のＢ呼
者によって受信され得るかどうかメモリ104内で評価す
る。

スイッチングユニット6a−6nを通る全ての利用可能な
経路、及びこれらのユニットの各々かついずれもの瞬時
的かん合（engagement）がメモリ104内に記憶される。

同時に、Ｂ呼者が選択された接続を受けることができ
るかどうかが、評価される。その評価が負であり、この
ことが発呼者、すなわち、Ａ呼者に回路106を通して表
示されるならば、Ｂ呼者はかん合される。

もしその評価が正であるならば、かつそこではスイッ
チングユニットの構造の基本的条件によりいかなる内部
閉そくもできないから、Ｂ呼者は有効であり、Ａ呼者
は、その呼が選択された帯域幅を用いて受諾されること
を回路107を通して通知される。

第３スイッチング段内のスイッチングユニット6a−6n
の１つを通してのスイッチング段３からスイッチング段
５へのかつ要求された帯域幅を用いる既に接続された光
接続経路をかん合する可能性は、中央ユニット110及び
計算回路111を通して評価される。

もし計算の正結果が出るならば、選択された接続経路
はメモリ104内にかん合と標識される。

もし負結果が出るならば、新計算回路112が活性化さ
れる。

この計算回路112は、ｉ第１スイッチング段と第３ス
イッチング段との間のような、すなわち、導体3a″のよ
うな、又は第３スイッチング段と第２スイッチング段と
の間のような「二重（double way）」路内に確立され
た光接続経路のどれかを使用する可能性を評価する。

このような二重使用を光分配器521−528、541−548の
使用を通じて達成することができる。同じ１つの光−電
気変換器が分離アドレスを有するATMセルを受信し、か
つ選択されたアドレスを有するATMセルのみが通過する
ことを許される一方、残りのセルは廃棄される。

他の光−電気変換器はATMセルの同じ流れを受信する
が、しかしこの変換器に適するアドレスを有するATMセ
ルのみが通過を許される一方、残りのセルは廃棄され
る。

もし計算の正結果が出るならば、選択された接続経路
はメモリ104内にかん合と標識される。

もし負結果が出るならば、新計算回路113が活性化さ
れる。

この計算回路113は、第３図を参照して詳細に説明さ
れた、多重波長を通しての、ｉ第１スイッチング段と第
３スイッチング段との間のような、すなわち、導体3a″
のような、又は第３スイッチング段と第２スイッチング
段との間のような「二重」路内に確立された光接続経路
のどれかを使用する可能性を評価する。

もし計算の正結果が出るならば、選択された接続経路
はメモリ104内にかん合と標識される。

もし負結果が出てかつ新計算ユニット114が活性化さ
れて利用可能な光接続を指摘するならば、新光接続経路
が中央ユニット110を通して評価される。

中央ユニット110が計算から正結果を確立することが
できるや否や、選択された接続経路はかん合と標識さ
れ、呼（及び呼者Ａ）は選択された接続経路に相当する
新内部チャンネル番号を回路108を通して与えられ、そ
れであるから言明されたチャンネル番号を有する全ての
ATMセルは確立された接続経路を通過することができ、
かつ要求された情報が波長の選択を活性化する又はこれ
と同様のことを行う当該スイッチング段３、５、及び６
に提示される。

呼者Ａが新ATMセルを用いてその呼を開放しようとす
るとき、確立された接続経路は計算回路109を通してメ
モリ104から除去され、かつ確立された接続経路に関す
る情報は除去される。

注意を要するのは、前記波長選択性受信機37及び38
は、光分配器40と予め接続されていることである。

32′及び32″内、並びに受信機37及び38内の波長の選
択は、制御ユニット10を通して行われる。

更に、ATMセルに対するアドレス評価ユニットは既知
であり、かつスイッチング段３及び５内の選択されたス
イッチングユニットに含まれることが云える。

本発明が解説されたその実施例に限定されないこと、
及び次の請求の範囲に解説される本発明の構想の範囲内
で変形が可能であることは、云うまでもない。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−30130（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−104148（ＪＰ，Ａ) 米国特許5303078（ＵＳ，Ａ) ＩＥＩＣＥ ＴＲＡＮＳ．ＣＯＭＭＵ ＮＩＣＡＴＩＯＮ、ＶＯＬ．Ｅ75−Ｂ、 ＮＯ．４、”Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｃ ｏｎｖｅｒｓｉｏｎ Ｌａｓｅｒ Ｄｉ ｏｄｅｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔ ｏＷａｖｅｌｅｎｇｔｈ−Ｄｉｖｉｓｉ ｏｎ Ｐｈｏｔｏｎｉｃ Ｃｒｏｓｓ− Ｃｏｎｎｅｃｔ Ｎｏｄｅ ｗｉｔｈ Ｍｕｌｔｉｓｔａｇｅ Ｃｏｎｆｉｇｕ ｒａｔｉｏｎ”ＡＰＲＩＬ 1992、Ｐ. 267−274 ＩＥＩＣＥ ＴＲＡＮＳ．ＣＯＭＭＵ ＮＩＣＡＴＩＯＮ、ＶＯＬ．Ｅ75−Ｂ、 ＮＯ４、”Ｔｒｅｎｄ ｏｆ Ｐｈｏｔ ｏｎｉｃ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｓｙｓ ｔｅｍｓ”Ａｐｒｉｌ 1992 Ｐ．235 −242

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力回路として形成された第１スイッチン
   グ段に各々接続された或る数の群配置入導体と、 出力回路として形成された第２スイッチング段に各々接
   続された或る数の群配置出導体と、 入力回路及び出力回路として動作する前記入力スイッチ
   ング段と前記出力スイッチング段との間に配置されかつ
   接続可能な第３スイッチング段であって、 それによって前記入導体と前記出導体とが情報搬送ディ
   ジタル化電気信号を転送するのに適合するようになる前
   記第３スイッチング段と、 前記段間配置第３スイッチング段を通して指摘された接
   続経路を介して前記入導体の１つを選択された出導体に
   接続するために前記スイッチング段と協同して働く制御
   ユニットであって、それによって前記第１スイッチング
   段に属する前記出導体の各々かついずれもが電気−光変
   換器と協同して働き、また前記第１スイッチング段と光
   導体で構成された前記第３スイッチング段との間のそれ
   ぞれの結線と協同して働くようになる前記制御ユニット
   とを含み、 前記第３スイッチング段が前記接続経路を通して情報搬
   送光信号を転送するのに適合しており、前記第３スイッ
   チング段と前記第２スイッチング段との間の結線が光導
   体で構成され、前記第２スイッチング段に属する前記入
   導体が光−電気変換器によって予め接続されているATM
   システム適合記三段スイッチングユニットであって、 前記第１スイッチング段と前記第３スイッチング段の間
   の光導体、および前記第２スイッチング段と前記第３ス
   イッチング段の間の光導体は、複数の波長信号を多重化
   して伝達することができ、前記第２スイッチング段と前
   記第３スイッチング段の間の光導体は波長多重化された
   信号を複数の波長信号に分離する手段を持ち、 前記制御ユニットが、呼に対して要求された帯域幅に依
   存して、前記第３スイッチング段内の複数のスイッチン
   グユニットの１つを通して接続経路を活性化しかつ確立
   するのに適合し、前記制御ユニットは完全な情報伝送シ
   ーケンス中前記接続経路を維持するように活性化され、
   かつ前記接続経路は前記シーケンスの終端によって不活
   性化され、前記制御ユニットの制御によって、前記接続
   経路の一部が異なる波長を持つ別の情報伝送シーケンス
   のための接続経路と共有され、 前記第１スイッチング段のスイッチングユニットに接続
   された前記入導体のどれかに現れる所定アドレス及び帯
   域幅要件を有する全てのATMセルが前記第１スイッチン
   グ段に関連した選択された出導体に接続され、 前記第１スイッチング段が或る数のスイッチングユニッ
   トで構成され、前記スイッチングユニットの各々かつい
   ずれもが同じ量又は数の出導体を有するように適合して
   いること、前記第２スイッチング段が或る数のスイッチ
   ングユニットで構成され、前記スイッチングユニットの
   各々かついずれもが同じ量の入導体を有するように適合
   していること、前記第３スイッチング段が或る数のスイ
   ッチングユニットで構成され、前記スイッチングユニッ
   トの各々かついずれもが出導体と同じ量の入導体を有す
   るように適合していること、及び前記第１スイッチング
   段内のスイッチングユニットからの出導体の数が前記第
   ３スイッチング段内のスイッチングユニットの数に相当
   するように選択されることを特徴とする前記三段スイッ
   チングユニット。
2. 【請求項２】請求の範囲第１項記載の三段スイッチング
   ユニットであって、前記第１スイッチング段内の第１ス
   イッチングユニットのいずれもの出力結線が、各々、前
   記第３スイッチング段内の１つのスイッチングユニット
   の入力結線に接続されることを特徴とする前記三段スイ
   ッチングユニット。
3. 【請求項３】請求の範囲第１項記載の三段スイッチング
   ユニットであって、前記第３スイッチング段内のいずれ
   ものスイッチングユニットの入力結線の数と出力結線の
   数とが、前記第１スイッチング段及び前記第２スイッチ
   ング段内のスイッチングユニットの数に相当するように
   選択されることを特徴とする前記三段スイッチングユニ
   ット。
4. 【請求項４】請求の範囲第１項記載の三段スイッチング
   ユニットであって、前記第１スイッチング段、前記第２
   スイッチング、及び（又は）前記第３スイッチング段内
   のスイッチングユニットがスイッチングマトリックスと
   して組み立てられることを特徴とする前記三段スイッチ
   ングユニット。
5. 【請求項５】請求の範囲第１項記載の三段スイッチング
   ユニットであって、前記第１スイッチング段、前記第２
   スイッチング、及び（又は）前記第３スイッチング段内
   のスイッチングユニットが三段スイッチングユニットと
   して組み立てられることを特徴とする前記三段スイッチ
   ングユニット。
6. 【請求項６】請求の範囲第１項から第５項のうちいずれ
   か１つに記載の三段スイッチングユニットであって、前
   記第３スイッチング段に属する出力導体が光信号を分離
   するユニットを装備しており、前記第３スイッチング段
   の出導体に相当する前記スイッチングユニットの出導体
   が１つの光−電気変換器に接続され、前記変換器の各々
   が順番に前記第２スイッチング段の１つの入力結線に接
   続されていることを特徴とする三段スイッチングユニッ
   ト。
7. 【請求項７】請求の範囲第１項記載の三段スイッチング
   ユニットであって、前記段間配置第３スイッチング段内
   のいずれものスイッチングユニットが、或る数の群配置
   入光導体の各々かついずれもに現れる光信号を直接受信
   することができるように構成され、かつ入導体に現れる
   光パルスを、接続経路を指摘するために制御ユニットが
   発生した制御信号によって、いくつかの利用可能な選択
   された出光導体の１つへ通過させることが直ちにできる
   ように構成されていることを特徴とする三段スイッチン
   グユニット。
8. 【請求項８】請求の範囲第１項記載の三段スイッチング
   ユニットであって、入力回路として組み立てられた第１
   スイッチング段が50Gb/sより高い総合最高ビット伝送速
   度に適合していることを特徴とする三段スイッチングユ
   ニット。
9. 【請求項９】請求の範囲第１項記載の三段スイッチング
   ユニットであって、電気−光変換器が前記制御ユニット
   を通して第１波長を有する光パルスを伝送するのに適合
   し、かつ他の又は同じ入力回路に属する電気−光変換器
   が他の波長を有する光パルスを伝送するのに適合してい
   ることを特徴とする三段スイッチングユニット。