JPH0370334A - 高速パケツトおよび周波数スイツチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光伝送媒体上に送られるデジタル信号を使用
する通信システムに関し、とりわけ高速パケットおよび
周波数スイッチに係る。

〔従来の技術〕

通信システムの領域における現在の趨勢は、より高速で
デジタル信号の流れを伝送、切り換えて集積したネット
ワーク中での増大する量の通話、ビデオ情報その他の交
換を可能とすることにすることは良く知られている。し
かしながら、電気システムによる電気信号の伝送および
処理には、光技術の活用によってのみ越えることのでき
得ると思われるスピードリミットが存在する。そこで、
ノードの相互接続が、広帯域、低減衰の光ファイバによ
って充足された進んだ通信ネットワークが提案されたが
、光信号スイッチング手段は依然として基本的には電気
技術を利用している。

そうでなくて、帯域幅の点で光ファイバ伝送ネットワー
クによって提供される潜在力を妨げることがないように
、光技術をスイッチング・システムにも活用すべきであ
る。それはまた繰り返される光−電気および電気−光信
号変換、流れの分割および再組合せを避け、また電気シ
ステム一般につきものの限界を克服するために使用され
る全てのトリックを避ける為にも役立つものとなるであ
ろう。

今日空間ス、イッチ、変調器、濾波器、増幅器などとし
て作用可能な光ないし光電装置が、光信号スイッチに効
果的に使用できるものとして研究開発されている。電気
的な装置によって充足される機能の数が、どんどん減少
して行く通信システムを予想することができ、近い将来
、全く光学的な要素が制御機能のためにも使用されるも
のとなるであろう。

同時に、高速パケット・スイッチング・システムが、音
声、ビデオおよびデータ信号に適した情報を搬送する異
なる特性の流れのスイッチングを集積する問題を解決す
るのに益々便利なことが判り、研究されている。事実こ
のシステムは、結果として不使用となるソースのアイド
ル状態期間中には構造物をコネクションに厳しく割当て
ることを要求せず、ネットワークを一瞬ごとに現実の要
求に比例的にのみ占有するだけなので、リソースを最適
化された方法で利用されることを可能とする。

その上、構造物および技術の信頼性は、各ネットワーク
・ノードでの、音声ないしビデオ信号伝送サービスにお
いて無視できない遅延および遅延変化を意味する重い情
報処理を可能とする。このように、データ信号とともに
する、こうした信号の伝送およびスイッチングの集積化
が可能であることが判る。

文献には種々のスイッチング方式、すなわち−般に電気
的装置により制御される光学的接続ネットワークよりな
る電気的接続ネットワークが記載されてきた。その一つ
は、Ｐ、シナトおよびＡ。

デボジオが１９８９年３月１〜３日、アメリカ合衆国ソ
ルト・レーク市において開催されたｒトビカル・ξ−テ
ィング・オン・フォトニック・スイッチングＪ　（Ｔｏ
ｐｉｃａｌ　Ｍｅｅｔ４ｎｇ　ｏｎ　Ｐｈｏｔｏｎｉｃ
　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）の会議議事録に寄稿・出版した
「オプチカル・テクノロジー・アブリケイシッン・ツー
・ファスト・パケット・スイッチングＪ　（Ｏｐｔｉｃ
ａｌ　ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　
ｔｏ　Ｆａｓｔ　Ｐａｃｋｅｔ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）
と題する論文中に記述されたパケット・スイッチング・
システムである。このシステムでは、２値光学的接続ネ
ツトワーク・システムが、電気的制御ネットワークによ
り構成されているが、手順指定情報を含む電気的パケッ
トの通過に際し余りにも２値的かつ自己手順指定的であ
った。結局、情報フィールド専用で、光学的ネットワー
クに送られている。

他の一つは、Ｍ、Ｓ、グツドマンらが、１９８８年９月
１１−１５日英国バーミンガムにおいて開催された、Ｅ
Ｃ０Ｃ８８会議の議事録の２５５〜２５８ページに寄稿
し、発行されたｒデモンストレイション・オン・ファス
ト・ウニイブレングス・チューニング・フォア・ア・ハ
イ・パーフォーマンス・パケット・スイッチＪ　（Ｄｅ
ｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｆａｓｔ　Ｗａｖｅｌ
ｅｎｇｔｈＴｕｎｉｎｇ　ｆｏｒ　ａ　Ｈｉｇｈ　Ｐｅ
ｒｆｏｒ＋ｍａｎｃｅ　Ｐａｃｋｅｔ　５ｗ１ｔｃｈ）
と題する論文中に記述されたものである。このシステム
は、二つの重ね合わされたネットワークを一つは手順指
定制御ネットワークのために、もう一つは情報パケット
専用のために使用する。入力部で光パケットは、メモリ
・ユニットへの一時的格納のために電気信号に変換され
、次いで、それが向けられる出力部に基づき適切に選ば
れた周波数を割当ることによってスイッチされる。

もう一つのシステムは、ジャーナル・オン・セレクテッ
ド・ニアリア・イン・コミュニケーション　５エフ、１
９８８年８月、　ｐｐ、１１０７〜１１１６　　に掲載
・出版された、ケイ、Ｙ、　　エングによる「ア・フォ
トニック・ノックアウト・スイッチ・フォア・ハイ・ス
ピード・パケット・ネットワークＪ　（Ａ　Ｐｈｏｔ。

ｎｉｃ　Ｋｎｏｃｋｏｕｔ　５ｗ１ｔｃｈ　ｆｏｒ　Ｈ
ｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ　Ｐａｃｋｅｔ　Ｎｅｔｗｏｒｋｓ
）と題する論文に記述されている。この場合、入来する
電気的流れは、光学的流れに変換され、各入力を特定の
光波長に関連させることによりスイッチに送られる。こ
こでは、全ての流れが、スター・カプラ中で合計された
うえ、対応する出力部に送られるべき波長を選択するの
に適した手段に送られる。並列のネットワークが、起こ
りうるパケット損失を予想するアルゴリズムを使用する
ことにより競合解決につきものの全ての決定を行うよう
に見える。この制御ネットワークの処理結果は、異なる
波長で流れを選択する手段に対する指令にあり、そのよ
うにして、流れをそれぞれ対応する出力部に送るように
働き得る。

これらのシステムは、いずれもスイッチ内部での空間ス
イッチングを容易にするために、光搬送波を高ビット伝
送速度の情報の転送あるいは異なる波長での転送に使用
する、しかし複数チャンネルの同時転送のために光ファ
イバの広帯域により提供される可能性を利用しているわ
けではない。

換言すれば、それらはパケットと空間スイッチングを使
用しているが、周波数スイッチングをとりわけて使用し
ていない。その上、−時的なパケット記憶が、それを光
信号から電気信号に変換した後、電子型のメモリ上で行
われる。

〔発明が解決しようとしている問題点〕スイッチ制御の
観点から言えば、研究されたシステムは、異なるパケッ
トが同一の転送先にアドレスされたとき、出力部でのコ
ンテンションを解決するためにノックアウト・トーナメ
ントの時間位相を必要とする。それは、通常のパケット
通過時間からある時間間隔を差し引く必要性を伴い、そ
れはひとえに、取り扱った流れのビット伝送速度に依存
するものである。その結果、スイッチングは、連結ビッ
ト伝送速度によって要求されるより高い速度で行わなけ
ればならない。

〔問題点を解決するための手段〕

これらの欠点は、本発明により提供される高速パケット
および周波数スイッチにより克服され、そこでは、パケ
ットと空間スイッチングを利用するだけではなく周波数
マルチプレックシングをも使用し、このようにして、使
用者からスイッチまでの光ファイバの伝送能力を可能な
限り活用している。そのように実施されたネットワーク
は、そのいかなる部分においても、複数チャンネルを並
行して転送する異なる周波数信号の定まったセットが同
時に存在している。

その上、本スイッチは、電気情報信号の処理を限られた
量でしか必要としない。さらに、この残存した電気レベ
ルの作業は、光レベルで設計することが既に可能で、近
い将来において光技術がより発展したならば、実際に装
備される。

本発明によれば、その各々が、本体とラベルおよびサー
ビス・フィールドを含むヘッダとよりなるパケットに編
成された逐次情報の流れによって変調された、ある数、
ｍ個の異なる波長の光搬送波の伝送を許容するｎ個の光
ファイバに接続されたｎ個の入力部およびｎ個の出力部
を有する高速パケットおよび周波数スイッチであって、
ｎ個の入力光ファイバーのいずれの出力部にも現れたｍ
個の情報の流れが、入力ブロックに送られるものであり
、 該入力ブロックは、第１のコネクションを通じる連結の
創設・中断が可能である外部プロセッサの制御下でパケ
ット位相再整列およびラベル変換を行い、かつパケット
が結果をｎ＊ｍ　ＦＩＦＯメモリバンクよりなる集中化
制御ブロックに伝送する何らかの有効な情報を含むかど
うかを制御するものであり、 出てゆくパケットが、集中化制御ブロックに割当られた
新しい周波数を伝送する制御ブロックから受けたコマン
ドに従がって、パケットに割当られた光搬送波の周波数
変換をさせるのに適したブロックに導かれ、 出てゆくパケットが、受動再組合せネットワークによっ
てパケットの注入および抽出を許容する入力カップリン
グ装置のファイバ幹線によって形成される光ファイバ製
遅延線と、集中化制御ブロックの制御下に格納されたパ
ケットを再生、あるいは抽出されたパケットを抑制する
ための装置とよりなる、ｑ個の位置を有する光ファイバ
・ループ・メモリに記憶されるべく単一のファイバーに
再び組合され、 次いで、抽出されたパケットの光の流れが、受動パワー
分割器に送られ、ｍ個の部分に分割されて周波数変換ブ
ロックに導びかれ、そこで、パケットのうち、只一つだ
けがスイッチから出ていくファイバ上にあるものと同じ
に割当てられた周波数に変換され、残りの全部は廃棄周
波数に変換され、 最後に所用波数のパケットが、受動再組合せ装置中で他
の周波数変換ブロックから来るパケットと一緒に出力光
ファイバ上の流れを形成するように再び組合されること
を特徴とする高速バケットおよび周波数スイッチが提供
される。

〔作用〕

上記したように、本発明の高速パケットおよび周波数ス
イッチは、その各々が、パケットに編成された逐次情報
の流れによって変調されたある数の異なる波長の光搬送
波の伝送を許容する光ファイバに接続されている。該パ
ケットは、位相で再整列され、そのラベルは接続のセッ
トアツプおよび中断のために用意された外部のプロセッ
サの制御下に変換される。

次いで、パケットに割り当てられた光搬送波の周波数変
換が行われ、パケットは、ユニークなファイバに、受動
再組合せネットワークによって、光ファイバ遅延線であ
る光ループに記憶されるために、再び組合せられる。

光パケットの流れの各々は、周波数変換されるが、そこ
で得られた種々の周波数の中からスイッチから出て行く
対応するファイバに送られるべきものだけが、他の変換
された流れのものと再び組合せられたのち選択される。

〔実施例〕

本発明のこれらの特徴およびその他の特徴は、非限定的
な例示および添付図面を参照した以下の好ましい実施例
の記述により明らかとなるであろう。

第１図に示すように、本スイッチには、ある数ｍの、異
なる波長の光搬送波の伝送が可能なｎ本の光ファイバＩ
Ｌ、−９，＋ＩＬ　ｔｌＬ００６．＋ｌＩｎに接続され
た、゛それぞれｎ個の入力部および出力部がある。それ
らは、パケットに編成された一連の情報の流れによって
変調される。各パケットは、ヘッダと情報データを搬送
する本体とよりなる０本体は、全ネットワークを通じて
５００ビツトのオーダーの一定の長さを有し、受信端子
によってのみ処理される。ヘッダは、約５０ビツトの長
さを有し、ラベルおよび例えばパケットの満／空情報、
ラベルのあり得るエラーの訂正フィールドその他のよう
なサービス・フィールドを含む。

本スイッチに到達する各コールは、次いで３つのパラメ
ータ、つまり、１からｎまでの光ファイバが接続されて
いる入力部の番号、ｌからｍまでの光ファイバ上を伝送
される光搬送波の一つの波長、およびラベルに基づいて
定義される。これらのパラメータは、各インター・スイ
ッチ幹線に限られた有効性を有する、つまり、どの様に
して、同一のパラメータを有する異なる幹線上のコール
が、異なる使用者から到達し、異なる使用者に向けられ
得るかと言うことである。このことが、各スイッチによ
る全ての可能な割当の利用性の意味での最大のネットワ
ークの柔軟性を許容する。このパケット・スイッチング
技術の柔軟性によって提供される有利性に加えて、光学
的波長を選択する可能性により、ラベルの割当における
さらに大きな自由度を享有することができる。

第１図は、全てのコールに共通な制御ブロックはさてお
き、単一の光ファイバ上に存在するコールのスイッチン
グを取り扱うのに必要な全てのブロックを示すものであ
る。その他のｎ−１番の入力のために対応する数のブロ
ックがあることは明らかである。

どの一つの光ファイバの入力部、例えばファイバｉｌの
入力部にも現れるｍ個の情報の流れは、パケット位相再
整列とラベル変換とを行うブロックＳＹ　１に送られる
。

同類のブロック群が、その他のｎ−１本のファイバにも
接続されているが、図面を複雑にしないため第１図には
示していない。

これらのブロック群を使用する必要性は、各パケットが
、伝達位相における相違および異なる長さを有する光フ
ァイバ幹線を通じる伝搬時間のため、それぞれ異なる遅
延でスイッチの入力部に現れると言う事実に由来してい
る。再整列の後、異なる光ファイバに属するパケットの
全てのヘッダ、および異なる波長の光搬送波は、同時に
、対応するブロックＳＹ　１の出力部に現れる。

この他に、パケット・スイッチングは、連想メモリによ
るラベルの変換を必要とする。この操作は、スイッチン
グ操作であるが、その目的は、各パケットに各幹線に沿
って最も便利なラベルを割り当てることにより、既に述
べたようなネットワ−りの柔軟性を利用することにある
。この変換は、電気型のメモリの助けによりブロックＳ
Ｙ　１で行われる。新／旧うベル間の正確な関連に関す
る情報は、図示していないスイッチ・プロセッサに接続
されたマルチプル・コネクション６１　ヲ通シて供給さ
れる。このプロセッサは、連結セットアツプおよび切断
が出来、新／旧の両ラベルを知っている。

そのうえ、ブロックＳＹ　１は、各パケットが有効な情
報を含んでいるか、あるいはラインがアイドル状態にあ
るかを確立する能力も有している。

有効パケット条件は、活動状態に適したビットを含む適
当なパケット・フィールドを解読することにより検出さ
れる。能動パケットが検出された場合、適当な信号が、
コネクションｙｌを通じて集中化制御ブロック０Ｍに送
られる。ブロックＣＭは、連結セットアツプ位相の間に
定義されたコールに適した情報を含んでいる、そして該
情報に従い、各到達パケットに、ある出力光ファイバに
割当て、ある搬送波周波数を割当てることにより、それ
が向けられるべきネットワーク・ゲートを確立すること
ができる。

ブロックＳＹ　１からの出力部で、パケットは、マルチ
プル・コネクションｂ１からブロックＦｃ１へ導かれる
、ブロックＰＣＩは、制御ブロックＣＴ　ｌによって受
信され、マルチプル・コネクションｃ１を通じる指令に
従いパケットに割当てられた光搬送波の周波数変換を行
うに適したものである。゛ブロックＣＴ　１は、コネク
ションｐ１を通じ集中化制御ブロック０Ｍに割当てられ
た新周波数を伝達する。

周波数変換器ＰＣＩは、ブロックＳＹ　１がコネクショ
ンｂ１に供給しているものが、電気の流れか、光の流れ
かによって、２つの異なるやり方で実施され得るように
なっている。

ＦＣ１は、電気の流れを、光搬送波を新周波数で変調す
るのに使用できる。該搬送波は、電気的指令によって制
御され得るレーザー、例えば、ジャーナル・オン・ライ
トウニイブ・テクノロジー６、１１．１１／８８．０）
　Ｋ、　：ｘハヤシラニョルｒシンクル・フレクエンシ
ー・アンド・チュンナブル・レーザー・ダイオードＪ　
（Ｓｉｎｇｌｅ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ａｎｄＴｕｎａ
ｂｌｅ　Ｌａ５ｅｒ　Ｄｉｏｄｅｓ）と題する記事に述
べられたような型のレーザＤＦＨにより放射周波数で発
生される。

そうでなければ、ＰＣＩ　　は、ＳＹ　１　　からコネ
クションｂ１に供給される光の流れに直接作用して周波
数変換を遂行することもでき、その場合の出力周波数の
選択は、変換光搬送波変更の電気コマンドによって常に
得られる。この型の周波数変換は文献で既知の技術を利
用する（エレクトロニクス・レターズ、　１Ｂ／８／８
Ｂ、２４．１？、ＰＰ、１１０６〜１１０７）。このよ
うな構成は、技術的にはより弱いが、技術が威勢した時
は何時でも、それ以上の改良をせずに、電／光ブロック
ＳＹ　１を純光学的ブロックで置き換えることができる
と言う利点がある。

ＦＣ１から光ファイバ東ｅｌ上に出て行くパケットは、
受動再組合せネットワークＳＣ１により、単一のファイ
バｄｌ上で再び組合される。このファイバｄｉは、以下
に述べるようにブロックＣＨを、その時間間隔で受信し
た情報を処理し、出力における競合の解決に役立つ決定
をするようにさせるのに充分な長さの純粋な遅延線であ
る。

ファイバｄ１を通じて出て行くパケットは、次いで、続
いて設けられた、同一時間に同一転送先に向けられたパ
ケットの出力相互間の競合を制御する光メモリ素子で統
計的格納操作を受ける。この格納のおかげで、コールの
ロジック・チャンネル番号だけで相違する該パケットは
、同一の光ファイバおよび同一の出力周波数が同時に占
有されることを避けて、待機状態に置かれる。既知のア
ルゴリズムを使用して、衝突するパケットの中、一つを
除き、他の全部を適当な優先性ルールでアイドル条件に
置くことにより、これらの競合の最良の管理の実行が可
能とされる。

パケット格納は、幹線ｔｌおよびｔ’ｌで形成される光
ファイバ遅延線と装置ＭＤ　ＩおよびＡＳ　１との両方
で構成された光ループ・メモリによって遂行される。遅
延線ｔｌおよびｔ’ｌ　　内部で、記憶されるべき各パ
ケットに異なる光学的波長の搬送波を与えることにより
、ｑに等しい数のメモリ記憶位置が実現される。ｑの値
は、スイッチによって取り扱われるトラフィック（コー
ル量）の統計的配慮に基づき確立される、例えば、ｎ＝
１６゜ｍ＝１０で、接続利用ファクターが０．５のスイ
ッチに対して、ｑは、得ようとする損失プロパビリティ
の関数で５０と１００との間で変わり得る。

与えられた瞬時間にファイバｄ１に現れるパケットのセ
ットは、入力カップリング装置ＭＤ　Ｉによって遅延線
ｔ’ｌ　　を呼び出すが、ＭＤ　１　　は、例えば５Ｐ
ＩＢ、４７９ファイバ・オプチック・カプラーズ・コネ
クション・アンド・スプライス・テクノロジー（１９８
４）　ｐｐ、２−８．のＣ，Ｍ、ラグゾールらのｒレビ
ュー・オン・フユーズド・シングル・ノード・カプラー
・テクノロジーＪ　（Ｒｅｖｉｅｗ　ｏｆ　ｆｕｓｅｄ
ｓｉｎｇｌｅ　ｎｏｄｅ　ｃｏｕｐｌｅｒ　ｔｅｃｈｎ
ｏｌｏｇｙ）と題する記事に示唆される様なタイプのも
ので、パケットのセットは、それをパケット時間内にカ
バーするようにループ内を循環する。完全な−ラウンド
の終わりに、遅延線上に存在するパケットのセットは、
異なる波長で到達する新しいパケットのセットとともに
、新ラウンドを空間的に並んで開始する。

先行するセットは、抽出され、同時に、現存するパケッ
トの中から、その時間間隔でネットワークを通じて送ら
なければならないものを抽出するためにファイバｇ１に
送り出される。

この装置は、流れに、ファイバｇ１まで乱されることな
く通過すること、および、スイッチングを待機してルー
プ内に現存する周波数で、並んで半分のパワーをもって
ファイバ上”１　内に挿入されること；の両方をさせる
。ループ内での各ラウンドにおいて、全てのパケットは
、スイッチングのため後続の空間ネットワークに提供さ
れるが、全てのパケットがスイッチされるわけではない
、と言うのは、その中のあるものはループ内に残るので
ある。この二重の機能（パケットを空間ネットワークに
送ること、およびそれらを再び格納すること）は、入力
部に現れる信号を混合し、それを出力部で分０割する３
−ｄＢ方向性カプラーで達成される。

カップリング装置ＭＤ　Ｉを光ファイバ・ループｔ１．
　ｔ’ｌに挿入したことによる半分の光パワーの損失の
ために、待機状態でメモリ内に残されることとなるパケ
ットは、ループに沿って置かれたｑ個の周波数選択的光
増幅器のセットである装置ＡＳ１で再生される。この増
幅器は、その時間間隔でスイッチされるべく後続のブロ
ックに送られるパケットを抑制する機能をも遂行する。

装置ＡＳ　１の各増幅器は、パケットスイッチングを制
御する集中化制御ブロックＣＭにより、マルチプル・コ
ネクションｆ１を通じて駆動される。ループｔｌ内に特
定の周波数で格納されているパケットに循環を続けさせ
るか、スイッチされるようにするかによって、対応する
増幅器が、増幅の状態あるいは減衰の状態に置かれる。

遅延線ｔｌから抽出され光ファイバｇ１に現れた光の流
れは、　受動パワー分割器ＳＳ　１に送られ、そこでｎ
＊ｍ部分に分割される、この部分の数は、ネットワーク
の入力（または出力）と同じ数すなわちｎに、各コネク
ションのヂャンネルの数すなわちｍを掛けたものである
。得られた流れは、それぞれ一本のファイバよりなる束
である、ｎ個の出力光ファイバ束ｈ１１．ｈ１２．．、
、；ｈｌｎ　　に供給される。

受動パワー分割器ｓｓ　ｉは、２値トリー接続されたヒ
ューズド・ファイバである複数の２Ｘ２カプラーで実施
することができる。この場合、各カプラーの二つの人出
力部中−つずつだけ使用されてい名。この代わりに、ア
メリカ合衆国特許第４゜７２２．５８２号（１９８９年
２月２日）に記載された型の装置も使用することができ
る。

分割器ＳＳ　１の出力部での流れは、周波数変換ブロッ
クに送られる。図面では、遅延線で使用された周波数の
パケットよりなるファイバ束ｈ１１の一本の上の多流れ
が、周波数変換ブロックＦＫ　１１に収容されたｍ個の
周波数変換器の一つに送られるが、そこでは只一つのパ
ケットだけが、スイッチから出て行くファイバ上のもの
に割り当てられた周波数に変換され、他の全部は、出て
行くファイバに到達しなくて良いので、それら廃棄する
目的でのみ使用される周波数に変換される。

周波数変換ブロックＦＫ　１１には、既述のブロックＦ
Ｃ１が実施されていても良い。

このようにして得られたファイバ束ｋ１１上のパケット
は、受動再組合せ装置ＳＲ１により、図示していない他
の周波数変換ブロックからｍ本のファイバ　ｋ１２．、
、、、、ｋｌｎ　　の束を通じて来るものと再び組合さ
れる。このようにして、スイッチから出て行く光ファイ
バ　ＬＩＬｕ２＋１０．、ｕｎ　　の各々は入力ファイ
バ１Ｌｔ２＋、、、、＋ｉｎ　　と同数の流れ、異なる
入力のセットのいかなるものから来る全てのものを受は
取る；なお、複数のパケットが、同一の人力部から到達
してもよい。

再組合せ装置ＳＲ１は、パワー分割器ＳＳ　１に等しい
が、入出力を逆にして使用する。

ＳＳ　１、ＦＫ　１およびＳＲｉの全ブロックは、純粋
な受動スイッチング・ネットワークを形成し、マルチプ
ル・コネクションｊ１を通じて制御ブロックＣＭに制御
される、内部周波数変換ステージとして働く。

制御ブロック曲は、先入れ先出し方式（ＦＩＦＯ）で制
御されるメモリ・バンクよりなり、メモリの数はスイッ
チが取り扱うチャンネルの数、すなわちｎ＊ｍに等しく
、そこにパケットが送られるべきチャンネルおよび周波
数のコードを含んでいる。

このようなアドレスの列は、到着の順に格納され、正確
な送信列およびスイッチされるべきパケットめアロケー
シゴンを再構成するのに役立つ。

各時間間隔において到達するパケットは、ラベル変換器
ＳＹ　１によって処理されるが、変換器ｓｙｌから制御
ブロックＣＭには、コネクションｌ１１１を通じ、そこ
にパケットが送られるべき、出て行くチャンネル／周波
数の対およびその活動性状態に関連する情報が送られる
。該情報に基づき７０７５０Ｍは、そこに到達するパケ
ットが送られるべき出力（チャンネル／周波数）に適す
るメモリを選び、その中にパケットが格納されている位
置（リンク／凰波数）に関する情報を書き込む。制御ブ
ロックＣＭは、この操作をその時間間隔内に到達する全
てのパケットについて行い、周波数変換をすることので
きる装置の駆動信号を取り出すため全ての行列ヘッダの
読み取りを行うものとなっている。

これに類した構造は、既に他の高速パケット・スイッチ
ング・システムに使用されている。たとえば、ＩＯＣ“
８７．　ｐｐ、７６９以後に掲載されたＪ、Ｐ、コード
リューらのｒプレリュード：アン・アシンクロナス・タ
イム・デビジョン・ネットワーク１（Ｐｒｅｌｕｄｅ　
：　Ａｎ　Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　Ｔｉｍｅ　Ｄｉ
ｖｉｓｉｏｎ　５ｗ１ｔｃｈｅｄ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）と
題する論文に見出される。

パケット位相再整列およびラベル変換を行い、パケット
活動性状態を制御するブロックＳＹ　１は、第２図によ
り詳しく示されている。

ファイバ１１は、入来する光信号を、ｍ部分に分割し、
対応する数の出力ファイバ１１．、、、、．１ｍに送る
パワー分割器ＳＰ　１にアクセスしている。

既に述べたように、ｍは、入来する各ファイバ１１、、
、、、、ｉｎ　　に現れた異なる周波数の数を示す。

ＳＰ　１から出ていくファイバの一つ、たとえば、ファ
イバ１１、に現れる異なる周波数のｍ信号は、増幅ブロ
ックＡｌ　ｌに入り、そこで増幅され、次いで帯域通過
フィルタＦｌ　１で濾波される。

手頃なフィルタは、１９８８年９月１１〜１５日ブライ
トンで開催されたＥＣ００８８会議議事録ｐｐ、２４３
に記述されたもので良い。

ファイバ３１のフィルタＰＩ　１出力部に現れる唯一の
信号は、変換器ＣＩ　１によって電気信号に変換される
。この信号は、ワイヤ４工を通じて、個々のパケットに
働き掛けるマルチプレクサ旧１に送られ、そこでラベル
が変更すべきものであれば、ヘッダを本体から分離する
ようにされる。

マルチプレクサＭｌ　１は、ワイヤ８１を通じてタイム
ベースＢＴ　１により制御され、ワイヤ１３１を通じて
、パケットのヘッダをラベル変換メモリＭｌ　１に、あ
るいはワイヤ５１を通じて、その本体をパケットメモリ
ＭＰ　１に送る。

タイムベースＢＴ　１は、情報の流れの特定のコードな
どの、適当な同期２進列の検出よりなる適当な方法で、
入力光ファイバ１１に到達する信号タイくングに同期し
、このようにして、特定の入力光ファイバ上の各パケッ
トの始まりと終わりに見出しをつけるようにする。事実
、お互いの位相関係は先験的には知られていないので、
各スイッチ入力は、同期と言う観点から自律的に取り扱
う必要がある。

メモリＭＨ１およびＭＰ　１への書き込みは、それぞれ
ワイヤ９１および１０１を通じて、タイムベースＢＴ　
１により制御される。パケット本体が、メモリＭＰ　１
に書き込まれている間、メモリ問１は、ラベルに必要な
処理操作を施し、更新したラベルを、ワイヤ７１を通じ
て、メモリＭＰ　１に再書き込みし、他方到達するパケ
ットのルーチング情報を、他の同様なワイヤとともに第
１図のコネクションｍ１を構成するワイヤｃｍ　１１を
通じて、ＣＭに送る。新旧ラベル間の正確な関連に関す
る情報は、スイッチ・プロセッサへの第１図のコネクシ
ョン６１を形成するよう、他の同類のワイヤと接続され
たワイヤ６１１　　を通じてメモリ　ＭＨ１に送られる
。

全ての光入力ファイバに現れるパケットのスイッチに対
する位相再整列は、ワイヤ１１１　　を通じて供給され
る全てのスイッチ・ユニットに共通なタイムベースＢＸ
による指令に従う、全ｍｘｎメモリＭＰ　１の同時読み
取りにより行われる。メモリＭＰ　１の出力部において
、■本のコネクションのパケットの流れが、ワイヤｂ１
１上で利用可能となるが、これは、図示していない他の
ｍ個の整列メモリ°ＭＰ　２．、、、、、、ＭＰｎから
のワイヤとともに第１図のマルチプル・コネクションｂ
ｉを形成するものである。

第２図にとどまって説明するが、活動性フィールド検出
機能は、ワイヤ１２１上の信号によりタイムベースＢＸ
で刻時されるメモリ・ユニットＦＦｌによりワイヤ１１
１から同期的にピックアップされる１ビツトのレベルの
解読に対応する。この情報は、ワイヤｙ１１を通じ集中
化制御ブロックＣＭに供給され、そこで以下に説明する
ように、多くの操作の可能／禁止（ｅｎａｂｌｉｎｇ／
１ｎｈｉｂｉ　ｔｔｎｇ）情報として使用される。ワイ
ヤｙ１１は他の同種のものとともに第１図のコネクショ
ンｙ１を形成する。

ブロックＳＹ　１は、将来光メモリ技術が充分に放熱す
れば、完全に光学的なブロックと置き換えることができ
る。同期機能の実施に関する限り、エレクトロニクス技
術が使用されており、所要の光／電気変換が後続ブロッ
クで、他の機能を実施するためにも利用され得る、しか
し、これらの機能も近い将来光学技術によって実施され
るものであるが、現在のところ、場合にもよるが電気技
術による方がより良〈実施され得るものである。他の機
能の一例は、パケット活動性フィールド検出機能であっ
て、これは光のそれと比べて電気論理回路の方がより良
く成熟しているために、むしろ他の全部光学技術によっ
て実施するものよりは、電気的同期ブロックで実現する
ことができる。

第１図の制御ブロックＣＴ　１は、第３図においてより
詳しく表される。

制御ブロックＣＴ　１は、マルチプル・コネクションｙ
１を通じて能動パケットの数に関する情報を、また、コ
ネクションｍ１を通じてパケット・ルーチング情報を受
は取る。制御ロジックＣＬ　１は、この情報およびその
瞬間に話中である光メモリ　ｔ１，ｔ″Ｉの位置の数に
基づき、いかに多くの受信リクエストをコネクションｒ
１を通じてＦＩＦＯ型のメモリＬＬ　１に送って良いか
を決定する。

このメモリＬＬ　１は、ループｔ１，　ｔ’　１で、空
いているか、ループの周波数が使用され、開放される度
に更新される位置のリストを含んでいる。メモリしＬｌ
は、制御ロジックＣＬ　１のリクエストを、空いている
周波数に関するコードの列に自動的に変換し、これを、
マルチプル・コネクションｐ１を通じてインターフェイ
スＬＤ　１１．ＬＤ　１２．、、。

、ＬＤ　ｌｑ　　に送る。該インターフェイスは、周波
数変換器ＰＣＩ（第１図）の駆動を可能とするものであ
るが、パケット到達と厳密に同期した変換を可能とする
ために、集中化タイムベースＢＸ　　（第２図）によっ
て正確に刻時される。

インターフェイス出力部ｃ１１．．．、、ｃｌｑにおけ
るアナログ信号は、周波数変換器ＰＣＩ（第１図）に収
容されたレーザ装置に働き、パケット出力周波数を決定
する。ワイヤｃ１１．．．．．　ｃｌｑは、第１図のコ
ネクションｃ１を形成する。

マルチプル・コネクションｐ１はまた、外側のブロック
ＣＴＩ　　を、集中化制御ブロックＣＭ　　（第１図）
のために利用可能にして、それに、パケットに割り当て
られたループ光メモリ位置を知らせる。

格納されたパケットを再生するためにループ光メモリと
ともに置かれる装置ＡＳ　１は、第４図に示されている
。それは、その出力が選択的増幅器のバンクＡ　１１＋
６０．−Ａｌｑに供給される受動パワー分割ネットワー
クＳＤ　Ｉよりなるもので、増幅器は、増幅した光信号
を受動再組合せネットワークＳＫ　１に供給する。

ネットワークＳＫ　１の出力部はループ光メモリのファ
イバｔ１に接続されている。選択的増幅器Ａ　１１．、
、、、Ａｌｑは、第１図の集中化制御ブロックＣＭから
来るワイヤｆｉ１．．．．．　ｆｌｑによって制御され
る、たとえばＤＦＢ　　レーザが装備されていてもよい
。勿論、現在の時間間隔でスイッチされ、光メモリに残
っていないパケットは、対応する増幅器を停止すること
により抑制される。

上述してきたことは、非限定的な例示であることは明ら
かであり、その変形および改良は特許請求の範囲を逸脱
することなく可能であることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本スイッチを概括的に示すブロック図、 第２図は、第１図中ＳＹ　１で示したブロックのブロッ
ク図、 第３図は、第１図中ＣＴ　１で示したブロックのブロッ
ク図であり、また 第４図は、第１図中ＡＳ　１で示したブロックのブロッ
ク図である。 ５ＹＩ−−−パケット位相再整列とラベル変換とを行い
パケット活動性状態を制御するブロック、５ＰＩ−ｍ−
パワー分割器 Ａ１１−−一増幅ブロック ＰＩＩ−−一帯域通過フィルタ Ｃ１１−一一光／電気変換器 ＭＩＩ−−−マルチプレクサ ＭＨＩ−ｍ−変換メモリ ＭＰＩ−−−パケットメモリ ＢＴ　１、ＢＸ−−一タイムベース ＦＦＩ−−−メモリ・ユニット ＣＴＩ−−一制御ブロック、 ＣＬＩ　−一一制御ロシック ＬＬ　１−−−　ＦＩＦＯ型のメモリ ＬＤ　１１〜ＬＤ１ｑ−−−インターフェイスＣＭ−−
−集中化制御ブロック、 ＰＣＩ−−一光搬送波の周波数変換ブロック、５ＣＩ−
−一受動再組合せネットワーク、ＭＤＩ−−一人カカッ
プリング装置、 ＡＳＩ−−一周波数選択的光増幅ブロック、Ａ１１．〜
＾１ｑ−−−選択的増幅器 ５ＤＩ−−一受動パワー分割ネットワーク、５ＫＩ−−
一受動再組合せネットワーク、５ｓｉ−−一受動パワー
分割器、 ＰＫ　１１〜１１ｎ　−−一周波数変換ブロック、５Ｒ
Ｉ−−一受動再組合せ装置 １１〜ｉｎ／ｕｌ〜ｕｎ　−−一人／出力光ファイバ、
ｂ１，ｃ１，ｄｉ　ｅｌ＋ｇｌ＋ｈＬｊＬｋｌ１ｍ１，
ｐｉ、ｒｌおよびｙｌ−一一　（マルチプル）・コネク
ション、ｔｌおよびｔ’ｉ−−一光ファイバ遅延線、３
１．４１，５１．６１，７１，８１．９１．１０１，１
１１．１２１および１３１−−−　（マルチプル）・コ
ネクション／ファイバまたはワイヤ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）その各々が、本体とラベルおよびサービス・フィー
   ルドを含むヘッダとよりなるパケットに編成された逐次
   情報の流れによつて変調された、ある数、ｍ個の異なる
   波長の光搬送波の伝送を許容するｎ個の光ファイバ（ｉ
   １，・・・・，ｉｎ、ｕ１，・・・・ｕｎ）に接続され
   たｎ個の入力部およびｎ個の出力部を有する高速パケッ
   トおよび周波数スイッチであつて、 ｎ個の入力光ファイバー（ｉ１）のいずれの出力部にも
   現れたｍ個の情報の流れが、入力ブロック（ＳＹ１）に
   送られるものであり、 該入力ブロック（ＳＹ１）は、第１のコネクション（６
   １）を通じる連結の創設・中断が可能である外部プロセ
   ッサの制御下でパケット位相再整列およびラベル変換を
   行い、かつパケットが結果（ｙ１）をｎ＊ｍＦＩＦＯメ
   モリバンクよりなる集中化制御ブロック（ＣＭ）に伝送
   する何らかの有効な情報を含むかどうかを制御するもの
   であり、 出てゆくパケット（ｂ１）が、集中化制御ブロック（Ｃ
   Ｍ）に割当られた新しい周波数を伝送（ｐ１）する制御
   ブロック（ＣＴ１）から受けたコマンド（ｃ１）に従が
   つて、パケットに割当られた光搬送波の周波数変換をさ
   せるのに適したブロック（ＦＣ１）に導かれ、 出てゆくパケット（ｅ１）が、受動再組合せネットワー
   ク（ＳＣ１）によってパケットの注入および抽出を許容
   する入力カップリング装置（ＭＤ１）のファイバ幹線（
   ｔ１、ｔ′１）によつて形成される光ファイバ製遅延線
   と、集中化制御ブロック（ＣＭ）の制御（ｆ１）下に格
   納されたパケットを再生、あるいは抽出されたパケット
   を抑制するための装置（ＡＳ１）とよりなる、ｑ個の位
   置を有する光ファイバ・ループ・メモリに記憶されるべ
   く単一のファイバー（ｄ１）に再び組合され、 次いで、抽出されたパケットの光の流れ（ｇ１）が、受
   動パワー分割器（ＳＳ１）に送られ、ｍ個の部分に分割
   されて周波数変換ブロック（ＦＫ１１）に導びかれ、そ
   こで、パケットのうち只一つだけがスイッチから出てい
   くファイバ上にあるものと同じに割当てられた周波数に
   変換され、残りの全部は廃棄周波数に変換され、 最後に新周波数のパケット（ｋ１１）が、受動再組合せ
   装置（ＳＲ１）中で他の周波数変換ブロックから来るパ
   ケット（ｋ１２，・・・・，ｋ１ｎ）と一緒に出力光フ
   ァイバ（ｕ１，ｕ２，・・・・，ｕｎ）上の流れを形成
   するように再び組合されることを特徴とする高速パケッ
   トおよび周波数スイッチ。 ２）ｎ個の入力ブロック（ＳＹ１）の各々が、入力光信
   号（ｉ１）をｍ個の部分に分割するパワー分割装置（Ｓ
   Ｐ１）を含み、そのｍ個の部分が、増幅ブロック（ＡＩ
   １）に入り増幅された上帯域通過フィルタ（ＦＩ１）で
   濾波されて得られた信号（３１）のみが、電気−光学変
   換器（ＣＩ１）によつて電気信号（４１）に変換され、
   タイムベース（ＢＴ１）の制御（８１）下で本体からヘ
   ッダを分離するマルチプレクサ（ＭＩ１）に送られ、そ
   れによりヘッダ（１３１）は、ラベルの変換メモリ（Ｍ
   Ｈ１）に、本体（５１）は、パケットメモリ（ＭＰ１）
   に送られ、そこで、更新済のラベルが、外部プロセッサ
   の制御下で、その後、書換えられ、パケットメモリ（Ｍ
   Ｐ１）全部の現時点での読み取りおよびメモリユニット
   （ＦＦ１）によつて同期的にピックアップされたビット
   （ｂ１１）のレベルの解読により位相再整列が行われる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の高速パ
   ケットおよび周波数スイッチ。 ３）ｎ個の制御ブロック（ＣＴ１）の各々が、能動パケ
   ットの数に適する情報（ｙ１）および該光メモリに割当
   られた周波数に基づき、受取り接続要求（ｒ１）をＦＩ
   ＦＯメモリ（ＬＬ１）に送る制御ロジック（ＣＬ１）を
   含むものであり、該ＦＩＦＯメモリ（ＬＬ１）が、引き
   続いて空いている周波数（ｐ１）に適するコードの列を
   、周波数変換を行うに適した該ブロック（ＦＣ１）を駆
   動するためのインタフェイス（ＬＤ１１，ＬＤ１２，・
   ・・・，ＬＤ１ｑ）に対して発生するものであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の高速パケット
   および周波数スイッチ。 ４）該格納されたパケットを再生し、あるいは抽出され
   たパケットを抑制するための装置（ＡＳ１）が、受動パ
   ワー分割ネットワーク（ＳＤ１）よりなり、該ネットワ
   ーク（ＳＤ１）の出力は、一群の選択的増幅器（Ａ１１
   ，・・・・，Ａ１ｑ）に供給され、そこで増幅された光
   信号は、受動再組合せネットワーク（ＳＫ１）に供給さ
   れるものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の高速パケットおよび周波数スイッチ。