JPH10513617A - 多段n×n空間分割交換装置の動作方法 - Google Patents
多段n×n空間分割交換装置の動作方法Info
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- JPH10513617A JPH10513617A JP8522535A JP52253596A JPH10513617A JP H10513617 A JPH10513617 A JP H10513617A JP 8522535 A JP8522535 A JP 8522535A JP 52253596 A JP52253596 A JP 52253596A JP H10513617 A JPH10513617 A JP H10513617A
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04Q—SELECTING
- H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
- H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
- H04Q11/0005—Switch and router aspects
Abstract
(57)【要約】
2っのスイッチオン状態を有することが可能な1×2スイッチの、それぞれが空間分割交換装置入力部(e1,……eN)に続いて形成されるN=2n(この場合、n=1,2,3,……)個の入力ピラミッド(E1,……EN)と、2つのスイッチオン状態を有すること出来る1×2スイッチの、それぞれが空間分割交換装置出力部(a1,……aN)に後段として続いて形成されるN=2n(この場合、n=1,2,3,……)個の出力ピラミッド(A1,……AN)と、前記入力ピラミッドと出力ピラミッドとの間に続いて形成されるN2リンク(1z1,……,NzN)の(パーフェクトシャッフル)リンクネットワークとを有する多段N×N空間分割交換装置(R)において、一つの同一波長のネットワーク光がN×N空間分割交換装置の各入力部で発生し、個別の入力部の波長が、M=2m個(この場合、m=1,2,……,n−1)の間隔で繰り返され、2つのリンクが、1×2スイッチのn段ピラミッドのピラミッドベース側の2n-1の1×2スイッチの各々に直接接続して、i番目の入力ピラミッドから出力ピラミッドまで続く接続経路を形成する。クロストーク経路が、j番目(この場合、|i−j|=v・2m;v=1,2,……)の入力ピラミッドから上記出力ピラミッドまで続いて形成されると、接続経路に同時に含まれないとともにピラミッド入力部と出力ピラミッドに接続したピラミッド出力部との間に接続した入力ピラミッドのm個の1×2スイッチと、接続経路に同時に含まれないとともに、ピラミッド出力部と入力ピラミッドに接続したピラミッド入力部との間に接続したm個の1×2スイッチとを、クロストーク経路から離れて指定される度にスイッチオン状態に切り替える。
Description
【発明の詳細な説明】
多段N×N空間分割交換装置の動作方法
技術分野
本発明は多段N×N空間分割交換装置を動作させる方法に関する。
背景技術
現在考えられる将来の光学的な幹線のトラフィックネットワークは、容量、柔
軟性、信頼性、及び光の透明性に関して、厳格な要求を満足する必要がある。移
送ネットワークに対するこれらの要求は、光学的な周波数分割多重化方法でデー
タを伝送し、かつ、交換を行う時最適に満足される。光学的な周波数分割多重化
方法(波長分割多重化−WDM)の場合、複数の伝送チャネルは、一つのファイ
バで結合され、数百GHzの相違する光学的な搬送周波数(波長)によって互い
に分離される。この場合、得られる最大のチャネル数は、光ファイバの増幅器の
増幅バンド幅によって制限されていた。
半永久的かつ妨害を受けない光チャネルのカップリング用として光学的なクロ
スコネクト(OCC)が用いられている。このような光学的なクロスコネクトは
、一般的に周波数交換段と空間分割交換段の両方とを備えている。
ICC’93 Conf.Rec.vol.3/3, 1300……1307
における図10は、WDM交換装置を示している。このWDM交換装置は、波長
に基づいた関連の入力ファイバによって入来する光学信号を各々に分割する入力
側の波長デマルチプレクサと、後段の空間分割交換装置(スペーススイッチ)と
、各入来波長を各出力波長に変換する後段の可調整波長コンバータと、供給され
る各波長を結合する出力側の波長マルチプレクサとを備えている。
ntz 46(1993)1における16〜21頁及び図13及び図14は、
WDM交換装置を示している。このWDM交換装置では、波長デマルチプレクサ
(図13の1/N及び図14に明記しない)が入力側に設けられ、かつ、波長マ
ルチプレクサ(図13のN/1及び図14に明記しない)が出力側に設けられて
いる。また、波長コンバータ(図13の周波数段及び図14のフィルタ
及び周波数コンバータ)が、各出力波長に変換するために設けられ、かつ、中間
空間分割交換装置(図13の空間段、図14のファイバスイッチ)が設けられて
いる。
光学的な(デ)マルチプレクサ及び空間分割交換装置のような装置は、同一の
光学的な周波数(波長)を、常に空間分割交換装置の各入力部に供給することが
出来る。この場合、光学的な搬送周波数の同一周波数分割多重化が、各々のM個
の場合に、個別の光学的な導波路へ同一の周波数を割り当てる。この割り当てに
よって、空間分割交換装置の入力部の光学的な周波数は、M個(チャネル)の入
力として繰り返される。
空間分割交換装置の目的は、妨害を受けることなく入力部を所定中の任意の出
力部に接続することである。すなわち、すべての経路において、空間分割交換装
置を通じて、解放された所定の任意の入力部と解放された所定の出力部との間で
の経路を切り替えることである。
N個の入力部及びN個の出力部を有する空間分割交換装置にあって、考えられ
る一つのアーキテクチャーは、N個の入力部及びN個の出力部のN×N個のツリ
ー構造の各々を、入力部のツリー構造と出力部のツリー構造との間のリンクネッ
トワーク(シャッフルネットワーク)に結合することである。この場合、各ツリ
ー構造を1×2個のスイッチのピラミッドによって形成することが出来る。
光学的な1×2スイッチを実際的な技術で実現するには、ある量のクロストー
クによる減衰が発生する。すなわち、各信号の一部は、現在選択されていない出
力部にも通過する。これによって、空間分割交換装置のある信号経路から他の信
号経路に対してクロストークの悪影響が生じる。現在の半導体を利用した光学的
なスイッチのクロストーク減衰量は、その減衰量が多くは不満足なものである。
したがって、このようなスイッチをもって構成された空間分割交換装置は、シス
テムでの要求を容易に満足しない。この場合、同一の光学的な周波数の二つのチ
ャネル間のクロストークは特に重大であり、相違する光学的な周波数のクロスト
ーク信号の場合は、空間分割交換装置のマルチプレクサ段の
後段のフィルタによるクロストークの減衰がある。
比較的すぐれたクロストークの抑制方法としては(国際出願公開明細書WO9
6/08932号によれば、)ツリー構造を用いるものがある。これは、一つの
光学的な入力部/出力部とN個の光学的な出力部/入力部とを有している。
−そして、入力部/出力部を各出力部/入力部に接続するとともに、接合部で
入力部/出力部から出力部/入力部の方向にツリー(末広がり)のように分岐し
た光学的な導波路を備える光学的な導波構造を備えている。
−さらに、この各々に対する、接合点から切り離す導波路間で選択的に切り替
える接合点ごとの光学的な切替スイッチを備えている。
これらを備える光学的な1×Nの切替マトリックスにおいて、分岐した導波路
を、この出力部/入力部に接続した接合点で切替スイッチが、その切替機能を果
たしている。
この切替機能によって、出力部/入力部を選択的かつ光学的に解放し及びブロ
ックするために、光学的なゲートスイッチの各々の出力部/入力部に割り当てる
ことが出来る。
ツリー構造はN個の光学的な入力部及びN個の光学的な出力部を有している。
−この出力部の各々が一つの光学的な入力部/出力部及びN個の光学的な出力
部/入力部を有するN個の光学的な1×N切替マトリックスの2つのマトリック
ス行と、
−2行の接続部を有し、この各々がN×Nの光学的な接続部を備えている。こ
の接続部の各々を光学的な入力部及び/又は出力部として使用し、接続部の行の
各接続部を、接続部の他の行の各接続部に光学的に接続する光学的な交換ネット
ワークと、
−各マトリックス行のN個の光学的な1×Nの切替マトリックスの全体でN×
Nの光学的な出力部/入力部を、接続部の各行のN×Nの光学的な接続部に並列
に接続し、
−各マトリックス行のNの光学的な1×N切替マトリックスの全体でN個の光
学的な入力部/出力部が、N×N切替マトリックスのNの入力部及び/又は
N個の出力部を形成する光学的なN×N切替マトリックスにおいて、
光学的な1×N切替マトリックスを、図示されるように設計した1×N切替マ
トリックスとすることが出来る。
これによって、切替スイッチ及びゲートスイッチは、2つのスイッチオン状態
を有する適切な1×2スイッチとなる。光の大部分が二つの切替経路中の各々を
通じて各スイッチがオンした経路を通過する。光の大部分の減衰量は、他の切替
経路の各々に不用意に結合される。また、これと同様に第3の状態において、光
は両切替経路で減衰し、信号の大部分は二つの経路のいずれにも通過しなくなる
。二つ以上の切替状態を有した、このような1×2スイッチは、例えば、B.A
cklin,M.Schianle,B.Weiss,L.Stoll.G.M
ueller “Novel optical switches based
on carrier injection in three and f
ive waveguide couplers: TIC and SIC”
, Electronics Letters, 30(1994)3, 21
7からTICスイッチとして知られており、又は、光が両切替経路で減衰が同一
の第3切替状態を有する他のデジタル光学スイッチとしても知られている。
この場合、1×N切替マトリックスの各々について、これら切替スイッチと意
図した光経路を通過するゲートスイッチとが対応してスイッチオン状態に切り替
えられる。このゲートスイッチに接続される切替スイッチに接続した他のゲート
スイッチは、光学的な減衰の状態に切り替わる。他の全ての切替スイッチ及びゲ
ートスイッチは、第3の切替状態となる(国際出願公開明細書WO96/089
32号)。
実際には、これらの大きなクロストーク減衰に加えて、追加の切替状態を挿入
したツリー構造の場合に大きな挿入損失がある。この挿入損失は、クロストーク
による減衰に加えて、空間分割交換装置での動作の変動の第2の重大な要素であ
り、これらのクロストーク減衰及び挿入損失を最適化する必要がある。
発明の開示
本発明は、大きな挿入損失が発生せず、同時に正確な大きなクロストークの減
衰を達成するための従来と相違する手段を示すものである。
本発明は、多段N×N空間分割交換装置を動作させる方法に関するものであり
、この装置は、
2つのスイッチオン状態を有することが出来る1×2スイッチの空間分割交換
装置の入力部に各々が続いて形成(後段)されるN=2n(この場合、n=1,
2,3,……)個の入力ピラミッドと、
2つのスイッチオン状態を有することが出来る1×2スイッチの空間分割交換
装置の入力部に各々が続いて形成(前段)されるN=2n個の出力ピラミッドと
、
入力ピラミッドと出力ピラミッドとの間に設けられるN2リンクの(パーフェ
クトシャッフル)リンクネットワークとを有している。
M=2m(この場合、m=1,2,……,n−1)で互いにオフセットした入
力間又は多重入力間の任意のチャネルクロストークは、入力側に波長デマルチプ
レクサを有する光学交換装置において特に重要であり、そのデマルチプレクサの
各々は後段のN×N空間分割交換装置の波長に基づいて、関連の入力部に到達(
入力)するWDM信号を分割する。
この後段のN×N空間分割交換装置は、2つのスイッチオン状態を有する統合
した光学1×2スイッチのピラミッドによって形成される。M=2m(この場合
、m=1,2,……,n−1)の入力部の各々の間隔で繰り返される装置の同一
波長(光学的な搬送周波数)の光は、各入力部で発生する。光学的な空間分割波
長(R−W)交換装置は、各入来波長を固定出力波長に変換する可調波長コンバ
ータと、発生した相違する波長の信号を結合してWDM信号を形成する出力側の
波長マルチプレクサとから構成される。
この発明の方法による特徴は、接続経路がi番目の入力ピラミッドから出力ピ
ラミッドまで続いて形成されるものである。この接続経路は、入力ピラミッドの
入力部から出力ピラミッドの出力部まで延在する。この延在する間には、
入力部と対応する入力ピラミッド出力部を接続するn個の1×2スイッチと、こ
の入力ピラミッド出力部を対応する出力ピラミッド入力部に接続するためのリン
クと、この出力ピラミッド入力部を出力ピラミッドの上記出力部に接続するn個
の1×2スイッチとが設けられている。
クロストーク経路は、j番目(ここで、|i−j|=v・2m,v=1,2,
……)の入力ピラミッドから上記ピラミッドまで続いて形成される。このクロス
トーク経路は、入力ピラミッドの入力部から出力ピラミッドの出力部まで延在す
る。この延在の間に、この入力部を対応する入力ピラミッドの出力部に接続する
n個の1×2スイッチと、入力ピラミッドの出力部を対応する出力ピラミッドの
入力部に接続するリンクと、この出力ピラミッドの入力部を出力ピラミッドの出
力部に接続するn個の1×2スイッチとを備える必要がある。このために、2つ
のリンクの各々が1×2スイッチのn段ピラミッドのピラミッドベース側の2n- 1
の1×2スイッチの各々に直接接続すると、同一の接続経路に含まれない全て
の1×2スイッチが、最大クロストーク減衰の切り替え状態になる。
本発明の他の改善は、同時に接続経路に含まれないとともに、ピラミッド入力
部と出力ピラミッドに接続されたピラミッド出力部との間に配置された最大数の
m個の1×2スイッチを、入力ピラミッドに接続できることである。更に、同時
に接続経路に含まれないとともに、ピラミッド出力部と入力ピラミッドに接続さ
れたピラミッド入力部との間に配置されたm個の1×2スイッチが、クロストー
ク経路から離れて指定する度にスイッチオン状態になることである。
ツリー構造(ピラミッド)を有する空間分割交換装置は、入力部及び出力部に
冗長を有するようにして、信号が全ての入力部と出力部との間で切り替えられる
場合にも、全ての1×2スイッチが信号経路に存在しないことを利用している。
本発明は、最適なクロストーク減衰を、所望しないクロストーク経路で得るよ
うにするため、使用していないスイッチを使用する。この結果、追加のゲートス
イッチの挿入にリンクした大きな挿入損失が結果的に発生しないようにし
て、クロストークの減衰を、より確かなものにする。なお、本発明にあって第3
の切替状態に設定する2つのスイッチオン状態となる1×2スイッチは特に必要
なものではない。この点については(欧州特許出願公開明細書EP028226
8号から)既知であり、特定の結合経路に設けるべき未知の結合点について、光
強度を等しくして、入力ピラミッド及び出力ピラミッドを用いて構成した光学的
な空間分割交換装置のクロストークの影響を減少させる。これについては、詳細
に説明しない。本発明の他の態様を、実施の形態及び添付図面を参照して詳細に
説明する。
図面の簡単な説明
図1は、R−W交換装置を線図的に示している。
図2は、R−W交換装置に関連する回路の詳細を示している。
発明を実施するための最良の形態
図面中、図1は、光学的な空間分割波長(R−W)交換装置の実施の形態を、
本発明の理解に要求される程度に線図で示したものである。この空間分割波長交
換装置を、入力ファイバL1,……,Llと出力ファイバ1L,……,lLとの
間に接続する。そして、入力ファイバの各々のM個の波長λ1,……λMと、入力
ファイバの各々の同様のM個の波長λ1,……λMとを、波長分割多重化方法を用
いて結合する。
入力ファイバL1,……Llの各々は、波長デマルチプレクサWD1,……W
Dlに接続され、その波長デマルチプレクサWD1,……WDlが、関連の入力
ファイバL1,……Llに到達(入力)する光学的な信号を波長に基づいて分割
する。統合された光学的なN×N空間分割交換装置RのN入力e1,……eNを
、波長デマルチプレクサWD1,……,WDlのN=2n(この場合、n=1,
2,3,……)の最大値の出力部に接続し、一つの同一波長(すなわち、搬送周
波数)の光は、常にN×N空間分割交換装置Rの各入力部に発生し、個別の入力
部の波長(又は光学的な搬送周波数)が、M=2m(この場合、m=1,2,…
…,n−1)の各々の間隔で繰り返される。
空間分割交換装置Rは、2つのスイッチオン状態を有することが出来る統合
された光学的な1×2スイッチの空間分割交換装置入力部e1,……eNの各々
に続いて形成されるN=2n入力ピラミッドE1,……ENと、
2つのスイッチオン状態を有することが出来る統合された光学的な1×2スイ
ッチの空間分割交換装置出力部a1,……aNの各々が続いて形成(後段)され
るN=2n出力ピラミッドA1,……ANと、
N2リンク1z1,……,1zN,……,Nz1,……,NzNのパーフェク
トシャッフルリンクとを有している。
これによって、N入力ピラミッドの各々がN出力ピラミッドの各々に接続され
る。かつ、パーフェクトシャッフルリンクネットワークが、入力ピラミッドベー
スを形成する入力ピラミッドE1,……,EM,……,ENの出力部と出力ピラ
ミッドベースを形成する出力ピラミッドの入力部との間にあって対称で続いて形
成される。
図1に図示した実施の形態において、空間分割交換装置Rの出力部a1,……
,aNを、可調波長コンバータλ/λ1,……,λ/λ1,……,λ/λNに接続
し、各入来信号が、以前の(入力)波長に関係なく、固定された規定(出力)波
長にそれぞれ変換される。この波長変換を考慮しない場合は、このような波長コ
ンバータを省略することが出来る。波長コンバータλ/λ1,……,λ/λ1,…
…,λ/λN、又は、波長コンバータを省略する場合には、空間分割交換装置R
における対応する出力部を、出力側で波長マルチプレクサWM1,……,WMl
を通じて結合する。この各々は相違する波長で供給された信号を結合したWDM
信号に形成され、かつ、出力側で出力ファイバ1L,……,lLに導かれる。
本発明は、N=2n入力及び出力で形成された空間分割交換装置Rにおいて、
1×2スイッチのピラミッドの各々が、空間分割交換装置入力部に1×2スイッ
チの出力ピラミッドの各々に、空間分割交換装置出力部の後段として接続される
。N2リンクのパーフェクトシャッフルリンクネットワークが、N入力ピラミッ
ドの各々をN出力ピラミッドの各々に接続されるとともに、入力ピラミッドベー
スを形成する入力ピラミッドの出力部と出力ピラミッドベースを形成
する出力ピラミッドの入力部との間に対称で続いて形成される。
ここで重大なクロストークは、位置がM=2m(この場合、1≦m≦n−1)
で相違する入力部又はその多重化間のみであるという考えに基づいている。
図1の実施の形態において、この重大な結果は、同一の光学的な搬送周波数の
信号がシーケンス数でM=2m相違する入力部で発生することに起因する。例え
ば、波長λ1の光は、図1の空間分割交換装置Rの入力部ei及びejの各々で
発生する。
i番目の入力ピラミッド(図1のEi)から出力ピラミッドまでは、例えば、
出力ピラミッド(図1の)Apまでが続いて形成されるとともに、入力ピラミッ
ドEiの入力部から出力部Apまで延在する。この延在の間には、この入力ピラ
ミッドの出力部eipを、対応する出力ピラミッド入力部ipaに接続するリン
クizp、及び、出力ピラミッドApが存在する接続経路が、例えば、j番目(
この場合、|i−j|=v・2m;v=1,2,……)の入力ピラミッド(図1
のEj)から上記出力ピラミッドApまで続いて形成される重要なクロストーク
経路を有している。
このクロストーク経路は、入力ピラミッドEjの入力部から上記出力ピラミッ
ドApの出力部apまで延在する。この延在する間には、入力ピラミッドと、出
力部ejpを対応する出力ピラミッド入力部jpaに接続するリンクjzpと、
上記出力ピラミッドApとを有している。
接続経路及びクロストーク経路を図2に詳細に示す。これは2つの入力ピラミ
ッドEi及びEjと、出力ピラミッドAp(図1も参照)と、他の出力ピラミッ
ドAqとを詳細に示している。すなわち、各ピラミッドを、2つのスイッチオン
状態となることが出来る統合された光学的な1×2スイッチで構成し、入力ピラ
ミッドEiのスイッチi31及び出力ピラミッドApのスイッチ31pで示した
ように、1×2スイッチのn段ピラミッド(Ei;Ap)のピラミッドベース側
で、2つのリンク(iz1,izp;lzp,izp)の各々を2n-1の1×2
スイッチ(i31;31p)の各々に対応して接続している。
図1で既に考察したi番目の入力ピラミッドEiから出力ピラミッドApま
での接続経路は、図2によれば、入力ピラミッドEiの入力部eiから、この入
力部eiを、対応する入力ピラミッド出力部eipに接続するn個の1×2スイ
ッチi11,i21,i31と、入力ピラミッド出力部eipを対応する出力ピ
ラミッド入力部ipaに接続するリンクizpと、この出力ピラミッド入力部i
paを出力ピラミッドApの出力部apに接続するn個の1×2スイッチ31p
,21p,11pとを通じて出力部apまで続いて形成されている。
他の接続経路は、入力ピラミッドEjの入力部ejから、この入力部ejを対
応する入力ピラミッド出力部ejqに接続するn個の1×2スイッチと、入力ピ
ラミッド出力部ejqを対応する出力ピラミッド入力部jqaに接続するリンク
jzqと、この出力ピラミッド入力部jqaを出力ピラミッドAqの出力部aq
に接続するnの1×2スイッチ33q,22q,11qとを通じて、この出力部
aqまでの間に正確に入力ピラミッドEjから出力ピラミッドAqまでが続いて
形成されている。
ここで図1を参照し、既に考察したj番目の入力ピラミッドEjから出力ピラ
ミッドApまでのクロストーク経路は、図2によれば、入力ピラミッドEjの入
力部ejから、この入力部ejを対応する入力ピラミッド出力部ejpに接続す
るn個の1×2スイッチj11,j21,j31と、入力ピラミッド出力部ej
pを対応する出力ピラミッド入力部jpaに接続するリンクjzpと、この出力
ピラミッド入力部jpaを出力ピラミッドApの出力部apに接続するn個の1
×2スイッチ33p,22p,11pとを通じて、この出力部apまで続いて形
成されている。
このクロストーク経路において、接続経路に同時に含まれない全ての1×2ス
イッチを、最大クロストーク減衰の状態に切り替える。これを二つのスイッチオ
ン状態を有する1×2スイッチの図2の実施の形態では、次のように行う。入力
ピラミッドEjにおいて、接続経路に同時に含まれないとともに、ピラミッド入
力部ejと出力ピラミッドApに接続した入力ピラミッド出力ejpとの間に接
続された1×2スイッチを、クロストーク経路から離れて指定される度にスイッ
チオン状態に切り替える。これは考察中の実施の形態において、ス
イッチj31であり、考察中のクロストーク経路中に有しているスイッチj11
及びj21は、同時に、既に考察した他の接続経路ej−ejq−jzq−jq
a−aqに位置する。これによって、スイッチオン状態は、一般的に各々切り替
えられる接続に依存して決定される。ピラミッド入力部ejと出力ピラミッドA
pに接続された入力ピラミッド出力部ejpとの間に接続された0からm個の1
×2スイッチが、クロストーク経路から離れて指定する度にスイッチオンに切り
替えられる。
これに対し、出力ピラミッドApにおいて、接続経路に同時に含まれないとと
もに、ピラミッド出力部apと入力ピラミッドEjに接続されたピラミッド入力
部jpaとの間に接続されたm個の1×2スイッチが、クロストーク経路から離
れて指定される度にスイッチオン状態に切り替えられる。この実施の形態ではス
イッチ33p,22pが、クロストーク経路から離れて指定される度にスイッチ
オン状態に切り替えられる。
この対応状況は、i番目の入力ピラミッドEiから出力ピラミッドAqまでの
既に考察した他の接続経路ej−ejq−jzq−jqa−aqに存在するクロ
ストーク経路にも適用される。図2によれば、このクロストーク経路は、入力ピ
ラミッドEiの入力部eiと出力ピラミッドAqの出力部aqとに続いて形成さ
れる。この間に、この入力部eiを対応する入力ピラミッド出力eiqに接続す
るn個の1×2スイッチi11,i21,i32と、入力ピラミッド出力部ei
qを対応する出力ピラミッド入力部iqaに接続するリンクizqと、この出力
ピラミッド入力iqaを出力ピラミッドAqの上記出力部aqに接続するn個の
1×2スイッチ31q,21q,11qとが存在する。
これに加え、このクロストーク経路において、接続経路に同時に存在しない全
ての1×2スイッチが、最大クロストークの減衰状態に切り替えられる。入力ピ
ラミッドEiにおいて、接続経路に同時に含まれないとともに、ピラミッド入力
部eiと出力ピラミッドAqとに接続した入力ピラミッド出力部eiqとの間に
接続された1×2スイッチが、クロストーク経路から離れて指定される度にスイ
ッチオン状態に切り替えられる。
これは考察中の実施の形態において、スイッチi32であり、考察中のクロス
トーク経路にも接続されたスイッチi11及びi21は、同時に、最初に考察さ
れた他の接続経路ei−eip−izp−ipa−apに接続され、これにより
スイッチオン状態が決定される。
また、出力ピラミッドAqにおいて、接続経路に同時に含まれないとともに、
ピラミッド出力部aqと入力ピラミッドEiとに接続した出力ピラミッド入力部
iqaとの間に接続されたm個の1×2スイッチが、クロストーク経路から離れ
て指定される度にスイッチオン状態に常に切り替えられる。この実施の形態では
スイッチ31q,21qが、クロストーク経路から離れて指定される度にスイッ
チオン状態に常に切り替えられる。
本発明によって動作する空間分割交換装置の所定の任意の接続経路のクロスト
ーク経路では、2つのスイッチオン状態及び第3の状態を有する最初に説明した
1×2スイッチを有する場合に対応し、かつ、接続経路に現在接続されていない
全てのスイッチが、第3の状態となる空間分割交換装置に比較して、少なくとも
m・(s+u)から最大で2m・(s+u)の改善が図られる。ここでsは、(
各々の他の)スイッチオン状態の1×2スイッチでのクロストーク減衰であり、
uが、第3の切替状態の1×2スイッチでの減衰である。
1×2スイッチでのクロストーク減衰量がs=20dBであり、かつ、第3の
切替状態でのクロストーク減衰(挿入損失)量が、u=4dBであると仮定する
と、本発明によれば、n=3及びm=2で考察した実施の形態において、入力部
及び出力部間の任意の信号経路に対するクロストーク減衰の向上が、最小で32
dBから最大で64dBとなる。
最後に、本発明を入力側の波長デマルチプレクサと、統合された光学的な1×
2スイッチのピラミッドを有する後段のN×N空間分割交換装置と、可能な場合
には出力側の後段として設けた波長コンバータ及び波長マルチプレクサとを備え
る光学的な交換装置の内容をもって説明したが、本発明はこれに限定されない。
すなわち、2つのスイッチオン状態を有することが出来る1×2スイッチの、空
間分割交換装置の入力部の後段に設けたN=2n(この場合、n=
1,2,3,……)入力ピラミッドと、2つのスイッチオン状態を有することが
出来る1×2スイッチの空間分割交換装置の出力部に前段として設けたN=2n
出力ピラミッドと、入力部と出力部との間に続くN2リンクの(パーフェクトシ
ャッフル)リンクネットワークとを有する多段N×N空間分割交換装置である一
般的な実施の形態にも適用することが出来る。この場合、チャネルクロストーク
は、M=2m(この場合、m=1,2,……,n−1)入力部の各々による相互
にオフセットした入力間又は多重入力間で重要である。図2に関連する上記説明
も同様に適用される。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項
【提出日】1996年11月6日
【補正内容】
(1)原文明細書の第2頁を補正明細書(翻訳文)の第2頁に差し換える。
(2)原文明細書の第4頁を補正明細書(翻訳文)の第4a及び4b頁に差し換
える。
(3)原文明細書の第6頁を補正明細書(翻訳文)の第6頁に差し換える。
(4)原文明細書の第7頁を補正明細書(翻訳文)の第7頁に差し換える。
及び周波数コンバータ)が、各出力波長に変換するために設けられ、かつ、中間
空間分割交換装置(図13の空間段、図14のファイバスイッチ)が設けられて
いる。
光学的な(デ)マルチプレクサ及び空間分割交換装置のような装置は、同一の
光学的な周波数(波長)を、常に空間分割交換装置の各入力部に供給することが
出来る。この場合、光学的な搬送周波数の同一周波数分割多重化が、各々のM個
の場合に、個別の光学的な導波路へ同一の周波数を割り当てる。この割り当てに
よって、空間分割交換装置の入力部の光学的な周波数は、M個(チャネル)の入
力として繰り返される。
空間分割交換装置の目的は、妨害を受けることなく入力部を所定中の任意の出
力部に接続することである。すなわち、すべての経路において、空間分割交換装
置を通じて、解放された所定の任意の入力部と解放された所定の出力部との間で
の経路を切り替えることである。
N個の入力部及びN個の出力部を有する空間分割交換装置にあって、考えられ
る一つのアーキテクチャーは、N個の入力部及びN個の出力部のN×N個のツリ
ー構造の各々を、入力部のツリー構造と出力部のツリー構造との間のリンクネッ
トワーク(シャッフルネットワーク)に結合することである。この場合、各ツリ
ー構造を1×2個のスイッチのピラミッドによって形成することが出来る(例え
ば、特開昭61−19448号公報、特開昭62−020493号公報)。
光学的な1×2スイッチを実際的な技術で実現するには、ある量のクロストー
クによる減衰が発生する。すなわち、各信号の一部は、現在選択されていない出
力部にも通過する。これによって、空間分割交換装置のある信号経路と他の信号
経路との間にクロストークの悪影響が生じる。現在の半導体を利用した光学的な
スイッチのクロストーク減衰量は、その減衰量が多くは不満足なものである。し
たがって、このようなスイッチをもって構成された空間分割交換装置は、システ
ムでの要求をそれ自体では満足しない。この場合、同一の光学的な周波数の二つ
のチャネル間のクロストークは特に重大であり、相違する光学的な周波数のクロ
ストーク信号の場合は、空間分割交換装置のマルチプレクサ段の
N個の出力部を形成する光学的なN×N切替マトリックスにおいて、
光学的な1×N切替マトリックスを、図示されるように設計した1×N切替マ
トリックスとすることが出来る。
これによって、切替スイッチ及びゲートスイッチは、2つのスイッチオン状態
を有する適切な1×2スイッチとなる。光の大部分が二つの切替経路中の各々を
通じて各スイッチがオンした経路を通過する。光の大部分の減衰量は、他の切替
経路の各々に不用意に結合される。また、これと同様に第3の状態において、光
は両切替経路で減衰し、信号の大部分は二つの経路のいずれにも通過しなくなる
。二つ以上の切替状態を有した、このような1×2スイッチは、例えば、B.A
cklin,M.Schianle,B.Weiss,L.Stoll.G.M
ueller “Novel optical switches based
on carrier injection in three and f
ive waveguide couplers: TIC and SIC”
, Electronics Letters, 30(1994)3, 21
7からTICスイッチとして知られており、又は、光が両切替経路で減衰が同一
の第3切替状態を有する他のデジタル光学スイッチとしても知られている。
この場合、1×N切替マトリックスの各々について、これら切替スイッチと意
図した光経路を通過するゲートスイッチとが対応してスイッチオン状態に切り替
えられる。このゲートスイッチに接続される切替スイッチに接続した他のゲート
スイッチは、光学的な減衰の状態に切り替わる。他の全ての切替スイッチ及びゲ
ートスイッチは、第3の切替状態となる(独国特許出願公開明細書第44327
28号)。
入力を特定する光学的なスプリッタ及び2つのスイッチオン状態を有すること
が出来る1×2スイッチの出力を特定する出力ピラミッドを備えた多段の光学的
なN×N空間分割スイッチ装置のk番目のクロストークを抑制するために、(欧
州特許出願公開明細書EP0353871号によれば)各々がN入力を有し、こ
のN入力に対して本来十分なlog2Nピラミッド段のスイッチピラミ
ッドを、(k+log2N)ピラミッド段まで拡張することも出来る。これはN
ピラミッド入力部のみが対応するN個の光学的なスプリッタに接続する。また、
残りのピラミッド入力部は接続されないままであり、全ての1×2スイッチを各
ピラミッド段で共通して切り替えることが出来るのみである。接続経路に含まれ
ない極めて多く(しかしながら、任意の場合には全てでない。)の1×2スイッ
チを、この場合、増大したクロストーク減衰のスイッチ状態に切り替えることが
出来る。
実際には、これらの大きなクロストーク減衰に加えて、追加の切替状態を挿入
したツリー構造の場合に大きな挿入損失がある。この挿入損失は、クロストーク
による減衰に加えて、空間分割交換装置での動作の変動の第2の重大な要素であ
り、これらのクロストーク減衰及び挿入損失を最適化する必要がある。
入力部と対応する入力ピラミッド出力部を接続するn個の1×2スイッチと、こ
の入力ピラミッド出力部を対応する出力ピラミッド入力部に接続するためのリン
クと、この出力ピラミッド入力部を出力ピラミッドの上記出力部に接続するn個
の1×2スイッチとが設けられている。
クロストーク経路は、j番目(ここで、|i−j|=v・2m,v=1,2,
……)の入力ピラミッドから上記ピラミッドまで続いて形成される。このクロス
トーク経路は、入力ピラミッドの入力部から出力ピラミッドの出力部まで延在す
る。この延在の間に、この入力部を対応する入力ピラミッドの出力部に接続する
n個の1×2スイッチと、入力ピラミッドの出力部を対応する出力ピラミッドの
入力部に接続するリンクと、この出力ピラミッドの入力部を出力ピラミッドの出
力部に接続するn個の1×2スイッチとを備える必要がある。このために、2つ
のリンクの各々が1×2スイッチのn段ピラミッドのピラミッドベース側の2n- 1
の1×2スイッチの各々に直接接続すると、同一の接続経路に含まれない全て
の1×2スイッチが、最大クロストーク減衰の切り替え状態になる。
本発明の他の改善は、同時に接続経路に含まれないとともに、ピラミッド入力
部と出力ピラミッドに接続されたピラミッド出力部との間に配置された最大数の
m個の1×2スイッチを、入力ピラミッドに接続できることである。更に、同時
に接続経路に含まれないとともに、ピラミッド出力部と入力ピラミッドに接続さ
れたピラミッド入力部との間に配置されたm個の1×2スイッチが、クロストー
ク経路から離れて指定する度にスイッチオン状態になることである。
本発明は、スイッチピラミッド、好適には増大したクロストーク減衰の切替状
態に追加した1×2スイッチがlog2Nピラミッド段より多く延在するのを回
避する。すなわち、所定の位置に変化する使用されないスイッチの本来存在する
容量を意図的に用いて、所望のクロストーク経路を最適に減衰させて、規定され
た所望の接続経路に対する規定されたクロストーク経路の増大したクロストーク
を減衰させるという利点を得る。これにより、追加の1×2スイッチの挿入に関
連する任意の増大した挿入損失が発生せずに、所望の信号入力部からv・2m(
この場合、m=1,2,……,n−1;v=1,2,……)の
距離の入力部から発生するクロストークを確実に抑制することが出来る。なお、
本発明にあって第3の切替状態に設定する2つのスイッチオン状態となる1×2
スイッチは特に必要なものではない。この点については(欧州特許出願公開明細
書EP0282268号から)既知であり、特定の結合経路に設けるべき未知の
結合点について、光強度を等しくして、入力ピラミッド及び出力ピラミッドを用
いて構成した光学的な空間分割交換装置のクロストークの影響を減少−せる。こ
れについては、詳細に説明しない。本発明の他の態様を、実施の形態及び添付図
面を参照して詳細に説明する。
図面の簡単な説明
図1は、R−W交換装置を線図的に示している。
図2は、R−W交換装置に関連する回路の詳細を示している。
発明を実施するための最良の形態
図面中、図1は、光学的な空間分割波長(R−W)交換装置の実施の形態を、
本発明の理解に要求される程度に線図で示したものである。この空間分割波長交
換装置を、入力ファイバL1,……,Llと出力ファイバ1L,……,lLとの
間に接続する。そして、入力ファイバの各々のM個の波長λ1,……λMと、入力
ファイバの各々の同様のM個の波長λ1,……λMとを、波長分割多重化方法を用
いて結合する。
入力ファイバL1,……Llの各々は、波長デマルチプレクサWD1,……W
Dlに接続され、その波長デマルチプレクサWD1,……WDlが、関連の入カ
ファイバL1,……Llに到達(入力)する光学的な信号を波長に基づいて分割
する。統合された光学的なN×N空間分割交換装置RのN入力e1,……eNを
、波長デマルチプレクサWD1,……,WDlのN=2n(この場合、n=1,
2,3,……)の最大値の出力部に接続し、一つの同一波長(すなわち、搬送周
波数)の光は、常にN×N空間分割交換装置Rの各入力部に発生し、個別の入力
部の波長(又は光学的な搬送周波数)が、M=2m(この場合、m=1,2,…
…,n−1)の各々の間隔で繰り返される。
空間分割交換装置Rは、2つのスイッチオン状態を有することが出来る統合
【手続補正書】特許法第184条の8第1項
【提出日】1996年11月28日
【補正内容】
(1)原文明細書の第5頁を補正明細書(翻訳文)の第5頁に差し換える。
(2)原文請求の範囲を補正請求の範囲に全文差し換える。
発明の開示
本発明は、大きな挿入損失が発生せず、同時に正確な大きなクロストークの減
衰を達成するための従来と相違する手段を示すものである。
本発明は、2・log2N段N×N空間分割交換装置を動作させる方法に関す
るものであり、この装置は、
2つのスイッチオン状態を有することが出来る1×2スイッチの空間分割交換
装置の入力部に各々が続いて形成(後段)されるN=2n(この場合、n=1,
2,3,……)log2N段の入力ピラミッドと、
2つのスイッチオン状態を有することが出来る1×2スイッチの空間分割交換
装置の入力部に各々が続いて形成(前段)されるN=2nlog2N段の出力ピラ
ミッドと、
入力ピラミッドと出力ピラミッドとの間に設けられるN2リンクの(パーフェ
クトシャッフル)リンクネットワークとを有している。
M=2m(この場合、m=1,2,……,n−1)で互いにオフセットした入
力間又は多重入力間の任意のチャネルクロストークは、入力側に波長デマルチプ
レクサを有する光学交換装置において特に重要であり、そのデマルチプレクサの
各々は後段のN×N空間分割交換装置の波長に基づいて、関連の入力部に到達(
入力)するWDM信号を分割する。ついでこの後段のN×N空間分割交換装置は
、2つのスイッチオン状態を有する統合した光学1×2スイッチのピラミッドに
よって形成される。同一波長(つまり、光学的な搬送周波数)の光はM=2m(
この場合、m=1,2,……,n−1)の入力部で所定の間隔で繰り返される。
又は各入力部で発生する。光学的な空間分割波長(R−W)交換装置は、各入来
波長を固定出力波長に変換する可調波長コンバータと、発生した相違する波長の
信号を結合してWDM信号を形成する出力側の波長マルチプレクサとから構成さ
れる。
この発明の方法による特徴は、接続経路がi番目の入力ピラミッドから出力ピ
ラミッドまで続いて形成されるものである。この接続経路は、入力ピラミッドの
入力部から出力ピラミッドの出力部まで延在する。この延在する間には、
請求の範囲
1. 2・log2N段N×N空間分割交換装置(R)を動作させる方法であ
って、
2つのスイッチオン状態を有する1×2スイッチの、それぞれが空間分割交換
装置入力部(e1,……eN)に続いて形成されるN=2n(この場合、n=1
,2,3,……)log2N段入力ピラミッド(E1,……EN)と、
2つのスイッチオン状態を有する1×2スイッチの、それぞれが空間分割交換
装置出力部(a1,……aN)に続いて形成されるN=2nlog2N段出力ピラ
ミッド(A1,……AN)と、
前記入力ピラミッドと出力ピラミッドとの間に形成されるN2リンク(1z1
,……,NzN)の(パーフェクトシャッフル)リンクネットワークとを有し、
入力部間又は多重入力部間でM=2m(この場合、m=1,2,……,n−1
)だけ相互にオフセットした入力部の任意のチャネルクロストークが臨界的であ
り、特に波長に基づいた関連の入力ファイバ(L1,……,Ll)に到達し、入
力されるWDM信号を、それぞれ分割する入力側の波長デマルチプレクサ(WD
1,……,WDl)を有する光学的な切替装置において、
後段のN×N空間分割交換装置(R)を、2つのスイッチオン状態を有する統
合された光学的な1×2スイッチのピラミッドによって形成し、M=2m(この
場合、m=1,2,……,n−1)個の入力の間隔で繰り返される一つの同一波
長の光が、各入力部(ei)で常に発生し、光学的な空間分割波長(R−W)の
交換装置に、各入来波長を固定出力波長に変換する可調整波長コンバータ(λ/
λp)と、相違する波長の信号を結合してWDM信号を形成する出力側の波長マ
ルチプレクサ(WM1,……,WMl)とを続いて形成し、
前記入力ピラミッド(Ei)の入力部(ei)から出力ピラミッド(Ap)の
出力部(ap)まで延在し、この延在する間に、前記入力部(ei)を対応する
入力ピラミッド出力部(eip)に接続するn個の1×2スイッチ(i1
1,i21,i31)と、前記入力ピラミッド出力部(eip)を対応する出力
ピラミッド入力部(ipa)に接続するリンク(izp)と、この出力ピラミッ
ド入力部(ipa)を、前記出力ピラミッド(Ap)の出力部(ap)に接続す
るn個の1×2スイッチ(31p,21p,11p)とを有し、j番目(この場
合、|i−j|=v・2m,v=1, 2,……)の入力ピラミッド(Ej)か
ら前記出力ピラミッド(Ap)まで続いて形成されるクロストーク経路が、入力
ピラミッド(Ej)の入力部(ej)から出力ピラミッド(Ap)の出力部(a
p)まで延在し、この延在する間に、入力部(ej)を、対応する入力ピラミッ
ド出力部(ejp)に接続するn個の1×2スイッチ(j11,j21,j31
)と、前記入力ピラミッド出力部(ejp)を、対応する出力ピラミッド入力部
(jpa)に接続するリンク(jzp)と、この出力ピラミッド入力部(jpa
)を前記出力ピラミッド(Ap)の出力部(ap)に接続するn個の1×2スイ
ッチ(33p,22p,11p)とを有する、2つのリンク(1z1,1zp)
の各々を、1×2スイッチのn段ピラミッド(Ei)のピラミッドベース側の2n-1
の1×2スイッチ(i31)の各々に直接接続する際に、接続経路に同時に
含まれない全ての1×2スイッチ(j31,33p,22p)を、最大クロスト
ーク減衰の状態に切り替えることを特徴とする空間分割交換装置の動作方法。
2. 接続経路に同時に含まれないとともに、前記ピラミッド入力部(Ej)
と前記出力ピラミッド(Ap)に接続されたピラミッド出力部(ejp)との間
に配置された、最大値のm個の1×2スイッチ(j31)を、接続経路に同時に
含まれず、かつ、前記ピラミッド出力部(ap)と前記入カピラミッド(Ej)
に接続されたピラミッド入力部(jpa)との間に接続されたm個の1×2スイ
ッチ(33p,22p)に接続し、これらのスイッチを前記クロストーク経路か
ら離れて指定する度にスイッチオン状態にすることを特徴とする請求の範囲1記
載の空間分割交換装置の動作方法。
─────────────────────────────────────────────────────
【要約の続き】
を形成する。クロストーク経路が、j番目(この場合、
|i−j|=v・2m;v=1,2,……)の入力ピラ
ミッドから上記出力ピラミッドまで続いて形成される
と、接続経路に同時に含まれないとともにピラミッド入
力部と出力ピラミッドに接続したピラミッド出力部との
間に接続した入力ピラミッドのm個の1×2スイッチ
と、接続経路に同時に含まれないとともに、ピラミッド
出力部と入力ピラミッドに接続したピラミッド入力部と
の間に接続したm個の1×2スイッチとを、クロストー
ク経路から離れて指定される度にスイッチオン状態に切
り替える。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1. 2・log2N段N×N空間分割交換装置(R)を動作させる方法であ って、 2つのスイッチオン状態を有する1×2スイッチの、それぞれが空間分割交換 装置入力部(e1,……eN)に続いて形成されるN=2n(この場合、n=1 ,2,3,……)log2N段入力ピラミッド(E1,……EN)と、 2つのスイッチオン状態を有する1×2スイッチの、それぞれが空間分割交換 装置出力部(a1,……aN)に続いて形成されるN=2nlog2N段出力ピラ ミッド(A1,……AN)と、 前記入力ピラミッドと出力ピラミッドとの間に形成されるN2リンク(1z1 ,……,NzN)の(パーフェクトシャッフル)リンクネットワークとを有し、 入力部間又は多重入力部間でM=2m(この場合、m=1,2,……,n−1 )だけ相互にオフセットした入力部の任意のチャネルクロストークが臨界的であ り、特に波長に基づいた関連の入力ファイバ(L1,……,Ll)に到達し、入 力されるWDM信号を、それぞれ分割する入力側の波長デマルチプレクサ(WD 1,……,WDl)を有する光学的な切替装置において、 後段のN×N空間分割交換装置(R)を、2つのスイッチオン状態を有する統 合された光学的な1×2スイッチのピラミッドによって形成し、M=2m(この 場合、m=1,2,……,n−1)個の入力の間隔で繰り返される一つの同一波 長(光学的な搬送周波数)の光が、各入力部(ei)で常に発生し、光学的な空 間分割波長(R−W)の交換装置に、各入来波長を固定出力波長に変換する可調 整波長コンバータ(λ/λp)と、相違する波長の信号を結合してWDM信号を 形成する出力側の波長マルチプレクサ(WM1,……,WMl)とを続いて形成 し、 i番目の入力ピラミッド(Ei)から出力ピラミッド(Ap)まで続く接続経 路が、前記入力ピラミッド(Ei)の入力部(ei)から出力ピラミッド (Ap)の出力部(ap)まで延在し、この延在する間に、前記入力部(ei) を対応する入力ピラミッド出力部(eip)に接続するn個の1×2スイッチ( i11,i21,i31)と、前記入力ピラミッド出力部(eip)を対応する 出力ピラミッド入力部(ipa)に接続するリンク(izp)と、この出力ピラ ミッド入力部(ipa)を、前記出力ピラミッド(Ap)の出力部(ap)に接 続するn個の1×2スイッチ(31p,21p,11p)とを有し、j番目(こ の場合、|i−j|=v・2m,v=1,2,……)の入力ピラミッド(Ej) から前記出力ピラミッド(Ap)まで続いて形成されるクロストーク経路が、入 力ピラミッド(Ej)の入力部(ej)から出力ピラミッド(Ap)の出力部( ap)まで延在し、この延在する間に、入力部(ej)を、対応する入力ピラミ ッド出力部(ejp)に接続するn個の1×2スイッチ(j11,j21,j3 1)と、前記入力ピラミッド出力部(ejp)を、対応する出力ピラミッド入力 部(jpa)に接続するリンク(jzp)と、この出力ピラミッド入力部(jp a)を前記出力ピラミッド(Ap)の出力部(ap)に接続するn個の1×2ス イッチ(33p,22p,11p)とを有する、2つのリンク(1z1,1zp )の各々を、1×2スイッチのn段ピラミッド(Ei)のピラミッドベース側の 2n-1の1×2スイッチ(i31)の各々に直接接続する際に、接続経路に同時 に含まれない全ての1×2スイッチ(j31,33p,22p)を、最大クロス トーク減衰の状態に切り替えることを特徴とする空間分割交換装置の動作方法。 2. 接続経路に同時に含まれないとともに、前記ピラミッド入力部(Ej) と前記出力ピラミッド(Ap)に接続されたピラミッド出力部(ejp)との間 に配置された、最大値のm個の1×2スイッチ(j31)を、接続経路に同時に 含まれず、かつ、前記ピラミッド出力部(ap)と前記入力ピラミッド(Ej) に接続されたピラミッド入力部(jpa)との間に接続されたm個の1×2スイ ッチ(33p,22p)に接続し、これらのスイッチを前記クロストーク経路か ら離れて指定する度にスイッチオン状態にすることを特徴とする請求の範囲1記 載の空間分割交換装置の動作方法。
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