KR0153927B1 - 출력 재경합 공간/시간 혼합형 광 스위치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 출력 재경합 공간/시간 혼합형 광 스위치에 관한 것으로서, 셀다중부(2)로부터 셀을 입력받아 셀 단위의 루팅 정보를 출력하고, 압축 정보를 입력받아 압축된 셀을 출력하는 다수개의 TS 가변 압축 수단(10); 상기 다수개의 TS 가변 압축 수단(10)으로부터 셀 단위의 루팅 정보를 입력받아 상기 다수개의 TS 가변 압축 수단(10)으로 압축 정보를 출력하고, 스위치 경로를 제어하는 스위치 제어 수단(11); 상기 다수개의 TS 가변 압축 수단(10)의 압축된 출력셀을 입력받아 상기 스위치 제어 수단(11)의 제어에 의해 스위칭하여 출력하는 공간 분할 광 스위칭 수단(12); 상기 공간 분할 광 스위칭 수단(12)의 출력을 입력받아 1셀 지연시켜 상기 공간 분할 광 스위칭 수단(12)으로 출력하는 셀 지연 수단(13); 및 상기 공간 분할 광 스위칭 수단(12)의 출력을 입력받아 역압축하여 셀 역다중부(4)로 출력하는 TS 역압축 수단(14)을 구비하여 1개의 출력단에 소요되는 TS 역압축기(14)의 갯수 즉 S의 갯수를 적게하면서도 일정한 셀 손실율을 유지할 수 있고, TS 가변 압축기(10)의 갯수와 공간 분할 광 스위치(12)의 크기도 줄일 수 있어서 대용량 광 스위칭 모듈의 구현에 적합한 효과가 있다.

Description

출력 재경합 공간/시간 혼합형 광 스위치

제1도는 본 발명이 적용되는 ATM 광교환 시스팀의 구성도.

제2도는 본 발명의 일실시예에 따른 출력 재경합 공간/시간 혼합형 광 스위치 구성도.

제3도는 본 발명의 일실시예에 따른 공간분할 광 스위치의 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : TS 가변 압축기 11 : 스위치 제어기

12 : 공간 분할 광 스위치 13 : 1셀 지연기

14 : TS 역압축기

본 발명은 출력 재경합 공간/시간 혼합형 광 스위치에 관한 것으로서, 특히, 장차 음성, 데이타, 정지화상 뿐만 아니라, HDTV 분배 서비스등과 같은 대용량의 가입자 비디오 서비스 등을 수용할 수 있는 대용량 ATM 교환기에서 수 Tb/s급 이상의 수율을 얻기 위한 출력 재경합 공간/시간 혼합형 광 스위치에 관한 것이다.

일반적으로 광교환 기술은 이제까지의 전자 교환 기술과는 달리 신호간의 비간섭성, 광섬유 상의 낮은 신호 손실, 스위칭의 고속성, 전송에 대한 광대역성과 병렬 처리 능력 등을 활용할 수 있는 고유의 장점을 가지고 있다. 그리고 광대역 통신망에서의 스위치 노드는 수백 Mb/s 급의 전송 링크에 대하여 ATM 교환 서비스를 제공하게 되므로 셀 레벨에서 보면 Tb/s급의 수율을 갖는 ATM 스위치가 필요하게 된다. 이와 같은 스위치 노드의 요구 조건과 ATM 레벨에서의 셀 처리 및 셀 버퍼 구현을 위한 광 소자 기술의 제한 등을 고려하면, 호 제어 기능과 ATM 셀 처리 기능에는 전자 기술이 Tb/s급의 스위칭이 요구되는 자기루 팅 스위치에는 광 스위칭 기술이 각각 기술적인 장점을 갖는다.

N×N 자기루팅 광 스위치를 구현하는데 있어서, 종래의 파장 분할형 공간 스위치에서는 2 셀-타임슬롯에 걸친 출력 경합 알고리즘의 채택으로 단일 출력단에 약 50%의 광 소자 갯수의 감소 효과를 얻을 수 있으나, 대용량의 광 스위치(즉 N가 큰 경우)를 구현할 경우에는 스타 커플러의 크기가(N+N/2)(4N+N/2)으로 매우 커지고, 약 N/2개의 단일 주파수 레이져 다이오드와 주파수 가변 필터가 추가되어야 하는 문제점이 있었다.

그리고 공간/파장 혼합형 광 스위치의 경우에도 공간 스위치 상의 내부 링크에 다수개의 셀을 서로 다른 파장으로 다중화 시키므로 공간 스위치의 크기는 N×N을 유지하여 대용량의 스위치 구현에 적당하나 단일 셀-타임슬롯 시간 동안만 출력 경합을 수행하므로 일정 수준의 셀 손실율을 보장하기 위해서는 파장 가변 광원의 갯수가 너무 많아지는 문제점이 있었다.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 기본적인 공간/ 시간 혼합형 광 스위치 구조에 파장 분할형 공간 스위치에서 처럼 2 셀-타임슬롯에 걸친 출력 경합 알고리즘을 적용하므로써, 일정한 셀 손실율을 유지하면서 출력단에 요구되는 TS 역압축기의 갯수와 공간분할 광 스위치의 크기를 최소로 하는 출력 재경합 공간/시간 혼합형 광 스위치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 셀다중부로부터 셀을 입력 받아 셀 단위의 루팅 정보를 출력하고, 압축 정보를 입력받아 압축된 셀을 출력하는 다수개의 TS 가변 압축 수단; 상기 다수개의 TS 가변 압축 수단으로부터 셀 단위의 루팅 정보를 입력받아 상기 다수개의 TS 가변 압축 수단으로 압축 정보를 출력하고, 스위치 경로를 제어하는 스위치 제어수단; 상기 다수개의 TS 가변 압축 수단의 압축된 출력셀을 입력받아 상기 스위치 제어 수단의 제어에 의해 스위칭하여 출력하는 공간 분할 광 스위칭 수단; 상기 공간 분할 광 스위칭 수단의 출력을 입력받아 1셀 지연시켜 상기 공간 분할 광 스위칭 수단으로 출력하는 셀 지연 수단; 및 상기 공간 분할 광 스위칭 수단의 출력을 입력받아 역압축하여 셀 역다중부로 출력하는 TS 역압축 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명이 적용되는 전자 기술과 광 스위칭 기술을 혼합시킨 ATM 광교환 시스팀의 개략 구성도를 나타낸다.

여기에서 입력/출력 신호들은 속도가 v(예, 155Mb/s)인 ATM 셀로서 각각의 셀들은 53바이트의 길이를 갖는다. 전자 회로로 구현된 셀 다중부(2)는 속도 V(예, 2.5Gb/s)의 데이타 버스로 광 스위칭 모듈(3)에 연결되어 있으며, 입력된 셀들은 헤더 변환부(1)에서 헤더를 처리한 후, 순간적인 호 폭주로 발생되는 셀 손실을 피하기 위해 셀 다중부(2)내에 있는 입력 버퍼 메모리에 저장한다.

광 스위칭 모듈(3)은 여러개의 셀 다중부(2)로부터 동일한 셀-타임슬롯 상에 다수의 셀들을 수신한 후, 출력 스위칭 용량이 LV인 데이타 버스를 통하여 셀 역다중부(4)로 최대 L개의 입력 셀들을 출력할 수 있는 자기루팅 스위칭 기능을 수행한다. 즉, 광 스위칭 묘듈(3)에 N개의 입력 셀들이 동일한 착신 셀 역다중부(4)로 스위칭 되고자 할 경우, N-L개의 셀들은 손실되어 광교환 시스팀의 전체적인 수율이 감소된다. 전자 회로로 구현된 셀 역다중부(4)는 광 스위칭 모듈(3)로부터 입력된 셀들을 헤더 변화부(5)에서 헤더를 처리한 후, 셀 손실을 피하기 위해 버퍼에잠시 저장하고 ATM 셀들을 v(예,155Mb/s)의 속도로 출력한다. 따라서 ATM 광 교환 시스팀의 스위칭 용량은 광 스위칭 모듈(3)의 구조와 자기 루팅 스위칭 방식에 좌우된다.

제2도는 본 발명의 일실시예에 따른 공간/시간 혼합형 광 스위치구조에 2 셀-타임슬롯에 걸친 출력 경합 알고리즘을 적용하여 TS 가변압축기 및 TS 역압축기의 갯수와 공간분할 광 스위치의 크기를 최소로 할 수 있는 출력 재경합공간/ 시간 혼합형 광 스위칭 모듈(3)의 구성도로서 도면에서 10은 TS 가변 압축기, 11은 스위치 제어기, 12는 공간 분할 광 스위치, 13은 1셀 지연기, 14는 TS 역압축기를 각각 나타낸다.

공간 분할 광 스위치(12)의 입출력 단자는 각각 N개으 입출력 광섬유선으로 N개의 TS가변 압축기(10) 및 TS 역압축기(14)에 단방향으로 연결되어 있으며, 스위치 제어기(11)는 공간 분할 광 스위치12)와 단방향 스위치 제어 신호선으로 연결되어, N개의 TS 가변압축기(10)와는 양방향으로 N개의 전기적 송수신 제어 버스로 상호 연결된다. 1셀 지연기(13)는 공간 분할 광 스위치(12)의 입출력 단자와 각각 N_f개의 광섬유로 상호 연결된다.

입력되는 다수개의 셀들에 대한 스위칭 동작을 살펴보면, TS 가변압축기(10)에 각각 1개의 셀이 도착한 후, 셀 단위의 루팅 정보는 각각의 TS 가변 압축기(10)에서 송신 제어버스를 통하여 스위치 제어기(11)로 보내지고, 스위치 제어기(11) 내의 중재기는 각각의 TS 가변 압축기(10)로부터 수신한 셀의 루팅 정보에 따라 각각의 TS 가변 압축기(10)에서 각 셀이 압축될 TS 정보를 수신 제어버스를 통하여 TS 가변 압축기(10)에 응답하고, 아울러 스위치 제어기(11)는 공간분할 광 스위치(12)의 입력단과 출력단 사이의 경로를 제어한다.

각각의 TS 가변 압축기(10)는 스위치 제어기(11)로부터 수신한 TS정보에 따라 입력된 셀을 TS₁-TS_L중의 한 TS로 압축하고, 압축된 셀들은 공간분할 광스위치(12)의 내부 경로를 따라 시간 다중되어진 상태로 착신 출력단으로 스위칭 된다. 만약 L보다 많은 수의 입력 셀이 공간분할 광 스위치(12)의 동일 출력단으로 스위칭되고자 하는 경우, 스위치 제어기(11) 내의 중재기에 의해 경합에 실패한 셀들은, 다음 셀-타임 슬롯 시간에 한번더 출력경합을 벌이기 위하여 TS₁-TS_L중의 하나로 압축되고, 공간분할 광 스위치(12)의 출력단에서 시간 다중되어 1셀 지연기(13)로 스위칭 된다. 시간 다중되어 1셀 지연기(13)를 경유한 셀들은, TS 가변 압축기(10)에 새로 입력되는 셀들보다 우선하여 출력 경합되며, 스위치 제어기(11)의 제어를 받아 공간분할 광 스위치(12)의 출력단으로 스위칭된다. 기본적으로 경합은 2회의 셀-타임슬롯에 걸쳐 수행되고, 그래도 실패한 셀들은 폐기시킨다. 각 TS 역압축기(14)는 공간분할 광 스위치(12)의 출력단으로부터 최대 L개까지 시간 다중되어 수신되는 셀들을 L개의 고정 TS 역압축기(14)로 수신하고 셀 역다중부(4)로 출력한다. 따라서 본 발명에서와 같이 공간분할 광 스위치(12), 스위치 제어기(11), 1셀 지연기(13), N개의 TS 가변 압축기(10) 및 N×L개의 TS 역압축기(14)로 구성되는 광 스위칭 모듈(3)을 이용하면, 2셀-타임슬롯에 걸친 출력 경합을 수행하므로 L의 값을 적게하면서 요구되는 셀 손실율을 유지할 수 있어서, 결국 출력 경합에 소요되는 TS의 갯수를 줄일 수 있다. 그리고 첫 번째 셀-타임슬롯에서 경합에 실패한 셀들도 시간 다중된 상태로 1셀 지연기(13)에 저장되므로, 공간분할 광 스위치(12)에 추가되는 입출력 단자수 N_f도 N/6로 감소하므로 용량이 큰 스위칭 모듈의 구현에 유리하다. 제3도는 본 발명의 일실시예에 따른 공간분할 광 스위치(12)의 구성도를 나타낸다.

제3도와 같이 (N+N_f)×(N+N_f)의 공간 분할 광 스위치(1)는 N+N_f개의 광 공간 스위치(20,21)와 N+N_f개의 광 커플러(22, 23)로 구성되고, 1셀 지연기(13)는 Nf개의 광섬유 지연선(24)으로 구성된다. 스위치 제어기(11)에 단방향 제어 신호선으로 연결되어 있는 광 공간 스위치(20, 21)는 1개의 입력단과 N+N_f개의 출력단을 갖고 있으며, 광 커플러(22, 23)는 N+N_f개의 입력단과 1개의 출력단을 갖는다. TS가변 압축기(10)에 입력 광섬유선으로 연결되어 있는 N개의 광 공간 스위치(20)는 각각의 출력단이 단방향 광 송신 버스로 N+N_f개의 광 커플러(22, 23)에 1대1로 상호 연걸되지만, 광섬유 지연선(24)의 출력단에 연결되어 있는 N_f개의 광 공간 스위치(21)의 출력단은 단방향 광 송신 버스로 N개의 광 커플러(22)에게만 1대1로 상호 연결되도록 구성한다. 그러므로 광섬유 지연선(24)으 입력단과 출력단에 각각 1대1로 연결되는 광 커플러(23)와 광 공간 스위치(21)의 경우에, (N+N_f) 개의 입출력 단자중에서 N_f개는 연결되지 않는다. N개의 광 커플러(22)는 1개의 출력 광섬유선으로 각각 TS 역압축기(14)에 1대1 연결된다.

이제 하나의 예로서 L+2 개의 입력 셀이 공간 분할 광 스위치(12)의 동일 출력단으로 스위칭되는 경우, 스위치 제어기(11) 내의 중재기에 의해, 경합에 성공한 L개의 셀들은 TS 가변 압축기(10)에서 TS₁, TS₂,…TS_L으로, 경합에 실패한 나머지 2개의 셀들은 TS 가변 압축기(10)에서 TS₁, TS₂으로 각각 압축되어 광 공간 스위치(20)에 입력된다. 경합에 성공한 L개의 셀들은, 스위치 제어기(11)의 제어하에 각각의 광 공간 스위치(20) 입력단에서 착신 광 커플러(22)와 연결되어 있는 단방향 광 송신 버스로 출력되고, 착신 광 커플러(22)는 L개의 서로 다른 TS로 입력되는 셀들을 시간 다중화한 후 출력 광섬유선을 통하여 TS 역압축기(14)로 출력한다.

첫 번째 셀-타임슬롯에서 경합에 실패한 2개의 셀들은, 스위치 제어기(11)의 제어하에 각각의 광 공간 스위치(20) 입력단에서 지정된 하나의 광 커플러(23)로 출력되고, 지정된 광 커플러(23)는 2개의 입력 셀들을 시간다중하여 광섬유 지연선(24)의 입력단으로 출력한다. 시간 다중된 2개의 셀들은 광섬유 지연선에서 1 셀 -타입슬롯 만큼 지연된 후, 스위치 제어기(11)의 제어하에 광 공간 스위치(21)의 입력단에서 착신 광 커플러(22)에 연결된 단방향 광 송신 버스로 출력된다. 착신 광 커플러(22)는 첫 번째 셀-타입슬롯에서 경함에 실패한 2개의 셀들과 두 번째 셀-타임슬롯에서 경합에 성공하여 TS₃, TS₄…TS_L중의 1 TS로 압축된 입력 셀들은 최대 L까지 시간 다중화한 후, 출력 광 섬유선을 통하여 TS 역압축기(14)로 출력한다.

상기와 같이 구성되어 동작하는 본 발명은 1_X(N+N_f)의 광 공간 스위치(20, 21) N+N_f개와N+N_f)_X1 의 광 커플러(22, 23) N+N_f개로 구성하는 (N+N_f)_X(N+N_f)의 공간분할 광 스위치, N_f개의 광섬유 지연선을 사용하여 구성되는 1셀 지연기(13)에서, 공간분할 광 스위치(12)의 입력단에 N개의 TS가변 압축기(10)와 1셀 지연기(13)의 출력측을 광섬유선으로 연결하고, 공간분할 광 스위치(12)의 출력단에는 L개로 구성된 TS 역압축기(14) N개와 1셀 지연기(13)의 입력측을 광섬유로 연결하며, 스위치 제어기(11)는 공간분할 광 스위치(12)와 단방향 제어 신호선으로, N개의 TS가변 압축기(10)와는 양방향 송수신 제어버스로 상호 연결한 후, 스위치 제어기(11)내의 중재기에 의해 입력 셀들을 2셀-타임슬롯에 걸쳐 출력경합이 수행되도록 하여, 첫 번째 셀-타임슬롯에서 경합에 성공한 셀들은 지정된 TS에 압축한후 시간다중하여 공간 분할 광 스위치(12)의 출력단으로 직접 스위칭하고, 경합에 실패한 셀의 경우에는 시간다중한 상태에서 1셀 지연기(13)를 경유한 후 두 번째 셀-타임슬롯에서 스위칭하므로써, 1개의 출력단에 소요되는 TS 역압축기(14)의 갯수 즉 L의 갯수를 적게하면서도 일정한 셀 손실율을 유지할 수 있고, TS 가변 압축기(10)의 갯수와 공간분할 광스위치(12)의 크기도 줄일 수 있어서 대용량 광 스위칭 모듈의 구현에 적합한 효과가 있다.

Claims (3)

1. 셀다중부(2)로 부터 셀을 입력 받아 셀 단위의 루팅 정보를 출력하고, 압축 정보를 입력받아 압축된 셀을 출력하는 다수개의 TS 가변 압축 수단(10); 상기 다수개의 TS 가변 압축 수단으로부터 셀 단위의 루팅 정보를 입력받아 상기 다수개의 TS 가변 압축 수단(10)으로 압축 정보를 출력하고, 스위치 경로를 제어하는 스위치 제어수단(11); 상기 다수개의 TS 가변 압축 수단의 압축된 출력셀을 입력받아 상기 스위치 제어 수단의 제어에 의해 스위칭하여 출력하는 공간 분할 광 스위칭 수단(12); 상기 공간 분할 광 스위칭 수단(12)의 출력을 입력받아 1셀 지연시켜 싱기 공간 분할 광 스위칭 수단(12)으로 출력하는 셀 지연 수단(13); 및 상기 공간 분할 광 스위칭 수단(12)의 출력을 입력받아 역압축하여 셀 역다중부로 출력하는 TS 역압축 수단(14)을 구비한 것을 특징으로 하는 출력 재경합 공간/시간 혼합형 광 스위치.
2. 제1항에 있어서, 상기 공간 분할 광 스위칭 수단(12)은, 상기 TS 가변 압축 수단(10)의 출력을 입력받아 상기 스위치 제어 수단(11)의 제어에 의해 스위칭하여 출력하는 임의의 수 N개의 제1 광 공간 스위칭 수단(20); 상기 임의의 수 N개의 제1 광 공간 스위칭 수단(20)의 경합에 실패한 출력을 입력받아 시간다중하여 상기 셀 지연 수단(13)에 출력하는 임의의 수 Nf개의 제1 광 커플러 수단(23); 상기 임의의 수 Nf개의 제1 광 커플러 수단(23)의 출력을 입력받아 상기 스위치 제어 수단(11)의 제어에 의해 스위칭 하여 출력하는 임의의 수 Nf개의 제2 광 공간 스위칭 수단(21); 및 상기 임의의 수 N개의 제1 광 공간 스위칭 수단(20)의 출력과 상기 임의의 수 Nf개의 제2 광 공간 스위칭 수단(21)의 출력을 입력받아 시간 다중하여 상기 TS 역압축 수단(14)으로 출력하는 임의의 수 N개의 제2광 커플러 수단(22)을 구비한 것을 특징으로 하는 출력 재경합 공간/시간 혼합형 광 스위치.
3. 제 1항 또는 제2항에 있어서, 상기 셀 지연 수단(13)은 임의의 수 Nf개의 광섬유 지연선(24)으로 구성된 것을 특징으로 하는 출력 재경합 공간/시간 혼합형 광 스위치.