KR20000057349A

KR20000057349A - 존속가능한 다중파장 광학 통신 네트워크를 위한 인터-링 교차접속장치

Info

Publication number: KR20000057349A
Application number: KR1019990704859A
Authority: KR
Inventors: 기-쿵 창; 조지오스 엔. 엘리나스; 존 케이. 가멜린; 무하메드 지. 이크발; 메넘 알. 칸드커
Original assignee: 엔, 마이클 그로브; 텔코디아 테크놀로지스, 인코포레이티드
Priority date: 1996-12-06
Filing date: 1997-12-04
Publication date: 2000-09-15
Also published as: EP0937344A2; ID22055A; JP3659977B2; WO1998025365A3; EP0937344A4; AU5383598A; AU729166B2; KR100369725B1; CA2273053C; US6226111B1; JP2001509977A; CA2273053A1; CN1245604A; WO1998025365A2

Abstract

본 발명은 다중 링, 다중 채널 텔레통신 네트워크, 특히 파장 분할 멀티플렉싱된(WDM) 광학 네트워크를 위한 교차접속 장치(92)에 관한 것이다. 각각의 상호접속된 링(94, 100)은 여분 반대 회전(96, 98)의 제공 또는 반대 회전 링상의 과도 용량에 의해 자가 치료한다. 자가 치료 링(90)사이의 상호접속은 작동 광섬유와 보호 광섬유 또는 유사한 여분 광섬유의 연결을 필요치 않기 때문에, 상호접속의 복잡성은 상당히 감소될 수 있다. 몇 개의 중요한 아키텍쳐에 대하여, 상호접속은 하나 또는 두 개의 3×3 상호접속으로 분해될 수 있다. 또한, 와이드 센스 비차단 3×3 상호접속은 4개의 2×2 스위치로서 구현될 수 있으며, 상기 스위치는 광학 스위치로된 기본 구조 블록일 수 있다. 신규의 알고리듬이 상기와 같은 3×3상호접속을 통하여 새로운 경로를 추가하기 위하여 이용가능하다. 상호접속은 다른 쌍의 추가(102)/추출(104) 라인이 추가될 때 하나 또는 두 개의 4×4 상호접속으로 분해될 수 있다. 상기와 같은 아키텍쳐는 추가(102)/추출(102)에 연결된 사용자 노드 및 링에 부착된 사용자 노드사이를 완전히 연결시킨다.

Description

존속가능한 다중파장 광학 통신 네트워크를 위한 인터-링 교차접속장치{INTER-RING CROSS-CONNECT FOR SURVIVABLE MULTI-WAVELENGTH OPTICAL COMMUNICATION NETWORKS}

통신 네트워크용 전송 매체로서 광섬유의 도입은 네트워크의 기본 아키텍쳐를 점진적으로 변화시키고 있다. 원래, 광섬유는 단순히 구리 케이블 상에서 수행되는 전기 링크를 대체하기 위한 것이었다. 구리 링크 상에서 전송되었을 전기 신호는 전송단상에서 레이저를 조정하기 위하여 이용되었고 광학 검출기는 수신단에서 상기 신호를 원래의 전기 형태로 재변환하기 위하여 이용되었다. 즉, 광섬유의 이용은 네트워크의 기본 아키텍쳐에 영향을 주지 못하였다. 또한, 광섬유의 원래 응용 분야는 장거리 전송 이였지만, 많은 국부 네트워크에 사용되고 있다.

광섬유 링크가 사용되는 현재의 네트워크 아키텍쳐는 다중 레벨 메쉬(mesh)를 특징으로 한다고 할 수 있다. 국부 액세스 및 이송 영역(Local Access and Transport Area;LATA)의 레벨에서, 각각의 교환국은 일반적으로 전기 링크에 의하여 상기 링크에 적합한 용량을 가지는 몇 개의 인접 교환국에 연결된다. 이러한 아키텍쳐는 1980년대 초기에 설계된 하드웨어에 의하여 수행되었으며 이때 이용가능한 적은 대역폭 및 상대적으로 느린 전자장치에 의하여 구동되었다.

현재 네트워크 설계를 좌우하는 음성 트래픽은 각각 64kb/s에서 DS0채널로 디지털화된다. 24개의 DS0 채널은 1.544 Mb/s에서 DS1 채널로 멀티플렉싱되며, 필요하다면, 28개의 DS1 채널은 별도의 단계에서 44.736 Mb/s에서 DS3 채널로 멀티플렉싱된다. 이들 레이트는 정확한 배수는 아니며 비트는 필요에 따라 전송 스트림에 채워진다. 또한, 각각의 링크는 그자신의 클록을 가진다. 이는 결국 소정 신호를 추출하거나 다른 저레벨 신호를 대신하도록 고레벨 멀티플렉싱된 신호가 완전하게 디멀티블렉싱되어야 하는 비동기 네트워크를 의미한다.

광섬유는 이러한 등식을 변경시켰는데, 그 이유는 광섬유의 고유 대역폭이 거의 무한하기 때문이다. 광섬유 네트워크에서, 거의 모든 부분의 터미널 장치가 대역폭을 결정하며, 링크 비용은 터미널 장치의 비용에 비하여 상대적으로 작아진다. 그 결과, 미국에서 새로운 표준이 제안되었고 대부분 인정되었다. 이 표준을 동기 광학 네트워크(SONET)이라고 한다. 이와 관련된 아키텍쳐인 동기 디지털 계층구조(SDH)가 다음에 유럽에서 제안되었다. 기본 구조 블록은 동기 전송 신호-레벨1(STS-1)이라고 하며, 이는 51.8Mb/s 비트 레이트를 가진다. 전송은 125μs의 프레임 레이트에서 전송되는 프레임으로 분할된다. 프레임은 810개의 8-비트 바이트로 분할되며, 이들 대부분은 오버헤드이다. STS-1 프레임은 동일한 비트 레이트에서 동작하는 OC-1 광학 채널 상에서 전송된다. 상기 레이트의 배수인 더 높은 레이트를 이용할 수 있다. 이들은 STS-N 신호이며, 이는 N개의 STN-1 신호를 보간함으로써 형성된다. 현재, 2488.32Mb/s에서 동작하는 OC-48 광섬유 링크가 일반적으로 배치된 것 중에 가장 진보된 시스템이다. 대부분의 경우, 최대 신호 레이트는 광섬유 단부에 부착된 전자 장치 및 광학 전자 장치에 의하여 결정된다. SONET은 동기 신호이며, 개별 바이트 또는 낮은 레벨 채널을 추출하는 것이 비동기 신호에 비하여 상당히 용이하다.

광섬유의 용량증가는 광학 네트워크의 신뢰성 및 생존에 대하여 관심을 가지도록 하였는데, 이는 케이블 또는 장치의 오동작은 많은 양의 트래픽에 영향을 줄 수 있기 때문이다. 사람에 의하든 날씨에 의하든 케이블 절단은 빈번하고 거의 피할 수 없으며, 교환국의 화재 또는 그 외의 재난에 의한 장치의 고장은 완전히 방지될 수 없다. 따라서, 보다 생존가능한 네트워크 아키텍쳐가 연구되었다. 높은 생존력을 제공하는 아키텍쳐중 하나는 자가 치료 링이다. 이러한 아키텍쳐중 몇 가지 버전은 유에 의하여 광섬유 네트워크 서비스 생존성(아테츠 하우스, 1992), pp 123-207에 기재되어 있다. 자가 치료 기능은 네트워크 재난을 완화시키지만, 그 수행은 간단하고, 고속이고 높은 신뢰성을 가져야 한다. 자가 치료는 완전히 자동화되어야 하며 그의 링 토폴로지 및 간단하고 빠른 보호 스위칭 전략을 통하여 단일 광섬유 절단 또는 장치 고장에 대하여 100% 복구 능력을 제공하여야 한다. 많은 자가 치료 링 아키텍쳐는 허브와 같은 단일 노드의 고장으로부터 치유될 수 있는 장점을 가질 뿐만 아니라 케이블 절단으로부터 치유될 수 있다.

단방향 자가 치료 광섬유 링(10)의 예는 도 1에 도시되어 있다. 이는 자가 치료 링 네트워크중 하나이며 도입 설명을 위해 기술된다. 자가 치료 링의 다른 아키텍쳐에 대한 보다 완성된 설명은 이하에 기술된다.

도 1에서, 다소의 노드(12)(여기서는 4개의 노드(A, B, C, D)가 도시됨)는 두 개의 반대방향-회전 광섬유(14, 16)에 의하여 링 구조로 상호접속된다. 즉, 하나의 광섬유(14)는 신호가 시계반대 방향으로 전파되는 링을 형성하고, 다른 광섬유(16)는 신호가 시계방향으로 전파되는 다른 링을 형성한다. 각각의 노드(12)는 교환국, 국부 네트워크내이 원격 분배점 또는 그 외의 고 트래픽 노드일 수 있다. 특히, 각각의 노드(12)는 두 개의 포인트(전송용 포인트 및 수신용 포인트)에서 각각의 광섬유(14, 16)에 접속된다. 제 1광섬유(14)는 작동 광섬유이고, 여기에서는 특히 모든 트래픽을 처리한다. 제 2의 링 광섬유(16)(점선으로 표시됨)는 보호 광섬유이다. 정상적인 동작에서, 제 2광섬유는 자동 보호 스위칭(APS)에 대하여는 표면에 드러나지 않지만, 경로 보호(PP)에 대하여는 작동 광섬유(14)에 공칭적으로 지정된 모든 트래픽 또는 일부 트래픽을 처리한다. 보호 광섬유(16)는 작동 광섬유(14)와 반대 방향으로 링(10) 주위에서 처리되는 모든 신호를 전파하며, 광섬유(14, 16)중 어느 광섬유가 시계방향으로 전파하지에 대한 선택은 물론 중요하지 않다.

링내의 노드(12)의 수(M)는 변하지만 일반적으로 4 내지 10 범위내이다. 작은 수의 노드는 보호 광섬유 또는 다중 점핑 전송이 필요 없이 메쉬 아키텍쳐 내에 수용될 수 있다. 이러한 차이는 M 노드의 링 네트워크가 링내의 전체 메쉬 접속을 위해 W 파장을 요구하기 때문에 발생하며, 여기서 홀수의 M값에 대하여

이며,

짝수의 M값에 대하여는

이다.

많은 수의 노드는 각각의 노드를 통하여 상기 노드에 필요하지 않은 과도한 트래픽을 유도한다.

작동 광섬유 및 보호 광섬유(14, 16)가 동일 지형 경로를 따라 함께 배치되어 있어 구조적 사고, 기상 악화 등에 의한 케이블 파손이 둘 모두에 영향을 준다고 가정한다. 그러나, 광섬유(14, 16)는 다른 인터 노드 부분이 다른 경로를 따라 대부분 연장되어 케이블 파손이 이중 링중 하나의 인터 노드 부분에만 영향을 주도록 경로가 구성되었다고 가정한다. 도면은 명료한 회로 링을 도시하지만, 링은 현재의 포인트 대 포인트 광섬유를 이용하여 현재 메쉬 네트워크 내에 형성될 수 있으며, 보다 불완전한 형태를 가질 수 있다. 이들 링은 노드사이의 새로운 광섬유를 배치하지 않고도 링내에 다른 세트의 노드로 확장되거나 수축될 수 있다.

가장 일반적인 광섬유 고장은 도 2에 도시된 바와 같이 작동 광섬유(14)의 부분(14') 및 보호 광섬유(16)의 부분(16') 모두가 절단되었다는 가정 하에 노드(C) 및 노드(D)사이에 발생하는 케이블 파손(20)이다. 자동 보호 스위칭(APS)인 경우에, 각각의 노드(12)와 관련된 APS 장치는 이와 같은 고장을 감시할 수 있으며 C 및 D 노드(12)를 묶는 것과 관련된 보호 스위치(22, 24)를 작동시켜 작동 광섬유(14) 및 보호 광섬유(16)사이에 신호가 전송되도록 한다. 유사한 보호 스위치가 C와 D 노드(12)의 다른 쪽 및 나머지 노드(12)의 양쪽에 배치된다. 반대 방향 보호 광섬유(16)는 기능적으로 작동 광섬유(14)의 파손된 부분(14')를 대체하며 모든 노드(12)사이에서 네트워크 연속성을 복구한다.

자가 치료 네트워크는 또한 전화국 또는 교환국내의 화재 또는 전력 손실과 같은 하나의 노드(12)의 고장으로부터 보호한다. 상기 노드로 또는 노드로부터의 트래픽이 손실되더라도, 동작 노드사이의 트래픽은 보존된다. APS 자가 치료 네트워크에 대하여, 고장난 노드를 묶는 두 노드내의 APS 장치는 트래픽을 작동 광섬유에서 반대방향 회전 보호 광섬유로 방향을 새로 설정하여, 고장난 노드를 회피하도록 한다.

따라서, 자가 치료는 케이블 파손으로부터 완전하게 보호하며 고장난 노드에서 시작하고 고장난 노드에서 종료하는 트래픽 손실을 제외하고는 노드 고장을 보호한다.

다른 관련 자가 치료 링에 대한 것과 마찬가지로, 도 1 및 2의 자가 치료 아키텍쳐는 광섬유(14, 16) 및 노드(12)에 대하여 대역폭 문제를 야기시킨다. 그러나, 광섬유는 특히 병렬 광섬유가 고려될 때 전체 시스템 설계에 대하여 상대적으로 낮은 비용을 가능하게 한다. 또한, SONET 네트워크는 추가(add)/추출(drop) 멀티플렉서(ADM)와 같은 저비용 장치의 사용이 가능하도록 하는데, 상기 멀티플렉서는 노드(12)에서 링의 SONET 신호로부터 별도의 저레벨 채널을 추출하거나 추가하기 위하여 이용될 수 있다. 그 결과, 자가 치료 링에 대한 과도한 용량 및 과도한 신호의 리던던트 처리는 과도한 비용이 소요되지 않는다.

자가 치료 링에 대한 보다 중요한 아키텍쳐중 일부는 이하에 설명된다. 이하에 설명된 본 발명의 몇 가지 실시예는 이들 다른 아키텍쳐와 결합된다.

단방향 링은 두 개의 광섬유(하나는 작동 광섬유이고 다른 하나는 보호 광섬유임)를 사용한다. 모든 작동 트래픽이 하나의 방향에서 이중 링 주위를 이동하기 때문에 단방향이라고 한다. 단방향 링에는 두 개의 기본적인 타입이 있는데, 이는 자동 보호 스위칭(APS)과 경로 보호(PP)이다.

루프 백 APS 링이 도 1 및 2를 참조로 설명되며, 상기 아키텍쳐를 폴드형 U-SHR 아키텍쳐 또는 (U-SHR/APS) 아키텍쳐라고 한다. APS는 "라인 스위칭" 즉, 여러 라인을 통한 새로운 물리적 라우팅에 상응한다.

자가 치료는 또한 경로 보호 SHR(U-SHR/PP) 또는 전용 보호 링이라고 하는 아키텍쳐에서 저속 경로 보호에 의하여 단방향 링에서 달성된다. 이러한 형태의 경로 보호는 이중 신호 공급(1+1) 개념을 기초로 하는데, 상기 개념은 각각의 노드에서의 두 개의 전송기가 반대방향으로 전파하는 두 개의 광섬유 상에 동일한 신호를 전송한다는 것이다. 반대 방향 전파 신호는 링크가 절단되었을 때 네트워크 생존을 제공한다. 정상 동작에서, 각각의 노드에서 하나의 수신기는 작동 광섬유로부터 신호를 선택하지만 작동 광섬유가 상기 전송에 대하여 두절되면 상기 수신기는 보호 광섬유를 선택할 수 있다. 실제로, 수신기는 두 개의 입력 신호중 강한 것을 선택한다.

양방향 링은 두 개 또는 4개의 광섬유를 사용할 수 잇다. 작동 트래픽이 양쪽 방향으로 링 주위로 전달될 수 있기 때문에 양방향이라고 한다. 전송 노드는 수신 노드로 신호를 어느 방향으로 전송할 것인지에 대하여 선택한다. 일반적으로 최소 거리가 바람직하지만, 때때로 예를 들어 부하를 균일하게 분배할 필요가 있을 때 긴 경로가 선택된다.

B-SHR/4 또는 공유 보호 링이라고 하는 4개의 광섬유 양방향 링은 두 개의 작동 광섬유 및 두 개의 보호 광섬유를 포함한다. 각각의 작동 광섬유는 전체 트래픽중 절반을 처리한다. 링크 고장으로부터 복구하기 위하여, B-SHR/4는 예를 들어 APS와 같은 라인 보호 스위칭을 사용하여 케이블 절단 또는 노드 고장을 방지하도록 루프백 기능을 수행한다. 이러한 아키텍쳐는 각각의 교환국에 1:1 비복구 저속 전자 보호 스위치를 필요로 한다. 비복구 보호 스위치에 의하여, 신호는 고장난 라인이 수리될 때 다시 전환될 필요가 없다.

B-SHR/2라고 하는 2개의 광섬유 양방향 링은 두 개의 광섬유를 이용하는데, 이 둘은 모두 작동 광섬유로 설정된다. 트래픽은 두 개의 반대방향 전파 광섬유사이에서 동일하게 분할되며, 각각의 광섬유는 그 전체 용량의 절반에서만 동작한다. 각 광섬유의 용량의 나머지 절반은 반대방향 전파 광섬유를 보호하기 위하여 남겨진다. 노드에서의 광섬유 파손 또는 장치 고장과 같은 링크 고장의 경우에, 전송기는 양쪽 방향으로 전파하는 빈 시간 슬롯을 채우도록 트래픽 방향을 자동으로 재설정하기 위하여 타임 슬롯 교환과 관련하여 하나의 라인에서 다른 라인으로 스위칭하여 고장을 회피하도록 한다. 상기와 같은 방향 재설정은 APS가 일반적으로 여기에 설명된 프로세스를 수행하지 않는 라인 보호 스위칭과 관련되기는 하지만 자동 보호 스위칭과 유사하다. 파장 분할 멀리플렉싱을 위하여, 본 발명과 관련하여 나중에 설명되는 것처럼, 두 개의 신호 세트가 시간 멀티플렉싱이 아닌 파장 멀티플렉싱된다. 모든 작동 경로의 대역폭은 전체 링 대역폭의 50%이상이 채워져 있어서 단일 전송 라인 고장에 대하여 모든 작동 경로가 복구되도록 한다. 상기와 같은 감소된 대역폭은 낭비하는 것 같이 보이지만, 시스템 용량 증가 비용은 보다 복잡한 제어 및 관리와 관련된 비용과 비교되어야 한다.

고속 통신 네트워크에서 또다른 최근의 개발은 파장 분할 멀티플렉싱(WDM)과 관련된다. 전술한 바와 같이, 광섬유는 상당히 넓은 대역폭을 가지며 이는 광섬유 상에 광학 데이터 신호를 전달하기 위하여 이용되는 가용 전기 주파수보다 상당히 넓다. 따라서, 다중 전기 데이터 신호는 W개로 분리된 방출 파장λ₁, λ₂,...λ_W를 가진 상이한 레이저 전송기를 변조할 수 있고 상이한 레이저의 출력이 단일 광섬유를 통하여 전달된다는 것이 일찍부터 인식되었다. 수신단에서, 상이한 광학 신호는 광학적으로 분리되고 전기적으로 검출될 수 있다. 별도의 채널에 대한 변조 및 검출 레이트는 전체 광학 데이터 레이트가 아인 채널의 전기 데이터 레이트에서 발생한다. WDM 채널의 수(W)는 일반적인 대형 네트워크에서 약 8 내지 22로 제한된다.

WDM이 초기에 용량을 배가시키는 것으로만 생각되었지만, 보다 정교한 WDM 아키텍쳐가 예를 들어 브래켓등에 의하여 "측정가능한 다중파장 멀티홉 광학 네트워크; 모든-광학 네트워크에 대한 연구 제안", 광파장 기술 잡지, 볼륨 11, 1993, 제 5/6 pp. 736-753에서 제안되었다. 이들 진보된 아키텍쳐는 특히 신호를 전기 형태로 변환하지 않고도 각각의 광학 파장(또는 주파수)에 따라 파장-미분 광학 신호가 노드 또는 그 외의 스위칭 포인트를 통하여 라우팅될 수 있다면 장점을 가진다. 즉, 단일 광섬유상의 스위칭 포인트로 입력되는 두 개의 광학 신호는 이들의 광학 파장에 따라 다른 출력 방향으로 스위칭될 수 있으며 나머지 모든 신호는 광학적인 범부에 남겨진다. 상기와 같은 광학 스위칭은 스위칭이 상이한 WDM 채널의 신호 포맷과 무관하다는 장점을 가진다. 예를 들어, 하나 이상의 광파장은 아날로그 케이블 텔레비전 신호에만 전용되고 다른 광파장은 디지털 SONET 신호에 전용될 수 있다. 물론, 텔레비전 채널의 포맷팅은 SONET 채널과 완전히 다르다. 그럼에도 불구하고, 광학 반송파 파장에 따라 동작하는 WDM 스위치는 그들의 포맷과 관계없이 텔레비전 신호와 SONET 신호를 동등하게 스위칭한다. SONET 네트워크 범위 내에서 조차도, WDM 스위치는 비트 레이트와 관계없이, 즉 OC 레벨과 관계없이 SONET 채널을 스위칭한다. 즉, 다중 OC 레벨은 단일 네트워크 내에 수용될 수 있다. 또한, OC 레벨은 광학 스위칭에 대하여 임계적이지 않다. 상이한 레이트의 채널에 공통인 터미널 노드는 가장 높은 광학 채널 레이트에서 동작하여야 한다. 그러나, 낮은 레이트 신호만을 수신하거나 전송하는 노드는 낮은 레이트에서만 동작하여야 한다. 따라서, 저비용, 저용량 터미널은 높은 용량의 터미널을 포함하는 네트워크에 대하여 달성될 수 있다.

파장 분할 멀티플렉싱은 추가의 광섬유를 배치할 필요 없이 네트워크 용량을 배가시킬 뿐만 아니라 많은 장점을 제공한다. 그러나, SONET 및 생존 링과의 통합은 고려되어야 한다. 엘리프레이등은 "모든 광학 보호 경로를 가진 자가 치료 WDM 링 네트워크", 광섬유 회의 '92. 논문 ThL3, pp.255, 256 및 "다중 파장 생존가능 링 네트워크 아키텍쳐", 국제 통신 회의 회보, 제네바, 논문48, 7pp에서 하나의 자가 치료 링을 제안했다. 우는 ibid., pp.189-195에서 WDM 자가 치료 루프를 제안했지만, 상기 아키텍쳐는 좁고 지나치게 일반적이며 가용 WDM 스위칭 요소의 장점을 취하지 못했다.

WDM 기술은 링 아키텍쳐에 아주 적합하지 못함을 발견했다. 2×2 다중 파장 스위치(26)의 기본 구조는 도 3에 도시되어 있다. 이는 광섬유(27)의 수신단 및 전송단에 두 개의 포트를 통하여 연결되며, 상기 광섬유는 루프 구성에서 다른 유사한 스위치(26)를 통하여 연결되는 것으로 생각한다. 다중 파장 스위치(26)는 추가 및 추출을 위해 하나 이상의 광파장 채널을 선택할 수 있다. 즉, 스위치(26)는 루프 광섬유(27)에서 W개의 WDM 채널중 하나(또는 그 이상)를 선택하여 광섬유(27)로부터 상기 채널에 의하여 이송되는 신호를 제거하고 루프 광섬유(27)로 동일한 광파장에서 다른 신호를 대체할 수 있도록 한다. 상기와 같은 스위치를 파장-선택 추가/추출 스위치라고 한다. 추가된 신호 및 추출된 신호는 추출 및 추가 광섬유(28, 29)를 통하여 노드 네트워크(30)로 그리고 이로부터 전달되며, 상기 네트워크는 전자 네트워크용 멀티플렉서/디멀티플렉서이거나 또는 다른 네트워크 엘리먼트일 수 있다.

자동 보호 스위칭(APS) 자가 치료 링에 대하여, 루프 광섬유(27)는 작동 광섬유이다. 스위치(26)의 양쪽에 배치된 APS 라인 스위칭 장치는 작동 광섬유와 보호 광섬유를 선택적으로 연결시키는데, 보호 광섬유는 등가 스위치를 통하여 노드 네트워크(30)로 전달되지 않는다. 경로 보호(PP) 자가 치료 링에 대하여, 두 작동 광섬유와 보호 광섬유는 그 자신의 스위치(26)를 가지며, 노드 네트워크(30)내의 추가 회로는 어느 광섬유가 특정 신호에 이용되는지를 결정한다.

도시된 다중 파장 스위치(26)는 각각의 W개의 광파장에 대하여 두 개의 상태를 가정할 수 있는 2×2 교차접속 스위치이다. 차단 상태에서, 링 광섬유(27)상에서 처리되는 상기 파장의 신호는 링 광섬유(27)상에 남는다. 그러나, 교차 상태에서, 하나 이상의 광파장에서 링 광섬유(27)으로부터 수신된 광학 신호는 추출 광섬유(28)로 스위칭되며, 동일한 광파장의 다른 데이터 신호는 추가 광섬유(29)로부터 수신되고 링 광섬유(27)로 전송된다.

다중 파장 스위치(26)를 실행시키는데는 적어도 3가지 이상의 기술이 존재한다.

제 1기술은 이큐발등에 의하여 "다중파장 재배치가능 광학 네트워크용 고성능 광학 스위치", 제네바 마이크로일렉트로닉 회로 응용 회의(GOMAC), '94, 샌디에고 캘리포니아 1994년 11월, 3pp에 설명되는 바와 같이 기계적으로 정확한 하이브리드 광학 WDM 스위치와 관련된다. 이러한 4-파장 2×2 스위치는 종속형 다층 박막 간섭 필터 및 개별 2×2 교차 바, 릴레이 작동형 광학 스위치를 포함하는데, 상기 스위치는 광학 멀티플렉서와 디멀티플렉서와 외부에서 연결된다. 상기 광섬유를 기초로한 하이브리드 WDM 스위치는 입력 파장을 상이한 2×2 광학 스위치로 디멀티플렉싱하고 기계적 작동에 의하여 광학적으로 스위칭되는 신호는 출력에서 재결합된다. 릴레이 작동 광학 스위치는 두 개의 입력에 연결된 광섬유가 다른 출력 광섬유와 정렬되어 기계적으로 이동되는 기계적 스위칭이다. 이러한 기술은 개념적으로 상대적으로 정교하지 못하지만, 서브-제 2스위칭 속도는 많은 아키텍쳐에 만족할 만하며, 이는 기계 부분에 대하여 보장과 신뢰성을 제공하며 현재 JDS 피텔사로부터 구매가능하다.

제 2기술은 일반적으로 LiNbO₃기판에 형성되는 음성-광학 동조가능 필터(AOTF)와 관련되며, 여기에서는 선택된 광학 주파수가 압전 LiNbO₃기판내의 광학 도파관을 통하여 형성된 상호접속된 전극 위에 부가되는 RF 주파수와 관련되어, 선택된 신호가 그 편광 상태를 변하게 하고 따라서 편광 커플러에 의하여 스위칭되도록 한다. 상기와 같은 AOTF는 미국특허 5,002,349에서 쳉등에 의하여 개시되었다.

제 3기술은 패텔등에 의하여 미국특허 5,414,540과 5,414, 541 및 "액정 및 격자형 다중 파장 교차접속 스위치", IEEE 광학 기술 논문, 볼륨7, 1995, pp.514-516에 개시된 바와 같이 액정 스위치와 관련된다. 파장 분산층 및 분할된 액정 편광 회전층에 의하여, 상이한 WDM 채널이 상이한 방향으로 스위칭될 수 있다.

노드 네트워크(30)로 광학 신호를 더욱더 확장하는 것이 가능하지만, 요즘에는 노드 네트워크(30)가 도 4에 도시된 바와 같이 전자 스위치(31)주위에 형성되었다고 생각한다. 광학 디멀티플렉서(32)는 추출 광섬유(28)사의 W개의 WDM 신호를 수신하며 상기 신호를 이들의 파장 λ₁, λ₂,...λ_W에 따라 분리된 광학 경로로 분할한다. 광학 검출기 어래이(33)는 광학 신호를 스위치(31)로 입력하기 위하여 전기 신호로 변환시킨다. 유사하게, 출력측에서, 레이저 어래이(34)는 스위치(31)의 전기적 출력에 의하여 제어되어 파장 λ₁, λ₂,...λ_W의 변조된 광학 신호를 방출하도록 한다. 광학 멀티플렉서(35)는 추가 광섬유(29)상에 W개의 WDM 신호를 결합시킨다. 스위치(31)는 예를 들어 국부 루프 네트워크에 대하여 전기적인 입력 및 출력 라인(36, 37)을 추가로 가진다. 이들 추가 입력 및 출력 라인(36, 37)은 추출/추가 라인의 특징을 가질 수 있다.

스위치(31)상의 추가/추출 포트는 많은 이유에서 유용하다. 사용 형태중 하나는, 단일 사용자이든 아니든 또는 스위치(31)에 연결된 국부 영역 네트워크(LAN)에 부착되어 사용되든 간에 외부 사용자에게 링크를 제공할 수 있다는 것이다. 추가/추출 포트는 낮은 대역 접속만이 요구되는 경우에 단일 파장에서 다른 네트워크에 링크를 제공할 수 있다. 두 번째 사용형태에서, 추가/추출 포트는 인터-링 트래픽에 모니터링 포트를 제공하여, 트래픽이 링사이를 통과하기 전에 국부 제어기가 트래픽을 체크할 수 있도록 한다. 세 번째 사용 형태에서, 추가/추출 포트는 링사이에서 파장의 상호 교환을 위한 포인트를 제공한다. 즉, 제 1링상의 광학 데이터 신호를 상이한 광학 파장에서 제 2링으로 전달하려고 할 경우, 광학 데이터는 스위치에서 추출되고, 모든 광학 또는 광-전기 수단에 의하여 상이한 파장으로 변환되고 동일 스위치에 추가됨으로써 네트워크로 다시 추가된다. 도 4에 도시된 전자기 스위치(31)의 경우에, 파장 변환은 광학 검출기(33) 및 레이저 어래이(34)에서 동일 데이터 신호를 상이한 파장으로 할당함으로써 수행된다. 마지막으로, 추가/추출 포트는 국부 스위치 제어기를 위한 포트를 제공하여 시그널링 정보를 수신하거나 주입하도록 한다.

제어기(38)는 스위치(31)의 스위칭 상태를 제어하며, WDM 채널중 하나를 통하여 네트워크 제어 정보를 수신할 수 있다. SONET 네트워크에 대하여, SONET 구성 및 그 외의 기능은 스위치(31) 및 제어기(38)와 통합될 수 있다. 도 4에 도시된 ADM 스위치 시스템은 자가 치료 링중 하나의 광섬유에만 연결된다. APS 링에 대하여, 작동 광섬유에 대한 하나의 접속만이 요구되는데, 이는 APS 장치가 보호 광섬유에 대한 액세스를 제공하지만, 경로 보호 링에 대하여는 두 광섬유가 액세스되어야 하기 때문이다.

전술한 형태의 ADM은 링 주위에 분산된 단순 노드에 대하여 만족될 수 있지만, 대형의 복잡한 네트워크를 완전하게 수행하기에는 부족하다. 전술한 바와 같이, 링은 상당히 작은 수의 노드로 한정된다. 따라서 적어도 하나의 인터-링 노드를 사용하여 다중 링을 상호접속함으로써 액세스가능한 노드의 수를 증가시키는 것이 요망된다. 또한, 전술한 바와 같이, 링은 메쉬와 전체적으로 유사한 이미 존재하는 전화국간 중계소로부터 형성되기도 한다. 따라서, 링의 상호접속은 일반적으로 적어도 4개의 다른 전화국에 대한 중계 라인을 가진 대형 전화국에서 형성된다. 따라서, 인터-링 노드는 두 개의 별도 링에 연결되어야 할뿐만 아니라 전화국에서 예상하는 추가/추출 기능을 수행하여야 한다.

도 5의 네트워크 도면에 도시된 바와 같이, 두 개의 자가 치료 링(10₁, 10₂)은 인터-링 노드(40)에 의하여 상호접속된다. 링(10₁, 10₂)은 각각의 작동 광섬유(14₁, 14₂) 및 각각의 보호 광섬유(16₁, 16₂)를 포함한다. 특히, 인터-링 노드(40)는 입력 광섬유(14_1-IN, 14_2-IN,16_1-IN, 16_2-IN) 및 출력 광섬유(14_1-OUT, 14_2-OUT, 16_1-OUT, 16_2-OUT)에 연결된다. 인터-링 노드(40)는 또한 각각 추가 광섬유(42_1-IN, 42_1-IN) 및 추출 광섬유(42_1-OUT, 42_1-OUT)로 구성된 두쌍의 추가/추출 광섬유(42₁, 42₁)에 연결된다. 추가/추출 광섬유는 궁극적으로 예를 들어 국부 루프 네트워크에 대한 스위치를 통하여 다른 종류의 전송 라인에 연결되는 것으로 생각된다. 두쌍의 추가/추출 광섬유(42₁, 42₂)는 동일 파장이 동일 링에 대하여 두 번 추출되지 않은 한은 파장을 고려하지 않고도 인터-링 노드(40)가 두 개의 링(10₁, 10₂)상의 신호를 독립적으로 추가/추출하도록 한다. 두쌍의 추가/추출 광섬유(42₁, 42₂)는 일반적으로 파장 분할 멀티플렉싱을 이용하지 않는 통상적인 교환국 또는 허브 내에서 라우팅되기 때문에, 두쌍의 추가/추출 광섬유(42₁, 42₂)는 일반적으로 WDM 파장의 수인 W개의 광섬유 다발이며, 도시되지 않은 멀티플렉서 및 디멀티플렉서는 광학 스위칭 엘리먼트의 종류에 의존할 것이 요구될 수 있다. 다음의 설명 및 기재는 링 광섬유 및 추가/추출 광섬유사이의 구별에 관한 드문 경우이다.

인터-링 노드(40)는 도 6에 도시된 바와 같이 6×6스위치일 수 있다. 또한, WDM 네트워크에서, W 파장은 별도로 스위칭되어 6×6 스위치가 W회 반복되도록 하여야 한다. 가장 최근의 실험에서, W는 더 이상 8이 아니다. WDM 네트워크에서, 두 개의 링(10₁, 10₂)내의 광섬유(14₁, 14₂, 16₁, 16₂)가 각각 W개의 WDM 신호를 처리하고 추가/추출 광섬유(42_1-IN, 42_1-IN,42_1-OUT, 42_1-OUT)가 각각 광학 신호만을 처리하여 만약 전체 추가/추출 용량이 얻어진다. 이들 각각이 W개의 추가/추출 광섬유의 다발에 배치되야 한다는 것은 이전에 존재하는 노드 아키텍쳐 때문에 현재는 일반적인 것이 아니다.

스위칭이 전술한 기계적으로 작동되는 광학 스위치에 의하여 수행된다면, 각각의 W 폴드 WDM 신호는 별도의 광섬유상에서 6×6 스위치의 상이한 파장면으로 유도되는 W개의 광학 신호로 디멀티플렉싱되어야 하고 파장면의 출력은 광학 WDM 출력 신호로 멀티플렉싱된다. 스위칭이 현재 통상적인 전기적으로 수행된다면, 광학 소스 및 검출기가 추가적으로 요구되지만 동일한 사이즈 6×6 전자 스위치가 요구된다.

상기와 같은 스위치는 복잡하다는 단점을 가진다. 가장 간단한 수행은 각각의 파장면에 대하여 출력측상의 6개의 6×1 스위치에 연결된 입력측상의 6개의 1×6 스위치를 필요로 한다. 이러한 구조는 멀티플렉서, 디멀티플렉서 및 기계 작동 광학 스위치로 수행될 수 있지만, 이는 예를 들어 8개의 광학 파장에 대하여 96개의 1×6 또는 6×1 스위치와 같이 많은 수의 부품을 필요로 한다. 또한, 멀티플렉서와 디멀티플렉서 및 병렬 복제를 제거하는 것이 바람직하다. 동시에 발생하는 다중 파장 스위칭은 스위칭 수를 감소시키며 파장 멀티플렉서 및 디멀티플렉서가 필요 없도록 한다.

상이한 출력 포트로 상이한 파장의 신호를 선택적으로 스위칭할 수 있는 광학 스위치가 공지되어 있다. 그러나, 이들은 도 3에 도시된 바와 같이 1×2 또는 2×2 스위칭 유니트를 기초로 하며 큰 스위치는 작은 스위칭 유니트로부터 형성된다. 따라서, 상대적으로 많은 수의 스위칭 유니트가 두 개의 SONET 링을 상호접속하는데 필요한 6×6 광학 스위치에 대하여 요구된다. 상기와 같은 광학 스위칭 유니트는 조립이 곤란하며 단일 기판 상에 많은 수의 스위칭 유니트를 집적하는 것 역시 곤란하다.

따라서, 두 개의 자가 치료 링사이에서 이용가능한 공학 스위치의 복잡성을 감소시키는 것이 요구된다.

본 발명은 다중파장 광학 통신 네트워크에 관한 것이며, 특히 다중파장 광학 네트워크에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 다중 링사이에서 링이 고장에 대하여 자가 치료되도록 설계된 교차접속장치에 관한 것이다.

도 1은 종래 기술의 자가 치료 통신 링을 네트워크 도면이다.

도 2는 도 1에 도시된 링이 어떻게 케이블 절단으로부터 생존하기 위하여 재구성될 수 있는 지를 도시하는 네트워크 도면이다.

도 3은 통신 링에 부착된 종래 기술의 추가/추출 멀티플렉서의 네트워크 도면이다.

도 4는 광학 추가/추출 멀티플렉서와 결합된 전자 스위칭 시스템 도면이다.

도 5는 두 개의 자가 치료 다중 파장 링, 특히 경로 보호를 이용하는 링을 접속하는 노드에 대한 네트워크 도면이다.

도 6은 도 5 및 21의 상호접속 노드를 고려한 초기 레벨에서 요구되는 스위치의 개략도이다.

도 7은 3×3 스위치를 사용하는 도 5의 네트워크에 대한 인터-링 교차접속장치에 대한 네트워크 도면이다.

도 8은 4×4 스위치를 사용하는 것을 제외하고는 도 7과 유사한 인터-링 교차접속장치에 대한 네트워크 도면이다.

도 9는 상호접속된 자동 보호 스위칭(APS)을 가진 두 개의 단방향 자가 치료 링의 네트워크 도면이다.

도 10은 3×3 스위치를 이용하는 도 9의 네트워크에 대한 교차접속장치의 네트워크 도면을 도시하며, 이는 2×2 스위치를 이용하여 수행될 때 와이드 센스 비차단된다.

도 11은 4×4 스위치를 사용하는 것을 제외하고는 도 10과 유사한 교차접속장치에 대한 네트워크 도면이다.

도 12는 4개의 광섬유(B-SHR/4)를 이용하는 두 개의 상호접속된 양방향 자가 치료 링의 네트워크 도면이다.

도 13은 3×3 스위치를 이용하는 도 12의 네트워크를 위한 교차접속장치에 대한 네트워크 도면이다.

도 14는 4×4 스위치를 사용하는 것을 제외하고는 도 13과 유사한 교차접속장치에 대한 네트워크 도면이다.

도 15는 두 개의 광섬유(B-SHR/2)를 이용하는 두 개의 상호접속된 양방향 자가 치료 링의 네트워크 도면이다.

도 16은 도 15의 B-SHR/2 네트워크에 대하여 SONET 시간 슬롯 교환을 설명하는 네트워크 도면이다.

도 17은 도 19의 네트워크에 이용되는 SONET 프레임의 타이밍도이다.

도 18은 도 15의 B-SHR/2 네트워크에 대하여 WDM 파장 교환을 설명하는 네트워크 도면이다.

도 19는 3×3 스위치를 이용하는 도 15의 네트워크를 위한 교차접속장치에 대한 네트워크 도면이다.

도 20은 4×4 스위치를 이용하는 것을 제외하고 도 19와 유사한 교차접속장치에 대한 네트워크 도면이다.

도 21은 경로 보호를 가지는 3개의 상호접속된 단방향 자가 치료 링의 네트워크 도면이다.

도 22는 도 18의 네트워크를 위한 교차접속장치에 대한 네트워크 도면이다.

도 23은 경로 보호를 가진 K개의 상호접속된 일반적인 경우 단방향 자가 치료 링을 위한 교차접속장치에 대한 네트워크 도면이다.

도 24는 2×2 스위치에 대한 도면이다.

도 25는 와이드 센스 비차단인 4×4 스위치에 대한 도면이다.

도 26은 특히 다중 파장 스위치에 이용가능한 2×2 스위치를 이용하는 3×3 와이드 센스 비차단 스위치에 대한 도면이다.

도 27은 도 26의 3×3 스위치의 독특한 전환을 위한 알고리듬을 나타내는 도면이다.

일 측면에서, 본 발명은 두 개 이상의 자가 치료 광학 네트워크 링사이의 상호접속으로 요약될 수 있는데, 여기서 연결된 자가 치료 아키텍쳐 때문에 상호접속은 간단하게될 수 있다. 특히, 상호접속에 대한 몇 개의 다중 입력은 여분을 위한 것이거나 선택적으로 상호접속하기 위하여 것이 아니기 때문에, 접속된 네트워크중 하나에 고장이 발생하더라도 상호접속에 필요치 않은 입력 및 출력을 제거함으로써 상호접속의 복잡도가 감소될 수 있다. 상호접속 형태는 2-광섬유 및 4-광섬유, 단방 및 양방향 자가 치료 링에 대하여 주어진다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 다중 자가 치료 링사이의 상호접속은 다중 링의 자가 치료 기능과 독립적이다. 따라서, 교차접속장치의 상호접속 상태는 별도의 장치가 링중 하나의 고장을 치료하는 동안 변화지 않는다.

두 개의 자가 치료 링 및 다른 응용장치 사이의 많은 중요한 상호접속은 적어도 하나의 3×3 상호접속에 따라 이루어질 수 있다. 상기와 같은 3×3 상호접속은 바람직하게 4개의 2×2 상호접속에 의하여 수행되어 차단되지 않도록 한다. 상호접속의 추가/추출 라인에서 가능한 파장 경합은 4×4 상호접속으로 확장함으로써 제거될 수 있다.

와이드 센스 비차단 3×3 상호접속으로 구성된 4개의 2×2 스위치를 통하여 새로운 경로에 대한 스위칭 상태를 지정하는 알고리듬이 제공된다. 상기 알고리듬은 4개의 2×2 스위치의 상태에 대한 두 개의 조합이 상호접속 포트에서 보았을 때 3×3 상호접속의 각각의 상태와 관련될 수 있음을 인식한다. 또한 전체 접속된 상호접속 상태중 단지 3개의 재구성만이 가능하다는 것이 인식된다며, 두 개의 가능한 스위칭 상태 조합중 하나는 허용가능한 변환을 제공한다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명을 설명한다.

본 발명에서는 자가 치료 링사이의 교차접속이 교차접속에 대한 포트 수의 첫 번째 검사로부터 명백하게 알 수 있는 것보다 적은 교차접속 포인트를 요구한다는 것을 인식한다. 다른 특징은 이러한 새로운 아키텍쳐로부터 나온다.

본 발명에서는 작동 광섬유와 보호 광섬유사이의 상호접속에 부과되는 제약 때문 도 6의 6×6 스위치의 전체 기능은 도 5의 자가 치료 링(10₁, 10₂)을 연결할 필요가 없다는 것을 인식했다. 도 5 및 6에 대한 이제까지의 설명이 아주 일반적인 부분에 대한 것이 였지만, 도 5의 상호접속된 네트워크는 두 개의 단방향 경로 보호 자가 치료 링(10₁, 10₂)(U-SHR/2-PP)을 기초로 한 것으로 가정한다.

도 7에서, 두 개의 링(U-SHR/2-PP) 네트워크, 즉, 단방향, 2개의 광섬유, 경로 보호 자가 치료 네트워크가 도시된다. 인터-링 노드(50)는 두 개의 통신 링(52₁, 52₂)을 접속한다. 각각의 통신 링(52₁, 52₂)은 각각의 작동 광섬유(54₁, 54₂) 및 각각의 보호 광섬유(56₁, 56₂)를 포함한다. 이러한 아키텍쳐에서, 각각의 링내에, 작동 광섬유 또는 보호 광섬유(54₁, 54₂또는 56₁, 56₂)는 반대 회전 방향으로 복제 신호를 처리한다. 편의를 위하여 도면은 두 개의 링사이에서 작동 광섬유와 보호 광섬유의 내부 및 외부 위치를 교환했다. 다른 액세스 노드(12)는 각각의 링(52₁, 52₂)을 따라 접속된다. 노드(50)의 6×6 스위칭 기능은 두 개의 3×3 스위치(60, 62)에 의하여 수행될 수 있다. 제 1의 3×3 스위치(60)는 두 링(52₁, 52₂)의 작동 광섬유(54₁, 54₂)에 연결된 두 개의 입력 및 두 개의 출력을 가지며, 제 2의 3×3 스위치(62)는 유사하게 두 링(52₁, 52₂)의 보호 광섬유(56₁, 56₂)에 연결된다. 각각의 3×3 스위치(60, 62)는 각각의 추가 광섬유(64, 66)으로부터 수신하는 입력 및 각각의 추출 광섬유(68, 70)로 전송하는 출력을 가진다.

경로 보호(PP)를 이용하는 자가 치료 네트워크에 대하여, 작동 광섬유와 보호 광섬유를 접속할 필요가 없는데 그 이유는 이들은 이미 동일한 정보를 처리하기 때문이다. 특히, 각각의 데이터 전송기는 (1+1) 보호 방식에 따라 관련된 작동 광섬유와 보호 광섬유 모두에 동일한 신호를 전달한다.

도 7의 PP 네트워크의 하나의 3×3 스위치(60)는 작동 교차-접속으로 볼 수 있으며 다른 3×3 스위치(62)는 보호 교차-접속으로 볼 수 있다. 생존성과 관련하여, 교차접속 제어기(72)는 두 3×3 스위치(60, 62)를 공통 스위칭 상태로 동시에 세팅하여 신호가 작동 광섬유(54₁, 54₂)와 보호 광섬유(56₁, 56₂)에서 동일한 경로를 취하도록 한다. 따라서, 고장이 작동 광섬유(54₁, 54₂)에 발생하면, 보호 광섬유(56₁, 56₂)는 이미 적당하게 상호접속되어 교차접속 제어기(72)가 링 고장에 따라 3×3 스위치(60, 62)를 재구성할 필요가 없도록 한다. 교차접속 제어기(72)는 대략 시간 주기에 따라 트래픽 패턴에서 긴 변화에 응답해서만 3×3 스위치(60, 62)를 재구성한다. 물론, 링 고장이 검출되자마자. 트래픽은 재정렬되지만, 재정렬은 고장이 연속적으로 반복된 후에 발생된다. 교차접속 제어기(72)는 도시되지 않은 네트워크 제어기로부터 재구성 명령을 수신하며, 상기 명령은 본 발명이외의 범위에 있는 제어 프로토콜에 따라 추가/추출 라인(42₁, 42₂)을 통하여 수신될 수 있다. 두 개가 3×3 스위치(60, 62)의 공통 상태 구성은 공통 교차접속 제어기(72), 또는 여유 설계시 단일 포인트 고장 소스와 관련된다. 그러나, 두 개의 스위치(60, 62)의 모사는 도 6의 단일 6×6 교차접속시 내재되어 있는 단일 포인트 고장 모드를 제거한다.

도 7의 PP 교차접속장치(50)에 대하여, 네트워크 내에서 실행될 수 없는 작동 광섬유 또는 보호 광섬유는 다른 네트워크상의 대응하는 광섬유에 데이터를 공급하지 않는다. 따라서, 이러한 PP 설계는 고장 또는 고장들이 발생하는 장소에 따라 링당 하나의 고장에서부터 전체 네트워크에 대한 하나의 고장까지 어디에서나 견딜 수 있다. 반대로, 후술하는 바와 같이, APS 네트워크는 고장 위치와 관계없이 링당 하나의 고장에 견딜 수 있다.

도 7의 두 개의 3×3 스위치(60, 62)로 도 6의 6×6 교차접속장치(40)를 구현함으로써 허용된 단순화는 대신 많은 기능의 손실을 초래한다. 두쌍의 추가/추출 라인(64, 66, 68, 70)이 있지만, 한쌍(64, 68)만이 작동 광섬유(54₁, 54₂)를 위한 것이다. 따라서, 항상 소정 파장의 단일 신호만이 두 개의 링(52₁, 52₂)의 결합에 추가된 파장으로부터 추출된다. 링을 상호접속하는 트래픽(인터-링 트래픽)상에 제한은 없다. 추가/추출 라인(64, 66, 68, 70)을 통해 네트워크를 액세스하는 인터-링 액세스 노드(50)에서 사용자와 관련된 트래픽에게만 제한이 가해진다. 상이한 링(52₁, 52₂)상에 부착되는 두 개의 링 사용자(12)중 어떠한 사용자도 인터-링 액세스 노드(50)에 동일 파장을 추출할 수 없으며, 인터-링 액세스 노드(50)에서의 사용자는 동일 파장을 사용하여 다른 링(52₁, 52₂)의 두 링 사용자(12)와의 접속을 설정할 수 없다. 이러한 제한은 인터-링 액세스 노드(50)와 관련된 트래픽에 일부 추가의 차단을 야기할 수 있다.

인터-링 노드(50)에서 추가 또는 추출된 동일 파장의 두 개의 신호사이의 간섭을 회피하려고 할 경우, 다중 링 네트워크 제어기의 제어하의 이중 링 제어 알고리듬은 두 개의 링(52₁, 52₂)사이에서 상기와 같은 파장 경합을 해결하도록 수행되어야 한다. 마스터 제어 알고리듬은 링(52₁, 52₂)의 한쪽 또는 다른 쪽상에 파장 정렬을 재할당하여 상기와 같은 추가/추출 경합을 회피하도록 한다.

인터-링 노드(84)에서 추가/추출 신호에 대한 파장 차단 문제는 도 8의 네트워크 도면에 도시된 바와 같이, 각각의 추가 라인 쌍(64₁, 64₂, 66₁, 66₂) 및 추출 라인 쌍(68₁, 68₂, 70₁, 70₂)을 가진 두 개의 4×4 스위치(76, 78)를 포함하는 PP 교차접속장치(74)에 의하여 회피될 수 있다. 이하에 상세히 설명되는 바와 같이, 4×4 스위치에 대한 하드웨어 요구는 3×3 스위치에 대한 것보다 크지만, 이러한 하드웨어의 복잡성에 의하여 네트워크 제어 알고리듬은 상당히 간단해지는데, 인터-링 노드(74)에서 특정 파장에서 신호를 추출 또는 추가하는 두 개의 링(52₁, 52₂)은 이들 사이에서 조정될 필요가 없기 때문이다. 두 개의 추가 라인(64₁, 66₁) 및 두 개의 추출 라인(68₁, 70₁)은 제 1링(52₁)에만 전용될 수 있고, 다른 두 개의 추가 라인(64₂, 66₂) 및 두 개의 추출 라인(68₂, 70₂)은 다른 링(52₂)에만 전용될 수 있다. 증가된 하드웨어 복잡성은 인터-링 차단 문제 및 이와 관련되어 액세스 다중 링에 도달하기 위해 파장을 할당하는 제어 문제를 감소시키지 않지만, 동일 링에 배치된 노드(12)로부터 인터-링 노드(74)에 도달시의 인터-링 차단 문제는 해결한다. 경로가 링(52₁, 52₂)중 하나내의 인터-링 노드(74)와 다른 노드(12)사이에 존재하면, 관리 알고리듬은 링(52₁, 52₂)중 다른 하나에 이미 존재하는 파장 정렬이 무엇인지를 고려할 필요가 없다.

도 9에 도시된 다른 자가 치료 링 네트워크는 자동 보호 스위칭을 가진 두 개의 광섬유 단방향 자가 치료 링(U-SHR/2-APS)이다. 교차 결합(84)은 작동 광섬유(54₁, 54₂)와 보호 광섬유(56₁, 56₂)를 포함하는 두 개의 링(52₁, 52₂)을 접속한다. 정상 동작에서, 두 개의 링(52₁, 52₂)내의 작동 광섬유(54₁, 54₂)만이 데이터를 처리하여 도시된 바와 같이 시계방향으로 데이터는 단방향으로 처리된다. 자동 보호 스위치(APS)를 이용하는 자가 치료 네트워크에 대하여, APS 장치는 인터-링 노드(50)를 포함하는 링(52₁, 52₂)의 각각의 노드(12)와 관련되어 고장이 발생될 때, 각각의 링(52₁, 52₂)내에서 작동 광섬유(54₁, 54₂)를 관련 보호 광섬유(56₁, 56₂)에 상호접속시키도록 한다. 통상적인 APS 장치는 SONET 오버헤드로부터 케이블 파손 또는 노드 고장을 검출하고 도 2에 도시된 바와 같이 작동 광섬유와 보호 광섬유사이에서 링크(22, 24)가 가능하도록 한다. 이러한 링킹은 모든 파장에 대하여 이루어져 파장 선택 APS 스위치가 요구되지 않도록 한다. 다중 파장 링에 대하여, 선택적인 형태의 APS가 예를 들어 작동 광섬유상의 광파워를 검출하기 위하여 이용될 수 있다. 한 링(52₁)이 파손(20)된 것으로 나타나면, APS 장치는 파손(20)을 회피하도록 링크(22, 24)가 보호 광섬유(56₁)로 데이터를 새로 라우팅하도록 한다. 각각의 추가/추출 포트에 연결된 단일 추가 라인(80) 및 단일 추출 라인(82)만이 두 개의 APS 링(52₁, 52₂)사이에서의 교차접속장치(84)와 상관되어 두 링상의 동일 파장의 동시 추가 또는 추출을 제한한다.

일반적으로, 이러한 두 개의 광섬유 APS 네트워크를 위한 교차접속장치는 6×6 스위치이어야 하며, 8개의 6×6 스위치는 8-파장 WDM 시스템에 요구된다. 그러나, 보호 광섬유(56₁, 56₂)는 단순히 작동 광섬유의 손실 부분을 연결하고 자동 보호 스위칭(22, 24)은 단지 필요한 보호 스위칭만 수행하기 때문에 어떠한 링 액세스 노드(12) 또는 교차접속장치(84)에서도 스위칭을 위하여 요구되지 않는다. 즉, 교차접속장치(84)는 보호 광섬유(56₁, 56₂)에 대하여 스위칭하지 않는다. 이러한 제한은 교차접속장치(84)에 인접한 활성가능한 APS 링크 때문에 노드(12)에서 교차접속장치(84)로의 라인 고장에 대하여도 허용된다. 따라서, 도 10에 도시된 바와 같이, 교차접속장치(84)는 두 개의 작동 광섬유(54₁, 54₂) 및 추가 라인(80)으로부터의 입력 및 두 개의 작동 광섬유(54₁, 54₂) 및 추가 라인(82)으로의 출력을 가진 3×3 스위치(86)으로서 작동할 수 있다. 두 개의 보호 광섬유(56₁, 56₂)는 3×3 스위치(86)에 영구적으로 접속된다. 3×3 교차접속장치(86)에 대한 제어기는 도시되지 않았다.

3×3 스위치를 이용할 때 인터-링 교차에서 접속추가/추출 라인에 발생하는 파장 경합 문제는 도 11에 도시된 바와 같이, 각각의 추가 및 추출 포트에 연결된 두 개의 추가 라인(80₁, 80₂) 및 두 개의 추출 라인(82₁, 82₂)에 연결된 4×4 스위치(88)에 의하여 제거될 수 있다.

도 5 및 9에 도시된 상호접속된 자가 치료 링에 대한 전술한 실시예는 데이터가 링을 중심으로 소정 방향으로 전파한다는 의미에서 모두 단방향이다(1+1 아키텍쳐 등가 데이터가 양방향으로 전송되기는 하지만). 역방향 회전 링은 보호를 위해서만 사용된다. 단방향 링은 간단하지만 노드에서 전자 장치의 대역폭에 의하여 결정되는 네트워크의 대역폭을 완전히 이용하지는 못한다. 단방향 링에서 두 개의 인접 노드(12)가 많은 양의 데이터를 교환하고 있다면, 한 방향으로 데이터는 링의 작은 부분만을 이동할 필요가 있으며 두 번째 방향으로 데이터는 원하는 노드에 도달하기 전에 다른 모든 노드를 이동할 필요가 있다. 따라서, 단방향 WDM 링의 경우에 있어서의 주파수 재사용은 전체 용량의 한계 증가만을 허용한다. 반대로, 양방향 링에서, 두 개의 작동 광섬유가 링을 이동하며 한쌍의 노드를 링킹하는 두 개의 반대 전파 경로를 제공한다. 특정 채널에 대한 작동 광섬유의 선택은 많은 용인에 의존하지만, 하나의 규칙에 따르면, 가장 짧은 경로를 가진 작동 광섬유가 선택된다. 이러한 제어 프로토콜은 최대 전송 거리를 반감시키며 특히 인접 노드가 별도 분리된 노드보다 많은 양의 트래픽을 교환하고자 할 때만 효율적인 주파수 재사용을 허용한다.

도 12에서 교차접속장치(92)에 의하여 상호접속된 두 개의 4-광섬유 양방향 APS 자가 치료 링(90₁, 90₂)(B-SHR/4-APS)으로된 상호접속 WDM 네트워크를 도시한다. 각각의 링(90₁, 90₂)은 각각의 시계방향 전파 작동 광섬유(94₁, 94₂) 및 각각의 반시계방향 전파 작동 광섬유(96₁, 96₂)를 포함한다. 각각의 작동 광섬유(94₁, 94₂,96₁, 96₂)에 관련된 것은 병렬의 반대 전파 보호 광섬유(98₁, 98₂, 100₁, 100₂)이다. 두 개의 링(90₁, 90₂)의 노드(12)와 관련된 도시되지 않은 자동 보호 스위치는 광섬유 파손 또는 노드 고장이 검출될 때 작동 광섬유(94₁, 94₂,96₁, 96₂)중 하나와 관련된 보호 광섬유(98₁, 98₂, 100₁, 100₂)로부터의 신호를 선택적으로 연결한다. 즉, 라인 스위칭은 파손 또는 노드 고장을 치료하기 위하여 이용된다. 교차접속장치(92)는 각각 추가/추출 포트에 연결된 두 개의 추가 광섬유(102₁, 102₂) 및 두 개의 추출 광섬유(104₁, 104₂)를 포함하여 교차접속장치(92)가 두 개의 링(90₁, 90₂)으로부터의 독립적으로 추가 및 추출하도록 한다.

도시된 바와 같이, WDM을 위한 B-SHR/4 교차접속장치(92)는 파장 선택 10×10 스위치를 필요로 한다. 그러나, 만약 교차접속장치(92)가 도 13에 도시된 바와 같이, 각각의 두 개의 링(90₁, 90₂)내의 하나의 작동 광섬유(94₁, 94₂,96₁, 96₂) 및 한쌍의 추가/추출 광섬유(102₁, 102₂, 104₁, 104₂)를 각각 스위칭하는 두 개의 3×3 스위치로 수행된다면 거의 완전한 기능을 유지할 수 있다. 도 9의 APS 실시예에 대하여, 보호 광섬유(98₁, 98₂, 100₁, 100₂)는 교차접속장치(92)를 통하여 직접 스위칭되지 않으며 따라서 3×3 스위치(106, 108)를 바이패스시킨다. 도시된 바와 같이 제 1의 3×3 스위치(106)가 반시계방향 전파 광섬유(96₁, 96₂)를 상호 스위칭시키고 제 2의 3×3 스위치(106)가 시계방향 전파 광섬유(98₁, 98₂)를 상호 스위칭시키지만, 두 개의 링내의 시계방향 및 반시계방향 신호는 용이하게 상호스위칭될 수 있다. 도시되지 않은 제어기는 두 개의 3×3 스위치(106, 108)의 스위칭 상태를 별도로 제어한다.

도 13의 간단한 인터-링 교차접속장치는 도 12의 일반적인 10×10 스위치에 비하여 두 개의 제한을 가진다. 제 1링내의 작동 광섬유상의 신호는 다른 링의 작동 광섬유의 하나 또는 다른 하나로 선택적으로 스위칭될 수 없다. 영구적인 광섬유 접속은 어느 두 개의 광섬유가 상호 스위칭될 수 있는 지를 결정한다. 이러한 제한은 교차접속의 기능을 제한하지는 않지만, 제 2노드가 소정 목표 노드로 가장 짧은 경로를 항상 이용하지 못하도록 한다. 이는 적은 수의 상호접속된 링에 대하여는 문제가 되지 않으며 많은 수의 상호접속된 링은 가장 짧은 경로를 제공하는 4-광섬유 아키텍쳐를 선호하지 않는다. 유사하게, 각각의 3×3 스위치(106, 108)는 소정 파장에서 하나의 신호만을 추출(또는 추가)할 수 있다. 따라서, 채널 정렬 프로토콜은 교차접속장치에서 추출될 동일 파장의 두 개의 채널이 상이한 3×3 스위치(106, 108)와 관련되도록 하여야 한다.

대응하는 비충돌 아키텍쳐는 도 14에 도시된 네트워크 도면에 도시된다. 교차접속장치(92')는 두 개의 4×4 스위치(106', 108')를 포함하는데, 상기 스위치는 링(90₁, 90₂)에 전술한 바와 같이 연결되어 있다. 추가/추출 라인의 수는 2배가되어 추가/추출 포트에서 4×4 스위치(106')는 두 개의 추가 라인(102_1-1, 102_1-2)을 수신하고 두 개의 추출 라인(104_1-1, 104_1-2)으로 전송하며, 다른 4×4 스위치(108')는 두 개의 추가 라인(102_2-1, 102_2-2)을 수신하고 두 개의 추출 라인(104_2-1, 104_2-2)으로 전송한다. 따라서, 링(90₁, 90₂)중 하나는 다른 링과 관계없이 인터-링 노드(92')에서 신호를 추가 또는 추출할 수 있다.

도 15에 도시된 바와 같이, 양방향 경로 보호 자가 치료 링은 선택적으로 단지 두 개의 광섬유(B-SHR/2-PP)만으로 수행될 수 있다. 각각의 링(110₁, 110₂)은 시계 방향으로 전파하는 각각의 광섬유(112_1A, 112_2A) 및 반시계 방향으로 전파하는 병렬 광섬유(112_1B, 112_2B)를 가진다. 두 개의 링(110₁, 110₂)은 교차접속장치(114)에 의하여 상호접속되며, 이는 또한 두 개의 추가 광섬유(102₁, 102₂) 및 두 개의 추출 광섬유(104₁, 104₂)에 연결된다. 도 9 및 15의 네트워크는 유사하게 구성되지만 상이한 기능을 제공한다. 도 9의 네트워크는 단방향이지만, 도 15의 네트워크는 양방향이다. 도 15의 양방향 실시예에서, 모든 링 광섬유(112_1A, 112_2A, 112_1B, 112_2B)는 작동 광섬유로서 고려되는데, 이들은 정상 상태에서 데이터를 처리하고 데이터는 정상적으로 반대 전파 광섬유상에서 복제되지 않기 때문이다. 그러나, 각각의 광섬유는 정상적으로 그 자신의 용량의 절반 또는 그 이하에서만 동작하여 그 용량의 절반은 역방향에서 유지된다.

통상적으로, 이러한 아키텍쳐에 의하여 제공되는 경로 보호는 SONET 시간 슬롯의 절반만 정상적으로 사용하여 SONET 링에서 용량을 감소시킴으로써 달성된다. 도 16에 도시된 바와 같이, 전송기(12_T)는 반대 전파 광섬유(112_A, 112_B)를 포함하는 SONET 링을 통하여 SONET 신호를 수신기(12_R)로 전송한다. 전송기(12_T) 및 수신기(12_R)는 역방향으로 수신 및 전송할 수 있는 노드(12)의 일부이다. 정상 동작에서, 전송기(12_T)는 도 17에 도시된 바와 같이 제 1 SONET 프레임 데이터1을 시계방향 광섬유(112_A)로 전송하고 제 2 SONET 프레임 데이터2는 반시계방향 광섬유(112_B)로 전송한다. 그러나, 도 17에 도시된 바와 같이, 정상 동작에서, 전송기(12_T)는 SONET 데이터 시간 슬롯(113)의 절반만 이용하여 시간 슬롯(E)을 비워둔다. SONET 오버헤드 슬롯은 도 17에 도시되어 있다. 광섬유 파손(20₁) 또는 (20₂) 또는 노드 고장인 경우에, 수신기(12_R)는 그 수신이 관련된 광섬유(112_A, 112_B)중 어느 것이 고장인지를 검출하고 전송기(12_T)로부터 수신기(12_R)로 전송되는 광섬유(112_A, 112_B)중 어느 것이 고장인지를 전송기(12_T)로 알려준다. 즉, 고장(20₁) 또는 (20₂)인지를 알려준다. 물론 이중 고장(20₁, 20₂)은 전송기(12_T)와 수신기(12_R)를 분리한다. 전송기(12_T)는 어느 광섬유가 고장인지를 결정하여 비워있는 슬롯(E)을 사용함으로써 두 개의 SONET 프레임으로부터의 데이터를 단일 프레임 데이터1 +데이터2로 결합하며, 결합된 프레임 데이터1+ 데이터2를 생존 광섬유로 전송한다.

그러나, WDM네트워크에서, 용량의 감소는 파장 영역에서 더욱 직접적으로 달성될 수 있다. 예를 들어, 8-파장 WDM 네트워크에 대한 도 18에 도시된 바와 같이, 전송기(12_T)는 정상적으로 예를 들어 λ₁...λ₄와 같은 WDM 파장의 절반만을 제 1광섬유(112_A)를 통하여 전송하고 다른 광섬유(112_B)를 통하여 나머지 4개의 파장λ₄...λ₈을 전송한다. 그러나, 고장(20₁)인 경우에, 수신기(12_R)는 소정 파장에서 전송 장을 검출하고 파장에 의하여 식별된 고장 위치를 전송기(12_T)에 알려준다. 이에 응답하여, 전송기(12_T)는 모든 8WDM 파장 λ₁...λ₈을 링크에 대하여 이용될 수 있는 생존 광섬유(112_A)로 전송하기 시작한다. 이러한 전환은 SONET 프레임내의 시간 슬롯을 교환하기 위하여 요구되는 전기적 영역에 대한 디멀티플렉싱 없이 광학 영역에서 수행될 수 있다.

이러한 제한은 고장 링에서 다른 링으로의 파장이 정상적으로 지정되지 않은 광섬유로 대체되도록 하고, 제 2링에서의 수신기는 이러한 재구성을 인식하여야 한다. 이러한 제한에 의하여, 한 링상의 시계방향 전파 광섬유로부터의 신호가 다른 링상의 반시계방향 전파 광섬유로 스위칭되지 않는데, 이는 다른 파장의 신호를 처리하기 때문이다. 물론, 구별은 회전 방향과 관련되지 않지만 처리되는 파장의 세트와 관련된다.

전환 제한에 의하여, 교차접속장치(114)는 도 15에서 가장 명확하게 알 수 있는 6×6 스위치9114)로부터 도 19에 도시된 한쌍의 3×3 스위치(116, 118)로 감소될 수 있다. 하나의 3×3 스위치(116)는 4개의 파장λ₁...λ₄를 처리하는 두 개의 시계방향 전파 광섬유(112_1A, 112_2A) 및 한쌍의 추가/추출 광섬유(102₁, 104₁)에 연결되며, 다른 3×3 스위치(118)는 4개의 파장λ₅...λ₈을 처리하는 두 개의 반시계방향 전파 광섬유(112_1B, 112_2B)에 연결된다. 이러한 단순화는 정상 동작에서 3×3 스위치(116, 118)가 8개대신 4개의 파장만을 스위칭하도록 하는 장점을 가진다. 이에 비하여 고장인 경우 3×3 스위치(116, 118)는 만약 인터-링 노드(교차접속장치)(114)가 모든 8개의 파장에 종속적으로 액세스한다면 8개 모두의 파장이 스위칭되어야 한다. 이러한 단순화는 동일 파장의 두 개의 신호가 교차접속장치(114)에서 추가 또는 추가될 수 없다는 일반적인 제한을 발생시킨다.

도시되지 않은 도 7의 제어기(72)와 유사한 제어기는 두 개의 3×3 스위치(116, 118)의 스위칭 상태를 제어한다. WDM 네트워크에서, 두 개의 3×3 스위치(116, 118)는 소정 링(110₁, 110₂)내의 소정 WDM 파장에서의 신호가 스위치(116, 118)중 하나에 의하여 유사하게 스위칭되는 한 동일 스위칭 상태로 제어된다. 정상 상태에서, 각각의 B-SHR/2 링(110₁, 110₂)에서, 하나의 광섬유(112_1A, 112_1B)는 WDM 신호의 절반을 3×3 스위치(116)로 전달하고 다른 광섬유(112_1B, 112_2B)는 WDM 신호의 다른 절반을 3×3 스위치(118)로 전달한다. 따라서, 매칭되는 제어기 신호의 절반만이 각각의 3×3스위치(116, 118)에서 유효하다. 그러나, 고장인 경우에, 모든 WDM 파장 신호가 하나의 광섬유에서 처리되고 3×3스위치(116, 118)중 하나로 입력되며, 모든 요구되는 스위치 상태 제어 신호는 상기 3×3 스위치(116, 118)에서 이용될 수 있다.

다른 실시예에 대하여, 도 20에 도시된 바와 같이, 두 개의 링(110₁, 110₂)에 대하여 이전에 설명한 바와 같이 접속되어 있지만 추가의 추가/추출 라인을 가진 두 개의 4×4 스위치(116', 118')를 포함하는 인터-접속(114')에 의하여 인터링에서의 경합이 제거될 수 있다. 특히, 제 1의 4×4 스위치(116,)는 한쌍의 추가 라인(102_1-1, 102_1-2)을 수신하며 한쌍의 추출 라인(104_1-1, 104_1-2)으로 전송한다. 유사하게 제 2의 4×4 스위치(118')는 한쌍의 추가 라인(102_2-1, 102_2-2)을 수신하며 한쌍의 추출 라인(104_2-1, 104_2-2)으로 전송한다. 모든 8개의 추가/추출 라인에 연결된 포트가 모든 WDM 파장을 수용할 수 있다면, 인터-링 노드(114')에서의 파장 경합은 제거되며 자가 치료 알고리듬이 간단해진다.

교차접속장치(XC) 및 스위치(Sw)에 대한 부품 수는 상이한 자가 치료 링에 대한 표 1에 나타나 있다. 상기 표는 3×3 스위치를 가능하게 하는 교차접속장치에서 단일 쌍의 추가/추출 라인을 기초로 한다.

(표 1)

상기 표에서, 교차접속장치(XC)는 모든 W개의 WDM 파장을 독립적으로 스위칭하는 것으로 간주하며 단순 스위치(Sw)는 상이한 스위치를 구별할 수 없는 것으로 생각한다. 상기와 같은 단순한 스위치에 대하여, 추가의 멀티플렉서 및 디멀티플렉서가 필요하다. 그러나, 다중 파장 스위치(mλSw)는 상이한 WDM 파장을 독립적으로 스위칭하는 것으로 간주한다. 다중 파장 스위치가 상이한 물리적 파장 레벨을 이용하여 기계적으로 작동되는 타입인 경우에, 멀티플렉서 및 디멀티플렉서가 요구된다.

4×4 스위치가 인터-링 노드에서 파장 경합을 방지하기 위하여 대신 이용된다면, 부품 수는 표 2에 도시된 바와 같이 상당히 증가한다.

(표 2)

예를 들어, 3×3 와이드 센스 비차단 스위치를 수행하기 위하여 요구되는 4개의 2×2 스위치보다는, 8개의 2×2 스위치가 4×4 와이드 센스 비차단 스위치를 수행하기 위하여 요구된다. 이들 번호는 만약 스위치가 다중 파장이 아니면 WDM 파장의 번호 W가 곱해진다. 물론, 추가의 추가/추출 라인은 그 자체의 전송기 및 수신기를 필요로 한다.

상호접속된 생존 링의 아키텍쳐는 몇 개의 방향으로 연장하는 광섬유 중계 라인을 가진 현재 주 교환국에서 적은 수의 허브를 가진 현재의 메쉬 네트워크에 적용된다. 따라서, 두 개 이상의 링은 허브를 통하여 통과할 수 있으며, 이는 3개 또는 그이상의 링사이를 스위칭하기 위하여 단일 교차접속을 이용하는 장점을 가질 수 있다. 3개의 경로 보호, 단방향 자가 치료 링(U-SHR/PP)의 경우가 개발될 것이며, 이 경우는 K개의 링에 대하여 일반화될 수 있다.

U-SHR/PP 아키텍쳐는 작동 광섬유 및 보호 광섬유 모두에 대하여 모든 신호를 부가한다. U-SHR/PP 링 상호접속에 적용되는 개념은 다른 타입의 링에 대하여 쉽게 확장된다.

도 21에 도시된 바와 같이, 단일 교차접속장치(120)는 3개의 링(122₁, 122₂, 122₃)을 상호접속하며, 각각의 링은 각각의 작동 광섬유(124₁, 124₂, 124₃) 및 각각의 보호 광섬유(126₁, 126₂, 126₃)를 포함한다. 또한, 선택적인 접속은 두 개의 추가/추출 클러스터로 연장되며, 각각의 클러스터는 함께 교차접속장치(120)에서 액세스 노드를 제공하는 각각의 추출 광섬유(128₁, 128₂) 및 추가 광섬유(130₁, 130₂)를 포함한다. 두쌍의 추출/추가 클러스터가 요구되는데, 이는 경로 보호 아키텍쳐에서, 두 작동 광섬유와 보호 광섬유가 추출/추가되기 때문이다. 도시된 바와 같이, 교차접속장치(120)는 8×8 파장 선택 스위치를 필요로 한다. 단방향 경로 보호 링에 대하여, 교차접속장치(120)는 도 22에 도시된 바와 같이 두 개의 4×4 스위치(132, 134)로 간단하게 될 수 있다. 제 1의 4×4 스위치(132)는 3개의 모든 작동 광섬유(124₁, 124₂,124₃) 및 제 1쌍의 추가/추출 광섬유(128₁, 130₁)의 양쪽 단부에 연결되며, 제 2의 4×4 스위치(134)는 3개의 모든 보호 광섬유(126₁, 126₂, 126₃) 및 제 2쌍의 추가/추출 광섬유(128₂, 130₂)의 양쪽 단부에 연결된다. 편의상 제 2링(122₂)은 제 3링(122₃)내에 포함되는 것으로 도시하였지만, 링들은 일반적으로 다른 영역이상으로 확장된다. 어떠한 경우든, 링의 형태는 본 발명과 직접 관련되지 않으며 이들은 거의 임의의 형태를 나타낼 수 있다.

도 22의 자가 치료 상호접속 링 네트워크는 3개의 링을 상호접속시키기 위하여 4×4 스위치(132, 134)가 두 개의 링을 상호접속시키는 3×3 스위치960, 62)를 대체하는 도 7과 상이하다.

4개의 U-SHR/PP를 상호접속시키기 위하여, 10×10 교차접속장치이 요구된다. 그러나, 이는 두 개의 5×5 스위치로 간단하게 될 수 있다. 일반적으로, K개의 WDM U-SHR/PP를 상호접속시키기 위하여, (2K+2)×(2K+2)개의 교차접속장치이 요구된다. 그러나, 도 23에 도시된 바와 같이, 이는 K개의 링을 상호접속시키는 두 개의 (K+1)×(K+1) 스위치(140, 142)로 간단하게 될 수 있으며, 상기 링은 각각의 작동 광섬유와 보호 광섬유의 쌍(144₁, 144₂, ..., 144_K)을 포함한다. 제 1 스위치(140)는 K개의 작동 광섬유와 제 1쌍의 추가/추출 광섬유(128₁, 130₁)에 연결되며, 제 2스위치(142)는 K개의 보호 광섬유 및 제 2쌍의 추가/추출 광섬유(128₂, 130₂)에 연결된다.

동일하게 일반화된 프로세스가 U-SHR/PP가 아인 구성을 가진 두 개 이상의 링사이의 상호접속에 적용될 수 있다. 표 3은 전술한 4개의 네트워크에 대하여 필요한 교차접속 타입 및 수를 나타낸다.

(표 3)

도 21-24에 도시된 가장 높은 차수의 교차접속장치 및 도 3에 나타난 부품 수는 추가/추출 라인의 부족으로 인터-링 노드에서 시작하거나 종료하는 신호에 대하여 파장 차단된다. 이러한 경합은 각각의 상호접속된 링에 대하여 하나의 추가 라인 및 하나의 추출 라인을 제공하도록 스위치(132, 134, 140, 142)의 사이즈를 증가시킴으로서 제거될 수 있다. 3개의 링을 상호접속시키기 위하여, 하나 또는 두 개의 6×6 스위치가 요구되어 차단을 제거하도록 한다. 유사하게, K개의 링을 상호접속시키기 위하여, 하나 또는 두 개의 2K×2K개의 스위치가 요구된다. 하나 또는 두 개의 스위치가 요구되는 가는, 표 3에 요약된 바와 같이 자가 치료 아키텍쳐의 타입에 따른다.

두 개의 자가 치료 WDM 링사이의 상호접속은 전술한 바와 같이 만약 인터-링 노드에서 일부 파장 차단이 허용된다면 3×3 다중 파장 광학 스위치로 단순화될 수 있다. 하나의 3×3 광학 스위치는 3개의 1×3 스위치 및 3개의 3×1 스위치; 즉 총 6개의 스위치로 구현될 수 있다. 그러나, 이 수는 특히 비용측면에서 상당히 과도하다.

보다 기본적인 구조는 일반적으로 비선형 상호작용에 의존하여 두 개의 출력중 하나로 입력을 스위칭할 수 있는 1×2 광학 스위치이다. 이러한 구조는 때때로 2×1 스위치를 형성하기 위하여 변환될 수 있으며, 이들 스위치중 4개는 2×2 스위치로 결합될 수 있다. 음향-광학 동조 필터 및 액정 스위치와 같은 기타 기술은 도 3을 참조로 설명한 기초 블록으로서 도 24에 도시된 스위치(150)와 같은 2×2 스위치를 쉽게 형성한다. 상기와 같은 2×2 스위치는 저비용으로 제조될 수 있으며, 쉽게 구현되며 보다 용이하게 이용가능하다.

도 24에 도시된 바와 같이 2×2 스위치9150)은 두 개의 광학 입력(152, 154) 및 두 개의 광학 출력(156, 158)을 가진다. 이 스위치는 두 개의 상태를 가진다. 하나의 상태에서, 상부 광학 입력(152)은 상부 광학 출력(156)에 연결되며, 하부 광학 입력9154)는 하부 광학 출력(158)에 연결된다. 교차 상태에서, 접속은 반대로 되어 상부 광학 입력(152)은 하부 광학 출력(158)에 연결되고, 하부 광학 입력(154)은 상부 광학 출력(156)에 연결된다. 적합하게 설계된 스위치에서, 선택된 채널사이의 누화는 매우 작다, 다중 파장 스위치의 장점은 스위칭이 광학 영역에서 수행되고 스위치는 상이한 파장의 광학 채널을 독립적으로 동시에 스위칭한다는 것이다.

높은 차수의 광학 스위치는 다중 스테이지의 2×2 스위치로서 구현되는 경우가 있다. 예를 들어, 도 25에 도시된 4×4광학 스위치는 4스테이지로 배열되며 도시된 매주 접속을 통하여 4개의 광학 입력(160)을 4개의 광학 출력(162)으로 접속하는 8개의 2×2 스위치(150)를 포함한다. 광학 스위칭 섬유(플레넘, 1993), pp90, 91에서 힌톤은 이러한 네트워크는 와이드 센스 비차단 네트워크라고 하였으며 그는 상기와 같은 네트워크를 통한 라우팅 알고리듬에 대한 가이드를 제공했다. 특히, 중간 크기의 4개의 2×2 스위치(150)는 결코 동일 상태에 있지 않는다. 또한, 베니등의 "와이드 센스 비차단 네트워크 및 일부 패킹 알고리듬", 전자 논문, 볼륨17, 1981, P697을 참조한다. 소위 베니의 네트워크는 2×2 스위치의 작은 스테이지를 단지 재배열 가능하게 비차단 스위치를 제공한다. 즉, 소정 입력이 소정 출력에 단독으로 연결되도록 하지만, 스위치를 통한 새로운 경로는 현재 경로가 재배열될 것을 요구한다.

도 25의 4×4 와이드 센스 비차단 네트워크는 비경합 교차접속에 대하여 설명된 4×4 스위치에 대하여 이용될 수 있다. 이는 3×3 스위치를 수행하기 위하여 이용될 수 있지만, 8개의 2×2 스위치를 요구한다. 스위칭 네트워크가 적은 부품을 요구하는 3×3 스위치에 대하여 인식되는 것이 바람직하다.

표 4에 나타난 바와 같이, 3×3 스위치에서 6개의 상태가 존재한다. WDM 광학 스위치에 대하여, 각각의 파장에 대하여 상기와 같은 6개의 상태가 존재한다.

(표 4)

3×3 스위치에 대한 와이드 센스 비차단 아키텍쳐가 도 26에 도시된다. 와이드 센스 비차단 스위치는 변경을 위하여 요구하지 않는 미리존재하는 접속을 통한 트래픽 간섭이 없이 하나의 상태에서 다른 상태로의 전이가 이루어질 수 있는 스위치이다. 고도의 알고리듬이 와이드 센스 비차단을 달성하기 위하여 요구될 수 있다. 상기와 같은 와이드 센스 비차단 3×3 스위치는 도시된 내부 접속을 통하여 3개의 입력(166₁, 166₂, 166₃)과 3개의 출력(168₁, 168₂, 168₃)을 연결하기 위하여 파상 구조로 배열된 4개의 2×2 스위치(164₁, 164₂, 164₃,164₄)를 포함한다. WDM 네트워크에서, 2×2 스위치(164₁, 164₂, 164₃,164₄)는 바람직하게 모두 광학 스위치이며, 더욱 바람직하게는 다중 파장 스위치이다. 도 26에서 입력(166) 및 출력(168)상의 첨자는 표 4에서 입력 또는 출력을 수치적으로 식별하기 위하여 이용될 수 있다. 유사하게, 스위치(164)의 첨자는 표 5에서 이하에 설명하도록 스위치의 순서를 제공하기 위하여 이용될 수 있다. 예를 들어, 표 5에서 "A"상태는 (0101)으로 리스트된다. 첫 번째 "제로"는 제 1스위치(164₁)가 바(BAR) 상태에 있다는 것을 의미한다. 동일 위치에서 "일"은 교차 상태에 있다는 것을 의미한다. 도 19의 3×3 스위치(116, 118)와의 관계에 있어서, 입력(166₁, 166₂)과 출력(168₂, 168₃)은 링 광섬유(112_1A, 112_1B) 또는 (112_2A, 112_2B)에 연결되며, 입력(166₃)은 추가 파장 멀티플렉서(170)에 연결되고 출력(168₁)은 추출 파장 디멀티플렉서(172)에 연결된다. 추가 라인(102₁, 102₂)은 멀티플렉서(170)에 입력되는 W개의 광섬유 묶음이며 추출 라인(104₁, 104₂)은 디멀티플렉서(172)로부터 출력되는 W개의 광섬유 묶음이다.

2×2 스위치(164)중 하나는 제거될 수 있지만 3×3 스위치는 와이드 센스 비차단이 아니라 단지 이전 접속이 새로운 허용된 접속에 대하여 재배열되도록 간섭될 필요가 있다는 의미에서 재배열되도록 비차단된다.

와이드 센스 비차단 3×3 스위치 상태를 얻도록 도 26의 스위칭 시스템에 대한 4개의 2×2 스위치 상태를 선택하는 방법을 보여주는 알고리듬이 개발될 것이다. 3×3 스위치에 대한 와이드 센스 비차단은 입력 대 출력 접속이 유지되는 동안 다른 두 개의 접속은 변화되거나 적어도 설정될 것을 요구한다. 이러한 알고리듬은 4개의 2×2스위치(164₁, 164₂, 164₃,164₄)에 연결된 제어 라인을 가지는 제어기(170)에 의하여 수행된다.

조합 수학식 또는 표 4의 간단한 검사에 의하여, 각각의 상태 a, b, ...f가 하나의 접속이 예비되는 다른 상태로의 단지 3개의 가능한 전이를 경험할 수 있다. 각각의 4개의 스위치(164)는 두 상태중 하나인 것으로 간주한다. 바 상태는 0으로 표시되며, 교차 상태는 1로 표시된다. 4개의 2×2 스위치(164)는 전체가 16개의 상태 조합을 가질 수 있다. 이들중 12개가 선택되는데, 두 개는 표 4의 6개의 3×3 스위치 상태에 관한 것이며, 이들은 A, A', B, B'...F'로 라벨링되며, 표 5에 나타나 있다.

(표 5)

상기 표에서, 행은 3×3 스위치 상태를 나타내는데, 두 개의 허용된 2×2 스위치 조합은 제 2 및 제 4열에 리스트되어 있다. 각각의 행상의 3×3 상태 쌍은 상이한 조합의 2×2 스위치 상태를 나타내지만 3×3 스위치의 주어진 입력에 대하여 등가 출력을 형성한다.

요구되는 알고리듬은 두 레벨의 6각형 또는 6각형 열을 가질 수 있는 도 27의 구조에 의하여 표시될 수 있다. 스위치 상태 조합 A, A', B, B'...F'은 6각형 열의 정점(모서리)으로 식별되며, 예를 들어, A, A'와 같은 상보 조합은 다른 면(6각형면)상의 대향 정점이다. 허용된 전이는 6각형 열의 단일 에지로 식별된다. 예를 들어, 상태 조합A는 상태 조합 B', C', D중 어느 것으로 전이될 수 있지만 그 외의 다른 상태로는 전이될 수 없다. 다른 조합은 접속이 설정되는 것을 간섭할 뿐만 아니라 유지되어야 할 접속도 간섭한다.

따라서, 표 4의 3×3 상태중 어느 두 개사이에서의 전이를 이루기 위하여, 표 5의 이전에 존재하는 상태 조합이 알려져야 한다. 예를 들어, 전이가 표 4의 상태 a, b사이에 존재하면, 표 5의 초기 상태 조합이 A 또는 A'인지가 알려져, 따라서 모든 4개의 2×2 스위치의 현재 구성이 식별되어야 한다. 초기 스위치 조합이 A라고 가정하면, 허용된 전이가 교차 상태에서 바 상태로 토글하도록 제 4의 2×2 스위치(164₄)B'로 되고 첫 번째 3개의 스위치(164₁, 164₂, 164₃)는 각각 바 상태, 교차 상태 및 바 상태로 유지된다. 따라서, 제 1입력(166₁) 및 제 1출력(168₁)사이의 접속은 간섭 없이 유지된다. 상태 조합 A에서 B로의 전이가 입력(166)과 출력(168)사이의 소정 최종 접속을 형성하지만, 그 경로가 재구성될 때 보존된 접속을 순간적으로 간섭한다. 한편, 만약 초기 스위치 조합이 A'이면, 알고리듬은 스위치 조합B로의 전이를 지시한다. 등가의 조합을 이용하는 것이 가능하지만, 표 5에 나타난 상태 및 도 21의 전이 정렬은 와이드 센스 비차단 전이를 형성하는데 있어서 독특하다.

상기 발명이 광학 네트워크를 기초로 설명하였지만, 이들의 많은 특징은 전기 네트워크에 적용할 수 있다.

본 발명은 상호접속된 자가 치료 링, 특히 WDM 트래픽을 처리하는 광섬유 링으로된 통신 네트워크에 특히 유용하다. 네트워크의 복잡성은 상호접속을 통하여 많은 데이터 경로가 상호접속될 필요가 없다는 것을 인식함으로써 상당히 감소될 수 있다. 따라서, 상호접속 크기는 단순 부품으로 달성될 수 있을 만큼 충분히 작게 만들어질 수 있다. 특히, 두 개의 상호접속된 링에 대하여, 하나 또는 두 개의 3×3 스위치면 충분할 수 있다. 본 발명은 또한 4개의 2×2 스위치로 구성된 와이드 센스 비차단 3×3 스위치를 제공한다. 상기와 같은 간단한 스위치는 상이한 방향으로 선택된 광학 파장을 스위칭할 수 있는 파장 선택 광학 교차접속장치로서 이용가능하다. 따라서, 본 발명은 전기 영역과의 변환이 두 개의 자가 치료 링사이의 접속에서 요구되지 않는 WDM 통신 네트워크와 이용가능한 간단한 스위치를 제공한다.

Claims

적어도 두 개 이상의 자가 치료 통신 링사이에서의 교차접속 장치에 있어서,

각각의 링은 각각의 제 1 방향으로 전파하는 제 1데이터 링 채널 및 상기 제 1데이터 링 채널과 병렬이 상기 각각의 제 1방향과 반대의 각각의 제 2방향으로 전파하는 제 2데이터 링 채널을 포함하며,

상기 교차접속 장치는 제 1통신 링의 상기 제 1 데이터 링 채널을 제 2통신 링의 상기 제 1 데이터 링 채널과 상호접속시키지만 상기 제 1 및 제 2통신 링의 상기 제 2데이터 링 채널중 하나와는 상호접속시키지 않는 스위칭 엘리먼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 교차접속 장치.
제 1항에 있어서, 상기 모든 데이터 링 채널은 광섬유를 포함하며, 상기 스위칭 엘리먼트는 광학 스위칭 엘리먼트인 것을 특징으로 하는 교차접속 장치.
제 2항에 있어서, 상기 모든 데이터 링 채널은 파장 분할 멀티플렉싱된 광학 신호를 처리하며, 상기 광학 스위칭 엘리먼트는 상기 파장 분할 멀티플렉싱된 광학 신호사이에서 파장을 선택하는 것을 특징으로 하는 교차접속 장치.
제 3항에 있어서, 상기 광학 스위칭 엘리먼트는 3×3 스위칭 엘리먼트인 것을 특징으로 하는 교차접속 장치.
제 4항에 있어서, 상기 광학 스위칭 엘리먼트는 4×4 스위칭 엘리먼트인 것을 특징으로 하는 교차접속 장치.
제 1항에 있어서, 상기 교차접속 장치는 상기 제 1통신 링의 상기 제 2 데이터 링 채널을 상기 제 2통신 링의 상기 제 2 데이터 링 채널과 상호접속시키지만 상기 제 1 및 제 2통신 링의 상기 제 1데이터 링 채널중 하나와는 상호접속시키지 않는 스위칭 엘리먼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 교차접속 장치.
제 1항에 있어서, 상기 교차접속 장치 자체는 상기 제 1 및 제 2통신 링의 상기 제 2데이터 채널을 상호접속시키지 않는 것을 특징으로 하는 교차접속 장치.
두 개의 통신 링사이의 교차접속 장치에 있어서,

상기 각각의 링은 각각의 링을 중심으로 반대방향으로 전파하는 적어도 제 1데이터 경로 및 제 2데이터 경로를 포함하며,

상기 교차접속 장치는 두 개의 통신 링내의 상기 제 1데이터 경로로부터 입력을 받아들이고 상기 제 1데이터 경로로 출력을 제공하며 상기 두 개의 통신 링 외부의 제 3데이터 경로로부터의 입력을 받아들이고 상기 두 개의 통신 링 외부의 제 4데이터 경로로 출력을 제공하는 제 1스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 교차접속 장치.
제 8항에 있어서, 상기 교차접속 장치는 두 개의 통신 링내의 상기 제 2데이터 경로로부터 입력을 받아들이고 상기 제 2데이터 경로로 출력을 제공하며 상기 두 개의 통신 링 외부의 제 5데이터 경로로부터의 입력을 받아들이고 상기 두 개의 통신 링 외부의 제 6데이터 경로로 출력을 제공하는 제 2스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 교차접속 장치.
제 8항에 있어서, 상기 스위치는 3×3 스위치인 것을 특징으로 하는 교차접속 장치.
제 9항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2스위치는 3×3 스위치인 것을 특징으로 하는 교차접속 장치.
제 8항에 있어서, 상기 스위치는 4×4 스위치인 것을 특징으로 하는 교차접속 장치.
제 9항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2스위치는 4×4 스위치인 것을 특징으로 하는 교차접속 장치.
제 9항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 스위치 경로는 경로 보호 링을 형성하도록 등가 데이터를 처리하는 것을 특징으로 하는 교차접속 장치.
제 15항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2경로는 제 1 및 제 2광섬유를 포함하며, 상기 스위치들은 광학 스위치이며, 상기 제 1 및 제 2 광섬유는 상이한 파장 캐리어를 가지는 제 1세트 및 제 2세트의 광학 신호를 처리하며, 상기 교차접속 장치는 상기 제 1 및 제 2광섬유중 하나의 고장을 검출하기 위하여 노드를 전송하고 상기 제 1 및 제 2광섬유의 다른 하나로 상기 제 1 및 제 2 캐리어 세트를 전송하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 교차접속 장치.
제 8항에 있어서, 상기 각각의 링은 상기 각각의 링을 중심으로 반대방향으로 전파하며 상기 제 1 및 제 2 데이터 경로에 보호 데이터 경로를 제공하는 제 5데이터 경로 및 제 6데이터 경로를 포함하며, 상기 제 5 및 제 6데이터 경로는 상기 링중 두 개 사이를 상호접속시키지 않는 것을 특징으로 하는 교차접속 장치.
제 8항에 있어서, 상기 제 1데이터 경로는 작동 데이터 경로이며, 상기 제 2데이터 경로는 보호 데이터 경로이고, 상기 제 2데이터 경로는 직접 상호접속되지 않는 것을 특징으로 하는 교차접속 장치.
제 8항에 있어서, 상기 각각의 통신 링은 다수의 W개의 파장 분할 멀티플렉싱된 광학 신호를 처리하고, 상기 제 1 및 제 2 스위치는 상기 멀티플렉싱된 광학 신호를 선택적으로 스위칭하는 광학 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 교차접속 장치.
제 8항에 있어서, 상기 각각의 데이터 경로는 광섬유이며, 상기 스위치는 광학 스위치인 것을 특징으로 하는 교차접속 장치.
2이상인 K 개의 통신 링사이의 교차접속 장치에 있어서,

상기 각각의 링은 각각의 링을 중심으로 반대방향으로 전파하는 적어도 제 1데이터 경로 및 제 2데이터 경로를 포함하며,

상기 교차접속 장치는 K개의 통신 링내의 상기 제 1데이터 경로로부터 입력을 받아들이고 상기 제 1데이터 경로로 출력을 제공하며 제 3데이터 경로로부터의 입력을 받아들이고 제 4데이터 경로로 출력을 제공하는 제 1 L×L스위치를 포함하는데, 여기서 L은 적어도 K+1인 것을 특징으로 하는 교차접속 장치.
제 20항에 있어서, 상기 교차접속 장치는 상기 K개의 통신 링내의 상기 제 2데이터 경로로부터 입력을 받아들이고 상기 제 2데이터 경로로 출력을 제공하며 제 5데이터 경로로부터의 입력을 받아들이고 제 6데이터 경로로 출력을 제공하는 제 2스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 교차접속 장치.
통신 네트워크에 있어서,

작동 광섬유, 보호 광섬유, 및 상기 작동 광섬유로부터의 신호를 추가 또는 추출하도록 상기 작동 광섬유에 연결된 스위치와 상기 작동 광섬유와 보호 광섬유를 선택적으로 링크하도록 상기 스위치의 한쪽에 배치된 자동 보호 스위칭용 라인 스위칭 장치를 가지는 제 1 및 제 2 자가 치료 단방향 링을 포함하는 다수의 노드; 및

상기 제 1 및 제 2 자가 치료 링의 상기 작동 광섬유사이에서 추가 라인과 추출 라인에 연결되며 제 1스위치를 포함하며,

상기 제 1 및 제 2 자가 치료 링의 상기 보호 광섬유는 다른 스위치에 의해 함께 접속되지 않은 것을 특징으로 하는 통신 네트워크.
제 22항에 있어서, 상기 제 1 스위치는 3×3스위치인 것을 특징으로 하는 교차접속 장치.
제 22항에 있어서, 상기 제 1 스위치는 4×4 스위치인 것을 특징으로 하는 교차접속 장치.
제 22항에 있어서, 상기 자가 치료 링은 파장 분할 멀티플렉싱된 신호를 처리하며 상기 스위치는 다중 파장 광학 스위치인 것을 특징으로 하는 교차접속 장치.
통신 네트워크에 있어서,

제 1 광섬유, 제 2 광섬유, 및 상기 제 1 및 제 2 광섬유로부터의 신호를 추가 또는 추출하도록 상기 제 1 및 제 2 광섬유에 각각 연결된 두 개의 스위치와 상기 제 1 및 제 2 광섬유에 상기 스위치를 통하여 연결된 전송 및 수신 장치를 가지는 다수의 노드;

상기 제 1 및 제 2 자가 치료 링의 상기 제 1 광섬유, 제 1 추가 라인 및 제 1 추출 라인에 연결된 제 1스위치; 및

상기 제 1 및 제 2 자가 치료 링의 상기 제 1 광섬유, 제 2추가 라인 및 제 2추출 라인에 연결된 제 2스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 네트워크.
제 26항에 있어서, 상기 스위치들은 3×3스위치인 것을 특징으로 하는 교차접속 장치.
제 28항에 있어서, 상기 스위치들은 4×4스위치인 것을 특징으로 하는 교차접속 장치.
제 26항에 있어서, 상기 자가 치료 링은 파장 분할 멀티플렉싱된 신호를 처리하며 상기 두 스위치는 다중 파장 광학 스위치인 것을 특징으로 하는 교차접속 장치.
자가 치료 링 네트워크에 있어서,

적어도 한쌍의 반대 회전 통신 경로 및 소정 포인트에서의 고장을 치료하는 수단을 가진 제 1 및 제 2 링; 및

상기 제 1 및 제 2링사이에서 상기 링사이에서 신호를 이송하도록 상기 적어도 한쌍의 반대 회전 통신 경로중 적어도 하나에 연결되며, 상기 고장이 검출되고 치료되는 상기 치료 수단의 동작 중에 동일 상태를 유지하는 교차접속 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 치료 링 네트워크.
제 30항에 있어서, 상기 치료 수단과 독립적으로 동작하는 상기 교차접속 장치용 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 치료 링 네트워크.
제 30항에 있어서, 상기 통신 경로는 광섬유를 포함하며, 상기 교차접속 장치는 광학 교차접속 장치인 것을 특징으로 하는 자가 치료 링 네트워크.
제 32항에 있어서, 상기 광학 접속 장치는 3×3 광학 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 치료 링 네트워크.
제 32항에 있어서, 상기 광학 접속 장치는 4×4광학 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 치료 링 네트워크.
제 32항에 있어서, 상기 광학 교차접속 장치에 연결된 적어도 한쌍의 추가/추출 광섬유를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 치료 링 네트워크.
적어도 한쌍의 반대 전파 통신 경로를 포함하며 적어도 하나의 통신 경로에 연결된 교차접속 장치에 의하여 상호접속되는 상호접속된 자가 치료 통신 링을 제어하는 방법에 있어서,

고장에 의하여 상기 적어도 하나의 통신 링의 동작이 중지되지 않도록 상기 적어도 하나의 통신 링의 적어도 하나의 고장을 치료하는 단계; 및

상기 교차접속 장치를 통하여 상기 통신 링사이의 상기 통신 경로를 선택적으로 접속하는 단계를 포함하며,

상기 선택적인 접속 단계 및 치료 단계는 독립적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 36항에 있어서, 상기 치료 단계는 상기 선택적으로 접속하는 단계에 의하여 부과되는 상기 교차접속 상태에 영향을 주지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
제 36항에 있어서, 상기 통신 경로는 광섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
삭제
3×3 스위치에 있어서,

상기 3×3 스위치의 제 1 및 제 2입력 라인을 받아들이는 제 1의 2×2스위치;

상기 3×3 스위치의 제 3입력 라인 및 상기 제 1의 2×2스위치의 제 1출력을 받아들이는 제 2의 2×2스위치;

상기 제 1의 2×2스위치의 제 2출력 및 상기 제 2의 2×2스위치의 제 2출력을 받아들이는 제 3의 2×2스위치; 및

상기 제 3의 2×2스위치의 제 1출력 및 상기 제 2의 2×2스위치의 제 2출력을 받아들이는 제 4의 2×2스위치를 포함하며,

상기 3×3 스위치의 제 1출력 라인은 상기 제 3의 2×2 스위치의 제 2출력에 연결되며, 상기 3×3 스위치의 제 2 및 제 3출력 라인은 상기 제 4의 2×2 스위치의 출력들에 연결되는 것을 특징으로 하는 3×3 스위치.
제 40항에 있어서, 상기 모든 2×2 스위치는 광학 스위치인 것을 특징으로 하는 3×3 스위치.
제 41항에 있어서, 상기 광학 스위치는 파장 선택 스위치인 것을 특징으로 하는 3×3 스위치.
제 40항에 있어서, 두 개의 2×2 스위칭 상태중 하나로 상기 각각의 2×2 스위치를 제어하는 제어 수단을 더 포함하며, 상기 4개의 2×2 스위치에 대한 2×2 스위칭 상태의 조합은 3×3 스위칭 상태를 구성하며, 상기 제어 수단은 12개의 상기 3×3 스위칭 상태가 6각형 열의 정점 상에 배열되고 상기 제어 수단이 상기 6각형 열의 모서리에 대응하는 전이만을 선택하도록 하는 알고리듬을 포함하는 것을 특징으로 하는 3×3 스위치.
제 43항에 있어서,

상기 6각형 열은 측방향으로 연장하며 축방향을 따라 배치된 두 개의 6각형면을 포함하며,

상기 12개의 3×3 스위칭 상태는 상기 3×3 스위치를 통하여 등가 접속을 형성하는 쌍을 포함하며,

상기 각각의 쌍은 상이한 6각형면상에 있으며 상기 측방향으로 대향하는 상기 6각형 열의 두 개의 정점에 배열되는 것을 특징으로 하는 3×3 스위치.
제 44항에 있어서, 상기 12개의 3×3 스위칭 상태는 표 5에 나타나 있으며, 도 7의 6각형 열에 배열되는 것을 특징으로 하는 3×3 스위치.
와이드 센스 비차단 3×3 스위치를 형성하도록 상호접속된 4개의 2×2 스위치를 제어하는 방법에 있어서,

상기 4개의 2×2 스위치에 의해 등가의 3×3 스위칭 상태를 나타내는 12개의 상태 조합을 선택하는 단계;

상기 12개의 조합을 6각형 열의 정점으로 할당하는 단계; 및

상기 6각형 열의 에지에 대응하는 상기 4개의 2×2 스위치에 대한 전이를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 46항에 있어서, 상기 12개의 조합은 표 5에 따라 선택되며 도 27의 6각형 열 상에 배열되는 것을 특징으로 하는 방법.