KR20030048830A - 다차원 광교차연결 스위칭 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광전달망(optical transport network)에 적용 가능하며, 광섬유, 광파장대역 및 광파장과 같은 파장 자원을 다차원적으로 사용할 수 있는 다차원 광교차연결 스위칭 시스템에 관한 것이다.

본 발명의 다차원 광교차연결 스위칭 시스템은 광섬유층 스위칭부, 광파장대역층 스위칭부 및 광파장층 스위칭부를 통해 광전달망과 각각 정합할 수 있도록 구성함으로써 파장자원을 3차원적으로 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 다차원 광교차연결 스위칭 시스템은 두 개의 교차연결 스위치를 대칭적으로 배열하고, 두 스위치 사이에 삽입/추출 스위치를 위치시킴으로써 광전달망의 링크 변화를 쉽게 수용할 수 있고, 광신호의 삽입/추출 관련한 시스템 내부적인 형상 변화가 외부 전달망 링크 형상에 영향을 주지 않는다.

Description

다차원 광교차연결 스위칭 시스템{A MULTI-DIMENSIONAL OPTICAL CROSS CONNECT SWITCHING SYSTEM}

본 발명은 광전달망(optical transport network)에 적용되는 광교차연결(OXC : optical cross connect) 스위칭 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광섬유, 광파장대역 및 광파장과 같은 파장 자원을 다차원적으로 사용할 수 있는 다차원 광교차연결 스위칭 시스템에 관한 것이다.

광섬유 통신망(optical fiber telecommunication network)은 대용량의 정보를 고속으로 전송할 수 있기 때문에, 증가하는 인터넷 트래픽에 대처할 수 있는 방안으로서 최근 각광받고 있다. 예를 들어, 광섬유 통신망에 의하면, 수십 기가 비트급 전송이 달성될 수 있다.

이러한 광섬유 통신망에서는, 파장이 다른 다수의 광신호를 하나의 광섬유를 통해 전송하기 위하여 파장 분할 다중화 방식이 이용된다. 이것은 광섬유가 제공하는 넓은 대역폭을 효과적으로 이용하기 위한 것이다.

일반적으로, 광섬유 통신망은 중간 노드에서 광회선 분배를 수행하는 스위칭 시스템(switching system)과 이들 스위칭 시스템을 서로 연결하는 광섬유로 구성된다. 상기 스위칭 시스템은 중간 노드에 연결된 국부망(local network)과 라우팅을 해야 하므로, 광교차연결(OXC : Optical Cross Connect)이 가능한 스위칭 시스템이 사용된다. 본 발명은 이러한 광교차연결 스위칭 시스템에 관한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 기존의 광교차연결 스위칭 시스템에 대해 설명한다.

도 1에는 일반적인 광교차연결 스위칭 시스템이 도시되어 있다.

상기 도 1을 참조하면, 일반적인 광교차연결 스위칭 시스템은 (Nm+k)×(Nm+k)의 스위칭 용량을 갖는 광스위치 모듈(13), N개의 입력 광섬유에 각각 연결된 N개의 증폭기(11-1∼11-N), 상기 N개의 증폭기(11-1∼11-N)와 상기 광스위치 모듈 사이에 각각 연결되어 있는 N개의 역다중화기(12-1∼12-N), N개의 출력 광섬유에 각각 연결된 N개의 증폭기(15-1∼15-N), 상기 광스위치 모듈(13)과 상기 N개의 증폭기(15-1∼15-N) 사이에 각각 연결된 N개의 다중화기(14-1∼14-N)로 구성된다. 국부망(local network, 도시하지 않음)의 송신부(16)는 k개의 광링크를 통해 상기 광스위치 모듈(13)에 연결되며, 국부망의 수신부(17)는 k개의 광링크를 통해 상기 광스위치 모듈(13)에 연결되어 있다.

위와 같이 구성된 일반적인 광교차연결 스위칭 시스템에서는, 각 입력 광섬유를 통해 다중화된 신호가 전송된다. 이 신호는 증폭기에 의해 증폭된 후, 역다중화기(12-1∼12-N)에 의해 각각 m개의 파장으로 분리된다. 따라서, 총 N×m개의 파장이 광스위치 모듈(13)에 입력된다. 한편, 국부망에서 광전달망 내의 다른 광교차연결 스위칭 시스템으로 신호가 전송되거나, 다른 광교차연결 스위칭 시스템에서국부망으로 신호가 전송되도록 하기 위하여, 국부망은 자기가 소속된 광교차연결 스위칭 시스템과 송신부(16)와 수신부(17)를 통해 연결되어 있다. 도 1에서, 국부망의 송신부(16)를 통해 입력되는 k개의 삽입 파장이 합해지며, 상기 광스위치 모듈(13)에서는 총 Nm+k개의 파장이 스위칭된다. 스위칭된 신호는 다중화기(14-1∼14-N)에 의해 m개 단위로 다중화되고, 증폭기(15-1∼15-N)에 의해 증폭된 후, N개의 출력 광섬유를 통해 광전달망으로 전송된다. 스위칭된 신호 중 k개의 삽입 파장은 수신부(17)를 통해 국부망에 전달된다.

이러한 구조를 갖는 일반적인 광교차연결 스위칭 시스템은 파장자원을 평면적으로 이용하고 있으며, 삽입 및 추출 파장의 수, 입출력 광섬유의 수, 링크당 다중화되는 파장의 수가 변동할 경우, 내부 구조를 대폭 변경하지 않고서는 그 변동을 수용할 수 없다고 하는 문제점을 가지고 있다. 즉, 상기 일반적인 광교차연결 스위칭 시스템에서는, 상기 언급한 요소들에 대한 확장성(scalability)이 없다.

다음으로, 도 2를 참조하여 종래의 복합-세분도 광교차연결(MG OXC : Multi-Granularity Optical cross Connect) 스위칭 시스템을 설명한다.

상기 도 2의 복합-세분도 광교차연결 스위칭 시스템은 적절한 수준의 복잡도(complexity)를 유지하면서 광전달망의 용량을 증대시키기 위하여 제안되었다. 상기 도 2의 스위칭 시스템은 L. Noirie와 C. Blaizot에 의해 제안된 논문(명칭 : "Multi-Granularity Optical Cross Connect"; 게재지 : ECOC200, Munich; page : 269-270; 발표연월일 : Sep. 2000)에 기재되어 있다.

도 2를 참조하면, 상기 복합-세분도 광교차연결 스위칭 시스템은 광섬유 교차연결(FXC : fiber cross connect) 스위치(210), 광파장대역 교차연결(BXC : bandwidth cross connect) 스위치(220) 및 광파장 교차연결(WXC : wavelength cross connect) 스위치(230)로 구성된다.

상기 각 스위치(210, 220, 230)는 교차연결 스위칭을 수행하는 공간분할 스위치(211, 221, 231)를 하나씩 가지고 있다. 입력 광섬유(A)와 출력 광섬유(B)는 FXC 스위치(210)에만 연결되어 있고, 공간분할 스위치(211)에서는 입력 광섬유(A) 및 국부망 또는 BXC 스위치(220)로부터의 광섬유와, 출력 광섬유(B) 및 국부망 또는 BXC 스위치(220)로 향하는 광섬유 사이의 교차연결 스위칭이 수행된다. 상기 입력 광섬유의 일부는 추출 광섬유(추출F)로서 국부망(local network, 도시하지 않음)에 보내지는 한편, 일부는 BXC 스위치(220)에 보내진다.

BXC 스위치(220)에서는, 역다중화기(222, 223)에 의해 입력 광섬유의 광섬유-광파장대역 변환이 이루어진다. 상기 변환에 의해 얻어진 광파장대역들은 공간분할 스위치(221)에 입력되고, 상기 공간분할 스위치(221)에서 그 일부는 추출 광파장대역(추출B)으로서 국부망에 보내지는 한편, 일부는 WXC 스위치(230)에 보내진다. 공간분할 스위치(221)에서는 입력 광파장대역 및 국부망 또는 WXC 스위치(230)로부터의 광파장대역과, 출력 광파장대역 및 국부망 또는 WXC 스위치(230)로 향하는 광파장대역 사이의 교차연결 스위칭이 수행한다. 공간분할 스위치(221)의 출력 광파장대역들은 다중화기(224, 225)에 의해 광파장대역-광섬유 변환을 거쳐서, 상기 FXC 스위치(210)에 보내진다.

WXC 스위치(230)에서는, 역다중화기(232, 233)에 의해 상기 BXC 스위치(220)로부터 보내진 광파장대역의 광파장대역-광파장 변환이 수행되고, 그 결과 얻어진 광파장이 공간분할 스위치(231)에 입력된다. 또한, 공간분할 스위치(231)는 국부망으로부터 삽입 광파장(삽입W)을 제공받는 한편, 국부망에 추출 광파장(추출W)을 제공한다. 공간분할 스위치(231)의 출력 광파장은 다중화기(234, 235)에 의해 광파장-광파장대역 변환을 거쳐서, 상기 BXC 스위치(220)에 제공된다. 상기 공간분할 스위치(231)는 입출력 광파장들 사이의 교차연결 스위칭을 수행한다.

상기 설명된 스위칭 시스템은 복합-세분도에 따른 스위칭 기능을 갖는 구조이지만, 자세히 살펴보면, 제일 하위 단인 FXC 스위치만이 광전달망과 정합하고 있으므로 근본적으로는 파장자원을 평면적으로 사용하는 구조이다. 그럼에도 불구하고, 복합-세분도에 따른 스위칭 기능 덕분에, 광파장을 기초로 하여 트래픽이 광파장대역(wave band) 또는 광섬유 단위로 규합(aggregation)되어 있는 경우, 다중화된 파장을 모두 분리해서 스위칭 하지 않고 이 규합(aggregated)된 단위로 스위칭하면 된다. 따라서, 광교차연결 스위칭 시스템의 공간분할 스위칭 패브릭(fabric)이 단순화될 수 있는 잇점이 있다. 즉, 교차연결할 파장의 수가 증가할수록 그에 비례해서 광교차연결(OXC) 스위칭 시스템이 더욱 단순화된다. 그러나, 광전달망에 포함된 파장자원은 여전히 평면적으로 사용되므로, 파장자원의 3차원적 사용에 의한 망 구조의 효율화에는 기여하지 못한다. 또한, 효율적인 광전달망을 구성하기 위해 파장자원의 3차원적 사용에 요구되는 중요한 전제조건 5가지를 만족하지 못하고 있다.

상기 전제조건은 다음과 같다.

첫째, 광교차연결 스위칭 시스템에 기능분리성(modularity)이 있어서, 망 내에서의 위치에 따라 FXC, BXC, WXC 스위칭 기능의 가감이 용이해야 한다.

둘째, FXC, BXC, WXC의 각 단(stage)에서 삽입 또는 추출되는 링크 수가 용이하게 가변될 수 있어야 한다.

셋째, FXC, BXC, WXC 각 단이 독립적으로 광전달망과 연결될 수 있어야 한다.

넷째, OXC 스위칭 시스템의 내부적인 형상 변화가 해당 OXC 스위칭 시스템이 연결되는 광전달망에는 영향을 전혀 주지 않아야 한다.

다섯째, OXC 스위칭 시스템이 망의 형상변화(즉, 망을 연결하는 링크 수의 변화)에 용이하게 적응해야 한다.

상기 OXC 스위칭 시스템의 이러한 구조적인 단점들이 본 발명에 대한 동기를 부여하였다. 좀더 자세히 살펴보면, 도 2에서 삽입/추출 포트(C1,C2,C3 및 D1,D2,D3)는 물리적으로 고정되어 있으므로, 이것을 변경할 때에는 각 공간분할 스위치의 입출력 포트들을 수작업으로 변경해야 한다. 더욱이, 삽입/추출 포트의 수와 입출력 포트(A, B)의 수는 상호 의존적이므로, 추출/삽입 포트의 변화는 곧바로 입출력 포트에 영향을 주어, 망 형상에 영향을 미친다. 구조적인 면을 좀더 살펴보면, FXC, BXC, WXC 스위치가 서로 물리적으로 상호 연결되어 있으므로, 분리 또는 결합에 어려움이 있고, 분리 또는 결합 시에 관련된 포트들(C, D)의 변화를 유발하기 때문에, 위에서 언급된 바와 같이, 입/출력 포트 또는 경우에 따라서 망의 형상에도 영향을 주게 된다.

한편, 광교차연결 스위칭 시스템에 관한 선행기술로서, "Optical wavelenth-space cross connect switch architecture"가 유럽특허 EP-1076469A2(2001년 2월14일)로서 등록된 바 있다.

상기 선행특허는 한 개 또는 다수의 광파장 분리기들에 의해서 배분된 파장다중 입력신호를 수신하고, 다수의 광결합기에 의해 다중화되는 파장다중 출력신호를 생성하는 다수의 파장-선택형 광교차연결(WSXC) 스위치 패브릭으로 구성된다. 상기 파장-선택형 광교차연결(WSXC) 스위치는 파장선택 소자로서 FBG(Fiber Bragg Grating)을 채택하고 있다. 이러한 구조를 사용함으로써, 각각의 파장-선택형 광교차연결 스위치에 의해 처리되는 파장다중 채널들의 수는 파장다중화된 입력신호에 내재된 채널들의 수보다 줄어들게 된다. 또한, 각 파장-선택형 광교차연결 스위치에 의해 처리되는 근접 채널 사이의 파장간격은 파장다중화된 입력신호 내의 근접 채널 사이의 간격보다 넓어진다. 따라서, 상기 선행특허의 구조는 광교차연결 스위치의 한 패스(path)를 형성하기 위해서 필요로 하는 파장선택 소자의 수를 대폭 감소시킬 수 있다.

그러나, 상기 선행특허는 광파장 단위의 교차연결만을 고려한 스위치 구조를 제안하고 있을 뿐, 광파장, 광파장대역 및 광섬유와 같은 파장자원을 3차원적으로 스위칭하는 구조를 제안하고 있지는 않다.

본 발명은 상기한 바와 같은 기술적 배경 하에 이루어진 것으로서, 광섬유, 광파장대역 및 광파장을 통해 광전달망과 정합하게 함으로써 3차원적인 파장자원을사용할 수 있는 다차원 광교차연결 스위칭 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 두개의 교차연결 스위치를 대칭적으로 배열하고, 두 스위치 사이에서 삽입/추출(add/drop) 링크를 스위칭하기 위한 삽입/추출 스위치를 추가하여 각 파장자원에 대한 스위칭부를 구성함으로써 광전달망의 변화를 쉽게 수용할 수 있는 광교차연결 스위칭 시스템을 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 일반적인 광교차연결 스위칭 시스템의 구성도.

도 2는 종래의 복합-세분도(multi-granularity) 광교차연결 스위칭 시스템의 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 다차원 광교차연결 스위칭 시스템의 구성도.

도 4a는 상기 도 3의 삽입/추출 스위치와 교차연결 스위치 사이의 관계를 도시한 구성도.

도 4b는 상기 도 3의 단간 연결부를 도시한 구성도.

도 5a는 본 발명에 적용될 수 있는 삽입/추출 스위치가 단일 광링크에 사용될 때의 구성도.

도 5b 및 도 5c는 상기 삽입/추출 스위치의 스위칭 상태에 따른 신호 연결을 보여주는 구성도.

도 6a는 본 발명에 적용될 수 있는 삽입/추출 스위치가 복수 광링크에 사용될 때의 구성도.

도 6b 및 도 6c는 상기 도 6a의 삽입/추출 스위치가 정렬된 포트 사이에 사용될 경우와 정렬되지 않은 포트 사이에 사용될 경우의 구성도.

도 7a는 본 발명의 다차원 광교차연결 스위칭 시스템의 구조도.

도 7b는 광파장의 대역폭에 따라 파장-계층적으로 구성된 광전달망과 광교차연결 스위칭 시스템의 구조도.

도 7c는 링크의 속도에 따라 파장-계층적으로 구성된 광전달망과 광교차연결 스위칭 시스템의 구조도.

도 8은 파장자원을 계층적으로 사용하여 구축된 광전달망의 예를 도시한 도면.

도 9a는 상기 도 2의 스위칭 시스템 내의 한 교차연결 스위치를 등가적으로 모델링한 구성도.

도 9b는 상기 도 9a에 도시된 스위칭 시스템의 블록킹 특성을 도시한 그래프.

도 9c는 상기 도 3의 스위칭 시스템을 등가적으로 모델링한 구성도.

도 10a는 본 발명에 따른 광교차연결 스위칭 시스템의 하나의 계층을 도시한 구성도.

도 10b는 상기 도 10a에 도시된 스위칭 시스템의 용량 증대성을 설명하는 구성도.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

310 : 광섬유층 스위칭부 320 : 제1단간 연결부

330 : 광파장대역층 스위칭부 340 : 제2단간 연결부

350 : 광파장층 스위칭부 360 : 국부망

311, 331, 351 : 전치 증폭기 313, 335, 355 : 삽입/추출 스위치

332, 333, 352, 353 : 역다중화기 337, 338, 357, 358 : 다중화기

315, 339, 359 : 후치 증폭기 312, 314 : 광섬유 교차연결 스위치

334, 336 : 광파장대역 교차연결 스위치 354, 356 : 광파장 교차연결 스위치

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

입력 광섬유와 출력 광섬유를 통해 광전달망과 정합하도록 구성되고, 입/출력 광섬유에 대한 교차연결 스위칭을 수행하는 한편, 입력 광섬유의 일부를 상위 계층으로 추출하고, 상위 계층으로부터 전송된 광섬유를 삽입하는 광섬유층 스위칭부;

입력 광파장대역과 출력 광파장대역을 통해 광전달망과 정합하도록 구성되고, 입/출력 광파장대역에 대한 교차연결 스위칭을 수행하는 한편, 상기 광섬유층 스위칭부에서 추출된 광섬유를 변환하여 광파장대역을 얻고, 상기 얻어진 광파장대역과 상기 입력 광파장대역 중의 일부를 상위 계층으로 추출하고, 상위 계층으로부터 전송된 광파장대역을 삽입하며, 상기 교차연결 스위칭된 광파장대역 중 일부를 광섬유로 변환하여 하위 계층에 전송하는 광파장대역층 스위칭부;

입력 광파장과 출력 광파장을 통해 광전달망과 정합하도록 구성되고, 입/출력 광파장에 대한 교차연결 스위칭을 수행하는 한편, 상기 광파장대역층 스위칭부에서 추출된 광파장대역을 변환하여 광파장을 얻고, 상기 얻어진 광파장과 상기 입력 광파장 중 일부를 국부망으로 추출하고, 국부망으로부터 전송된 광파장을 삽입하며, 상기 교차연결 스위칭된 광파장 중 일부를 광파장대역으로 변환하여 하위 계층에 전송하는 광파장층 스위칭부;

상기 광섬유층 스위칭부와 상기 광파장대역층 스위칭부 사이의 삽입/추출을 위한 인터페이싱을 수행하는 제1단간 연결부; 및

상기 광파장대역층 스위칭부와 상기 광파장층 스위칭부 사이의 삽입/추출을 위한 인터페이싱을 수행하는 제2단간 연결부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 3에는 본 발명에 따른 다차원 광교차연결 스위칭 시스템의 구성이 도시되어 있다.

상기 도 3을 참조하면, 본 발명의 다차원 광교차연결 스위칭 시스템은 광섬유층 스위칭부(310), 광파장대역층 스위칭부(330) 및 광파장층 스위칭부(350)로 이루어진다. 상기 광섬유층 스위칭부(310)와 상기 광파장대역층 스위칭부(330) 사이에는 제1단간 연결부(interstage connector)(320)가 구비되어 있고, 상기 광파장대역층 스위칭부(330)와 상기 광파장층 스위칭부(350) 사이에는 제2단간 연결부(340)가 구비되어 있다.

상기 광섬유층 스위칭부(310)는 광섬유를 교차연결 스위칭하며, 입력 광섬유(A(F))와 출력 광섬유(B(F))를 통해 광전달망과 정합한다. 상기 광파장대역층 스위칭부(330)는 광파장대역을 교차연결 스위칭하며, 입력 광파장대역(A(B))과 출력 광파장대역(B(B))을 통해 광전달망과 정합한다. 상기 광파장층 스위칭부(350)는 광파장을 교차연결 스위칭하며, 입력 광파장(A(W))과 출력 광파장(B(W))을 통해 광전달망과 정합한다. 상기 광파장층 스위칭부(350)는 포트(D3, C3)를 통해 국부망(local network)(360)과 연결되어 있다.

본 실시예에서는 3계층 구조의 광교차연결 스위칭 시스템이 설명되었으나, 이것은 본 발명의 한 실시예에 불과하다. 경우에 따라서는, 각 계층을 개별적으로 사용하거나 2계층 이상의 조합으로 사용할 수도 있고, 필요할 경우에는 3계층 이상으로 층의 수를 확장하여 스위칭 시스템을 구성할 수도 있다.

각 스위칭부를 보다 상세하게 살펴보면, 상기 광섬유층 스위칭부(310)는 두 개의 광섬유 교차연결(FXC : fiber cross connect, 이하, "FXC"라 함) 스위치(312, 314), 상기 두 FXC 스위치(312, 314) 사이에 연결된 삽입/추출 스위치(313), 상기 FXC 스위치(312)의 입력측에 연결된 전치 증폭기(pre-amplifier)(311) 및 상기 FXC 스위치(314)의 출력측에 연결된 후치 증폭기(post-amplifier)로 이루어져 있다.

상기 광파장대역층 스위칭부(330)는 두 개의 광파장대역 교차연결(BXC : band cross connect, 이하, "BXC"라 함) 스위치(334, 336), 상기 두 BXC 스위치(334, 336) 사이에 연결된 삽입/추출 스위치(335), 상기 BXC 스위치(334)의 입력측에 연결된 역다중화기(332, 333), 상기 역다중화기(332, 333)의 입력측에 연결된 전치 증폭기(331), 상기 BXC 스위치(336)의 출력측에 연결된 다중화기(337, 338) 및 상기 다중화기(337, 338)의 출력측에 연결된 후치 증폭기(339)로 이루어져 있다.

상기 광파장층 스위칭부(350)는 두 개의 광파장 교차연결(WXC : wavelengthcross connect, 이하, "WXC"라 함) 스위치(354, 356), 상기 두 WXC 스위치(354, 356) 사이에 연결된 삽입/추출 스위치(355), 상기 WXC 스위치(354)의 입력측에 연결된 역다중화기(352, 353), 상기 역다중화기(352, 353)의 입력측에 연결된 전치 증폭기(351), 상기 WXC 스위치(356)의 출력측에 연결된 다중화기(357, 358) 및 상기 다중화기(357, 358)의 출력측에 연결된 후치 증폭기(359)로 이루어져 있다.

상기 제1단간 연결부(320)는 상기 광섬유층 스위칭부(310)와 상기 광파장대역층 스위칭부(330) 사이에서 인터페이싱을 수행한다. 보다 구체적으로, 상기 제1단간 연결부(320)는 삽입 포트(C1) 및 추출 포트(D1)를 통해 상기 광섬유층 스위칭부(310)의 삽입/추출 스위치(313)와 연결되어 있다. 상기 제1단간 연결부(320)의 내부 배선을 통해, 상기 삽입 포트(C1)는 상기 광파장대역층 스위칭부(330)의 후치 증폭기(339) 출력측과 연결되고, 상기 추출 포트(D1)는 상기 광파장대역층 스위칭부(330)의 전치 증폭기(331) 입력측과 연결되어 있다.

상기 제2단간 연결부(340)는 상기 광파장대역층 스위칭부(330)와 상기 광파장층 스위칭부(350) 사이에서 인터페이싱을 수행한다. 보다 구체적으로, 상기 제2단간 연결부(340)는 삽입 포트(C2) 및 추출 포트(D2)를 통해 상기 광파장대역층 스위칭부(330)의 삽입/추출 스위치(335)와 연결되어 있다. 상기 제2단간 연결부(340)의 내부 배선을 통해, 상기 삽입 포트(C2)는 상기 광파장층 스위칭부(350)의 후치 증폭기(359) 출력측과 연결되고, 상기 추출 포트(D2)는 상기 광파장층 스위칭부(350)의 전치 증폭기(351) 입력측과 연결되어 있다. 한편, 국부망(local network)(360)은 삽입 포트(C3)와 추출 포트(D3)를 통해 상기 광파장층스위칭부(350)의 삽입/추출 스위치(355)에 연결되어 있다.

상기 도 3에 도시되어 있듯이, 본 발명에 따른 다차원 광교차연결 스위칭 시스템은 광섬유, 광파장대역, 광파장을 각각 독립적으로 정합할 수 있는 3계층의 스위칭부로 이루어져 있고, 각 스위칭부는 두 개의 교차연결 스위치가 좌우에 대칭적으로 설치되어 있으며, 각 교차연결 스위치 사이에는 삽입/추출/통과 상태를 스위칭하기 위한 삽입/추출 스위치가 구비되어 있다.

상기한 구성에서, 전치 증폭기는 본 발명의 다차원 광교차연결 스위칭 시스템으로 들어오는 신호가 시스템 내에서 원활히 스위칭될 수 있도록 일정 수준으로 신호세기를 증폭시킨다. 후치 증폭기는 다차원 광교차연결 스위칭 시스템에서 출력되는 신호가 장거리 전송에 지장이 없도록 일정 수준으로 신호의 세기를 증폭시킨다. 다중화기는 복수의 광파장을 광섬유 또는 광파장대역으로 파장을 다중화 시키며, 역다중화기는 광섬유 또는 광파장대역에 다중화 되어있는 광파장을 분리시킨다.

다음으로, 이와 같이 구성된 다차원 광교차연결 스위칭 시스템의 동작을 설명한다.

상기 광섬유층 스위칭부(310)에서는 한 쌍의 FXC 스위치(312, 314)가 입력 광섬유(A(F))와 출력 광섬유(B(F)) 사이에서 교차연결을 수행한다. 구체적으로, 상기 FXC 스위치(312)는 입력 광섬유(A(F))들 중 임의의 광섬유들을 삽입/추출 스위치(313)로 보내고, 상기 삽입/추출 스위치(313)는 이 광섬유들을 추출 포트(D1)로 스위칭시킨다. 입력 광섬유(A(F))들 중 나머지 광섬유들은 FXC 스위치(314)로 보내져서, 필요시에 2차로 스위칭된 후, 후치 증폭기(315)에 의해 증폭된다. 삽입/추출 스위치(313)는 상기 FXC 스위치(312)로부터 보내진 광섬유들을 추출 포트(D1)에 스위칭시키며, 이 광섬유들은 제1단간 연결부(320)를 통해 상기 광파장대역층 스위칭부(330)의 전치 증폭기(331)에 입력된다. 이와 동시에, 상기 삽입/추출 스위치(313)는 상기 제1단간 연결부(320)의 삽입 포트(C1)를 통해 삽입 광섬유들을 받아들이고, 이 광섬유들을 상기 FXC 스위치(314)에 스위칭시킨다. 상기 FXC 스위치(314)는 상기 FXC 스위치(312)로부터 도달한 광섬유들과 상기 삽입/추출 스위치(313)로부터 도달한 삽입 광섬유들을 교차연결시키며, 이들 광섬유들은 후치 증폭기(315)에 의해 증폭된 후, 출력 광섬유(B(F))로서 광전달망에 제공된다.

상기 광파장대역층 스위칭부(330)에서는 한 쌍의 BXC 스위치(334, 336)가 입력 광파장대역(A(B))과 출력 광파장대역(B(B)) 사이에서 교차연결을 수행한다. 구체적으로, 입력 광파장대역(A(B))은 전치 증폭기(331)에 의해 증폭된 후, 역다중화기(332)에 의해 역다중화되어 BXC 스위치(334)에 입력되고, 상기 광섬유층 스위칭부(310)에서 추출된 광섬유는 전치 증폭기(331)에 의해 증폭된 후, 역다중화기(333)에 의해 광파장대역으로 역다중화되어 BXC 스위치(334)에 입력된다. 상기 FXC 스위치(334)는 입력된 광파장대역들 중 임의의 광파장대역들을 삽입/추출 스위치(335)로 보내고, 상기 삽입/추출 스위치(335)는 이 광파장대역들을 추출 포트(D2)로 스위칭시킨다. 이와 동시에, 상기 삽입/추출 스위치(335)는 상기 제2단간 연결부(340)의 삽입 포트(C2)를 통해 삽입 광파장대역들을 받아들이고, 이 광섬유들을 상기 BXC 스위치(336)에 스위칭시킨다. 상기 BXC 스위치(334)에 입력된광파장대역들 중 나머지 광파장대역들은 BXC 스위치(336)로 보내진다. 상기 BXC 스위치(336)로 보내진 광파장대역들 중 일부는 다중화기(337)에 의해 다중화된 후, 후치 증폭기(339)에 의해 증폭되어 출력 광파장대역(B(B))으로 광전달망에 제공된다. 나머지 광파장대역들은 다중화기(338)에 의해 광섬유로 다중화된 후, 후치 증폭기(339)에 의해 증폭되어 삽입 광섬유로서 제1단간 연결부(320)를 통해 상기 광섬유층 스위칭부(310)에 제공된다.

상기 광파장층 스위칭부(350)에서는 한 쌍의 WXC 스위치(354, 356)가 입력 광파장(A(W))과 출력 광파장(B(W)) 사이에서 교차연결을 수행한다. 구체적으로, 파장-다중화된 입력 광파장(A(W))은 전치 증폭기(351)에 의해 증폭된 후, 역다중화기(352)에 의해 역다중화되어 WXC 스위치(354)에 입력되고, 상기 광파장대역층 스위칭부(330)에서 추출된 광파장대역은 전치 증폭기(351)에 의해 증폭된 후, 역다중화기(353)에 의해 광파장으로 역다중화되어 WXC 스위치(354)에 입력된다. 상기 WXC 스위치(354)는 입력된 광파장들 중 임의의 광파장들을 삽입/추출 스위치(355)로 보내고, 상기 삽입/추출 스위치(355)는 이 광파장들을 추출 포트(D3)로 스위칭시켜서, 이 광파장들을 국부망(360)에 보낸다. 이와 동시에, 상기 삽입/추출 스위치(355)는 상기 삽입 포트(C3)를 통해 국부망(360)의 삽입 광파장들을 받아들이고, 이 광파장들을 상기 WXC 스위치(356)에 스위칭시킨다. 상기 WXC 스위치(354)에 입력된 광파장들 중 나머지 광파장들은 WXC 스위치(356)로 보내진다. 상기 WXC 스위치(356)로 보내진 광파장들 중 일부는 다중화기(357)에 의해 다중화된 후, 후치 증폭기(359)에 의해 증폭되어 출력 광파장(B(W))으로 광전달망에 제공된다. 나머지 광파장들은 다중화기(358)에 의해 광파장대역으로 다중화된 후, 후치 증폭기(339)에 의해 증폭되어 삽입 광파장대역으로서 제2단간 연결부(340)를 통해 상기 광파장대역층 스위칭부(330)에 제공된다.

도 4a에는 상기 도 3의 삽입/추출 스위치(313)와 교차연결 스위치들(312, 314) 사이의 연결관계가 도시되어 있다. 교차연결 스위치(312)의 출력 중 일부는 상기 삽입/추출 스위치(313)의 스위칭에 의해 상위 계층으로 추출되고, 상위 계층에서 삽입된 광섬유들은 상기 삽입/추출 스위치(313)의 스위칭에 의해 교차연결 스위치(314)로 보내짐을 알 수 있다. 또한, 본 발명의 각 스위칭부에서는 두 개의 교차연결 스위치가 좌우에 대칭적으로 위치하고, 그 사이에 삽입/추출 스위치가 위치한다. 이러한 대칭적 구조는, 단일 교차연결 스위치로 구성된 기존의 구조에 비해, 스위칭부의 입력과 출력에 영향을 주지 않는 상태에서 신호의 삽입/추출 링크 수를 변화시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 발명에서는 두 개의 교차연결 스위치 사이에 있는 삽입/추출 스위치에 의해서 이러한 내부적인 형상변경을 자동으로 할 수 있는 장점이 있다.

도 4b에는 상기 도 3의 제1단간 연결부(320)가 도시되어 있다. 상기 제1단간 연결부(320)의 상부에 표기된 포트(A2, B2)는 설명의 편의를 위해 첨가된 것이다. 본 발명에서 사용된 단간 연결부는 광섬유층 스위칭부(310), 광파장대역층 스위칭부(330) 및 광파장층 스위칭부(350)의 어느 둘 사이에 위치하며, 그 두 개의 스위칭부 사이에서 삽입/추출 포트들의 인터페이스를 수행한다. 이것에 의해서, 광섬유층 스위칭부, 광파장대역층 스위칭부 및 광파장층 스위칭부가 각각 단독으로 또는복합적으로 사용되는 것이 가능해지며, 광교차연결 스위칭 시스템의 기능 분리성(modularity)이 달성된다. 상기 단간 연결부는 내부 배선에 의해 서로 연결된 추출 포트(D1, A2) 및 삽입 포트(C1, B2)로 구성되어 있고, 장착되는 포트의 수는 필요에 따라 추가될 수 있다. 따라서, 장착된 최대 포트 수의 범위 내에서 가변적으로 상위 계층과 하위 계층이 연결될 수 있다.

도 5a 내지 도 5c에는 본 발명에 적용될 수 있는 단일 광링크를 갖는 삽입/추출 스위치와, 이러한 삽입/추출 스위치의 스위칭 상태를 설명하기 위한 구성이 도시되어 있다.

도 5a에 도시되어 있듯이, 교차연결 스위치(51)의 추출 링크(A)는 삽입/추출 스위치(52)의 스위칭에 의해 링크(D)로 연결된다. 또한, 상위 계층의 삽입 링크(C)는 삽입/추출 스위치(52)의 스위칭에 의해 링크(B)를 통해 교차연결 스위치(53)에 연결된다. 도 5b에는 삽입/추출 스위치(52)가 삽입/추출 상태일 때의 내부 스위칭 상태가 도시되어 있다. 즉, 포트(A)와 포트(D)가 내부적으로 서로 연결되고, 포트(C)와 포트(B)가 내부적으로 서로 연결된다. 도 5c에는 삽입/추출 스위치(52)가 통과 상태일 때의 내부 스위칭 상태가 도시되어 있다. 경우에 따라, 예를 들어 삽입/추출이 필요하지 않는 경우에는, 포트(A)와 포트(B)를 서로 연결시켜서 두 교차연결 스위치의 링크가 직접 연결된다. 이 경우에는, 도 5c에서 포트(C)와 포트(D)가 연결되지 않아도 된다.

도 6a에는 본 발명에 적용될 수 있는 복수 광링크를 정합하는 삽입/추출 스위치가 도시되어 있고, 도 6b 및 도 6c에는 상기 도 6a의 삽입/추출 스위치가 정렬된 포트(aligned port) 사이에 사용될 경우와 정렬되지 않은 포트(misaligned port) 사이에 사용될 경우의 삽입/추출 스위치가 도시되어 있다.

도 6a에 도시되어 있듯이, 삽입/추출 스위치(62)의 입출력 포트 수를 확장함으로써, 상기 삽입/추출 스위치(62)가 복수 광링크의 삽입/추출에 대해서도 대처할 수 있음을 알 수 있다. 도 6b의 삽입/추출 스위치(62)는 일반적인 n x n 공간분할 스위치로 구현될 수 있으며, 도 6b의 구성은 수평적으로 정렬된(혹은 고정된) 포트 사이에서 상기 스위치(62)가 삽입, 추출 및 통과 상태를 스위칭하는 것을 보여준다. 도 6c의 구성은 임의로 배열된 포트들 사이에서 상기 스위치(62)가 삽입, 추출 및 통과 상태를 스위칭하는 것을 보여준다.

이상으로 설명된 바와 같이, 본 발명의 광교차연결 스위칭 시스템은 광섬유, 광파장대역 및 광파장과 같은 파장자원을 계층적으로 이용하도록 구성될 수 있다. 도 7a는 본 발명의 광교차연결 스위칭 시스템이 다차원적인 구조를 갖는다는 것을 보여주기 위한 도면으로서, 광파장 전달평면, 광파장대역 전달평면, 광섬유 전달평면으로 구성된 다차원 광전달망을 나타내고 있다. 도 7b에는 광파장의 대역폭 단위를 기준으로 여러 개의 광교차연결 스위칭 시스템을 연결하여 구성한 광전달망의 일예가 도시되어 있다. 도 7c에는 링크의 속도를 기준으로 여러 개의 광교차연결 스위칭 시스템을 연결하여 구성한 광전달망의 일예가 도시되어 있다. 이들 두 경우에 있어서, 임의의 광전달망에 포함된 노드들을 파장으로 연결할 때, 주어진 파장자원에 대해서 파장자원을 수평적으로 사용하는 것보다 파장자원을 계층적으로 이용하는 것이 훨씬 더 많은 연결로(connection path)를 구성할 수 있게 한다.

도 8에는 파장자원을 계층적으로 사용하여 광전달망을 구축한 일예가 도시되어 있다. 도 8에서, 굵은 실선은 10개 대도시를 광섬유 단위로 연결한 것을 나타낸다. 이 때의 광섬유는 파장 당 속도가 10Gbps이고, 80개의 파장이 다중화된 것으로 가정한다. 중간 굵기의 실선은 중규모의 도시를 8개의 광파장대역 단위로 연결한 것을 나타낸다. 점선은 4개의 파장으로 다중화된 것을 나타내며, 소규모의 도시를 연결한 것이다.

상기 도 8에 도시된 광전달망의 예에서, "혜화" 노드는 (광섬유층+광파장대역층+광파장층)으로 구성된 3계층 복합 형태의 광교차연결 스위칭 시스템을 필요로 하며, "남인천" 노드는 (광파장대역층+광파장층)으로 구성된 2계층 복합 형태의 광교차연결 스위칭 시스템을 필요로 하며, "평촌" 노드는 12x12 광파장층으로 구성된 단일 계층 광교차연결 스위칭 시스템을 필요로 한다. 이러한 예로부터, 파장자원을 계층적으로 사용함에 따라 광전달망의 구조가 간단하게 되고, 동시에 체계적으로 됨을 알 수 있다. 이러한 3차원적인 파장자원 기반의 전달망에는 광섬유층, 광파장대역층 및 광파장층이 각각 또는 이들의 조합으로 구성된 복합형태의 광교차연결 스위칭 시스템이 요구됨을 알 수 있다.

다음으로, 손실 확률 분석(loss probability analysis), 삽입 손실 분석(insertion loss analysis), 구조적 특성(architectural features) 및 용량 증대성(scalability)의 관점에서, 상기 설명된 본 발명의 광교차연결 스위칭 시스템과 도 2에 도시된 종래의 스위칭 시스템을 비교, 분석한다.

(손실 확률 분석)

블록킹 특성을 비교 및 분석하기 위해서, 도 2에 도시된 기존의 스위칭 시스템은 도 9a와 같이 등가적으로 표현될 수 있다. 다음의 두가지 조건 하에서, 블록킹 특성(B)은 아래와 같이 간단히 표현된다.

(a) m+p = n+q,

(b) p cannot go to q

위와 같이 표현된 블록킹 특성을 상황별로 살펴보면 다음과 같다.

1) B = 0, for mα= q = N - n

2) B =, for mα< q

3) B =, for mα> q

상기 결과를 종합하면, 블록킹 특성은 도 9b와 같이 그래프로 표현될 수 있다. 도 9b에 도시되어 있듯이, mα= q = N - m 인 경우에 블록킹 특성이 최저값을 가지며, 이 점을 벗어나면 블록킹이 존재한다. 특히, 구조적인 원인으로 인해, mα< q인 경우에도 블록킹이 발생하므로, 삽입 및 추출 포트 수가 동일해야 한다. 즉, 기존의 스위칭 시스템에서는 비대칭적인 삽입/추출 포트의 설정이 불가능하다.

한편, 본 발명의 다차원 광교차연결 스위칭 시스템은 도 9c와 같이 등가적으로 표현될 수 있으며, 그 블록킹 특성은 아래와 같이 주어진다.

, for mα> q

B = 0, for mα≤ q

즉, 본 발명의 스위칭 시스템에서는 기존의 스위칭 시스템과 달리 mα≤ q인 경우에는 블록킹이 없다. 이러한 결과는 mα≤ q를 충족시키는 조건 내에서 비대칭적인 삽입 및 추출 포트의 설정이 가능함을 의미한다.

(삽입 손실 분석)

삽입 손실을 분석하기 전에, 삽입 손실 특성을 미리 가정한다.

먼저, 교차연결 스위치, 다중화기, 역다중화기 및 단간 연결부의 손실에 대해서만 고려하는 것으로 가정한다. 교차연결 스위치의 손실은 2dB이고, 단간 연결부의 손실은 0.5dB이며, 다중화기 및 역다중화기의 손실은 3dB이다.

다음으로, 이러한 조건을 기초로 도 2에 도시된 기존의 스위칭 시스템과 도 3에 도시된 본 발명의 스위칭 시스템의 삽입 손실을 살펴본다.

1)기존의 스위칭 시스템에 있어서의 삽입 손실

경로(path) 손실(dB)

(1) A→FXC→B 2

(2) A→FXC→D1→BXC→C1→FXC→B 12

(3) A→FXC→D1→BXC→D2→WXC→C2→BXC→C1→FXC→B 24

2)본 발명의 스위칭 시스템에 있어서의 삽입 손실(아래의 경로에서 "L-FXC"는 도 3에서 왼쪽에 있는 FXC 스위치를 가리키고, "R-FXC"는 오른쪽에 있는 FXC 스위치를 가리킨다.)

경로(path) 손실(dB)

(1)A(F)→L-FXC→R-FXC→B(B) 4

(2)A(F)→L-FXC→D1→L-BXC→R-BXC→B(B) 12.5

(3)A(F)→L-FXC→D1→L-BXC→R-BXC→C1→R-FXC→B(F) 15

(4)A(F)→L-FXC→D1→L-BXC→D2→L-WXC→R-WXC→B(W) 18

(5)A(F)→L-FXC→D1→L-BXC→D2→L-WXC→C3 13

(6)A(F)→L-FXC→D1→L-BXC→D2→L-WXC→R-WXC→C2→ 23.5

R-BXC→B(B)

(7)A(F)→L-FXC→D1→L-BXC→D2→L-WXC→R-WXC→C2→ 26

R-BXC→C1→R-FXC→B(F)

상기 결과를 요약하면, 본 발명의 구조가 기존의 구조에 비해 최대 삽입손실이 2dB 정도 크지만, 통상적으로 사용되는 어븀도핑 광섬유 증폭기(EDFA : Erbium-Doped Fiber Amplifier)의 증폭성능을 감안하면, 전체 손실 26dB 정도는 충분히 보상될 수 있다. 즉, 현재의 증폭기술로써 두 가지 구조를 모두 구현할 수 있으므로, 두 구조 사이에 존재하는 2dB 손실 특성 차이는 큰 의미가 없다.

(구조적 특성)

본 발명에서 제안된 다차원 광교차연결 스위칭 시스템은 광전달망에 대해 유연한 구조적 형상을 가지고 있으며, 광파장자원을 최대로 이용하기 위하여 광교차연결 스위칭 시스템이 갖추어야 할 전제조건들이 다음과 같이 모두 충족된다.

(1) 본 발명에서 제안된 다차원 광교차연결 스위칭 시스템은, 광전달망 내에서의 상기 광교차연결 스위칭 시스템의 요구 조건에 따라, 단간 연결부를 이용하여FXC, BXC, WXC 스위칭 기능을 용이하게 가감함으로써 기능 분리성(modularity)을 얻을 수 있다.

(2) 또한, 삽입/추출 스위치를 통해서 광섬유층, 광파장대역층 및 광파장층에서 각각 삽입 또는 추출되는 링크 수를 자동으로 제어함으로써, 본 발명의 다차원 광교차연결 스위칭 시스템은 내부 형상의 유연성(flexible internal configuration)을 지니고 있다.

(3) 또한, 본 발명의 다차원 광교차연결 스위칭 시스템에서는 광섬유층, 광파장대역층 및 광파장층이 각각 광전달망과 정합한다.

(4) 본 발명의 다차원 광교차연결 스위칭 시스템에서는, 각 계층을 두 개의 교차연결 스위치를 사용하여 대칭적으로 구성함으로써, 내부적인 형상변화(즉, ADS 에 의한 추출/삽입/통과 상태의 변화)가 두 교차연결 스위치 중 왼쪽 교차연결 스위치의 출력포트와 오른쪽 교차연결 스위치의 입력포트 사이에 국한된다. 따라서, 왼쪽 교차연결 스위치의 입력포트와 오른쪽 교차연결 스위치의 출력포트, 즉, 망과의 입/출력 정합 부분에는 영향을 전혀 주지 않는다.

(5) 또한, 교차연결 스위치를 대칭적으로 구성하고, 그 사이에 삽입/추출 스위치를 위치시켜서 추출/삽입/통과 상태의 자동제어를 수행함으로써, 내부적 형상의 높은 융통성이 얻어져서 외부 광전달망의 변화에 대한 적응력이 높아진다. 이와 동시에, 각 계층의 모듈 구조는 외부 망의 형상변화를 계층적으로 수용하므로, 전체적으로 외부망의 형상변화에 쉽게 적응할 수 있다. 이러한 구조적인 개선효과는 도 8의 예에 잘 나타나 있다. 보다 구체적으로, "혜화" 노드의 경우에 파장-계층적구조의 광전달망은 5x5 FXC, 9x9 BXC, 28x28 WXC로 구성된 3계층 광교차연결 스위칭 시스템으로 구성된다. 물리적으로는 5x5, 9x9, 28x28 광공간분할 스위치가 각각 2개씩 소요되므로, 현재의 광공간분할 스위치 기술(예를 들어, MEMS(Micro Electro Mechanical Systems))로도 충분히 단위 스위칭 칩 6개를 이용하여 광교차연결 스위칭 시스템을 구성할 수 있다(ADS 제외). 그러나, 파장을 평면적으로 쓸 경우에는 500x500 WXC를 필요로 하게 되며, 이를 32x32 광공간분할 스위치들로 막힘없는 클로스(Clos) 구조를 구성할 경우 총 100개의 단위 스위치 칩이 소요된다. 스위칭 칩 개수에 대한 단순한 비교만으로도 그 효율성의 높고 낮음이 확실하지만, 더 중요한 것은 파장-평면적인 광전달망의 경우에는 노드 수가 증가하면서 망 전체 구조의 복잡도가 기하급수적으로 증가하므로, 망의 유지 및 관리 기능과 비용이 비례적으로 증가하고, 무엇보다도 복잡도가 커질수록 신호처리의 지연 및 오류가 비례적으로 증가한다.

(용량 증대성)

제안된 본 발명의 구조는, 도 10a에 도시된 바와 같이, 앞서 기술한 블록킹 특성 면에서의 장점을 가질 뿐만 아니라, 두 개의 교차연결 스위치 사이에 삽입/추출 스위치가 설치된 구조이기 때문에, 광신호 연결로의 설정 및 재설정을 하는데 있어서 시스템의 입/출력 포트 사이에 다양한 연결로가 얻어진다는 잇점을 가진다. 더욱 중요한 것은 입/출력 포트 수를 늘릴 필요가 있는 경우, 도 10b에 예시된 바와 같이, 복수의 단위 공간분할 스위치를 세로로 배열 할 필요가 있고, 이 경우 약간의 변형으로, 예를 들어, 비블록킹(Non-blocking) 형태의 3 단 클로스(Clos) 구조를 자연스럽게 구성할 수 있으므로, 본 발명의 다차원 광교차연결 스위칭 시스템은 우수한 용량 증대성을 가진다.

이상으로 설명된 바와 같이, 본 발명의 다차원 광교차연결 스위칭 시스템은 광섬유층 스위칭부, 광파장대역층 스위칭부 및 광파장층 스위칭부를 통해 광전달망과 각각 정합할 수 있도록 구성함으로써 파장자원을 3차원적으로 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 스위칭 시스템은 두 개의 교차연결 스위치를 대칭적으로 배열하고, 두 스위치 사이에 삽입/추출 스위치를 위치시킴으로써 광전달망의 링크 변화를 쉽게 수용할 수 있다.

위에서 양호한 실시예에 근거하여 이 발명을 설명하였지만, 이러한 실시예는 이 발명을 제한하려는 것이 아니라 예시하려는 것이다. 이 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자는 이 발명의 기술사상을 벗어남이 없이 위 실시예에 대한 다양한 변화나 변경 또는 조절이 가능함이 자명할 것이다. 그러므로, 이 발명의 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 한정될 것이며, 위와 같은 변화예나 변경예 또는 조절예를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (11)

1. 입력 광섬유와 출력 광섬유를 통해 광전달망과 정합하도록 구성되고, 입/출력 광섬유에 대한 교차연결 스위칭을 수행하는 한편, 입력 광섬유의 일부를 상위 계층으로 추출하고, 상위 계층으로부터 내려온 광섬유를 삽입하는 광섬유층 스위칭부;

   입력 광파장대역과 출력 광파장대역을 통해 광전달망과 정합하도록 구성되고, 입/출력 광파장대역에 대한 교차연결 스위칭을 수행하는 한편, 상기 광섬유층 스위칭부에서 추출된 광섬유를 변환하여 광파장대역을 얻고, 상기 얻어진 광파장대역과 상기 입력 광파장대역 중의 일부를 상위 계층으로 추출하고, 상위 계층으로부터 내려온 광파장을 삽입하며, 상기 교차연결 스위칭된 광파장대역 중 일부를 광섬유로 다중화하여 하위 계층에 내려보내는 광파장대역층 스위칭부;

   입력 광파장과 출력 광파장을 통해 광전달망과 정합하도록 구성되고, 입/출력 광파장에 대한 교차연결 스위칭을 수행하는 한편, 상기 광파장대역층 스위칭부에서 추출된 광파장대역을 변환하여 광파장을 얻고, 상기 얻어진 광파장과 상기 입력 광파장 중 일부를 국부망으로 추출하고, 국부망으로부터 전송된 광파장을 삽입하며, 상기 교차연결 스위칭된 광파장 중 일부를 광파장대역으로 변환하여 하위 계층에 전송하는 광파장층 스위칭부;

   상기 광섬유층 스위칭부와 상기 광파장대역층 스위칭부 사이의 삽입/추출을 위한 인터페이싱을 수행하는 제1단간 연결부; 및

   상기 광파장대역층 스위칭부와 상기 광파장층 스위칭부 사이의 삽입/추출을 위한 인터페이싱을 수행하는 제2단간 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다차원 광교차연결 스위칭 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 광섬유층 스위칭부는

   입력 광섬유를 교차연결 스위칭하여, 일부는 상위 계층으로 추출하고 나머지는 통과시키는 제1광섬유 교차연결 스위치;

   상위 계층에서 삽입된 광섬유와, 상기 제1광섬유 교차연결 스위치에서 통과된 광섬유를 교차연결 스위칭하여, 출력 광섬유로서 제공하는 제2광섬유 교차연결 스위치; 및

   상기 제1 및 제2광섬유 교차연결 스위치 사이에 위치하며, 스위칭에 의하여, 상기 제1광섬유 교차연결 스위치에서 추출된 광섬유를 상기 제1단간 연결부에 보내고, 삽입을 위하여 상기 제1단간 연결부로부터 도달한 광섬유를 상기 제2광섬유 교차연결 스위치에 전달하는 삽입/추출 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 다차원 광교차연결 스위칭 시스템.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제1광섬유 교차연결 스위치의 입력측에 설치되어, 입력 광섬유의 신호 세기를 증폭시키는 전치 증폭기; 및

   상기 제2광섬유 교차연결 스위치의 출력측에 설치되어, 장거리 전송을 위해 출력 광섬유의 신호 세기를 증폭시키는 후치 증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다차원 광교차연결 스위칭 시스템.
4. 제1항에 있어서,

   상기 제1단간 연결부는 상기 광섬유층 스위칭부와 상기 광파장대역층 스위칭부 사이의 삽입을 위한 내부 배선과 추출을 위한 내부 배선으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 다차원 광교차연결 스위칭 시스템.
5. 제1항에 있어서,

   상기 제2단간 연결부는 상기 광파장대역층 스위칭부와 상기 광파장층 스위칭부 사이의 삽입을 위한 내부 배선과 추출을 위한 내부 배선으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 다차원 광교차연결 스위칭 시스템.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,

   상기 제1 및 제2단간 연결부의 각 내부 배선은 적어도 하나 이상의 광링크로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 다차원 광교차연결 스위칭 시스템.
7. 제4항 또는 제5항에 있어서,

   상기 제1 및 제2단간 연결부의 각 내부 배선의 수는 필요에 따라 가변될 수있음을 특징으로 하는 다차원 광교차연결 스위칭 시스템.
8. 제1항에 있어서,

   상기 광파장대역층 스위칭부는

   입력 광파장대역을 역다중화시키고, 상기 광섬유층 스위칭부에서 추출된 광섬유를 광파장대역으로 역다중화시키는 역다중화기;

   상기 역다중화기에서 제공되는 광파장대역을 교차연결 스위칭하여, 일부는 상위 계층으로 추출하고 나머지는 통과시키는 제1광파장대역 교차연결 스위치;

   상위 계층에서 삽입된 광파장과, 상기 제1광파장대역 교차연결 스위치에서 통과된 광파장대역을 교차연결 스위칭하여 출력시키는 제2광파장대역 교차연결 스위치;

   상기 제1 및 제2광파장대역 교차연결 스위치 사이에 위치하며, 스위칭에 의하여, 상기 제1광파장대역 교차연결 스위치에서 추출된 광파장대역을 상기 제2단간 연결부에 보내고, 삽입을 위하여 상기 제2단간 연결부로부터 도달한 광파장대역을 상기 제2광파장대역 교차연결 스위치에 전달하는 삽입/추출 스위치; 및

   상기 제2광섬유 교차연결 스위치에서 출력된 광파장대역 중 하위 계층으로 삽입할 광파장대역을 광섬유로 다중화시키며, 나머지 광파장대역을 다중화시켜 출력 광섬유로서 제공하는 다중화기를 포함하는 것을 특징으로 하는 다차원 광교차연결 스위칭 시스템.
9. 제8항에 있어서,

   상기 역다중화기의 입력측에 설치되어, 입력 광파장대역의 신호 세기를 증폭시키는 전치 증폭기; 및

   상기 다중화기의 출력측에 설치되어, 장거리 전송을 위해 출력 광파장대역의 신호 세기를 증폭시키는 후치 증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다차원 광교차연결 스위칭 시스템.
10. 제1항에 있어서,

    입력 광파장을 역다중화시키고, 상기 광파장대역층 스위칭부에서 추출된 광파장대역을 광파장으로 역다중화시키는 역다중화기;

    상기 역다중화기에서 제공되는 광파장을 교차연결 스위칭하여, 일부는 국부망으로 추출하고 나머지는 통과시키는 제1광파장 교차연결 스위치;

    국부망에서 삽입된 광파장대역과, 상기 제1광파장 교차연결 스위치에서 통과된 광파장을 교차연결 스위칭하여 출력시키는 제2광파장 교차연결 스위치;

    상기 제1 및 제2광파장 교차연결 스위치 사이에 위치하며, 스위칭에 의하여, 상기 제1광파장 교차연결 스위치에서 추출된 광파장을 상기 국부망에 보내고, 삽입을 위하여 상기 국부망으로부터 도달한 광파장을 상기 제2광파장 교차연결 스위치에 전달하는 삽입/추출 스위치; 및

    상기 제2광파장 교차연결 스위치에서 출력된 광파장 중에서 하위 계층으로 삽입할 광파장을 광파장대역으로 다중화시키며, 나머지 광파장을 다중화시켜 출력광섬유에 제공하는 다중화기를 포함하는 것을 특징으로 하는 다차원 광교차연결 스위칭 시스템.
11. 제10항에 있어서,

    상기 역다중화기의 입력측에 설치되어, 입력 광파장의 신호 세기를 증폭시키는 전치 증폭기; 및

    상기 다중화기의 출력측에 설치되어, 장거리 전송을 위해 출력 광파장의 신호 세기를 증폭시키는 후치 증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다차원 광교차연결 스위칭 시스템.