KR20030087415A - A Large scale Optical Cross Connect Switching System using Optical Switch fabric Modules - Google Patents
A Large scale Optical Cross Connect Switching System using Optical Switch fabric Modules Download PDFInfo
- Publication number
- KR20030087415A KR20030087415A KR1020020025484A KR20020025484A KR20030087415A KR 20030087415 A KR20030087415 A KR 20030087415A KR 1020020025484 A KR1020020025484 A KR 1020020025484A KR 20020025484 A KR20020025484 A KR 20020025484A KR 20030087415 A KR20030087415 A KR 20030087415A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- wavelength
- optical
- switch fabric
- optical switch
- wavelength conversion
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L49/00—Packet switching elements
- H04L49/10—Packet switching elements characterised by the switching fabric construction
- H04L49/101—Packet switching elements characterised by the switching fabric construction using crossbar or matrix
-
- H—ELECTRICITY
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H04Q2011/0007—Construction
- H04Q2011/0016—Construction using wavelength multiplexing or demultiplexing
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H04Q2011/0052—Interconnection of switches
- H04Q2011/0058—Crossbar; Matrix
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 광스위치 패브릭 모듈을 이용한 대용량 광교차연결 스위칭 시스템에 관한 것으로서 보다 상세하게는, 광네트워크에서 광교차연결(Optical Cross Connect;이하, OXC라 함) 스위칭 시스템의 광스위치 패브릭(fabric) 구조를 파장선택교차연결스위치(Wavelength Selective Cross Connector;이하, WSXC라 함), 파장교환교차연결스위치(Wavelength Interchange Cross Connector;이하, WIXC라 함), 또는 상기 WSXC와 WIXC를 결합한 하이브리드(Hybrid) 형태로 디자인하는 경우 상기 광스위치 패브릭을 모듈 단위로 구성하여 대용량의 광스위치 패브릭을 구성하는 광스위치 패브픽 모듈을 이용한 대용량 광교차연결 스위칭 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a large capacity optical cross-link switching system using an optical switch fabric module, and more particularly, to an optical switch fabric structure of an optical cross connect (OXC) switching system in an optical network. In the form of a Wavelength Selective Cross Connector (hereinafter referred to as WSXC), a Wavelength Interchange Cross Connector (hereinafter referred to as WIXC), or a hybrid of the WSXC and WIXC. In the case of design, the present invention relates to a high-capacity optical cross-linking switching system using an optical switch fabric module constituting the optical switch fabric in a module unit to form a large optical switch fabric.
빠른 속도로 발전하고 있는 통신기술은 사용자들에게 편리하고 질 높은 서비스를 제공하여 왔으며, 나아가 사용자의 서비스에 대한 무한한 욕구를 충족시키기 위하여 계속적으로 발전을 거듭하고 있다. 통신 네트워크에서 스위치를 통한 패킷의 전송효율 향상은 매우 중요한 문제로 인식되고 있으며 특히 OXC 스위치에서는 입력 링크 수와 출력 링크 수, 그리고 각 링크에서의 채널 수가 같으므로 입력과 출력이 대칭되는 크로스 네트워크의 구성시 매우 효율적이다.The rapidly developing communication technology has been providing convenient and high quality services to users, and is continuously developing to meet the infinite desire for user services. Improving the transmission efficiency of packets through switches in communication networks is considered to be a very important problem. City is very efficient.
종래의 일반적인 OXC 스위치 패브릭을 분류하면 도 1과 같다. 도면에 도시된바와 같이, OXC(10)는 크게 광섬유 단위의 스위칭(FXC;11)과 파장단위의 스위칭으로 구분할 수 있는데, 파장단위의 스위칭은 다시 파장변환(wavelength conversion)을 안하는 스위칭(WSXC;12)과 파장변환을 하는 스위칭(WIXC;13)으로 나눌 수 있다. 상기 파장단위의 스위칭에서 WSXC(12)와 WIXC(13)를 결합한 하이브리드 형태로 디자인된 구조도 제안되고 있는데 도 2 내지 도 4에 이러한 결합구조를 도시하고 있다.A conventional general OXC switch fabric is classified as shown in FIG. 1. As shown in the figure, the OXC 10 can be largely divided into the optical fiber unit switching (FXC) 11 and the wavelength unit switching. The switching of the wavelength unit is again performed without the wavelength conversion (WSXC); 12) and the wavelength conversion switching (WIXC; 13). A structure designed in a hybrid form combining the WSXC 12 and the WIXC 13 in the switching of the wavelength unit is also proposed, and the coupling structure is illustrated in FIGS. 2 to 4.
도 2는 WSXC와 WIXC를 결합한 하이브리드 형태의 스위치 패브릭이 네트워크 네트워크 인터페이스(NNI)와 사용자 네트워크 인터페이스(UNI)로 연결되어 있는 구조를 도식화한 것이고 도 3은 Telcordia Technologies에서 제안한 노드공유(Node shared) WSXC/WIXC 하이브리드 형태의 구조도이며, 도 4는 링크공유 WSXC/WIXC 하이브리드 구조를 갖는 OXC의 구조도이다.2 is a diagram illustrating a structure in which a hybrid switch fabric combining WSXC and WIXC is connected to a network network interface (NNI) and a user network interface (UNI), and FIG. 3 is a node shared WSXC proposed by Telcordia Technologies. 4 is a structural diagram of a / WIXC hybrid form, and FIG. 4 is a structural diagram of an OXC having a link-sharing WSXC / WIXC hybrid structure.
이러한 종래의 결합구조에서는 결합(add) 포트에서 들어오는 파장들이 파장변환을 할려면 필요한 파장에 별도의 파장변환기를 부가적으로 설치하여야 하고 또한 그에 따른 제어도 부가적으로 수행해야하는 번거로움이 있었다.In this conventional coupling structure, additional wavelength converters have to be additionally installed at the wavelengths required for wavelength conversion of the wavelengths coming from the add port, and there is also a need for additional control.
도 5는 종래의 OXC 시스템의 구조도를 나타낸다. 도 5에 도시된 바와 같이, 종래의 OXC 시스템에서는 m개의 파장분할 역다중화기(52)와 파장분할 다중화기(55) 사이에 광스위치 패브릭(53)이 설치되어 있다. 광 전치증폭기(Pre-Amplifier;51)에 의해 증폭된 N개의 신호는 파장분할 역다중화기(52)에 의해 각각 m개의 개별 신호로 변환된 후 광스위치 패브릭(53)에 의해 경로가 선택된 후 파장변환기(54)를 거쳐 파장분할 다중화기(55)에서 파장분할 다중화되고 다시 광 후치증폭기(Post-Amplifier;56)를 통해 증폭된 후 출력광선로로 접속된다. 상기 파장변환기(54)는 파장분할 역다중화기(52)에서 입력되는 신호나 파장분할 다중화기(55)로부터 출력되는 신호의 파장을 변환시키기 위한 것으로, 통상적으로 광신호와 프로브빔(probe beam)의 이득변조나 위상변조 또는 광/전/광변환을 이용하여 신호의 파장을 변환시킨다. 도면에서 상기 파장변환기(54)는 파장분할 다중화기(55)의 전단에 도시하였으나 상기 파장분할 역다중화기(52)의 후단에 위치할 수도 있다.5 shows a structural diagram of a conventional OXC system. As shown in FIG. 5, in the conventional OXC system, an optical switch fabric 53 is installed between m wavelength division demultiplexers 52 and wavelength division multiplexers 55. The N signals amplified by the pre-amplifier 51 are converted into m individual signals by the wavelength division demultiplexer 52, and the path is selected by the optical switch fabric 53, and then the wavelength converter. A wavelength division multiplexed by the wavelength division multiplexer 55 via 54 is amplified through a post-amplifier 56 and then connected to the output optical path. The wavelength converter 54 is for converting a wavelength of a signal input from the wavelength division demultiplexer 52 or a signal output from the wavelength division multiplexer 55. The wavelength converter 54 generally includes an optical signal and a probe beam. The wavelength of the signal is converted by using gain modulation, phase modulation, or optical / electric / optical conversion. Although the wavelength converter 54 is illustrated at the front end of the wavelength division multiplexer 55 in the drawing, the wavelength converter 54 may be located at the rear end of the wavelength division demultiplexer 52.
도 5에 도시된 종래의 OXC 시스템의 경우, 각 링크(link)별로 다중화된 파장을 모두 분리하여 이들에 대한 교차연결 스위칭을 하여 다시 출력 링크로 파장을 다중화시키는 구조로서, 광링크(광섬유) 1에서부터 광링크 N까지의 광신호가 입력되면, 이들 링크에 다중화된 광파장들은 파장분할 역다중화기(52)에 의해서 총 N x m 개의 파장으로 분리된다. 여기에 지역망(57)에서 입력되는 k개의 파장(삽입파장)이 합해져서 총 Nm+k의 파장이 광스위치 패브릭(53)에서 스위칭된다.In the conventional OXC system illustrated in FIG. 5, a structure in which all wavelengths multiplexed by each link are separated and crosslinked switching is performed to multiplex the wavelengths again to an output link. When the optical signals from to the optical link N are input, the optical wavelengths multiplexed on these links are separated into a total of N x m wavelengths by the wavelength division demultiplexer 52. The k wavelengths (insertion wavelengths) inputted from the local network 57 are added together, so that the total wavelength of Nm + k is switched in the optical switch fabric 53.
그러나, 상기와 같은 종래의 OXC 시스템의 구조는 삽입/추출 파장 개수, 입/출력 광링크 개수, 링크당 다중화된 파장 개수 등의 변동이 있을 경우 기존 구조를 대폭 변경하지 않으면 변화를 수용하지 못하는 구조를 갖고 있었다. 즉 상기와 같은 요소들에 대한 확장성(scalability)을 갖지 못하는 문제가 있었다. 또한, 종래의 상용화된 광스위치의 용량에는 한계가 있어 대용량 OXC의 광스위치 패브릭을 구현하기가 매우 힘들었다.However, the structure of the conventional OXC system as described above does not accommodate the change unless the existing structure is significantly changed when there are variations in the number of insertion / extraction wavelengths, the number of input / output optical links, and the number of wavelengths multiplexed per link. Had. That is, there is a problem that does not have scalability for the above factors. In addition, the capacity of the conventional commercially available optical switch is limited, it was very difficult to implement a large-capacity OXC optical switch fabric.
나아가, 종래의 OXC구조에서의 광스위치 패브릭은 (N x m) x (N x m)의 용량을 갖고 있어야 하기 때문에 한번에 많은 양의 제어를 해야 하는 문제가 있었다.Furthermore, since the optical switch fabric in the conventional OXC structure has to have a capacity of (N x m) x (N x m), there is a problem in that a large amount of control is performed at a time.
상기 문제를 해결하기 위한 것으로서 본 발명은, 지역망과 대역망에서 입출력되는 파장의 변환을 위한 파장변환기를 공유하고 광스위치 패브릭의 모듈화를 통해서 대용량 패브릭 구조를 설계할 수 있는 광스위치 패브릭 모듈을 이용한 대용량 광교차연결 스위칭 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention, using the optical switch fabric module that can share the wavelength converter for the conversion of the wavelength input and output in the local network and the band network and design a large-capacity fabric structure through the modularization of the optical switch fabric The purpose is to provide a large capacity optical cross-link switching system.
또한, 본 발명은 여러 개의 광스위치 패브릭 모듈(OSFM)들을 나열하여 대용량 광스위치 패브릭(OSF)을 구성함으로써 용량 증대성, 기능 분리성 및 성능향상을 보장할 수 있는 광스위치 패브릭 모듈을 이용한 대용량 광교차연결 스위칭 시스템을 제공하는데도 그 목적이 있다.In addition, the present invention is a large-capacity optical bridge using an optical switch fabric module that can ensure the capacity increase, separation of function and performance improvement by configuring a large capacity optical switch fabric (OSF) by arranging several optical switch fabric modules (OSFM) It is also an object to provide a differential switching system.
도 1은 종래의 일반적인 광교차연결(OXC)의 분류도이다.1 is a classification diagram of a conventional general optical crosslink (OXC).
도 2 내지 도 4는 종래의 파장선택교차연결스위치(WSXC)와 파장교환교차연결스위치(WIXC)를 결합한 형태의 OXC에 대한 실시예들을 도시한 구조도이다.2 to 4 are structural diagrams illustrating embodiments of the OXC in the form of a combination of the conventional wavelength selective cross connect switch (WSXC) and the wavelength exchange cross connect switch (WIXC).
도 5는 종래의 일반적인 OXC 시스템의 구조도이다.5 is a structural diagram of a conventional general OXC system.
도 6은 본 발명에 따른 대용량 광교차연결(OXC) 스위치 구조도의 일 실시예이다.Figure 6 is an embodiment of a large capacity optical cross-link (OXC) switch structure diagram according to the present invention.
도 7은 본 발명의 광교차연결 스위칭 시스템에서 가변파장변환기를 사용한 광스위치 패브릭 모듈(OSFM) 구조도의 일 실시예이다.FIG. 7 is an embodiment of an optical switch fabric module (OSFM) structure diagram using a variable wavelength converter in an optical cross-link switching system of the present invention.
도 8은 본 발명의 광교차연결 스위칭 시스템에서 고정파장변환기를 사용한 하나의 광스위치 패브릭 모듈(OSFM) 구조도의 일실시예이다.FIG. 8 is an embodiment of a structure of an optical switch fabric module (OSFM) using a fixed wavelength converter in an optical cross-link switching system of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
600 : 광링크 601 : 전치증폭기600: optical link 601: preamplifier
602 : 파장분할 역다중화기 606 : 광스위치 패브릭 모듈(OSFM)602: wavelength division demultiplexer 606: optical switch fabric module (OSFM)
612 : 파장분할 다중화기 615 : 후치증폭기612: wavelength division multiplexer 615: post amplifier
709,711,809 : MEMS 스위치 710 : 가변파장변환기709,711,809 MEMS switch 710 Variable wavelength converter
810 : 고정파장변환기810: Fixed Wavelength Converter
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 다수의 입출력포트를 구비하며 파장분할 역다중화기와 파장분할 다중화기 사이에 연결되어 신호를 스위칭하는 다수개의 독립적인 광스위치 패브릭 모듈로 구성되고 지역망에서의 광신호를 결합 및 분기를 수행하는 광스위치 패브릭 모듈을 이용한 대용량 광교차연결 스위칭 시스템에 있어서, 상기 광스위치 패브릭 모듈은,In order to achieve the above object, the present invention comprises a plurality of independent optical switch fabric module having a plurality of input and output ports and connected between the wavelength division demultiplexer and the wavelength division multiplexer for switching signals and optical in the local network. In the large-capacity optical cross-linking switching system using an optical switch fabric module for combining and branching signals, the optical switch fabric module,
입력포트로 전송되어 온 복수개의 광파장을 각 파장별로 파장변환의 요구여부에 따라 원하는 출력포트로 스위칭하는 광스위치 패브릭;An optical switch fabric for switching a plurality of optical wavelengths transmitted to an input port to a desired output port according to a wavelength conversion requirement for each wavelength;
상기 광스위치 패브릭에 의해 스위칭된 파장변환이 요구된 파장을 입력포토로 수신하여 출력포트로 스위칭하는 제1 스위칭수단;First switching means for receiving a wavelength required for wavelength conversion switched by the optical switch fabric as an input port and switching to an output port;
상기 제1 스위칭수단에 의해 스위칭된 파장변환이 요구된 파장을 입력받아원하는 파장으로 변환하는 파장변환수단; 및Wavelength converting means for converting the wavelength required for the wavelength conversion switched by the first switching means into a desired wavelength; And
상기 파장변환수단에 의해 변환된 파장을 상기 광스위치 패브릭의 원하는 입력포트로 보내기 위하여 스위칭하는 제2 스위칭수단을 포함하여 하나의 모듈로 구성되도록 한다.And a second switching means for switching in order to send the wavelength converted by the wavelength conversion means to a desired input port of the optical switch fabric.
본 발명은 소용량 광스위치를 가지고 대용량 OXC에 필요한 광스위치 패브릭을 구성할 수 있는 구조와 NNI에서 들어오는 광파장의 파장변환을 위한 파장변환기를 UNI에서 들어오는 광파장의 파장변환을 위해서도 공유해서 사용할 수 있는 OXC 시스템의 구조에 관한 것으로서 OXC 시스템의 광스위치 패브릭 구조를 WSXC와 WIXC를 결합한 형태로 구성하는 경우 상기 광스위치 패브릭을 모듈 단위로 구성하는 것을 제안한다. 또한, 파장변환을 해야하는 단위 광스위치 모듈을 루프백(loop back) 구조를 갖고 있어 지역망의 사용자 네트워크 인터페이스(UNI)를 통해 입출력되는 결합/분기(add/drop) 파장들이 파장변환을 해야하는 경우에 파장변환기를 따로 설치하지 않고 NNI에서 입력되는 파장들을 위한 파장변환기를 공유하여 사용할 수 있다. 이로써, 파장변환기의 제어를 별도로 하지 않고 일원화할 수 있게 되고 모듈화된 광스위치 패브릭 구조는 시스템의 트래픽 처리 및 내부구조 변경에 대한 융통성이 증가하며 용량증대성(scalability) 및 기능분리성(modularity)이 보장된다.The present invention has a structure capable of constructing an optical switch fabric required for a large-capacity OXC with a small-capacity optical switch, and an OXC system that can share a wavelength converter for wavelength conversion of optical wavelengths coming from the NNI for wavelength conversion of optical wavelengths coming from the UNI. As for the structure of the optical switch fabric structure of the OXC system in the form of a combination of WSXC and WIXC proposed to configure the optical switch fabric in a modular unit. In addition, the unit optical switch module that needs to convert the wavelength has a loop back structure, so that the wavelength when the add / drop wavelengths input / output through the local network user network interface (UNI) need to convert the wavelength. Without using a separate converter, the wavelength converter for the wavelengths input from the NNI can be shared. This enables unified control of wavelength converters, and the modular optical switch fabric structure increases the flexibility of traffic handling and internal structure changes in the system, while increasing scalability and modularity. Guaranteed.
또한, 모듈화를 통하여 트래픽의 스위칭 경로설정을 위한 병렬 알고리즘을 이용할 수 있으므로 스위칭 시간의 단축을 가져올 수 있고 단위 광스위치 패브릭 모듈을 네트워크 운용 중에도 다른 모듈에 영향을 주지 않고 모듈 단위로 삽입 및 제거할 수 있게 된다.In addition, through modularization, parallel algorithms for switching routing of traffic can be used, resulting in shortening of switching time and insertion and removal of a unit optical switch fabric module by module without affecting other modules even during network operation. Will be.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 대용량 광교차연결(OXC) 스위칭 시스템 구조도의 일 실시예이다. 도 6에 도시된 바와 같이, m개의 파장을 갖는 광링크(광섬유)(600)로 입력되는 신호는 광전치증폭기(606)에 의해 OXC(664) 스위칭 시스템 내에서 원활히 스위칭될 수 있도록 일정 수준의 신호세기로 증폭되고 상기 증폭된 신호는 광역다중화(Optical DMUX;602)에서 광섬유에 다중화 되어 있는 광파장을 분리시킨다. 도 6에서의 도면부호 603 내지 605는 각각 분리된 파장들이 각 광스위치패브릭 모듈(Optical Switch Fabric Module;이하, OSFM 이라 함)(606)로 입력되기 위하여 파장들을 묶어서 그룹핑한 상태를 나타낸다. 상기 OSFM에서 파장별로 파장변환없이 스위칭되거나 또는 파장변환하여 스위칭된다. 또한, 도 6에서의 도면부호 607은 지역망에서 사용자 네트워크 인터페이스(UNI)를 통하여 들어오는 광시그널을 위한 결합(add) 포트를 나타내고, 도면부호 608은 지역망으로 들어가기 위한 분기(drop) 포트를 나타내는 것이다. 각각의 OSFM(606)에서 스위칭되어 나온 광시그널들은 파장별로 그룹핑(609 내지 611)되어 각각 해당하는 광다중화기(Optical MUX;612)로 입력되고 복수의 광파장을 광섬유로 다중화시킨다. 상기 광다중화기(612)에서 파장들이 다중화되어 광링크(663)를 통해서 후치증폭기(Post-Amplifier;615)로 들어간다. 상기 후치증폭기(615)에서는 상기 OXC 시스템에서 출력되는 신호가 장거리 전송에 지장이 없도록 일정 수준으로 증폭시켜준 후에 OXC 시스템으로부터 출력된다. 여기서, 상기 OXC시스템의 광스위치 패브릭(Optical Switch Fabric;이하, OSF라함)(614)은 다수개로 이루어진 OSFM(606)들의 집합이다. 도면에는 미도시되었으나 상기 파장변환이 요구되거나 요구되지 않은 파장들의 스위칭은 제어부에 의해 제어한다. 또한, 상기 미도시된 제어부는 본 발명에 따른 각각의 구성요소들의 동작과 전체적인 동작을 제어한다.6 is an embodiment of a high-capacity optical cross-link (OXC) switching system structure diagram according to the present invention. As shown in FIG. 6, a signal input to an optical link (optical fiber) 600 having m wavelengths may be smoothly switched in the OXC 664 switching system by the photoelectric amplifier 606. The amplified signal is amplified by the signal strength to separate the optical wavelength multiplexed on the optical fiber in optical DMUX (602). In FIG. 6, reference numerals 603 to 605 denote groups in which wavelengths are grouped so that separated wavelengths are input to each optical switch fabric module (hereinafter referred to as OSFM) 606. In the OSFM, the wavelength is switched without wavelength conversion or switched by wavelength conversion. In addition, reference numeral 607 in FIG. 6 denotes an add port for an optical signal entering through a user network interface (UNI) in a local network, and reference numeral 608 denotes a drop port for entering the local network. will be. The optical signals switched by the respective OSFMs 606 are grouped by the wavelengths 609 to 611 to be input to the corresponding optical muxes 612 and multiplex the plurality of optical wavelengths into optical fibers. Wavelengths in the optical multiplexer 612 are multiplexed and enter a post-amplifier 615 through an optical link 663. In the post amplifier 615, the signal output from the OXC system is amplified to a certain level so that long distance transmission is not interrupted and then output from the OXC system. Here, the Optical Switch Fabric (hereinafter referred to as OSF) 614 of the OXC system is a collection of OSFMs 606 composed of a plurality. Although not shown in the figure, the switching of wavelengths for which wavelength conversion is not required or required is controlled by a controller. In addition, the controller not shown controls the operation and overall operation of each component according to the present invention.
도 7은 본 발명의 광교차연결 스위칭 시스템에서의 가변파장변환기(Tuneable Wavelength Converter)를 사용한 하나의 광스위치 패브릭 모듈(OSFM) 구조도의 일실시예이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 OSFM(700)은 공간분할 스위치로 구성된 스위치 패브릭(704)과, MEMS(Micro-ElectroMechanical Systems) 광스위치(709,711)와, 상기 MEMS 광스위치(709,711) 사이에 설치된 파장변환기(710)를 포함한다. 여기서, 도 7에 도시된 MEMS 광스위치는 일실시예를 도시한 것으로 동일기능을 갖는 다른 광스위치를 사용할 수 있다. 또한, 상기 스위치 패브픽(204)의 경우 상기 MEMS 광스위치를 가지고 λ-plane, 크로스(clos) 등의 스위치 패브릭 구조를 만들 수 있다.FIG. 7 is an embodiment of a structure of one optical switch fabric module (OSFM) using a tunable wavelength converter in an optical cross-link switching system of the present invention. As shown in FIG. 7, the OSFM 700 according to the present invention includes a switch fabric 704 composed of a space division switch, a micro-electromechanical systems (MEMS) optical switch (709,711), and the MEMS optical switch (709,711). It includes a wavelength converter 710 installed between. Here, the MEMS optical switch shown in FIG. 7 shows one embodiment and may use another optical switch having the same function. In addition, the switch fabric 204 may have a switch fabric structure such as lambda-plane and cross with the MEMS optical switch.
도 7에 도시된 OSFM(700)의 일실시예에 따른 구조는 WSXC/WIXC가 결합된 하이브리드 형태를 가지고 있으며 좌우 대칭형태로 되어 있다. 링크의 개수는 N개이고 하나의 링크는 m개의 파장을 가지고 있으며 상기 파장들은 파장 6에서 파장 m까지 순서대로 v개씩의 파장으로 그룹핑되어 묶여있다.The structure according to the embodiment of the OSFM 700 shown in FIG. 7 has a hybrid form in which WSXC / WIXC is combined, and has a symmetrical form. The number of links is N and one link has m wavelengths, and the wavelengths are grouped and grouped into v wavelengths in order from wavelength 6 to wavelength m.
또한, 지역망과 연동된 UNI로부터 OSFM(700)에 입력되는 파장의 개수는 k개이다. 예를 들어, 상기 OSFM(700)을 상기 예에서와 같이 MEMS 스위치를 사용하여파장단위로 분리해서 스위칭하는 λ-plane으로 구성한다고 가정하면, 한 묶음에 있는 파장 개수 v 만큼의 MEMS 스위치가 필요하다. 하나의 MEMS 스위치(709,711)의 입력 및 출력포트의 개수는 하기 수식 1과 같다.In addition, the number of wavelengths input to the OSFM 700 from the UNI associated with the local network is k. For example, assuming that the OSFM 700 is composed of a λ-plane that switches by separating wavelength units using a MEMS switch as in the above example, the number of wavelengths v of MEMS switches in a bundle is required. . The number of input and output ports of one MEMS switch 709 or 711 is shown in Equation 1 below.
[수식 1][Equation 1]
입력포트의 개수 =, 출력포트의 개수 = Number of input ports = , Number of output ports =
여기서, MEMS 스위치(711)에서 스위칭되어 출력되는 파장의 개수이다.Here, the number of wavelengths that are switched and output by the MEMS switch 711.
상기 파장변환기(710) 전단에 위치한 MEMS 스위치(709)의 입력 및 출력포트의 개수는 하기 수식 2와 같다.The number of input and output ports of the MEMS switch 709 located in front of the wavelength converter 710 is shown in Equation 2 below.
[수식 2][Formula 2]
입력포트의 개수 = p, 출력포트의 개수 = qNumber of input ports = p, number of output ports = q
여기서, q는 파장변환기(710)의 개수이고, q ≤p 이다.Where q is the number of wavelength converters 710 and q?
또한, 상기 파장변환기(710) 후단에 위치한 MEMS 스위치(711)의 입력 및 출력포트의 개수는 하기 수식 3과 같다.In addition, the number of input and output ports of the MEMS switch 711 located at the rear end of the wavelength converter 710 is expressed by Equation 3 below.
[수식 3][Equation 3]
입력포트의 개수 = q, 출력포트의 개수 = p.Number of input ports = q, number of output ports = p.
상기와 같은 입출력포트의 개수를 갖고 있는 MEMS 스위치(709,711)를 사용하여 OSFM(700)을 구성하고, 여러 개의 OSFM(700)을 나열하여 OSF를 구성하면 본 발명에 따른 WSXC/WIXC 하이브리드 OXC가 형성된다.When the OSFM 700 is configured using the MEMS switches 709 and 711 having the number of input / output ports as described above, and the OSF is configured by arranging several OSFMs 700, the WSXC / WIXC hybrid OXC according to the present invention is formed. do.
이하에서 상기 OSFM(700)에서의 스위칭 과정을 설명한다. 서로 다른 링크에서 v개의 파장들을 묶어서 그룹핑(701 내지 703)한 N개의 그룹핑된 파장들이 스위치 패브릭(704)으로 입력되어 스위칭된다. 상기 스위치 패브릭(704)에서 스위칭 된 후 파장변환이 필요없는 경우에는 파장묶음(705 내지 707)의 경로로 출력된다.Hereinafter, the switching process in the OSFM 700 will be described. N grouped wavelengths, grouped 701 through 703 by grouping v wavelengths on different links, are input into the switch fabric 704 and switched. If the wavelength is not required after switching in the switch fabric 704, the wavelength is output through the paths of the wavelength bundles 705 to 707.
그러나, 만약 파장변환이 필요한 경우에는 루프백(loop back)을 실행시키기 위하여 상기 스위치 패브릭(704)에서 MEMS 스위치(709)로의 경로(708)로 스위칭시킨다. 이어, 상기 MEMS 스위치(709)에서는 상기 경로(708)를 통하여 입력되는 파장을 수신하여 현재 사용하고 있지 않은 파장변환기(710)로 보내기 위하여 스위칭한다. 상기 파장변환기(710)는 임의의 파장을 받아서 원하는 파장으로 변환시킨다. 이렇게 파장변환이 이루어진 후에는 후단의 MEMS 스위치(711)에서 상기 변환된 파장에 따라서 상기 스위치 패브릭(704)의 원하는 입력포트로 보내기 위하여 스위칭한다. 이와 같이 상기 MEMS 스위치(711)에서 변환된 파장을 스위칭하여 상기 스위치 패브릭(704)으로 보내는 경로(712)는 다시 상기 OSFM(700)의 원하는 출력포트로 출력시키기 위하여 상기 스위치 패브릭(704)에서 스위칭한다.However, if wavelength conversion is required, it switches to the path 708 from the switch fabric 704 to the MEMS switch 709 to perform a loop back. Subsequently, the MEMS switch 709 receives the wavelength input through the path 708 and switches the received wavelength to the wavelength converter 710 which is not currently used. The wavelength converter 710 receives an arbitrary wavelength and converts the wavelength into a desired wavelength. After the wavelength conversion is performed, the switch is switched to the desired input port of the switch fabric 704 according to the converted wavelength in the MEMS switch 711 at the rear stage. As such, the path 712 of switching the wavelength converted by the MEMS switch 711 to the switch fabric 704 is switched in the switch fabric 704 to output to the desired output port of the OSFM 700. do.
한편, 지역망과 연동된 UNI를 통하여 소정개수의 파장들의 집합(713)이 상기 OSFM(700)으로 입력된다. 상기 입력되는 파장들(713)을 파장변환하지 않는 경우에는 상기 스위치 패브릭(704)에서 스위칭하여 출력포트의 경로들(705 내지 707)로 출력한다. 그러나, 상기 파장들(713)을 파장변환해야 하는 경우, 별도의 파장변환기를 부가적으로 설치할 필요없이 상기 경로(708)를 통해 루프백시켜서 기설치된 상기 파장변환기(710)를 공유해서 파장변환을 실행한다.Meanwhile, a set 713 of a predetermined number of wavelengths is input to the OSFM 700 through a UNI associated with a local network. When the input wavelengths 713 are not wavelength-converted, they are switched by the switch fabric 704 to be output to the paths 705 to 707 of the output ports. However, when the wavelengths 713 need to be wavelength-converted, the wavelength converter 710 is loop-backed through the path 708 to share the wavelength converter 710 which is already installed, without having to install an additional wavelength converter. do.
상술한 바와 같이, 상기 스위치 패브릭(704)에서는 파장변환이 요구되지 않은 파장들은 바로 출력포트로 출력되도록 스위칭하고 파장변환이 요구되는 파장들은 하단의 경로(708)롤 출력되도록 스위칭한다. 상기 경로(708)를 통해 전송된 파장들은 전단의 MEMS 스위치(709)에서 미사용중인 임의의 파장변환기(710)로 스위칭되고 이를 상기 파장변환기에서 원하는 파장으로 변환되며 후단의 MEMS 스위치(711)에서 원하는 스위치 패브릭(704)의 입력포트로 스위칭한다. 또한, 지역망의 UNI를 통해 입출력되는 결합/분기 파장들이 파장변환을 해야하는 경우 상기 파장변환기(710)를 공유하여 사용하게 되어 이를 위한 별도의 파장변환기를 설치할 필요가 없다.As described above, in the switch fabric 704, wavelengths that do not require wavelength conversion are switched to be directly output to the output port, and wavelengths that require wavelength conversion are switched to be output to the path 708 at the bottom. The wavelengths transmitted through the path 708 are switched from the MEMS switch 709 at the front end to any unused wavelength converter 710 and converted to the desired wavelength at the wavelength converter and desired at the subsequent MEMS switch 711. Switch to the input port of the switch fabric 704. In addition, when the combined / branched wavelengths inputted and outputted through the UNI of the local network to convert the wavelength is used to share the wavelength converter 710, there is no need to install a separate wavelength converter for this.
이와 같이 상기 스위치 패브릭(704)과 상기 MEMS 스위치(709,711) 및 상기 파장변환기(710)를 하나의 모듈로 구성하여 OSFM으로 구현하고 모듈화된 OSFM은 용량증대와 기능분리가 보장되며 상기 OSFM을 병렬로 나열하여 OXC를 구현함으로써 모듈단위로 삽입 및 제거가 용이하게 되는 등 많은 장점을 가지게 된다.As such, the switch fabric 704, the MEMS switch 709, 711, and the wavelength converter 710 are configured as one module and implemented as an OSFM. The modular OSFM ensures capacity and separation of functions, and parallels the OSFM in parallel. By implementing the OXC in a list, it has many advantages such as easy insertion and removal by module.
미설명 도면부호 714는 NNI로부터 입력되어 들어오는 파장들이 상기 스위치 패브릭(704)에서 스위칭되어 UNI를 통해서 지역망으로 분기(drop)되는 포트를 나타낸다.Unexplained reference numeral 714 denotes a port in which incoming and outgoing wavelengths from the NNI are switched in the switch fabric 704 and branched off through the UNI.
도 8은 본 발명의 광교차연결 스위칭 시스템에서의 고정파장변환기(FixedWavelength Converter)를 사용한 하나의 광스위치 패브릭 모듈(OSFM) 구조도의 일실시예이다. 도 8은 도 7과 동일한 구조와 동작은 동일하지만, 도 8에서는 고정파장변환기(810)를 사용하여 임의의 파장을 받아들여서 각 경로에 따라서 고정된 파장으로 변환시키므로, 도 7에서와 같이 파장변환기(710)의 후단에 위치하는 MEMS 스위치(711)와 같은 추가적인 스위치를 필요로 하지 않고 그냥 경로(813)를 따라서 직접 스위치 패브릭(804)으로 입력된다. 특히, 도 8에서와 같은 고정파장변환기(810)를 도 7의 구조에 추가로 삽입하는 것도 가능하다. 이로써, 상기 광스위치 패브릭(704)에서는 파장변환이 요구되는 파장을 하단의 파장변환기로 스위칭하게 되고 하단에 설치된 가변파장변환기 또는 고정파장변환기를 통해 원하는 파장으로 변환한 후 각 경로에 따라 광스위치 패브릭의 원하는 입력포트로 들어가게 된다.FIG. 8 is an embodiment of a structure of one optical switch fabric module (OSFM) using a fixed wavelength converter in an optical cross-link switching system of the present invention. Although FIG. 8 has the same structure and operation as that of FIG. 7, in FIG. 8, a fixed wavelength converter 810 is used to take an arbitrary wavelength and convert the wavelength into a fixed wavelength along each path. There is no need for an additional switch, such as a MEMS switch 711 located at the rear of 710, and is just entered into the switch fabric 804 directly along the path 813. In particular, the fixed wavelength converter 810 as shown in FIG. 8 may be additionally inserted into the structure of FIG. 7. As a result, the optical switch fabric 704 switches the wavelength required for wavelength conversion to a wavelength converter at the bottom, and converts the wavelength to a desired wavelength through a variable wavelength converter or a fixed wavelength converter installed at the bottom, and according to each path, an optical switch fabric. Will enter the desired input port.
상술한 바와 같이 예를 들어, 소용량의 8 x 8, 16 x 16, 32 x 32 MEMS 스위치를 사용하여 OSFM을 만들고 이를 모듈화해서 대용량 OXC의 광스위치 패브릭을 현재 구현할 수 있으며 또한 광스위치가 소용량이므로 저가형일 뿐만 아니라 각 단위스위치당 삽입손실도 적다. 또한 각 OSFM에서도 파장변환기를 공유해서 사용할 수 있으므로 가격저하를 가져올 수 있으며 부가적인 제어도 필요없다.As described above, for example, OSFM can be created using small 8x8, 16x16, 32x32 MEMS switches and modularized to implement a large-capacity OXC optical switch fabric, and also because the optical switch is small, low-cost In addition, the insertion loss per unit switch is small. In addition, each OSFM can share a wavelength converter, resulting in lower cost and no additional control.
상기와 같이 모듈화된 광스위치 패브릭 구조에서는 임의의 한 OSFM 모듈에 작동불능 등의 오류가 발생한 경우 사용하지 않고 있는 여분의 OSFM이 있는 경우에 운용중인 어떤 OSFM을 교체하기 위하여 현재 설정되어 있는 스위칭 경로를 상기 여분의 OSFM으로 재설정하고 난 후에 상기 오류가 난 OSFM을 제거하고 새로운 OSFM을삽입할 수 있게 된다.In the modular optical switch fabric structure as described above, when an OSFM module has an error such as inoperability, there is a spare OSFM that is not in use. After resetting to the redundant OSFM, the failed OSFM can be removed and a new OSFM can be inserted.
본 발명에 사용되는 광스위치 패브릭, MEMS 스위치, 파장변환기 등의 구성은 적용되는 시스템에 따라 그 개수나 적용되는 파장이 한정될 필요는 없다. 상기한 상세한 설명에서는 본 발명의 파장변환기가 OSFM에 적용되지만, 실제적으로 본 발명의 파장변환기는 상기 광회선분배시스템에만 적용되는 것이 아니라 광신호의 파장을 변환시키는 어떠한 장치에도 적용 가능하다. 또한, 본 발명의 상세한 설명 및 도면에는 단지 본 발명의 설명하기 위한 바람직한 일례를 개시한 것으로서 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니며 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 용이하게 변경, 치환 또는 수정할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 권리의 범위는 상기한 상세한 설명에 의해 결정되는 것이 아니라 첨부한 청구범위에 의해 결정되어야만 할 것이다.The configuration of the optical switch fabric, MEMS switch, wavelength converter, and the like used in the present invention need not be limited in number or wavelength to be applied depending on the applied system. In the above detailed description, the wavelength converter of the present invention is applied to the OSFM, but in practice, the wavelength converter of the present invention is applicable not only to the optical line distribution system but also to any device for converting the wavelength of the optical signal. In addition, the detailed description and drawings of the present invention disclose only preferred examples for describing the present invention, and do not limit the scope of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains. Changes, substitutions, or modifications can be made easily without departing from the technical spirit. Accordingly, the scope of the present invention should be determined by the appended claims rather than by the foregoing description.
상기한 바와 같이 본 발명에 의하면 하기와 같은 효과가 있다.As described above, the present invention has the following effects.
첫째, 모듈화된 광스위치 패브릭은 기능분리성(modularity)이 보장되기 때문에 네트워크 운용 중에도 해당 OSFM을 쉽게 삽입 또는 제거가 가능하다.First, the modular optical switch fabric ensures modularity so that the OSFM can be easily inserted or removed even during network operation.
둘째, 지역망과 대역망으로 연결되는 입출력단에서 삽입/추출되는 링크 수 및 파장 수를 쉽게 가변할 수 있다.Second, the number of links and wavelengths inserted / extracted from the input / output terminals connected to the local network and the band network can be easily changed.
셋째, 지역망에서 입출력되는 파장의 파장변환을 위해 파장변환기를 공유할 수 있다.Third, the wavelength converter can share the wavelength converter for the wavelength conversion of the wavelength input and output in the local network.
다섯째, 내부적인 형상변화가 해당 OXC가 연결하는 망에는 영향을 주지 않는다.Fifth, internal shape changes do not affect the network to which the OXC is connected.
여섯째, 망을 연결하는 링크 수 및 파장 수의 변화에 쉽게 적응할 수 있다.Sixth, it is easy to adapt to the change in the number of links and the number of wavelengths connecting the networks.
일곱째, 광스위치 패브릭의 모듈화를 통해 트래픽 스위칭 경로설정을 위한 병렬 알고리즘을 이용할 수 있으므로 스위칭 시간의 단축 및 스위칭 속도의 향상을 가져올 수 있다.Seventh, the modularization of the optical switch fabric enables the use of parallel algorithms for traffic switching routing, resulting in shorter switching times and improved switching speeds.
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2002-0025484A KR100431204B1 (en) | 2002-05-09 | 2002-05-09 | A Large scale Optical Cross Connect Switching System using Optical Switch fabric Modules |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2002-0025484A KR100431204B1 (en) | 2002-05-09 | 2002-05-09 | A Large scale Optical Cross Connect Switching System using Optical Switch fabric Modules |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20030087415A true KR20030087415A (en) | 2003-11-14 |
KR100431204B1 KR100431204B1 (en) | 2004-05-12 |
Family
ID=32382116
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR10-2002-0025484A KR100431204B1 (en) | 2002-05-09 | 2002-05-09 | A Large scale Optical Cross Connect Switching System using Optical Switch fabric Modules |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100431204B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100616277B1 (en) * | 2005-05-13 | 2006-08-28 | 주식회사 바이오엔터 | Door lock apparatus |
US8155521B2 (en) | 2006-11-17 | 2012-04-10 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Multi-degree cross-connector system, operating method and optical communication network using the same |
-
2002
- 2002-05-09 KR KR10-2002-0025484A patent/KR100431204B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100616277B1 (en) * | 2005-05-13 | 2006-08-28 | 주식회사 바이오엔터 | Door lock apparatus |
US8155521B2 (en) | 2006-11-17 | 2012-04-10 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Multi-degree cross-connector system, operating method and optical communication network using the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR100431204B1 (en) | 2004-05-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5878177A (en) | Layered switch architectures for high-capacity optical transport networks | |
US7574080B2 (en) | Technique for photonic switching | |
CA2285128C (en) | Switch for optical signals | |
EP1128585A2 (en) | Node apparatus and optical wavelength division multiplexing network, and system switching method | |
EP0963677A1 (en) | Hybrid wavelength-interchanging cross-connect | |
JPH0923457A (en) | Non-closed cross connection exchange | |
JP3660871B2 (en) | Interconnect system for optical networks | |
WO2007115019A2 (en) | Optical switching architectures for nodes in wdm mesh and ring networks | |
Niwa et al. | Large port count wavelength routing optical switch consisting of cascaded small-size cyclic arrayed waveguide gratings | |
US20020131678A1 (en) | Wavelength-modular optical cross-connect switch | |
EP1491066B1 (en) | Optical cross-connector containing a multi-stage clos network in which a single-stage matrix comprises one stage of the clos network | |
US20030152072A1 (en) | Routing device for all optical networks | |
US20040131356A1 (en) | Optical line terminal arrangement, apparatus and methods | |
US6574386B1 (en) | Dynamically reconfigurable optical switching system | |
Simmons et al. | Optical crossconnects of reduced complexity for WDM networks with bidirectional symmetry | |
US20010024305A1 (en) | Optical node device and signal switching and connection method | |
US20040258411A1 (en) | Node for an optical network | |
US6959128B2 (en) | Coupler-based optical cross-connect having a regeneration module | |
KR100431204B1 (en) | A Large scale Optical Cross Connect Switching System using Optical Switch fabric Modules | |
JP2003009195A (en) | Crossconnect switch | |
US6643042B1 (en) | Optical communication network node | |
US7266294B2 (en) | Coupler-based optical cross-connect | |
JP2967766B2 (en) | Optical communication network node | |
CN101924961B (en) | Multi-granular optical cross connection device for core nodes in optical burst switching network | |
WO2001074111A1 (en) | Routing device for all optical networks |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20100401 Year of fee payment: 7 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |