KR950009420B1 - Organization method of optical ring communication network - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 통상적인 광 링 통신망(Optical Ring Network)의 구성도.1 is a block diagram of a typical optical ring network.
제2도는 종래의 광 패킷 교환기.2 is a conventional optical packet switch.
제3도는 종래의 광 링 통신망의 구성도.3 is a block diagram of a conventional optical ring communication network.
제4도는 전광 패킷 교환기의 구성도.4 is a block diagram of an all-optical packet switch.
제5도는 본 발명에 따른 광 링 통신망의 구성도.5 is a block diagram of an optical ring communication network according to the present invention.
제6도는 본 발명에 따른 다채널 광 링 통신망의 구성도.6 is a block diagram of a multi-channel optical ring communication network according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 게이트 펄스 발생기 2 : 광섬유 시간지연 선로1: gate pulse generator 2: optical fiber time delay line
3 : 광섬유 4a : 광섬유 분리기3: fiber optic 4a: fiber optic separator
4b : 광섬유 결합기 5 : 편광 조절기4b: optical fiber coupler 5: polarization regulator
6 : 광스위치 6a : 광스위치 입력단자6: Optical switch 6a: Optical switch input terminal
6b : 광스위치의 제1출력단자 6c : 광스위치의 제2출력단자6b: first output terminal of the optical switch 6c: second output terminal of the optical switch
6d : 광스위치의 제어신호 입력단자 7 : 광수신기6d: Control signal input terminal of optical switch 7: Optical receiver
8 : 어드레스 처리기 9 : 스위치 구동기8: address processor 9: switch driver
10 : 광어드레스 처리기 11 : 반도체 광증폭기10: optical address processor 11: semiconductor optical amplifier
12 : 파장 다중화기 13 : 파장 분리기12 wavelength multiplexer 13 wavelength separator
본 발명은 광 링 통신망에 관한 것으로, 특히 전광(全光) 패킷 교환기(all photonic packet switching device)를 이용하는 전광 링 통신망과, 이 링 통신망에 파장 다중화 방식을 적용한 다채널 전광 링 통신망의 설계에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical ring communication network, and more particularly, to the design of an all-optical ring communication network using an all-photonic packet switching device and a design of a multi-channel all-optical ring communication network in which wavelength multiplexing is applied to the ring communication network. will be.
링 통신망은 근거리 통신망(local area networks : LANs), 광 가입자망(customer premise networks : CPNs) 등으로 널리 쓰이는 통신망으로서, 송신국(source node)은 페이로드(payload : 사용자 데이터) 앞에 수신국(destination node)의 어드레스 (address) 필드를 부착하여 셀 혹은 패킷(cell or packet)을 구성하며, 이를 링 케이블을 통하여 송신한다. 수신국이 아닌 중간 지국들(intermediate nodes)에서 이 셀을 수신할 경우, 그 셀의 목적지 어드레스가 지국 어드레스와 일치하지 않으므로 입력되는 셀을 링 케이블을 통하여 지국으로 전달(relay)한다.Ring networks are widely used for local area networks (LANs), customer premise networks (CPNs), and so on. Source nodes are destinations before payloads (user data). A node (address) field is attached to form a cell or packet and transmitted through a ring cable. When receiving the cell at an intermediate node other than the receiving station, the cell is inputted to the station via the ring cable since the destination address of the cell does not match the station address.
수신국에서 이 셀을 수신할 경우에는, 그 셀의 목적지 어드레스가 지국 어드레스와 일치하므로 그 셀의 목적지가 지국임을 감지하여 셀 데이타를 지국의 수신기를 통하여 수신 메모리내로 수신한다.When the receiving station receives this cell, since the cell's destination address matches the station address, it detects that the cell's destination is the station and receives the cell data into the receiving memory through the receiver of the station.
제1도는 일반적인 링 통신망 구성도이다.1 is a general ring network configuration diagram.
광 링 통신망은 대용량, 초고속의 송수신을 위하여는 광섬유(optical fiber)를 사용하여 통신망을 구성한다. 이러한 광 링 통신망에 있어서, 종래에는 전기(電氣) 신호를 사용하여 셀 목적지 어드레스가 지국 어드레스와 일치하는지의 여부를 결정하는 전기 어드레스 처리기를 사용하는 광 패킷 교환기를 이용하여 광 링 통신망을 설계하였다.Optical ring communication network is composed of optical fiber (optical fiber) for large-capacity, ultra-fast transmission and reception. In such an optical ring communication network, conventionally, an optical ring communication network has been designed using an optical packet switch using an electrical address processor that uses an electrical signal to determine whether a cell destination address matches a station address.
제2도는 종래의 전기적 어드레스 처리기를 사용하는 광 패킷 교환기의 구성도이다.2 is a block diagram of an optical packet switch using a conventional electrical address processor.
이와같은 종래의 방식에서는 수신국으로 광섬유 케이블(3)을 통하여 광신호의 셀이 입력될 경우, 그중 약 10%의 광신호가 광섬유 분리기(4a)에 의해서 분리되어 고속의 광수신기(7)로 입력되어진다.In the conventional system, when a cell of an optical signal is input to a receiving station through the optical fiber cable 3, about 10% of the optical signal is separated by the optical fiber separator 4a and input to the high speed optical receiver 7. It is done.
광수신기(7)에서는 입력되어지는 셀의 어드레스 필드인 광신호를 탐지하여 목적지 어드레스 광신호를 전기신호로 변환시켜준다. 이렇게 변환된 전기신호의 어드레스는 어드레스 처리기(8)로 입력된 어드레스 비트를 내부의 쉬프트 레지스터(shift register)를 이용하여 지국 어드레스와 셀의 어드레스를 비교하며, 지국 어드레스와 셀의 어드레스가 일치하면 디지탈 제어신호를 '1'을, 일치하지 않으면 디지탈 제어신호 '0'을 광스위치 구동회로(9)로 제공하게 된다.The optical receiver 7 detects an optical signal which is an address field of an input cell and converts the destination address optical signal into an electrical signal. The address of the electric signal thus converted is compared with the address of the station and the address of the cell by using an internal shift register with the address bits input to the address processor 8, and if the address of the station and the address of the cell match, If the control signal is '1', and if it does not match, the digital control signal '0' is provided to the optical switch driving circuit 9.
이때 광스위치 구동회로(9)는 어드레스 처리기(8)로부터 제공되는 제어신호에 상응하게 광스위치(6)를 제어한다. 광스위치(6)는 광스위치 구동회로(9)로부터 제어신호 입력단자(6d)를 통하여 디지탈 제어신호를 받게 되는데, 제어신호 '0'을 받을 경우에는 광스위치(6)의 입력단자(6a)로 입력되어진 광신호 셀을 제1출력단자(6b)로, 그리고 제어신호 '1'를 받을 때는 광신호 셀을 제2출력단자(6c)로 스위칭하여 준다.At this time, the optical switch driving circuit 9 controls the optical switch 6 in accordance with a control signal provided from the address processor 8. The optical switch 6 receives a digital control signal from the optical switch drive circuit 9 through the control signal input terminal 6d. When the optical switch 6 receives the control signal '0', the input terminal 6a of the optical switch 6 is received. The optical signal cell inputted to the first output terminal 6b and the control signal '1' when receiving the optical signal cell is switched to the second output terminal 6c.
따라서 종래의 광 링 통신망의 설계에 있어서는 제3도에 도시된 바와같이 광스위치(6)의 제1출력단자(6b)를 지국의 송신기에 접속된 광섬유와 함께 출력 광섬유 결합기(4b)의 입력으로 연결하고, 이 결합기(4b)의 출력은 링으로 향하게 하며, 제2출력단자(6c)는 지국의 수신기로 연결하여 광 링 통신망을 구성하였다.Therefore, in the design of the conventional optical ring communication network, as shown in FIG. 3, the first output terminal 6b of the optical switch 6 is connected to the input of the output optical fiber combiner 4b together with the optical fiber connected to the transmitter of the station. The output of this coupler 4b is directed to the ring, and the second output terminal 6c is connected to the receiver of the station to form an optical ring communication network.
이와같은 광 링 통신망의 어느 지국이 데이터를 타지국으로 송신하고자 할 경우에는, 지국이 수신국으로 작동중이거나 혹은 다음 지국으로 전달(relay)하는 신호가 없을때, 즉 지국에서 나가는 링 케이블에 신호가 없을 때 데이터를 송신한다.If any station in such an optical ring network wishes to transmit data to another station, the station is operating as a receiving station or there is no signal to relay to the next station, i.e. a signal to the ring cable exiting the station. Sends data when there is no
그러나, 이 종래의 방식에서는 각 지국에서 어드레스 일치 여부를 결정하는 어드레스 처리가 전기신호로 이루어지기 때문에 통신망 내에 전기신호의 속도로 인한 통신망의 속도의 한계가 있어서 초고속의 광 통신망을 실형시키기에는 어려움이 많았다.However, in this conventional method, since address processing for determining whether an address coincides at each station is made of an electric signal, there is a limitation of the speed of the communication network due to the speed of the electric signal in the communication network, making it difficult to realize an ultra-high speed optical communication network. Many.
본 발명은 이러한 단점을 보완하기 위한 것으로, 광어드레스 처리기를 사용하는 광 패킷 교환기를 도입하여 초고속의 광 링 통신망을 설계하는 것을 목적으로 한다.The present invention aims to compensate for this drawback, and to design an ultra-high speed optical ring communication network by introducing an optical packet switch using an optical address processor.
제4도는 본 발명에서 채용되는 전광 패킷 교환기의 구성도이다.4 is a block diagram of an all-optical packet exchanger employed in the present invention.
수신국으로 광섬유 케이블을 광신호의 셀이 입력될 경우, 그중 약 10%의 광신호가 광섬유 분리기(4a)에 의해서 분리되어 반도체 광증폭기(11)를 지나면서 증폭되어 광어드레스 처리기(10)로 입력되어진다.When the cell of the optical signal is input to the optical fiber cable to the receiving station, about 10% of the optical signal is separated by the optical fiber separator 4a and amplified while passing through the semiconductor optical amplifier 11 and input to the optical address processor 10. It is done.
이 광어드레스 처리기(10)는, 도면에 나타내지 않았지만, 광섬유 지연선로 정합 여과기(optical fiber delay line matched filter)와 문턱값 감지기(threshold detector)로 구성된다. 광어드레스 처리기(10)로 입력되어지는 광신호 셀은 먼저 광섬유 지연선로 정합 여과기로 입력된다. 광섬유 지연선로 정합 여과기는 유전체 반사형 거울 혹은 광섬유 지연로의 삽입에 의한 방법으로 지국의 어드레스 정보를 갖고 있으며 지국의 어드레스 정보와 입력되는 광어드레스 신호와의 상관(correlation) 펄스들을 문턱값 감지기로 보내준다.Although not shown in the figure, the optical address processor 10 is composed of an optical fiber delay line matched filter and a threshold detector. The optical signal cell input to the optical address processor 10 is first input to the matching filter with the optical fiber delay line. The fiber-optic delay line matching filter has the address information of the station by inserting a dielectric reflective mirror or an optical fiber delay path and sends correlation pulses between the station information and the input optical address signal to the threshold detector. give.
이때 자기 상관(autocorelation) 값은 항상 교차 상관(crosscorrelation) 값보다 크기 때문에, 입력되는 셀의 광어드레스 신호가 지국의 어드레스와 일치하는가의 판단은 문턱값 감지기에 의해서 쉽게 결정된다.At this time, since the autocorelation value is always larger than the crosscorrelation value, it is easily determined by the threshold detector whether the optical address signal of the input cell matches the address of the station.
즉, 입력되는 셀의 광어드레스가 지국의 어드레스와 일치하는 경우에는 광섬유 지연선로 정합 여과기가 자기상관(auto correlation) 펄스들을, 그리고 일치하지 않는 경우에는 교차 상관(corsscorrelation) 펄스들을 각각 문턱값 감지기로 보내주기 때문에, 문턱값 감지기에서는 입력되는 상관 펄스들의 값이 문터값(threshold value)보다 크면 디지탈 제어신호 '1'로, 작으면 디지탈 제어신호 '0'로 게이트펄스 발생기(1)를 구동시킨다.In other words, if the optical address of the input cell matches the address of the station, the fiber-optic delay line matching filter uses autocorrelation pulses and, if they do not match, corsscorrelation pulses to the threshold detector, respectively. In this case, the threshold detector drives the gate pulse generator 1 with the digital control signal '1' if the value of the input correlation pulse is greater than the threshold value, and with the digital control signal '0' if the value is smaller than the threshold value.
이때 게이트 펄스 발생기(1)는 광어드레스 처리기(10)로부터 제공되는 제어신호에 따라서 광스위치(6)를 제어한다. 광스위치(6)는 제4도의 6d로 입력되는 제어신호의 값이 '0'인 경우에는 광스위치의 입력단자(6a)로 입력되어지는 광신호의 셀을 제1출력단자(6b)로, 그리고 어드레스 처리기(1)로부터 제공되는 제어신호의 값이 '1'인 경우에는 셀을 제2출력단자(6c)로 각각 스위칭하여 준다.At this time, the gate pulse generator 1 controls the optical switch 6 in accordance with a control signal provided from the optical address processor 10. When the value of the control signal input to 6d of FIG. 4 is '0', the optical switch 6 converts the cell of the optical signal input to the input terminal 6a of the optical switch to the first output terminal 6b. When the value of the control signal provided from the address processor 1 is '1', the cells are switched to the second output terminal 6c, respectively.
본 발명에서는 이상에서 설명된 바와같은 전광 패킷 교환기(제4도)를 사용하여 제5도에 도시된 바와같이 초고속의 전광 링 통신망을 구성한다.In the present invention, an all-optical ring communication network as shown in FIG. 5 is constructed by using an all-optical packet switch (FIG. 4) as described above.
즉, 광스위치(6)의 제1출력단자(6b)를 지국의 송신기로부터의 광섬유와 함께 출력 광섬유 결합기(4b)의 입력으로 연결하고, 이 결합기(4b)의 출력을 링으로 향하게 하며, 광스위치(6)의 제2출력단자(6c)를 지국의 수신기로 연결하여 광 링 통신망을 구성한다.That is, the first output terminal 6b of the optical switch 6 is connected to the input of the output fiber coupler 4b together with the optical fiber from the transmitter of the station, and the output of this coupler 4b is directed to the ring, The second output terminal 6c of the switch 6 is connected to the receiver of the station to form an optical ring communication network.
또한, 이 전광 링 통신망에 파장 다중화 방식을 사용하여 통신망의 통신용량을 증가시킬 수 있게 되는데, 이러한 다채널 전광 링 통신망은 제6도와 같이 구성된다.In addition, it is possible to increase the communication capacity of the communication network by using a wavelength multiplexing scheme for the all-optical ring communication network. The multi-channel all-optical ring communication network is configured as shown in FIG.
다채널 전광 링 통신망에는 각 지국의 입력단에 파장 분리기(13)가 있어서 각 지국으로 입력되는 광신호를 각 파장별로 분리하여 전광 패킷 교환기(14)에 각각 입력된다. 각 지국의 전광 패킷 교환기(14)내의 제2출력단자(6c)들을 지국의 수신기와 연결되며, 광스위치(6)의 제1출력단자(6b)들은 지국의 송신기에 접속된 광섬유와 함께 출력 광섬유 결합기(4b)에서 결합되며 지국의 출력단에 파장 다중화기(12)에서 다중화 되어 링으로 향하도록 다채널 전광 링 통신망을 구성한다.In the multi-channel all-optical ring communication network, a wavelength separator 13 is provided at an input terminal of each station to separate an optical signal input to each station for each wavelength and input to the all-optical packet exchanger 14, respectively. The second output terminals 6c in the all-optical packet exchanger 14 of each station are connected to the receiver of the station, and the first output terminals 6b of the optical switch 6 together with the optical fiber connected to the transmitter of the station are output fiber. A multi-channel all-optical ring network is combined to combine at the combiner 4b and multiplexed at the wavelength multiplexer 12 at the output of the station to the ring.
따라서, 본 발명의 광 링 통신망에서는 광속도로 어드레스 일치여부를 결정하는 전광패킷 교환기를 사용하여, 링 통신망의 각 지국에서 셀의 광신호를 전기신호로 변환하여야하는 번거로움을 제거하여 전기신호의 속도로 인한 광 링 통신망의 속도의 한계를 극복하여 초고속의 광 통신망을 실현시킨다.Therefore, the optical ring communication network of the present invention uses an all-optical packet exchanger that determines whether an address matches at an optical speed, thereby eliminating the need to convert an optical signal of a cell into an electrical signal at each station of the ring communication network, thereby reducing the speed of the electrical signal. By overcoming the limitations of the speed of the optical ring communication network, a high speed optical communication network is realized.
또한 이 전광 링 통신망에 파장 다중화 방식을 적용, 다채널 전광 링 통신망을 구성함으로서 통신망의 대용량화를 실현시킨다.In addition, the wavelength multiplexing method is applied to the all-optical ring communication network to form a multi-channel all-optical ring communication network to realize a large capacity of the communication network.
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KR1019920023736A KR950009420B1 (en) | 1992-12-09 | 1992-12-09 | Organization method of optical ring communication network |
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KR1019920023736A KR950009420B1 (en) | 1992-12-09 | 1992-12-09 | Organization method of optical ring communication network |
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Publication Number | Publication Date |
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KR940017428A KR940017428A (en) | 1994-07-26 |
KR950009420B1 true KR950009420B1 (en) | 1995-08-22 |
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KR1019920023736A KR950009420B1 (en) | 1992-12-09 | 1992-12-09 | Organization method of optical ring communication network |
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-
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- 1992-12-09 KR KR1019920023736A patent/KR950009420B1/en not_active IP Right Cessation
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KR940017428A (en) | 1994-07-26 |
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