NO174129B - Knutepunkt for et optisk-elektrisk basert hurtig pakke-svitsjingsnettverk - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører pakke-svitsjings telekommunikasjonssystemer, og nærmere bestemt vedrører den et knutepunkt for et optisk-elektrisk basert hurtig pakke-svitsj ingsnettverk , hvor svitsjingen finner sted på basis av rutingsinformasjon som befinner seg i en topptekst av hver pakke.

Hurtig pakke-svitsjing, også kjent som merkelapp adressert svitsjing eller asynkron tids-delings svitsjing, er en digital informasjonsvitsjingsteknikk hvor informasjons-blokker, som er knyttet til en merkelapp som karakteriserer informasjonen og som ankommer på vilkårlig øyeblikk på svitsjingsanordningene, svitsjes kun på basis av merkelapp-innholdet. Denne teknikk tillater betydelig forbedret ytelse sammenlignet med vanlig pakkesvitsjing, særlig hva angår protokollenkelhet, informasjonsbehandlingshastighet og fleksibilitet. Av disse grunner synes den å være den mest lovende svitsjingsteknikk for å realisere et bredbånds integrert tjenestenettverk hvor båndbreddekravene til de individuelle kommunikasjoner tilfredsstilles, samtidig som deres tidsbegrensninger respekteres, og informasjonen svitsjes uavhengig av tjenestetypen.

Når det realiseres et bredbåndsnettverk, synes bruken av optisk teknologi å være en åpenbar løsning, og det ville være ønskelig å anvende slik teknologi, ikke bare for transmisjon mellom nettverkknutepunkt, men også for svitsjing i knutepunktene. Således kunne man gi avkall på samtlige optisk-til-elektriske omforminger og omvendt.

Et fullstendig optisk hurtig pakke-svitsjingsnettverk krever optiske svitsjingsmatriser og optisk behandlingsmiddel for å utføre operasjonene som er relevante for knutepunkt-admihistrering, og nærmere bestemt signaleringshåndtering og ruting.

Optiske svitsjingsmatriser som skal anvendes i tids-delings eller rom-delings krets-svitsjingssystemer er i stor grad beskrevet i litteraturen. Eksempelvis beskriver dokumentet "Photonic switching using directional couplers" av H.S. Hinton, IEEE Communications Magazine, Vol. 25, No. 5, mai 1987, optiske svitsjingsmatriser basert på svitsjingselementer med to innganger og to utganger, idet nevnte elementer også kan anvendes for å realisere selv-rutings svitsjingsmatriser, f.eks. med Omega eller Delta topologi, bedre egnet for hurtig pakkesvitsjing, slik som beskrevet i dokumentet "Access and Alignment of Data in an Array Processor" av D.H. Lawrie, IEEE Transactions on Computers, Vol. C-25, desember 1975, sidene 1145 og de etterfølgende.

Derimot har optiske behandlingsmidler med den behandlings-kapasitet som er nødvendig for å håndtere knutepunktene i et nettverk av den type som er under vurdering ennu ikke eksistert, selvom i det minste relativt enkle behandlingsmidler som er i stand til å styre rutingen gjennom den optiske svitsjingsmatrisen, kan være tilgjengelig i frem-tiden. Derfor synes idag den mest realistiske løsning på problemet med å innføre den optiske teknologi i et hurtig pakke-svitsjingsnettverk å være bruken av optisk-fiber forbindelser mellom knutepunktene og av elektrisk-styrte optiske svitsjingsmatriser innenfor knutepunktene.

Hurtige pakke-svitsjingsnettverk som kombinerer optisk svitsjing og elektrisk styring er ennu ikke kjent innenfor teknikken, og det er oppfinnelsens siktemål å tilveiebringe et knutepunkt for et nettverk av denne type.

Knutepunktet, ifølge oppfinnelsen, omfatter:

en optisk svitsjingsmatrise, som har et flertall av trinn, hvert omfattende en flerhet av svitsjingselementer, for svitsjing av informasjonspakker som sendes som optiske signaler, en elektrisk svitsjingsmatrise som anvendes for å søke en ruting gjennom knutepunktet ved å utnytte informasjon som befinner seg i topptekstene på informasjonspakkene og omdannet til elektrisk form, idet konfigurasjonen som tas av den elektriske svitsjingsmatrisen reproduseres i den optiske svitsj ingsmatrisen,

en første gruppe av behandlingsanordninger, tilhørende inngangene på den elektriske svitsjingsmatrisen, for de elektriske behandlinger av informasjonspakke topptekster, som er nødvendig for å søke en forbindelsesbane mellom en inngang og en utgang på den elektriske svitsjingsmatrisen, og for oppdatering av topptekstene i de optiske informasjonspakkene ,

en andre gruppe av elektrisk behandlingsanordninger, som er tilhørende utgangene på den elektriske svitsjingsmatrisen, for å gjenkjenne at en forbindelse er blitt oppsatt mellom en inngang og en utgang på den elektriske svitsjingsmatrisen, og å videresende en pakke som erkjenner en slik oppsetting til behandlingsanordningene i den første gruppen, og

en sentralisert knutepunktstyreenhet for den elektriske behandling av signaleringspakkene.

Ytterligere utførelsesformer av oppfinnelsen vil fremgå av den etterfølgende beskrivelse, samt av de vedlagte patent-krav.

Oppfinnelsen vil bedre forstås med henvisning til de vedlagte tegninger. Fig. 1 viser den generelle struktur over et hurtig pakke-svitsj ingsnettverk. Fig. 2 er et blokkskjema over et knutepunkt i henhold til oppf innelsen. Fig. 3 er et skjematisk diagram over knutepunkt operasj onsfåsene.

Slik som vist i fig. 1 kan et hurtig pakke-svitsj ings nettverk anses dannet av et antall av overgangs- eller transittknutepunkter NTl...NTn som hver er knyttet til et antall av lokale knutepunkter som er forbundet dermed ved hjelp av optisk-fiberforbindelser. For forenkling av tegningene er det kun vist to lokale knutepunkter NL1 og NLnj, forbundet henholdsvis med NT1 og NTn. Terminalene som genererer pakket informasjon, overført som optiske signaler, er forbundet med de lokale knutepunkter ved hjelp av multipleksings/demultipleksings systemer. Kun for enkelhets skyld på tegningen, er det kun vist multipleksings/ demultipleksings-systemene MDI, MDn som er knyttet til respektive knutepunkter NLli og NLnj, og kun terminalene Tlx, Tny som er forbundet med henholdsvis MDI og MDn. Forbindelser mellom terminaler og multipleksende/demultipleksende systemer er forbindelser som har relativt lav hastighet, mens forbindelser blant knutepunkter og mellom knutepunkter og blokker MD er høyhastighetsforbindelser. I den foreslåtte struktur kan relativt lave hastigheter være hastigheter opp til 100 Mbit/s, mens de høye hastigheter kan være hastigheter som strekker seg fra noen hundre Mbit/s til noen Gbit/s.

Hver pakke omfatter, i tillegg til det aktuelle informasjons-innhold, en topptekst som inneholder bl.a. en indikasjon av pakkebegynnelse, en indikasjon av typen av pakke (signal-ering, informasjon, ), et beskyttelsesfelt for toppteksten, en merkelapp (geografisk merkelapp) som kjennetegner kommunikasjonen og oppdatert på hvert knutepunkt, den såkalte "rutingsetikett" for ruting innenfor knutepunktet.

Informasjon og singaleringspakker kan sendes på forskjellige bølgelengder og eventuelt på forskjellige hastigheter. Noen inngangs/utgangslinjer i et knutepunkt kan føre kun informasjonspakker, andre kun signal er ingspakker, mens ennu andre kan føre begge pakketyper.

Som angitt for knutepunkt NLli og som det vil sees i nærmere detalj i det etterfølgende, omfatter knutepunktene en optisk svitsjingsdel OS og en elektrisk styringsdel EC. Det optiske svitsingsdelen OS svitsjer kun informasjonspakker. Den elektriske styredelen behandler signaleringspakkene og informasjonspakke-topptekstene. Nærmere bestemt oppdaterer den merkelappen og bygger opp rutingsetiketten.

Signaleringsbehandling i et knutepunkt utføres på en sentralisert måte, mens informasjonspakke-topptekstene behandles på en fordelt måte, på en uavhengig måte for hver svitsjingsmatriseinngang. Dessuten, med hensyn til rutingen gjennom knutepunktet, er det blitt anvendt en løsning hvor slik ruting ettersøkes gjennom en elektrisk svitsjingsmatrise, som fortrinnsvis har den samme topologi som den optiske matrisen. Konfigurasjonen som tas av den elektriske matrisen blir så gjengitt identisk i den optiske matrisen.

Det bør dessuten bemerkes at den optiske svitsjingsdelen kan operere enten synkront eller asynkront. I det første tilfellet er der sykluser med konstant varighet, under hvilke først den elektriske svitjingsmatrisen (og derfor den optiske) settes, og så blir samtlige pakker for hvilken en bane gjennom knutepunktet er blitt funnet sendt samtidig. Pakkene som ikke kunne sendes videre stilles i kø i knutepunkt inngangsbuf fere . Det er klart at passende strategier vil bli anvendt for å hindre at en pakke blir forsinket i det uendelige. I det andre tilfellet vil de individuelle elementer i svitsjingsnettverket bli knyttet til buffere hvor pakkene som ikke kan nå den ønskede utgang av selve elementet bli satt i kø, samt behandlingsmidler for å administrere nevnte buffere. Vanskeligheten med å realisere et svitsjingsnettverk med fordelt hukommelse og optisk behandlings-kapasitet, har forårsaket valg av den synkrone operasjon i forbindelse med den foreliggende oppfinnelse.

Fig. 2 viser knutepunktstrukturen i det mest generelle tilfellet hvor inngangslinjene formidler både signaleringspakker som sendes på en bølgelengde ¥1 og informasjonspakker som sendes på en bølgelengde V/2. De forskjellige pakketyper sendes på forskjellige hastigheter. For tegningens enkelhet er en enkelt inngangslinje 1 og en enkelt utgangslinje 17 blitt vist. Doble linjer indikerer optiske signalbaner, mens enkeltlinjer indikerer elektriske signalbaner.

Hver inngangslinje 1 for et knutepunkt ankommer på en respektiv bølgelengde-demultiplekser WD som adskiller signaleringspakker fra informasjonspakker og sender videre førstnevnte på linje 5 og sistnevnte på linje 2.

Signaleringpakker på linje 5 omdannes til elektriske signaler ved hjelp av en optisk-til-elektrisk omformer C0E1 og blir derfor sendt til signaleringsbehandlingsanordninger i elektrisk styreutstyr EC. Informasjonspakker på linje 2 ankommer til en strålesplitter SEP som deler effekten som er knyttet til de optiske signaler mellom linje 3, som fører til optisk svitsjingsanordninger OS, og linje 4, som fører til en optisk-til-elektrisk omformer C0E2 og således til anordninger for behandling av informasjonspakke-topptekster i elektrisk styreutstyr EC. På knutepunktugangen rekombinerer en bølgelengdemultiplekser WM til en enkelt optisk pakkestrøm, på linje 17, pakker som går ut fra OS samt pakker som ankommer fra EC, omdannet igjen til optisk form ved hjelp av en elektrisk-til-optisk omformer CEO.

Optiske svitsjingsanordninger OS omfatter den aktuelle svitsj ingsmatrisen MOT og en optisk buffer BOT for hver inngang på svitsjingsmatrisen MOT. Bufferne skal midlertidig lagre informasjonspakker som skal svitsjes gjennom MOT.

Det elektriske styreutstyret EC omfatter to grupper av anordninger, behandling av henholdsvis signalpakker og inf ormasj onspakke-topptekster.

Den første gruppen av anordninger, innført mellom C0E1 og CEO omfatter: - en synkroniseringsanordning SIN1, som ekstraherer fra den ankommende signaleringspakke strømningstidsbestemmelse-signaler CKE1 for signaleringspakke-innhenting ved hjelp av knutepunktet, og gjenkjenner begynnelsen av hvert slikt pakkegenererende signal INI,

en buffer BEIS som temporært lagrer signaleringspakkene som utsendes av SIN1 på forbindelse 6,

en knutepunktstyreenhet CEL for den elektriske behandling av signalpakkene som er tilstede på linje 9 som går ut fra

BEIS,

en utgangsbuffer BEOS som lagrer signaleringspakker som utsendes av CEL på utgang 10, før pakkene videreformidles på linje 11 mot CEO, WM og linje 17.

Anordningene som behandler informasjonspakke-topptekster omfatter: en synkroniserings- og dekodingsanordning SIN2, identisk med SII, idet SIN2 utsender tidsbestemmelsesignaler CKE2, IN2 som har for informasjonspakkene de samme funksjoner som

CKE1, INI,

en buffer BIL som temporært lagrer topptekstene for informasjonspakkene, tilstede på linje 7 som går ut fra SIN2, en første behandlingsenhet PEE (inngangsprosessor), som utfører behandlingene av informasjonspakke-topptekster som kreves for pakkesvitsjing i knutepunktet, på basis av informasjonen som leveres av CEL gjennom forbindelse 12,

en elektrisk svitsjingsmatrise MEL, topologisk identisk med MOT, som anvendes i rutingssøket, - et minne MPM som lagrer konfigurasjonen som tas på hver nettverksyklus av MEL og styrer følgelig settingen av MOT,

en andre behandlingsanordning PUE (utgangsprosessor), som gjenkjenner at en forbindelse er blitt oppsatt mellom en inngang og en utgang av MEL, og videreformidler en pakke som

erkjenner den oppståtte forbindelse til inngangsprosessoren PEE som er knyttet til den inngangen.

Styreenheten CEL er enestående for hele svitsjingsknute-punktet: antar man at z inngangs/utgangslinjer, hvorav k bærer både informasjons- og signaleringspakker, er koplet til knutepunktet, betegner henvisningstallene 9a...9k, 10a...10k forbindelsene av CEL med de k avgreninger som omfatter hver anordninger C0E1, SIN1, BEIS og henholdsvis BEOS, CEO, som håndterer signaleringspakker, henvisningene 12a...12z betegner forbindelsene med de z avgreningene som omfatter hver anordninger SEP, C0E2, SIN2, BEL, PEE, PUE, BOT som håndterer informasjonspakkene.

Matrisene MOT, MEL og minnet MPM er også entydige. Matrisene har z innganger/utganger som er angitt i figuren med 13a...13z, 14a...14z (for MEL) og 15a...15z, 16a...16z (for

MOT).

Knutepunktet omfatter også en tidsbasis BT som ekstraherer fra et hovedklokkesignal CKM (knutepunkt klokke) de lokale signaler som er nødvendige for å tidsstyre de forskjellige operasjoner i knutepunktet. På utgangen fra BT er det hele av de lokale signaler vist ved CKL. På inngangene til de forskjellige blokker er der uttrykkelig angitt signaler CKL1, CKL2, CKL3, RC, T, R som anvendes henholdsvis for tidslesning i BEIS og skrivning/lesning i BEOS, tidslesning i BOT, tidslesning i BEL, reprodusering inn i MOT, gjennom MPM, av konfigurasjonen av MEL, starting av optisk pakketransmisjon gjennom matrise MOT, og starting av settingen av elektrisk matrise MEL.

Signaler CKE1, CKE2, som direkte ekstraheres fra pakke-strømninger på linjer 5, 2 av anordninger SIN1, SIN2, ved å utnytte synkroniseringspakker eller synkroniserings-informasjon som befinner seg i signalerings/informasjons-pakketopptekstene, anvendes som synkroniseringssignaler for å skrive inn i bufferne BEIS og henholdsvis BOT, BEL.

CKL1 og CKL2 er signaler på den samme takten som CKE1 og henholdsvis CKE2. CKL3 er et langsommere signal, slik det vil sees i det etterfølgende.

Den optiske svitsjingsmatrisen MOT er laget av 2-inngangs og 2-utgangssvitsjingselementer som er i stand til å svitsje pakker som har en lengde f.eks. av størrelsesorden ett tusen biter og er koplet for derved å danne et selv-rutingsnettverk som er egnet for et hurtig pakkesvitsjingssystem med Delta eller Omega topologier.

Optisk buffer BOT laster bitene av en informasjonspakke med start fra gjenkjennelsesøyeblikket for pakkens begynnelse (signal IN2) og med t idsbestemmelsen etablert av CKE2. Etterat toppteksten er blitt oppdatert av PEE, blir den informasjon som er lagret i BOT lest med den tidsbestemmelse som etableres av CKL2. Tar man i betraktning at skrivning inn i BOT kan starte etter gjenkjennelse i SIN2 av pakkebegynnelsen, blir en forsinkelseslinje hensiktsmessig innført langs linje 3, hvilket fører til at BOT optiske pakker blir lagret i minnet. Forsinkelseslinjen er skjematisk vist ved sløyfe 3a og er laget eksempelvis ved en vikling av det samme fiber som danner linjen 3. Minnet BOT kan lages av en gruppe av bistabile lasere og direktive kopiere som drives av inngangsprosessor PEE. Bruken av bistabile lasere som minneelementer og deres kommando ved hjelp av elektriske signaler er beskrevet f.eks. i dokumentet "An experiment on high speed optical time-division switching" av S. Suzuki et al., Journal of Lightwave Technology, Vol. LT-4, No. 7, july 1986.

Elektriske buffere BEIS og BEOS er fullstendig konvensjonelle og har hver en kapasitet som er et multiplum av signalerings-pakkelengden (av størrelsesorden 100 - 300 biter). Den elektriske buffer BEL, idet denne også er konvensjonell, har en kapasitet som er et multiplum av lengden av pakketoppteksten (f.eks. 32 biter).

Inngangsprosessor PEE har de typiske oppgaver for lignende anordninger i allerede foreslåtte hurtige pakke-svitsjingsnettverk. Nærmere bestemt oppdaterer PEE i den optiske pakke som er lagret i BOT og bygger rutingsettiketten i den elektriske "topptekstpakken", på basis av informasjon som leveres av CEL. Oppgavene for PEE er beskrevet i nærmere detaljer, f.eks. i "Fast packet-switching technique in first generation ISDN", presentert av C. Demichelis, G. Giandonato, S.- Giorcelli og R. Melen under "the International Switching Symposium ISS '87, Phoenix (USA), 15-20 Mars 1987.

Matrise MEL er basert på topologier som er foreslått for hurtige pakke-svitsjingsnettverk og den er fortrinnsvis topologisk identisk med MOT. Den vil bestå av svitsjingselementer av betydelig mindre kapasitet enn det som kreves for MOT-elementene, ettersom de kun skal svitsje pakketopptekstene. MEL kan derfor operere på en langt lavere hastighet enn MOT og tidsstyres av signal CKL3, og ikke av signal CKL2 som representerer linjehastigheten. Dersom eksempelvis den optiske transmisjon finner sted på en hastighet av størrelsesorden noen hundre Mbit/s, kan hastigheten som behøves i MEL være noen titalls Mbit/s. Rutingsbanen for hver pakke bygges gjennom MEL, slik som i et konvensjonelt nettverk, og reproduseres så i MOT.

Minnet MPM omfatter en posisjon for hvert svitsjingselement i MEL og, når de forskjellige elementer i MEL blir satt, vil en slik posisjon lagre biten som indikerer konfigurasjonen som tas av det korresponderende elementet av MEL. Blokk MPM omfatter også driverne som er nødvendige for å omdanne de logiske signaler som er lagret deri til signaler som har den effekt som er nødvendig for å drive MOT-elementene. Utgangsprosessoren PUE kan bestå av et leselager, hvis lesningskommando er knyttet til "topptekstpakkens" ankomst på utgangen av MEL som er knyttet dertil.

Samtlige andre knutepunktblokker utfører funksjoner som er velkjente innenfor teknikken, og ytterligere informasjon er derfor unødvendig.

Fig. 3 viser oppdelingen av en operasjonssyklus for knutepunktet i det tilfellet som er omtalt for fordelt rutings-styring og for synkronoperasjon. Slik som vist kan i grunntrekk tre tidsfaser gjenkjennes: i den første fasen, som varer fra øyeblikk tO for syklus begynnelse til et øyeblikk ti, vil de operasjoner som er nødvendige for å sette MEL og oppdatere pakketoppteksten i BOT finne sted. Fasevarigheten er Te.(Lh + S), hvor Te er varigheten av en elektrisk bit, Lh er lengden av pakketoppteksten, uttrykt som antallet av biter, og S er antallet av trinn i MEL,

den andre fasen ti - t2, er tilegnet transmisjon fra PUE til PEE av erkjennelsepakken. Varigheten av den andre fasen er Te. (La + S), hvor La er lengden i biter av erkjennelsespakken, og Te, S har den betydning som er nevnt ovenfor. I denne andre fase vil også settingen av MOT bli utført,

den tredje fasen, fra t2 til syklus slutt t3, er tilegnet transmisjonen av pakker som er lagret i minner BOT gjennom matrisen. Denne fase vil ha en varighet To.Lp, hvor To er varigheten av en optisk bit og Lp er lengden i biter av pakkene som skal svitsjes.

Det vil bemerkes at selvom en pakke overføres, kan inn-hentingen av den følgende pakke som er tilstede på den samme knutepunktinngang og merkelappbehandlingen starte. Nettverksyklusene kan så overlappe. Dessuten vil det være tilveiebragt passende beskyttelsestider mellom de forskjellige fasene.

Knutepunktoperasjonen skal nå beskrives, med henvisning til diagrammet i fig. 3.

En pakke som ankommer på linje 1 (fig. 2) kan være en signalerings eller en informasjonspakke. Det er blitt antatt at pakken moduleres i det første tilfellet på bølgelengde Wl og i det andre tilfellet på en bølgelengde W2 som er forskjellig fra Wl. Bølgelengde-demultiplekseren WD som er anbragt på knutepunktinngangen fremsender pakken på linjen 5, hvis den er en signaleringspakke, eller på linje 2 hvis den er en informasjonspakke.

Ser man først på signaleringspakkene, blir disse pakker, etter omdannelse til elektriske signaler i C0E1, midlertidig lagret i minnet BEIS (klargjort av signal INI som utsendes av SIN1) for deretter å bli behandlet av CEL. Som nevnt ovenfor blir lagringen i BEIS tidsbestemt av CKE1, mens overføringen til CEL tidsstyres av CKL1. Signaleringsbehandling som ikke avviker fra behandlingen i et hvilket som helst elektrisk hurtig pakke-svitsjingsnettverk, resulterer i genereringen av nye signaleringspakker eller i transmisjonen av den mottatte pakken til et annet nettverkknutepunkt. Uansett blir signaleringspakken eller pakkene som går ut fra CEL lagret i minnet BEOS (med tidsstyringen etablert av CKL1) og de blir så ekstrahert derfra, omdannet av CEO til optiske signaler på bølgelengde Wl og bølgelengde multiplekset med de optiske informasjonspakker på bølgelengde W2 som kommer fra linje 16.

Signaleringsbehandling er ikke knyttet til den foreliggende oppfinnelse og vil derfor ikke bli beskrevet ytterligere.

Når en informasjonspakke ankommer, blir den videresendt av WD på linje 2 og duplisert av SEP. Pakken på linje 3 lagres i den optiske buffer BOT, mens pakken på linje 4 omdannes til elektriske signaler og overføres til SIN2. SIN2 gjenkjenner pakkens begynnelse og klargjør lagring inn i BOT og BEL. Nærmere bestemt er det kun pakketoppteksten som skal lastes inn i BEL. Pakken lastes inn i BOT og BEL med tidsstyring CKE2 ekstrahert fra ankommende informasjonspakke. Ettersom BEL skal lagre kun toppteksten, mens lasting inn i BOT fullføres, er pakketoppteksten allerede tilgjengelig for PEE, som så kan starte sine operasjoner.

PEE mottar fra CEL gjennom forbindelse 12, den informasjon som er relevant for kommunikasjonen til hvilken pakken refererer og på basis av slik informasjon erstatter den inngangsmerkelappen med utgangsmerkelappen i den optiske pakken som er lagret i BOT, og bygger rutingsetiketten i den elektriske "topptekstpakken" som leses fra BEL med tidsstyringen etablert av CKL3 og levert til PEE gjennom linje 8. Den modifiserte elektriske "topptekstpakken" sendes gjennom selv-rutingsnettverk SMEL (operasjon startet av signal R) og, når de individuelle elementer av MEL blir satt på den måte som er angitt av rutingsetikettbitene, blir konfigurasjonen av de individuelle elementer (kryssete, rette) lagret inn i

MPM.

De samme operasjoner utføres parallelt for alle andre knutepunktinnganger.

Uansett resultatet av søket etter en rutingsbane, er operasjonen som er relatert til settingen av MEL (fig. 2) over ved øyeblikket ti (fig. 3), og lesningskommando RC for MPM kan utsendes for å sette MOT.

Antar man at en rutingsbane er blitt funnet for "topptekstpakken" som er til vurdering, er ved øyeblikket ti en slik pakke tilstede på en utgang MEL og klargjør utgangsprosessor PUE til å starte bakovertransmisjon av erkjennelsespakken via den samme banen som følges av "topptekstpakken". Når PEE har mottatt en slik pakke (øyeblikk t2), kan lesningen av hele informasjonspakken som er lagret i BOT være klargjort (signal T), og pakken overføres mot linje 17 gjennom MOT og WM. Samtidig blir alle andre optiske pakker for hvilke en rutingsbane gjennom MEL er blitt satt opp, lest. Mens en optisk pakke sendes gjennom nettverk MOT, kan operasjonene som vedrører innhenting av den følgende pakken begynne.

Det er verd å bemerke at pakkene ankommer på de forskjellige knutepunktinnganger ved vilkårlige øyeblikk. I en syklus vil kun pakkene hvis topptekster er blitt fullstendig lastet inn i buffer BEL og er blitt behandlet innenfor den riktige tidsfase bli overført gjennom MOT. De andre vil bli lest i påfølgende sykluser.

Det er klart at det som er blitt beskrevet er kun gitt i form av ikke-begrensende eksempel, og at variasjoner og modifika-sjoner er mulige uten å gå utenfor oppfinnelsens omfang. Således, endog om det er implisitt antatt at anordninger PEE, PUE er knyttet til hver inngang/utgang på MEL er det åpenbart at deres antall kan være færre enn det for inngangene/utgangene av MEL, ettersom en samme anordning PEE, eller PUE kan betjene en gruppe av innganger eller respektivt utganger av MEL. Dessuten er det åpenbart at linjen som fører kun informasjonspakker vil være direkte forbundet med anordninger SEP, mens linjene som fører kun signaleringspakker er direkte forbundet med omformer C0E1. I begge tilfeller er anordning WD unødvendig, likesom anordning WM er unødvendig på utgangslinjene som formidler en eneste type av pakke. Dessuten, selvom det i det beskrevne eksempel er blitt vurdert en elektrisk matrise MEL som topologisk er identisk med MOT, kan matriser med forskjellige topologier anvendes. Eksempelvis kan matrise MEL ha større dimensjoner, men en topologi som tillater en hurtigere oppsetting.

Claims (11)

1. Knutepunkt for et optisk-elektrisk basert hurtig pakke-svitsj ingsnettverk, hvor svitsjingen finner sted på basis av rut ingsinf ormas jon som befinner seg i en topptekst av hver pakke, karakterisert ved at det omfatter: en optisk svitsjingsmatrise (MOT) som omfatter en flerhet av trinn, hvert omfattende en flerhet av svitsjingselementer, for svitsjing av informasjonspakker som sendes som optiske signaler, en elektrisk svitsjingsmatrise (MEL), som anvendes for å søke en ruting gjennom knutepunktet (NL1...NLn, NTl...NTn) ved å utnytte informasjon som befinner seg i topptekstene av informasjonspakkene og omdannet til elektrisk form, idet konfigurasjonen som tas av den elektriske svitsjingsmatrisen (MEL) reproduseres i den optiske svitsjingsmatrisen (MOT), en første gruppe av behandlingsanordninger (PEE), til-hørende innganger på den elektriske svitsjingsmatrisen (MEL), for de elektriske behandlinger av informasjonspakke topptekster som er nødvendig for å søke etter en forbindelsesbane mellom en inngang og en utgang på den elektriske svitsjingsmatrisen (MEL), og for oppdatering av topptekstene i de optiske informasjonspakkene, en andre gruppe av elektriske behandlingsanordninger (PUE), som er tilhørende utgangene på den elektriske svitsjingsmatrisen (MEL), for å gjenkjenne at en forbindelse er blitt oppsatt mellom en inngang og en utgang på den elektriske svitsjingsmatrisen (MEL), og å videresende en pakke som erkjenner en slik oppsetting til behandlingsanordningene (PEE) i den første guppen, og en sentralisert knutepunktstyreenhet (CEL) for den elektriske behandling av signalpakker.
2. 2. Knutepunkt som angitt i krav 1, karakterisert ved at den elektriske svitsjingsmatrisen (MEL) omfatter det samme antallet av trinn og det samme antallet av elementer som den optiske svitsjingsmatrisen (MOT) og er topologisk identisk med denne.
3. 3. Knutepunkt som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at hver inngang på den optiske svitsjingsmatrisen (MOT) er tilhørende en optisk buffer (BOT) for temporært å lagre pakkene som skal optisk svitsjes for den tid som er nødvendig for å søke etter og sette opp en forbindelsesbane mellom en inngang og en utgang på den elektriske svitsjingsmatrisen (MEL) og å sette opp den optiske svitsjingsmatrisen (MOT), idet pakkene som er lagret i samtlige buffere (BOT) leses på et samme tidspunkt.
4. 4 . Knutepunkt som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at nevnte behandlingsanordninger (PEE) i den første gruppen er forbundet med den sentraliserte styreenheten (CEL) hvorfra de mottar informasjon som er nødvendig for å oppdatere informasjonspakketoppteksten og å bygge deri en rutingsetikett for rutingen gjennom den elektriske svitsjingsmatrisen (MEL), idet toppteks-oppdateringen utføres direkte i de optiske pakkene som befinner seg i nevnte buffere (BOT).
5. 5 . Knutepunkt som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at et minne (MPM) er forbundet mellom den elektriske og den optiske svitsjingsmatrisen (MEL, MOT) for å lagre informasjon, under elektrisk signalform, som indikerer konfigurasjonen som tas av elementene i den elektriske svitsjingsmatrisen (MEL), idet nevnte informasjon overføres til de homologe elementer i den optiske svitsjingsmatrisen (MOT) som en settingskommando.
6. 6. Knutepunkt som angitt i et hvilket som helst foregående krav, karakterisert ved at det omfatter synkroniseringsmidler (SIN1, SIN2) for å ekstrahere fra den ankommende pakkestrømning tidsstyringssignaler (CKE1, CKE2 ) for pakkeinnhenting ved hjelp av knutepunktet (NLli...NLnj, NT1...NTn ).
7. 7. Knutepunkt som angitt i et hvilket som helst foregående krav,karakterisert ved at det omfatter en lokal tidsbasis (BT) som genererer tidsstyringssignaler (CKL1, CKL2, CKL3, EC, R, T) for de forskjellige anordninger i knutepunktet (NLli...NLnj, NT1...NTn) og organiserer svitsjingsoperasjonene i knutepunktet (NLli...NLnj, NTl...NTn) i arbeidssyklus av konstant varighet omfattende en første fase hvor den elektriske svitjingsmatrisen S(MEL) er satt og topptekstene i pakkene som er tilstede i de optiske buffere (BOT) oppdateres, en andre fase hvor den optiske svitsjingsmatrisen (MOT) er satt og behandl ingsanordningen (PUE) i den andre gruppen sender mot behandlingsanordningene (PEE) i den første gruppen mulige pakker som erkjenner at en forbindelse ér blitt etablert mellom en knutepunktinngang og utgang, og en tredje fase i hvilken optiske pakker for hvilke en rutingsbane gjennom knutepunktet er blitt funnet, formidles gjennom den optiske matrisen (MOT) mot knute-punktets utganger.
8. 8. Knutepunkt som angitt i et hvilket som helst foregående krav,karakterisert ved at signaleringspakker og informasjonspakker som er tilstede på en samme inngangs/ut-gangs linje for knutepunktet (NLli...NLnj, NT1... NTn), sendes ved å bruke forskjellige bølgelengder.
9. 9. Knutepunkt som angitt i krav 8, karakterisert ved at inngangs/utgangslinjer for knutepunktet, som formidler begge pakketyper, er tilordnet midler (WD1, SEP) for å gjenkjenne informasjonspakker og signaleringspakker og å sende førstnevnte mot den optiske svitsjingsmatrisen (MOT) og den første gruppen av behandlingsanordninger (PEE), og sistnevnte mot den sentraliserte styreenheten (CEL), og respektivt forsynt med midler for å rekombinere pakkene som svitsjes av den optiske matrisen (MOT) og signaleringspakkene som utsendes av den sentraliserte styreenheten (CEL) til en enkeltstrømning av optiske pakker.
10. 10. Knutepunkt som angitt i krav 6 og 8, karakterisert ved at synkroniseringsmidlene omfatter en første synkroniseringsanordning (SIN1) å gjenkjenne begynnelsen av hver signaleringspakke og ekstrahere fra signaleringspakkens strømning tidsstyringssignaler (CKE1, INI) for signaleringspakkeinnhenting ved hjelp av knutepunktet (NLli...NLnj, NTl...NTn), og en andre synkroniseringsanordning (SIN2), for å gjenkjenne begynnelsen av hver informasjonspakke og å ekstrahere fra informasjonspakke-strømningen tidsstyringssignaler (CKE2, SIN2) for informa-sjonspakkeinnhenting ved hjelp av knutepunktet (NLli...NLnj, NT1...NTn).
11. 11. KNutepunkt som angitt i krav 7, karakterisert ved at informasjons og signaleringspakker som er tilstede på en samme inngangs/utgangslinje for knutepunktet, sendes med forskjellige hastigheter.