SE516732C2 - Trestegs väljarenhet - Google Patents

Description

516 732 _2._ Nämnda ingångskretsar skall uppvisa utgångsledningar tillde- lade elektro-optiska omvandlare, för att mot nämnda mellan- relaterade väljarsteg kunna sända optiska pulser, svarande mot en aktuell elektrisk informationsbärande signal, och nämnda utgångskretsar uppvisar ingångsledningar tilldelade opto-elektriska omvandlare, för att från det mellanrelaterade väljarsteget kunna emottaga optiska pulser, svarande mot en aktuell ingångskretsen tillhörig informationsbärande signal.

Väljarenheter eller väljarstrukturer av hithörande slag med tre väljarsteg har även numrerats första, andra och tredje väljarsteg, i en konsekutiv ordning och med utgångspunkt härifrån motsvarar det andra väljarsteget det här benämnda tredje väljarsteget och det tredje väljarsteget det här be- nämnda andra väljarsteget.

För fackmannen är det uppenbart att sådana väljarenheter är dubbelriktade vad avser informationsöverföringen och då den efterföljande beskrivningen endast omfattar en vald riktning för informationsöverföringen så sker detta endast i förenk- lande syfte. -rnmuxnns TIDIGARE srÅNnPuNKr Flerstegs väljarenheter, av inledningsvis angiven beskaffen- het, är tidigare kända i ett flertal olika utföringsexempel och den principiella uppbyggnaden utav och dimensionerings- regler gällande för en icke blockerande trestegs väljarenhet är närmare visad och beskriven i publikationen "ISDN and Broadband ISDN" under avsnittet 2:3 "Space-Division Swit- ching" och speciellt på sidan 33, med hänvisning till figur 2.8. 516 732 _3..

Här beskrives den principiella uppbyggnaden utav en trestegs väljarenhet, dimensionerad för att kunna erbjuda en icke blockerande signalöverföring vid genomkoppling av ankommande förbindelser.

Strukturen av utnyttjade första väljarsteg, andra väljarsteg och tredje väljarsteg är icke närmare angiven.

Det är dock känt att forma nämnda väljarsteg så att dessa är anpassade för att genomkoppla utnyttjade elektriska informa- tionsbärande digitaliserade signaler, varvid elektriska led- ningar relateras och struktureras på det i publikationen an- visade mönstret.

Beaktas de med föreliggande uppfinning förknippade egenheter- na kan också nämnas att det är tidigare känt att via elektro- optiska omvandlare kunna mottaga elektriska informationsbär- ande signaler och omvandla dem till optiska ljuspulser samt sända dessa ljuspulser på en optisk ledare till en opto- elektrisk omvandlare, som mottager nämnda optiska pulser och sänder vidare motsvarande elektriska informationsbärande sig- naler.

Inom olika elektrotekniska tillämpningar, såsom stora väljar- enheter, har sådana optiska informationsbärande system ut- nyttjats för att sända informationsbärande signaler längre sträckor, såsom mellan olika eller lika skåp.

Beaktas vidare de med föreliggande uppfinning signifikativa egenskaperna och därmed förknippade åtgärderna kan nämnas att det är i och för sig, genom publikationen "Technical Digest of Conference on Optical Fiber Communication" sidorna 93-94 1993, i en artikel "Feasibility demonstration of 2,5 Gbit/s 516 732 _4_ 16 x 16 ATM photonic switching matrix", med författaren D.

Chiaroni et al samt publikationen "Proc. Topical Meeting on Optical Amplifiers and their Applications, postdeadline paper", sidorna 38-42, 1992, i en artikel "Monolithically integrated 4 x 4 InGaAsP/InP laser amplifier gate switch arrays" med författaren M. Gustafsson et al, tidigare visat och beskrivet heloptiska väljarenheter.

I här angivna publikationer anvisas utnyttjandet utav styr- bara optiska omkopplingskomponenter, såsom optiska omkopp- lingsmatriser, varvid optiska ljuspulser, uppträdande på en av ett antal grupprelaterade inkommande optiska ledare, kan väljas och växlas vidare genom en kärna till en utvald, bland flera valbara, utgående optiska ledare.

För en enklare förståelse av de enligt uppfinningen utnytt- jade egenheterna kan nämnas att i publikationen, "Proc.

European Conference on Optical Communication" 1990, sidorna 279-282, i en artikel "Characterization of an 1,5 um three- elektrode DFB laser" med författaren R. J. S. Pedersen et al, är det tidigare visat och beskrivet en avstämbar laserrelate- rad sändare.

I publikationen "Proc. European Conference on Optical Commu- nication" 1991, sidorna 445-448 är det visat och beskrivet i en artikel "Performance of DBR active filters in 2.4 Gb/s systems" med författaren O. Sahlen et al, en mottagare i en laserrelaterad tillämpning.

Principerna för den nämnda sändaren och mottagaren kan ut- nyttjas för att utföra föreliggande uppfinning.

Till teknikens tidigare ståndpunkt hör vidare det som är 516 732 ._5_ visat och beskrivet i följande publikationer.

"Wavelenght Conversion Laser Diodas Application to Wavelenght-Division Photonic Cross-Connect Node with Multi- stage Configuration" H. Rokugawa et al. IEICE Trans. on Comunication, Vol. E75-B, No. 4, April 1992, sidorna 267- 274.

I nämnda publikation är det tidigare känt en trestegs väljar- struktur eller -enhet med en principiell uppbyggnad anslu- tande sig till grundförutsättningarna för föreliggande upp- finning.

Här anvisas (enligt figur 1) utnyttjandet utav ett opto- elektriskt signalomvandlande steg (O/E), ett elektriska signaler behandlande steg (ESP), ett elektro-optiskt signa- lomvandlande steg (E/O), ett för optiska signaler anpassat väljarsteg (OSP), ett opto-elektriskt signalomvandlande steg O/E, ett elektriska signaler behandlande steg (ESP) samt ett elektro-optiskt signalomvandlande steg (E/O).

Med hänvisning till figur 2 visas i princip ett kopplingsar- rangemang för väljarsteget (OSP), som speciellt är anpassat för en våglängdsuppdelning, så att signaler med olika våg- längder kan genomkopplas samtidigt genom en enda optisk fiber och därmed har det skapats förutsättningar för att öka flexi- biliteten samt kapaciteten för ett sådant optiskt kommunika- tionsnät.

Speciellt kan betonas att här utnyttjade väljarsteg är dimen- sionerade för en och samma storlek och att således det optis- ka väljarsteget OSP är dimensionerat och anpassat till E/O- och O/E-stegen. 516 732 Väljarenheten är således dimensionerad och anpassad för en vald kapacitet och en möjlighet till en stegvis utbyggnad är icke anvisad och ej heller antydd.

Vidare kan vi konstatera, genom vad som visas i figur 2, att det utnyttjade optiska steget låter alla utgångar vara kopp- lade till alla ingångar.

Därutöver anvisas en möjlighet att låta en vald våglängd från varje vald källa (l.l - l.n) till ett inkommande block sam- manblandas innan en optisk signal med flera våglängder sändes över till ett utgående block.

Här sker således en uppsplittring av våglängderna till ett antal tänkbara mottagare.

Ett krav på en optisk väljarenhet av hithörande slag blir att den valda ljusintensiteten för den informationsbärande signa- len uppträdande på en av ingångarna måste vara så hög att den räcker för alla utgångar.

"Trend of Photonic Switching Systems" S. Suzuki et al. IEICE, Trans. on Communications, Vol. E75-B, No. 4, April 1992, sidorna 235-242.

Här visas på ett antal väljarenheter, som skall kunna överfö- ra bredbandiga signaler.

Av speciell betydelse, anser vi väljarstrukturen enligt figur 15 få anses vara. 516 732 Här visas en växelutrustning, anpassad för ATM-celler, där de för genomkoppling avsedda ATM-cellerna är anslutna till en multiplexerande enhet (MUX S/P), som omstrukturerar inkom- mande parallellrelaterade ATM-celler till en serierelaterad ATM-cellstruktur på en enda ledare och dessa serierelaterade ATM-celler är lagringsbara i ett minne.

Varje ATM-cell, oavsett bandbreddsbehov, skall nu kopplas genom den optiska matriskopplingen OSM, som kräver en hög snabbhet, d.v.s. här krävs en snabbhet motsvarande ATM- teknologi genom hela kopplingssystemet.

För varje ATM-cell, som skall genomkopplas OSM-steget, krävs en sådan styrning av OSM-steget att en vald ingång kan bli sammankopplad med en vald utgång.

REDoGöRELsE rön FÖRELIGGANDE UPPFINNING TEKNISKT PROBLEM Under beaktande av teknikens tidigare ståndpunkt, såsom den beskrivits ovan, torde det få anses vara förknippat med tek- niska problem att kunna skapa en trestegs väljarenhet, med ett första, ett andra och ett tredje väljarsteg av inled- ningsvis angiven beskaffenhet, och där inkommande ledningar och utgående ledningar skall vara anpassade för en överföring av elektriska informationsbärande digitaliserade signaler med hög hastighet, med förutsättningar för att få ett enkelt och lite platskrävande mellanrelaterat eller tredje väljarsteg och därmed inse att en lösning ligger i att strukturera resp. väljarsteg som ett antal väljarenheter eller väljarkomponen- ter. 516 732 _8_ Det torde därutöver vara ett tekniskt problem att kunna inse betydelsen utav att välja antalet utgångar för varje väljar- enhet inom det första väljarsteget att motsvara antalet väl- jarenheter inom det tredje väljarsteget.

Det är därvid ett tekniskt problem att kunna inse betydelsen utav och fördelarna förknippade med att låta varje väljaren- het inom det tredje väljarsteget få vara tilldelad lika antal ingångar som utgångar.

Det torde därutöver få anses vara ett tekniskt problem att kunna inse de förenklingar som kan erbjudas när nämnda mel- lanliggande väljarstegs väljarenheter kan tillåtas vara rent opto-relaterade, vad avser att mottaga, att dirigera och att vidaresända digitaliserde informationsbärande signaler, utan behov av någon signaltransferering till en elektriskt relate- rad informationsöverföring.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse de bespa- ringar i väljarstrukturen som är att hänföra till att låta varje, optisk väljarenhet tillhörig, utgående optisk ledare få vara försedd med en optiska signaler fördelande enhet, såsom en enhet (optisk split) delande en optisk signal i två lika delar, där enheten tillhöriga utgående, samma optiska pulser förmedlande, ledare, därmed kan bli kopplade till var sin ingång eller opto-elektrisk omvandlare för var väljare- nhet inom det andra väljarsteget.

Det måste också få anses vara ett tekniskt problem att vid en trestegs väljarenhet, av inledningsvis angivet slag, kunna inse betydelsen utav och förutsättningarna förknippade med att låta varje mellanrelaterat väljarstegs väljarenhet få vara anordnad att direkt kunna mottaga optiska signaler, från 516 732 _9._ var och en av ett antal grupprelaterade inkommande optiska ledningar och att direkt kunna överkoppla, via en från en styrenhet alstrad styrsignal, på en inkommande optisk ledare uppträdande optiska pulser till en, bland flera tillgängliga och en utvald, utgående optisk ledare och därjämte låta nämn- da styrenhet få alstra styrsignaler anpassade för utnyttjade första och andra väljarstegs väljarenhet.

Det måste också få anses vara ett tekniskt problem att kunna inse de fördelar som blir förknippade med att inom en sådan trestegs väljarenhet kunna tillåta varje mottagen optisk puls till varje mellanrelaterad väljarenhet att direkt vara vida- rekopplingsbar som en sänd optisk puls, utan att det härför skulle krävas optiska pulser förstärkande kretsar.

Det måste också få anses vara ett tekniskt problem att kunna inse de fördelar som en trestegs väljarenhet kan anses upp- visa när inkommande och utgående, för elektriska signaler avsedda, ledningar överför grupprelaterade elektriska infor- mationsbärande signaler, strukturerad som datapaket, speci- ellt ATM-celler.

Det ligger ett tekniskt problem i att därvid kunna inse de fördelar som är förknippade med att på en och samma optisk ledare kunna sända flera, säg två, olika adresser tilldelade datapaket och låta en, en mottagare tillhörig, adressutvärde- rande krets få avgöra vilka adressrelaterade datapaket som skall omhändertagas och vilka som skall kastas och därmed erbjuda en utnyttjning av en optisk ledare för överföring av ytterligare två skilda informationsbärande digitaliserade signaler.

Det måste också få anses vara ett tekniskt problem att kunna 516 732 _10- inse och realisera en trestegs väljarenhet, som kan erbjuda en säker funktion och en tillförlitlig tillämpning, även när ett, som en ingångskrets format, första väljarstegs väljaren- het är anpassad för ett totalt, maximerat, bitflöde av över 50 Gb/s, speciellt 80 Gb/s, och däröver.

Det måste också få anses vara ett tekniskt problem att kunna inse de fördelar som blir förknippade med att utnyttja en styrenhet, som är anordnad att, i beroende av ett konstante- rat aktuellt bandbreddsbehov för en påkallande förbindelse mellan en utvald ingångskrets och en utvald utgångskrets, aktivera en bandbreddsbehovet omhändertagande och uppfyllan- de, via ett av nämnda tredje väljarstegs väljarenheter upp- kopplad, kopplingsväg under hänsynstagande till val av en eller flera våglängder.

Det ligger också ett tekniskt problem i att kunna inse bety- delsen utav och de förenklingar som är att förvänta genom att via nämnda styrenhet låta påverka en våglängdsväljande enhet, tillhörig varje elektro-optisk omvandlare för varje utgående ledning från det första väljarsteget tillhöriga väljarenhe- ten, så att via nämnda krets styrenheten kan välja att sända optiska pulser med en första frekvens eller våglängd eller vara anpassad för att sända optiska pulser med en annan frek- vens eller våglängd, och samtidigt skapa förutsättningar för att via styrenheten kunna aktivera optiska pulser mottagande kretsar, tillhöriga en eller flera ingångsledningar för ut- gångskretsarna i väljarenheterna och därmed erbjuda en ut- nyttjning av en optisk ledare för överföring av två skilda informationsbärande digitaliserade signaler. 516 732 _l1_ LösNINGEN För att kunna lösa ett eller flera av de ovan angivna teknis- ka problemen utgår nu föreliggande uppfinning ifrån en tre- stegs väljarenhet eller väljarstruktur, innefattande ett an- tal inkommande ledningar, grupprelaterade och anslutna till ett, som ingångskrets format första väljarsteg, ett antal ut- gående ledningar, grupprelaterade och anslutna till ett, som utgångskrets format, andra väljarsteg, mellan nämnda, som ingångskretsar och utgångskretsar verksamma, väljarsteg an- slutbart mellanrelaterat väljarsteg, varvid nämnda inkommande ledningar och nämnda utgående ledningar samt nämnda första och andra väljarsteg är anpassade för en överföring av elekt- riska informationsbärande digitaliserade signaler och nämnda första och andra väljarsteg är anpassade för att kunna genom- koppla en på en ingångsledning uppträdande informationsbäran- de elektrisk signal till en av en styrenhet bestämd utgångs- ledning samt nämnda styrenhet.

Uppfinningen utnyttjar härvid en styrenhet, anordnad att på ett principiellt känt sätt samverka med och styra kopplings- vägarna inom bl.a. nämnda väljarsteg, för att kunna samman- koppla en av nämnda inkommande ledningar till ett första väljarsteg, via nämnda första väljarsteg, via nämnda mellan- relaterade väljarsteg och nämnda andra väljarsteg, till en utvald utgående ledning för nämnda andra väljarsteg.

Uppfinningen bygger i princip på att nämnda första väljarsteg är uppdelat i ett antal väljarenheter eller väljarkomponenter tillhöriga utgående ledningar skall var och en samverka med en ledningen tilldelad eller tillhörig elektro-optisk omvand- lare, att förbindelserna mellan resp. första väljarsteg och resp. tredje väljarsteg därvid kan utgöras utav optiska leda- re, att det tredje väljarsteget är uppdelat i ett antal väl- 516 732 _12_ jarenheter och var och en anpassad att genomkoppla rent optiska informationsbärande ljuspulser, att förbindelser mellan resp. tredje väljarstegs väljarenheter och resp. andra väljarsteg och dess väljarenheter utgöres utav optiska ledare och att nämnda andra väljarsteg tillhöriga ingående ledningar är förkopplade av opto-elektriska omvandlare.

Antalet ingångar och utgångar för varje väljarenhet inom resp. väljarsteg är valdt lika.

Såsom föreslagna utföringsformer, fallande inom uppfinnings- tankens ram, anvisas utgångarna för en väljarenhet inom det första väljarsteget är var och en ansluten till en ingång för var sin väljarenhet inom det tredje väljarsteget.

Vidare anvisas att nämnda första väljarsteg, nämnda andra väljarsteg och/eller nämnda tredje väljarsteg tillhöriga väljarenheter är strukturerade som matrisväljare alternativt att nämnda väljarsteg är strukturerade som trestegs välja- renheter.

Vidare anvisas att resp. av nämnda tredje väljarsteg till- hörig utgående optisk ledare är försedd med en optiska signa- ler fördelande enhet, där den enheten tillhöriga utgående ledaren, svarande mot den nämnda väljarenheten tillhöriga ut- gående ledaren, är kopplad till en opto-elektrisk omvandlare tillhörig ingångsledning för var sin det andra väljarsteget tillhöriga väljarenhet.

Speciellt anvisas att var och en av nämnd, första väljarste- get tillhörig, utgående ledning samverkar med en elektro- optisk omvandlare, vars utgående optiska ledare är ansluten till en ingång för en av nämnda tredje väljarsteget tillhörig 516 732 ..l3_ väljarenhet.

Antalet utgående optiska ledare från det första väljarsteget är valt att motsvara antalet tredje väljarsteget tilldelade väljarenheter och dessa optiska ledare är anordnade mellan en utvald väljarenhet tillhöriga utgångar och var sin ingång för var och en av nämnda tredje väljarsteget tillhöriga väljaren- heter.

Vid en sådan trestegs väljarenhet, anpassad för att mottaga och vidaresända elektriska informationsbärande signaler, an- visar nu föreliggande uppfinning att varje mellanrelaterat tredje väljarstegs väljarenhet är anordnad att direkt kunna mottaga optiska signaler, på var och en, av ett antal grupp- relaterade, inkommande optisk ledare och att direkt kunna överkoppla, via en från styrenheten alstrad och därav en kopplingsväg utpekande styrsignal, uppträdande optiska pulser till en, bland flera tillgängliga, utvald utgående optisk ledare.

Såsom föreslagna utföringsformer, fallande inom ramen för uppfinningstanken, anvisar vidare att varje mottagen optisk puls i en av nämnda tredje väljarsteg tillhöriga väljaren- heter skall kunna vara vidarekopplad som en sändande optisk puls via en vald utgång för den nämnda mellanrelaterade väl- jarenheten.

Härutöver anvisas att på inkommande och utgående ledningar överföres grupprelaterade informationsbärande signaler, strukturerade som datapaket, speciellt såsom ATM-celler.

Vidare anvisar föreliggande uppfinning att ett, som en in- gångskrets format, första väljarstegs väljarenheter skall 516 732 _14.. vara anpassade för mottagande av ett totalt maximerat bitflö- de, i vart fall valt över 50 Gb/s.

Vidare anvisas att via nämnda styrenhet så är varje ingångs- krets tillhörig elektro-optiska omvandlare styrd och anpassad för att kunna sända optiska pulser med en första våglängd och en annan ingångskrets kan vara anpassad för att sända optiska pulser av en annan våglängd.

FÖRDELAR De fördelar som främst kan få anses vara kännetecknande för en trestegs väljarenhet med väljarstegen bildade av ett antal väljarenheter, i enlighet med föreliggande uppfinning, är att härigenom har det skapats förutsättningar för att erbjuda en trestegs väljarenhet med ett förenklat utförande där förenk- lingarna ligger dels i styrenheten dels i utnyttjandet utav ett rent optiskt mellanliggande väljarsteg, uppbyggt av ett bestämt antal väljarenheter som erbjuder en enklare kringut- rustning än elektriska väljare, och som därutöver kan erbjuda förenklingar härrörande från våglängdsmultiplex och/eller adressmultiplicering av datapaket, genom att utnyttja en optiska pulser till två ledningar fördelande enhet för varje utgående optisk ledare.

Det som främst kan få anses vara kännetecknande för en tre- stegs väljarenhet, i enlighet med föreliggande uppfinning, anges i det efterföljande patentkravets 1 kännetecknande del. 516 752 _l5_ KORT FIGURBESKRIVNING En för närvarande föreslagen utföringsform utav en trestegs väljarenhet, i enlighet med föreliggande uppfinning, skall nu närmare beskrivas med hänvisning till bifogad ritning, där; figur l figur 2 figur 3 figur 4 figur 5 figur 6 visar en tidigare känd principiell upp- byggnad utav en icke blockerande trestegs väljarenhet och vilken princip även ut- nyttjas för nu föreslagen och närmare be- skriven utföringsform över uppfinningen, visar i blockschema en för föreliggande uppfinning signifikativ trestegs väljaren- het, visar ett förenklat kopplingsschema av väljarenheten enligt figur 2 vid ett ut- nyttjande utav optiska förbindelser eller ledare, på vilka uppträder ljuspulser med ett flertal våglängder för de optiska in- formationsbärande pulserna, visar principen för ett första väljarsteg med resp. utgångsledning tilldelad elekt- ro-optiska omvandlare, visar principen för ett tredje väljarsteg, i form av en matris, med resp. utgående ledare försedd med en, optiska signaler till två ledare, fördelande enhet och visar ett principiellt blockschema för en styrenhet, för att kunna styra en genom- 516 732 _ 16 _ koppling av en påkallande förbindelse.

BESKRIVNING ÖVER NU Fönnsmczn UTFöRINGsr-onn Med hänvisning till figur 1 visas således där generellt en icke blockerande trestegs väljarenhet 1.

En sådan trestegs väljarenhet är principiellt uppbyggd av tre väljarsteg, ett första väljarsteg 3, ett andra väljarsteg 5 och ett mellanliggande väljarsteg 6 med ett antal välja- renheter eller väljarkomponenter.

Dimensioneringen av de enskilda väljarstegen skall följa de anvisningar den inledningsvis omnämnda publikationen anvisar för att erhålla en spärr eller blockerfri väljarenhet, in- nebärande att varje för genomkoppling accepterat inkommande anrop eller förbindelse skall kunna kopplas genom väljaren- heten utan intern spärrfunktion.

Utföringsformen enligt figur 2 visar nu på en trestegs väl- jarenhet enligt uppfinningen och den innefattar ett antal inkommande ledningar 2, där vissa ledningar 2a är grupprela- terade och ansluten till ingångarna för en, bland flera till- gängliga, som ingångskrets formad, väljarenhet 3a.

Här visad utföringsform anvisar sexton (l6) sådana lika väl- jarenheter 3a-3m, var och en anpassad för en total maximerad bitström av 80 Gb/s, fördelbara på antalet anslutna ingångs- ledningar 2a.

En andel ledningar 4a, av samtliga utgående ledningar 4, är grupprelaterade och anslutbara till utgångarna för en, bland flera tillgängliga, som utgångskrets formad, väljarenhet, 5a- 516 732 _17- 5m, ingående i det andra väljarsteget 5.

Varje andra väljarsteg 5 tillhöriga utgående ledningar 4a skulle kunna vara anpassade för en total maximerad bitström av 80 Gb/s, fördelbar på antalet anslutna utgångsledningar 4a.

Mellan nämnda, som ingångskretsar och utgångskretsar verksam- ma, väljarsteg 3, 5 och deras väljarenheter 3a-3m resp. 5a-5m ingår anslutbara mellanrelaterade väljarenheter 6a-6n bildan- de det tredje väljarsteget 6.

Väljarstegens 3, 5 och 6 erforderliga och principiella kon- struktioner är i och för sig tidigare kända, varför en mera ingående beskrivning av dessa icke är erforderlig.

Dock skall nämnas att väljarenheterna i väljarstegen 3 och 5 är av en konstruktion som möjliggör genomkoppling av elek- triska informationsbärande pulsrelaterade signaler, medan väljarenheterna inom det tredje väljarsteget 6 är av en konstruktion som möjliggör genomkoppling av rent optiska in- formationsbärande ljuspulser.

Väljarenheten l, enligt figur 2, är härvid så strukturerad att varje information uppträdande på en av de inkommande led- ningarna 2a, säg ledningen 2a', kan av det första väljarste- gets 3 struktur och dess väljarenhet 3a och via en emottagen styrsignal, alstrad av en styrenhet 10, överkopplas eller genomkopplas till en utvald, bland flera tillgängliga 3a, ut- gående ledning, säg ledningen 3a'.

På samma sätt kan en annan information, uppträdande på en annan av de inkommande ledningarna, säg 2a", av det första 516 732 _l8_ väljarstegets 3 och väljarenhetens 3a struktur och via en emottagen styrsignal, alstrad av en styrenhet 10, överkopplas eller genomkopplas till en utvald, bland flera tillgängliga 3a, utgående ledning, säg ledningen 3b'.

Av betydelse är vidare att varje utgående ledning, såsom led- ningen 3a', är sammankopplad med en ledningen tilldelad elektro-optisk omvandlare 41. Samtliga elektro-optiska om- vandlare för alla utgående ledningar, är samordnade till en enhet 32.

Ledningen 3a' står därvid, över sin tillhöriga elektro-optis- ka omvandlare 41, sammankopplad med en optisk ledare 3a", an- sluten till den det tredje väljarsteget tillhöriga väljaren- hetens 6a ena ingång, en intillvarande ledning 3b' står över sin tillhöriga elektro-optiska omvandlare 42, sammankopplad med en optisk ledare 3b" ansluten till den det tredje väljar- steget tillhörig väljarenhetens 6b ena ingång o.s.v. till "n" sådana väljarenheten.

Härav framgår att var och en av det första väljarsteget 3 tillhöriga väljarenheterna 3a-3n skall ha ett antal utgående ledningar och elektro-optiska omvandlare svarande mot antalet väljarenheter 6a-6n inom det tredje väljarsteget 6.

Den första optiska utgångsledaren 3a" är ansluten till en första ingång för väljarenheten 6a, en andra optisk utgångs- ledare 3b" är ansluten till en första ingång för väljarenhe- ten 6b, o.s.v. till den nzte utgången som är ansluten till väljarenheten 6n.

Den sista väljarenheten 3m har sin första utgångsledare 3m" ansluten till väljarenhetens 6a sista ingång, o.s.v. 516 732 _]_9_ Antalet utgàngsledare för varje väljarenhet 3a-3m inom det första väljarsteget 3 motsvarar antalet väljarenheter 6a-6n inom det tredje väljarsteg och antalet ingångar för varje väljarenhet inom det tredje väljarsteg motsvarar antalet väl- jarenheter 3a-3m inom det första väljarsteget 3.

Antalet väljarenheter inom det första väljarsteget 3 är sex- ton och antalet väljarenheter inom det tredje väljarsteget är trettiotvå.

Varje ingång 5la för en väljarenhet 6a inom det tredje väl- jarsteget kan via styrenheten 10 sammankopplas med en av de sexton utgångarna, för att därvid etablera en kopplingsväg genom denna väljarenhet 6a.

Med hänvisning till figur 5 visas där den principiella upp- byggnaden utav en väljarenhet inom det tredje väljarsteget, såsom Väljarenheten 6a.

Denna väljarenhet 6a är matrisrelaterat, med fyra optiska om- kopplingselement 51, 52, 53 och 54, vart och ett i sig tidi- gare känt.

Väljarenhet 6a uppvisar två grupprelaterade ingångsförsedda element 51 och 53 med var sina åtta optiska ingångsledare, av vilka en tilldelats hänvisningsbeteckningen 5la och kan mot- svara den optiska ledaren 3a".

Väljarenheten 6a uppvisar grupprelaterade utgångsförsedda element 52 och 54, med var sina åtta optiska utgångsledare, av vilka en tilldelats hänvisningsbeteckningen 52a och kan motsvara den optiska ledaren 6a". 516 732 _20_ Var och en av dessa sexton optiska ledare samverka med en ljusdelare, av vilka en tilldelats hänvisningsbeteckningen 521, och vilken uppdelar inkommande ljuspulser till två parallellt relaterade ljuspulser, en uppträdande på ledaren 6a" och en på ledaren (6a") och därmed erhålles trettiotvå utgående ledare, var och en ansluten till en av trettiotvå opto-elektriska omvandlare, fördelade på sexton väljarenheter inom det andra väljarsteget 5.

Härmed kan ledaren 6a" vara ansluten till en väljarenhet 5a och ledaren (6a") kan vara ansluten till en annan väljaren- het, såsom 5m.

Figur 5 avser att illustrera att samtliga utgående optiska ledare är försedd med nämnda ljusdelare, såsom 521-528 och 541-548.

Var och en av de sexton väljarenheterna 5a-5m uppvisar sex- tiofyra ingångsledningar med var sin elektro-optiska omvand- lare (ej visade).

Arrangemanget och fördelarna med att utnyttja optiska ljus- delare 521-528 samt 541-548 kommer närmare att beskrivas i det efterföljande.

På liknande sätt som beskrivits med hänvisning till figur 4 består väljarenheterna 5a-5m utav ett antal förkopplade opto- elektriska omvandlare ingående i kretsen 70, med en omvandla- re för varje optisk ledare och en ingång.

Sålunda kan den optiska ledaren 6a" vara ansluten till en opto-elektrisk omvandlare, orienterad inom kretsen 70, vars 516 732 _ 21 _ elektriska signaler uppträder på ledningen 6a' och därefter kan uppträda på ledningen 4a'.

Uppfinningen får en speciell lämplig tillämpning när nämnda inkommande ledningar 2 och nämnda utgående ledningar 4 är an- passade för en överföring av elektriska informationsbärande signaler i form av ström- eller spänningspulser samordnade till datapaket, som i utföringsexemplet antages bestå av ATM- celler.

Med hänvisning till figur 3 visas därmed en tillämpning där utvalda kopplingsvägar via optiska ledare, såsom ledaren 6a", skall kunna dubbelutnyttjas, genom val av utnyttjad våglängd för ljuspulserna.

Härför krävs att via nämnda styrenhet lO, enligt figur 3, så skall en den utgående optiska ledaren, säg 3a", tillhörig våglängdsväljare vara så styrd att resp. elektro-optiska om- vandlare blir anpassad för att sända optiska pulser med en första våglängd över ledningen eller optiska pulser av en annan våglängd över ledningen.

Om det nu antages att en första våglängd gäller för ljus- delaren 32' och en andra våglängd gäller för en ljusdelare 32" så kopplas dessa tilldelade ingångar för väljarenheten 6a samman till en enda ledare, på vilken uppträder signaler med våglängdsmultiplexering och via styrenheten 10 kan en våg- längdsselektiv mottagare 37 eller 38 aktiveras för att välja önskad våglängd till en ingångskrets för väljarsteget 5.

Sålunda kommer på väljarenhetens 6a ena utgångsledare 6a" att uppträda ljuspulser med två olika våglängder, vilka är styr- bart separerbara före den andra väljarstegen 5. 516 732 _22_ De optiska pulser mottagande kretsarna 37, 38, tillhöriga en eller flera utgångskretsar kommer via styrenheten 10 att vara påverkbara för att kunna mottaga informationsbärande optiska pulser med en utvald våglängd och kasta pulser med annan våg- längd.

Enär ATM-tekniken är väl känd och där datapaketen är struk- turerade som ATM-celler med en adressrelaterad del, "Header" och en informationsrelaterad del "Pay Load" kommer denna teknik inte att närmare beskrivas.

Dock skall beaktas att nämnda väljarsteg 3, 5 och 6 är styrda utav en styrenhet eller styrdator 10 på ett sätt som i sig är mycket komplext.

Den efterföljande beskrivningen avser endast att beakta de delar av styrenheten 10 som krävs för en förståelse av upp- finningens funktion.

Med en förnyad hänvisning till figur 2 skall nu närmare be- skrivas uppfinningens tillämpning vid ett paketdatasystem och mera speciellt ett ATM-system.

En styrenhet 10, schematiskt visad i figur 2 och funktions- mässigt närmare åskådliggjord i figur 6, är samverkande med nämnda väljarsteg 3 och 5 för att styra väljarenheterna inom dessa och för att sammankoppla en av nämnda inkommande led- ningar 2a', via en av nämnda mellanrelaterade väljarenheten 6a, till en utvald utgående ledning 4a', för att överföra varje datacell (ATM-cell) som seriellt uppträder på ledningen 2a". En datacell 20, bland ett flertal, uppvisar ett adress- relaterat avsnitt eller del 21 och ett informationsrelaterat 516 732 _23_ avsnitt eller del 22.

Vid ett anrop påkallar den anropande aktivering av väljaren- heten i och med att en överförd ATM-cell i sin adressrelate- rade del 21 indikerar ett för anrop gällande kanalnummer och meddelar via den informationsbärande delen 22 erforderlig bandbredd för önskad uppkopplad förbindelse.

Vidare innehåller ATM-cellen uppgift om till vilken abonnent uppkopplingen kan ske.

Styrenhet 10 är anordnad att i beroende av ett aktuellt band- breddsbehov, mellan en utvald ingångskrets 3 och en utvald utgàngskrets 5, kunna aktivera en mot bredbandsbehovet sva- rande, av en mellanrelaterad väljarenhet 6a tilldelad, kopp- lingsväg. (Se figur 6).

De på ledningen 2a' uppträdande elektriska informationsöver- förande pulserna avkännes och tolkas av i styrkretsen 10 ingående medel, med ett medel 101 avsett att indikera anrop, ett medel 102 för att fastställa önskad och nödvändig band- bredd samt ett medel 103 för att indikera aktuell anropad abonnent (B-abonnent).

En centralenhet 110 utvärderar nu i ett minne 104 om begärd bandbredd till B-abonnenten kan tagas emot av abonnenten ifråga.

I minnet 104 ligger lagrat alla tillgängliga kopplingsvägar genom väljarenheterna 6a-6n och momentan beläggning av var och en av dessa.

Samtidigt utvärderas i en enhet 105 huruvida B-abonnenten kan 516 732 _ 24 _ taga emot vald förbindelse. Blir utvärderingen negativ är B- abonnenten upptagen och via en krets 106 indikeras detta till A-abonnenten, den anropande.

Blir resultatet av utvärderingen positivt, B-abonnenten är ledig och enligt grundförutsättningarna för strukturen av väljarenheten kan en inre spärrning inte förekomma, meddelar centralenheten 110, via en krets 107, A-abonnenten att an- ropet accepterats med vald bandbredd.

Via centralenheten 110 och en beräkningskrets 111 utvärderas möjligheterna att belägga en redan uppkopplade optisk kopp- lingsväg, från väljarsteget 3 till 5 via en i det tredje väl- jarsteget ingående väljarenhet (6a-6n) med en begärd band- bredd.

Vid ett positivt beräkningsresultat upptagetmarkeras den valda kopplingsvägen i minnet 104.

Vid ett negativt beräkningsresultat aktiveras en ny beräk- ningskrets 112.

Via denna krets 112 utvärderas möjligheterna att kunna "dub- bel" -utnyttja redan etablerade optiska kopplingsvägar, såsom mellan ett första väljarsteg och ett tredje väljarsteg, såsom ledaren 3a", eller mellan ett tredje väljarsteg och ett andra väljarsteg.

En sådan dubbelutnyttjning kan ske genom att anvisa utnytt- jandet utav optiska delare 521-528, 541-548. En och samma opto-elektrisk omvandlare erhåller ATM-celler med sinsemellan olika adresser och släpper igenom endast ATM-celler med en utvald adress och kastar övriga. 516 732 _25- En annan opto-elektrisk omvandlare erhåller samma ATM-cell- ström men släpper igenom endast ATM-celler med en den till- hörig adressen och kastar övriga.

Vid en positiv beräkning upptagetmarkeras den valda kopp- lingsvägen i minnet 104.

Vid en negativ beräkning aktiveras en ny beräkningskrets 113.

Via denna krets 113 utvärderas möjligheterna att kunna "dub- bel" -utnyttja redan etablerade optiska kopplingsvägar mellan ett första väljarsteg och ett tredje väljarsteg eller ett tredje väljarsteg och ett andra väljarsteg, såsom ledaren 3a" via våglängdsmultiplicering, närmare beskrivet med hänvisning till figur 3.

Vid ett positivt beräkningsresultat upptagetmarkeras den valda kopplingsvägen i minnet 104.

Vid ett negativt beräkningsresultat krävs att en ny optisk kopplingsväg utvärderas via centralenheten 110 och en ny beräkningskrets 114 aktiveras som utpekar en ledig optisk förbindning.

Så snart centralenheten 110 kunnat fastställa ett positivt beräkningsresultat upptagetmarkeras vald kopplingsväg i minnet 104 och via en krets 108 tilldelas anropet (samt A- abonnenten) ett nytt internt kanalnummer, svarande mot en vald kopplingsväg, så att alla ATM-celler med ett angivet kanalnummer kan få passera en etablerad kopplingsväg och erforderliga informationer meddelas de berörda väljarstegen 3, 6 och 5, inkluderande aktivering av våglängdsval eller 516 732 _26_ motsvarande.

När A-abonnenten meddelar, med en ny ATM-cell, att samtalet skall nedkopplas tas uppställd kopplingsväg bort ur minnet 104 via en beräkningskrets 109 samt övrig information hänfö- rande sig till den uppställda kopplingsvägen avlägsnas.

Noteras bör att nämnda vàglängdsselektiva mottagare 37 och 38 är förkopplade med en ljusdelar 40.

Valet av våglängd i 32' och 32" sker från styrenheten 10 och val av våglängd i mottagarna 37 och 38 sker också från styr- enheten.

Vidare kan nämnas att adressutvärderande enheter för ATM-cel- ler är tidigare kända och ingår i valda väljarenheter inom väljarstegen 3 och 5.

Uppfinningen är givetvis inte begränsad till den ovan såsom exempel angivna utföringsformen utan kan genomgå modifikatio- ner inom ramen för uppfinningstanken illustrerad i efter- följande patentkrav.

Claims (9)

516 732 _27.- PATENTKRAV

1. l. Trestegs väljarenhet (1), innefattande ett antal inkom- mande ledningar (2), grupprelaterade och anslutna till ett, som ingångskrets format, första väljarsteg (3), ett antal ut- gående ledningar (4), grupprelaterade och anslutna till ett, som utgàngskrets format, andra väljarsteg (5), mellan nämnda som ingångskretsar och utgångskretsar verksamma väljarsteg (3,5) anslutbart mellanrelaterat tredje väljarsteg (6), var- vid nämnda inkommande ledningar (2) och nämnda utgående led- ningar (4) är anpassade för en överföring av elektriska in- formationsbärande signaler och en styrenhet (10), samverkande med nämnda väljarsteg (3,6,5) för att kunna sammankoppla en av nämnda inkommande ledningar (2a'), bl.a. via en utpekad kopplingsväg, genom nämnda mellanrelaterade tredje väljarsteg (6), till en utvald utgående ledning (4a'), varvid nämnda första väljarsteg (3) tillhöriga utgående ledningar (3a') samverkar var och en med en elektro-optiska omvandlare (32), och resp. förbindelse mellan det första väljarsteget (3) och det tredje väljarsteget (6) utgöres utav en optisk ledare, varjämte det tredje väljarsteget (6) är anpassat att via nämnda kopplingsväg genomkoppla optiska informationsbärande ljuspulser, och med resp. förbindelse mellan det tredje väljarsteget (6) och det andra väljarsteget (5) utgörande av en optisk ledare och med nämnda andra väljarsteg (5) till- höriga ingående ledningar förkopplade av opto-elektriska om- vandlare, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda första väljarsteg (3) utgöres utav ett antal väljarenheter (3a-3m), var och en av dessa väljarenheter (3a-3m) är anpassad för att uppvisa samma antal utgående ledare (3a'), att nämnda andra väljarsteg (5) utgöres utav ett antal väljarenheter (5a-5m), var och en av dessa väljarenheter är anpassad för att uppvisa 516 732 _28- samma antal inkommande ledare (6a"), att nämnda tredje väl- jarsteg (6) utgöres utav ett antal väljarenheter (6a-6m), var och en av dessa väljarenheter (6a-6m) är anpassad för att uppvisa samma antal inkommande ledare (6a') som utgående ledare (6a") och att antalet utgående ledare från en väljar- enhet (3a) inom det första väljarsteget är valt att motsvara antalet väljarenheter (6a-6n) inom det tredje väljarsteget.

2. Trestegs väljarenhet enligt patentkravet l, k ä n n e - t e c k n a d därav, att utgångarna för en första väljaren- het (3a) inom det första väljarsteget (3) är var och en an- sluten till en ingång för var sin väljarenhet (6a-6n) inom det tredje väljarsteget (6).

3. Trestegs väljarenhet enligt patentkravet l eller 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att antalet ingångar och antalet utgångar för varje väljarenhet inom det tredje väl- jarsteget är valt att motsvara antalet väljarenheter inom nämnda första och andra väljarsteg.

4. Trestegs väljarenhet enligt patentkravet l, k ä n n e - t e c k n a d därav, att nämnda första väljarsteg, nämnda andra väljarsteg och/eller nämnda tredje väljarsteg är strukturerade som matrisväljare.

5. Trestegs väljarenhet enligt patentkravet l, k ä n n e - t e c k n a d därav, att nämnda första väljarsteg (3), nämn- da andra väljarsteg (5) och/eller nämnda tredje väljarsteg (6) är strukturerade som ett antal väljarenheter (3a,6a,5a), var och en uppvisande en trestegs väljarenhet.

6. Trestegs väljarenhet enligt något av patentkraven 1-5, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda tredje väljarsteg 516 732 _29- (6) tillhörig utgående optisk ledare (6a") är försedd med en optiska signaler delande enhet (40), där de nämnda enhet (40) tillhöriga utgående ledarna, svarande mot den nämnda tredje väljarsteget tillhöriga utgående ledaren, är kopplade till var sin tillhörig opto-elektriska omvandlare (37,38) kopplad till var sin ingång för nämnda andra väljarsteg (5).

7. Trestegs väljarenhet enligt patentkravet l, k ä n n e - t e c k n a d därav, att varje väljarenhet (6a) inom det mellanrelaterade tredje väljarsteget (6) är anordnad att direkt kunna mottaga optiska signaler, uppträder på var och en av ett antal grupprelaterade, inkommande optisk ledare och att direkt kunna överkoppla, via en från styrenheten (10) alstrad styrsignal för utpekande av en kopplingsväg, på en inkommande ledare (3a") uppträdande optiska pulser till en, bland flera tillgängliga, utvald utgående optisk ledare (6a").

8. Trestegs väljarenhet enligt patentkravet 1, k ä n n e - t e c k n a d därav, att ett, som en ingångskrets formad, första väljarsteg (3) är anpassat för ett totalt, ett maxime- rat, bitflöde över 50 Gb/s.

9. Trestegs väljarenhet enligt patentkravet l, k ä n n e - t e c k n a d därav, att via nämnda styrenhet (10) är en elektro-optisk omvandlare anpassad för att sända optiska pul- ser med en första våglängd och en elektro-optisk omvandlare, tillhörig en annan eller samma ingångskrets är anpassad för att sända optiska pulser av en annan våglängd.