專利名稱：三級(jí)交換單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及三級(jí)交換單元或交換結(jié)構(gòu)，并具體地涉及這樣一種三級(jí)交換單元包括連接到一個(gè)輸入交換級(jí)或第一交換級(jí)的多條成組的入線，連接到一個(gè)輸出交換級(jí)或第二交換級(jí)的多條出線，以及一個(gè)中間或關(guān)聯(lián)的交換級(jí)或第三交換級(jí)，在上述作為輸入電路和輸出電路工作的第一和第二交換級(jí)之間相關(guān)聯(lián)并連接。
本發(fā)明還基于這樣一種三級(jí)交換單元，其中所述的入線和出線適合于為傳遞攜帶信息的電信號(hào)且這里的控制單元與所述的交換級(jí)共同作用，以便通過一條所指示的在上述中間交換級(jí)之間通過的連接通路將所述的入線中的一條與所選擇的一條出線相連接。
所述的輸入電路將提供配備了電光轉(zhuǎn)換器的出線，以便能夠?qū)⑴c當(dāng)前攜帶信息的電信號(hào)相對應(yīng)的光脈沖發(fā)送到所述中間交換級(jí)，而且所述的輸出電路提供配備了光電轉(zhuǎn)換器的入線，以便能夠從中間交換級(jí)接收與屬于當(dāng)前輸入電路的攜帶信息的電信號(hào)相對應(yīng)的光脈沖。
屬于這種類型有三個(gè)交換級(jí)的交換單元或交換結(jié)構(gòu)也表示為第一、第二和第三交換級(jí)，按照連續(xù)的順序，而且記住這一點(diǎn)應(yīng)該注意到第二交換級(jí)對應(yīng)于這里表示的第三交換級(jí)而第三交換級(jí)對應(yīng)于這里表示的第二交換級(jí)。
對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，很顯然這樣的交換單元可以處理雙向的信息流通信但是為了簡單的目的下面的描述將只揭示信息流的一個(gè)所選擇的方向。
背景領(lǐng)域的描述適合上面所描述類型的多級(jí)交換以前在很多不同的實(shí)施例中都有所了解，而且關(guān)于無阻塞三級(jí)交換單元主要結(jié)構(gòu)和大小的法則在出版物“ISDN和寬帶ISDN”中節(jié)23“空分交換”下有詳細(xì)的表示和描述，特別是在33頁上參考圖2.8。
三級(jí)交換單元的主要結(jié)構(gòu)這里描述并確定大小為能夠在入連接的一條通道上提供無阻塞信號(hào)傳輸。
所使用的第一、第二和第三交換級(jí)的結(jié)構(gòu)不詳細(xì)地給出。
但是，已知構(gòu)成所述的交換級(jí)是為了使它們適于傳遞所使用的攜帶信息的數(shù)字化電信號(hào)，因此電導(dǎo)線彼此相互關(guān)聯(lián)并根據(jù)該出版物所示的模式構(gòu)造。
為了考慮本發(fā)明的重要特性，也應(yīng)一提的是以前已經(jīng)知道它能夠接收攜帶信息的電信號(hào)并且，通過電光轉(zhuǎn)換器，將其轉(zhuǎn)換為光脈沖并將光導(dǎo)線上的這些光脈沖發(fā)送到一個(gè)光電轉(zhuǎn)換器，后者接收所述的光脈沖并發(fā)送相應(yīng)的攜帶信息的電信號(hào)。
這樣的攜帶信息的光學(xué)系統(tǒng)已經(jīng)在不同的電子技術(shù)應(yīng)用中使用，例如大型交換單元，以便將攜帶信息的信號(hào)發(fā)射較遠(yuǎn)的距離，當(dāng)其處于不同或類似的小室中時(shí)。
為了進(jìn)一步考慮本發(fā)明的重要特性，以及有關(guān)的重要方法，也應(yīng)一提的是全光交換單元通過出版物“光纖通信會(huì)議技術(shù)文摘”(“Technical Digest of Conference on Optical Fiber Communication”)中的文章“2.5Gbit/s16×16ATM光交換矩陣的可行性論證”(“Feasibility demonstration of)2，5 Gbit/s 16×16ATM Photonicswitching matrix”)第93到94頁上已經(jīng)了解并有所描述，作者是D.Chiaroni等人，以及出版物“光放大器及其應(yīng)用論題會(huì)議，截止日期后的文章”(“Proc.Topical Meeting on Optical Amplifiers and theirApplications，postdeadline paper”)，1992，中的文章“單調(diào)集成4×4InGaAsp/InP激光放大器門交換陣列”(“Monolithically integrated 4×4InGaAsP/InP laser amplifier gate switch arrays”)第38到42頁上也已經(jīng)了解并有所描述，作者是M.Gustafsson等人。
在這些提到的出版物中，描述了可控光交換器件的使用，例如光交換矩陣，通過它在多個(gè)可用的成組的入光導(dǎo)線之一上出現(xiàn)的光脈沖，可以通過一個(gè)內(nèi)核被選擇并交換到多個(gè)可用的所選擇的出光導(dǎo)線之一上。
為了簡化對本發(fā)明特性的理解，可以參考出版物“光通信歐洲會(huì)議”(“Proc.European Conference on Optical Communication”).1990中的文章“一個(gè)1.5m三電極DFB 激光器的特征描述”(“Characterization of a 1，5m three-electrode DFB laser”)第279到282頁，作者為R.J.S.Pedersen等人，其中描述了有關(guān)可調(diào)諧激光器的發(fā)射機(jī)。
與激光有關(guān)的應(yīng)用中的接收機(jī)在出版物“光通信歐洲會(huì)議”(“Proc.European Conference on Optical Communication”).1990中的文章“在2.4GB/s系統(tǒng)中的DBR有源濾波器的性能”(“Performance of DBR active filters in 2.4 Gb/ssystems”)第445到448頁上描述，作者是O.Sahlen等人。
所述的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的原理可以在本發(fā)明內(nèi)使用。
在下面出版物中表示和描述的內(nèi)容也是有關(guān)領(lǐng)域的一部分。
“波長變換激光二極管在具有多級(jí)結(jié)構(gòu)的波長分割光交叉連接結(jié)點(diǎn)的應(yīng)用”(“Wavelength Conversion Laser Diodes Application toWavelength-Division Photonic Cross-Connect Node with MultistageConfiguration”)，H.Rokugawa等人，IEICE Trans.OnCommunication，卷E75-B，No.4，1992年四月，第267-274頁。
通過這個(gè)出版物，已知一個(gè)三級(jí)交換結(jié)構(gòu)或單元具有與本發(fā)明的基本條件相吻合的原理結(jié)構(gòu)。
這里要表示(根據(jù)

圖1)下列各級(jí)的使用光電信號(hào)轉(zhuǎn)換級(jí)(O/E)、一個(gè)用于處理電信號(hào)(ESP)的級(jí)、電光信號(hào)轉(zhuǎn)換級(jí)(E/O)、一個(gè)適用于光信號(hào)的交換級(jí)(OSP)、光電信號(hào)轉(zhuǎn)換級(jí)(O/E)、一個(gè)用于處理電信號(hào)(ESP)的級(jí)以及電光信號(hào)轉(zhuǎn)換級(jí)(E/O)。
交換級(jí)(OSP)的連接安排在原理上參考圖2描述，它特別適于波長分割，這樣帶不同波長的信號(hào)可以同時(shí)通過一條單個(gè)光纖而且也因此產(chǎn)生了增加這樣的光通信網(wǎng)絡(luò)的靈活性和容量的條件。
應(yīng)特別提出的是，這里使用的交換級(jí)大小定為一種并且相同的容量，光交換級(jí)(OSP)大小適合于O/E和E/O級(jí)。
交換單元因此適于一個(gè)選定的容量并且逐步擴(kuò)展的可能性未被表示或提及。
進(jìn)一步要澄清的是，通過圖2中描述的結(jié)構(gòu)，所有輸出通過所使用的光級(jí)連接到所有的輸入。
除此之外描述了在帶不同波長(b1-bn)的光信號(hào)通過輸出模塊發(fā)送之前，使從每個(gè)選擇源(1.1-1.n)到一個(gè)輸入模塊的選擇波長固定的可能性。
因此這里進(jìn)行的波長分割是對于幾個(gè)可能的接收機(jī)。
這種類型的光交換單元的要求是出現(xiàn)在一個(gè)輸入上的攜帶信息的信號(hào)所選擇的光密度必須高到對所有的輸出都是足夠的。
S.Suzuki等人的文章“光交換系統(tǒng)的發(fā)展趨勢”(“Trend ofPhotonic Switching System”)，IEICE，Trans.on Communication，卷E75-B，No.4，1992年四月，第235-242頁。
這里描述了多個(gè)交換單元，目的是能夠發(fā)射寬帶信號(hào)。
根據(jù)圖15的交換結(jié)構(gòu)可以認(rèn)為具有一定重要性。
這里描述了一種適于ATM信元的交換設(shè)備，其中要通過的ATM信元是連接的或復(fù)用單元(MUXS/P)，將輸入的并行的ATM信元重組為一個(gè)單個(gè)導(dǎo)線上串行的ATM信元結(jié)構(gòu)而且這些串行的ATM信元可以在一個(gè)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)。
每個(gè)ATM信元，無論所需的帶寬多大，現(xiàn)在都通過需要很高速率的光矩陣連接OSM，意味著這里對應(yīng)于ATM技術(shù)的速度在整個(gè)連接系統(tǒng)中都需要。
需要對OSM級(jí)的控制，以便對于每個(gè)要通過OSM級(jí)的ATM信元，所選的輸入連接可與所選的輸出連接相連。
本發(fā)明的內(nèi)容技術(shù)問題考慮有關(guān)領(lǐng)域，如上面描述，應(yīng)該認(rèn)為技術(shù)問題是在中間或第三交換級(jí)需要小空間并且很簡單的情況下，能夠形成前面所描述的那種帶第一、第二和第三交換級(jí)的三級(jí)交換單元，而且其中入線和出線將適于傳輸高速的攜帶信息的電子數(shù)字化信號(hào)，并且因此而認(rèn)識(shí)到存在一種將各個(gè)交換級(jí)構(gòu)造成多個(gè)交換單元或交換元件的方法。
除此之外，還應(yīng)認(rèn)為技術(shù)問題是能夠認(rèn)識(shí)到達(dá)擇第一交換級(jí)中每個(gè)交換單元輸出連接的數(shù)目對應(yīng)于第三交換級(jí)中交換單元的數(shù)目的重要性。
因此技術(shù)問題是能夠認(rèn)識(shí)到使第三交換級(jí)中的每個(gè)交換單元的輸入連接數(shù)與輸出連接相同，并因此而得到優(yōu)勢。
除此之外，應(yīng)該認(rèn)為技術(shù)問題是能夠認(rèn)識(shí)到，當(dāng)所述的中間交換級(jí)的交換單元在接收、定向和發(fā)射數(shù)字化的攜帶信息信號(hào)時(shí)都是全光的、而不需要將任何信號(hào)轉(zhuǎn)換成與電有關(guān)的信息傳輸，這樣將會(huì)帶來簡化。
存在一個(gè)技術(shù)問題是能夠認(rèn)識(shí)到，給每個(gè)屬于光交換單元的輸出光導(dǎo)線提供一個(gè)光信號(hào)分配單元，將光信號(hào)分成兩個(gè)相等的部分(光分割)，因此，這里傳輸同樣的光脈沖的該單元的出線可以連接到第二交換級(jí)內(nèi)每個(gè)交換單元的輸入連接或光電轉(zhuǎn)換器上，這樣會(huì)節(jié)省交換結(jié)構(gòu)。
在上面所述類型的三級(jí)交換單元中，也必須認(rèn)為是技術(shù)問題的是能夠認(rèn)識(shí)到一個(gè)重要性及所要求的條件是，使中間交換級(jí)中的每個(gè)交換單元排列成能夠直接從多個(gè)成組的入光導(dǎo)線中每一個(gè)接收光信號(hào)，并通過控制單元產(chǎn)生的一個(gè)控制信號(hào)能夠直接將一條入線上出現(xiàn)的光脈沖連接到多個(gè)可用的選擇的出光導(dǎo)線之一，因此所述控制單元產(chǎn)生適于第一和第二交換級(jí)內(nèi)所用的交換單元的控制信號(hào)，也必須認(rèn)為是技術(shù)問題的是能夠?qū)崿F(xiàn)這樣得到的優(yōu)勢，在三級(jí)交換單元中可以允許到第三交換級(jí)內(nèi)每個(gè)交換單元的每個(gè)光脈沖作為被發(fā)射的光脈沖而傳送，而不需要因此而提供光脈沖的放大電路。
也必須認(rèn)為是技術(shù)問題的是三級(jí)交換單元提供能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的優(yōu)勢，即入線和出線可用于電信號(hào)，傳輸構(gòu)造成數(shù)據(jù)分組、特別是ATM信元的攜帶信息的成組的電信號(hào)。
存在一個(gè)技術(shù)問題是能夠?qū)崿F(xiàn)這樣得到的優(yōu)勢，即幾個(gè)數(shù)據(jù)分組、例如兩個(gè)，給定不同的地址，可以在同一個(gè)光導(dǎo)線上傳輸并調(diào)整屬于接收機(jī)的地址計(jì)算電路，確定應(yīng)該處理哪一地址的分組以及拋棄哪一地址的分組并且因此而提供使用光導(dǎo)線傳輸兩種另外分開的攜帶信息的數(shù)字化信號(hào)。
也必須認(rèn)為是技術(shù)問題的是能夠認(rèn)識(shí)到并如何實(shí)現(xiàn)一個(gè)三級(jí)交換單元，即使當(dāng)構(gòu)造為輸入電路的第一交換級(jí)內(nèi)的交換單元被適配到最大總比特率為50Gb/s以上且特別是80Gb/s以上時(shí)，它可提供安全功能和可靠的適配。
也必須認(rèn)為是技術(shù)問題的是能夠?qū)崿F(xiàn)這樣得到的優(yōu)勢，使用一個(gè)控制電路，它用于在所選的輸入電路和所選的輸出電路之間通過第三交換級(jí)內(nèi)所述的交換單元之一，激活一條連接通路，根據(jù)當(dāng)前呼叫者所需的連接帶寬滿足需要的帶寬并考慮選擇一個(gè)或多個(gè)波長。
也存在一個(gè)技術(shù)問題是能夠認(rèn)識(shí)到這種簡化的重要性，通過使所述的控制單元控制波長選擇單元，它屬于來自第一交換級(jí)內(nèi)交換單元的每條出線的每個(gè)電光轉(zhuǎn)換器，這樣控制單元通過所述電路，可以用一個(gè)第一頻率或波長選擇發(fā)射光脈沖，或適合于其它頻率或波長的光脈沖的發(fā)射并同時(shí)能夠產(chǎn)生激活接收電路所需的條件，該接收電路屬于交換單元內(nèi)輸出電路的一條或多條入線，并且為發(fā)射兩個(gè)分開的攜帶信息的數(shù)字化信號(hào)而提供光導(dǎo)線的使用。
解決方法為了解決上述的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)問題，本發(fā)明基于三級(jí)的交換單元或交換結(jié)構(gòu)，包括多個(gè)成組的入線連接到第一交換級(jí)、構(gòu)成輸入電路，多個(gè)成組的出線連接到第二交換級(jí)、構(gòu)成輸出電路，處于所述的作為輸入和輸出電路工作的級(jí)中間并連接的一個(gè)交換級(jí)，因此所述的入線、出線和所述的第一和第二交換級(jí)適于傳送攜帶信息的數(shù)字化電信號(hào)，并適于使出現(xiàn)在一條入線上攜帶信息的電信號(hào)通過控制電路的選擇傳遞到一個(gè)選定的出線上，并包括所述的控制單元。
本發(fā)明因此使用了一個(gè)控制單元，用于以已知的方式與所述的交換級(jí)共同作用并控制其中的連接通路，以便將屬于第一交換級(jí)的所述的入線之一通過所述的第一交換級(jí)、所述的中間交換級(jí)和所述第二交換級(jí)，與屬于所述的第二交換級(jí)的選定的出線相連接。
本發(fā)明原則上基于所述的第一交換級(jí)分成多個(gè)交換單元或交換元件，屬于各個(gè)交換單元的每條出線與屬于或分配給所述導(dǎo)線的電光轉(zhuǎn)換器共同作用，各個(gè)第一交換級(jí)和各個(gè)第三交換級(jí)之間的各個(gè)連接因此可以由光導(dǎo)線組成，第三交換級(jí)分成多個(gè)交換級(jí)，每個(gè)適于傳輸全光的攜帶信息的光脈沖，第三交換級(jí)內(nèi)的各個(gè)交換單元和第二交換級(jí)內(nèi)的各個(gè)交換單元之間的連接由光導(dǎo)線組成，而且屬于所述的第二交換級(jí)的入線由光電轉(zhuǎn)換器預(yù)連接。
作為處于本發(fā)明性的思想之內(nèi)的建議的實(shí)施例，表明第一交換級(jí)內(nèi)交換單元的每個(gè)輸出連接各自與屬于第三交換級(jí)內(nèi)交換單元的一個(gè)輸入連接相連接。
第三交換級(jí)內(nèi)每個(gè)交換單元的輸入連接和輸出連接的數(shù)目選為相同。
另外表明所述的第一交換級(jí)、所述的第二交換級(jí)及/或所述的第三交換級(jí)內(nèi)的交換單元構(gòu)造為一個(gè)交換矩陣，或換言之所述的交換單元構(gòu)造為三級(jí)交換單元。
另外表明屬于所述第三交換級(jí)內(nèi)交換單元的各個(gè)輸出光導(dǎo)線，配備了一個(gè)分配單元，用于分開光信號(hào)，其中對應(yīng)于所述交換單元出線的分配單元的出線，連接到第二交換級(jí)內(nèi)各個(gè)交換單元的各個(gè)光電轉(zhuǎn)換器的入線上。
特別表明的是，屬于所述第一交換級(jí)的每條出線與一個(gè)電光轉(zhuǎn)換器共同作用，而且與各個(gè)電光轉(zhuǎn)換器協(xié)調(diào)作用的輸出光導(dǎo)線連接到所述的第三交換級(jí)內(nèi)一個(gè)交換單元的一個(gè)輸入連接上。
選擇來自第一交換級(jí)內(nèi)每個(gè)交換單元的輸出光導(dǎo)線的數(shù)目，使之對應(yīng)于第三交換級(jí)內(nèi)交換單元的數(shù)目，而且這些光導(dǎo)線在選定交換單元的輸出連接和所述第三交換級(jí)內(nèi)每個(gè)交換單元的一個(gè)輸入之間排列。
具有這樣一種適于接收和傳遞攜帶信息的電信號(hào)的三級(jí)交換單元，因此本發(fā)明表明中間第三交換級(jí)內(nèi)的每個(gè)交換單元被設(shè)置成能夠直接接收出現(xiàn)在多個(gè)成組的輸入光導(dǎo)線中每一個(gè)上的光信號(hào)，并且通過控制單元產(chǎn)生的控制信號(hào)能夠?qū)⒊霈F(xiàn)在入線上的光脈沖傳遞到幾個(gè)可選擇的輸出光導(dǎo)線之一。
作為處于本發(fā)明性的思想之內(nèi)的建議的實(shí)施例，還表明每個(gè)被所述第三交換級(jí)內(nèi)交換單元之一接收的光脈沖能夠作為發(fā)射光脈沖通過從所述的中間交換單元選擇的輸出傳遞。
除此之外還表明入線和出線傳輸成組的攜帶信息的電信號(hào)，該信號(hào)構(gòu)造成數(shù)據(jù)包，特別是ATM信元。
本發(fā)明還表明構(gòu)造為輸入電路的第一交換級(jí)內(nèi)的交換單元適于接收的最大總比特率至少在50Gb/s以上。
另外表明通過所述的控制單元，屬于輸入電路的每個(gè)電光轉(zhuǎn)換器被適配并控制以第一波長發(fā)射光脈沖而且另一輸入電路可以適配于發(fā)射其它波長的光脈沖。
優(yōu)勢認(rèn)為主要是以帶多個(gè)交換單元構(gòu)成的交換級(jí)的三級(jí)交換單元為特點(diǎn)，因此根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)勢是產(chǎn)生了用一種簡化的實(shí)施例提供三級(jí)交換單元的條件，其中簡化部分在于控制單元之內(nèi)，部分在于使用了全光的由多個(gè)交換單元構(gòu)成的中間交換級(jí)，提供了使用更簡單的輔助設(shè)備而不是電交換級(jí)的可能性，而且除此之外優(yōu)勢是，通過對每個(gè)輸出光導(dǎo)線使用一個(gè)將光脈沖分成兩個(gè)導(dǎo)線的單元，可以提供從波長復(fù)用和/或多地址數(shù)據(jù)包得到的簡化。
根據(jù)本發(fā)明，三級(jí)交換單元的主要特性在下面權(quán)利要求1的特性部分中提出。
附圖的簡單描述根據(jù)本發(fā)明，一個(gè)三級(jí)交換單元目前建議的實(shí)施例現(xiàn)在將參考附圖做更詳細(xì)的描述，其中圖1原則上表示一個(gè)無阻塞的三級(jí)交換單元以前所了解的結(jié)構(gòu)，它的原理在對本發(fā)明的實(shí)施例做更詳細(xì)描述時(shí)也要使用；圖2表示一個(gè)三級(jí)交換單元的框圖，它對本發(fā)明很重要；圖3表示根據(jù)圖2的一個(gè)交換單元的簡化的線路圖，使用了光連接或?qū)Ь€，這里出現(xiàn)了幾種波長的攜帶信息的光脈沖；圖4表示具有分配給各條出線的電光轉(zhuǎn)換器的第一交換級(jí)的原理；圖5以矩陣形式表示第三交換級(jí)的原理，帶有一個(gè)分配給各個(gè)出線的、將光信號(hào)分成兩個(gè)導(dǎo)體的單元；以及圖6原則上表示一個(gè)控制單元的框圖，旨在控制所需的連接通路的連接。
目前優(yōu)選的實(shí)施例的描述一個(gè)一般的無阻塞三級(jí)交換單元1參考圖1表示。
這樣的一個(gè)三級(jí)交換單元原則上由三個(gè)交換級(jí)組成，第一交換級(jí)3、第二交換級(jí)5和帶有多個(gè)交換單元或交換元件的中間交換級(jí)6。
為了得到無阻塞的交換單元，單個(gè)交換級(jí)的大小根據(jù)本描述開始時(shí)提到的出版物確定，意即每個(gè)被接納通過的到達(dá)呼叫將能夠通過該交換單元連接，而無內(nèi)部的阻塞功能。
根據(jù)圖2的實(shí)施例表示了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的三級(jí)交換單元，包括多條入線2，這里一些導(dǎo)體2a是組相關(guān)的并連接到幾個(gè)可用的交換單元3a之一的輸入上，構(gòu)成輸入電路。
這里所說明的實(shí)施例表明可以使用十六個(gè)(16)這樣的相同交換單元3a-3m，按入線2a的數(shù)目分配，每個(gè)適配于共達(dá)80Gb/s的最大比特流。
在出線4的總數(shù)中有一些導(dǎo)體4a是組相關(guān)的并連接到幾個(gè)可用的交換單元5a-5m之一的輸出上，作為第二交換級(jí)5的一部分，構(gòu)成輸出電路。
每個(gè)第二交換級(jí)5的出線4a可以適配到共達(dá)80Gb/s的最大比特流，按所連接的出線4a的數(shù)目分配。
也包括中間交換單元6a-6n，構(gòu)成第三交換級(jí)6，在所述的交換級(jí)3和5之間可連接而且它們的交換單元3a-3m以及5a-5m分別作為輸入電路和輸出電路工作。
交換級(jí)3、5和6的要求以及主要結(jié)構(gòu)的更詳細(xì)描述是不必要的，因?yàn)檫@是已經(jīng)被人們所了解的。
但是要提到的是交換級(jí)3和5內(nèi)的交換單元具有這樣的結(jié)構(gòu)，它能提供使攜帶信息的電脈沖型的信號(hào)通過的可能性，而交換級(jí)6內(nèi)的交換單元?jiǎng)t具有這樣的結(jié)構(gòu)，它允許全光的攜帶信息的光脈沖通過。
根據(jù)圖2，交換單元1因此被構(gòu)造為在一條入線2a上出現(xiàn)的每個(gè)信息，例如導(dǎo)線2a’上出現(xiàn)的，根據(jù)第一交換級(jí)3的結(jié)構(gòu)、其中的交換級(jí)3a并通過接收到的控制單元10產(chǎn)生的控制信號(hào)，可以到達(dá)一個(gè)可選的出線上，幾個(gè)可用的3a之一，例如導(dǎo)體3a'。
同樣，出現(xiàn)在另一條入線上的另一個(gè)信息，例如導(dǎo)體2a”上出現(xiàn)的，根據(jù)第一交換級(jí)3的結(jié)構(gòu)、其中的交換級(jí)3a并通過接收到的控制單元10產(chǎn)生的控制信號(hào)，可以到達(dá)一個(gè)所選的出線上，幾個(gè)可用的3a之一，例如導(dǎo)體3b’。
有一定重要性的是每條出線，例如導(dǎo)體3a’，連接到一個(gè)給定到該導(dǎo)線的電光轉(zhuǎn)換器41上。每條出線的每個(gè)電光轉(zhuǎn)換器與一個(gè)單元32相協(xié)調(diào)工作。
因此導(dǎo)線3a’通過它的連接到一個(gè)光導(dǎo)線3a”的電光轉(zhuǎn)換器41與第三交換級(jí)內(nèi)交換單元6a的一個(gè)輸入連接相連，鄰近的導(dǎo)線3b’通過它的連接到一個(gè)光導(dǎo)線3b”的電光轉(zhuǎn)換器42與第三交換級(jí)內(nèi)交換單元6b的一個(gè)輸入連接相連，如此一直到“n”這樣的交換單元。
從這里很明顯地看到第一交換級(jí)3內(nèi)的每個(gè)交換單元3a-3m具有與第三交換級(jí)6內(nèi)的交換單元6a-6n的數(shù)目相對應(yīng)的出線數(shù)目以及電光轉(zhuǎn)換器數(shù)目。
第一光出線3a”連接到交換單元6a的第一個(gè)輸入連接上，第二光出線3b”連接到交換單元6b的第一輸入連接上，如此類推到第n條出線，它連接到交換單元6n。
最后一個(gè)交換單元3m的第一出線3m”連接到交換單元6a的最后一個(gè)輸入連接上，依次類推。
第一交換級(jí)3內(nèi)每個(gè)交換單元3a-3m的出線數(shù)目對應(yīng)于第三交換級(jí)6內(nèi)交換單元6a-6n的數(shù)目，而且第三交換級(jí)內(nèi)每個(gè)交換單元上的輸入連接數(shù)對應(yīng)于第一交換級(jí)3內(nèi)交換單元3a-3m的數(shù)目。
第一交換級(jí)3內(nèi)交換單元的數(shù)目為16，第三交換級(jí)內(nèi)交換單元的數(shù)目為32。
第三交換級(jí)6內(nèi)一個(gè)交換單元6a的每個(gè)輸入連接51a，通過控制單元10，可與16條出線相連接，以便通過這個(gè)交換單元6a建立一條連接通路。
第三交換級(jí)內(nèi)的一個(gè)交換單元、例如交換單元6a的主要結(jié)構(gòu)在圖5中說明。
這個(gè)交換單元6a是與四個(gè)光選擇器元件51、52、53和54有關(guān)的矩陣，每個(gè)都是人們已知的。
交換單元6a提供兩個(gè)成組關(guān)聯(lián)的元件51和53，每個(gè)具有八條光入線，其中之一標(biāo)為51a，可對應(yīng)于光導(dǎo)線3a”。
交換單元6a提供成組相關(guān)的元件52和54，每個(gè)具有八條光出線，其中之一標(biāo)為52a，可對應(yīng)于光導(dǎo)線6a”。
這16條線中的每一個(gè)與一個(gè)光分配器共同作用，其中一個(gè)分配器標(biāo)為521，它將入光脈沖分配為兩個(gè)并行的光脈沖，一個(gè)出現(xiàn)在導(dǎo)體6a”上、一個(gè)在導(dǎo)體(6a”)上，因此提供了32條出線，每條連接到屬于第二交換級(jí)5內(nèi)16個(gè)交換單元的32個(gè)光電轉(zhuǎn)換器中的一個(gè)上。
因此導(dǎo)線6a”可以連接到交換單元5a而導(dǎo)線(6a”)可以連接到另一個(gè)交換單元，例如5m。
圖5用于表示每條光出線配備了所述的光分配器，例如521-528以及541-548。
16個(gè)交換單元5a-5m中的每一個(gè)提供64條入線，每個(gè)帶一個(gè)光電轉(zhuǎn)換器(未表示)。
使用光學(xué)的光分配器521-528以及541-548這樣的安排和優(yōu)勢將在下面做更詳細(xì)地描述。
與參考圖4所做的描述相同，交換單元5a-5m包括多個(gè)在電路70內(nèi)預(yù)連接的光電轉(zhuǎn)換器，每條光導(dǎo)線和輸入連接對應(yīng)一個(gè)轉(zhuǎn)換器。
光導(dǎo)線6a”因此可與一個(gè)在電路70中定向的光電轉(zhuǎn)換器相連接，轉(zhuǎn)換器的電信號(hào)出現(xiàn)在導(dǎo)線6a’上并隨后在導(dǎo)線4a’上。
如果所述的入線2和所述的出線4適配為以形成數(shù)據(jù)包的電流或電壓脈沖的形式傳輸攜帶信息的電信號(hào)，本發(fā)明被給定了明確的合適的應(yīng)用，這種數(shù)據(jù)包在該實(shí)施例中認(rèn)為包括ATM信元。
參考圖3，因此說明了一個(gè)實(shí)施例，這里所選的通過光導(dǎo)線的連接通路，例如6a”，通過選擇光脈沖的使用波長，可以用于多個(gè)信號(hào)、“加倍”使用。
根據(jù)圖3，為了這些目的，要求出線、例如3a”的波長選擇器通過控制單元10來控制，以便各個(gè)電光轉(zhuǎn)換器適配于在導(dǎo)線上發(fā)送帶第一波長的光脈沖或帶第二波長的光脈沖。
如果假設(shè)在光導(dǎo)線32’中使用第一波長且在光導(dǎo)線32”中使用第二波長，那么屬于這些導(dǎo)線的交換單元6a的輸入連接，彼此連接構(gòu)成單個(gè)導(dǎo)體，帶波長復(fù)用的信號(hào)出現(xiàn)在該導(dǎo)體上而且波長選擇接收機(jī)37或38可以通過控制單元10被激活用于選擇到交換級(jí)5的一個(gè)輸入電路所需的波長。
因此在交換單元6a的出線6a”上將存在帶兩個(gè)具有獨(dú)立波長的光脈沖，在第二交換單元之前以一種可控的方式彼此可以分開。
屬于一個(gè)或幾個(gè)輸出電路的光脈沖的接收電路37、38將通過控制單元10受控地接收所選的波長的攜帶信息的光脈沖，并放棄另一波長的脈沖。
因?yàn)锳TM技術(shù)是人們熟知的，這種技術(shù)不再描述，即數(shù)據(jù)包被構(gòu)成ATM信元，帶有與地址有關(guān)的部分“信頭”以及攜帶信息的部分“有效負(fù)荷”。
但是要提到的是交換級(jí)3、5和6通過控制單元10用一種本身很復(fù)雜的方式控制。
以下描述只用于描述控制單元10中為理解本發(fā)明的功能所需要的部分。
本發(fā)明在分組數(shù)據(jù)網(wǎng)中的應(yīng)用以及具體的在ATM系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)在將進(jìn)一步參考圖2做更詳細(xì)的描述。
控制單元10示意性地在圖2中說明，所詳細(xì)描述的功能在圖6中說明。所述的控制單元10與所述的交換級(jí)3和5共同作用，以便控制它們中的交換單元，并通過所述的中間交換單元6a中的一個(gè)將所述的入線2a’連接到所選的出線4a’，這樣串行出現(xiàn)在導(dǎo)體2a”上的每個(gè)數(shù)據(jù)信元(ATM-信元)就可以通過了。在幾個(gè)數(shù)據(jù)信元中的一個(gè)數(shù)據(jù)信元20提供一個(gè)與地址有關(guān)的部分21和與信息有關(guān)的部分22。
在一次呼叫中，呼叫方要求激活交換單元，因?yàn)楸粋鬟f的ATM-信元在其地址有關(guān)的部分21中提供了一個(gè)指示呼叫的信道號(hào)并且通過攜帶信息部分22提供了期望的連接所需的帶寬。
ATM-信元還提供了關(guān)于應(yīng)該連接到哪個(gè)被叫方的信息。
控制單元被設(shè)計(jì)為能夠在所選的輸入電路3和所選的輸出電路5之間激活一條連接通路，該通路屬于中間交換單元6a，對應(yīng)于當(dāng)前需要的帶寬(見圖6)。
出現(xiàn)在導(dǎo)線2a’上的攜帶信息的電脈沖，被屬于控制單元10的裝置檢測并解釋，裝置101用于指示一個(gè)呼叫，裝置102為了建立所需的以及要求的帶寬，裝置103指示當(dāng)前的被叫方(B-呼叫者)。
中央單元110在存儲(chǔ)器104中計(jì)算所需的帶寬是否能被所討論的B-呼叫者所接收。
通過交換單元6a-6n的所有可用連接通路以及它們中每一個(gè)的瞬時(shí)使用狀態(tài)都存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器104中。
同時(shí)要計(jì)算B-呼叫者是否可以接收所選的連接。如果計(jì)算結(jié)果是否定的，B-呼叫者正被占用，那么通過電路106告知呼叫方、A-呼叫者。
如果計(jì)算結(jié)果是肯定的，根據(jù)交換單元結(jié)構(gòu)的基本條件，即不能有任何內(nèi)部阻塞，則B-呼叫者是可連接的，通過電路107通知A-呼叫者用所選帶寬接收呼叫。
從交換級(jí)3到5通過第三交換級(jí)內(nèi)交換單元6a-6n中的一個(gè)使用一條已經(jīng)連接的光連接通路的可能性，以及所需的帶寬，通過中央單元110和一個(gè)計(jì)算電路111來計(jì)算。
如果計(jì)算得到肯定結(jié)果，那么所選的連接通路在存儲(chǔ)器104中被標(biāo)為占用。
如果得到否定結(jié)果，激活一個(gè)新的計(jì)算電路112。
這個(gè)電路112計(jì)算，在i個(gè)第一交換級(jí)和第三交換級(jí)之間，例如導(dǎo)體3a”，或者在第三交換級(jí)和第二交換級(jí)之間，使用任何一個(gè)以“加倍”方式建立的光連接通路的可能性。
這種加倍使用可以通過使用光分配器521-528、541-548來實(shí)現(xiàn)。同一個(gè)光電轉(zhuǎn)換器接收帶不同地址的ATM-信元，只有帶所選地址的ATM-信元允許通過，其它則被拋棄。
另一個(gè)光電轉(zhuǎn)換器接收同一個(gè)ATM-信元流，但是只有帶與該轉(zhuǎn)換器一致的地址的ATM-信元才允許通過，其它則被拋棄。
如果計(jì)算得到肯定結(jié)果，那么所選的連接通路在存儲(chǔ)器104中被標(biāo)為占用。
如果得到否定結(jié)果，激活一個(gè)新的計(jì)算電路113。
這個(gè)電路113計(jì)算，在i個(gè)第一交換級(jí)和第三交換級(jí)之間，例如導(dǎo)體3a”，或者在第三交換級(jí)和第二交換級(jí)之間，通過多個(gè)波長，使用任何一個(gè)以“加倍”方式建立的光連接通路的可能性，參考圖3做了更詳細(xì)描述。
如果計(jì)算得到肯定結(jié)果，所選的連接通路在存儲(chǔ)器104中被標(biāo)為占用。
如果得到否定結(jié)果，通過中央單元110計(jì)算一條新的光連接通路，并激活一個(gè)新的計(jì)算單元114用于指出一條可用的光連接。
一旦中央單元110從計(jì)算中得到一個(gè)肯定結(jié)果，所選的連接通路就被標(biāo)為占用，而且呼叫(以及A-呼叫者)通過電路108，被給定一個(gè)新的對應(yīng)于所選連接通路的內(nèi)部信道號(hào)，以便所有帶規(guī)定信道號(hào)的ATM-信元可以通過一條建立的連接通路，而且所需要的信息提供給有關(guān)的交換級(jí)3、5和6，包括波長選擇的激活或諸如此類。
當(dāng)A-呼叫者用一新的ATM-信元表示呼叫要被拆除時(shí)，建立的連接通路通過計(jì)算電路109從存儲(chǔ)器104中去掉，有關(guān)所建立的連接通路的其它信息也去掉。
應(yīng)該注意的是所述的波長選擇接收機(jī)37和38是與光分配器40預(yù)連接的。
32’和32”內(nèi)以及接收機(jī)37和38內(nèi)的波長選擇通過控制單元10進(jìn)行。
另外要提到的是ATM-信元的地址計(jì)算電路是以前已知的并包括在交換級(jí)3和5內(nèi)所選擇的交換單元中。
可以理解的是本發(fā)明不限于其中所說明的示范實(shí)施例，而且在以下權(quán)利要求所說明的發(fā)明性的思想范圍內(nèi)可以做修改。
權(quán)利要求
1.一個(gè)三階交換單元，包括多個(gè)組相關(guān)的入線、每組連接于一個(gè)第一交換級(jí)、構(gòu)成輸入電路，多個(gè)組相關(guān)的出線、每組連接于一個(gè)第二交換級(jí)、構(gòu)成輸出電路，第三交換級(jí)，在作為輸入電路和輸出電路工作的輸入和輸出交換級(jí)之間相關(guān)聯(lián)并連接，藉此所述的入線和出線適于傳輸攜帶信息的電信號(hào)，以及一個(gè)與上述交換級(jí)共同合作的控制單元，以便通過一條所指示的在上述中間第三交換級(jí)之間通過的連接通路將上述入線之一與所選的一條出線相連，藉此屬于上述第一交換級(jí)的每條出線與一個(gè)電光轉(zhuǎn)換器共同作用，而且第一交換級(jí)和第三交換級(jí)之間的各個(gè)連接包括一個(gè)光導(dǎo)線，藉此第三交換級(jí)適配于通過所述的連接通路傳輸攜帶信息的光信號(hào)，而且第三交換級(jí)和第二交換級(jí)之間的連接由光導(dǎo)線組成，屬于上述第二交換級(jí)的入線由光電轉(zhuǎn)換器預(yù)連接，其特征在于上述第一選擇器級(jí)包括多個(gè)交換單元，每個(gè)適于提供等量或同樣數(shù)目的出線，上述第二交換級(jí)包括多個(gè)交換單元，每個(gè)適于提供等量的入線，上述第三選擇器級(jí)包括多個(gè)交換單元，每個(gè)適于提供等量的入線和出線，選擇第一交換級(jí)內(nèi)交換單元的出線數(shù)對應(yīng)于第三交換級(jí)內(nèi)交換單元的數(shù)目。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的三級(jí)交換單元，其特征在于，第一交換級(jí)內(nèi)第一交換單元的每條輸出連接各自連接到第三交換級(jí)內(nèi)一個(gè)交換單元的一個(gè)輸入連接上。
3.據(jù)權(quán)利要求1或2的三級(jí)交換單元，其特征在于，在第三交換級(jí)內(nèi)，每個(gè)交換單元的輸入連接數(shù)和輸出連接數(shù)被選擇為對應(yīng)于所述的第一和第二交換級(jí)內(nèi)交換單元的數(shù)目。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的三級(jí)交換單元，其特征在于，所述的第一交換級(jí)、所述的第二交換級(jí)及/或所述的第三交換級(jí)內(nèi)的交換單元被構(gòu)造為交換矩陣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的三級(jí)交換單元，其特征在于，所述的第一交換級(jí)、所述的第二交換級(jí)及/或所述的第三交換級(jí)內(nèi)的交換單元被構(gòu)造為三級(jí)交換單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任何一個(gè)的三級(jí)交換單元，其特征在于，屬于所述的第三交換級(jí)的光出線配備了用于分離光信號(hào)的單元，這里對應(yīng)于上述第三交換級(jí)出線的上述單元的出線，被連接到一個(gè)光電轉(zhuǎn)換器，每個(gè)光電轉(zhuǎn)換器再與所述第二交換級(jí)的一個(gè)輸入連接相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的三級(jí)交換單元，其特征在于，中間第三交換級(jí)內(nèi)的每個(gè)交換單元，被安排為能夠直接接收出現(xiàn)在多個(gè)成組的光入線中每一個(gè)上的光信號(hào)，并通過控制單元產(chǎn)生的指出了一條連接通路的一個(gè)控制信號(hào)，能夠直接將出現(xiàn)在一條入線上的光脈沖傳遞到幾個(gè)可供選擇的光出線之一。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的三級(jí)交換單元，其特征在于，構(gòu)造為輸入電路的第一交換級(jí)被適于總最大比特率超過50Gb/s。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的三級(jí)交換單元，其特征在于，通過所述的控制單元，一個(gè)電光轉(zhuǎn)換器被適配于發(fā)射帶第一波長的光脈沖而屬于另一個(gè)、或同一個(gè)輸入電路的一個(gè)電光轉(zhuǎn)換器被適配為發(fā)射另一波長的光脈沖。
全文摘要
本發(fā)明包括一個(gè)三級(jí)交換單元(1)，包括多條成組的入線(2)、每組連接于一個(gè)第一交換級(jí)(3)、構(gòu)成輸入電路，多條成組的出線(4)、每組連接于一個(gè)第二交換級(jí)(5)、構(gòu)成輸出電路，以及一個(gè)第三交換線線(6)。一個(gè)控制單元(10)與上述交換級(jí)共同合作，以便通過一條所指示的在上述中間第三交換級(jí)(6)之間通過的連接通路將上述入線(2a′)之一與所選的一條出線(4a′)相連。屬于上述第一交換級(jí)(3)的每條出線與一個(gè)電光轉(zhuǎn)換器共同作用。第一交換級(jí)(3)和第三交換級(jí)(6)之間的每個(gè)連接(3a″)包括一個(gè)光導(dǎo)線組成。第三交換線(6)適合于通過上述連接通路傳輸攜帶信息的光信號(hào)。第三交換級(jí)(6a)和第二交換級(jí)(5)之間的連接(6a″)由光導(dǎo)線組成，而且屬于上述第二交換級(jí)的入線預(yù)連接一個(gè)光電轉(zhuǎn)換器。
文檔編號(hào)H04L12/54GK1150515SQ9519353
公開日1997年5月21日 申請日期1995年6月2日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月10日
發(fā)明者M·K·S·布爾加德 申請人:艾利森電話股份有限公司