JPH0685844A - 光パケット交換システム - Google Patents
光パケット交換システムInfo
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- JPH0685844A JPH0685844A JP35242892A JP35242892A JPH0685844A JP H0685844 A JPH0685844 A JP H0685844A JP 35242892 A JP35242892 A JP 35242892A JP 35242892 A JP35242892 A JP 35242892A JP H0685844 A JPH0685844 A JP H0685844A
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- Optical Communication System (AREA)
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
- Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 再循環デバイスを用いることなく光ドメイン
でデータパケットを交換する光パケット交換機を提供す
る。 【構成】 本交換機は、交換機内でパケットの衝突をな
くするためにデータパケットを時間的に食違いにする。
本交換機は光遅延ラインで結合された２つのステージを
有する。この非ブロッキングステージにスケジューリン
グステージと交換ステージがある。入信するデータパケ
ットはスケジューリングステージで受信され、そして適
当な光遅延ラインに出力される。このスケジューリング
ステージと遅延ラインにより、光交換機の交換ステージ
でパケットが交換されるときデータパケットが衝突しな
いことが保証される。
でデータパケットを交換する光パケット交換機を提供す
る。 【構成】 本交換機は、交換機内でパケットの衝突をな
くするためにデータパケットを時間的に食違いにする。
本交換機は光遅延ラインで結合された２つのステージを
有する。この非ブロッキングステージにスケジューリン
グステージと交換ステージがある。入信するデータパケ
ットはスケジューリングステージで受信され、そして適
当な光遅延ラインに出力される。このスケジューリング
ステージと遅延ラインにより、光交換機の交換ステージ
でパケットが交換されるときデータパケットが衝突しな
いことが保証される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光パケット交換機に係わ
り、特に光ドメインにおいてデータ・パケットを切り換
える光パケット交換機に関する。
り、特に光ドメインにおいてデータ・パケットを切り換
える光パケット交換機に関する。
【０００２】
【従来の技術】パケット交換機は切り換えられているデ
ータ・パケットの衝突が生じないように設計される。デ
ータ・パケットの衝突は、２つのデータ・パケットが同
時に交換機の入力に到着し、同じ交換機出力に向けられ
る場合に交換機内で生ずる。交換機構は１つのパケット
を適当な出力に切り換えることができるが、別のデータ
・パケットはその交換機構に収容することはできない。
従って、第２のデータ・パケットはブロックされてその
行先に達することはできない。そのため、第２のデータ
・パケットは破壊されデータは失われる。光パケット交
換機は光ドメインにおいてデータ・パケットを切り換え
る交換機である。
ータ・パケットの衝突が生じないように設計される。デ
ータ・パケットの衝突は、２つのデータ・パケットが同
時に交換機の入力に到着し、同じ交換機出力に向けられ
る場合に交換機内で生ずる。交換機構は１つのパケット
を適当な出力に切り換えることができるが、別のデータ
・パケットはその交換機構に収容することはできない。
従って、第２のデータ・パケットはブロックされてその
行先に達することはできない。そのため、第２のデータ
・パケットは破壊されデータは失われる。光パケット交
換機は光ドメインにおいてデータ・パケットを切り換え
る交換機である。
【０００３】データ・パケットは全交換プロセスを通し
て光信号のままである。光パケット交換機は、他のパケ
ット交換機と同様に、データ・パケットの衝突を避ける
ように設計される。光パケット交換機においてパケット
の衝突を回避する１つの通常の方法は、競合するデータ
・パケットを光再循環格納デバイス（例えば再循環ルー
プ）に切り換えることである。この光再循環ループは、
ループからデータ・パケットの抽出を所望される時まで
光ファイバのループにデータ・パケットを閉じこめるこ
とにより光データ・パケットを格納する。
て光信号のままである。光パケット交換機は、他のパケ
ット交換機と同様に、データ・パケットの衝突を避ける
ように設計される。光パケット交換機においてパケット
の衝突を回避する１つの通常の方法は、競合するデータ
・パケットを光再循環格納デバイス（例えば再循環ルー
プ）に切り換えることである。この光再循環ループは、
ループからデータ・パケットの抽出を所望される時まで
光ファイバのループにデータ・パケットを閉じこめるこ
とにより光データ・パケットを格納する。
【０００４】格納されたデータ・パケットは、好都合な
時、例えば競合が交換機にはなくなった時に、検索する
ことができる。このようにして、さもなければ破壊され
てしまうパケットが再循環ループに格納される。ところ
が再循環格納デバイスは、高価であるため、使用をでき
るだけ制限したい。例えば、再循環ループには、適切に
機能するのには複雑な交換と制御の回路が必要である。
さらに、各再循環ループには、再循環と交換に基因する
損失を補償するために再循環するデータ・パケットを光
学的に増幅する手段を設けねばならない。光増幅はさら
にコストが高くと複雑なシステムとなる。
時、例えば競合が交換機にはなくなった時に、検索する
ことができる。このようにして、さもなければ破壊され
てしまうパケットが再循環ループに格納される。ところ
が再循環格納デバイスは、高価であるため、使用をでき
るだけ制限したい。例えば、再循環ループには、適切に
機能するのには複雑な交換と制御の回路が必要である。
さらに、各再循環ループには、再循環と交換に基因する
損失を補償するために再循環するデータ・パケットを光
学的に増幅する手段を設けねばならない。光増幅はさら
にコストが高くと複雑なシステムとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで、光ドメインで
データを交換するが、再循環格納デバイスによらない光
交換機が所望される。本発明の目的は、光交換機から光
再循環格納デバイスを不要とし、一方同時に交換機の非
ブロッキング性能の向上を達成する。
データを交換するが、再循環格納デバイスによらない光
交換機が所望される。本発明の目的は、光交換機から光
再循環格納デバイスを不要とし、一方同時に交換機の非
ブロッキング性能の向上を達成する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の構成は、フィー
ド・フォワード・パケット遅延配置を設け、ここで交換
機出力でデータ・パケットの衝突が生じないように、デ
ータ・パケットを時間的にずらす。好ましくは、光交換
機は２つの非ブロッキング・ステージを有し、これらは
昇順にフィード・フォワード遅延の光遅延ラインにより
結合される。非ブロッキング・ステージには、スケジュ
ーリング・ステージと交換ステージがある。データ・パ
ケットはスケジューリング・ステージにより遅延ライン
に検索不能に挿入される。この遅延ラインは交換ステー
ジのデータ・パケットの到着を時間的にずらす。このデ
ータ・パケットは、パケット間コンテンションを解決す
るようにずらされ、それにより光交換機の交換ステージ
においてパケットの衝突を回避する。パケットは交換ス
テージにより適当な行先に切り換えられる。データ・パ
ケットは、交換動作を通じて光ドメインのままでいる。
ド・フォワード・パケット遅延配置を設け、ここで交換
機出力でデータ・パケットの衝突が生じないように、デ
ータ・パケットを時間的にずらす。好ましくは、光交換
機は２つの非ブロッキング・ステージを有し、これらは
昇順にフィード・フォワード遅延の光遅延ラインにより
結合される。非ブロッキング・ステージには、スケジュ
ーリング・ステージと交換ステージがある。データ・パ
ケットはスケジューリング・ステージにより遅延ライン
に検索不能に挿入される。この遅延ラインは交換ステー
ジのデータ・パケットの到着を時間的にずらす。このデ
ータ・パケットは、パケット間コンテンションを解決す
るようにずらされ、それにより光交換機の交換ステージ
においてパケットの衝突を回避する。パケットは交換ス
テージにより適当な行先に切り換えられる。データ・パ
ケットは、交換動作を通じて光ドメインのままでいる。
【０００７】
【実施例】本発明の光ドメインにおける光パケット交換
は、衝突回避のため、争奪するデータ・パケットを時間
的にずらすオール光交換機を設けることにより行われ
る。一実施例として、このような交換機には、次のよう
なスケジューリング・ステージと交換ステージがある。
パケットの衝突回避のために、光データ・パケットを順
次より大きくなる遅延のフィード・フォワード光遅延ラ
インに結合するスケジューリング・ステージと交換動作
を完了する交換ステージとがある。データ・パケット
は、スケジューリング・ステージに入り、そして光遅延
ラインを経て交換ステージに出力される。
は、衝突回避のため、争奪するデータ・パケットを時間
的にずらすオール光交換機を設けることにより行われ
る。一実施例として、このような交換機には、次のよう
なスケジューリング・ステージと交換ステージがある。
パケットの衝突回避のために、光データ・パケットを順
次より大きくなる遅延のフィード・フォワード光遅延ラ
インに結合するスケジューリング・ステージと交換動作
を完了する交換ステージとがある。データ・パケット
は、スケジューリング・ステージに入り、そして光遅延
ラインを経て交換ステージに出力される。
【０００８】スケジューリング・ステージは、交換機に
到着するデータ・パケットを遅延ラインに検索不能に切
り換える（すなわち、“スケジュール”する）が、これ
はあるタイム・スロットにおいて交換ステージに到着す
る２つのデータ・パケットが同じ交換機出力に向けられ
ることのないように行われる。衝突は、データ・パケッ
トが交換ステージに達する前に、データ・パケット間コ
ンテンション（すなわち、２つのパケットが同時に同じ
交換機出力に向けられることである）を解決することに
より回避される。このコンテンションは、少なくとも１
つのタイム・スロットだけ衝突見込みのパケットを遅延
させる（すなわち時間的にずらす）ことにより解決され
る。このようにして、データ・パケットは、再循環デバ
イスを用いることなく、交換動作を通じて光ドメインの
まま残る。
到着するデータ・パケットを遅延ラインに検索不能に切
り換える（すなわち、“スケジュール”する）が、これ
はあるタイム・スロットにおいて交換ステージに到着す
る２つのデータ・パケットが同じ交換機出力に向けられ
ることのないように行われる。衝突は、データ・パケッ
トが交換ステージに達する前に、データ・パケット間コ
ンテンション（すなわち、２つのパケットが同時に同じ
交換機出力に向けられることである）を解決することに
より回避される。このコンテンションは、少なくとも１
つのタイム・スロットだけ衝突見込みのパケットを遅延
させる（すなわち時間的にずらす）ことにより解決され
る。このようにして、データ・パケットは、再循環デバ
イスを用いることなく、交換動作を通じて光ドメインの
まま残る。
【０００９】図１は本発明の光パケット交換機の一使用
例を示す。伝送システム１０の一部が図示されている
が、ここで光ファイバ・ケーブル１２の数個のセグメン
トは互いに本発明の構成による光パケット交換機１４を
介して結合される。各ケーブル１２は数個の光ファイバ
（図示せず）を含む。光データ・パケットはケーブル１
２により（矢印の方向に）送られる。データ・パケット
は光パケット交換機１４に入り、そして各交換機１４の
出力で適当なケーブルの適当な行先ファイバへ切り換え
られる。図２を参照して光パケット交換機４の動作を説
明する。
例を示す。伝送システム１０の一部が図示されている
が、ここで光ファイバ・ケーブル１２の数個のセグメン
トは互いに本発明の構成による光パケット交換機１４を
介して結合される。各ケーブル１２は数個の光ファイバ
（図示せず）を含む。光データ・パケットはケーブル１
２により（矢印の方向に）送られる。データ・パケット
は光パケット交換機１４に入り、そして各交換機１４の
出力で適当なケーブルの適当な行先ファイバへ切り換え
られる。図２を参照して光パケット交換機４の動作を説
明する。
【００１０】光ケパケット交換機１４には、スケジュー
リング・ステージ１６と交換ステージ１８がある。ステ
ージ１６とステージ１８は非ブロッキング・ステージで
あり、両ステージは順次により大きくなるフィード・フ
ォワード遅延の光遅延ライン（ここでは符号２０で表
す）により結合される。スケジューリング・ステージ１
６は、光ファイバ（例えば図１のケーブル１２）から受
信されたデータ・パケットを光遅延ライン２０の中の適
当ないくつかへ出力する。各ボックス２２は１・パケッ
ト遅延を表す。すなわち、これはスケジューリング・ス
テージ１６と交換ステージ１８の間でデータ・パケット
の１つを転送するのに十分な時間延長を表す。ここで使
用される１・パケット遅延は１・“タイム・スロット”
に等しい。
リング・ステージ１６と交換ステージ１８がある。ステ
ージ１６とステージ１８は非ブロッキング・ステージで
あり、両ステージは順次により大きくなるフィード・フ
ォワード遅延の光遅延ライン（ここでは符号２０で表
す）により結合される。スケジューリング・ステージ１
６は、光ファイバ（例えば図１のケーブル１２）から受
信されたデータ・パケットを光遅延ライン２０の中の適
当ないくつかへ出力する。各ボックス２２は１・パケッ
ト遅延を表す。すなわち、これはスケジューリング・ス
テージ１６と交換ステージ１８の間でデータ・パケット
の１つを転送するのに十分な時間延長を表す。ここで使
用される１・パケット遅延は１・“タイム・スロット”
に等しい。
【００１１】図２に示されるカラムは単一のタイム・ス
ロットを表す。ここで説明のために、同じタイム・スロ
ットで交換ステージ１８に達するデータ・パケットは同
じカラム内にあるものとして表す。各遅延ライン２０は
一般にスケジューリング・ステージ１６から交換ステー
ジ１８へデータを転送の際に特定の遅延量を導入する。
一般には、遅延ラインは種々の遅延量を導入するが、い
くつかのラインは同じ遅延量を導入することができる。
例えば、第１の遅延ライン２４はスケジューリング・ス
テージ１６と交換ステージ１８の間に１・パケット遅延
（単一のボックス２２により表される。）を導入する。
第２の遅延ライン２６は２つのボックス２２により表さ
れる２・パケット遅延を導入する。
ロットを表す。ここで説明のために、同じタイム・スロ
ットで交換ステージ１８に達するデータ・パケットは同
じカラム内にあるものとして表す。各遅延ライン２０は
一般にスケジューリング・ステージ１６から交換ステー
ジ１８へデータを転送の際に特定の遅延量を導入する。
一般には、遅延ラインは種々の遅延量を導入するが、い
くつかのラインは同じ遅延量を導入することができる。
例えば、第１の遅延ライン２４はスケジューリング・ス
テージ１６と交換ステージ１８の間に１・パケット遅延
（単一のボックス２２により表される。）を導入する。
第２の遅延ライン２６は２つのボックス２２により表さ
れる２・パケット遅延を導入する。
【００１２】同様に、直通パス（図示せず）がスケジュ
ーリング・ステージ１６と交換ステージ１８の間に設け
られることもある。ライン２４とライン２６の間の遅延
の変化により同時に交換機１４に達する同じ交換機出力
になる２つのデータ・パケットをスケジューリング・ス
テージ１６が時間的にずらす。従って、スケジューリン
グ・ステージ１６によりデータ・パケットが異なる時間
に交換ステージ１８に達することができる。スケジュー
リング・ステージ１６によりあるタイム・スロットにお
ける２つのパケットが同じ出力にならないことが保証さ
れる。それによりスケジューリング・ステージ１６は交
換ステージ１８でこれらのパケットの衝突を阻止し、従
って、データ損失を防止する。
ーリング・ステージ１６と交換ステージ１８の間に設け
られることもある。ライン２４とライン２６の間の遅延
の変化により同時に交換機１４に達する同じ交換機出力
になる２つのデータ・パケットをスケジューリング・ス
テージ１６が時間的にずらす。従って、スケジューリン
グ・ステージ１６によりデータ・パケットが異なる時間
に交換ステージ１８に達することができる。スケジュー
リング・ステージ１６によりあるタイム・スロットにお
ける２つのパケットが同じ出力にならないことが保証さ
れる。それによりスケジューリング・ステージ１６は交
換ステージ１８でこれらのパケットの衝突を阻止し、従
って、データ損失を防止する。
【００１３】遅延ライン２０はフィード・フォワードで
あり、好ましくは事実上確定的である。遅延ライン２０
を遅延デバイスとして説明したが、すべての遅延ライン
が純遅延でなければならぬと限る必要はない。スケジュ
ーリング・ステージ１６は、遅延ライン２０の１つにデ
ータ・パケットを検索不能に挿入する。遅延ライン２０
の１つへスケジューリング・ステージ１６により出力さ
れたデータ・パケットは所定の時間間隔の後交換ステー
ジ１８に達する。この方法により、本発明の光交換機
は、循環ループ法の高コストや複雑性を回避する。光デ
ータ・パケットの衝突は、時間的にデータ・パケットを
ずらすことにより交換ステージ１８で回避されるが、こ
れはあるタイム・スロットで交換ステージ１８に向けら
れる各データ・パケットが交換ステージの異なる出力に
送られるように実施される。
あり、好ましくは事実上確定的である。遅延ライン２０
を遅延デバイスとして説明したが、すべての遅延ライン
が純遅延でなければならぬと限る必要はない。スケジュ
ーリング・ステージ１６は、遅延ライン２０の１つにデ
ータ・パケットを検索不能に挿入する。遅延ライン２０
の１つへスケジューリング・ステージ１６により出力さ
れたデータ・パケットは所定の時間間隔の後交換ステー
ジ１８に達する。この方法により、本発明の光交換機
は、循環ループ法の高コストや複雑性を回避する。光デ
ータ・パケットの衝突は、時間的にデータ・パケットを
ずらすことにより交換ステージ１８で回避されるが、こ
れはあるタイム・スロットで交換ステージ１８に向けら
れる各データ・パケットが交換ステージの異なる出力に
送られるように実施される。
【００１４】これがスケジューリング・ステージ１６の
動作の直接の結果である。スケジューリング・ステージ
１６は、交換機１４に達するデータ・パケットを受信
し、そのデータ・パケットを異なる遅延の遅延ラインに
挿入するが、それはデータ・パケットが交換ステージ１
８で遅延ラインを出る時に、同じタイム・スロットで所
定の出力に向けられるのはただ１つのパケットのみであ
るように実施される。例えば、同じタイム・スロットで
交換機１４に到着し、同じ交換機出力となる２つのパケ
ットは異なる遅延の遅延ラインに挿入される。この遅延
ラインは、次のような遅延からできている。それは、パ
ケットの一方が挿入された遅延ラインを移動し、他方の
パケットがその遅延ラインを移動してしまう前に交換ス
テージ１８を通過するものである。
動作の直接の結果である。スケジューリング・ステージ
１６は、交換機１４に達するデータ・パケットを受信
し、そのデータ・パケットを異なる遅延の遅延ラインに
挿入するが、それはデータ・パケットが交換ステージ１
８で遅延ラインを出る時に、同じタイム・スロットで所
定の出力に向けられるのはただ１つのパケットのみであ
るように実施される。例えば、同じタイム・スロットで
交換機１４に到着し、同じ交換機出力となる２つのパケ
ットは異なる遅延の遅延ラインに挿入される。この遅延
ラインは、次のような遅延からできている。それは、パ
ケットの一方が挿入された遅延ラインを移動し、他方の
パケットがその遅延ラインを移動してしまう前に交換ス
テージ１８を通過するものである。
【００１５】あるタイム・スロットにおいて交換機１４
に到着するデータ・パケットを異なる交換機出力に送る
方法の一例として後述の逐次スキャニング法がある。こ
こで用語“スキャニング”は着信するデータ・パケット
に交換のためのプライオリティが割当てられるプロセス
を指す。スケジューリング・ステージ１６に入る入力
は、逐次スキャニングされるが、ここで最小の数の入力
で始まるように行われる。各入力パケットに対し、スケ
ジューリング・ステージ１６は最小の遅延量を有する遅
延ライン２０にパケットを挿入しようとする。その際
に、スケジューリング・ステージ１６により、このタイ
ム・スロットにおいて遅延ラインに挿入された先のパケ
ットのないことが保証される。
に到着するデータ・パケットを異なる交換機出力に送る
方法の一例として後述の逐次スキャニング法がある。こ
こで用語“スキャニング”は着信するデータ・パケット
に交換のためのプライオリティが割当てられるプロセス
を指す。スケジューリング・ステージ１６に入る入力
は、逐次スキャニングされるが、ここで最小の数の入力
で始まるように行われる。各入力パケットに対し、スケ
ジューリング・ステージ１６は最小の遅延量を有する遅
延ライン２０にパケットを挿入しようとする。その際
に、スケジューリング・ステージ１６により、このタイ
ム・スロットにおいて遅延ラインに挿入された先のパケ
ットのないことが保証される。
【００１６】さらにまた、スケジューリング・ステージ
１６により、パケットが挿入されるカラム（例えば、カ
ラムｍ）には、同じ行先（すなわち、交換ステージ１８
の同じ出力）の別のパケットはないことが保証される。
前記方法は小さい数の入力に高いプライオリティを与え
るものである。従って小さい数の入力の方がブロッケー
ジの確率は最小となる。ここでブロッケージは、いずれ
かの遅延ラインにパケットの非収容能力として定義され
る。光交換機１４の入力に種々のプライオリティを割当
てるために遅延ライン２０でデータ・パケットをスケジ
ュールする別のスキャニング方法が実施されることもあ
る。
１６により、パケットが挿入されるカラム（例えば、カ
ラムｍ）には、同じ行先（すなわち、交換ステージ１８
の同じ出力）の別のパケットはないことが保証される。
前記方法は小さい数の入力に高いプライオリティを与え
るものである。従って小さい数の入力の方がブロッケー
ジの確率は最小となる。ここでブロッケージは、いずれ
かの遅延ラインにパケットの非収容能力として定義され
る。光交換機１４の入力に種々のプライオリティを割当
てるために遅延ライン２０でデータ・パケットをスケジ
ュールする別のスキャニング方法が実施されることもあ
る。
【００１７】２つの別々のスキャニング方法の例には、
ランダム・スキャニング法と出力ベース・プライオリテ
ィ・スキャニング法を挙げることができる。ランダム・
スキャニング法は同じプライオリティを光交換機１４の
各入力に割当てる。スケジューリング・ステージ１６に
入る入力はランダムに、スキャニングされるが、ここで
は任意の入力で始まる。出力ベース・プライオリティ・
スキャニング法は、交換機１４の所定の出力になるパケ
ットに高いプライオリティ（従って低いブロッケージ確
率）を割当てる。この方法を用いて、例えば地理的に特
定の地域へ情報を送るデータ・パケットに高いプライオ
リティを割当てることもある。逐次スキャニング法を用
いて、スケジューリング・ステージ１６は、スキャニン
グされた入力から得られたデータ・パケットを最小の遅
延量を有する遅延ラインに挿入しようとする。
ランダム・スキャニング法と出力ベース・プライオリテ
ィ・スキャニング法を挙げることができる。ランダム・
スキャニング法は同じプライオリティを光交換機１４の
各入力に割当てる。スケジューリング・ステージ１６に
入る入力はランダムに、スキャニングされるが、ここで
は任意の入力で始まる。出力ベース・プライオリティ・
スキャニング法は、交換機１４の所定の出力になるパケ
ットに高いプライオリティ（従って低いブロッケージ確
率）を割当てる。この方法を用いて、例えば地理的に特
定の地域へ情報を送るデータ・パケットに高いプライオ
リティを割当てることもある。逐次スキャニング法を用
いて、スケジューリング・ステージ１６は、スキャニン
グされた入力から得られたデータ・パケットを最小の遅
延量を有する遅延ラインに挿入しようとする。
【００１８】図３は光パケット交換機１４のアーキテク
チャの一例を示す。前記のように、光交換機１４にはス
ケジューリング・ステージ１６と交換ステージ１８があ
り、両者は光遅延ライン２０により結合される。交換制
御は通常エレメント３０により電子的に行われるが、交
換制御の光学的実施も本発明の範囲内のものである。好
ましい実施例として光パケット交換機１４にはまたヘッ
ダ検出器２８、制御回路３０、前処理回路３２および定
遅延ライン３８がある。これらエレメントの各々は図６
に関し後に説明する。
チャの一例を示す。前記のように、光交換機１４にはス
ケジューリング・ステージ１６と交換ステージ１８があ
り、両者は光遅延ライン２０により結合される。交換制
御は通常エレメント３０により電子的に行われるが、交
換制御の光学的実施も本発明の範囲内のものである。好
ましい実施例として光パケット交換機１４にはまたヘッ
ダ検出器２８、制御回路３０、前処理回路３２および定
遅延ライン３８がある。これらエレメントの各々は図６
に関し後に説明する。
【００１９】スケジューリング・ステージ１６はｎの入
力とｍの出力を有するｎ×ｍ交換モジュールである。交
換ステージ１８はｍの入力とｎの出力を有するｍ×ｎ交
換モジュールである。光交換機１４は一般にｍの遅延ラ
インを有する。光パケット交換機１４について考慮され
る性能基準の１つに前述のブロッケージ確率がある。ブ
ロッケージ確率は、ランダムに選ばれたデータ・パケッ
トが光遅延ライン２０のいずれにもスケジュールされる
ことができないで、失われる確率を表す。このブロッケ
ージ確率が減少するとともに交換機の性能は向上する。
遅延ライン２０の数を増加することによりブロッケージ
確率を減少することができる。
力とｍの出力を有するｎ×ｍ交換モジュールである。交
換ステージ１８はｍの入力とｎの出力を有するｍ×ｎ交
換モジュールである。光交換機１４は一般にｍの遅延ラ
インを有する。光パケット交換機１４について考慮され
る性能基準の１つに前述のブロッケージ確率がある。ブ
ロッケージ確率は、ランダムに選ばれたデータ・パケッ
トが光遅延ライン２０のいずれにもスケジュールされる
ことができないで、失われる確率を表す。このブロッケ
ージ確率が減少するとともに交換機の性能は向上する。
遅延ライン２０の数を増加することによりブロッケージ
確率を減少することができる。
【００２０】図４は、入力ライン利用度ρの関数として
減少するブロッケージ確率（Ｐｒ（ロス）と表す）を示
すが、ここでは交換機は１６の入力を有し、遅延ライン
はｍ＝１６からｍ＝３２まで変化するものである。入力
ライン利用度はあるタイム・スロットにおいて遅延ライ
ンがデータ・パケットを有する確率である。図４はブロ
ッケージ確率をｌｏｇ（Ｐｒ（ロス））の対数表示で表
す。スケジューリング・ステージ１６と交換ステージ１
８は再配置可能の非ブロッキング・ネットワークとして
実施できる。再配置可能の非ブロッキング・ネットワー
クは、ネットワークへ入る入力の順列をデータをブロッ
キングする（すなわち、失う）ことなくネットワークの
出力で得ることのできる性質を有するものである。
減少するブロッケージ確率（Ｐｒ（ロス）と表す）を示
すが、ここでは交換機は１６の入力を有し、遅延ライン
はｍ＝１６からｍ＝３２まで変化するものである。入力
ライン利用度はあるタイム・スロットにおいて遅延ライ
ンがデータ・パケットを有する確率である。図４はブロ
ッケージ確率をｌｏｇ（Ｐｒ（ロス））の対数表示で表
す。スケジューリング・ステージ１６と交換ステージ１
８は再配置可能の非ブロッキング・ネットワークとして
実施できる。再配置可能の非ブロッキング・ネットワー
クは、ネットワークへ入る入力の順列をデータをブロッ
キングする（すなわち、失う）ことなくネットワークの
出力で得ることのできる性質を有するものである。
【００２１】スケジューリング・ステージ１６と交換ス
テージ１８を構成するのに用いられる交換ネットワーク
は、いろいろな方法で実施できる。本発明の一実施例で
は、ステージ１６とステージ１８の交換ネットワーク
は、ベーンズ（Ｂｅｎｅｓ）ネットワークとして実施さ
れる。図５は８×８ベーンズ・ネットワークを例示す
る。ベーンズ・ネットワークは、それにより入力３１の
いずれかがブロッキングすることなく出力３３のいずれ
かに接続されることができるが、ただしこれは２つの入
力が同じ出力に接続されることができない場合でかつ交
換ファブリック内の接続３５は再配置できる場合の条件
下においてである。本発明の使用に適当な光ベーンズ・
ネットワークの構成には次の報告がある。
テージ１８を構成するのに用いられる交換ネットワーク
は、いろいろな方法で実施できる。本発明の一実施例で
は、ステージ１６とステージ１８の交換ネットワーク
は、ベーンズ（Ｂｅｎｅｓ）ネットワークとして実施さ
れる。図５は８×８ベーンズ・ネットワークを例示す
る。ベーンズ・ネットワークは、それにより入力３１の
いずれかがブロッキングすることなく出力３３のいずれ
かに接続されることができるが、ただしこれは２つの入
力が同じ出力に接続されることができない場合でかつ交
換ファブリック内の接続３５は再配置できる場合の条件
下においてである。本発明の使用に適当な光ベーンズ・
ネットワークの構成には次の報告がある。
【００２２】それは、ワトソン（Ｗａｔｓｏｎ）ら、
“拡大ベーンズ・アーキテクチャによる低電圧８×８Ｔ
ｉ：ＬｉＮｂＯ３交換機”、ジャーナル・オブ・ライト
ウェーブ・テクノロジー（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌｉ
ｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）、第８巻、５
号、１９９０年５月、７９４- ８０１頁に報告されてお
り、参照のこと。ステージ１６とステージ１８の交換ネ
ットワークは、ベーンズ・ネットワークのコンテキスト
で説明したが、それに代って、別の交換アーキテクチャ
を用いて交換ネットワークを構成してもよいことは当業
者には明らかである。これらの別のアーキテクチャに
は、例えば、クロス（Ｃｌｏｓ）、バニヤン（Ｂａｎｙ
ａｎ）、オメガ（Ｏｍｅｇａ）およびシャフル（Ｓｈｕ
ｆｆｌｅ）がある。どれを選んで実施するにせよ、それ
に関係なく、光信号減衰（損失）と漏話とブロッキング
確率を最小にするようにステージ１６とステージ１８を
形成する交換ネットワークは設計される。
“拡大ベーンズ・アーキテクチャによる低電圧８×８Ｔ
ｉ：ＬｉＮｂＯ３交換機”、ジャーナル・オブ・ライト
ウェーブ・テクノロジー（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌｉ
ｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）、第８巻、５
号、１９９０年５月、７９４- ８０１頁に報告されてお
り、参照のこと。ステージ１６とステージ１８の交換ネ
ットワークは、ベーンズ・ネットワークのコンテキスト
で説明したが、それに代って、別の交換アーキテクチャ
を用いて交換ネットワークを構成してもよいことは当業
者には明らかである。これらの別のアーキテクチャに
は、例えば、クロス（Ｃｌｏｓ）、バニヤン（Ｂａｎｙ
ａｎ）、オメガ（Ｏｍｅｇａ）およびシャフル（Ｓｈｕ
ｆｆｌｅ）がある。どれを選んで実施するにせよ、それ
に関係なく、光信号減衰（損失）と漏話とブロッキング
確率を最小にするようにステージ１６とステージ１８を
形成する交換ネットワークは設計される。
【００２３】光遅延ライン２０は通常各遅延ラインに対
し単一の光ファイバを用いて実施できる。１つの遅延ラ
インから次の遅延ラインへの遅延の変化は、長くした光
ファイバを設けて行われる。データ・パケットはすべて
近似的に同じサイズ（すなわち持続時間）であると仮定
すると、１・パケット遅延ラインは所定の長さ（この長
さは適宜当業者により容易に決められる）の光ファイバ
を用いて設けられる。複数個・パケット遅延ラインは、
１・パケット遅延ラインの長さの適当な複数倍の長さの
光ファイバを設けて得られる。例えば、もし１・パケッ
ト遅延ラインが１０００ｍの長さのファイバで設けられ
るとすると、２・パケット遅延ラインは２０００ｍの長
さのファイバを設けることにより得られる。通常遅延ラ
イン２０は異なる遅延量を導入するが、遅延ライン２０
のいくつかが実質上同じ所定の遅延量を導入してもよ
い。
し単一の光ファイバを用いて実施できる。１つの遅延ラ
インから次の遅延ラインへの遅延の変化は、長くした光
ファイバを設けて行われる。データ・パケットはすべて
近似的に同じサイズ（すなわち持続時間）であると仮定
すると、１・パケット遅延ラインは所定の長さ（この長
さは適宜当業者により容易に決められる）の光ファイバ
を用いて設けられる。複数個・パケット遅延ラインは、
１・パケット遅延ラインの長さの適当な複数倍の長さの
光ファイバを設けて得られる。例えば、もし１・パケッ
ト遅延ラインが１０００ｍの長さのファイバで設けられ
るとすると、２・パケット遅延ラインは２０００ｍの長
さのファイバを設けることにより得られる。通常遅延ラ
イン２０は異なる遅延量を導入するが、遅延ライン２０
のいくつかが実質上同じ所定の遅延量を導入してもよ
い。
【００２４】図３についての説明のように、光パケット
交換機１４のデータ・パスは全部光パスであるが、交換
機内の制御は通常電子的に行われる。交換機１４に入る
各光データ・パケットの一部が制御情報となっている。
この制御情報は、例えばデータ・パケットの行先のアド
レスを含む。この制御情報はヘッダ検出器２８により光
データ・パケットから抽出される。各ヘッダ検出器２８
は、データ・パケットの制御情報をその夫々の入力ライ
ン（図３参照）で光ドメインから電気ドメインに変換す
る。次にヘッダ検出器２８は、この変換された情報（い
まは電気信号）を処理するため制御回路３０に送る。
交換機１４のデータ・パスは全部光パスであるが、交換
機内の制御は通常電子的に行われる。交換機１４に入る
各光データ・パケットの一部が制御情報となっている。
この制御情報は、例えばデータ・パケットの行先のアド
レスを含む。この制御情報はヘッダ検出器２８により光
データ・パケットから抽出される。各ヘッダ検出器２８
は、データ・パケットの制御情報をその夫々の入力ライ
ン（図３参照）で光ドメインから電気ドメインに変換す
る。次にヘッダ検出器２８は、この変換された情報（い
まは電気信号）を処理するため制御回路３０に送る。
【００２５】図６に示すヘッダ検出器２８には、スプリ
ッタ３４と光検出器３６がある。スプリッタ３４は前処
理回路３２から光データ・パケットを受信する。スプリ
ッタ３４は、着信するデータ・パケットの光エネルギー
を２つの光コンポーネントに所定の比率で分割する。ス
プリッタ３４は１つのコンポーネントα（制御情報とし
て使用のため）を光検出器３６に出力する。スプリッタ
３４は第２のコンポーネント１−α（データ信号として
使用のため）をスケジューリング・ステージ１６に出力
する。図３に示すように、定光遅延ライン３８をスプリ
ッタ３４とスケジューリング・ステージ１６の間に直列
に配置して、ヘッダ検出器２８とスケジューリング・ス
テージ１６の間の光データの通路に時間遅延を導入す
る。
ッタ３４と光検出器３６がある。スプリッタ３４は前処
理回路３２から光データ・パケットを受信する。スプリ
ッタ３４は、着信するデータ・パケットの光エネルギー
を２つの光コンポーネントに所定の比率で分割する。ス
プリッタ３４は１つのコンポーネントα（制御情報とし
て使用のため）を光検出器３６に出力する。スプリッタ
３４は第２のコンポーネント１−α（データ信号として
使用のため）をスケジューリング・ステージ１６に出力
する。図３に示すように、定光遅延ライン３８をスプリ
ッタ３４とスケジューリング・ステージ１６の間に直列
に配置して、ヘッダ検出器２８とスケジューリング・ス
テージ１６の間の光データの通路に時間遅延を導入す
る。
【００２６】この時間遅延により、光データがスケジュ
ーリング・ステージ１６に達する前に、この制御情報は
光検出器３６により電気信号に変換され、そして制御回
路３０により（例えばスケジューリング・ステージ・モ
ジュールをセットして）処理される。本発明の使用に適
切なスプリッタは例えばコーニング・ファイバ社（Ｃｏ
ｒｎｉｎｇ Ｆｉｂｅｒｓ、Ｉｎｃ．）やゴウルド社
（Ｇｏｕｌｄ、Ｉｎｃ．）から市販されている。光検出
器３６はスプリッタ３４から受信した光信号を電気信号
に変換する。この電気信号が制御回路３０を駆動する。
各光検出器３６は、ライン３９の夫々１つを介して制御
回路３０に電気信号を送る。実施例としては、光検出器
３６は、本出願人の同時係属中の米国特許出願番号第０
７／６３０、１４５号（１９９０年１２月１９日出願）
に開示のように、フィールド・コード化スキームを実施
するために形成された低速検出器である。
ーリング・ステージ１６に達する前に、この制御情報は
光検出器３６により電気信号に変換され、そして制御回
路３０により（例えばスケジューリング・ステージ・モ
ジュールをセットして）処理される。本発明の使用に適
切なスプリッタは例えばコーニング・ファイバ社（Ｃｏ
ｒｎｉｎｇ Ｆｉｂｅｒｓ、Ｉｎｃ．）やゴウルド社
（Ｇｏｕｌｄ、Ｉｎｃ．）から市販されている。光検出
器３６はスプリッタ３４から受信した光信号を電気信号
に変換する。この電気信号が制御回路３０を駆動する。
各光検出器３６は、ライン３９の夫々１つを介して制御
回路３０に電気信号を送る。実施例としては、光検出器
３６は、本出願人の同時係属中の米国特許出願番号第０
７／６３０、１４５号（１９９０年１２月１９日出願）
に開示のように、フィールド・コード化スキームを実施
するために形成された低速検出器である。
【００２７】このフィールド・コード化スキームにより
光検出器３６は、伝送システムの光データ速度より実質
的に低速度でデータを処理できるが、それは制御または
ヘッダの情報のみがそこで処理されるためである。本発
明の使用に適切な検出器は米国電話電信会社から市販さ
れている。制御回路３０は３つのキー機能を行う。制御
回路３０は、第１に交換機１４に到着する各データ・パ
ケットが接続される遅延ライン２０を決める。次に、制
御回路３０は入力データ・パケットを適当な遅延ライン
と結合するようにスケジューリング・ステージ１６内で
交換機をセットする。また適当な時に、制御回路３０は
交換ステージ１８内で交換機をセットし所要の交換動作
を行い、データ・パケットをその所望の行先へ送る。制
御回路は好ましくはハードウェアで実施されるが、それ
はスケジューリング動作を行うには高速が必要なためで
ある。
光検出器３６は、伝送システムの光データ速度より実質
的に低速度でデータを処理できるが、それは制御または
ヘッダの情報のみがそこで処理されるためである。本発
明の使用に適切な検出器は米国電話電信会社から市販さ
れている。制御回路３０は３つのキー機能を行う。制御
回路３０は、第１に交換機１４に到着する各データ・パ
ケットが接続される遅延ライン２０を決める。次に、制
御回路３０は入力データ・パケットを適当な遅延ライン
と結合するようにスケジューリング・ステージ１６内で
交換機をセットする。また適当な時に、制御回路３０は
交換ステージ１８内で交換機をセットし所要の交換動作
を行い、データ・パケットをその所望の行先へ送る。制
御回路は好ましくはハードウェアで実施されるが、それ
はスケジューリング動作を行うには高速が必要なためで
ある。
【００２８】制御回路３０の一実施例を図７に示す。交
換機１４が同期モードで動作するときに図７に示す回路
を用い、データ・パケットはすべて同期でスケジューリ
ング・ステージ１６に到着する。制御回路３０を同期交
換動作でここで説明しているが、これは説明のためのみ
であって本発明を限定するものではない。別の実施例で
は、非同期動作で制御回路３０がパケットのスケジュー
リングと交換を制御することもある。制御回路３０に
は、スキャニング回路３７ならびにレジスタおよび組合
せ回路のいくつかのステージ４０、４１、４２がある。
そして制御回路３０には図２に示す各カラムに対応して
別々のステージがある。しかしここでは説明のためにス
テージ４０、４１、４２のみを示し説明する。
換機１４が同期モードで動作するときに図７に示す回路
を用い、データ・パケットはすべて同期でスケジューリ
ング・ステージ１６に到着する。制御回路３０を同期交
換動作でここで説明しているが、これは説明のためのみ
であって本発明を限定するものではない。別の実施例で
は、非同期動作で制御回路３０がパケットのスケジュー
リングと交換を制御することもある。制御回路３０に
は、スキャニング回路３７ならびにレジスタおよび組合
せ回路のいくつかのステージ４０、４１、４２がある。
そして制御回路３０には図２に示す各カラムに対応して
別々のステージがある。しかしここでは説明のためにス
テージ４０、４１、４２のみを示し説明する。
【００２９】スキャニング回路３７は各ヘッダ検出器２
８から情報を受信する。この情報が、光交換機１４に到
着する各データ・パケットの出力（行先）アドレスを指
定する。スキャニング回路３７は、この出力アドレスを
前述のスキャニング法（例えば、逐次スキャニング法や
ランダム・スキャニング法）のようなスキャニング法に
より、処理のためステージ４０に出力する。スキャニン
グ回路３７を実施するのにいろいろな回路が使用でき、
これらは当業者には容易に分ることである。ステージ４
０にはラッチ４４とレジスタ４６と組合せ論理４８があ
る。ラッチ４４はスキャニング回路３７から受信された
出力アドレス・データを格納する。
８から情報を受信する。この情報が、光交換機１４に到
着する各データ・パケットの出力（行先）アドレスを指
定する。スキャニング回路３７は、この出力アドレスを
前述のスキャニング法（例えば、逐次スキャニング法や
ランダム・スキャニング法）のようなスキャニング法に
より、処理のためステージ４０に出力する。スキャニン
グ回路３７を実施するのにいろいろな回路が使用でき、
これらは当業者には容易に分ることである。ステージ４
０にはラッチ４４とレジスタ４６と組合せ論理４８があ
る。ラッチ４４はスキャニング回路３７から受信された
出力アドレス・データを格納する。
【００３０】レジスタ４６は、図２に示すカラムｍにお
けるすべてのデータ・パケットの出力アドレスを有する
ベクトルを格納する。ラッチ４４とレジスタ４６の内容
は、組合せ論理４８において比較される。ステージ４０
の動作を以下に説明する。制御回路３０にはクロックス
ロットとクロットラインの２つのシステム・クロックが
あり、クロックスロットはタイム・スロット毎に１回数
を刻むのに対し、一方のクロックラインはクロックスロ
ットの刻む数毎に少なくとも（ｎ＋ｍ）回数を刻むが、
ここでｎは交換機入力の数であり、ｍは利用できる遅延
ライン２０の数である。ここで遅延ラインの数は交換機
入力の数以上であることが好ましい。クロックスロット
の刻む数ごとにｎこまでのデータ・パケットの新しい集
まりが光交換機１４に到着する。
けるすべてのデータ・パケットの出力アドレスを有する
ベクトルを格納する。ラッチ４４とレジスタ４６の内容
は、組合せ論理４８において比較される。ステージ４０
の動作を以下に説明する。制御回路３０にはクロックス
ロットとクロットラインの２つのシステム・クロックが
あり、クロックスロットはタイム・スロット毎に１回数
を刻むのに対し、一方のクロックラインはクロックスロ
ットの刻む数毎に少なくとも（ｎ＋ｍ）回数を刻むが、
ここでｎは交換機入力の数であり、ｍは利用できる遅延
ライン２０の数である。ここで遅延ラインの数は交換機
入力の数以上であることが好ましい。クロックスロット
の刻む数ごとにｎこまでのデータ・パケットの新しい集
まりが光交換機１４に到着する。
【００３１】スキャニング回路３７は、クロットライン
の刻む数ごとに制御回路３０のラッチ４４にたった１つ
の到着パケットの出力アドレスをロードする。クロット
ラインのその数刻みの間にパケット行先アドレスはレジ
スタ４６の内容と引合せチェックされる。もしラッチ４
４の内容がレジスタ４６にすでにあるパケット行先アド
レスを示す（すなわち、２つのパケットがステージ４０
に対応するタイム・スロットで同じ交換機出力を争奪す
ること）場合には、組合せ論理４８の出力は１の論理値
を持つ。次にラッチ４４の内容はステージ４１のラッチ
５０にロードされる。もしラッチ４４の内容がレジスタ
４６にすであるパケット行先アドレスを示さない（別の
パケットが先にそのタイム・スロットで同じ交換機出力
にスケジュールされてしまっていないこと）場合には、
ラッチ４４とレジスタ４６の内容の論理ＯＲはレジスタ
４６に格納される。
の刻む数ごとに制御回路３０のラッチ４４にたった１つ
の到着パケットの出力アドレスをロードする。クロット
ラインのその数刻みの間にパケット行先アドレスはレジ
スタ４６の内容と引合せチェックされる。もしラッチ４
４の内容がレジスタ４６にすでにあるパケット行先アド
レスを示す（すなわち、２つのパケットがステージ４０
に対応するタイム・スロットで同じ交換機出力を争奪す
ること）場合には、組合せ論理４８の出力は１の論理値
を持つ。次にラッチ４４の内容はステージ４１のラッチ
５０にロードされる。もしラッチ４４の内容がレジスタ
４６にすであるパケット行先アドレスを示さない（別の
パケットが先にそのタイム・スロットで同じ交換機出力
にスケジュールされてしまっていないこと）場合には、
ラッチ４４とレジスタ４６の内容の論理ＯＲはレジスタ
４６に格納される。
【００３２】このようにして、ラッチ４４の内容により
示されたデータ・パケットはステージ４０において“ス
ケジュールされる”（すなわち、カラムｍのタイム・ス
ロットでスケジュールされる）。この場合にはラッチ５
０はロードが行われない。このプロセスはあるタイム・
スロット内で到着するすべてのパケットについて続く。
後続のデータ・パケットの出力アドレスは、スキャニン
グ回路からラッチ４４に逐次ロードされる。この動作が
各データ・パケットについて繰返される。ステージ４０
で行われた動作はステージ４１やステージ４２やまたス
テージ４１とステージ４２の間の中間ステージ（図示せ
ず）のいずれにおいても繰返される。例えば、ラッチ５
０の内容を次にステージ４１のレジスタ５２の内容と比
較する。
示されたデータ・パケットはステージ４０において“ス
ケジュールされる”（すなわち、カラムｍのタイム・ス
ロットでスケジュールされる）。この場合にはラッチ５
０はロードが行われない。このプロセスはあるタイム・
スロット内で到着するすべてのパケットについて続く。
後続のデータ・パケットの出力アドレスは、スキャニン
グ回路からラッチ４４に逐次ロードされる。この動作が
各データ・パケットについて繰返される。ステージ４０
で行われた動作はステージ４１やステージ４２やまたス
テージ４１とステージ４２の間の中間ステージ（図示せ
ず）のいずれにおいても繰返される。例えば、ラッチ５
０の内容を次にステージ４１のレジスタ５２の内容と比
較する。
【００３３】もしラッチ５０の内容がレジスタ５２にす
でにあるパケット行先アドレスを示す（すなわち、スケ
ジュールされた）場合には、組合せ論理回路５４の出力
によりラッチ５０の内容は次のステージのラッチ５６に
格納されることになる。このプロセスはあるタイム・ス
ロットで着信するパケットのすべてが分析されてしまう
まで続く。クロックスロットの各発生（新しいタイム・
スロットに対応する）によりあるレジスタの内容が次の
最低のレジスタにロードされる（すなわち、レジスタ５
２の内容はレジスタ４６へ転送される、等々である）。
レジスタ４６の内容は重ね書きされうるが、それは先に
カラムｍ（ステージ４０）でデータ・パケットが遅延ラ
イン２０を通り、交換ステージ１８で切り換えられたこ
とを新しいクロックスロットの発生は示すからである。
レジスタ５８はリセットされる。
でにあるパケット行先アドレスを示す（すなわち、スケ
ジュールされた）場合には、組合せ論理回路５４の出力
によりラッチ５０の内容は次のステージのラッチ５６に
格納されることになる。このプロセスはあるタイム・ス
ロットで着信するパケットのすべてが分析されてしまう
まで続く。クロックスロットの各発生（新しいタイム・
スロットに対応する）によりあるレジスタの内容が次の
最低のレジスタにロードされる（すなわち、レジスタ５
２の内容はレジスタ４６へ転送される、等々である）。
レジスタ４６の内容は重ね書きされうるが、それは先に
カラムｍ（ステージ４０）でデータ・パケットが遅延ラ
イン２０を通り、交換ステージ１８で切り換えられたこ
とを新しいクロックスロットの発生は示すからである。
レジスタ５８はリセットされる。
【００３４】前記回路に加えて、光パケット交換機１４
は通常前処理回路３２を有することができる。前処理回
路３２には、例えば光がスケジューリング・ステージ１
６に入る前に光を適宜偏光させる市販の偏波制御器（図
示せず）を設けることができる。また別の例として、前
処理回路３２にはある場合には所望される光増幅器（こ
れもまた図示せず）があってもよい。例えば、光データ
・パケットが数この交換機を通らなければならない場
合、ある種の光増幅が所望されることがある。また前処
理回路に同期化回路を設けることができるが、これは同
期交換動作のためにスケジューリング・ステージ１６へ
のデータ・パケットの到着を適切に整える（同期化す
る）ための回路である。
は通常前処理回路３２を有することができる。前処理回
路３２には、例えば光がスケジューリング・ステージ１
６に入る前に光を適宜偏光させる市販の偏波制御器（図
示せず）を設けることができる。また別の例として、前
処理回路３２にはある場合には所望される光増幅器（こ
れもまた図示せず）があってもよい。例えば、光データ
・パケットが数この交換機を通らなければならない場
合、ある種の光増幅が所望されることがある。また前処
理回路に同期化回路を設けることができるが、これは同
期交換動作のためにスケジューリング・ステージ１６へ
のデータ・パケットの到着を適切に整える（同期化す
る）ための回路である。
【００３５】図８は適当な同期化回路５８の一実施例を
示す。同期化回路５８には、パケット検出器６０、光交
換機６２、６４、６６、６８、光遅延ライン７０、およ
び制御エレメント７２がある。光交換機６２、６４、６
６、６８は２×２ＬｉＮｂＯ３交換機であるが、これは
データを直接隣接する交換機に通すかまたはそのデータ
が光遅延ライン７０の夫々１つを通るようにさせるかの
いずれかをすることができる。適切な光交換機は、例え
ば米国電話電信会社から市販されている。光遅延ライン
７０は０．２５・パケット遅延を導入するのに十分な長
さのファイバ・ラインである。
示す。同期化回路５８には、パケット検出器６０、光交
換機６２、６４、６６、６８、光遅延ライン７０、およ
び制御エレメント７２がある。光交換機６２、６４、６
６、６８は２×２ＬｉＮｂＯ３交換機であるが、これは
データを直接隣接する交換機に通すかまたはそのデータ
が光遅延ライン７０の夫々１つを通るようにさせるかの
いずれかをすることができる。適切な光交換機は、例え
ば米国電話電信会社から市販されている。光遅延ライン
７０は０．２５・パケット遅延を導入するのに十分な長
さのファイバ・ラインである。
【００３６】同期化回路５８は次のように動作する。光
データ・パケットはパケット検出器６０に入力する。パ
ケット検出器６０は、入力するデータ・パケットの光エ
ネルギーの大部分を交換機６２に送る。パケット検出器
６０はその光エネルギーの残りの部分を電気信号に変換
する。（好ましい実施例においては、パケット検出器６
０の機能はヘッダ検出器２８の機能と結合される。）こ
の電気信号はライン７４を介して制御エレメント７２に
送られる。制御エレメント７２は入力するパケットを同
期化するのに必要な遅延を決め、そして所要の遅延を導
入するのに適当に交換機６２、６４、６６、６８を（制
御ライン７６を介して）セットする。交換機６８はデー
タ・パケットをヘッダ検出器２８（図３を参照のこと）
に出力する。
データ・パケットはパケット検出器６０に入力する。パ
ケット検出器６０は、入力するデータ・パケットの光エ
ネルギーの大部分を交換機６２に送る。パケット検出器
６０はその光エネルギーの残りの部分を電気信号に変換
する。（好ましい実施例においては、パケット検出器６
０の機能はヘッダ検出器２８の機能と結合される。）こ
の電気信号はライン７４を介して制御エレメント７２に
送られる。制御エレメント７２は入力するパケットを同
期化するのに必要な遅延を決め、そして所要の遅延を導
入するのに適当に交換機６２、６４、６６、６８を（制
御ライン７６を介して）セットする。交換機６８はデー
タ・パケットをヘッダ検出器２８（図３を参照のこと）
に出力する。
【００３７】次に変形例として、例えば、スケジューリ
ングの方法や制御回路３０は、交換機１４に到着するデ
ータ・パケットのシーケンスを保持するように変更でき
る。１つ（またはいくつかの）ポインタを設けて交換機
１４の各出力となるパケットを追跡できる。所定の交換
機出力となる各データ・パケットが、時間的にその交換
機により早く到着し同じ出力となるパケットよりもより
長い遅延の遅延ラインに置かれることをポインタが保証
する。従って、もし出力ｊに対しパケットが交換機１４
に到着し遅延ラインｄａ上にスケジュールされるとする
ならば、出力ｊに対し着信する第２のパケットは遅延ラ
インｄｂ上でのみスケジュールされることができるが、
ここでｄｂはｄａより長い遅延のものである。
ングの方法や制御回路３０は、交換機１４に到着するデ
ータ・パケットのシーケンスを保持するように変更でき
る。１つ（またはいくつかの）ポインタを設けて交換機
１４の各出力となるパケットを追跡できる。所定の交換
機出力となる各データ・パケットが、時間的にその交換
機により早く到着し同じ出力となるパケットよりもより
長い遅延の遅延ラインに置かれることをポインタが保証
する。従って、もし出力ｊに対しパケットが交換機１４
に到着し遅延ラインｄａ上にスケジュールされるとする
ならば、出力ｊに対し着信する第２のパケットは遅延ラ
インｄｂ上でのみスケジュールされることができるが、
ここでｄｂはｄａより長い遅延のものである。
【００３８】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明の光パケット
交換機により再循環デバイスを用いることなく光ドメイ
ンでデータを交換でき、交換機内でパケットの衝突をな
くすることができる。
交換機により再循環デバイスを用いることなく光ドメイ
ンでデータを交換でき、交換機内でパケットの衝突をな
くすることができる。
【図１】本発明の光パケット交換機を含む光伝送システ
ムの一部を示すブロック図である。
ムの一部を示すブロック図である。
【図２】図１に示す光パケット交換機の機能ブロック図
である。
である。
【図３】図１に示す交換機のアーキテクチャを示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図４】遅延ラインの異なる利用度に対するブロッケー
ジ確率を示すグラフである。
ジ確率を示すグラフである。
【図５】図３に示すスケジューリング・ステージと交換
ステージの使用に適切なベーンズ・ネットワークのブロ
ック図である。
ステージの使用に適切なベーンズ・ネットワークのブロ
ック図である。
【図６】図３に示す検出器回路の概略図である。
【図７】図３に示す制御回路の概略図である。
【図８】図３に示す光パケット交換機に使用の同期化回
路の一実施例のブロック図である。
路の一実施例のブロック図である。
１０ 伝送システム １２ 光ファイバ・ケーブル １４ 光パケット交換機 １６ スケジューリング・ステージ １８ 交換ステージ ２０ 光遅延ライン ２２ 遅延 ２４ 遅延ライン ２６ 遅延ライン ２８ ヘッダ検出器 ３０ 制御回路 ３１ 入力 ３２ 前処理回路 ３３ 出力 ３４ スプリッタ ３６ 光検出器 ３７ スキャニング回路 ３８ 定遅延ライン ３９ ライン ４０ ステージ ４１ ステージ ４２ ステージ ４４ ラッチ ４６ レジスタ ４８ 組合せ論理 ５０ ラッチ ５２ レジスタ ５４ 組合せ論理回路 ５６ ラッチ ５８ 同期化回路 ６０ パケット検出器 ６２ 光交換機 ６４ 光交換機 ６６ 光交換機 ６８ 光交換機 ７０ 光遅延ライン ７２ 制御エレメント ７４ ライン ７６ 制御ライン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 8529−5Ｋ Ｈ０４Ｌ 11/20 Ｚ
Claims (19)
- 【請求項１】 光ドメインにおいて複数の光データ・パ
ケットを切り換える交換手段と、 前記交換手段に結合され、前記交換手段において複数の
光データ・パケットの中の所定のパケットの衝突を回避
する為に、複数の光データ・パケットをフィード・フォ
ワードに時間的にずらすスタガ手段とを有することを特
徴とする光パケット交換機。 - 【請求項２】 前記スタガ手段は、 少なくとも２つが異なる遅延量を有する複数のフィード
・フォワード光遅延ラインと、 光パケット交換機の出力を争奪する光データ・パケット
が時間的にずれて交換手段に到着するよう、所定の光デ
ータ・パケットを交換手段に送る複数の光遅延ラインの
いくつかを選択する選択手段とを有することを特徴とす
る請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】 前記選択手段は、 複数の交換エレメントを有し、光交換機の複数の入力を
複数の光遅延ラインのいくつかと結合する交換モジュー
ルと、 複数の入力において受信された光データ・パケットの各
々が転送されるべき複数の光遅延ラインを決定する決定
手段と、 複数の入力のいくつかを複数の光遅延ラインのいくつか
と結合するために、決定手段に応答して複数の交換機を
設定する設定手段と を有することを特徴とする請求項
２に記載の装置。 - 【請求項４】 光データ・パロケットが切り換えられる
べき複数の出力の中の所定の１つを識別する情報を光デ
ータ・パケットから抽出する抽出手段を更に有すること
を特徴とする請求項２に記載の装置。 - 【請求項５】 光データ・パケットを受信する複数の入
力と、複数の出力とを有する光パケット交換機におい
て、 複数の入力で受信された光データ・パケットを光ドメイ
ンで複数の出力の中の所定のいくつかへ切り換える交換
手段と、 前記交換手段に結合され、少なくとも２つが異なる遅延
量を有する複数のフィード・フォワード光遅延ライン
と、 複数の出力のいくつかを求める所定の光データ・パケッ
ト間のコンテンションが解決されるよう、前記交換手段
において光データ・パケットの中の所定のいくつかの到
着を時間的に遅延するために、複数の入力の中の所定の
いくつかを複数の光遅延ラインの中の選択されたいくつ
かに結合する結合手段とを有することを特徴とする光パ
ケット交換機。 - 【請求項６】 複数の入力において光データ・パケット
の到着を同期化する同期化手段を更に有することを特徴
とする請求項５に記載の装置。 - 【請求項７】 前記結合手段は、 複数の交換機を有し、複数の光遅延ラインのいくつかに
複数の入力のいくつかを結合する交換モジュールと、 複数の入力において受信された光データ・パケットが複
数の光遅延ラインの中のどれを通り送られるかを決定す
る決定手段と、 複数の入力のいくつかを複数の光遅延ラインのいくつか
と結合するために、決定手段に応答して複数の交換機を
設定する設定手段と を有することを特徴とする請求項
５に記載の装置。 - 【請求項８】 交換手段と交換モジュールは、ベーン
ズ、クロス、バニヤン、オメガ、およびシャフルのネッ
トワークからなる群の中から選ばれた交換ファブリック
・ネットワークを有することを特徴とする請求項７に記
載の装置。 - 【請求項９】 前記決定手段は、複数の入力において受
信された光データ・パケットのパケット順序を保存する
保存手段を更に有することを特徴とする請求項７に記載
の装置。 - 【請求項１０】 光データ・パケットが切り換えられる
複数の出力の中の所定の１つを識別する情報を光データ
・パケットから抽出する抽出手段を更に有することを特
徴とする請求項７に記載の装置。 - 【請求項１１】 光パケット交換機内で光パケットを切
り換える交換方法において、 光データ・パケットを切り換える交換手段において複数
の光データ・パケットの中の所定のいくつかの衝突がな
いように、光パケット交換機において受信された複数の
光データ・パケットをフィード・フォワード・システム
において時間的にずらすステップと、 複数の光データ・パケットを光ドメインにおいて切り換
えるステップとを有することを特徴とする前記光パケッ
ト交換方法。 - 【請求項１２】 前記の時間的にずらすステップは、 交換手段に所定の光データ・パケットを送るため、昇順
にフィード・フォワード遅延の複数の光遅延ラインの中
のいくつかを選択するステップと、 複数の光遅延ラインの中の選択されたいくつかを介して
交換手段へ所定の光データ・パケットを送るステップと
を有することを特徴とする請求項１１に記載の方法。 - 【請求項１３】 光データ・パケットを受信する複数の
入力と複数の出力とを有する光パケット交換機内で光パ
ケットを切り換える交換方法において、 複数の出力のいくつかを求める光データ・パケット間の
コンテンションが解決されるように、交換手段へ光デー
タ・パケットの中の所定のいくつかの到着を時間的に遅
延するために、昇順にフィード・フォワード遅延の複数
の光遅延ラインの中の選択されたいくつかに複数の入力
の中の所定のいくつかを結合するステップと、 光ドメインにおいて複数の光データ・パケットを切り換
えるステップとを有することを特徴とする前記光パケッ
ト交換方法。 - 【請求項１４】 複数の入力において光データ・パケッ
トの到着を同期化するステップを更に有することを特徴
とする請求項１３に記載の方法。 - 【請求項１５】 前記結合ステップは、 複数の入力において受信された光データ・パケットの各
々が複数の光遅延ラインの中のどれを通り送られるかを
決定するステップと、 複数の入力の中の所定のいくつかを複数の光遅延ライン
の中の所定のいくつかと結合するために、決定ステップ
に応答して、複数の交換機を設定するステップと を有
することを特徴とする請求項１３に記載の方法。 - 【請求項１６】 複数の入力において、受信された光デ
ータ・パケットのパケット順序を保存するステップを更
に有することを特徴とする請求項１５に記載の方法。 - 【請求項１７】 複数の光データ・パケットを光ドメイ
ンにおいて切り換える交換手段と、 複数の光遅延ラインにおいて、複数の光遅延ラインの少
なくとも２つが異なる遅延からできている前記複数の光
遅延ラインと、 光パケット交換機の出力を争奪する光データ・パケット
が交換手段において衝突を避けるため時間的に食違いに
されて交換手段に到着するように、所定の光データ・パ
ケットを交換手段へ送るために、複数の光遅延ラインの
中のいくつかを選択する選択手段とを有することを特徴
とする光パケット交換機。 - 【請求項１８】 前記選択手段は、 複数の交換エレメントを有し、光交換機の複数の入力を
複数の光遅延ラインのいくつかと結合する交換モジュー
ルと、 複数の入力において受信された光データ・パケットの各
々が複数の光遅延ラインの中のどれを通り送られるかを
決定する決定手段と、 複数の入力のいくつかを複数の光遅延ラインのいくつか
と結合するために決定手段に応答して複数の交換機を設
定する設定手段と を有することを特徴とする請求項１
７に記載の装置。 - 【請求項１９】 光データ・パケットが切り換えられる
複数の出力の中の所定の１つを識別する情報を光データ
・パケットから抽出する抽出手段を更に有することを特
徴とする請求項１７に記載の装置。
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