DE69933798T2

DE69933798T2 - Optische Verbindungen in einer ATM-Vermittlungsstelle

Info

Publication number: DE69933798T2
Application number: DE69933798T
Authority: DE
Inventors: Naoaki c/o NTT Intellectual Property Musashino-shi Yamanaka; Kohei c/o NTT Intellectual Propert Musashino-shi Nakai; Eiji c/o NTT Musashino-shi Tokyo Oki
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1998-03-05
Filing date: 1999-03-02
Publication date: 2007-09-13
Anticipated expiration: 2019-03-03
Also published as: EP1542413A1; US6570874B1; EP0949837A3; DE69928315T2; EP0949837A2; DE69933798D1; DE69928315D1; EP1542413B1; EP0949837B1

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich generell auf ein ATM-Koppelfeld und insbesondere auf Technologien, bei denen eine Vielzahl von ATM-Koppelfeldern miteinander verbunden ist, um ein umfangreiches ATM-Koppelfeld zu realisieren.
2. Beschreibung der verwandten Technik
Es ist üblich, ein umfangreiches ATM-Koppelfeld dadurch aufzubauen, dass Basis- bzw. Grund-Koppelfelder miteinander verbunden werden. 28 zeigt ein Blockdiagramm eines ATM-Koppelfeldes, in welchem Grund-Koppelfelder miteinander verbunden sind.
In konventioneller Weise sind, wie in 28 gezeigt, Ausgangsanschlüsse von Grund-Koppelfeldern #11-#1N in einer vorderen Stufe mit Eingangsanschlüssen von Grund-Koppelfeldern #21-#2N in einer hinteren Stufe in einer Maschenweise verbunden. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, dass die Anzahl der Ausgangsanschlüsse der Grund-Koppelfelder #11-#1N dieselbe ist wie die Anzahl der Eingangsanschlüsse der Grund-Koppelfelder #21-#2N, so dass die Ausgangsanschlüsse in einer Eins-zu-Eins-Entsprechung zu den Eingangsanschlüssen vorgesehen sind; jedes der Grund-Koppelfelder #11-#1N wählt einen Ausgangsanschluss für eine Zelle aus, die in eines der Grund-Koppelfelder #11-#1N eingegeben wird, so dass ein Grund-Koppelfeld unter den Grund-Koppelfeldern #21-#2N für die auszusendende Zelle bestimmt wird.
So kann beispielsweise im Falle der Verwendung von Grund-Koppelfeldern mit acht Eingängen zu acht Ausgängen (8 × 8) ein ATM-Koppelfeld mit 64 Eingängen zu 64 Ausgängen insgesamt dadurch realisiert werden, dass acht Grund-Koppelfelder #11-#18 in der ersten Stufe und acht Grund-Koppelfelder #21-#28 in der hinteren Stufe miteinander verbunden werden.
Bezüglich der Koppelfeldverbindung ist eine Technologie unter Verwendung einer Schiebelogikschaltung (barrel shifter) und einer optischen Wellenlängen-Multiplex-Faser veranschaulicht in N.Yamanaka, S.Yasukawa, E.Oki und T.Kawamura, „OPTIMA:Tb/s ATM Switching System Architecture: Based on Highly Statistical Optical WDM Interconnection" (OPTIMA:Tb/s ATM-Vermittlungssystem-Architektur: Basierend auf einer stark statistischen optischen WDM-Verbindung), Proc. IEEE ISS'97, System Architecture, 1997 und S.Yasukawa, N.Yamanaka, „640Gb/s Ultra-High-Speed Optical interconnection System using Wide-Channel-Spacing Wavelength Division Multiplexing" (640Gb/s Ultraschnelles optisches Verbindungssystem unter Nutzung einer Wellenlängen-Multiplexverarbeitung mit weitem Kanalabstand), Proc.IEEE BSS'97, Seiten 101-105, Dez. 1997.
In dem Dokument „Optima: TB/S ATM switching system architecture based on highly statistical optical WDM interconnection", verfasst von Yamanaka N. und anderen wird eine Vorrichtung angegeben, die in einem ATM-Koppelfeld verwendet wird. Die Vorrichtung enthält miteinander verbundene Stufen, und jede Stufe weist eine Vielzahl von Grund-Koppelfeldern auf.
Ein weiteres Dokument US 5.703.707 gibt eine Koppelfeldmatrix an, die Eingangs- und Ausgangs-Funktionsmodule und ein Sendenetzwerk enthält, welches Untersysteme zum Senden bzw. Übertragen oder Empfangen von optischen Trägern bei unterschiedlichen Wellenlängen aufweist.
Das Dokument EP-A-0 397 372 gibt ein dreidimensionales optisches Koppelfeld an.
29 zeigt in einem Blockdiagramm ein ATM-Koppelfeld, bei dem Grund-Koppelfelder in einer mehrstufigen Weise miteinander verbunden sind. In dem ATM-Koppelfeld sind die Grund-Koppelfelder über WDM-(Wellenlängen-Multiplex-)- Verbindungsglieder unter Verwendung einer Schiebelogikschaltung (barrel shifter) miteinander verbunden, die Signale in den WDM-Verbindungsgliedern entsprechend der Wellenlänge vermittelt bzw. schaltet; in den Grund-Koppelfeldern der vorderen Stufe werden Ziele von Signalen dadurch bestimmt, dass Wellenlängen ausgewählt werden, mittels derer die Signale übertragen werden. Jedes Grund-Koppelfeld in der hinteren Stufe ist mit jedem Grund-Koppelfeld in der vorderen Stufe durch logische Verbindungen unterschiedlicher Wellenlängen verbunden. Entsprechend dem oben erwähnten Aufbau kann eine Anzahl von physikalischen Verbindungen zwischen den Grund-Koppelfeldern ausgeschieden werden.
Im Folgenden wird die Schiebelogikschaltung (barrel shifter) unter Bezugnahme auf 30 beschrieben. 30 zeigt, wie optische Signale innerhalb der Schiebelogikschaltung geschaltet bzw. vermittelt werden. Dabei veranschaulicht 30 ein Beispiel, gemäß dem die Schiebelogikschaltung zwei Eingangsleitungen I0, I1 und vier Ausgangsleitungen 00-03 aufweist. Hier werden optische Signale der Wellenlängen λ₀-λ₃ auf jeder der Eingangsleitungen I0, I1 übertragen, und optische Signale der Wellenlängen λ₀, λ₁, λ₂, λ₃ auf der Eingangsleitung I0 werden jeweils zu den Ausgangsleitungen O0, O1, O2, O3 übertragen. Ferner werden optische Signale der Wellenlängen λ₀, λ₁, λ₂, λ₃ auf der Eingangsleitung I1 jeweils zu den Ausgangsleitungen O1, O2, O3, O0 übertragen. Daher ist beispielsweise eine Wellenlänge, die zur Ausgangsleitung 01 hin gelangt, gegeben mit λ₁ unter den Wellenlängen λ₀, λ₁, λ₂, λ₃, welche auf der Eingangsleitung I0 übertragen werden; eine Wellenlänge, die zur Ausgangsleitung 01 hin gelangt, ist gegeben mit λ₀ unter den Wellenlängen λ₀, λ₁, λ₂, λ₃, welche auf der Eingangsleitung I1 übertragen werden.
Die Schiebelogikschaltung (barrel shifter) ist Durchschnittsfachleuten bekannt, weshalb im Folgenden lediglich eine kurze Beschreibung der Schiebelogikschaltung gegeben wird. Auf die nachstehend angegebene Beschreibung kann Bezug genommen werden: H.Takahashi, et al., „Wavelength MUX und DMUX by using Arrayed Waveguide Grating" (Wellenlängen-MUX- und -DMUX durch Verwendung eines angeordneten Wellenleiter-Gitterwerks) IEICE, PST-91-48, Seiten 41-46.
Die Schiebelogikschaltung ist eine von optischen Vorrichtungen, die „angeordnetes Wellenleiter-Gitterwerk (AWG)" genannt werden. Die konzeptmäßige Darstellung des AWG-Gitterwerks ist in 31 dargestellt. Generell besteht das AWG-Gitterwerk aus einem Wellenlängen-Multiplexer und -Demultiplexer, und sie ist eine integrierte Schaltung auf einer Platine, wobei diese Schaltung Eingangs-/Ausgangs-Wellenleiter und Plattenleiter enthält, die als Kollimatoren/Lichtsammellinsen wirken.
Wie in 31 veranschaulicht, enthält das AWG-Gitterwerk eine Vielzahl on Wellenleitern unterschiedlicher Länge; diese Wellenleiter sind in regelmäßigen Abständen angeordnet. Entsprechend einem Beugungsgitter rufen Phasendifferenzen zwischen den Wellenleitern eine Streuung hervor. Daher wird ein einer Wellenlängen-Multiplexverarbeitung unterzogenes Signal von einem Eingangs-Wellenleiter einer Demultiplexverarbeitung unterzogen, und die der Demultiplexverarbeitung unterzogenen Signale werden von verschiedenen Ausgangs- bzw. Abgabe-Wellenleitern entnommen. Falls das AWG-Gitterwerk in der umgekehrten Richtung verwendet wird, wirkt das AWG-Gitterwerk als Wellenlängen-Multiplexer. Da der Plattenleiter die Form eines Sektors besitzt, der eine Krümmungsmitte am Endpunkt des Wellenleiters aufweist und bei dem die Achse des Wellenleiters zur Krümmungsmitte hinzeigt, besitzt der Plattenleiter eine Lichtsammelfunktion in einer ähnlichen Weise wie ein Konkavspiegel. Verjüngungs- bzw. Übergangs-Wellenleiter werden generell zwischen die Wellenleiter und die Plattenleiter eingefügt, um Verbindungsverluste zu verringern.
Ein Wellenlängenintervall Δλ, bei dem es sich um einen der wichtigsten Parameter im Wellenlängen-Multiplexer und -Demultiplexer unter Verwendung des AWG-Gitterwerks handelt, wird wie folgt ausgedrückt: Δλ = ΔX/(f·m/nx·d) (1) m = (nc·ΔL)/λ0; (2)hierin bedeutet d die Teilung bzw. Schrittweite des Gitters des AWG-Gitterwerks; mit ΔL ist eine Differenz einer Länge zwischen den Wellenleitern bezeichnet; mit f ist eine Brennweite (ein Krümmungsradius) der Plattenleiter bezeichnet; mit ΔX ist ein Intervall bzw. Abstand zwischen den Wellenleitern bezeichnet; mit n_x ist ein effektiver Brechungsindex des Plattenleiters bezeichnet. Der Nenner auf der rechten Seite der Gleichung (1), nämlich (f·m/n_x·d) stellt eine lineare Streuung dar, die eine proportionale Konstante einer Beziehung zwischen der Wellenlänge und der Lichtsammelposition ist. Mit n_c ist ein effektiver Brechungsindex des Wellenleiters bezeichnet; λ₀ stellt eine zentrale Wellenlänge des AWG-Gitterwerks dar und kann von dem zentralen Ausgangs-Wellenleiter erhalten werden. Mit m ist eine Brechungsordnung bezeichnet, welche die Anzahl von Wellenlängen angibt, die die Größe bzw. den Betrag der Phasendifferenz zwischen benachbarten Wellenleitern repräsentieren. Je größer m ist, umso größer bzw. stärker ist die lineare Streuung bzw. Dispersion. Daher können Signale vieler Wellenlängen, deren Abstände klein sind, multiplex- und demultiplexmäßig verarbeitet werden, wenn m zunimmt. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, dass je größer m ist, umso höher ist die Wellenlängenauflösung des AWG-Gitterwerks. Bezüglich eines gewöhnlichen Beugungsgitters ist es erforderlich, die Größe der Teilung bzw. der Schrittgröße zu verringern, um die Auflösung zu steigern. Daher ist die Auflösung durch die Technologie der Vornahme der Teilung begrenzt. Im Hinblick auf das AWG-Gitterwerk kann indessen eine hohe Auflösung dadurch leicht realisiert werden, dass die Brechungsordnung durch Erhöhen der Länge des Wellenleiters erhöht wird. Darin liegt der Hauptunterschied zwischen dem AWG-Gitterwerk und dem gewöhnlichen Beugungsgitter.
Wie in der Gleichung (2) veranschaulicht, kann in dem AWG-Gitterwerk eine Vielzahl von zentralen Wellenlängen existieren, da m irgendeine Zahl annehmen kann. So werden beispielsweise im Falle einer Auslegung, gemäß der ΔL = 126 μm und n_c = 1,45 betragen, dann, wenn m = 118 ist, λ₀ = 1548,3 nm, und dann, wenn m = 119 beträgt, λ₀ = 1535,3 nm sowie eine Vielzahl von optischen Signalen, die 1548,3-nm- und 1535,3-nm-Signale enthalten, von dem zentralen Ausgangsanschluss abgegeben. Hier beträgt die Bandbreite, die ohne Überlappung genutzt werden kann, 13 nm, und im Falle einer 0,8-nm-Wellenlängenintervall-WDM-(Wellenlängenmultiplex-)-Technologie beträgt die größte Anzahl von Wellenlängen „16". Wie oben erwähnt, ist die Auflösung umso höher, je größer m ist, allerdings umso geringer ist die Bandbreite, die ohne Überlappung genutzt werden kann. Daher muss m sorgfältig festgelegt werden.
Die hier benutzte Schiebelogikschaltung (barrel shifter) ist das AWG-Gitterwerk, welches eine Charakteristik nutzt, gemäß der dieselben Wellenlängensignale pro Bandbreite, die ohne Überlapung nutzbar ist, zyklisch abgegeben werden, wie dies in 32 veranschaulicht ist.
33 zeigt eine Schiebelogikschaltung (barrel shifter) mit acht Eingängen und acht Ausgängen. Die Schiebelogikschaltung kann für eine Verbindung der oben erwähnten vorderen Stufe und der hinteren Stufe verwendet werden, wobei jede der betreffenden Stufen acht Grund-8×8-Koppelfelder hält.
Es ist notwendig, die Anzahl an Anschlüssen zu vergrößern, um ein mehrstufiges ATM-Koppelfeld weiter zu vergrößern. Gemäß dem oben erwähnten konventionellen Verfahren ist jedoch die Anzahl der Anschlüsse durch technische Beschränkungen und aufgrund eines Kostenanstiegs begrenzt.
Ferner gibt es eine Beschränkung hinsichtlich der Anzahl der einer Multiplexverarbeitung unterzogenen Wellenlängen, wenn die Schiebelogikschaltung verwendet wird. Gemäß dem konventionellen Verfahren können innerhalb eines ATM-Koppelfeldes unter Anwendung einer N-Wellenlängen-Multiplextechnik lediglich bis zu N² Anschlüsse miteinander verbunden werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein ATM-Koppelfeld bereitzustellen, welches imstande ist, den Umfang des Koppelfeldes zu erweitern, ohne Anschlüsse eines Grund-Koppelfeldes und Wellenlängen für eine Multiplexverarbeitung zu vermehren, und ein ATM-Koppelfeld bereitzustellen, in welchem die Hardware unter geringen Kosten realisiert werden kann. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein ATM-Koppelfeld bereitzustellen, in welchem die Größe von Puffern verringert werden kann und in welchem eine Vielzahl von ATM-Verbindungen unterschiedlicher ATM-Diensteklassen effizient untergebracht wird. Ferner besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein ATM-Koppelfeld bereitzustellen, in welchem eine Überlastung bzw. Verstopfung von ATM-Verbindungen selten auftritt.
Die obigen Aufgaben bzw. Ziele der vorliegenden Erfindung werden durch eine Anordnung mit einer Vorrichtung und einem ATM-Koppelfeld gelöst bzw. erreicht,
wobei das ATM-Koppelfeld S Stufen enthält,
wobei S eine ganze Zahl ist und wobei S ≥ 2 gilt,
wobei jede Stufe eine Vielzahl von Grund-Koppelfeldern enthält,
wobei das ATM-Koppelfeld umfasst:
M X N Grund-Koppelfelder pro jeweiliger Stufe, wobei M und N ganze Zahlen sind, die größer sind als 1,
und eine Verbindungseinrichtung zum Verbinden der betreffenden Stufen miteinander,
wobei die genannten M X N Grund-Koppelfelder N Gruppen aufweisen,
wobei die genannte Verbindungseinrichtung (30) imstande ist, einen j-ten Ausgangsanschluss, wobei j eine ganze Zahl ist und wobei 1 ≤ j ≤ N gilt, des jeweiligen Grund-Koppelfeldes, welches zu einer i-ten Gruppe, wobei i eine ganze Zahl ist und wobei 1 ≤ i ≤ N gilt, in einer (s – 1)-ten Stufe gehört, wobei s eine ganze Zahl ist und wobei 2 ≤ s ≤ S gilt, mit zumindest einem i-ten Eingangsanschluss der Grund-Koppelfelder zu verbinden, die zu einer j-ten Gruppe in einer s-ten Stufe gehören,
wobei die betreffende Vorrichtung (20) zwischen der genannten Verbindungseinrichtung und dem genannten Eingangsanschluss vorgesehen ist und umfasst:
eine Einrichtung zur Erzeugung einer Vielzahl von optischen Signalzellen durch eine Wellenlängen-Demultiplexverarbeitung eines von der Verbindungseinrichtung empfangenen, einer Wellenlängen-Multiplexverarbeitung unterzogenen optischen Signals,
eine Einrichtung zur Umsetzung der optischen Signalzellen in elektronische Signalzellen
und eine Einrichtung zur Auswahl einer für den genannten Eingangsanschluss bestimmten elektronischen Signalzelle aus den genannten elektronischen Signalzellen und zur Eingabe der ausgewählten elektronischen Signalzelle an den Eingangsanschluss.
Gemäß der oben erwähnten Erfindung kann das ATM-Koppelfeld mit MN² Eingängen zu MN² Ausgängen leicht bzw. ohne weiteres und unter geringen Kosten ohne Erhöhung der Anzahl von Anschlüssen des Grund-Koppelfeldes und der Anzahl der Wellenlängen realisiert werden. Durch Absenken der Zell-Übertragungsrate unter Heranziehung der Geschwindigkeits-Umsetzungseinrichtung, durch Umsetzen von eingangsseitig ankommenden Zellen in Zellen von nicht abgeglichenen Intervallen und durch Festlegen bzw. Errichten von Routen entsprechend ATM-Diensteklassen, usw. kann der Hardware-Aufbau einfacher und unter geringeren Kosten realisiert werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher ersichtlich werden. In den Zeichnungen zeigen
1 ein Diagramm, welches logische Verbindungen zwischen Grund-Koppelfeldern gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht,
2 ein Diagramm, welches Verbindungen zwischen Grund-Koppelfeldern speziell gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht,
3 eine Wellenlängen-Vermittlungstabelle einer Schiebelogikschaltung,
4 ein Blockdiagramm von Sender-Anschlüssen gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
5 ein Blockdiagramm von Empfänger-Anschlüssen gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
6 ein Blockdiagramm von Sender-Anschlüssen gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
7 ein Blockdiagramm von Empfänger-Anschlüssen gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
8 ein Blockdiagramm von Sender-Anschlüssen gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
9 ein Blockdiagramm von Sender-Anschlüssen gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
10 ein Blockdiagramm eines Geschwindigkeits-Umsetzungspuffers,
11 ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform des Geschwindigkeits-Umsetzungspuffers,
12 ein Diagramm eines Beispiels eines dreistufigen ATM-Koppelfeldes,
13 ein Diagramm eines Sender-Anschlusses des dreistufigen ATM-Koppelfeldes,
14 ein Diagramm, welches den durch eine CMOS-LSI-Schaltung realisierten Sender-Anschluss veranschaulicht,
15 ein Blockdiagramm einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
16 ein Diagramm, welches eine Arbeitsweise der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht,
17 ein Blockdiagramm einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
18 ein Diagramm, welches ein dreistufiges ATM-Koppelfeld gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht,
19 ein Blockdiagramm von Sender-Anschlüssen gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
20 ein Blockdiagramm eines weiteren Beispiels von Sender-Anschlüssen gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
21 ein Diagramm, welches ein dreistufiges ATM-Koppelfeld gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht,
22 ein Diagramm eines dreistufigen ATM-Koppelfeldes zur Erläuterung der Übertragung von RM-Zellen innerhalb des dreistufigen ATM-Koppelfeldes,
23 ein Diagramm zur Erläuterung eines Routen-Managements von ATM-Verbindungen in einer Leitungseinheit,
24 ein Diagramm zur Erläuterung einer Beziehung zwischen einer Restbandbreite und einem Schwellwert,
25 ein Blockdiagramm von Verkehrs-Überwachungseinrichtungen, die an bzw. in Eingangs-Anschlüssen vorgesehen sind,
26 ein Blockdiagramm von CMOS-LSI-Empfänger-Anschlüssen,
27 ein Blockdiagramm eines weiteren Beispiels von CMOS-LSI-Empfänger-Anschlüssen,
28 ein Blockdiagramm eines mehrstufigen ATM-Koppelfeldes, in welchem Grund-Koppelfelder miteinander verbunden sind,
29 ein Blockdiagramm eines mehrstufigen ATM-Koppelfeldes, in welchem Grund-Koppelfelder mittels einer Schiebelogikschaltung (barrel shifter) miteinander verbunden sind,
30 ein Diagramm, in welchem veranschaulicht ist, wie optische Signale innerhalb der Schiebelogikschaltung vermittelt bzw. durchgeschaltet werden,
31 ein Konzeptdiagramm eines AWG-Gitterwerks,
32 eine Wellenlängen-Vermittlungstabelle der Schiebelogikschaltung und
33 ein Diagramm, in welchem eine acht Eingänge und acht Ausgänge aufweisende Schiebelogikschaltung veranschaulicht ist.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 eine generelle Beschreibung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gegeben.
Wie in 1 gezeigt, weist ein ATM-Koppelfeld gemäß der vorliegenden Erfindung MxN Grund-Koppelfelder #111-#1MN in einer vorderen Stufe sowie MxN Grund-Koppelfelder #211-#2MN in einer hinteren Stufe auf, und jedes Grund-Koppelfeld besitzt N Eingangsanschlüsse und N Ausgangsanschlüsse. Sodann sind die Grund-Koppelfelder #111-#1MN sowie die Grund-Koppelfelder #211-#2MN miteinander verbunden, und zwar mit dem Ergebnis, dass ein ATM-Koppelfeld mit MxN² Eingängen zu MxN² Ausgängen gebildet ist.
Ferner sind die MxN Grund-Koppelfelder #111-#1MN in der vorderen Stufe in N Koppelfeldgruppen A1-N1 unterteilt, wobei jede Gruppe M Grund-Koppelfelder aufweist. Die MxN Grund-Koppelfelder #211-#2MN in der hinteren Stufe sind in N Koppelfeldgruppen A2-N2 unterteilt, wobei jede Gruppe ebenfalls M Grund-Koppelfelder aufweist. Sodann ist ein j-ter (j ist eine ganze Zahl, und es gilt 1 ≤ j ≤ N) Ausgangsanschluss des Grund-Koppelfeldes #1ki (k ist eine ganze Zahl, und es gilt 1 ≤ k ≤ M), welches zu der i-ten Gruppe der vorderen Stufe gehört (i ist eine ganze Zahl, und es gilt 1 ≤ i ≤ N), mit den i-ten Eingangsanschlüssen des jeweiligen Grund-Koppelfeldes #2kj verbunden, welches zu der j-ten Gruppe der hinteren Stufe gehört.
Wie in 2 veranschaulicht, die den Fall M=N=8 zeigt, enthält das ATM-Koppelfeld 512 Sender-Anschlüsse 10, deren jeder mit jedem Ausgangs-Anschluss jedes Grund-Koppelfeldes in der vorderen Stufe verbunden ist, 512 Empfänger-Anschlüsse 20, deren jeder mit jedem Eingangs-Anschluss jedes Grund-Koppelfeldes in der hinteren Stufe verbunden ist, und 64 Schiebelogikschaltungen (barrel shifter)30-1 bis 30-64, deren jede zwischen acht Sender-Anschlüssen, welche mit den j-ten Ausgangsanschlüssen des Grund-Koppelfeldes #1ki verbunden sind (j und k sind jeweils eine ganze Zahl, und es gilt 1 j, k 8), welches zu der i-ten Gruppe der vorderen Stufe gehört (i ist eine ganze Zahl, und es gilt 1 i 8), und acht Empfänger-Anschlüssen vorgesehen ist, die mit den i-ten Eingangsanschlüssen des Grund-Koppelfeldes #2kj verbunden sind, welches zu der j-ten Gruppe der hinteren Stufe gehört.
Der Sender-Anschluss 10 wandelt eine elektronische Signalzelle, die von dem Ausgangsanschluss gesendet ist, in acht optische Signalzellen mit acht verschiedenen Wellenlängen um und nimmt eine Wellenlängen-Multiplexverarbeitung der optischen Signalzellen in ein optisches Wellenlängen-Multiplexsignal vor. Der Empfänger-Anschluss 20 führt eine Demultiplexverarbeitung des eintreffenden bzw. ankommenden optischen Wellenlängen-Multiplexsignals in acht optische Signalzellen mit acht verschiedenen Wellenlängen vor und setzt jedes der acht optischen Signalzellen in eine elektronische Signalzelle um. Die Schiebelogikschaltung (barrel shifter) empfängt acht optische Wellenlängen-Multiplexsignale von den acht Sender-Anschlüssen und vermittelt bzw. schaltet Wellenlängen der optischen Wellenlängen-Multiplexsignale durch, und sodann werden acht optische Wellenlängen-Vermittlungssignale zu den acht Empfänger-Anschlüssen übertragen. 3 zeigt eine Wellenlängen-Vermittlungstabelle.
Wie in 2 dargestellt, sind 8 × 8 Grund-Koppelfelder #111-#288 (8 Eingänge zu acht Ausgängen) unter Verwendung von 8 × 8-Schiebelogikschaltungen 30-1 bis 30-64 (acht Eingänge zu acht Ausgängen) miteinander verbunden. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, dass 64 Grund-Koppelfelder #111-#188 der vorderen Stufe und 64 Grund-Koppelfelder #211-#288 der hinteren Stufe unter Verwendung von 64 Schiebelogikschaltungen 30-1 bis 30-64 miteinander verbunden sind. Die Grund-Koppelfelder #111-#188 sind in acht Gruppen (A1-H1) unterteilt, deren jede acht Grund-Koppelfelder enthält. Die Grund-Koppelfelder #211-#288 sind in entsprechender Weise in acht Gruppen (A2-H2) unterteilt, deren jede acht Grund-Koppelfelder enthält.
Eine Zelle, die einem Eingangsanschluss eines Grund-Koppelfeldes in der vorderen Stufe zugeführt wird, wird zu einer der Gruppen (A2-H2) in der hinteren Stufe entsprechend der Position des Ausgangsanschlusses des Grund-Koppelfeldes in der vorderen Stufe weitergeleitet, wobei die Zelle zu dem Ausgangsanschluss geleitet wird. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, dass durch Bestimmen der Position des Ausgangsanschlusses eine der Gruppen (A2-H2) der Grund-Koppelfelder #211-#288 in der hinteren Stufe für die Zelle ausgewählt werden kann.
Ein optisches Wellenlängen-Multiplexsignal, welches acht Wellenlängen umfasst, wird von dem Sender-Anschluss 10, der mit dem j-ten Ausgangsanschluss des Grund-Koppelfeldes #1ki in der vorderen Stufe verbunden ist, ausgesendet bzw. übertragen, und das optische Wellenlängen-Multiplexsignal gelangt in die Schiebelogikschaltung 30 – ((j – 1) × 8 + i) hinein. Sodann werden die optischen Signale des optischen Wellenlänen-Multiplexsignals entsprechend der Wellenlänge in der Schiebelogikschaltung gemäß der in 3 dargestellten Tabelle vermittelt und in acht optische Wellenlängen-Multiplexsignale aufgeteilt. Danach werden die acht optischen Wellenlängen-Multiplexsignale zu den Grund-Koppelfeldern #21j-#28j in der hinteren Stufe übertragen. Schließlich empfängt jeder der Empfänger-Anschlüsse 20, die mit den Eingangsanschlüssen der Grund-Koppelfelder #21j-#28j verbunden sind, eines der acht optischen Wellenlängen-Multiplexsignale.
Erste Ausführungsform
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 4 eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 4 zeigt in einem Blockdiagramm Sender-Anschlüsse gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie zuvor beschrieben, setzt der Sender-Anschluss 10 eine elektronische Signalzelle, die von dem Ausgangsanschluss übertragen worden ist, in acht optische Signalzellen mit acht verschiedenen Wellenlängen um, nimmt eine Wellenlängen-Multiplexverarbeitung der optischen Signalzellen in ein optisches Wellenlängen-Multiplexsignal vor und gibt dann das Signal durch einen Glasfaserleiter bzw. einen Lichtleiter ab.
Wie in 4 dargestellt, wird die vom Ausgangsanschluss des Grund-Koppelfeldes #1ki in der vorderen Stufe abgegebene elektronische Signalzelle nach Eintreten in den bzw. Ankommen in den Sender-Anschluss 10 in acht elektronische Signalzellen aufgeteilt, und jede der acht elektronischen Signalzellen wird mittels eines E/O-Wandlers 11 in die optische Signalzelle umgesetzt, die ihre eigene Wellenlänge besitzt. Die acht optischen Signalzellen werden mittels eines Wellenlängen-Multiplexers 12 einer Wellenlängen-Multiplexverarbeitung unterzogen, und sodann wird das optische Wellenlängen-Multiplexsignal durch den Lichtleiter übertragen.
In der Ausführungsform wird für den E/O-Wandler 11 eine Laserdiode verwendet; es können jedoch verschiedene bekannte Wandler verwendet werden. Für den 8-Wellenlängen-Multiplexer 12 können verschiedene bekannte Multiplexer verwendet werden.
Unter Bezugnahme auf 5 wird nachstehend der Empfänger-Anschluss der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 5 zeigt ein Blockdiagramm der Empfänger-Anschlüsse. Wie zuvor beschrieben, nimmt der Empfänger-Anschluss 20 eine Demultiplexverarbeitung des ankommenden optischen 8-Wellenlängen-Multiplexsignals in acht optische Signalzellen vor, die acht verschiedene Wellenlängen besitzen, setzt die acht optischen Signalzellen in acht elektronische Signalzellen um und wählt dann eine für den angeschlossenen Eingangsanschluss des Grund-Koppelfeldes #2kj bestimmte Zelle aus den acht Zellen aus und überträgt die ausgewählte Zelle zu dem Eingangsanschluss hin.
Der Empfänger-Anschluss 20 enthält einen 8-Wellenlängen-Demultiplexer 21, O/E-Wandler 22, Adressenfilter 23, Zellpuffer 24 (BUF) und einen Zell-Entscheider 25. Verschiedene bekannte Wellenlängen-Demultiplexer können als Wellenlängen-Demultiplexer 21 verwendet werden. Eine Laserdiode wird bei der Ausführungsform als O/E-Wandler 22 verwendet; es können jedoch verschiedene Wandler verwendet werden.
Wie in 5 gezeigt, wird das ankommende optische 8-Wellenlängen-Multiplexsignal mittels des Wellenlängen-Demultiplexers 21 einer Wellenlängen-Demultiplexverarbeitung zu acht optischen Signalzellen unterzogen, die acht verschiedene Wellenlängen besitzen, und die optischen Signalzellen werden mittels der O/E-Wandler 22 in elektronische Signalzellen umgesetzt. Sodann wird eine für den angeschlossenen Eingangsanschluss des Grund-Koppelfeldes #2kj bestimmte Zelle mittels der Adressenfilter (AF) 23 aus den Zellen ausgewählt. Die ausgewählte Zelle wird in dem Zellpuffer (BUF) 24 gespeichert, und sodann trifft der Zell-Entscheider 25 eine Entscheidung bezüglich der Zellpuffer 24 und überträgt die Zelle zu dem Eingangsanschluss des Grund-Koppelfeldes #2kj in der hinteren Stufe.
So bestimmt beispielsweise, wie in 2 gezeigt, von den abgehenden Zellen beim Grund-Koppelfeld #118 eine Zelle, die für das Grund-Koppelfeld #211 bestimmt ist und die von einem Anschluss abgeht, der für die Gruppe A2 bestimmt ist, den Anschluss durch Überprüfen von Leitweg- bzw. Routing-Bits innerhalb der Zellen. Der obere Anschluss des Grund-Koppelfeldes #118, welches in 2 dargestellt ist, entspricht dem Anschluss. Die von dem oberen Anschluss übertragene Zelle wird in der Schiebelogikschaltung in acht Signale aufgeteilt, deren jedes eine andere Wellenlänge besitzt. Die acht Signale gelangen zu den unteren Eingangsanschlüssen der acht Grund-Koppelfelder #211-#281, und sodann erhält lediglich das Grund-Koppelfeld #211 die Zelle durch das Adressenfilter 23.
Zweite Ausführungsform
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 6 der Sender-Anschluss einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 6 zeigt ein Blockdiagramm von Sender-Anschlüssen 10 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 6 dargestellt, weist der Sender-Anschluss 10 ein Wellenlängen-Auswahlkoppelfeld 13 zur Auswahl einer Wellenlänge auf, mit der die von dem angeschlossenen Ausgangsanschluss des Grund-Koppelfeldes #1ki ankommende elektronische Signalzelle in die optische Signalzelle umgewandelt wird. Nach Empfang der elektronischen Signalzelle liest das Wellenlängen-Auswahl-Koppelfeld 13 die Information des Zieles der Zelle, und sodann gibt das Wellenlängen-Auswahl-Koppelfeld 13 die Zelle an den E/O-Wandler 11 ab, der eine dem Ziel entsprechende Wellenlänge benutzt. Auf diese Weise wird die elektronische Signalzelle in eine optische Signalzelle umgesetzt, welche die dem gewünschten Ziel entsprechende Wellenlänge besitzt.
Im Folgenden wird der Empfänger-Anschluss 20 der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. 7 zeigt ein Blockdiagramm der Empfänger-Anschlüsse 20 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 7 dargestellt, wird ein ankommendes optisches 8-Wellenlängen-Multiplexsignal mittels des Wellenlängen-Demultiplexers 21 in einer Wellenlängen-Demultiplexverarbeitung zu acht optischen Signalzellen verarbeitet, die acht verschiedene Wellenlängen besitzen. Die optischen Signalzellen werden mittels der O/E-Wandler in elektronische Signalzellen umgesetzt. Im Unterschied zu der oben erwähnten ersten Ausführungsform ist eine einem Zellenziel entsprechende Wellenlänge jeder Zelle zugeordnet. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, dass lediglich Zellen, die für einen Eingangsanschluss bestimmt sind, mit dem der Empfänger-Anschluss 20 verbunden ist, in den Empfänger-Anschluss gelangen. Daher gibt das Zell-Koppelfeld 26 die elektronischen Signalzellen einfach der Reihe nach an den Eingangsanschluss ab.
So bestimmt beispielsweise, wie in 2 gezeigt, von den abgehenden Zellen beim Grund-Koppelfeld #118 eine Zelle, die für das Grund-Koppelfeld #211 bestimmt ist, einen Anschluss, der für die Gruppe A2 bestimmt ist, und zwar durch Überprüfen ihrer Leitweg- bzw. Routing-Bits innerhalb der Zellen. Ferner ist innerhalb des Sender-Anschlusses 10 eine Wellenlänge λ₁, die für einen Kanal zu dem Grund-Koppelfeld #211 der Gruppe A2 hin benutzt ist, der Zelle zugeordnet. Sodann wird die in eine optische Signalzelle mit der Wellenlänge λ₁ umgesetzte Zelle zu dem Grund-Koppelfeld #211 hin geleitet.
Dritte Ausführungsform
Unter Bezugnahme auf die 8 bis 14 wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie in 8 und 9 gezeigt, weist der Sender-Anschluss 10 bei der dritten Ausführungsform Geschwindigkeits-Umsetzungspuffer 40 auf. 8 zeigt den Sender-Anschluss, der die Geschwindigkeits-Umsetzungspuffer 40 in dem Sender-Anschluss der ersten Ausführungsform enthält, und 9 zeigt den Sender-Anschluss, der die Geschwindigkeits-Umsetzungspuffer 40 in dem Sender-Anschluss der zweiten Ausführungsform enthält.
Wie in 10 gezeigt, enthält der Geschwindigkeits-Umsetzungspuffer eine Schreib-Steuereinrichtung 41, einen Taktumsetzer 42, eine Lese-Steuereinrichtung 43 und einen Zellpuffer 44. Die Übertragungsrate der in den Zellpuffer 44 eingeschriebenen und aus diesem ausgelesenen Zellen wird durch Steuerung eines Schreibtaktes und eines Lesetaktes umgesetzt.
Ein weiteres Beispiel des Geschwindigkeits-Umsetzungspuffers 40, wie es in 11 veranschaulicht ist, enthält eine Lese-Schreib-Steuereinrichtung 45 und den Zellpuffer 44. In diesem Fall wird die Übertragungsrate der Zellen durch Steuerung der Anzahl von Bit-Erweiterungsdaten bzw. -Dehnungsdaten auf der Eingangsseite und der Ausgangsseite des Zellpuffers 44 umgesetzt. Genauer gesagt, ersetzt die Lese-Schreib-Steuereinrichtung 45 Header von ankommenden 16-Bit-Dehnungsdaten durch neue Header, und sodann werden 4-Bit-Dehnungsdaten von dem Zellpuffer 44 aus übertragen, und als Ergebnis ist die Rate umgesetzt.
Durch auf diese Weise erfolgendes Herabsetzen der Rate der Zellen kann ein ATM-Koppelfeld unter geringen Kosten ohne Verwendung von irgendwelcher Hardware für eine schnelle Zellübertragung realisiert werden.
Unter Bezugnahme auf 12 wird nachstehend eine weitere Erläuterung bezüglich des Geschwindigkeits-Umsetzungspuffers 40 gegeben. 12 zeigt ein Diagramm eines dreistufigen ATM-Koppelfeldes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Einer der Gründe zur Erhöhung der Anzahl der Stufen liegt darin, dass die Anzahl an verfügbaren Verbindungen zunimmt, um den Zellenverkehr innerhalb des ATM-Koppelfeldes zu verteilen.
In dem dreistufigen ATM-Koppelfeld ist es möglich, eine Route unter verschiedenen Routen pro jeweiliger ATM-Verbindung auszuwählen. So wird beispielsweise eine ATM-Zelle, die von einer Leitungseinheit (LU) 100 ausgesendet wird, zu einer Leitungseinheit LU102 über eine Route aus einer Vielzahl von Routen übertragen, wie dies in 12 dargestellt ist. Hier sind die ATM-Verbindungen so konfiguriert, dass die Zellrate des jeweiligen Wellenlängenkanals ausgeglichen ist. Falls beispielsweise die Bandbreite eines Anschlusses 10 Gbps beträgt, beträgt die ausgeglichene mittlere Zellrate, mit der das jeweilige Wellenlängensignal die Zellen überträgt, 1,25 Gbps. Die Konfiguration wird später genauer beschrieben werden.
13 zeigt einen Teil des Ausgangsanschlusses 104, wie er in 12 dargestellt ist. Außerdem zeigt die betreffende Figur einen Teil des Wellenlängen-Auswahl-Koppelfeldes und des Geschwindigkeits-Umsetzungspuffers BUF des in 9 dargestellten Sender-Anschlusses. Wie in 13 dargestellt, wird ein mit einer Rate von 10 Gbps ankommendes Signal aufgeteilt, und die aufgeteilten Signale werden in jeden der Puffer 108-115 eingeführt. In jedem der Puffer 108-115 wird die Rate des jeweiligen Signals in der oben erwähnten Weise umgesetzt, was zu einer Abgabe mit einer Rate von 2,5 Gbps führt.
Die in 13 dargestellte Konfiguration kann beispielsweise durch eine CMOS-LSI-Schaltung gemäß 14 realisiert sein; 622-Mbps × 16-Parallelsignale (=10Gbps) gelangen in die CMOS-LSI-Schaltung, und sodann werden 622-Mbps × 4-Parallsignale (=2,5 Gbps) pro Zellpuffer abgegeben, wie dies auch in der oben erwähnten 11 dargestellt ist.
Vierte Ausführungsform
Unter Bezugnahme auf die 15 und 16 wird nunmehr eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 15 zeigt ein Blockdiagramm des Geschwindigkeits-Umsetzungspuffers der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 16 zeigt ein Diagramm, welches eine Arbeitsweise der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Wie in 15 gezeigt, ist auf der Eingangsseite des Zellpuffers 44 eine Verkehrs-Überwachungseinrichtung bzw. ein Verkehrs-Monitor 46 vorgesehen. Der Verkehrs-Monitor 46 überwacht die Rate der ankommenden Zellen und überträgt eine Zellrateninformation zu der Lese-Schreib-Steuereinrichtung 45. Entsprechend der Zellrateninformation setzt die Lese-Schreib-Steuereinrichtung 45 die Rate der Zellen in einer solchen Weise um, wie dies bei der dritten Ausführungsform beschrieben worden ist.
Wenn, wie in 16 dargestellt, die Zellen in ungleichmäßigen Intervallen bzw. Abständen innerhalb einer Einheitszeit eintreffen, ermittelt der Verkehrs-Monitor daher die Ungleichmäßigkeit. Sodann steuert die Lese-Schreib-Steuereinrichtung 45 die Rate der Zellen so, dass der Zellpuffer 44 die Zellen in gleichmäßigen Intervallen aussendet. Als Ergebnis kann die Pufferkapazität des Zellpuffers 24 des Empfänger-Anschlusses 20, der die Zellen von dem Sender-Anschluss 10 empfängt, welcher den Geschwindigkeits-Umsetzungspuffer 40 aufweist, herabgesetzt werden.
Fünfte Ausführungsform
Unter Bezugnahme auf die 17 und 18 wird nunmehr eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 17 zeigt ein Blockdiagramm der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 18 zeigt ein Diagramm, in welchem ein dreistufiges ATM-Koppelfeld gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht ist. Wie in 17 gezeigt, ist ein Verbindungsrouten-Managementteil 47, der mit dem Verkehrs-Monitor 46 verbunden ist, vorgesehen. Bei der Ausführungsform wird die oben erwähnte Zellrateninformation von dem Verkehrs-Monitor 46 zu dem Verbindungsrouten-Managementteil 47 übertragen. Der Verbindungsrouten-Managementteil 47 verwaltet die Konfiguration der jeweiligen Verbindung innerhalb des ATM-Koppelfeldes. Entsprechend der Zellrateninformation verwaltet der Verbindungsrouten-Managementteil 47 den Verkehr so, dass die Zellen gleichmäßig auf die jeweilige ATM-Verbindung innerhalb des ATM-Koppelfeldes verteilt sind. Daher kann die Rate der Zellen als Ganzes herabgesetzt werden, da die Zellen nicht bei einigen wenigen ATM-Verbindungen intensiv gesammelt werden. Entsprechend der obigen Konfiguration kann ein ATM-Koppelfeld durch Herabsetzen der Rate der Zellen unter geringen Kosten ohne Verwendung irgendwelcher Hardware für eine schnelle Zellübertragung realisiert werden.
Wie in 18 gezeigt, können die Zellen innerhalb eines mehrstufigen (in diesem Fall eines dreistufigen) ATM-Koppelfeldes (KF) auf die ATM-Verbindungen dadurch verteilt werden, dass das Konfigurationsmanagement der ATM-Verbindungen mit dem Verkehrs-Monitor 46 und dem Verbindungsrouten-Managementteil 47 ausgeführt wird, die beispielsweise im jeweiligen Sender-Anschluss vorgesehen sind.
Sechste Ausführungsform
Unter Bezugnahme auf die 19 bis 21 wird nunmehr eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bei der sechsten Ausführungsform wird, wie dies in 19 und 20 gezeigt ist, zumindest ein Sender-Anschluss, der über den Geschwindigkeits-Umsetzungspuffer 40 verfügt (nachstehend als erster Sender-Anschluss bezeichnet), in Kombination mit zumindest einem Sender-Anschluss verwendet, der nicht über einen solchen Puffer verfügt (nachstehend als zweiter Sender-Anschluss bezeichnet), wobei die Summe der Anzahl der Sender-Anschlüsse acht beträgt. Die betreffenden Sender-Anschlüsse sind mit einem Grund-Koppelfeld in der vorderen Stufe zu verbinden. Entsprechend der sechsten Ausführungsform ist es möglich, Hochgeschwindigkeitsrouten bzw. schnelle Routen und langsame Routen vorab erforderlichenfalls festzulegen, und zwar durch Heranziehen des zweiten Sender-Anschlusses für die Hochgeschwindigkeitsroute und durch Heranziehen des ersten Sender-Anschlusses für die langsame Route. In diesem Falle benutzt eine ATM-Verbindung, die Zellen mit einer hohen Spitzen-Zellrate überträgt, die Hochgeschwindigkeitsroute, und eine ATM-Verbindung, die Zellen mit einer niedrigen Spitzen-Zellrate überträgt, benutzt die langsame Route. Daher kann, wie in 21 veranschaulicht, sogar im Falle des Existierens von verschiedenen Zellraten, die entsprechend einer ATM-Diensteklasse jeweils unterschiedlich sind, durch Festlegen von Routen entsprechend den Zellraten ein ATM-Koppelfeld (KF) realisiert werden, welches effizient an verschiedene ATM-Diensteklassen angepasst ist.
Siebte Ausführungsform
Unter Bezugnahme auf 22 wird nunmehr eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 22 zeigt ein Diagramm eines dreistufigen ATM-Koppelfeldes zur Erläuterung der Übertragung von RM-(Ressourcen-Management)-Zellen innerhalb des dreistufigen ATM-Koppelfeldes. Bei der siebten Ausführungsform, wie sie in 22 dargestellt ist, weist das dreistufige ATM-Koppelfeld Leitungseinheiten (LU) auf, die mit dem jeweiligen Eingangsanschluss des jeweiligen Grund-Koppelfeldes in der ersten Stufe und mit jedem Ausgangsanschluss jedes Grund-Koppelfeldes in der dritten Stufe auf einer Eins-zu-Eins-Basis verbunden sind. Eine Leitungseinheit in der ersten Stufe überträgt periodisch die RM-Zellen über verschiedene Routen zu einer Leitungseinheit in der dritten Stufe; nach Empfang der RM-Zellen überträgt die betreffende Leitungseinheit die RM-Zellen zu der Leitungseinheit in der ersten Stufe zurück. Durch Einschluss der Zellrateninformation, die durch den in 17 dargestellten Verkehrs-Monitor 46 erzeugt wird, in die RM-Zelle und durch deren Übertragung kann der Verbindungsrouten-Managementteil 47 in dem jeweiligen Grund-Koppelfeld auf jeder Route eine Information bezüglich der ankommenden Zellrate des jeweiligen Grund-Koppelfeldes erhalten.
Daher kann bei der siebten Ausführungsform jedes Grund-Koppelfeld in Zuordnung zu einer ATM-Verbindung die Zellen der ATM-Verbindung gleichmäßig auf verschiedene Routen in enger Verbindung miteinander verteilen, was vom Fall der fünften Ausführungsform verschieden ist, bei der jedes Grund-Koppelfeld die Zellen einer ATM-Verbindung in Zuordnung zu dem Grund-Koppelfeld autonom verteilt.
Achte Ausführungsform
Unter Bezugnahme auf 23 wird eine achte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 23 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung eines Routen-Managements von ATM-Verbindungen in der Leitungseinheit. Gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung überwacht die Leitungseinheit, die am bzw. im Eingangsanschluss (der ersten Stufe eines mehrstufigen ATM-Koppelfeldes, wie in 22 dargestellt) vorgesehen ist, den Verkehr von mit dem Eingangsanschluss verbundenen Routen. Falls die Leitungseinheit eine verstopfte Route ermittelt, ersetzt die Leitungseinheit die Header der ankommenden Zellen, um die Zellen über eine andere Route weiterzuleiten. Genauer gesagt liest die Leitungseinheit eine Information bezüglich der Verstopfung aus und schreibt eine der Information entsprechende Intern-Header-Hinzufügungstabelle neu, so dass ein die verstopfte Route angebender Header nicht den ankommenden Zellen hinzugefügt werden sollte. Sodann kann die Leitungseinheit eine zu der verstopften Route alternative Route einrichten.
Wie in der ersten Reihe von 23 dargestellt, werden die RM-Zellen von der Leitungseinheit in festgelegten Intervallen über die jeweilige Route gesendet. Wie beispielsweise in der zweiten Reihe dargestellt, schreibt die Leitungseinheit in dem Fall, dass sie eine Route B als verstopft ermittelt, die Intern-Header-Hinzufügungstabelle neu, so dass die verstopfte Route gemieden wird, wie dies in der dritten, unteren Reihe dargestellt ist.
Neunte Ausführungsform
Unter Bezugnahme auf die 24 und 25 wird im Folgenden eine neunte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 24 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung einer Beziehung zwischen einer Restbandbreite und einem Schwellwert, und 25 zeigt ein Blockdiagramm, in welchem der Fall veranschaulicht ist, gemäß dem Verkehrs-Überwachungseinrichtungen bzw. -Monitore bei den Eingangsanschlüssen vorgesehen sind. Wie in 24 dargestellt, wird bei der neunten Ausführungsform ein Schwellwert einer Restbandbreite eines Anschlusses festgelegt. Falls die Restbandbreite geringer ist als der Schwellwert, bestimmt die Leitungseinheit, dass eine Verkehrsverstopfung bzw. ein Verkehrsstau auftritt. Sodann überträgt die Leitungseinheit die RM-Zelle mit der Verstopfungsinformation, um die Errichtung einer ATM-Verbindung auf der verstopften Route zu vermeiden.
Ferner kann, wie in 25 dargestellt, der Verkehrs-Monitor an der Eingangsanschlussseite der hinteren Stufe vorgesehen sein. In diesem Fall kann ein Verstopfungszustand einer Route ebenfalls wie in dem Fall ermittelt werden, dass der Verkehrs-Monitor an einer Ausgangsanschlussseite vorgesehen ist, wie dies in 17 gezeigt ist.
Zehnte Ausführungsform
Unter Bezugnahme auf 26 und 27 wird im Folgenden eine zehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 26 und 27 zeigen jeweils ein Blockdiagramm von Empfänger-Anschlüssen, die durch CMOS-LSI-Schaltungen realisiert sind. Wie in 26 dargestellt, verwendet der Empfänger-Anschluss gemäß der zehnten Ausführungsform einen gemeinsam genutzten Puffer anstelle eines Zell-Koppelfeldes 26, wie es in 25 dargestellt ist, und er enthält einen Verkehrs-Monitor 46 innerhalb des Empfänger-Anschlusses. Zell-Iden tifizierungsteile 51, der gemeinsam genutzte Puffer 50 und der Verkehrs-Monitor 46 können durch eine CMOS-LSI-Schaltung realisiert sein. Der Zell-Identifizierungsteil 51 ist in den Figuren der Einfachheit halber nicht dargestellt worden; es ist indessen erforderlich, ihn neben dem bzw. im Anschluss an den O/E-Wandler 22 vorzusehen. Im Unterschied zu dem in 25 dargestellten Empfänger-Anschluss, bei dem das Zell-Koppelfeld 26 acht elektronische Signalzellen aufeinanderfolgend an einen Eingangsanschluss abgibt, speichert gemäß der Konfiguration, wie sie in 26 dargestellt ist, der gemeinsam genutzte Puffer 50 vorübergehend die elektronischen Signalzellen, und die Zellen werden aus dem gemeinsam genutzten Puffer sukzessiv ausgelesen. Die Schaltungsgröße kann durch Verwendung eines derartigen gemeinsam genutzten Puffers verringert werden.
Ferner kann, wie in 27 dargestellt, ein Empfänger-Anschluss den gemeinsam genutzten Puffer 50 anstelle der Zellpuffer 24 und des Entscheiders 25 in dem in 5 dargestellten Empfänger-Anschluss aufweisen. In diesem Fall können die Zell-Identifizierungsteile 51, die Adressenfilter 23 und der gemeinsam genutzte Puffer 50 ebenfalls durch eine CMOS-LSI-Schaltung realisiert sein.
Wie oben erwähnt, ist es bei bzw. in dem ATM-Koppelfeld gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung möglich, Routen von Zellen dadurch zu vermehren, dass eine Zelle, die vom jeweiligen Ausgangsanschluss des jeweiligen Grund-Koppelfeldes #1ki auf der vorderen Seite abgegeben wird, in ein Wellenlängen-Multiplexsignal umgesetzt wird, welches dieselbe Anzahl von Wellenlängen wie die Anzahl von Grund-Koppelfeldern einer Gruppe in der hinteren Stufe enthält. Daher kann die Anzahl der Grund-Koppelfelder, die angeschlossen werden können, vergrößert werden. Im Falle der Anwendung beispielsweise einer M-Wellenlängen-Multiplextechnologie ist die Größe des ATM-Koppelfeldes auf das M-Fache im Vergleich zu einem konventionellen ATM-Koppelfeld ausgeweitet. Genauer gesagt kann bei einer konventionellen Technologie, bei der MxM Grund-Koppelfelder und M-Wellenlängen-Multiplexverbindungen genutzt werden, die Anzahl von Anschlüssen auf höchstens M² erweitert werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann sie indessen auf M³ ausgeweitet werden.
Da das ATM-Koppelfeld, welches MN² Eingänge zu MN² Ausgängen aufweist, unter Verwendung von NxN Grund-Koppelfeldern realisiert werden kann, was mit anderen Worten ausgedrückt heißt, dass keine Forderung nach Änderung der Anzahl von Anschlüssen der Grund-Koppelfelder vorhanden ist, kann ein umfangreiches ATM-Koppelfeld ohne weiteres und unter geringen Kosten realisiert werden. Durch Herabsetzen der Zellübertragungsrate unter Verwendung des Geschwindigkeits-Umsetzungspuffers 40, durch Umsetzen von in ungleichmäßigen Abständen ankommenden Zellen in Zellen mit gleichmäßigen Abständen unter Verwendung des Verkehrs-Monitors 46, durch gleichmäßiges Verteilen der Zellen auf eine Vielzahl von Routen unter Heranziehung des Verbindungsrouten-Managementteiles 47 und durch Errichten bzw. Festlegen von Routen entsprechend ATM-Diensteklassen usw. kann der Hardwareaufbau einfacher sein und unter geringeren Kosten realisiert werden.
Ferner kann, wie oben erwähnt, gemäß der vorliegenden Erfindung das Ausmaß eines ATM-Koppelfeldes ohne Steigerung der Anzahl von Anschlüssen des Grund-Koppelfeldes und der Anzahl der Wellenlängen erweitert werden. Überdies kann die Hardware, insbesondere der auf der hinteren Seite des Sender-Anschlusses liegende Teil unter geringen Kosten realisiert werden. Ferner kann die Größe von Puffern verringert werden, und eine Vielzahl von ATM-Verbindungen unterschiedlicher ATM-Diensteklassen wird in dem ATM-Koppelfeld effizient aufgenommen. Ferner kann eine Verstopfung in den ATM-Verbindungen herabgesetzt werden.
Die vorliegende Erfindung ist auf die speziell angegebenen Ausführungsformen nicht beschränkt, und Abwandlungen und Modifikationen können ohne Abweichung vom Erfindungsgedanken vorgenommen werden.

Claims

Anordnung mit einer Vorrichtung (20) und einem ATM-Koppelfeld, wobei das ATM-Koppelfeld S Stufen enthält, wobei S eine ganze Zahl ist und wobei S ≥ 2 gilt, wobei jede Stufe eine Vielzahl von Grund-Koppelfeldern enthält, wobei das ATM-Koppelfeld umfasst: M X N Grund-Koppelfelder pro jeweiliger Stufe, wobei M und N ganze Zahlen sind, die größer sind als 1, und eine Verbindungseinrichtung zum Verbinden der betreffenden Stufen miteinander, wobei die genannten M X N Grund-Koppelfelder N Gruppen aufweisen, wobei die genannte Verbindungseinrichtung (30) imstande ist, einen j-ten Ausgangsanschluss, wobei j eine ganze Zahl ist und wobei 1 ≤ j ≤ N gilt, des jeweiligen Grund-Koppelfeldes, welches zu einer i-ten Gruppe, wobei i eine ganze Zahl ist und wobei 1 ≤ i ≤ N gilt, in einer (s – 1)-ten Stufe gehört, wobei s eine ganze Zahl ist und wobei 2 ≤ s ≤ S gilt, mit zumindest einem i-ten Eingangsanschluss der Grund-Koppelfelder zu verbinden, die zu einer j-ten Gruppe in einer s-ten Stufe gehören, wobei die betreffende Vorrichtung (20) zwischen der genannten Verbindungseinrichtung und dem genannten Eingangsanschluss vorgesehen ist und umfasst: eine Einrichtung zur Erzeugung einer Vielzahl von optischen Signalzellen durch eine Wellenlängen-Demultiplexverarbeitung eines von der Verbindungseinrichtung empfangenen, einer Wellenlängen-Multiplexverarbeitung unterzogenen optischen Signals, eine Einrichtung zur Umsetzung der optischen Signalzellen in elektronische Signalzellen und eine Einrichtung zur Auswahl einer für den genannten Eingangsanschluss bestimmten elektronischen Signalzelle aus den genannten elektronischen Signalzellen und zur Eingabe der ausgewählten elektronischen Signalzelle an den Eingangsanschluss.