JPH03201651A - ネットワーク及び所与ネットワークの変更版形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は光交換網に関し、さらに詳細には信号の径路を
考慮することによって漏話（クロストーク）雑音を低減
するところの光交換網アーキテクチャに関する。

［従来技術の説明］ 広帯域信号は平坦なＬ　ｉＮ　ｂ　Ｏｓ結晶上でＴｉＬ
ｉＮｂＯ３を用いる電気光学導波路カップラを使用した
電子式制御により交換可能である。基本的な交換要素は
２つの能動入力と２つの能動出力とを有するカップラで
ある。２つの入力信号を搬送する２つの導波路の接合部
における電圧量に応じて２つの入力は２つの出力のいず
れかに結合可能である。基本的構成部分として２Ｘ２方
向性カツプラを用いたＮｘＮスイッチを構成するために
いくつかのアーキテクチャが提案されてきた。これらの
アーキテクチャは本質的には電子式スイッチング及び相
互接続ネットワーク用の同様なアーキテクチャの類似品
である。しかしながら、電子及び光交換要素の特性に差
與があるために光アーキテクチャの性能は顕著に異なっ
てくる。

特に光システムにおける信号の再生は困難である。この
困難性から、損失を低減しかつ雑音源を除去して再生の
必要性を低減させようという要求が生じてくる。この要
求の観点からは、電子式で実現されたときには有用なあ
る種のアーキテクチャも光学式で実現された場合には好
ましくないことがある。

導波路光カップラスイッチを通過する光の減衰はいくつ
かの要因すなわち；（ａ）ファイバからスイッチへ及び
スイッチからファイバへの結合損失、（ｂ）媒体中の伝
搬損失、（ｃ）導波路曲り部の損失及び（ｄ）基板上の
カップラにおける損失；を有する。しばしば最後の要因
が優位であり、従って交換網における減衰の実質的部分
は光路が通過するカップラの数に直接比例する。

２つの信号が相互に作用しあうときに光漏話が発生する
。光路内を流れる信号が平坦な基板内で相互作用が起こ
り得る要因として２つの主要な要因がある。まず第１に
、特定のトポロジーを構成するためにチャネル（導波路
）が交差することがありこれにより交差点近傍に相互作
用が発生することである。第２に、交換要素を共有する
２つの径路から他方の径路へある種の好まざる結合を形
成することである。我々は前者を「径路交差漏話」とい
い、後者を「スイッチ交差漏話」という。

「径路交差漏話」を低減するための最も容易な方法は相
互作用が発生する近傍を少なくすることである。これは
交差角をある最少量を超えた値に維持することにより達
成可能である。より困難な方法は、信号を１つの径路か
ら他の径路に及びその逆に完全に結合するのに十分に正
確に長く交差近傍を形成することである。「径路交差漏
話」が無視可能なレベルまで低減されるに従って、「ス
イッチ交差漏話」が電気光学導波路カップラから構成さ
れる光交換網における主要な漏話源として残る。

従って漏話を低減する努力は、スイッチ設計、特定のア
ーキテクチャが光路内で必要とするスイッチ数及びネッ
トワーク内の信号流れパターンに向けられている。

「ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｃｏａ
ｍｕｎｉｃａｔｆｏｎｓ　（ＩＥＥＥ通信論文集）」第
Ｃ０Ｍ−３５巻、第１２号（１９８７年１２月号）に我
々はｒＤｉｌａｔｅｄ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　ｆｏｒ　Ｐｈ
ｏｔｎｔｃ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ　　（光交換用拡大ネ
ットワーク）」という題名の論文を発表した。この論文
は漏話を低減するための第３の方法がその中に開示され
ている多数のネットワークを提案している。我々はこれ
を「拡大（ｄｉｌａｔｅｄ）ネットワーク手法」と呼ん
でいる。特に我々が開示したベネス（Ｂｅｎｅｓ）ネッ
トワークに対する設計法は、ネットワークの再編成可能
な非ブロツク化特性を維持しながら、ネットワーク内の
２×２スイッチにおいてその双方の入力端子に光信号を
同時に印加させないようにするものである。我々はまた
、オメガ（Ｏｍｅｇａ）ネットワークに対する対応設計
が可能であることも記載した。

しかしながら我々が記載しなかったことは、任意の所与
ネットワークの構造を修正して拡大された対応ネットワ
ークを形成する方法である。

［発明の概要］ 本発明の原理によれば、本方法は２×２スイッチを使用
する任意の既存交換網設計に適用可能であり、この方法
は対応拡大交換網設計を提供する。

拡大交換網が原交換網と異なるのは、ただ２つの特性に
おいてである。第１に我々の拡大ネットワークは、ネッ
トワーク内のいかなる点においても２×２スイッチの２
つの入力端子（または出力端子）に２つの能動信号が同
時に現れることがありえないことを保証する。これは漏
話を排除する。

しかしながら漏話を排除することは価格を引上げること
となり、この価格がネットワーク間の第２の差異である
。特に我々の拡大ネットワークにおける２Ｘ２スイッチ
の数（対応接続リンク）は原子ネットワークにおけるス
イッチの数の約整数である。

本方法は３つのステップすなわち；第１に、各２Ｘ２ス
イッチを一対の２×２スイッチを含む双対レールスイッ
チで置換するステップと：第２に、１つのスイッチの出
力リードを他のスイッチの入力リードに接続する各リン
クを、１つの双対レールスイッチの一対の出力リンクを
他の双対レールスイッチの一対の入力リンクに接続する
一対のリンクで置換するステップと：及び第３に、ネッ
トワークの最終段における出力リード対を結合して単一
出力リードを形成するステップと；を必要とする。

［実施例］ ネットワークの拡大版を得るための唯一の条件は、実現
される交換がどのようなものであるかにかかわらずいか
なるスイッチも２つの能動信号を同時に搬送してはなら
ないことである。ネットワーク内の全てのスイッチがそ
の入力のうちのただ１つだけが接続されているか、また
はその出力の内のただ１つだけが接続されているならば
、このときネットワークは拡大されていると定義される
。

このような実行を「ファンイン／ファンアウト（１’ａ
ｎ−ｉｎ／ｒａｎ−ｏｕｔ）　Ｊ実行と呼んでいる。

４線クロスバ（ｃｒｏｓｓｂａｒ）のファンイン／ファ
ンアウト実行が第１図に示されている。例えば要素■！
、１２及び１３は１−２　（ｏｎｅ−ｔｏ−ｔｗ０）分
割要素である。構造的にはこれらは２×２スイッチであ
るが、各々１つの入力端子においてのみ光信号を受取る
。

それらは相互に接続されたとき組合わせられて４つの出
力端子を形成する。いかなるときでも、４つの出力のう
ちのただ１つのみが光信号を搬送する。要素１２、】３
の４つの出力端子は要素２１のような２−１　（ｌｙｏ
−ｔｏ−ｏｎｅ）結合要素に接続されている。

構造的にはこの結合要素もまた２×２スイッチであるが
、結合要素の入力端子にいかなる光信号が受は取られよ
うともそれは結合要素の選択された出力に送り出される
ことを制御信号が確実に行うであろうという理解の下に
それらが配置されている。

第１図のファンイン／ファンアウト拡大の本来的に不利
な点は勿論多数のスイッチが必要なことである。例えば
ＮＸＮクロスバに対しては２Ｘ２スイッチが２Ｎ　（Ｎ
−１）他必要である。この数はＮｘＮネットワークがそ
れを用いて実行可能なスイッチの最小数ではない。我々
の前記文献において対抗実施例で示したように、我々は
Ｎ　Ｉ　ｏｇ　２Ｎのオーダーの多数の２×２スイッチ
を用いてベネス（Ｂｅｎｅｓ）ネットワークを形成した
。

第１図のアーキテクチャもベネス・アーキテクチャもい
ずれも全ての適用に対して満足なものではない。有効で
あるところのもの及び本発明が提供するところのものは
、システム性能要求の特定セットに基づいて熟練工が特
定のネットワーク・トポロジーを選択できるようにする
ことであり、次に形成されているネットワークを拡大態
様に変換可能にすることである。本発明の原理によれば
、２×２スイッチから形成される任意の相互結合ネット
ワークの拡大版を達成するのにキャノニカル・インプレ
メンテ−ジョン方法を採用できる。

交換要素がいかなる瞬間もその両方の入力ポートにおい
て及び／またはその両方の出力ポートにおいて光信号を
搬送しないという条件下における２つの入力端子の最も
簡単な交換機能が第２図に示されている。即ち、本発明
の原理によれば、第２図の回路は従来品２×２スイッチ
の直接代替品である。従来品２×２スイッチが「ノ＜ス
スルー（ｐａｔｈ−１ｈ　ｒｕ）　Ｊ状態と「クロスオ
ーツ＜（ｃｒｏｓｓ　ｏｖｅｒ）　Ｊ状態とを有するの
と丁度同じように第２図の回路もそれらの状態を有する
。我々は第２図の装置を双対レールスイッチと呼ぶ。

第２図において、２つの入力信号の各々は２つのレール
を含むものと仮定する。片方のレールは能動信号を含み
、一方他方のレールは能動信号を含まない。各入力対（
２つのレール）は異なる２Ｘ２スイッチに接続される。

第２図において、方の入力対はスイッチ３０の入力リー
ド３１及び３２に与えられ、一方他方の入力対はスイッ
チ４０の入力リード３３及び３４に与えられる。図示の
ように、能動入力（「１」の記号が付けられている）は
り−ド３１及び３３に与えられる。２×２スイッチの２
つの入力リードのうちのたかだか１つが信号を搬送する
ものとの前提の下で、スイッチ３０及び４０の交換状態
は正しく決定されている。特に能動信号が同一空間方向
（即ちリード３１及び３３が能動かまたはリード３２及
び３４が能動である）にあるときは、スイッチ３０及び
４０の状態は相互に反転されている。

逆に能動信号が交差空間方向（リード３１及び３４が能
動かまたはリード３２及び３３が能動である）にあると
きは、スイッチ３０及び４０の状態は同一状態である（
即ち両方が「クロスオーバ（交差）」かまたは両方が「
パススルー（直進）」である）。スイッチ３０及び４０
の状態のさらに詳細な仕様が下記の表に示されている。

第３図は、第２図の双対レールスイッチの変更態様を示
す。それの唯一の差は、入力の異なる空間方向に対して
出力端子が示すところの空間方向にある。特に、第３図
の双対レールスイッチは２つの出力対に同様な空間方向
を持たせている。両方の出力対の頂部レールが能動であ
るかまたは両方の出力対の底部が能動であるかのいずれ
かである。

我々の発明の原理によれば、２×２スイッチを使用する
任意のネットワーク・トポロジーまたはアーキテクチャ
は、（１）ネットワークの単一レール２×２スイッチを
第２図（または第３図）の双対レールスイッチで置換す
ることにより、（２）非拡大ネットワークの単一ライン
相互接続をライン対で本質的に置換するように双対レー
ルスイッチをライン対と相互接続することにより及び、
〈３〉適切な制御信号を用いて前述のように各ライン対
が能動単一情報を搬送するたかだか１つのリードを有す
ることを確実にすることにより、拡大形式にて実現可能
である。この最後の方法は構造的なものよりはむしろ運
転上の要求であることは当然である。

第４図は、オメガ・ネットワークとして知られているネ
ットワーク（簡単にするために入力再編成は省略されて
いる）に関連した我々の方法の使い方を示す。双対レー
ルスイッチは破線ブロック４１−５２によって識別され
ている。ブロック４１−４４においては、各入力対のう
ちの１つの入力端子のみが入力信号に接続されている。

他方の入力は単に使用されないだけである。これにより
、双対レールスイッチ内の各２×２カツプラへの各入力
対においては能動入力はただ１つしか存在しないという
ブロック４１−４４に対する第１の要求が満足される。

いずれの出力対も両方のリード内に信号を含んではなら
ないという要求は、前述のように制御信号を双対レール
スイッチ内のカップラに正しく与えることによって満足
される。第４図の場合に双対レールスイッチ４９−５２
であるネットワークの最終段における出力対はリードの
片側のみに能動信号を含む。出力対の各々は単一出力リ
ードに結合されるべきであり、従って第４図はこの機能
をなす結合要素５３−６０を含む。スイッチ４１−４４
は第２図の双対レールスイッチより簡単なスイッチから
構成可能であることがわかるであろう。逆に結合スイッ
チ５３−６０はネットワーク内のその他のところで使用
される双対レールスイッチで実現可能である。それは単
に設計者の選択である。

第４図は入力及び出力が僅か８つの極めて小さいネット
ワークを示す。そのサイズが小さいために連結性パター
ンは恐らく図そのものからは明確ではないが、オメガネ
ットワークは当業者に勿論周知である。それにもかかわ
らず、完全にするために、以下の説明は「閉じた形式」
のオメガネットワークの連結性パターンを示す。オメガ
ネットワークのために使用される記号は以下に説明され
る他のネットワークに関して同様に使用される。

オメガネットワークはＮ個の入力とＮ個の出力とを持つ
ネットワークのためのｌｏｇｚ　Ｎ段の交換要素を必要
とするネットワークのクラスの１つである。交換要素の
連結性は各段をＯから（ｌｏｇ　２　Ｎ　）　　１の範
囲のｌというような変数を用いて指定することによって
説明可能である。ある段の各入力及び出力リードは０か
らＮへ（例えば図の頂部から出発して）とラベルが付け
られ、ラベルは２進数の形で表わされる。このように特
定の入力リンクは、 ］（ｐｌ−１ｐｌ−２ｐｌ−３”’Ｊ　”’ｐ２　ｐｌ
　１）０　）　１で表わされ、ここでｌ　−ｌｏｇ　２
　Ｎ　Ｓｔは段数及び■はリンクを入力リンクとして指
示する。同様に特定の出力リンクは、 ０（ｐ　　　ｐ　　　ｐ　　　−ｐ・”’ｐ２　ｐｌ　
ｐＯ）　１ｌ−１１−２１−３Ｊ で表わされ、ここでＯはリンクを出力リンクとして指示
する。

非拡大オメガネットワークに対する連結性パターンは、 ０（ｐｌ−１ｐｌ−２ｐＩ−３””’ｊ　”’ｐ２ｐｌ
ｐＯ）ｉ −工（ｐｌ　−２ｐｌ−３”’　ｐｊ”’ｐ２　ｐｌ　
ｐＯｐｌ−１）ｉｌｌ であり、ここで−は矢印の両側で識別されたリンクの間
の接続を示す。それは単に循環左シフトであることに注
目されたい。

我々の発明の拡大オメガネットワークはスイッチ段の間
に、非拡大オメガネットワーク内に存在する数の整数の
数のリンクを有する。従ってリンクラベルは追加ビット
ｐ１を必要とする。従って拡大ネットワークの連結性パ
ターンは、０（ｐｌ　ｐＩ−１ｐｌ−２ｐｌ−３”＋ｊ
″゛。

Ｉ２　ｐｌ　ｐＯ）ｔ ＝Ｉ（ｐｌ−１ｐｌ−２ｐｌ−３””’ｊ　”’ｐ２　
　ｐｌ　　ｐＯｐＩ　　ｐＯ）　ｉ＋１である。

上記の制御信号に関しては、第２図の双対レールスイッ
チの挙動を説明する表は入着信号の空間方向をもって表
現される。しかしながら、ネットワークの残りを通じて
の信号の空間方向は厳密には信号のために選択された径
路の関数であることがわかるであろう。制御回路要素は
望ましい径路選択を知っているので、双対レールスイッ
チの各々におけるカップラの実際の制御信号は容易に確
認可能である。

上記に関し拡張して、２×２スイッチを使用するネット
ワークの制御は外部式であってもまたはネットワークを
通して流れる信号内に内臓されていても良い。代表例で
は、後者の方法に対して、信号は固定数の情報ビットを
含むパケット内に配置され、各パケットはパケットの宛
先アドレスを保有するヘッダ部分を含む。この宛先アド
レスはパケットの径路選択を制御する。あるネットワー
クにおいては、パケットの宛先が径路選択を直接制御す
る。他のネットワークにおいては、径路選択は他のパケ
ットに依存する。例えば各２×２スイッチが２つの入着
パケットをソートするように要求されるところのバッチ
ャ（Ｂａｔｃｈｅｒ）　＊ットヮークにおいては、２×
２スイッチの状態が決定可能で前に両方のパケットの宛
先アドレスが既知である必要がある。

外部径路選択制御を用いた応用は、代表例では「回線交
換」状況に関係する。「回線交換」は例えば、点Ａから
点Ｂに呼が確立されてその呼が比較的長時間有効な状態
でいるときに使用される。

パケット化データを用いれば集中外部交換もまた可能で
ある。このような状況下では（各スイッチ内の分散制御
知能よりもむしろ）外部回路が必要な径路選択信号を形
成する。通常であれば径路選択スイッチ内で実行される
ところの径路選択アルゴリズムを外部回路要素が模擬す
ることもまた可能である。

実際に、ある応用例においては、径路選択制御機能を信
号の実際の径路選択から分離することはかえって有利で
あることさえある。例えば導波路電気光学的応用におい
ては径路選択制御は電子的であり、一方信号及び交換要
素は光学的である。

光搬送枝上で変調された情報信号の冊域幅がたとえ高く
ても、パケット速度は電子式実行に対しては極めて合理
的であろう。従って、基本的に各パケットのアドレス部
分のみを取扱って必要な径路選択制御情報を評価する電
子回路を形成することは可能である。この電子回路は集
中化してもまたは分散しても良い。実際に、それは分散
可能であり、分散制御回路要素部分のその相互接続にお
いては、それが制御しようと意図しているネットワーク
に一致するようにしても良い。制御回路要素のこの構成
を我々は「シャドー（陰影）ネットワーク」と呼ぶ。シ
ャドーネットワークを用いて、ソーティングさえも容易
に達成可能である。

上記制御原理を図示すると、例えば第４図は４個の入力
信号の出力ポートへの特定相互接続パターンを含む；即
ち、入力ポートＩ　　、Ｉ　　Ｓ１２３ 及びＩ４における入力Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤはそれぞれ出力
ポートｏ　　、ｏ　　、ｏ　　及び０７に接続さ４　　
　５　　　２ れることになる。この図はまた関連スイッチの状態をも
示している。

第５図はダイヤモンド配列の非拡大及び拡大構造を示す
。拡大版においては、入力は頂部左対角部に配置された
双対レールスイッチ即ち８Ｌ　ｆｉ２及び６３に与えら
れる。これらのスイッチ及び対角線上で直ぐ下及び右に
隣接するスイッチ（即ちスイッチ６４及び６５）はｉ−
０段と考えて良い。このような配置にすると、第１段（
ｉ−０）におけるダイヤモンド配列の入力接続部は、 （ａ＞入力信号が段０の入力リンク０及び２（拡大スイ
ッチ６１における２つの入力端子）と、段Ｏの入力リン
ク８及び１０　＜拡大スイッチ６２における２つの入力
端子）と及び段０の入力リンク１６及び（８（拡大スイ
ッチ６３における２つの入力端子）とに注入され； （ｂ）出力リンク２−３（スイッチ６１）及び８−９（
スイッチ６２）は段Ｏの入力リンク４．５．６及び７（
スイッチ６４）に接続されまた段Ｏの出力リンク１．０
−１１（スイッチ６２）及び１Ｂ−１７（スイッチ６３
）は段０の入力リンクｔ２．１３．１４及び１５に接続
されている； ということが可能である。出力リンク０，１．４．５．
６．７．１２．１３、（４，１５，１８及び１９は次の
段に接続される。一般的にはダイヤモンド配列の連結性
は縁リンク０．１．１８及び１９については説明してい
ない： （１）　　ｊ　−０，１，２，３に対する０（８ｎ＋ｊ
）ｉ　−全ての非負の３ｎ＋ｊ−２に対する１（８ｎ＋
ｊ−２）　ｉ；（２）ｊ−４，５に対するＯ　（８ｎ＋
ｊ）　　１→１　　（８ｎ＋ｊ−２）−；及び、 １＋１ （３）ｊ−６，７に対する０（８ｎ＋ｊ）ｉ→１　　（
８ｎ　＋　Ｊ　　２）　　ｉ＋　１第６図はバニアン（
ｂａｎｙａｎ）ネットワークの非拡大及び拡大構造を示
す。任意の段ｉにおける非拡大ネットワークの連結パタ
ーンは、 Ｏ”ｌ−１ｐｌ−２””ｉ＋２　ｐ１＋１　””１　ｐ
Ｏ）１−Ｉ（ｐｌ−１ｐｌ−２°°゛ ｐｐ”・ｐｌ　ｐＤｉ　）１＋１ １＋２　　０ である。これは基本的にはｐ　とｐ１＋１との入替えで
ある。拡大バニアンネットワークにおいては、０　　（
ｐｌ　Ｊ−１”’　ｐｌ、２　　ｐ１＋１　　”’　ｐ
ｌ　ｐ□　　）→Ｉ（ｐｐ　　・・・ｐ　　ｐ−・・・
ｐｉ＋２ｐ０）Ｎ＋ｌ　　　　Ｎ　　　　　Ｌ　　　　
を十ｌである。言い換えると、ビットｐｌとｐｉ＋２と
の入替えである。

第７図は網状接続クロスバ（ｍｅｓｈ−ｃｏｎｎｅｃｔ
ｅｄｃｒｏｓｓｂａｒ）ネットワークの非拡大及び拡大
構造を示す。網状接続クロスバネットワークの連結は行
及び列で最も容易に定義される。各拡大スイッチは同一
行内のその隣接スイッチに接続された一対のリンクと同
一列内のその隣接スイッチに接続された一対のリンクと
を有する。

上記の諸図は完全な拡大ネットワークを示しているが、
当業者であれば、与えられたネットワークの一部分のみ
を双対レールスイッチを用いて描くだけで部分拡大ネッ
トワークが容易に得られることが良くわかるであろう。

部分拡大ネットワークを形成する最も簡単な方法は、与
えられたネットワークを拡大部分とそれに先行する非拡
大部分とに分割することである。これは追加成分を必要
としないので最も簡単である。しかしながら配置を逆転
することはそれ程難しいことではない。これは単に、拡
大部分の後でかつ非拡大部分の前に結合段の介在を必要
とするだけである。

【図面の簡単な説明】

第１図は２×２スイッチを用いたクロスバスイッチ設計
を示し； 第２図は我々の双対レール２×２スイッチを示し； 第３図は第２図の双対レールスイッチを僅かに変更した
態様を示し； 第４図は８個の入力及び出力端子を有するオメガネット
ワークの拡大交換網の実施例を示し；第５図はダイヤモ
ンド配列の非拡大及び拡大実施例を示し； 第６図はバニアンネットワークの非拡大及び拡大実施例
を示し；及び、 第７図は網状接続クロスバネットワークの非拡大及び拡
大実施例を示す。 １−１３ ３０．４０ １−３４ ３５−３８ １−４４ ５−５２ ５３−Ｇ。 、２１−２３・・・２×２スイッチ ・・・本発明の双対レール２×２スイッチ・・・入力リ
ードまたは入力ポート ・・・出力リードまたは出力ポート ・・・始端径路選択要素 ・・・中間径路選択要素 ・・・終端径路選択要素または結合要素ＦＩＧ。 １ ＦＩＧ、４ ＦＩＧ。 ＦＩＧ。 ＦＩＧ。 ７ Ａ、＋

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）複数の径路選択要素を有し、その各々が第１入力
   リード対と、第２入力リード対と、第１出力リード対と
   、第２出力リード対とを含む信号径路選択ネットワーク
   において；相互接続が、 前記複数の径路選択要素のうちの１つの第１入力リード
   対が他の１つの出力リード対に接続され、前記１つの径
   路選択要素の第２入力リード対が前記複数の径路選択要
   素のうちのさらに他の１つの出力リード対に接続される
   、 ように構成されていることを特徴とする信号径路選択ネ
   ットワーク。 （２）径路選択要素の入力リード対の各々においてたか
   だか１つの能動信号を受取り、かつ前記径路選択要素に
   おいて受取られたたかだか１つの前記信号を前記径路選
   択要素の出力リード対の各々へ送るための制御手段をさ
   らに含むことを特徴とする請求項１に記載のネットワー
   ク。 （３）前記径路選択要素の各々が、 前記第１入力リード対に接続される入力ポート対と、出
   力ポート対とを有し、該出力ポートの一方が前記第１出
   力リード対に接続され、該出力ポートの他方が前記第２
   出力リード対に接続された第１の２×２スイッチと； 前記第２入力リード対に接続される入力ポート対と、出
   力ポート対とを有し、該出力ポートの一方が前記第１出
   力リード対に接続され、外出力ポートの他方が前記第２
   出力リード対に接続された第２の２×２スイッチと； を含むことを特徴とする請求項１に記載のネットワーク
   。 （４）前記信号が光信号であり、かつ前記径路選択要素
   が２×２光スイッチであることを特徴とする請求項１に
   記載のネットワーク。 （５）前記２×２スイッチが導波路電気光学素子である
   ことを特徴とする請求項４に記載のネットワーク。 （６）信号の径路選択を行うためのネットワークにおい
   て： 複数の始端径路選択要素を有し、各始端径路選択要素が
   第１出力リード対及び第２出力リード対と、当該ネット
   ワークの１つの入力ポートに接続される第１入力リード
   と、当該ネットワークの他の入力ポートに接続される第
   ２入力リードとを含むところの入力段と； 複数の終端径路選択要素を有し、各終端径路選択要素が
   入力リード対と、当該ネットワークの出力ポートに接続
   される出力リードとを含むところの出力段と； 各々が、第１入力リード対と、第２入力リード対と、第
   １出力リード対と、第２出力リード対とを含むところの
   複数の中間径路選択要素と；を有し、 ある中間径路選択要素の前記第１の入力リード対が前記
   始端径路選択要素の１つまたは前記中間径路選択要素の
   １つのいずれかの出力リード対に接続され、 前記中間径路選択要素の前記第２の入力リード対が前記
   始端径路選択要素の１つまたは前記中間径路選択要素の
   １つのいずれかの出力リード対に接続され、 ある終端径路選択要素の前記入力リード対が前記中間径
   路選択要素の１つの出力リード対に接続される、ように
   した相互接続構成されている；ことを特徴とする信号径
   路選択ネットワーク。 （７）中間径路選択要素の前記入力リード対の各々にお
   いてたかだか１つの能動信号を受取り、かつ前記中間径
   路選択要素において受取られたたかだか１つの前記信号
   を前記中間径路選択要素の前記出力リード対の各々へ送
   るためための制御手段をさらに含むことを特徴とする請
   求項６に記載のネットワーク。 （８）前記中間径路選択要素の各々が、 前記第１入力リード対に接続される入力ポート対と、出
   力ポート対とを有し、該出力ポートの一方が前記第１出
   力リード対に接続され、該出力ポートの他方が前記第２
   出力リード対に接続された第１の２×２スイッチと； 前記第２入力リード対に接続される入力ポート対と、出
   力ポート対とを有し、該出力ポートの一方が前記第１出
   力リード対に接続され、外出力ポートの他方が前記第２
   出力リード対に接続された第２の２×２スイッチと； を含むことを特徴とする請求項６に記載のネットワーク
   。 （９）単一レールの２×２スイッチを用い、かつ単一レ
   ール入力信号と単一レール出力信号とを含む所与のネッ
   トワークの変更版を形成する方法において： 所与ネットワークの単一レールスイッチの代りに、２対
   の入力リードと２対の出力リードとを含む双対レールス
   イッチを使用するステップと；所与ネットワークの単一
   リンクの代りに一対のリンクを使用するステップと； 所与ネットワークの前記変更版の最終段より１つ手前の
   段の出力信号対を結合して、前記所与ネットワークの単
   一レール出力信号に対応する単一レール出力信号を形成
   するための結合段を最終段として用いるステップと； を含む所与ネットワークの変更版形成方法。 （１０）前記双対レールスイッチの各々に対する一対の
   制御信号を含み、ある双対レールスイッチに対して生成
   された制御信号の各対が前記双対レールスイッチへ与え
   られるただ１つの能動信号のみが前記双対レールスイッ
   チの前記出力リード対の各々へ径路選択されることを確
   実にするように構成された、１セットの制御信号を形成
   するステップをさらに含むことを特徴とする請求項９に
   記載の方法。 （１１）複数の双対レール径路選択要素を有し、その各
   々が第１入力リード対と、第２入力リード対と、第１出
   力リード対と、第２出力リード対とを含む信号を径路選
   択するためのネットワークにおいて、 第１の相互接続が、 前記双対レール径路選択要素の１つの前記第１入力リー
   ド対が他の１つの出力リード対に接続され、かつ、 前記１つの双対レール径路選択要素の第２の入力リード
   対が前記双対レール径路選択要素のさらに他の１つの出
   力リード対に接続される、 ように構成され； 各々が入力リード対と出力リード対とを含む複数の単一
   レール径路選択要素を有し； 第２の相互接続が、 前記単一レール径路選択要素の１つの前記入力リードが
   異なる単一レール径路選択要素の出力リードに接続され
   る、 ように構成され； 双対レールスイッチの各出力リード対の間に挿入され、
   前記出力リード対の出力信号を単一レールスイッチに連
   絡し、２つの入力と１つの出力とを有する結合要素を有
   する； ことを特徴とする信号径路選択ネットワーク。 （１２）前記結合要素が論理ＯＲ機能を実行することを
   特徴とする請求項１１に記載のネットワーク。 （１３）前記結合要素が選択機能を実行することを特徴
   とする請求項１１に記載のネットワーク。 （１４）複数の相互接続段を含む拡大（ｄｉｌａｔｅｄ
   ）オメガ（ｏｍｅｇａ）ネットワークにおいて、前記相
   互接続段の各段は各々２つの入力リードと２つの出力リ
   ードとを有するＮ個（Ｎは整数）の２×２スイッチを含
   み、前記段の相互接続は、段ｉ（ｉは整数）におけるス
   イッチを段ｉ＋１におけるスイッチへ、パターンＯ（ｐ
   ＿ｌｐ＿ｌ＿−＿１ｐ＿ｌ＿−＿２…ｐ＿ｊ…ｐ＿２ｐ
   ＿１ｐ＿０）＿ｉ→Ｉ（ｐ＿ｌ＿−＿１ｐ＿Ｎ＿−＿２
   …ｐ＿ｊ…ｐ＿２ｐ＿１ｐ＿ｌｐ＿０）＿ｉ＿＋＿１、
   に従つて接続するリンクを含み、ここでｌはＮ≦２＾ｌ
   となるような整数であり、ｐ＿ｋはスイッチのリンクの
   識別番号の２進表示におけるｋ＋１ビットを表わし、こ
   こでこのような識別番号は０から２Ｎの範囲の整数であ
   り、かつスイッチの識別番号の値の２倍であり、またＯ
   （ｐ＿ｌｐ＿１＿−＿１ｐ＿ｌ＿−＿２…ｐ＿ｊ…ｐ＿
   ２ｐ＿１ｐ＿０）＿ｉは段ｉにおける出力リンク（ｐ＿
   ｌｐ＿ｌ＿−＿１ｐ＿ｌ＿−＿２…ｐ＿ｊ…ｐ＿２ｐ＿
   １ｐ＿０）を示し、一方、Ｉ（ｐ＿ｌ＿−＿１ｐ＿ｌ＿
   −＿２…ｐ＿ｊ…ｐ＿２ｐ＿１ｐ＿ｌｐ＿０）＿ｉ＿＋
   ＿１は段ｉ＋１における入力リンク（ｐ＿ｌ＿−＿１ｐ
   ＿ｌ＿−＿２…ｐ＿ｊ…ｐ＿２ｐ＿１ｐ＿ｌｐ＿０）を
   示す、 ことを特徴とする拡大オメガネットワーク。 （１５）複数の相互接続段を含む拡大ダイヤモンド配列
   において、 前記相互接続段の各段は各々２つの入力リンクと２つの
   出力リンクとを有する２×２スイッチを含み、前記段の
   相互接続は、段ｉ（ｉは整数）におけるスイッチを段ｉ
   ＋１におけるスイッチへ、パターン （１）ｊ＝０，１，２，３に対するＯ（８ｎ＋ｊ）＿ｉ
   →全ての非負の８ｎ＋ｊ−２に対するＩ（８ｎ＋ｊ−２
   ）＿ｉ、ここでｎは整数、Ｏ（８ｎ＋ｊ）＿ｉは段ｉに
   おける出力リンク８ｎ＋ｊを示し、及びＩ（８ｎ＋ｊ−
   ２）＿ｉは段ｉにおける入力リンク８ｎ＋ｊ−２を示す
   ； （２）ｊ＝４，５に対するＯ（８ｎ＋ｊ）＿ｉ→Ｉ（８
   ｎ＋ｊ−２）＿ｉ＿＋＿１、ここでＩ（８ｎ＋ｊ−２）
   ＿ｉ＿＋＿１は段ｉ＋１における入力リンク８ｎ＋ｊ−
   ２を示す；及び （３）ｊ＝６，７に対するＯ（８ｎ＋ｊ）＿ｉ→Ｉ（８
   ｎ＋ｊ−２）＿ｉ＿＋＿１、ここでＩ（８ｎ＋ｊ＋２）
   ＿ｉ＿＋＿１は段ｉ＋１における入力リンク８ｎ＋ｊ＋
   ２を示す；に従って接続するリンクを含む、 ことを特徴とする拡大ダイヤモンド配列。 （１６）複数の相互接続を含む拡大バニアン（ｂａｎｙ
   ａｎ）ネットワークにおいて、 前記相互接続の各段は、各々２つの入力リンクと２つの
   出力リンクとを有するＮ個（Ｎは整数）の２×２スイッ
   チを含み、前記段の相互接続は、段ｉ（ｉは整数）にお
   けるスイッチを段ｉ＋１におけるスイッチへ、パターン Ｏ（ｐ＿ｌｐ＿ｌ＿−＿１…ｐ＿ｊ＿＋＿２ｐ＿ｊ＿＋
   ＿１…ｐ＿ｌｐ＿０）＿ｉ→Ｉ（ｐ＿ｌｐ＿１＿−＿１
   …ｐ＿ｊ＿＋＿２ｐ＿０…ｐ＿ｌｐ＿ｊ＿＋＿１）＿ｉ
   ＿＋＿１に従って接続するリンクを含み、ここでｌはＮ
   ≦２＾ｌとなるような整数であり、ｐ＿ｋはスイッチの
   リンクの識別番号の２進表示におけるｋ＋１ビットを表
   わし、ここでこのような識別番号は０から２Ｎの範囲の
   整数であり、かつスイッチの識別番号の値の２倍であり
   、また Ｏ（ｐ＿ｌｐ＿ｌ＿−＿１… ｐ＿ｊ＿＋＿２ｐ＿ｊ＿＋＿１…ｐ＿ｌｐ＿０）＿ｉは
   段ｉにおける出力リンク（ｐ＿ｌｐ＿ｌ＿−＿１…ｐ＿
   ｊ＿＋＿２ｐ＿ｊ＿＋＿１…ｐ＿ｌｐ＿０）を示し、一
   方、 Ｉ（ｐ＿ｌｐ＿ｌ＿−＿１…ｐ＿ｊ＿＋＿２ｐ＿０…ｐ
   ＿ｌｐ＿ｊ＿＋＿１）＿ｉ＿＋＿１は段ｉ＋１における
   入力リンク（ｐ＿ｌｐ＿ｌ＿−＿１…ｐ＿ｊ＿＋＿２ｐ
   ＿０…ｐ＿ｌｐ＿ｊ＿＋＿１）を示す、ことを特徴とす
   る拡大バニアンネットワーク。 （１７）各々２つの入力リンクと２つの出力リンクとを
   含みかつ行と列との配列に配置された複数の相互接続２
   ×２スイッチを含む網状接続クロスバ（ｃｒｏｓｓｂａ
   ｒ）ネットワークにおいて、前記スイッチの相互接続は
   行ｉ及び列ｊ（ｉ及びｊは整数）にある各スイッチを行
   ｉ＋１列ｊにあるスイッチへ一対のリンクを用いて及び
   行ｉ及び列ｊ＋１にあるスイッチへ一対のリンクを用い
   て接続するリンクを含むことを特徴とする網状接続クロ
   スバネットワーク。