JPH0824308B2 - スイツチノ−ド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はパケット及び回路交換情報を交換するための
方法及び装置に関する。本発明により詳細にはアドレス
情報の電気的伝送に応答して光通信を使用して複数の経
路の１つの上をデータを高速にて伝送するための自己経
路指定スイッチノードを使用する交換器に関する。

発明の背景 例えば、バンヤン（banyan）スイッチノードを使用す
る自己経路指定多重パケット交換網は、交換網を通じて
のパケットの伝送をパケット内に含まれるアドレス情報
あるいは交換網を通じてパケットが伝送される前に送く
られるアドレス情報に基づいて行なう。このようなシス
テムの１つが合衆国特許第4,550,397号において開示さ
れる。この特許において開示されるシステム内において
は、交換網のノードが信頼性の向上及び通信量の分配が
達成されるように交換網を通じての代替経路を自動的に
決定する。交換網は分配及び経路指定ノードの段を含
む。これら経路指定ノードはパケットと関連する物理ア
ドレスに応答してそれらパケットをアドレスによって指
定される下流のノードに送くる。分配交換ノードはパケ
ットを代替経路指定アルゴリズム及び下流ノードの使用
状態に基づいて下流の交換ノードに送くる。最初の交換
網の段には代替分配段及び経路指定段が含まれるがその
交換網の残りの段は経路指定段のみから構成される。

もう１つの交換システムは多重経路交換網を通じてパ
ケットを方路するためにパケット内に含まれるアドレス
を使用する。この方法においては、自己経路指定パケッ
トが段内でのパケットの段内伝送並びに段間でのパケッ
トの段間伝送によって交換網内を伝送される。個々の段
は複数のペアのスイッチノードを含み、個々のペアはこ
のペアのノード間にノード内リンクを持つ。個々のスイ
ッチノードは入力コントローラ及び出力コントローラを
含む。ノードの入力コントローラはパケットの受信に応
答してパケットのアドレス欄を調べることによってその
パケットの着信先を決定する。この入力コントローラ
は、着信先の決定に基づいて、そのパケットをリンクの
使用状態及び内部制御回路に基づいて段間リンクあるい
はノード内リンクを介して着信先に送くる。

交換網を通じてのパケットの伝送をパケットの伝送の
前に交換網を通じて送くられるアドレス情報に基づいて
行なう非緩衝バンヤン（banyan）交換ノードを使用する
周知の自己経路指定多重経路パケット交換網はリンクに
よって相互接続された複数の段を含む。任意の段内の個
々のスイッチノードのペアは前の段からの同一セットの
入力リンクを共有する。リンクを介して送られる着信先
インタフェースコントローラからのアドレス情報の受信
に応答して、ペアのノードは特定のスイッチノードを通
じての経路が確立された後に順番においては次の段にそ
のアドレス情報を送くるために、アドレス情報に基づい
てそのペアの１つによる交換網を通じての多重経路の１
つを決定する。スイッチノードを通じて経路が確立され
ると、交換網から着信先トランクコントローラに経路が
確立されたことを示す確認信号が返信される。この経路
はパケット終端欄が検出されるまであるいは回路交換情
報の伝送の後に適当な終端情報が送くられるまで確立さ
れたままにとどまる。

説明の自己経路指定多重経路交換網は効率的及び高速
度にて交換網を通じての多重経路の１つを確立し、任意
の入力ポートを任意の出力ポートに相互接続する能力を
持つ。ただし、この経路を通じてのデータ伝送速度は、
スイッチノードが電気領域にて動作し、従って、直列伝
送では最大約50Mbsのバンド幅の能力のみを持つため
に、制限されるという問題を持つ。バンド幅を増加する
目的でスイッチノード間の並列経路を使用する方法も知
られているが、これはノード間の相互接続の問題をむや
みに複雑化する。

光交換技術によると非常に高いバンド幅にてデータを
伝送することができる。ただし、これは制御機能を遂行
するにはあまり適さない。光交換技術が制御機能を遂行
するのに適さない理由は、データ経路のクロスオーバー
を実現することが非常に困難なためである。クロスオー
バーの実現が困難な理由は効率的な導波管クロスオーバ
ーには隣接する導波管の間のインタフェースを最小限に
するために大きな角度の交差が必要となるためである。
光技術、例えば、チタニウム拡散ニオブ散リチウムにて
適当な集積導波管クロスオーバーを製造することが困難
であり、従って制御機能を含めることは困難である。さ
らに、光論理デバイスは実現が困難であり、またこれら
制御機能を遂行するために光領域から電気領域に変換す
ることも不経済であり、速度的にも問題がある。

発明の概要 これら問題の解決及び技術上の向上が本発明の原理を
使用する一例としての方法及びスイッチノードによって
達成される。本発明によると、ノードによるパケット及
び回路の同時交換が交換ノードう通じての光経路及び電
気経路を確立するのに適当な電気アドレスに基づいて遂
行される。この電気アドレスによって、情報が交換網を
通じてノード間で自己経路指定を行なう複数のノードを
使用して伝送されることが可能となる。ノード内の電気
回路はこのアドレスに応答して光経路だけでなく、電気
接続も確立するために、交換網を通じて電気経路及び光
経路が同時に存在する。

このスイッチノードを使用すると、多重経路交換網を
実現することが可能である。交換ノードを通じての光デ
ータ経路を使用することによって、データをこの交換網
を通じて非常に高速度にて伝送することが可能となる。
さらに、交換網を通じての電気経路は、光経路による高
速データ伝送の最中に制御及び追加のデータ情報を伝送
するのに使用することもできる。

より詳細には、このスイッチノードはリンクによって
相互接続された複数の段を持つ交換網内で使用される。
各々のリンクは電気サブリンク及び光サブリンクを含
む。入力リンクの電気サブリンクを介して受信されるア
ドレスに応答して、このスイッチノードは、このノード
を通じて能動の入力リンクとアドレス信号によって指定
される出力リンクを相互接続する電気経路及び光経路の
両方を確立する。経路が確立された後、スイッチノード
は電気データ及び光データの両方の伝送を継続する。従
って、両方の媒体によるデータ伝送が可能である。

このスイッチノードによると、任意の入力ポートと出
力ポートの間に複数の経路を持つ交換網を実現すること
が可能である。このスイッチノードは受信されたアドレ
ス信号に応答してそのスイッチノードに接続されたセッ
トの出力リンクからアドレス信号によって指定される出
力リンクを選択する。このセット内の個々のリンクはそ
れぞれ次の段への経路を確立するために同等に使用でき
る。

さらに、本発明によるスイッチノードはグループに構
成された光交換デバイスから構成される光交換アレイを
含む。個々のグループは所定の入力光サブリンクをその
ノードに接続された任意の出力光サブリンクに交換する
能力を持つ。このノード内のアドレス信号によって指定
される出力リンクを選択するための回路は、能動の入力
リンクの光サブリンクをそのアドレスによって指定され
る出力リンクの光サブリンクに相互接続するように交換
光デバイスに指令する制御信号を生成する。

さらに、段内の個々のスイッチノードによって、交換
網を通じて、アドレス信号をアドレス信号によって指定
される出力リンクに接続される下流ノードに送くるため
に１つの経路が確立される。最後の段がそのアドレス信
号を処理し、指定の出力ポートへの経路が確立されたこ
とを示すと、出力ポートは最後の段に確認信号を送く
る。網経路内の個々のノードは、この確認信号の受信に
応答して、この信号を網経路内の次の下流のノードに送
くる。こうして網経路が確立れれ、網経路の電気サブリ
ンク及び光サブリンクの両方にデータが伝送される。本
発明によるスイッチノードはさらに電気サブリンク上の
信号の伝送の終端を検出するための回路を持つ。終端信
号が検出されると、この回路はスイッチノードを通じて
この光経路及び電気経路の両方を切断する。

本発明による電気リンク及び光リンクを含むリンクに
よって交換網の他の段と相互接続された段を構成するス
イッチノードを制御するための方法は、入力リンクの電
気サブリンクを介して受信されるアドレスによって指定
されるノードの出力リンクの１つを選択するステップ、
及びノードを通じて入力リンクとアドレスによって指定
される出力リンクとの間に光経路及び電気経路の両方を
確立するステップを含む。本発明による方法において
は、確立された光経路を通じてのデータの伝送に加え
て、ノードを通じての電気接続を介して制御及び追加の
データ情報を送くることが可能である。セットの同様に
アドレスされる出力リンクからアドレス信号によって指
定される出力リンクを選択するこの方法を使用して多重
網経路を確立することが可能である。

実施例の説明 第１図は本発明の焦点であるスイッチノードを使用す
る一例としてのパケット交換網を示す。このスイッチノ
ードを相互接続するリンクは電気ケーブルないし電気サ
ブリンク及び光ファイバないし光サブリンクを含む。１
つのスイッチノード、例えば、ノード104−０は４つの
入力リンクの任意の１つから情報を受信し、この情報を
４つの出力リンクの任意の１つに送くることができる。
第１図に示される交換網は任意の入力トランクコントロ
ーラと入力の出力トランクコントローラとの間に複数の
経路を持つ。例えば、第１図に示される網を通じてトラ
ンクコントローラ107−０からトランクコントローラ108
−１への複数の経路が存在する。２つのこれら経路とし
て、リンク111−０、112−０、113−０、114−０、115
−０、及び116−１を介しての経路；あるいはリンク111
−１、112−４、113−４、114−２、115−２、及び116
−１を介して経路がある。当業者においては、この２つ
以外にもトランクコントローラ107−０と108−１との間
に複数の他の経路が存在することは容易に理解できるこ
とである。

第１図の交換網を通じての経路はデータ情報の送信の
前にこの網を通じてアドレス情報を送くることによって
トランクコントローラ107−０によって確立される。受
信されたこのアドレス情報は任意の段内のスイッチノー
ドによってそのスイッチノードの４つの出力の中のどの
２つの出力がパケットを次の段に送くるのに使用される
べきであるかを決定するのに使用される。この出力の両
方が空きである場合は、所定の１つが使用され、一方、
片方の出力のみが使用できる場合は、使用できる方の出
力がそのパケットを次の段に送くるに使用される。

交換網を通じて経路が確立されると、経路はトランク
コントローラ107−０によって終端標識が送くられ、経
路内の個々のノードによって受信されるまで確立された
ままとどまる。この終端標識はこの経路を通じての伝送
の終端を示す終端ビットを含む。パケット伝送の場合
は、この終端標識はパケットの終端の所で送くられ、一
方、回路交換伝送の場合は、この終端標識は経路をデー
タの伝送が終了されたため切断したいときにのみ送くら
れる。このアドレス及び終端標識は経路の相互接続リン
クの電気ケーブル部分を介して送くられ、一方、データ
情報は経路の相互接続リンクの光ファイバ部分を介して
送くられる。個々のスイッチノードは電気ケーブルにイ
ンタフェースされた電気部分及びリンクの光ファイバ部
分にインタフェースされた光学部分を含む。光経路を通
じての情報の伝送には非常に高速のビット速度が使用で
き、ビデオ信号を１つの経路のみを使用して交換網を通
じて伝送することが可能である。経路が確立されている
間、追加の制御あるいは補助データ情報を経路の相互接
続リンクの電気ケーブル部分を介して送くることもでき
る。

次に、第２図に示されるトランクコントローラ107−
１からトランクコントローラ108−１に送くられる経路
指定及びアドレス情報に関して詳細に説明する。第１図
に示されるリンクは情報をトランクコントローラ108−
１からトランクコントローラ107−１に伝送するのに供
される全ての使用できる経路を含む。この経路は交換網
を通じてトランクコントローラ107−０によって、入力
リンク110−０を介して経路確立期間に交換網に最初に
第２図に示されるアドレス欄及び経路確立信号を送くる
ことによって確立される。この経路確立期間は第６図に
他の関連するタイミング情報とともに第６図のタイミン
グ図にて定義される。この経路確立期間及び他のタイミ
ング信号はシステムタイミング発生器65によって決定さ
れる。個々のスイッチノードは、アドレス情報及び経路
確立信号を受信すると、それが受信したアドレス情報の
最上位ビットを除去する。例えば、段120−１内のスイ
ッチノードは６つの全てのアドレスビット、A0-A5を受
信し、A5ビットを除去し、次にビットA0からA4及び経路
確立信号を第２の段に送くる。このプロセスがアドレス
欄及び経路確立信号が段６に達するまで反復される。こ
こで、段６内のスイッチノードはA0ビットのみを受信す
る。

次にトランクコントローラ107−０からトランクコン
トローラ108−１の間の経路の決定に関してさらに詳細
に説明する。スイッチノード100−０は入力リンク110−
０上のアドレス情報に応答して、この情報及び経路確立
信号をリンク111−０あるいは111−１のいずれかに送く
る。ノード100−０はこの送信動作をアドレス情報に応
答して、リンク111−０か111−１のどちらかが空きであ
るかを直接に尋問することによって遂行する。アドレス
情報及び経路確立信号がリンク111−０を介して到達し
た場合は、これはリンク112−０あるいはリンク112−２
を介して段120−３に送くることができる。一方、アド
レス情報及び経路確立信号がリンク111−１を介してノ
ード101−１に運ばれた場合は、スイッチノード101−１
はこのアドレス及び経路確立信号をノード102−１か102
−３のどちらかに送くることができる。

ある段、例えば、段120−２のノードがアドレス情報
を送信するために指定された場合、このノードは待機状
態に入いり、トランクコントローラ108−１への経路が
確立されたことの確立通知を待つ。この確立通知を受信
すると、ノードはビジー状態となり、後続の光データ情
報を選択された出力リンクに向けて、トランクコントロ
ーラ107−０からの終端標識が検出されるまで送くる。
終端標識が検出されると、ノードはアイドル状態に入い
り、内部の光経路及び電気経路を除去する。

前述のごとく、本発明による第１図の段120−２と段1
20−３の間にはアドレス情報及び経路確立信号を送信す
るために４つのリンクが提供される。これに対して、先
行技術による、例えば、合衆国特許第4,494,230号にお
いて開示される任意のトランクコントローラ間に１つの
経路のみを持つ自己経路指定網においては１つのリンク
のみが提供される。

前述の説明から、アドレス情報及び経路確立信号は段
３（段120−３）にリンク113−０、113−２、113−４、
113−７、113−８、113-10、113-12あるいは113-14を介
して送信できることがわかる。つまり、第１図の多経路
網は第３の段にアドレス情報及び経路確立信号、並びに
その後の光及び電気データを送信するために使用可能な
８個の出力リンクを持つ。

第１図の残りの段、つまり、段４、５及び６（それぞ
れ120−４、120−５、及び120−６）はアドレス情報及
び経路確立信号をリンク116−１に集中させる。リンク1
16−１は交換網と相互接続する。トランクコントローラ
108−１はノード105−０からの経路確立信号の受信に応
答して、ノード105−０に確立通知信号を返信する。ノ
ード105−０はこの確立通知信号に応答して、この確立
通知信号を経路確立動作の際に選択されたリンクを介し
て段５に送くる。この確立通知信号は次に前に確立され
た経路を介してトランクコントローラ107−０に伝搬さ
れる。トランクコントローラ107−０によってこの確立
通知信号が受信されると、これは必要に応じて光データ
及び電気データの伝送を開始する。前に選択された経路
内の個々のノードが先のノードから確立通知信号を受信
すると、確立通知信号を受信したノードはビジー状態に
入いり、網を通じてのその経路を電気ケーブルを介して
終端標識が受信されるまでロックする。ノードが待機状
態において確立通知信号を受信しなかった場合は、その
ノードは経路確立信号による次の経路確立期間の間アイ
ドル状態となる。

第３図にはスイッチノード104−０がより詳細に示さ
れる。第１図に示される他のノードは、設計において、
段120−６内に使用されるノードを除いて、ノード104−
０と同一である。段６のノードの設計と、その他のノー
ド、例えば、ノード104−０の設計の相違点に関して
は、第３図、第４図及び第５図との関連で詳細に説明さ
れる。ノード104−０はそれぞれ電気ケーブル311−０、
311−４、311−２及び311−６とインタフェースするリ
ンク制御回路300から303、及び入力ファイバ312−０、3
12−４、312−２、及び312−６とインタフェースする光
アレイ304を持つ。これらはこれらファイバの１つの上
に受信された光情報をケーブル308を介してリンク制御
回路から受信される信号の制御下で出力ファイバ、例え
ば、314−０に送くるのに使用される。

第４図及び第５図に関しての説明において詳細に述べ
られ、また第７図に示されるごとく、個々のリンク制御
回路は４つの状態、つまり、アイドル、セットアップ、
待機、及びビジー状態を待つ。リンク制御回路がアイド
ル状態にあるときは、これはケーブルを介して受信され
る経路確立信号に応答してセットアップ状態に入いる。
このセットアップ状態において、リンク制御回路300か
ら303はアドレス情報を検出するためにケーブル311−０
から311−６を監視する。受信されたアドレス情報の最
上位ビットが“0"である場合は、リンク制御回路300及
び302は最上位ビットが“0"であることに応答して、ア
イドルである場合出力リンク115−０か出力リンク115−
２のいずれかへの経路を確立する。リンク制御回路300
あるいは302のいずれかからケーブル308を介して信号を
送くることによって光アレイ304を通じての経路の確立
も行なわれる。リンク制御回路300はこの通信経路の確
立をケーブル66を介してシステムタイミング発生器65か
ら受信されるタイミング情報を使用してリンク制御回路
302とは異なる時点に試みるため衝突は回避される。ア
ドレス情報の最上位ビットが“1"である場合は、リンク
制御回路301及び303はそれぞれリンク115−１及び115−
３への通信経路の確立を試みる。リンク制御回路が経路
を確立できるか否かは、接続されたリンクがアイドルで
あるか否かによって決定される。リンク制御回路が経路
を確立すると、これは待機状態に入いる。この状態にお
いて、リンク制御回路は、電気ケーブルを介して受信さ
れるアドレス情報の残りのアドレスビットを次の段に送
くる動作を継続する。

リンク制御回路が後の段から確立通知信号を受信する
と、これはビジー状態に入いる。リンク制御回路がこの
確立通知信号を次の経路確立パルスが送信されるまでに
受信しない場合、これは経路が確立されなかったことを
示し、このリンク制御回路は次の経路確立信号によって
アイドル状態に置かれる。リンク制御回路は確立通知信
号を受信すると、ビジー状態に入いり、確立された経路
の部分である入力ケーブルを介して終端標識が受信され
るまでこのビジー状態にとどまる。

リンク制御回路はケーブル308を介して光学経路を制
御するために光アレイ304に制御情報を送くるのに加え
て、ケーブル308を通じて送くられた情報を使用して、
任意の入りリンク、例えば、リンク114−０に対して現
在経路が確立されているか否かを決定する。リンク制御
回路はこの情報を使用して内部的にアドレス情報及び経
路確立信号に誤って対応することを防止する。

第１図に示される段６の個々のノードは、第３図に示
されるノード104−０と類似する設計を持つ。ただし、
段６のノード、例えば、ノード105はノード104−０と以
下の点が異なる。ノード105−０はリンク制御回路300及
び303と類似のリンク制御回路のみを含み、リンク制御
回路301及び302と類似するリンク制御回路を含まない。
２つのリンク、つまり、リンク115−０及び115−２のみ
がノード105−０に終端し、従って、２つの出力リンク
のみが存在する。このため、個々のアドレスに対して、
ノード105−０を通じて１つの経路のみが存在する。ノ
ード105−０はA0−アドレスビットに応答し、このA0ア
ドレスビット“0"であるときは、リンク制御回路300と
類似のリンク制御回路がこのアドレスに応答する。一
方、A0ビットが“1"である場合は、リンク制御回路303
に類似のリンク制御回路がこのアドレスビットに応答す
る。ノード105−０内の対応する光アレイは、このアレ
イに２つの入力リンク及び２つの出力リンクのみが接続
されているため光アレイ304のたった半分のサイズを持
つ。多重経路は存在しないため、ノード105−０のリン
ク制御回路はケーブル308上に送信される情報は使用し
ない。この情報は対応する光アレイによってのみ使用さ
れる。

第４図及び第５図にはリンク制御回路300が詳細に示
される。リンク制御回路302は同一設計を持つ。ただ
し、リンク制御回路301及び303はゲート416から419の下
側の入力が、これらリンク制御回路が最上位ビットが
“1"であるときに応答するための負のトルー入力は持た
ない点が異なる。

第４図及び第５図に示されるように、個々のケーブル
は２つの導線を持つ。例えば、ケーブル311−０は導線4
00及び401を持つ。前述のごとく、１つのノード内の４
つのリンク制御回路の各々は独立的に４つの状態、つま
り、アイドル、セットアップ、待機、及びビジーの中の
１つの状態をとる。リンク制御回路がビジー状態にある
ときは、主要なデータはビジー状態の間、ファイバ312
−０を介して伝送される。しかし、追加のデータ及び制
御情報はケーブル311−０を介して伝送することができ
る。アイドル、セットアップ及び待機状態においては、
任意のケーブル内のこの２つの導線は偶数及び奇数導線
と指定される。例えば、ケーブル311−０内において
は、導線400はI00（偶数導線）と指定され、そして導線
401はI01（奇数導線）として指定される。

ケーブル311−４は導線402（I10、偶数導線）及び403
（I11、奇数導線）を含み、ケーブル311−２は導線404
（I20、偶数導線）及び405（I21、奇数導線）を含み、
そしてケーブル311−６は導線406（I30、偶数導線）及
び407（I31、奇数導線）を含む。セットアップ状態にお
いては、発信トランクコントローラは確立信号を６つの
システムクロック信号の期間だけ偶数導線上に送くり、
そしてアドレス情報を同一期間だけ奇数導線上に送く
る。

第６図は経路確立期間にこの６つの段の間でこの遇数
及び奇数導線上で起こる送信を示す。ライン613上に示
されるごとく、システムクロックはこの６つの段内の交
換ノードに対して基本タイミングを与え、そしてライン
630上に示される経路信号は経路確立期間の開始を定義
する。最初、トランクコントローラ107−０は、ライン6
00及び601上に示される情報をそれぞれリンク111−０の
ケーブルの奇数及び偶数導線を介して交換ノード100−
０に送くる。時間622の期間、ノード100−０のアドレス
検出回路はライン600上の経路確立信号に応答して、奇
数導線上に受信され、ライン601上の段１への入力とし
て示されるA5アドレスビット、つまり“0"を調べる。ス
イッチノードはこの情報に応答して、トランク107−０
からこの奇数及び偶数導線上に受信されるその後の情報
を時間623から段２内の選択されたノードに送信を開始
する。この経路確立パルス及びアドレスビットはライン
602から612によって示されるように各段を通じて伝送さ
れる。

後に詳細に説明されるごとく、個々の段の所で、ノー
ドは最上位アドレスビットを除去する。例えば、段１は
A5アドレスビットを除去する。段１においてA5アドレス
ビットが除去されたため、段２内の受信ノードは、ライ
ン602上の経路確立信号の受信と同時にライン603上のA4
アドレスビットを受信する。ライン612内に示されるよ
うに、段６内の奇数及び偶数導線上に情報を受信するノ
ードは、この情報を時間624においてトランクコントロ
ーラ108−１に送くる。トランクコントローラ108−１は
経路確立信号に応答して、確立通知信号を奇数導線上に
返信する。この確立通知信号は次にライン615から621に
よって示されるように、全てのスイッチ段を通じてトラ
ンクコントローラ107−０に返信される。トランクコン
トローラ107−０が段１を介してこの確立通知信号を受
信すると、トランクコントローラ107−０はパケットデ
ータの伝送を開始する。

次に第４図及び第５図との関連で第３図のリンク制御
回路300の動作を説明する。リンク制御回路301から303
も類似の設計を持つ。相違点については以下の説明内で
指摘する。コントローラ421はリンク制御回路300に対す
る制御機能を遂行する。アドレス検出ブロック446は経
路確立状態において動作し、接続されたケーブルの１つ
から受信されるアドレスビットの出現を検出し、そのノ
ードの他のリンク制御回路が現在その特定のリンクにデ
ータを送っていないことを確保する。これに加えて、ア
ドレス検出ブロック446はコントローラ421に待機状態に
入いることを通知するために経路確立状態の終端を検出
する。アドレス検出ブロック446は経路確立信号が受信
されなくなることによって経路確立状態が終了したこと
を決定する。

データ選択ブロック447は選択されたケーブルからリ
ンク制御回路300の出力ケーブル313−０にアドレス情報
を伝送するために使用される。データ選択ブロック447
は経路確立状態においてアドレス情報の最初のビットが
複号された後に動作し、リンク制御回路300がアドレス
情報の残り及び経路確立信号をケーブル313−０に送く
るべきであることを決定する。データ選択ブロック447
は、ビジー状態においても動作し、選択された入力リン
クからの情報データをケーブル313−０に送くる。ただ
し、待機状態においては、データ選択ブロック447は動
作せず、ケーブル313−０上にビットを送くらない。つ
まり、待機状態においては、リンク制御回路300は段６
からケーブル313−０の導線452を介して確立通知信号が
送られてくるのを待つ。

標識検出器436は伝送の終端を示す終端標識の受信に
応答してコントローラ421にアイドル状態に入いるよう
に通知する。確立通知送信ブロック460はコントローラ4
21によって段６から受信される確立通知信号を段４に送
くるために使用される。

前の例と同様に、第６図のライン608として示される
情報がケーブル313−０の導線400（偶数の導線）上に受
信され、第６図のライン608上に示される情報が導線401
（奇数の導線）上に受信されるものと仮定する。さら
に、リンク制御回路300がアイドル状態にあるものと仮
定する。リンク制御回路300は導線400及び401上のこの
情報に時間625の間に反応し、リンク制御回路302は時間
626の間に応答する。この応答時間の差によって、リン
ク制御回路間の競合が回避され、応答の所定の優先度が
与えられる。

アドレス選択ブロック446のゲート408は、他のリンク
制御回路が情報データあるいは経路確立信情報に応答し
ているか決定するために、他の３つのリンク制御回路か
らの信号を監視し、これら回路が現在リンク115−０上
にパケットデータあるいは経路確立情報を受信してない
ことを保証する。この監視はORゲート408によって、ケ
ーブル308を介してラッチ422に類似するラッチからゲー
ト408に送くられるリンク制御回路301、302、及び303の
状態G0ビットに応答して遂行される。ORゲート408の出
力が“0"である場合、これはリンクがノードペアの他の
リンク制御回路にパケットデータあるいは経路確立情報
を送信するために起動されてないことを示す。（第６図
のライン604上のA3によって示される）導線401上のアド
レスビットが“0"であるため、ゲート416の出力は仲裁
回路420に“1"を送くる。リンク制御回路301及び303内
のゲート416に類似するゲートは、アドレスビットA3が
“1"であるときにのみ応答する。仲裁回路420の出力、J
0からJ3は、その入力、K0からK3に以下の式によって定
義されるように応答する。

J0＝K0 J1＝K0 K1 J2＝K0 K1 K2 J3＝K0 K1 K2 K3 仲裁回路420はゲート416からそのK0入力上に受信され
る“1"に応答して、導線461を介してコントローラ421に
送くる。コントローラ421は導線461上の“1"に応答し
て、アイドル状態から経路確立状態に入いり、ラッチ42
2のG0ビット位置を“1"にセットする。G0ビット位置が
セットされると、“1"が導線450を介してゲート423及び
427に送くられ、これらゲートが、出力ケーブル313−０
の導線である導線400及び401上にその後受信される情報
をゲート431、ゲート432、フリップフロップ433及びフ
リップフロップ434並びにゲート435を介して、導線451
及び452に送くるように起動される。これに加えて、ラ
ッチ422内のG0ビットがセットされた事実が、リンク115
−０がリンク制御回路300によって選択されたことを示
するために、リンク制御回路301、302、及び303に通知
される。

データ選択ブロック447によるその後の情報の伝送は
時間627まで継続される。この時点において、アドレス
選択ブロック446のゲートがリンク制御回路300が導線40
0上にもはや経路確立信号を受信してないことを検出
し、この事実を示す“0"信号を導線462を介してコント
ローラ421に送くる。コントローラ421は導線400を介し
ての“0"の受信に応答して、待機状態に入いる。待機状
態に入いると、コントローラ421はリンク制御回路300を
段６から確立通知信号を受信するように条件づける。コ
ントローラ421は導線453にOPENd信号を送くる。すると
導線453はゲート435が導線452上に伝送を行なうことを
抑止し、またフリップフロップ437をリセットする。

時間628において、段６から確立通知信号が受信され
ると、フリップフロップ437がセットし、そのＱ出力は
“1"を導線454を介してコントローラ421に送くる。導線
454上の“1"に応答して、コントローラ41はこの確立通
知信号を段２に送くり、ビジー状態に入いる。コントロ
ーラ421は、この確立通知信号を“1"を導線455を介して
ゲート441から444に送くることによって段４に送くる。
G0出力が“1"であり、この事実が導線450上に送くられ
るため、ゲート441は確立通知パルスを導線401を通じて
段４に送くる。これに加えて、OPENd信号はデータ選択
ブロック447を起動し、ゲート435を起動することによっ
て導線452上にデータを送くる。

リンク制御回路300が、第６図のライン630上に示され
る時間632の前に導線452を介して段６から確立通知を受
信しない場合は、コントローラ421は、ORゲート440及び
ANDゲート439からの信号を、ゲート439による経路信号
の受信時に受信することによってアイドル状態となる。
段６から確立通知が受信されない１つの理由は、経路が
トランクコントローラ108−１に確立される可能性があ
るためである。コントローラ421をORゲート440及びAND
ゲート439を介して、経路信号によってアイドル状態に
入いれることによって、コントローラ421が待機状態に
無期限にとどまらないことが保証される。

ビジー状態においては、コントローラ421はそれぞれ
導線400及び401上に受信されるその後の制御データを導
線451及び452に送くる一方において、終端標識の検出の
ために伝送されるデータを監視する。ビジー信号によっ
て起動される標識検出器436によって終端標識が検出さ
れると、この事実を示す信号がORゲート440を介してコ
ントローラ421に送くられる。コントローラ421は終端標
識を受信すると、アイドル状態に入いる。

段６のノード、例えば、ノード105−０の詳細は、第
４図及び第５図との関連で既に説明した事項と類似す
る。異なることは、ノード105−０内においては、他の
リンク制御回路が同じアドレスビットに応答したか否か
を決定する必要がないため、ゲート408から415を必要と
しないことである。これに加えて、ノード105−０は２
つの入力ケーブルのみを持つ。第４図及び第５図に示さ
れる回路の多くが半分に減少されるため、４つデータ経
路に対して２つのデータ経路のみが存在する。前述の説
明、及び第４図及び第５図に示される図面に基づいて段
６のノード、例えば、105−０を設計することは、当業
者において容易である。

第８図に光アレイ304の詳細が示される。第８図に示
されるスイッチデバイス、例えば、デバイス801は、チ
タニウム拡散ニオブ酸リチウム技術によって製造され
る。この技術を使用してこのデバイスを設計及び製造す
るための方法は、IEEEトランザクション オン サーキ
ット アンド システム（IEEE Transactions on Circu
its and System）、Vol.CAS-26、No.12、1979年12月号
に、R.C.アルファネス（R.C.Alfernss）及びR.V.シュミ
ット（R.V.Schmidt）によって掲載の論文〔交互Δβ技
術を使用する方向性結合器、変調器及びフィルタ（Dire
ctional Coupler Switches,Modulator and Filters Usi
ng Alternating Δβ Techniques）〕；合衆国特許第4,
284,663号及び合衆国特許第4,439,265号において説明さ
れている。リンク制御回路300から303は、それぞれサブ
ケーブル308−０、308−１、308−２及び308−３を介し
てデバイス801から804、806から809、811から814及び81
6から819を動作する。第４図及び第５図と関連しての前
の例において、ケーブル313−０が選択されると、G0信
号がサブケーブル308−０を介して導線461上に送られ、
デバイス801はG0信号に応答して、ファイバ312−０をフ
ァイバ314−０と相互接続する。G1からG3信号が導線47
0,463及び464及び、同様に、制御デバイス802から804を
介して送くられる。第５図のラッチ422がデバイス801か
ら804を正しく起動するようにインタフェース回路を提
供する方法は当業者において明白である。

上に説明の実施態様は単に本発明の原理を解説するた
めのものであり、本発明の精神及び範囲から逸脱するこ
となく他の構成を設計できることは当業者にとって明白
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるスイッチノードを使用するパケッ
ト交換網をブロック図にて示す図； 第２図は第１図に示される交換網にトランクコントロー
ラ107−０によって送くられるアドレス情報を示す図； 第３図は第１図のスイッチノードをブロック図； 第４図及び第５図は第３図のリンク制御回路300の詳細
をブロック図； 第６図は第１図の交換網のタイミングを図解するタイミ
ング図； 第７図は第４図のコントローラ21の状態遷移を定義する
状態図； 第８図は第３図の光アレイの詳細を示す図；そして 第９図は第４図及び第５図の配列を示す図である。 〈主要部分の符号の説明〉 トランクコントローラ……107−０、108−１ 段……120−１〜120−６ システムタイミング発生器……65 スイッチノード……100−０〜105−１

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】交換網の入力ポートと出力ポートの間で情
   報を通信するために使用される複数のスイッチノードか
   ら構成される複数の段を持つ交換網内で使用されるスイ
   ッチノードにおいて、該スイッチノードが、 電気アドレス信号の受信に応答して、順序において次の
   段への電気経路及び光経路を確立するための手段、及び 光経路を介して受信される光データ情報に応答して該デ
   ータ情報を該スイッチノードを介して交換するための手
   段を含むことを特徴とするスイッチノード。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載のスイッチノ
   ードにおいて、さらに 該確立された電気経路上に受信される後続のデータ情報
   を該スイッチノードを通じて伝送するための手段、及び 該電気経路から受信される情報の伝送の終端を示す信号
   の受信に応答して、該確立された電気及び光経路を除去
   するための手段が含まれることを特徴とする方法。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項に記載のスイッチノ
   ードにおいて、該電気及び光経路を確立するための手段
   が 該アドレス信号の受信に応答して、複数のアドレスによ
   って指定される１つの電気経路と複数のアドレスによっ
   て指定される１つの光経路とから該電気経路と該光経路
   とをそれぞれ決定するための手段を含み、これによって
   該交換網を通じての多重経路が実現されることを特徴と
   するスイッチノード。
4. 【請求項４】特許請求の範囲第３項に記載のスイッチノ
   ードにおいて、該経路を確立するための手段がさらに 該アドレス信号を該決定された電気経路に応答して順番
   において次の段のスイッチノードに送るための手段、及
   び 該次の段の該スイッチノードからの確認信号の受信に応
   答して該電気及び光経路を確立するための手段を含むこ
   とを特徴とするスイッチノード。
5. 【請求項５】複数のスイッチノードから構成されるリン
   クによって制御及びデータ情報を各段の間で伝送するた
   めに前後の段に接続される複数の段を含む交換網内にお
   いて使用され、ある段の個々のスイッチノードが前の段
   からのリンクの入力セットからの情報を受信し該情報を
   リンクの出力セットを介して後の段に送る機能を持つス
   イッチノードにおいて、 該リンクの各々が光伝送手段及び電気伝送手段を含み、 該スイッチノードが該リンクの内の入力セットの１つの
   電気伝送手段からの電気アドレス信号の受信に応答して
   該アドレス信号によって指定されるリンクの出力セット
   の１つを選択するための手段を含み、該スイッチノード
   がさらに 該選択手段によって制御され該アドレスによる選択に応
   答してリンクの該入力セットの該１つからリンクの該出
   力セットの選択された１つへの電気経路及び光経路を確
   立するための手段を含むことを特徴とするスイッチノー
   ド。
6. 【請求項６】特許請求の範囲第５項に記載のスイッチノ
   ードにおいて、さらに リンクの該入力セットの該１つの該電気伝送手段上に受
   信されるその後の電気データ情報をリンクの該出力セッ
   トの該選択された１つの電気伝送手段に伝送するための
   手段が含まれることを特徴とするスイッチノード。
7. 【請求項７】特許請求の範囲第５項に記載のスイッチノ
   ードにおいて、 該選択手段がさらにリンクの該出力セットの内のアドレ
   ス信号によって指定されるサブセットからリンクの該出
   力セットの該選択された１つを決定するための手段を持
   ち、これによって該交換網を通じての多重経路が実現さ
   れることを特徴とするスイッチノード。
8. 【請求項８】特許請求の範囲第７項に記載のスイッチノ
   ードにおいて、該電気及び光経路を確立するための手段
   が、 該アドレス信号による選択に応答して経路信号を生成す
   るための手段、及び 該経路信号に応答してリンクの該入力セットの該１つの
   光伝送手段から受信される光情報をリンクの該出力セッ
   トの該選択された１つの光伝送手段に光学的に交換する
   ための手段を含むことを特徴とするスイッチノード。
9. 【請求項９】特許請求の範囲第８項に記載のスイッチノ
   ードにおいて、該光交換手段が、 グループに構成された複数の光交換デバイスを持ち、該
   グループの各々がリンクの該入力セットの個々の光伝送
   手段を該グループの光交換デバイスを通じてリンクの該
   出力セットの任意の光伝送手段に相互接続する能力を持
   ち、 リンクの該入力セットの該１つの該光伝送手段に相互接
   続されたグループの該光交換デバイスの１つが該経路信
   号の受信に応答して該光伝送手段を該出力リンクの該選
   択された１つの該光伝送手段に相互接続することを特徴
   とするスイッチノード。
10. 【請求項１０】特許請求の範囲第８項に記載のスイッチ
    ノードにおいて、該電気及び光経路を確立するための手
    段がさらに、 該アドレス信号を該後の段のリンクの該出力セットの該
    選択された１つの相互接続されたスイッチノードに送る
    ための手段、及び 該後の段内の該出力セットの該選択された１つに相互接
    続された該スイッチノードからの確認信号の受信に応答
    して該電気経路及び該光経路を確立するための手段を含
    むことを特徴とするスイッチノード。
11. 【請求項１１】特許請求の範囲第10項に記載のスイッチ
    ノードにおいて、さらに リンクの該入力セットの該１つの該電気伝送手段上の情
    報の伝送の終端を指定する信号を検出するための手段が
    含まれ、 該電気及び光経路を確立するための手段がさらに、 該信号の終端の検出に応答して該スイッチノードを通じ
    ての電気及び光経路を除去するための手段を含むことを
    特徴とするスイッチノード。
12. 【請求項１２】複数の入力ポートを複数の出力ポートに
    相互接続するために使用され、複数のスイッチノードか
    ら構成される複数の段を持つ交換網において、該個々の
    段が段間で情報を伝送するためにリンクによって相互接
    続され、 該個々のリンクが光伝送手段及び電気伝送手段を含み、 該個々のスイッチノードが前の段からのリンクの１つの
    電気伝送手段からのアドレス信号の受信に応答して該ア
    ドレス信号によって指定される次の段へのリンクの１つ
    を選択するための手段、及び 該選択手段によって制御され該アドレス信号による選択
    に応答して該前の段からの該リンクの該１つと該後の段
    への該リンクの選択された１つとの間に電気経路及び光
    経路を確立するための手段を含むことを特徴とする交換
    網。
13. 【請求項１３】特許請求の範囲第12項に記載の交換網に
    おて、該選択手段が 該次の段からの該スイッチノードに接続されたセットの
    リンクからの該リンクの該選択された１つを決定し、 該交換網を通じて任意の入力ポートから任意の出力ポー
    トへの多重経路が生成される手段を含むことを特徴とす
    る交換網。
14. 【請求項１４】特許請求の範囲第13項に記載の交換網に
    おいて、該電気経路及び光経路を確立するための手段が
    さらに 該アドレス信号を該後の段に向かう該リンクの該選択さ
    れた１つに相互接続された該後の段のスイッチノードに
    送るための手段、及び 該後の段に向かう該リンクの該選択された１つに相互接
    続された該スイッチノードからの確認信号の受信に応答
    して該電気経路及び該光経路を確立するための手段を含
    むことを特徴とする交換網。
15. 【請求項１５】特許請求の範囲第14項に記載の交換網に
    おいて、 該スイッチノードの各々がさらに該前の段からの該リン
    クの該１つの該電気伝送手段を介しての情報の伝送の終
    端を指定する終端信号を検出するための手段を含み、 該電気経路及び光経路を確立するための手段がさらに終
    端信号の検出に応答して該電気経路及び光経路を除去す
    るための手段を含むことを特徴とする交換網。