光時隙交換設備和操作方法

2023-05-02 05:44:56

>延遲光纖時隙12345678422714輸出7246表I在置換的單個可能元件的分配被固定之後，該控制方法開始填充其餘的元件—它們都具有多重可能。然而，為一個元件組選擇這些可能中的一個，會阻塞其他的元件組。因此，該控制方法按照找到非阻塞路徑的策略進行。該控制方法的下一個步驟，是為具有多個元件的各個延遲確定可能的分配的數目。對於組中有n個元件的延遲，有{n×(n＋1)}/2種使信號通過延遲光纖的路由處理可能。要求多個元件的各個時隙的這些可能隨後被依次編號。在置換∏的例子中，時隙3具有採用元件{4，2，1}的延遲7。有6種使時隙3的信號通過元件{4，2，1}的方式，如下所示1.在TS3中的延遲4，隨後是在TS7中的延遲2，隨後是在TS1中的延遲12.在TS3中的延遲4，隨後是在TS7中的延遲1，隨後是在TS8中的延遲23.在TS3中的延遲2，隨後是在TS5中的延遲4，隨後是在TS1中的延遲14.在TS3中的延遲2，隨後是在TS5中的延遲1，隨後是在TS6中的延遲45.在TS3中的延遲1，隨後是在TS4中的延遲4，隨後是在TS8中的延遲26.在TS3中的延遲1，隨後是在TS4中的延遲2，隨後是在TS6中的延遲4在該例中，E3有6種可能，且E1、E5、和E8都有2種可能。可能需要嘗試的可能組合的總數，是各個多元件延遲的可能數目的乘積。對於上述例子，可能的組合為6×2×2×2＝48種組合。該控制方法的分配從選擇第一時隙的第一個可能即{4，2}開始。暫時將該值填入延遲表，即對於時隙1將1置於延遲光纖4，隨後在時隙5將一個1置於延遲光纖2，隨後在時隙7將一個1置於輸出端。該控制方法隨後為第二時隙選擇第一種可能，並嘗試以相同的方式推廣該延遲分配表。如果成功，隨後用於第三時隙的該第一種可能得到選擇，且各個延遲被暫時置於表中。該控制方法嘗試經過所有的時隙，且如果達到最後的時隙且該方法成功地將最後的時隙置於延遲表中，則置換得到路由處理。非常可能的是，在達到最後的時隙之前，對於一個時隙的第一種可能，由於該延遲光纖已經在該時隙中被佔用，而不能進行路由處理。在此情況下，控制方法進行到為該時隙的下一種可能。如果能夠為該時隙的任何可能得到路由處理，則該方法象以前那樣繼續下一個時隙。然而，如果在找到成功的路由處理之前所有的可能都已經被窮盡，該控制方法回到前一時隙並使可能編號加一。藉助在前一時隙中的新的可能，該控制方法開始在當前時隙中的第一種可能。該控制方法繼續進行，且由於該結構對於4×4OTSI是非阻塞的，所以存在有至少一組能夠給出有效路由處理的可能。繼續看置換∏的這個例子，選擇TS1的第一種可能{4，2}。嘗試TS3的第一種可能{4，2，1}，但延遲2在時隙7中已經被佔用，如表I所示，所以該可能不行。嘗試第二種可能{4，1，2}並發現它是能夠進行路由處理的。隨後，嘗試TS5的第一種可能{2，1}，但延遲1在時隙7中已經被佔用。嘗試第二種可能{1，2}並發現它是能夠進行路由處理的。最後，嘗試TS8的第一種可能{2，1}。然而在時隙8中延遲2已經被佔用。因此，嘗試TS8的第二種可能{1，2}並發現它是能夠進行路由處理的。將表II中的這些非阻塞路由處理結果填入表I；表II是用於置換∏的有效非阻塞延遲分配。表II在此例子中，各個時隙的可能中的一個總是能夠進行路由處理的，因而控制器42不用回到前一時隙。根據所選擇的總體置換，控制器42可能需要頻繁地返回。上述的控制方法容易藉助電腦程式而實施。能夠以C或其他語言寫出實施上述控制方法的電腦程式。這種程序已經被用來證實，對於4×4OTSI、8×8OTSI和16×16OTSI的所有可能的置換，都能夠通過採用本發明的控制方法而得到路由處理。16×16OTSI的可能輸出置換的數目是16的階乘(16！)，即20,922,789,888,000種置換。對16×16PFBOTSI的全部路由處理的證實，是由在一個先進的工作站上進行的4個星期的連續運行獲得的。參見圖4，它描述了本發明的第二實施例。該第二實施例具有與圖3所示的PFBOTSI32相同的控制方法。由於PFBOTSI100隻要求理論上最小數目的光纖1100—110n-2，該PFB結構使其自身能夠方便加上光放大器1120—112n-2，諸如鉺摻雜光纖放大器。在該系統中所需的光放大器的數目較少(log2N)，使得該系統就時隙而言能夠非常大。光放大器1120—112n-2的加上，使得最差情況插入損耗要求降低到只需要通過交換器基底一次再加上N/2時隙的最差情況光纖延遲。但更重要的是，光放大器的加入完全消除了PFB結構中的不同衰減問題，因而產生其中重新排列的時隙信號都具有相同的強度的輸出數據幀。而且，光放大器可以被加到任何OTSI結構中，該PFBOTSI特別適用於它們的用途，因為只需要數目很少的放大器來實現多路的交換器。因此，現在可以理解的是，公布了一種平行反饋光時隙交換器，它採用了非常少量的光纖並具有良好的衰減和信/噪比特性。雖然結合本發明的最佳實施例而對其進行了具體的描述和顯示，但不難理解的是對於本領域的人員來說從這種描述和顯示可以作出在形式、細節和應用上的各種改變。例如，這種結構可以放大到大於16×16的開關。雖然對大於16×16的修正的證明還沒有作出，但本發明已經明確給出了證明採用大於16×16的交換器的PFBOTSI的方法。因此，所附的權利要求書包括了不脫離本發明的真正精神和範圍的所有這些形式、細節和應用上的改變。權利要求1.一種用於交換多個時隙中的至少一個數據時隙的OTSI，包括一個n×n光交換器，其中n是一個大於2的整數；與該n×n光交換器的n個輸入端中的第一個相連的輸入光纖；與該n×n光交換器的n個輸出端中的第一個相連的輸出光纖；多至n－1條的多條延遲光纖，這些光纖中的每一條都具有與n×n光交換器的其餘n－1個輸出端中的一個輸出端相連的一端和與該光交換器的其餘的n－1個輸入端中的相應輸入端相連的第二端；以及用於控制所述光交換器以使給定的時隙受到從所述第一輸入端通過該延遲光纖中的至少一條而到達所述第一輸出端的路由處理的裝置。2.根據權利要求1的OTSI，其中所述控制裝置提供了對數據幀的所有數據時隙的路由處理。3.根據權利要求1的OTSI，其中所述控制裝置提供了對數據幀的所有數據時隙的非阻塞路由處理。4.根據權利要求1的OTSI，其中所述n×n光交換器是縱橫交換器。5.根據權利要求1的OTSI，進一步包括多個光放大器，各個所述光放大器與所述延遲光纖中的相應光纖相連。6.根據權利要求5的OTSI，其中n為8。7.根據權利要求5的OTSI，其中n為16。8.根據權利要求1的OTSI，其中n為8。9.根據權利要求1的OTSI，其中n為16。10.根據權利要求1的OTSI，其中至一個數據幀有N個時隙，其中N是2的n－1次冪。11.根據權利要求10的OTSI，其中各個延遲光纖是N個時隙的一個的時間周期的整數倍。12.根據權利要求10的OTSI，其中各個延遲光纖是2的冪乘以N個時隙中的一個的時間周期，該2的冪分別從2的零次冪至2的n－2次冪。13.用於對幀的每一個時隙進行通過一個n×n並聯反饋OTSI的路由處理的方法，該OTSI的n個輸出端中的n－1個通過相應的延遲光纖而連回到n個輸入端中的n－1個且這些時隙中的至少兩個受到了置換，該方法包括以下步驟對於各個輸入時隙，分別通過從各個時隙的最後位置減去各個時隙的開始位置ModN，來確定對各個輸入時隙的延遲；將各個相應的延遲分成提供相應的延遲所需的光纖延遲元件組；在給定的時隙上將各個元件對各個信號的延遲分配給各個信號，以使兩個信號不能在相同的時隙進入相同的延遲光纖。14.根據權利要求13的方法，其中所述分配包括製成列出所有log2N條延遲光纖和對於N個時隙中的每一個的輸出光纖的延遲分配表，該表列出了在沒有兩個信號能夠在相同的時隙進入相同的延遲光纖以防止阻塞的限制條件下哪一個信號在哪一個時隙進入了哪一條延遲光纖；將在所要求的時間單個的光纖延遲所能夠遇到的各個信號列入所述表中；確定藉助多個元件的各個延遲通過光纖延遲的可能分配的數目；為第一時隙選擇一個第一種可能並暫時將該值填入延遲表；為第二時隙選擇一個第一種可能，並通過暫時將該第二值填入延遲表而嘗試滿足其延遲要求；為第三時隙選擇一個第一種可能並暫時將各個延遲置於延遲表中；以及進行對隨後各個時隙的處理，且如果最後的時隙被成功地填入延遲表中，就將該暫時選擇確定為用於該置換的路由處理的最終選擇。15.根據權利要求14的方法，進一步包括以下步驟如果在最後的時隙得到成功路由處理之前，用於一個時隙的第一種可能由於在該時隙中延遲光纖已經被佔用而不能得到路由處理，則選擇用於該時隙的下一種可能；如果對於該時隙的任何可能能夠得到路由處理，就暫時選擇該路由處理並將其填入到延遲表中；進行對隨後的每一個時隙的處理，且如果最後的時隙被成功地填入延遲表，則將該暫時選擇作為用於該置換的路由處理的最終選擇。16.根據權利要求15的方法，進一步包括以下步驟如果在能夠找到成功的路由處理之前所有的可能都已經被窮盡，則回到前一個時隙並暫時選擇其下一種可能；在前一個時隙中暫時選擇的該下一種可能的情況下，選擇當前時隙的第一種可能；如果用於該時隙的任何可能能夠得到路由處理，就暫時選擇該路由處理並將其填入延遲表；進行對各個隨後的時隙的處理，且如果最後的時隙被成功填入延遲表，就將該暫時選擇作為用於該置換的路由處理的最終選擇。全文摘要一種光時隙交換(OTSI)設備，它具有較低的光纖要求和良好的衰減和信/噪比特性。該OTSI採用了並聯反饋(PFB)來提供延遲。該PFBOTSI能夠用n×n光縱橫交換器實施。如果還包括了採用本發明的控制方法的控制器，則該PFBOTSI對於16×16縱橫交換器實施來說是有條件即可重新排列非阻塞的。文檔編號H04J14/08GK1114805SQ9510358公開日1996年1月10日申請日期1995年3月24日優先權日1994年3月31日發明者羅納德·安東尼·斯潘克申請人:美國電報電話公司