DE69127423T2

DE69127423T2 - Selbstleitweglenkendes Netzwerk mit optischer Gattermatrix

Info

Publication number: DE69127423T2
Application number: DE69127423T
Authority: DE
Inventors: Nishio Makoto; Suzuki Shuji
Original assignee: NEC Corp; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1990-11-14
Filing date: 1991-11-14
Publication date: 1998-02-19
Anticipated expiration: 2011-11-15
Also published as: DE69127423D1; CA2055546A1; EP0486023A2; EP0486023B1; US5341234A; CA2055546C; EP0486023A3

Description

Die Erfindung betrifft allgemein selbstleitweglenkende optische Netzwerke zur Leitweglenkung von optischen Paketen entsprechend den im Kopf der Pakete enthaltenen Informationen.
In einem bekannten selbstleitweglenkenden optischen Netzwerk, wie in "Springer Series in Electronics and Photonics" 25 193-195 beschrieben, wird ein optisches Paket einem Verteiler zugeführt, in dem es in zwei Kopien des Eingangssignals aufgespalten wird, von denen eine an einen optischen Schalter mit zwei Ausgangsanschlüssen, die andere an einen optischen Korrelator angelegt wird. Der optische Korrelator erzeugt ein optisches Ausgangssignal, wenn der Kopf des Eingangspakets eine vorgegebene Bitfolge enthält. Das Ausgangssignal des Korrelators wird in ein elektrisches Signal umgewandelt, verstärkt und an die Steuerelektrode des optischen Schalters angelegt, um das einfallende Licht zu einen seiner Ausgangsanschlüsse zu lenken.
Ein schwerwiegender Nachteil des bekannten Systems ist jedoch die Komplexität seiner Schaltungen, und praktische Ausführungen würden eine ungeheure Menge optischer, elektrooptischer und elektronischer Bauelemente erfordern.
Im JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY LT-3: 2 (April 1985, New York, USA) 230-235; A. HIMENO u. a.: "4x4 Optical-Gate Switch" (Optischer 4x4-Gatterschalter), wird eine optische Gattermatrix offenbart, die dem im Oberbegriff von Anspruch 1 beschriebenen Netzwerk ähnlich ist. Die US-A-3 141 067 offenbart einen automatischen elektronischen Kommunikationsschalter mit in einer Matrix angeordneten Gattern und einer Gattersteuereinrichtung zur Steuerung der Gatter jedes Satzes während aufeinanderfolgender Intervalle.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein selbstleitweglenkendes optisches Netzwerk zu schaffen, das eine Ausführung mit einer kleineren Anzahl von Bauelementen gestattet.
Diese und weitere Aufgaben werden mit den im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 definierten Merkmalen gelöst.
Nach einer ersten Ausführungsform liefert die Gattersteuereinrichtung stufenweise verschobene elektrische Gattersteuersignale an die jeweiligen optischen Gatter jedes Satzes, so daß eines der optischen Gatter eines gegebenen Satzes nur dann ein dort einfallendes optisches Signal durchläßt, wenn das daran angelegte elektrische Gattersteuersignal das früheste von den elektrischen Gattersteuersignalen ist, die nacheinander an die optischen Gatter des gegebenen Satzes angelegt werden.
Nach einer zweiten Ausführungsform werden die optischen Gatter jedes Satzes gemeinsam einem einzigen Zeitintervall zugeordnet, und die den optischen Gattern jedes Satzes zugeführten optischen Signale werden während des einzigen Zeitintervalls stufenweise verschoben. Die Gattersteuereinrichtung veranlaßt, daß eines der optischen Gatter jedes Satzes nur dann ein dort einfallendes optisches Signal durchläßt, wenn das einfallende optische Signal das früheste von den optischen Signalen ist, die in die optischen Gatter des Satzes einfallen.
Nach einer dritten, speziellen Ausführungsform liefert die Gattersteuereinrichtung elektrische Gattersteuersignale mit verschiedenen Amplituden jeweils gleichzeitig an die optischen Gatter jedes Satzes, so daß eines der optischen Gatter jedes Satzes nur dann ein dort einfallendes optisches Signal durchläßt, wenn die Amplitude des daran anliegenden elektrischen Gattersteuersignals die höchste Amplitude der an den optischen Gattern des gegebenen Satzes anliegenden Signale ist.
Nach einer vierten Ausführungsform liefert die Gattersteuereinrichtung elektrische Gattersteuersignale mit verschiedenen Amplituden jeweils gleichzeitig an die optischen Gatter jedes Satzes, so daß eines der optischen Gatter eines gegebenen Satzes nur dann ein dort einfallendes optisches Si gnal durchläßt, wenn die Lichtintensität des einfallenden optischen Signals die höchste Intensität der optischen Signale ist, die an den optischen Gattern des gegebenen Satzes einfallen.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden die optischen Signale jeweils auf Trägern mit mehreren Wellenlängen übertragen, und jedes der optischen Gatter ist selektiv für ein optisches Signal mit einer der Wellenlängen durchlässig.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild des selbstleitweglenkenden optischen Netzwerks nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 ein mit dem ersten Ausführungsbeispiel verbundenes Zeitdiagramm;
Fig. 3 ein Blockschaltbild einer modifizierten Form des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei Fig. 3a eine Seitenansicht jedes optischen Gatters dargestellt;
Fig. 4 ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 ein mit Fig. 4 verbundenes Zeitdiagramm;
Fig. 6 ein Blockschaltbild einer modifizierten Form des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
Fig. 7 ein mit Fig. 6 verbundenes Zeitdiagramm;
Fig. 8 ein Blockschaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 ein mit Fig. 8 verbundenes Zeitdiagramm;
Fig. 10 ein Blockschaltbild einer modifizierten Form des dritten Ausführungsbeispiels;
Fig. 11 ein mit Fig. 10 verbundenes Zeitdiagramm;
Fig. 12 ein Blockschaltbild eines vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
Fig. 13 ein mit Fig. 12 verbundenes Zeitdiagramm;
Fig. 14 ein Blockschaltbild einer modifizierten Form des vierten Ausführungsbeispiels;
Fig. 15 ein mit Fig. 14 verbundenes Zeitdiagramm;
Fig. 16 ein Blockschaltbild eines fünften Ausführungsbeispiels der Erfindung;
Fig. 17 ein mit Fig. 16 verbundenes Zeitdiagramm;
Fig. 18 ein Blockschaltbild einer modifizierten Form des fünften Ausführungsbeispiels;
Fig. 19 ein mit Fig. 18 verbundenes Zeitdiagramm;
Fig. 20 ein Blockschaltbild eines sechsten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, wobei Fig. 20A Details der optischen Gatter von Fig. 20 darstellt;
Fig. 21 ein mit Fig. 20 verbundenes Zeitdiagramm;
Fig. 22 ein Blockschaltbild einer Modifikation des sechsten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 23A und 23B zeigen mit Fig. 2&sub2; verbundene Zeitdiagramme.
In Fig. 1 ist ein selbstleitweglenkendes optisches Netzwerk nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Zu Offenbarungszwecken ist das selbstleitweglenkende Netzwerk in der Konfiguration eines 3 x 4-Schalters dargestellt. Das Netzwerk weist drei Eingangsanschlüsse 2&sub1;, 2&sub2; und 2&sub3;, drei mit den entsprechenden Eingangsanschlüssen gekoppelte optische Verteiler 3&sub1;, 3&sub2;, 3&sub3; zum Aufspalten eines entsprechenden optischen Eingangssignals in vier Kopien des optischen Eingangssignals auf. Eine 3 x 4-Matrix von optischen Gattern 4&sub1;&sub1;-4&sub3;&sub4; ist vorgesehen, wobei die Gatter horizontal in drei Gruppen von je vier Gattern 4i&sub1;, 4i&sub2;, 4i&sub3; und 4i&sub4; (mit i = 1, 2 und 3) und vertikal in vier Sätzen von je drei Gattern 4&sub1;j, 4&sub2;j und 4&sub3;j (mit j = 1, 2, 3 und 4) angeordnet sind. Verschiedene Gruppen optischer Gatter sind jeweils mit optischen Verteilern 3&sub1;, 3&sub2;, 3&sub3; verbunden, und verschiedene Sätze der optischen Gatter sind jeweils mit optischen Kombinatoren 5&sub1;, 5&sub2;, 5&sub3; und 5&sub4; verbunden, von denen jeder ein kombiniertes bzw. gemischtes Signal aus den entsprechenden optischen Eingangssignalen bereitstellt. Die Ausgänge der Kombinatoren 5&sub1;, 5&sub2;, 5&sub3; bzw. 5&sub4; sind mit den Ausgangsanschlüssen 6&sub1;, 6&sub2;, 6&sub3; bzw. 6&sub4; des Netzwerks gekoppelt. Alle optischen Gatter werden durch elektrische Impulse angesteuert, die von einer Gattersteuereinrichtung 10 zugeführt werden. Die Ansteuerimpulse weisen eine bestimmte Zeitablauf- und Amplitudenstruktur auf, die auf eine später aus führlich zu beschreibende Weise festgelegt wird.
Von Teilnehmerstationen werden elektrische Signale in Form von Paketen auf Anschlußleitungen L&sub1;, L&sub2; bzw. L&sub3; zu Leitungsschnittstellenschaltungen 1&sub1;, 1&sub2; bzw. 1&sub3; übertragen. Die Gesamtsteuerung des Netzwerks erfolgt durch eine Leitwegsteuereinrichtung 1&sub1;, die mit den Leitungsschnittstellenschaltungen 1&sub1;, 1&sub2;, 1&sub3; gekoppelt ist. Jedes Paket von Teilnehmerstationen enthält einen Kopf, gefolgt von einer Datenbitfolge. Die Leitwegsteuereinrichtung 1&sub1; liest die Kopfinformation jedes Eingangspakets, ordnet eine oder mehrere Impulspositionen oder Zeitschlitze im Kopf dieses Pakets mit Hilfe der Amplituden- und Zeitinformation von der Gattersteuereinrichtung 10 zu und weist die zugehörige Schnittstellenschaltung an, einen oder mehrere Kopfimpulse in die zugeordneten Zeitschlitze dieses Pakets einzufügen, um es zu einem gewünschten Ausgangsanschluß zu lenken. Wie weiter unten beschrieben, wird die Zuordnung von Zeitschlitzen in bezug auf die Zeitablauf- und Amplitudenstrukturen der Ansteuerimpulse festgelegt, die von der Gattersteuereinrichtung 10 erzeugt werden.
Jede der Leitungsschnittstellenschaltungen 1&sub1;, 1&sub2;, 1&sub3; weist einen elektrooptischen Wandler auf. Nach dem Einfügen der Kopfimpulse werden die Eingangspakete in optische Signale umgewandelt, um die Eingangssignale für das Netzwerk zu bilden, und über Eingangsanschlüsse 2&sub1;, 2&sub2; bzw. 2&sub3; optischen Verteilern 3&sub1;, 3&sub2; bzw. 3&sub3; zugeführt.
Gemäß der Beschreibung in der US-A-5 153 758 und in einem Vortrag von I. Ogura u. a. mit dem Titel "A novel optical self-routing switch with a wavelength filtering function using a vertical to surface transmission electro-photonic device" (Neuartiger selbstleitweglenkender optischer Schalter mit Wellenlängenfilterfunktion unter Verwendung eines elektrooptischen Bauelements mit zur Oberfläche senkrechter Übertragung) (22th International Conference On Solid-State Devices and Materials, 1990) ist jedes der optischen Gatter 4 ein gattergesteuertes Halbleiterbauelement mit Heteroübergang, das aktiviert wird, wenn eine dort einfallende optische Energie mit einem kurzdauernden H-Triggerpotential am Gatter zeitlich zusammenfällt, und durch eine anschließende L-Vorspannung von langer Dauer aktiviert bleibt. Während dieses aktivierten Zustands wird die einfallende optische Energie von dem Bauelement durchgelassen.
Wie in Fig. 2 dargestellt, erzeugt die Gattersteuereinrichtung 10 Steuerspannungsimpulse C1, C2, C3 und C4, jeweils mit einer H-Triggerspannung VH mit der Dauer T, die irgendwo zwischen den Zeitpunkten T&sub1; und T&sub5; auftritt, und einer anschließenden L-Vorspannung VL, die bis zum Zeitpunkt t&sub8; existiert. Die Steuerimpulse C1, C2, C3 bzw. C4 werden an die Leiter 7&sub1;, 7&sub2;, 7&sub3; bzw. 7&sub4; angelegt, die zu den optischen Gattern 4i&sub1;, 4i&sub2;, 4i&sub3; bzw. 4i&sub4; führen, mit i = 1, 2 und 3, wie in Fig. 1 dargestellt. Es wird angenommen, daß die optischen Eingangspakete P1, P2 bzw. P3 an den Eingangsanschlüssen 2&sub1;, 2&sub2; bzw. 2&sub3; ankommen. Wenn die Ziele der Pakete P1, P2 bzw. P3 so gewählt sind, daß sie zu den Ausgangsanschlüssen 6&sub1;, 6&sub2; bzw. 6&sub3; zu lenken sind, dann werden von den Schnittstellenschaltungen 1&sub1;, 1&sub2; bzw. 1&sub3; Kopfimpulse P1a, P2a bzw. P3a in Zeitschlitze (oder Kopfschlitze) t&sub1;-t&sub2;, t&sub2;-t&sub3; bzw. t&sub3;-t&sub4; der optischen Pakete P1, P2 bzw. P3 eingefügt. Auf diese Weise fallen die Kopfimpulse P1a, P2a bzw. P3a mit den Triggerspannungen VH von Steuerimpulsen C1, C2 bzw. C3 zusammen. Zu beachten ist, daß die Datenbits jedes optischen Pakets das gleiche Intervall zwischen den Zeitpunkten t&sub6; und t&sub7; belegen.
Als Reaktion auf das Zusammenfallen der Triggerspannung VH des Impulses C1 mit dem Kopfimpuls P1a geht das optische Gatter 4&sub1;&sub1; in einen aktivierten Zustand über und hält diesen Zustand unter dem Einfluß der anschließenden Vorspannung VL. Folglich wird das optische Paket P1 von dem Gatter 4&sub1;&sub1; zum optischen Kombinator 5&sub1; durchgelassen und erscheint am Ausgangsanschluß 6&sub1;. Ebenso bewirkt das Zusammenfallen der Triggerspannung VH des Impulses C2 mit dem Kopfimpuls P2a, daß das optische Gatter 4&sub2;&sub2; aktiviert wird, wodurch das optische Paket P2 zum Ausgangsanschluß 6&sub2; gelenkt werden kann, und das Zusammenfallen der Triggerspannung VH des Impulses C3 mit dem Kopfimpuls P3a bewirkt, daß das optische Gatter 4&sub3;&sub3; aktiviert wird, wodurch das Paket P3 zum Ausgangsanschluß 6&sub3; gelenkt werden kann. Man erkennt, daß, wenn irgendeines dieser Pakete für den Ausgangsanschluß 6&sub4; bestimmt ist, ein Kopfimpuls in den Zeitschlitz t&sub4;-t&sub5; des Pakets eingefügt wird. Auf diese Weise kann ein optisches Eingangssignal für irgendeinen der Verteiler 3&sub1;, 3&sub2;, 3&sub3; durch das Netzwerk zu irgendeinem der Ausgangsanschlüsse 6&sub1;, 6&sub2;, 6&sub3; und 6&sub4; gelenkt werden, indem die Position der Kopfimpulse gesteuert wird.
Eine flexible Anordnung des selbstleitweglenkenden Netzwerks kann durch eine in Fig. 3 dargestellte, modifizierte Form der Erfindung ausgeführt werden. In dieser Modifikation sind zwischen den optischen Verteilern 3&sub1;, 3&sub2;, 3&sub3; und der optischen Gattermatrix halbdurchlässige Spiegel 30 angeordnet, und an den Ausgängen der Verteiler 3&sub1;, 3&sub2; und 3&sub3; ist eine Matrix von optischen Linsen 3&sub1; angeordnet, um die aus den Ver teilern austretenden Lichtstrahlen durch die halbdurchlässigen Spiegel zu den zugeordneten optischen Gattern zu lenken. An den Eintrittsenden der Kombinatoren 5&sub1;, 5&sub2;, 5&sub3; und 5&sub4; sind optische Linsen 3&sub2; angeordnet, um in die Kombinatoren einfallende Lichtstrahlen zu fokussieren. Jedes optische Gatter 4ij ist an einem von den zugehörigen optischen Verteilern entfernten Ende des Bauelements mit einem Reflexionsspiegel 3&sub3; ausgestattet, wie in Fig. 3a dargestellt. Wenn das jeweilige optische Gatter aktiviert ist, wird das dort einfallende Licht von der Wand 3&sub3; auf den halbdurchlässigen Spiegel reflektiert, von dem es durchgelassen wurde und an dem seine Bahn rechtwinklig zu einer entsprechenden von den Linsen 3&sub2; abbiegt.
Wegen möglicher Taktungenauigkeiten können während der Periode der gleichen Triggerspannung zwei oder mehrere Kopfimpulse auftreten. In solchen Situationen tritt eine Kollision an den Eingängen eines optischen Kombinators auf, für den die Pakete bestimmt sind. In den folgenden Ausführungsbeispielen wird dieses Datenkollisionsproblem gelöst.
In Fig. 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 durch den Einbau einer in Serie geschalteten Widerstandsverzögerungsschaltung in jeder der Gattersteuerleitungen 7j (mit j = 1, 2, 3 und 4) unterscheidet, die von der Gattersteuereinrichtung 10a zu den optischen Gattern 4ij führen. Jede Steuerleitung 7j schließt einen Widerstand 8j und Verzögerungselemente 9&sub1;j und 9&sub2;j ein, wobei die Verbindungsstelle der Schaltung zwischen dem Widerstand 8j und dem Verzögerungselement 9&sub2;j mit dem optischen Gatter 4&sub3;j und die Verbindungsstelle zwischen den Verzögerungselementen 9&sub2;j und 9&sub1;j mit dem optischen Gatter 4&sub2;j verbunden ist. In Intervallen T, die gleich der Dauer des Kopfimpulses sind, werden nacheinander Gattersteuerimpulse C erzeugt und durch die Verzögerungselemente 9&sub3;j und 9&sub1;j so verzögert, daß sie stufenweise verzögerte Steuerimpulse Cij erzeugen.
Wie in Fig. 5 dargestellt, fügt jedes der Verzögerungselemente 9 eine Verzögerungszeit ein, die gleich einem Drittel der Dauer T des Kopfimpulses ist, und die Dauer der Triggerspannung jedes Steuerimpulses ist gleich der Verzögerungszeit T/3. Auf diese Weise werden die optischen Gatter 4&sub3;j, 4&sub2;j bzw. 4&sub1;j mit stufenweise verschobenen Steuerimpulsen C&sub3;j, C&sub2;j bzw. C&sub1;j gespeist. Daher weist jedes optische Gatter des Netzwerks von Fig. 4 einen eindeutigen Triggerzeitpunkt auf, und der Kopfimpuls jedes Pakets fällt nacheinander mit der Triggerspannung einer Folge von drei Steuerimpulsen zusammen.
Wegen der Bereitstellung des Widerstands 8. in jeder Spalte "j" der Gattermatrix führt die Aktivierung eines der optischen Gatter einer gegebenen Spalte zum Auftreten eines Spannungsabfalls an dem Widerstand. Im Ergebnis werden, wenn eines der Gatter einer gegebenen Spalte aktiviert ist, die Spannungen, die an den anderen Gattern der Spalte hinter dem aktivierten Gatter anliegen, selbst dann nicht aktiviert, wenn ihre Triggerspannungen mit einem Kopfimpuls zusammenfallen.
Angenommen, an den Eingangsanschlüssen 2&sub1; und 2&sub2; sind Pakete P1 und P2 für den Ausgangsanschluß 6&sub1; bestimmt, und das Paket P3 ist für den Ausgangsanschluß 6&sub2; bestimmt. Damit die Pakete P1 und P2 den Ausgangsanschluß 6&sub1; erreichen können und das Paket P3 den Anschluß 6&sub2; erreichen kann, ist es notwendig, daß die Kopfimpulse P1a bzw. P2a mit den Steuerimpulsen C&sub1;&sub1; bzw. C&sub2;&sub1; zusammenfallen und daß der Kopfimpuls P3a mit dem Steuerimpuls C&sub3;&sub2; zusammenfällt, wie aus Fig. 4 erkennbar. Daher werden die Kopfimpulse P1a und P2a in das gleiche Intervall t&sub1;-t&sub4; eingefügt, und der Kopfimpuls P3a wird in ein Intervall t&sub4;-t&sub7; eingefügt, wie in Fig. 5 dargestellt. Wenn die ser Zustand auftritt, dann tritt im Gatter 4&sub2;&sub1; ein Zusammenfallen zwischen dem Kopfimpuls P2a und der Triggerspannung des Impulses C&sub2;&sub1; früher auf als ein Zusammenfallen zwischen dem Kopfimpuls P2a und der Triggerspannung des Impulses C&sub1;&sub1; im Gatter 4&sub1;&sub1;, wodurch unmittelbar nach der Aktivierung des Gatters 4&sub2;&sub1; ein Spannungsabfall am Widerstand 81 erzeugt wird. Wegen des Spannungsabfalls ist die Spannung am Gatter 4&sub1;&sub1; zu niedrig für die Aktivierung des Gatters, während das Gatter 4&sub2;&sub1; im aktivierten Zustand bleibt. Das Paket P2 wird daher vom Gatter 4&sub2;&sub1; zum Ausgangsanschluß 6&sub1; durchgelassen, während der Durchgang des Pakets P1 durch das Gatter 4&sub1;&sub1; verhindert wird. Andererseits fällt der Kopfimpuls P3a mit der Triggerspannung des Impulses C&sub3;&sub2; zusammen, was dem Gatter 4&sub3;&sub2; ermöglicht, das Paket P3 zum Ausgangsanschluß 6&sub2; zu übertragen. Obwohl dies nicht in der Zeichnung dargestellt ist, werden im Netzwerk bestimmte Vorkehrungen getroffen, um die Tatsache, daß das Paket P1 infolge einer Konkurrenz verstümmelt ist, dem Ursprungsteilnehmer bzw. Absender für eine Neuübertragung einer Kopie des Pakets mitzuteilen. Es ist erkennbar, daß zur Vermeidung einer Kollision zwischen den Paketen P1, P2 und P3 der Kopfimpuls jedes Pakets in einem von vier diskreten Zeitintervallen t1-t4, t&sub4;-t&sub7;, t&sub7;-t&sub1;&sub0; und t&sub1;&sub0;-t&sub1;&sub3; vorhanden sein muß.
Ein nochmaliger kurzer Blick auf Fig. 2 zeigt, daß im Falle einer leichten Verzögerung der Triggerspannung des Steuerimpulses C&sub1; gegenüber ihrer korrekten Position die aufeinanderfolgenden Kopfimpulse P1a und P2a nacheinander mit der Triggerspannung zusammenfallen würden. Dies würde zu einer Kollision zwischen den Paketen P1 und P2 an den optischen Gattern 4&sub1;&sub1; und 4&sub2;&sub1; führen. Eine solche Kollision wird durch ein in Fig. 6 dargestelltes Ausführungsbeispiel vermieden. Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 wird durch Modifikation des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 4 realisiert, wobei alle Verzögerungselemente von Fig. 4 aus der Gattermatrix entfernt und die Spannungsabfall-Widerstände direkt mit den zugehörigen optischen Gattern verbunden werden. Wie in Fig. 7 dargestellt, unterscheidet sich dieses Ausführungsbeispiel von dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 darin, daß die Triggerspannung jedes Steuerimpulses Cj eine Dauer T hat und der gleiche Steuerimpuls an die Gatter der gleichen Spalte angelegt wird, und daß die Dauer des Kopfimpulses jedes optischen Pakets gleich einem Drittel der Dauer T ist. Die Steuerimpulse C&sub1;, C&sub2;, C&sub3; und C&sub4; werden nacheinander in T-Intervallen erzeugt.
Angenommen, der Steuerimpuls C&sub1; wird so verzögert, daß sein auslösender Hochspannungsteil nacheinander mit den Köpfen P1a und P2a zusammenfällt (Fig. 2). Aufgrund der Tatsache, daß das frühere Auftreten des Kopfimpulses P1a einen Spannungsabfall am Widerstand 8&sub1; erzeugt, wird jedoch die Spannung am Gatter 4&sub2;&sub1; auf einen Pegel erniedrigt, der nicht ausreicht, um das Gatter als Reaktion auf den Kopfimpuls P2a zu aktivieren. Daher wird das Paket P1 vom Gatter 4&sub1;&sub1; durchgelassen, während das Paket P2 am Gatter 4&sub2;&sub1; blockiert wird. Es wird angenommen, daß dem Kopfimpuls P3a eine Position zugewiesen wird, die mit der Triggerspannung des Steuerimpulses C&sub2; zusammenfällt. Folglich wird das Gatter 4&sub3;&sub2; aktiviert, wodurch das Paket P3 zum Kombinator 5&sub2; gelenkt werden kann.
In Fig. 8 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 durch die Einbeziehung einer vierten Gruppe von optischen Gattern 4&sub1;&sub5;-4&sub1;&sub8;, einer vierten Gruppe von optischen Gattern 4&sub2;&sub5;- 4&sub2;&sub8; und einer sechsten Gruppe von optischen Gattern 4&sub3;&sub5;-4&sub3;&sub8;, wobei die optischen Gatter der vierten, fünften bzw. sechsten Gruppe mit den Ausgängen der optischen Gatter der ersten, zweiten bzw. dritten Gruppe verbunden sind. Die Steuereinrichtung 10c steuert die optischen Gatter der vierten, fünften und sechsten Gruppe über die Steuerleitungen 7&sub5;-7&sub8; an (= 7j+4, mit j = 1, 2, 3 und 4), die zu den optischen Gattern 4&sub1;&sub5;-4&sub1;&sub8; führen. Jede der Steuerleitungen 7j+4 schließt in Serie geschaltete Widerstände 10&sub1;j, 10&sub2;j und 10&sub3;j ein, wobei die Verbindungsstelle zwischen den Widerständen 10&sub1;j und 10&sub2;j mit den optischen Gattern 4&sub2;(j+4) und die Verbindungsstelle zwischen den Widerständen 10&sub2;j und 10&sub3;j mit den optischen Gattern 4&sub3;(j+4) verbunden ist. Die Ausgänge der optischen Gatter 4i(j+4) sind mit den i-ten Eingängen der Kombinatoren 5 verbunden.
Von der Steuereinrichtung loc werden während eines ersten Intervalls zwischen den Zeitpunkten t&sub1; und t&sub1;&sub3; nacheinander Steuerimpulse C&sub1;a, C&sub2;a, C&sub3;a bzw C&sub4;a jeweils an Leitungen 7&sub1;-7&sub4; und während eines zweiten Intervalls zwischen den Zeitpunkten t&sub1;&sub3; und t&sub2;&sub5; nacheinander zusätzliche Steuerimpulse an die Leitungen 7&sub5;-7&sub8; angelegt. Diese zusätzlichen Impulse werden durch Wellenformen C&sub1;b, C&sub2;b, C&sub3;b und C&sub4;b in Fig. 9 nach dem Auftreten eines Spannungsabfalls an den Widerständen 10&sub3;&sub1;, 10&sub3;&sub2;, 10&sub3;&sub3; und 10&sub3;&sub4; angezeigt. Die Triggerspannung jedes dieser Steuerimpulse hat eine Dauer T, und der Kopfimpuls jedes Pakets hat ein Drittel der Dauer T, wie in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7. Die Triggerspannung der Impulse C&sub1;b, C&sub2;b, C&sub3;b und C&sub4;b auf den Steuerleitungen 7&sub5;-7&sub8; hat nach dem Auftreten des Spannungsabfalls an den Widerständen 10&sub3;&sub1;, 10&sub3;&sub2;, 10&sub3;&sub3; und 10&sub3;&sub4; einen Spannungspegel V&sub1;. Wenn eines der mit der gleichen Steuerleitung verbundenen optischen Gatter aktiviert wird, dann fällt die Spannung an der Verbindungsstelle der Widerstände 10&sub3;j und 10&sub2;j auf einen niedrigeren Pegel V&sub2; ab, und die Spannung an der Verbindungsstelle der Widerstände 10&sub2;j und 10&sub1;j fällt auf einen niedrigsten Pegel V&sub3; ab. Das optische Gatter, dessen Triggerspannung höher ist als die jedes anderen Gatters an der gleichen Steuerleitung, erhält Priorität. Wenn folglich in einer der vierten, fünften und sechsten Gruppen der optischen Gatter eine Konkurrenz auftritt, dann wird durch das Gatter mit Priorität nur ein Paket ausgewählt. Um die Auswahl nach Priorität zu erreichen, weist jedes optische Paket einen zweiten Kopfimpuls "b" auf, der vom ersten Kopfimpuls "a" durch ein Intervall mit einer Länge von 4T beabstandet ist.
Angenommen, die Kopfimpulse P1a und P1b des optischen Pakets P1 werden in die Zeitschlitze t&sub1;-t&sub2; bzw. t&sub1;&sub3;-t&sub1;&sub4; eingefügt, und die Kopfimpulse P2a und P3a des Pakets P2 treten in den gleichen Zeitschlitzen auf. Es wird angenommen, daß die Kopfimpulse P3a, P3b des Pakets P3 in Positionen t&sub4;-t&sub5; und t&sub1;&sub6;-t&sub1;&sub7; eingefügt werden. Da die Kopfimpulse P1a und P2a mit der Triggerspannung des Steuerimpulses C1a zusammenfallen, werden die optischen Gatter 4&sub1;&sub1; und 4&sub2;&sub1; gleichzeitig aktiviert und ermöglichen, daß die Pakete P1 bzw. P2 zu den optischen Gattern 4&sub1;&sub5; bzw 4&sub2;&sub5; weitergeleitet werden, während der Kopfimpuls P3a beim Zusammenfallen mit der Triggerspannung des Steuerimpulses C&sub2;a das Gatter 4&sub3;&sub2; aktiviert, wodurch das Paket P3 dem Gatter 4&sub3;&sub6; zugeführt wird. Der Kopfimpuls P1b fällt mit der Triggerspannung des Steuerimpulses C''1b zusammen, die am Gatter 4&sub1;&sub5; anliegt, und der Kopfimpuls P2b fällt mit der Triggerspannung des Steuerimpulses C'1b zusammen, die am Gatter 4&sub2;&sub5; anliegt. Daher verringert sich die Triggerspannung am Gatter 4&sub2;&sub5; auf den niedrigeren Pegel V&sub2;, während sich die Spannung am Gatter 4&sub1;&sub5; auf den niedrigsten Pegel V&sub3; erniedrigt, wie in Fig. 9 angedeutet, wodurch das Gatter 4&sub2;&sub5; Priorität für das Durchlassen des Pakets P2 zum Kombinator 5&sub1; erhält. Der Kopfimpuls P3b fällt dann mit der Triggerspannung des Steuerimpulses C&sub2;b am Gatter 4&sub3;&sub6; zusammen, und das Paket P3 wird von dem Gatter zum Kombinator 5&sub2; durchgelassen.
In Fig. 10 ist ein modifiziertes Ausführungsbeispiel von Fig. 8 dargestellt, das sich von diesem durch den Ausschluß der Widerstände 10&sub1;j und 10&sub2;j aus den Steuerleitungen 7(j+4) und durch die Verwendung zweiter Kopfimpulse mit ver schiedenen Lichtintensitäten S&sub1;, S&sub2; und S&sub3; unterscheidet, wie in Fig. 1&sub1; dargestellt, wobei für die Lichtintensitäten eine Beziehung S&sub1;> S&sub2;> S&sub3; gilt. Angenommen, alle Kopfimpulse der Pakete P1, P2 und P3 werden, ebenso wie in dem Ausführungsbeispiel von Fig. 8, in die gleichen Zeitschlitze eingefügt, und ihre zweiten Kopfimpulse P1b, P2b bzw. P3b haben die Lichtintensitäten 5&sub1;, 5&sub2; bzw. 5&sub3;. Auf die gleiche Weise, wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel beschrieben, werden die Pakete P1, P2 bzw. P3 von den Gattern 4&sub1;&sub1;, 4&sub2;&sub1; bzw. 4&sub3;&sub2; durchgelassen, wenn ihre ersten Kopfimpulse P1a, P2a bzw. P3a mit Steuerimpulsen C&sub1;a und C&sub2;a zusammenfallen, und werden den optischen Gattern 4&sub1;&sub5;, 4&sub2;&sub5; bzw. 4&sub3;&sub6; zugeführt. Da der Kopfimpuls P1b die höchste Lichtintensität aufweist, bewirkt das Zusammenfallen zwischen dem Kopfimpuis P1a und dem Steuerimpuls C1b, daß das Gatter 4&sub1;&sub5; für die Aktivierung einen stärkeren Strom zieht als das Gatter 4&sub2;&sub5;. Am Widerstand 10&sub3;&sub1; entsteht ein steiler Spannungsabfall, der eine Aktivierung des Gatters 4&sub2;&sub5; verhindert. Folglich erhält das Paket P1 Priorität gegenüber dem konkurrierenden Paket P2, während das Paket P3 als Reaktion darauf, daß sein zweiter Kopfimpuls mit dem Steuerimpuls C&sub2;b zusammenfällt, ohne Konkurrenz vom Gatter 4&sub3;&sub6; zum Kombinator 5&sub2; durchgelassen wird.
In Fig. 12 ist ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung als 4 x 2-Schalterkonfiguration dargestellt. Zum Empfang ankommender optischer Pakete P1, P2, P3 bzw. P4 sind vier optische Verteiler 3&sub1;-3&sub4; mit je zwei Ausgängen vorgesehen. Die Eingänge der optischen Gatter 40&sub1;n (mit n = 1 und 2) sind mit den ersten (oberen) Ausgängen der Verteiler 30&sub1; bzw. 30&sub2; gekoppelt, und die Eingänge der optischen Gatter 40&sub2;n sind mit den ersten Ausgängen der Verteiler 30&sub3; bzw. 30&sub4; gekoppelt. Auf ähnliche Weise sind die Eingänge der optischen Gatter 40&sub3;n mit den zweiten (unteren) Ausgängen der Verteiler 30&sub1; bzw 30&sub2; gekoppelt, und die Eingänge der optischen Gatter 40&sub4;n sind mit den zweiten Ausgängen der Verteiler 30&sub3; bzw. 30&sub4; gekoppelt. Die optischen Kombinatoren 50m (mit m = 1, 2, 3 und 4) sind jeweils mit den optischen Gattern 40mn verbunden. Jeder Kombinator 50m weist zwei Eingänge auf, die mit den Ausgängen der zugehörigen optischen Gatter 4mn verbunden sind. Die Ausgänge der Kombinatoren 50m sind jeweils mit den optischen Gattern 41m verbunden. Die Ausgänge der Gatter 4&sub1;&sub1; bzw. 4&sub1;&sub2; werden durch den optischen Kombinator 50&sub5; an den Ausgangsanschluß 60&sub1; angekoppelt, während die Ausgänge der Gatter 4&sub1;&sub3; und 4&sub1;&sub4; durch den Kombinator 50&sub6; an den Ausgangsanschluß 60&sub2; angekoppelt werden.
Die Gattersteuereinrichtung 10d erzeugt vier Steuerimpulse C&sub1;, C&sub2;, C&sub3; und C&sub4;. Der Steuerimpuls C&sub1; wird über die Widerstände 11&sub2; und 11&sub1; dem Gatter 40&sub1;&sub1; und über den Widerstand 11&sub2; dem Gatter 40&sub1;&sub2; zugeführt, wobei der gleiche Impuls über die Widerstände 12&sub2; und 12&sub1; an das Gatter 40&sub2;&sub1; und über den Widerstand 12&sub2; an das Gatter 40&sub2;&sub2; angelegt wird, so daß den Gattern 40&sub1;&sub1;, 40&sub1;&sub2;, 40&sub2;&sub1; bzw. 40&sub2;&sub2; verschiedene Spannungen C&sub1;&sub1;, C&sub1;&sub2;, C&sub1;&sub3; bzw. C&sub1;&sub4; zugeführt werden. Ebenso wird der Steuerimpuls C&sub2; über die Widerstände 13&sub2; und 13&sub1; dem Gatter 40&sub3;&sub1; und über den Widerstand 13&sub2; dem Gatter 40&sub3;&sub2; zugeführt, wobei der gleiche Impuls über die Widerstände 14&sub2; und 14&sub1; an das Gatter 40&sub4;&sub1; und über den Widerstand 14&sub2; an das Gatter 40&sub4;&sub2; angelegt wird, so daß den Gattern 40&sub3;&sub1;, 40&sub3;&sub2;, 40&sub4;&sub1; bzw. 40&sub4;&sub2; verschiedene Spannungen C&sub2;&sub1;, C&sub2;&sub2;, C&sub2;&sub3; bzw. C&sub2;&sub4; zugeführt werden. Auf die gleiche Weise wird der Steuerimpuls C&sub3; über die Widerstände 15&sub2; und 15&sub1; an das Gatter 4&sub1;&sub1; und über den Widerstand 15&sub2; an das Gatter 41&sub2; angelegt, und der Steuerimpuls C&sub4; wird über die Widerstände 16&sub2; und 16&sub1; an das Gatter 41&sub3; und über den Widerstand 16&sub2; an das Gatter 41&sub2; angelegt, wodurch den Gattern 41&sub1;, 41&sub2;, 41&sub3; bzw. 41&sub4; verschiedene Spannungen C&sub3;&sub1;, C&sub3;&sub2;, C&sub4;&sub1; bzw. C&sub4;&sub2; zugeführt werden. Man erkennt, daß die Gatter 40&sub1;&sub2;, 40&sub2;&sub2;, 40&sub3;&sub2;, 40&sub4;&sub2;, 41&sub2; und 41&sub4; Priorität gegenüber ihren dazugehörigen Gattern 40&sub1;&sub1;, 40&sub2;&sub1;, 40&sub3;&sub2;, 40&sub4;&sub1;, 41&sub1; und 41&sub3; erhalten, wenn ankommende Kopfimpulse mit ihren Gattersteuerimpulsen zusammenfallen. Man kann sagen, daß das selbstleitweglenkende Netzwerk auf der Basis eines fortlaufenden "Turniers" arbeitet, wie man anhand von Fig. 13 einsehen wird.
Wie in Fig. 1&sub3; dargestellt, hat die Triggerspannung jedes Steuerimpulses eine Dauer T, die gleich der Dauer jedes Kopfimpulses ist. Zwischen den Vorderflanken aufeinanderfolgender Gattersteuerimpulse sind Zeitspielräume bzw. -toleranzen vorgesehen. Der Klarheit halber werden die Zeitspielräume gleich der Dauer T gesetzt. Angenommen, zwischen den Kopfimpulsen P1b und P3b der Pakete P1 und P3 und zwischen den Kopfimpulsen P2b und P4b der Pakete P2 und P4 ist das Auftreten einer Konkurrenz wahrscheinlich.
Der Kopfimpuls P1a des Pakets P1 fällt am Gatter 40&sub1;&sub1; ohne Konkurrenz zum Gatter 40&sub1;&sub2; mit dem Steuerimpuls C&sub1;&sub1; zusammen, wodurch das Paket durch den Kombinator 50&sub1; zum Ausgangsgatter 41&sub1; gelenkt werden kann, während der Kopfimpuls P3a des Pakets P3 am Gatter 40&sub2;&sub1; ohne Konkurrenz zum Gatter 40&sub2;&sub2; mit dem Steuerimpuls C&sub1;&sub3; zusammenfällt, wodurch das Paket durch den Kombinator 50&sub2; zum Ausgangsgatter 41&sub2; geleitet wird. Auf die gleiche Weise fällt der Kopfimpuls P2a des Pakets P2 am Gatter 40&sub3;&sub2; ohne Konkurrenz zum Gatter 40&sub3;&sub1; mit dem Steuerimpuls C&sub2;&sub2; zusammen, wodurch das Paket durch den Kombinator 50&sub3; zum Ausgangsgatter 41&sub3; geleitet werden kann, während der Kopfimpuls P4a des Pakets P4 am Gatter 40&sub4;&sub2; ohne Konkurrenz zum Gatter 40&sub4;&sub1; mit dem Steuerimpuls C&sub2;&sub4; zusammenfällt und das Paket durch den Kombinator 50&sub4; zum Ausgangsgatter 41&sub4; geleitet wird.
Konkurrenz tritt zwischen den Kopfimpulsen P1b und P3b an den Gattern 41&sub1; und 41&sub2; auf, da diese gleichzeitig mit den Triggerspannungen der Steuerimpulse C&sub3;&sub1; und C&sub3;&sub2; gespeist werden. Da der Steuerimpuls C&sub3;&sub2; eine höhere Triggerspannung aufweist als der Steuerimpuls C&sub3;&sub1;, ist das Gatter 41&sub2; der Gewinner der Konkurrenz und leitet das Paket P3 durch den Kombina tor 50&sub5; zum Ausgangsanschluß 60&sub1; weiter. Eine ähnliche Situation tritt zwischen den Kopfimpulsen P2b und P4b an den Gattern 41&sub3; und 41&sub4; auf, da diese gleichzeitig mit den Triggerspannungen der Steuerimpulse C&sub4;&sub1; und C&sub4;&sub2; gespeist werden. Wegen der höheren Triggerspannung ist das Gatter 41&sub4; der Gewinner der Konkurrenz um die Übertragung des Pakets P4 zum Ausgangsanschluß 60&sub2;. Wenn zwischen den Eingangsgattern 40i1 und 40i2 (mit i = 1, 2, 3, 4) eine Konkurrenz auftritt, dann ist das Gatter 40i2 aufgrund seiner höheren Triggerspannung stets der Gewinner.
Ein in Fig. 14 dargestelltes Ausführungsbeispiel ist eine Modifikation des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 12, wobei der Unterschied darin besteht, daß die Widerstände 11&sub1;, 12&sub1;, 13&sub1;, 14&sub1;, 15&sub1; und 16&sub1; ausgeschlossen werden, so daß den optischen Gattern konkurrierender Partner (Paare) gleiche Triggerspannungen (C1a, C1b, C2a, C2b, C3a, C4a) zugeführt werden, und daß Kopfimpulse mit verschiedenen Lichtintensitäten erzeugt werden, wie aus Fig. 15 erkennbar. Entsprechend der Darstellung wird angenommen, daß die Kopfimpulse ebenso wie im Fall von Fig. 14 in den gleichen Zeitschlitzen auftreten. Wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel werden die Pakete P1 und P3 durch Eingangsgatter ohne Konkurrenz zu Ausgangsgattern 41&sub1; und 41&sub2; geleitet, zwischen denen Konkurrenz auftritt, und die anderen Pakete werden zu Ausgangsgattern 41&sub3; und 41&sub4; geleitet, zwischen denen Konkurrenz auftritt. Die Kopfimpulse des Pakets P1 haben die höchste Lichtintensität, und die der Pakete P2, P3 und P4 haben in der angegebenen Reihenfolge abnehmende Lichtintensitäten. Da die Kopfimpulse P1b und P2b eine höhere Lichtintensität haben als diejenigen der konkurrierenden Pakete, sind die zu den Ausgangsgattern 41&sub1; und 41&sub3; geleiteten Pakete die Gewinner der Konkurrenzen, so daß P1 durch den Kombinator 50&sub5; zum Ausgangsanschluß 60&sub1; und P2 durch den Kombinator 50&sub6; zum Ausgangsanschluß 60&sub2; durchgelassen werden.
Ein selbstleitweglenkendes Netzwerk mit einer 4 x 2- Schalterkonfiguration kann auch in einer einzigen Konkurrenzstufe für jeden Ausgangsanschluß realisiert werden, wie in Fig. 16 dargestellt. Die optischen Gatter 42&sub1;-42&sub4; werden jeweils an die ersten Ausgänge der Verteiler 30&sub1;-30&sub4; angekoppelt, um eine Konkurrenz unter Paketen aufzulösen, die über den Kombinator 501 zum Ausgangsanschluß 60&sub1; zu übertragen sind, und die optischen Gatter 43&sub1;-43&sub4; sind jeweils an die zweiten Ausgänge von Verteilern 30&sub1;-30&sub4; angekoppelt, um eine Konkurrenz unter Paketen aufzulösen, die über den Kombinator 50&sub2; zum Ausgangsanschluß 60&sub2; zu übertragen sind. Die Gattersteuereinrichtung be liefert einen Steuerimpuls C&sub1; über in Serie geschaltete Widerstände 17&sub4;, 17&sub3;, 17&sub2; bzw. 17&sub1; zum Aufbau von stufenweise abnehmenden Steuerspannungen C&sub1;&sub4;, C&sub1;&sub3;, C&sub1;&sub2; buw. C&sub1;&sub1; zum Ankoppeln an die Gatter 4&sub2;&sub4;, 4&sub2;&sub3;, 4&sub2;&sub2; bzw 4&sub2;&sub1;. Ebenso liefert die Gattersteuereinrichtung 10e ferner einen Steuerimpuls C&sub2; über in Serie geschaltete Widerstände 18&sub4;, 18&sub3;, 18&sub2; bzw. 18&sub1; zum Aufbau von stufenweise abnehmenden Steuerspannungen C&sub2;&sub4;, C&sub2;&sub3;, C&sub2;&sub2; bzw. C&sub2;&sub1; zum Ankoppeln an die Gatter 43&sub4;, 43&sub3;, 43&sub2; bzw 43&sub1;.
Wie in Fig. 17 dargestellt, weist jedes optische Paket einen einzigen Kopfimpuls auf. Wenn die Kopfimpulse P1a und P3a im gleichen Zeitschlitz t&sub1;-t&sub2; auftreten, so daß die Pakete P1 und P3 für den Ausgangsanschluß 60&sub1; bestimmt sind, und wenn die Kopfimpulse P2a und P4a im gleichen Zeitschlitz t&sub2;-t&sub3; auftreten, so daß die Pakete P2 und P4 für den Ausgangsanschluß 60&sub2; bestimmt sind, dann tritt an den Gattern 42&sub1; und 42&sub3; ebenso wie an den Gattern 43&sub2; und 43&sub4; Konkurrenz auf, da die Pakete P1 bzw. P3 mit den Steuerimpulsen C&sub1;&sub1; bzw. C&sub1;&sub3; zusammenfallen und die anderen Pakete P2 bzw. P4 mit den Steuerimpulsen C&sub2;&sub2; bzw. C&sub2;&sub4; zusammenfallen. Da das Gatter 4&sub2;&sub3; mit einer höheren Triggerspannung gespeist wird als das Gatter 4&sub2;&sub1;, gewinnt das Paket P3 das Rennen in der Konkurrenz mit dem Paket P1. Auf ähnliche Weise wird das Gatter 43&sub4; mit einer höheren Triggerspannung als das Gatter 43&sub1; gespeist, und das Paket P4 ist der Gewinner.
Fig. 18 zeigt eine Modifikation des Ausführungsbeispiels von Fig. 16, wobei der Unterschied darin besteht, daß die Widerstände 17&sub1;-17&sub3; und die Widerstände 18&sub1;-18&sub3; ausgeschlossen werden, so daß den optischen Gattern konkurrierender Partner (Sätze) gleiche Triggerspannungen (C'&sub1; und C'&sub2;) zugeführt werden, und daß Kopfimpulse mit verschiedenen Lichtintensitäten erzeugt werden, wie aus Fig. 19 erkennbar. Entsprechend der Darstellung wird angenommen, daß die Kopfimpulse ebenso wie im Falle von Fig. 17 in den gleichen Zeitschlitzen auftreten. Wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel werden die Pakete P1 bzw. P3 an die Gatter 42&sub1; bzw. 42&sub3; angelegt, und die Pakete P2 bzw. P4 werden an die Gatter 43&sub2; bzw. 43&sub4; angelegt. Wie in Fig. 19 dargestellt, haben die Kopfimpulse des Pakets P1 die höchste Lichtintensität, und diejenigen der Pakete P2, P3 und P4 haben in der angegebenen Reihenfolge abnehmende Lichtintensitäten. Da die Kopfimpulse P1b und P2b eine höhere Lichtintensität aufweisen als die der konkurrierenden Pakete, sind die Pakete P1 bzw. P2, die den Gattern 42&sub1; bzw. 43&sub2; zugeführt werden, die Gewinner des Rennens zu den Ausgangsanschlüssen 60&sub1; bzw. 60&sub2;.
Die Länge eines Kopfes nimmt mit dem Verkehrsumfang zu, der von dem selbstleitweglenkenden Netzwerk zu bewältigen ist. Die Kopflänge kann durch Multiplexieren von optischen Paketen auf verschiedene Lichtwellenlängen beibehalten werden. Das Wellenlängen-Multiplexierkonzept der vorliegenden Erfindung für zwei Wellenlängen wird durch eine in Fig. 20 dargestellte 2 x 4-Netzwerkkonfiguration realisiert. Elektrische Pakete P1 und P2 von einer Teilnehmerstation werden nacheinander auf der Anschlußleitung L&sub1; übertragen und durch eine Leitungsschnittstelle 1'&sub1; empfangen, und Pakete P3 und P4 von einer anderen Teilnehmerstation werden nacheinander auf der Anschlußleitung L&sub2; übertragen und durch eine Leitungsschnittstelle 1'&sub2; empfangen. Die Leitweg-Steuereinrichtung 120 ist mit den Leitungsschnittstellen gekoppelt, bestimmt entsprechend der Information, die in einem von der zugehörigen Schnittstelle empfangenen Paket enthalten ist, eine Wellenlänge und einen Kopfzeitschlitz in bezug auf die Zeit- und Amplitudenstruktur der von der Gattersteuereinrichtung 10f zugeführten Gattersteuerimpulse und weist die Schnittstelle an, das Paket auf der festgelegten Wellenlänge zu befördern und in den festgelegten Zeitschlitz einen Kopfimpuls einzufügen. Zur Erläuterung sei gesagt, daß die Pakete P1 und P2 durch die Leitungsschnittstelle 1'&sub1; in optische Signale der Wellenlänge λ&sub1; umgewandelt werden, und daß die Pakete P3 bzw. P4 durch die Leitungsschnittstelle 1'&sub2; in optische Signale der Wellenlängen λ&sub2; bzw. λ&sub1; umgewandelt werden. Die Ausgänge der Schnittstellen 1'&sub1; bzw. 1'&sub2; sind durch Lichtwellenleiter 70&sub1; bzw. 70&sub2; mit optischen Verteilern 80&sub1; bzw. 80&sub2; verbunden, die jeweils vier Ausgänge aufweisen. Die optischen Gatter 90&sub1;&sub1;, 90&sub1;&sub2;, 90&sub1;&sub3; bzw. 90&sub1;&sub4; sind mit den Ausgängen des Verteilers 80&sub1; verbunden, die Gatter 90&sub1;&sub1; und 90&sub1;&sub2; sind auf die Wellenlänge λ&sub1; abgestimmt, und die Gatter 90&sub1;&sub3; und 90&sub1;&sub4; sind auf die Wellenlänge λ&sub2; abgestimmt. Ebenso sind die optischen Gatter 90&sub2;&sub1;, 90&sub2;&sub2;, 90&sub2;&sub3; und 90&sub2;&sub4; mit den Ausgängen des Verteilers 80&sub2; verbunden, wobei die Gatter 90&sub2;&sub1; und 90&sub2;&sub2; auf die Wellenlänge λ&sub1; und die Gatter 90&sub2;&sub3; und 90&sub2;&sub4; auf die Wellenlänge λ&sub2; abgestimmt sind. Die Ausgänge der Gatter 901j (j = 1, 2, 3, 4) sind jeweils mit den ersten Eingängen der Kombinatoren 100j verbunden, und die Ausgänge der Gatter 902j sind mit den zweiten Eingängen der Kombinatoren 100j verbunden. Die Gattersteuereinrichtung 10f liefert Steuerimpulse C&sub1; und C&sub2; an die Gatter 90i1 und 90i2 (i = 1, 2) und Steuerimpulse C&sub3; und C&sub4; an die Gatter 90i3 und 90i4.
Wie in Fig. 20A dargestellt, ist jedes der optischen Gatter 90ij vorzugsweise aus einem optischen Schmalbandelement 85 mit abstimmbarer Wellenlänge und einem optischen Breitbandelement 86 mit abstimmbarer Wellenlänge aufgebaut, die miteinander gekoppelt und im Weg des einfallenden Lichtstrahls angeordnet sind.
Wie in Fig. 21 dargestellt, haben die Triggerspannungen aller Steuerimpulse C&sub1;-C&sub4; die gleiche Amplitude VH zur Gatteraktivierung, wobei die Triggerspannungen der Impulse C&sub1; und C&sub3; einen gleichen Zeitschlitz t&sub1;-t&sub2; und die der Impulse C&sub2; und C&sub4; einen gleichen Zeitschlitz t&sub2;-t&sub3; aufweisen. Entsprechend den verschiedenen Wellenlängen haben die Steuerimpulse C&sub1; und C&sub2; eine Nachlaufspannung VL1 für die Abstimmung auf die Wellenlänge λ&sub1;, während die Nachlaufspannung der Impulse C&sub3; und C&sub4; zur Abstimmung auf die Wellenlänge λ&sub2; gleich VL&sub2; gesetzt wird.
Angenommen, die Kopfimpulse P1a und P2a für die Pakete P1(λ&sub1;) und P2(λ&sub1;) werden in den gleichen Zeitschlitz t&sub1;-t&sub2; aufeinanderfolgender Köpfe eingefügt, und der Kopfimpuls P3a des Pakets P3(λ&sub2;) wird in den Zeitschlitz t&sub1;-t&sub2; eines Anfangskopfes eingefügt. Es wird angenommen, daß der Kopfimpuls P4a des Pakets (λ&sub1;) in den Zeitschlitz t&sub2;-t&sub3; eines nachfolgenden Kopfes eingefügt wird.
Man erkennt, daß die Kopfimpulse P1a und P2a nacheinander am Gatter 90&sub1;&sub1; mit dem Steuerimpuls C&sub1; zusammenfallen, so daß die Pakete P1(λ&sub1;) und P2(λ&sub1;) über den Kombinator 100&sub1; zu einem Ausgangsanschluß 110&sub1; geleitet werden. Der Kopfimpuls P3a fällt am Gatter 90&sub2;&sub3; mit dem Steuerimpuls C&sub3; zusammen und ermöglicht, daß das Paket P3(λ&sub2;) über den Kombinator 100&sub3; zum Ausgangsanschluß 110&sub3; geleitet wird. Auf die gleiche Weise fällt der Kopfimpuls P4a am Gatter 90&sub2;&sub2; mit dem Steuerimpuls C&sub2; zusammen, wodurch das Paket (λ&sub1;) über den Kombinator 100&sub2; zum Ausgangsanschluß 110&sub2; geleitet wird.
Zwischen Paketen gleicher Wellenlänge an den Eingängen eines Kombinators 100 tritt jedoch wahrscheinlich eine Datenkollision auf, wenn ihre Kopfimpulse in aufeinanderfolgende Zeitschlitze des gleichen Kopfes eingefügt werden und infolge von Zeitungenauigkeiten teilweise mit einem Steuerimpuls zusammenfallen. Um das Kollisionsproblem zu lösen, wird das Ausführungsbeispiel von Fig. 20 modifiziert, wie in Fig. 22 dargestellt, in der das Netzwerk in einer 4 x 2-Schalterkonfiguration realisiert ist. Optische Verteiler 80&sub1;, 80&sub2;, 80&sub3; bzw. 80&sub4;, die so angeordnet sind, daß sie von Wellenleitern 70&sub1;-70&sub4; optische Pakete P1(λ&sub1;) P2(λ&sub2;), P3(λ&sub1;) bzw. P4(λ&sub2;) empfangen, sind mit wellenlängenabstimmbaren optischen Gattern 911j, 912j, 913j bzw. 914j (j = 1, 2) verbunden. Die Ausgänge der Gatter 91i1 und 91i2 (i = 1, 2, 3, 4) sind mit den i-ten Eingängen der Kombinatoren 100&sub1; und 100&sub2; gekoppelt. Die Gatter 91i1 bzw. 91i2 sind auf die Wellenlängen λ&sub1; bzw. λ&sub2; abgestimmt und werden von der Gattersteuereinrichtung 10g über Widerstände 19&sub1; bzw. 19&sub2; mit Steuerimpulsen C'&sub1; bzw. C'&sub2; gespeist.
Wie in Fig. 23A dargestellt, haben die von der Steuereinrichtung 10g erzeugten Gattersteuerimpulse C&sub1; und C&sub2; Triggerspannungen von einer Dauer, die doppelt so lang ist wie die des Kopfimpulses. Angenommen, die Kopfimpulse P1a und P2a werden in den Zeitschlitz t&sub1;-t&sub2; eingefügt, und die Kopfimpulse P3a und P4a werden dem Zeitschlitz t&sub2;-t&sub3; zugeordnet. Es ist zu erkennen, daß das Gatter 91&sub1;&sub1; aktiviert wird. wenn der Kopfimpuls P1a und der Steuerimpuls C'&sub1; zusammenfallen, wodurch am Widerstand 19&sub1; ein Spannungsabfall entsteht und das Paket P1(λ&sub1;) zum Kombinator 100&sub1; durchgelassen werden kann. Entsprechend wird das Gatter 91&sub2;&sub2; aktiviert, wenn der Kopfimpuls P2a mit dem Steuerimpuls C'&sub2; zusammenfällt, wodurch am Widerstand 19&sub2; ein Spannungsabfall entsteht und das Paket P2(λ&sub2;) zum Kombinator 100&sub2; durchgelassen werden kann. Wegen des Spannungsabfalls am Widerstand 19&sub1; wird jedoch das Gatter 91&sub3;&sub1; nicht aktiviert, und das Paket P3(λ&sub1;) ist der Verlierer des Wettbewerbs mit dem Paket P1(λ&sub1;). Entsprechend ist das Paket der Verlierer des Wettbewerbs mit dem Paket P2(λ&sub2;).
Im anderen Falle haben die Triggerspannungen aller Steuerimpulse die gleiche Dauer wie der Kopfimpuls, und der Kopf jedes Pakets weist verschiedene Lichtintensitäten auf, wie in Fig. 23B dargestellt. Auf diese Weise haben die Pakete P1-P4 in der angegebenen Reihenfolge abnehmende Prioritätsstufen, so daß die Konkurrenz zwischen den Paketen P1 und P3 an den Gattern 91&sub1;&sub1; und 91&sub3;&sub1; dadurch gelöst wird, daß das Paket P1 Priorität erhält, während die Konkurrenz zwischen den Paketen P2 und P4 dadurch gelöst wird, daß das Paket P2 Priorität erhält.
Die vorstehende Beschreibung stellt nur bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Verschiedene Modifikationen sind für den Fachmann offensichtlich, ohne von Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, der nur durch die beigefügten Ansprüche begrenzt wird. Daher dienen die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele nur zur Erläuterung und bedeuten keine Einschränkung.

Claims

1. Selbstleitweglenkendes optisches Netzwerk, das aufweist:

N optische Verteiler (3&sub1;-3&sub3;), die N Eingangsanschlüssen (2&sub1;-2&sub3;) zugeordnet sind, wobei jeder der Verteiler ein optisches Signal vom zugeordneten Eingangsanschluß in M Kopien des optischen Signals aufspaltet;

M optische Kombinatoren (5&sub1;-5&sub4;), die M Ausgangsanschlüssen (6&sub1;-6&sub4;) zugeordnet sind, wobei jeder der optischen Kombinatoren N dort einfallende optische Signale zu einem kombinierten optischen Signal vereinigt und das kombinierte optische Signal an den zugeordneten Ausgangsanschluß ankoppelt;

N x M optische Gatter (4), die zwischen die N optischen Verteiler (3) und die M optischen Kombinatoren (5) geschaltet sind, wobei jedes der optischen Gatter ein dort einfallendes optisches Signal durchläßt, wenn das einfallende optische Signal mit einem dort anliegenden elektrischen Signal zeitlich zusammenfällt, wobei die optischen Gatter (4) in M Sätze von N optischen Gattern unterteilt sind;

eine Gattersteuereinrichtung (10) zum Zuführen eines elektrischen Gattersteuersignals zu den optischen Gattern (4) jedes Satzes; dadurch gekennzeichnet, daß

die Gattersteuereinrichtung (10) so eingerichtet ist, daß sie während M aufeinanderfolgender Intervalle elektrische Gattersteuersignale (Cn, Cij) den optischen Gattern jedes Satzes jeweils so zuführt, daß eines der optischen Gatter eines gegebenen Satzes nur dann ein dort einfallendes optisches Signal (Pn, Pij) durchläßt, wenn das dort anliegende elektrische Gattersteuersignal von den elektrischen Gatter steuersignalen, die nacheinander an die optischen Gatter des gegebenen Satzes angelegt werden, das früheste Signal ist oder die höchste Amplitude aufweist, oder wenn das einfallende optische Signal das früheste von den in die optischen Gatter des Satzes einfallenden Signalen ist oder die höchste Intensität aufweist.

2. Selbstleitweglenkendes Netzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an den optischen Gattern jedes Satzes anliegenden elektrischen Gattersteuersignale (C3i-C1i) stufenweise zeitlich verschoben sind.

3. Selbstleitweglenkendes optisches Netzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Gatter jedes Satzes gemeinsam einem einzigen Zeitintervall (t&sub1;-t&sub4;) zugeordnet sind, und daß die den optischen Gattern jedes Satzes zugeführten optischen Signale (P1a-P3a) stufenweise verschoben sind.

4. Selbstleitweglenkendes optisches Netzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den optischen Gattern jedes Satzes zugeführten elektrischen Gattersteuersignale verschiedene Amplituden (V&sub1;-V&sub3;) aufweisen.

5. Selbstleitweglenkendes optisches Netzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an die optischen Gatter jedes Satzes angelegten optischen Signale verschiedene Intensitäten (S&sub1;-S&sub3;) aufweisen.

6. Selbstleitweglenkendes optisches Netzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Signal ein Paket mit einem ersten und einem zweiten Kopf ist;

daß die optischen Gatter in eine erste Matrix von M Sätzen mit jeweils N optischen Gattern (4&sub1;&sub1;, 4&sub2;&sub1;, 4&sub3;&sub1;; 4&sub1;&sub2;, 4&sub2;&sub2;, 4&sub3;&sub2;; 4&sub1;&sub3;, 4&sub2;&sub3;, 4&sub3;&sub3;; 4&sub1;&sub4;, 4&sub2;&sub4;, 4&sub3;&sub4;; Fig. 8) und eine zweite Matrix von M Sätzen mit jeweils N optischen Gattern (4&sub1;&sub5;, 4&sub2;&sub5;, 4&sub3;&sub5;; 4&sub1;&sub6;, 4&sub2;&sub6;, 4&sub3;&sub6;, 4&sub1;&sub7;, 4&sub2;&sub7;, 4&sub3;&sub7;; 4&sub1;&sub8;, 4&sub2;&sub8;, 4&sub3;&sub8;) unterteilt sind;

daß die N optischen Gatter jedes Satzes der ersten Matrix jeweils an ihren Eingangsenden mit den N optischen Verteilern (3&sub1;-3&sub3;) verbunden sind, wobei jedes optische Gatter jedes Satzes der ersten Matrix eine von M Kopien eines vom entsprechenden optischen Verteiler einfallenden optischen Pakets empfängt und bei einem zeitlichen Zusammenfallen zwischen dem ersten Kopf der einfallenden Kopie und einem ersten elektrischen Steuersignal die einfallende Kopie durchläßt;

daß die M Sätze der zweiten Matrix jeweils den M optischen Kombinatoren (5&sub1;-5&sub4;) entsprechen und die N optischen Gatter jedes Satzes der zweiten Matrix an ihren Eingangsenden jeweils mit den N optischen Gattern jedes Satzes der ersten Matrix und an ihren Ausgangsenden mit dem optischen Kombinator verbunden sind, dem der Satz der optischen Gatter entspricht, wobei jedes optische Gatter der zweiten Matrix ein von der ersten Matrix einfallendes optisches Paket empfängt und das einfallende optische Paket durchläßt, wenn der zweite Kopf des einfallenden Pakets mit einem zweiten elektrischen Steuersignal zeitlich zusammenfällt; und

daß die Gattersteuereinrichtung (10c) jedem Satz von optischen Gattern der ersten Matrix während M aufeinanderfolgender Intervalle ein elektrisches Gattersteuersignal als erstes elektrisches Steuersignal zuführt, anschließend während M aufeinanderfolgender Intervalle den optischen Gattern jedes Satzes der zweiten Matrix jeweils gleichzeitig N elektrische Gattersteuersignale mit verschiedenen Amplituden als zweites elektrisches Steuersignal zuführt, so daß eines der N optischen Gatter eines gegebenen Satzes der zweiten Matrix nur dann ein dort einfallendes optisches Paket durchläßt, wenn die Amplitude des dort anliegenden elektrischen Gattersteuersignals die höchste Amplitude der elektrischen Gattersteuersignale ist, die an den N optischen Gattern des gegebenen Satzes anliegen.

7. Selbstleitweglenkendes optisches Netzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Signal ein Paket mit einem ersten und einem zweiten Kopf ist;

daß die optischen Gatter in eine erste Matrix von M Sätzen mit jeweils N optischen Gattern (4&sub1;&sub1;, 4&sub2;&sub1;, 4&sub3;&sub1;; 4&sub1;&sub2;, 4&sub2;&sub2;, 4&sub3;&sub2;; 4&sub1;&sub3;, 4&sub2;&sub3;, 4&sub3;&sub3;; 4&sub1;&sub4;, 4&sub2;&sub4;, 4&sub3;&sub4;; Fig. 10) und eine zweite Matrix von M Sätzen mit jeweils N optischen Gattern (4&sub1;&sub5;, 4&sub2;&sub5;, 4&sub3;&sub5;; 4&sub1;&sub6;, 4&sub2;&sub6;, 4&sub3;&sub6;; 4&sub1;&sub7;, 4&sub2;&sub7;, 4&sub3;&sub7;; 4&sub1;&sub8;, 4&sub2;&sub8;, 4&sub3;&sub8;) unterteilt sind;

daß die N optischen Gatter jedes Satzes der ersten Matrix an ihren Eingangsenden jeweils mit den N optischen Verteilern (3&sub1;-3&sub3;) verbunden sind, wobei jedes optische Gatter jedes Satzes eine von M Kopien eines vom entsprechenden optischen Verteiler einfallenden optischen Pakets empfängt und die einfallende Kopie durchläßt, wenn der erste Kopf der einfallenden Kopie mit einem ersten elektrischen Steuersignal zeitlich zusammenfällt;

daß die M Sätze der zweiten Matrix jeweils den M optischen Kombinatoren (5&sub1;-5&sub4;) entsprechen, und daß die N optischen Gatter jedes Satzes der zweiten Matrix jeweils an ihren Eingangsenden mit den N optischen Gattern jedes Satzes der ersten Matrix und an ihren Ausgangsenden mit dem optischen Kombinator verbunden sind, dem der Satz von optischen Gattern entspricht, wobei jedes optische Gatter der zweiten Matrix ein von der ersten Matrix einfallendes optisches Paket empfängt und das einfallende optische Paket durchläßt, wenn der zweite Kopf des einfallenden Pakets mit einem zweiten elektrischen Steuersignal zeitlich zusammenfällt;

daß die optischen Gatter jeder Matrix einem einzigen Zeitintervall zugeordnet sind und die ersten Köpfe von optischen Paketen, die in die optischen Gatter der ersten Matrix einfallen, zu verschiedenen Zeitpunkten innerhalb des einzigen Zeitintervalls auftreten, und daß die zweiten Köpfe von optischen Paketen, die in die optischen Gatter der zweiten Matrix einfallen, verschiedene Lichtintensitäten aufweisen; und

daß die Gattersteuereinrichtung (10c) während M aufeinanderfolgender Intervalle jedem Satz von optischen Gattern der ersten Matrix ein elektrisches Gattersteuersignal als erstes elektrisches Steuersignal zuführt, anschließend während M aufeinanderfolgender Intervalle jedem Satz von optischen Gattern der zweiten Matrix ein elektrisches Gattersteuersignal als zweites elektrisches Steuersignal zuführt, so daß eines der N optischen Gatter eines gegebenen Satzes der zweiten Matrix ein dort einfallendes optisches Paket nur dann durchläßt, wenn die Lichtintensität des zweiten Kopfes des einfallenden optischen Pakets die höchste Lichtintensität der zweiten Köpfe der optischen Pakete ist, die in die N optischen Gatter des gegebenen Satzes einfallen.

8. Selbstleitweglenkendes optisches Netzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Signal ein Paket mit einem ersten und einem zweiten Kopf ist;

daß die optischen Gatter (40&sub1;&sub1;-40&sub4;&sub2;, 41&sub1;-41&sub4;) in mehrere Paare von optischen Gattern (40&sub1;&sub1;-40&sub4;&sub2;) einer ersten Stufe und mehrere Paare von optischen Gattern (41&sub1;-41&sub4;) einer zweiten Stufe unterteilt sind, und daß die optischen Kombinatoren in mehrere optische Kombinatoren (50&sub1;-50&sub4;) einer ersten Stufe und mehrere optische Kombinatoren (50&sub5;-50&sub6;) einer zweiten Stufe unterteilt sind, wobei die optischen Kombinatoren der ersten Stufe jeweils den Paaren von optischen Gattern der ersten Stufe und die optischen Kombinatoren der zweiten Stufe jeweils den Paaren von optischen Gattern der zweiten Stufe zugeordnet sind;

daß jedes der optischen Gatter (40&sub1;&sub1;-40&sub4;&sub2;) der ersten Stufe ein einfallendes optisches Paket zum zugehörigen Kombinator (50) der ersten Stufe durchläßt, wenn der erste Kopf des einfallenden optischen Pakets mit einem dort anliegenden ersten elektrischen Steuersignal zeitlich zusammenfällt;

daß jedes der optischen Gatter (41&sub1;-41&sub4;) der zweiten Stufe ein dort einfallendes optisches Paket von dem zugehörigen Kombinator (50&sub1;-50&sub5;) der ersten Stufe empfängt und das einfallende optische Paket zum zugehörigen Kombinator (50&sub5;- 50&sub6;) der zweiten Stufe durchläßt, wenn der zweite Kopf des einfallenden optischen Pakets mit einem dort anliegenden zweiten elektrischen Steuersignal zeitlich zusammenfällt; und daß die Gattersteuereinrichtung (10d) den optischen Gattern jedes Paares der ersten Stufe jeweils gleichzeitig elektrische Gattersteuersignale mit verschiedenen Amplituden als erstes elektrisches Steuersignal zuführt, so daß eines der optischen Gatter eines gegebenen Paares der ersten Stufe ein dort einfallendes optisches Paket nur dann durchläßt, wenn die Amplitude des dort anliegenden elektrischen Gattersteuersignals die höchste Amplitude der Signale ist, die an den optischen Gattern des gegebenen Paares anliegen, und anschließend den optischen Gattern der zweiten Stufe jeweils gleichzeitig elektrische Gattersteuersignale mit verschiedenen Amplituden als zweites elektrisches Steuersignal zuführt, so daß eines der optischen Gatter der zweiten Stufe ein dort einfallendes optisches Paket nur dann durchläßt, wenn die Amplitude des dort anliegenden elektrischen Gattersteuersignals die höchste Amplitude der Signale ist, die an den optischen Gattern der zweiten Stufe anliegen.

9. Selbstleitweglenkendes optisches Netzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Signal ein Paket mit einem ersten und einem zweiten Kopf ist;

daß die optischen Gatter (40&sub1;&sub1;-40&sub4;&sub2;, 41&sub1;-41&sub4;) in mehrere Paare von optischen Gattern einer ersten Stufe (40&sub1;&sub1;- 40&sub4;&sub2;) und mehrere Paare von optischen Gattern einer zweiten Stufe (41&sub1;-41&sub4;) unterteilt sind, und daß die optischen Kombinatoren in mehrere optische Kombinatoren einer ersten Stufe (50&sub1;-50&sub4;) und mehrere optische Kombinatoren einer zweiten Stufe (50&sub5;-50&sub6;) unterteilt sind, wobei die optischen Kombinatoren der ersten Stufe jeweils den Paaren von optischen Gattern der ersten Stufe und die optischen Kombinatoren der zweiten Stufe jeweils den Paaren von optischen Gattern der zweiten Stufe zugeordnet sind;

daß jedes der optischen Gatter der ersten Stufe (40&sub1;&sub1;- 40&sub4;&sub2;) ein einfallendes optisches Paket zu dem zugehörigen Kombinator der ersten Stufe (50) durchläßt, wenn der erste Kopf des einfallenden optischen Pakets mit einem dort anliegenden ersten elektrischen Steuersignal zeitlich zusammenfällt;

daß jedes der optischen Gatter der zweiten Stufe (41&sub1;- 41&sub4;) ein dort einfallendes optisches Paket vom zugehörigen Kombinator der ersten Stufe (50&sub1;-50&sub5;) empfängt und das ein fallende optische Paket zum zugehörigen Kombinator der zweiten Stufe (50&sub5;, 50&sub6;) durchläßt, wenn der zweite Kopf des einfallenden optischen Pakets mit einem dort anliegenden zweiten elektrischen Steuersignal zeitlich zusammenfällt; und daß die Gattersteuereinrichtung (10d, Fig. 14, 15) den optischen Gattern der ersten Stufe gleichzeitig ein elektrisches Gattersteuersignal als erstes elektrisches Steuersignal zuführt, so daß eines der optischen Gatter eines gegebenen Paares der ersten Stufe ein dort einfallendes optisches Paket nur dann durchläßt, wenn die Lichtintensität des ersten Kopfes des einfallenden optischen Pakets die höchste Lichtintensität der ersten Köpfe ist, die in die optischen Gatter des gegebenen Paares einfallen, und anschließend den optischen Gattern der zweiten Stufe gleichzeitig ein elektrisches Gattersteuersignal als zweites elektrisches Steuersignal zuführt, so daß eines der optischen Gatter der zweiten Stufe ein dort einfallendes optisches Paket nur dann durchläßt, wenn die Lichtintensität des zweiten Kopfes des einfallenden optischen Pakets die höchste Lichtintensität der zweiten Köpfe ist, die in die optischen Gatter der zweiten Stufe einfallen.

10. Selbstleitweglenkendes optisches Netzwerk nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der optischen Kombinatoren der ersten Stufe (50&sub1;-50&sub4;) gleich der halben Anzahl der optischen Gatter der ersten Stufe (40&sub1;&sub1;-40&sub4;&sub2;) ist, daß die Anzahl der optischen Gatter der zweiten Stufe (41&sub1;-41&sub4;) gleich der Anzahl der optischen Kombinatoren der ersten Stufe (50&sub1;-50&sub4;) ist, und daß die Anzahl der optischen Kombinatoren der zweiten Stufe (50&sub5;-50&sub6;) gleich einem Viertel der Anzahl der optischen Gatter der ersten Stufe (40&sub1;&sub1;-40&sub4;&sub2;) ist.

11. Selbstleitweglenkendes optisches Netzwerk nach einem der Ansprüche 1, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die an das selbstleitweglenkende Netzwerk angelegten optischen Signale auf mehreren Trägerwellenlängen übertragen werden und daß jedes der optischen Gatter für ein optisches Signal mit einer der Wellenlängen selektiv durchlässig ist.

12. Selbstleitweglenkendes optisches Netzwerk nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der optischen Gatter (90&sub1;&sub1;-90&sub1;&sub4;, 90&sub2;&sub1;-90&sub2;&sub4;) ein optisches Schmalband-Gatterelement (85) zum Durchlassen eines optischen Pakets, das von einer Seite des optischen Gatters einfällt, sowie ein mit dem optischen Schmalband-Gatter verbundenes optisches Breitband- Gatterelement (86) aufweist, um ein von dem optischen Schmalband-Gatterelement einfallendes optisches Paket zur anderen Seite des optischen Gatters durchzulassen.

13. Selbstleitweglenkendes optisches Netzwerk nach Anspruch 1, das ferner Einrichtungen (30, 32, Fig. 3) aufweist, die zwischen den N optischen Verteilern und den N x M optischen Gattern angeordnet sind, um optische Signale von den Verteilern zu den N x M optischen Gattern durchzulassen und von den optischen Gattern zurückkehrende optische Signale zu den M optischen Kombinatoren zu lenken.