(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ個の入力ポートとＴ個の出力ポートとを含み、任意のＰ個（Ｐ≦ＮかつＰ≦Ｔ）の入力と任意のＰ個の出力を相互かつ個別に接続するためのスイッチネットワークであって、各スイッチが四つの極を有し、第一極を、第二、第三、または第四極に接続することが可能であり、また、前記第三極を、前記第四、第一、または第二極に接続することが可能であり、該スイッチネットワークが、四つの極により隣接する四つのスイッチにそれぞれ接続されるマトリクスネットワークとして配置された内部スイッチと、それぞれが前記マトリクスネットワークの周辺に置かれた周辺スイッチとを備え、前記周辺スイッチ（ｃ２１、ｃ３１．．．、ｃ１２２、ｃ１２３．．．）の少なくともいくつかがそれぞれ、少なくとも一つの極により一つの入力（ｅ１、ｅ２．．．）または出力（ｓ１、ｓ２．．．）に接続され、別の少なくとも二つの極により、前記ネットワークの二つのスイッチに接続されることを特徴とするスイッチネットワーク。
【請求項２】
前記周辺スイッチの全てが、少なくとも一つの極により入力または出力に接続され、別の少なくとも二つの極により、ネットワークの二つのスイッチに接続されるように構成されることを特徴とする請求項１に記載のスイッチネットワーク。
【請求項３】
前記周辺スイッチ（ｎ１、ｎ２、ｎ３、ｎ４、ｎ１６、ｎ１７）のうちの少なくともいくつかがそれぞれ、二つの極により二つの入力または出力に接続され、別の二つの極により、ネットワークの二つのスイッチに接続されるように構成されることを特徴とする請求項１に記載のスイッチネットワーク。
【請求項４】
前記周辺スイッチの全てが、二つの極により二つの入力または出力に接続され、別の二つの極により、ネットワークの二つのスイッチに接続されるように構成されることを特徴とする請求項３に記載のスイッチネットワーク。
【請求項５】
周辺スイッチのグループ（ｃ１１．．．、ｃ１８；ｃ１８．．．、ｃ１２８；ｃ１２８．．．、ｃ１２１、ｃ１２１．．．、ｃ１１）が前記ネットワークの周辺に沿って規定され、あるグループの全てのスイッチが入力または出力に接続され、連続するスイッチのグループは一つが入力に接続され、他が出力に接続されることを特徴とする請求項１に記載のスイッチネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｎ個の入力とＴ個の出力とを含み、前記Ｎ個の入力の中から選択された任意のＰ個（Ｐ≦ＮかつＰ≦Ｔ）の入力、及び前記Ｔ個の出力の中から選択された任意のＰ個の出力を相互にかつ個別に接続するためのスイッチネットワークに関する。
【０００２】
【従来の技術】
スイッチの位置に作用することにより、相互かつ個別に接続されたＰ個の入力またはＰ個の出力の選択を変更することができる。
【０００３】
この再編成は、最小の乱れしか発生させない、すなわち既存の個別の接続の可能な限り最小限の変更しか生じさせないようにして行わなければならない。
【０００４】
もちろん、スイッチネットワークの観点からすれば、上記の用語、入力及び出力は、入れ替え可能であり、従ってＴ＞Ｎの場合の検討に限定することができる。
【０００５】
このようなネットワークは例えばＮ個の可能な資源からオペレータにより選択されるべきＰ個の同時通信チャンネルを確立し、これらのチャンネルを該資源に結合されるべき同じ種類のＴ個の装置のうちのＰ個の装置に個別に接続するために通信衛星内に搭載される。
【０００６】
このようなネットワークは例えば、これらの装置（最大でＴ−Ｐ点）の故障に対処するために使用される。一般に、スイッチが同時に操作される二つの対称なネットワークが装置の両側で使用される。
【０００７】
この構成により、（Ｎ個の入力のうちの）Ｐ個を（Ｔ個の装置のうちの）Ｐ個に接続し、次に、対称なネットワークにより、この装置を第一ネットワークの入力と同じ位置を有する出力につながる該ネットワークのＴ個の入力のうちの一つに接続することができる。
【０００８】
これらのネットワーク内で使用されるスイッチは、四つの極を有し、第一極を、第二、第三、または第四極に接続することが可能であり、また、第三極を、第四、第一、または第二極に接続することが可能である。極の数の指定に制限はない。具体的には、従来、
−  第一極を第二極に、第三極を第四極に接続するか、あるいは第一極を第三極に、第二極を第四極に接続するか、あるいは第一極を第四極に、第二極を第三極に接続することが可能な三位置スイッチと、
−  第一極を第二極に、第三極を第四極に接続するか、あるいは第一極を第三極に接続するか、あるいは第一極を第四極に、第二極を第三極に接続するか、あるいは最終位置で第二極を第四極に接続することが可能な四位置スイッチと
が知られている。
【０００９】
このようなスイッチネットワークの種々の構造が特許ＦＲ−２６９８７４６に示されている。これらの構造の主たる目的は、これらの構造の重量及びコストを考えて、スイッチ数をできるだけ少なくすることである。これらの構造は、各適用例で異なる。これは、入力と、出力と、スイッチと、リンクとで構成されるネットワークの形態を作る。これらのリンクは、嵩張るウェーブガイドとして作られる。非常に長いリンクは、膨張を吸収するための柔軟なウェーブガイドの区間を具備しなければならない。次に、ネットワークを構成するスイッチ及びウェーブガイドをネットワーク構造内に置くことにより、ネットワークの配置が規定される。これに関する最も大きな制約は、ウェーブガイドの経路である。ウェーブガイドは嵩張りその曲率には限度があるので、各ウェーブガイドの経路は可能な限り直線であることが好ましいが、設置されるウェーブガイドはこれと交差する他のウェーブガイドの経路を妨害し、従って交差には高さの相違が必要であるため、これは困難である。そのため、配置の検討に高いコストがかかり、経路が複雑になり、ウェーブガイドの製造コストが高くなり、一般的に、スイッチネットワークが比較的高コスト且つ重くなる。
【００１０】
他の技術（とくに同軸線またはマイクロストリップ）により構成されるリンクの場合も、同じ欠点が生じる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、配置が簡単であり、先行技術を利用することができ、スイッチ間のリンクが全て直線で短く、モジュール方式で組み立てることができるスイッチネットワークを提供することにより、これらの欠点を全て解消することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のスイッチネットワークは、第一極を、第二、第三、または第四極に接続することが可能であり、また、第三極を、第四、第一、または第二極に接続することが可能な四極スイッチを備える。該四極スイッチはマトリクスネットワークとして配置されており、それぞれが四つの極により隣接する四つのスイッチにそれぞれ接続される内部スイッチと、それぞれ該マトリクスネットワークの周辺に置かれた周辺スイッチとを備える。周辺スイッチの少なくともいくつかがそれぞれ、少なくとも一つの極により一つの入力または出力に接続され、別の少なくとも二つの極により、ネットワークの二つのスイッチに接続される。
【００１３】
ＥＰ０６１５３９０Ａ２及びＥＰ０４４６４３７Ａ２はマトリクスネットワークについて記述しているが、これらのネットワークは、上記の種類のスイッチで構成されているものではなく、このようなネットワーク内でのこのようなスイッチの使用は現在まで考えられていなかった。
【００１４】
有利には、周辺スイッチは全て、少なくとも一つの極により入力または出力に接続され、別の少なくとも二つの極により、ネットワークの二つのスイッチに接続されるように構成される。
【００１５】
また、有利には、周辺スイッチのうちの少なくともいくつかはそれぞれ、二つの極により二つの入力または出力に接続され、別の少なくとも二つの極により、ネットワークの二つのスイッチに接続されるように構成される。
【００１６】
また、有利には、周辺スイッチは全て、二つの極により二つの入力または出力に接続され、別の少なくとも二つの極により、ネットワークの二つのスイッチに接続されるように構成される。
【００１７】
好ましくは、周辺スイッチのグループがネットワークの周辺に沿って規定され、あるグループのスイッチは全て入力または出力に接続され、連続するスイッチのグループは、一つが入力に接続され、他が出力に接続される。
【００１８】
本発明の種々の目的及び特徴は、添付の図面を参照して行う本発明の実施形態についての以下の説明から、より明らかになろう。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１ａから図１ｅまでのスイッチは、接続チャンネルｃ１、ｃ２、ｃ３を有する回転部材ｒｃによりその位置に応じて相互に接続される四つの極ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４を備える。スイッチは、図１ａでは接続ｘ１−ｘ３を確立する。図１ｂでは、接続ｘ１−ｘ４及びｘ２−ｘ３を確立する。図１ｃでは接続ｘ４−ｘ２を確立し、図１ｄでは、接続ｘ１−ｘ２及びｘ４−ｘ３を確立する。
【００２０】
図１ｅは、以降の図面でこのスイッチを示すのに適する記号を示す。
【００２１】
このスイッチの図示しない変形形態は三位置のみを有するタイプのものであり、図１ａ及び図１ｃの接続を同時に確立する。
【００２２】
図２は、本発明の第一実施形態によるスイッチネットワークの例を示す図である。上記の二つの種類のうちのいずれか一方の種類の四極スイッチは、第一列のスイッチｃ１１、ｃ１２、ｃ１３．．．、ｃ１８、第二列のスイッチｃ２１、ｃ２２などのスイッチ、以下同様に第十二列のスイッチｃ１２１、ｃ１２２、ｃ１２３．．．、ｃ１２８を備えるマトリクスネットワーク内に配置される。
【００２３】
スイッチｃ１１は、リンクｍ１１１及びｍ１１２によりスイッチｃ１２及びｃ２１に接続され、同様に、スイッチｃ１２は、リンクｍ１２１及びｍ１２２によりスイッチｃ１３及びｃ２２に接続され、以下、同様に列に沿って接続される。スイッチｃ２１は、リンクｍ２１１とｍ２１２によりスイッチｃ２２及びｃ３１に接続され、同様に、スイッチｃ２２はリンクｍ２２１とｍ２２２によりスイッチｃ２３及びｃ３２に接続され、以下、同様に列に沿って接続される。このようにしてマトリクス内でリンク接続が継続する。
【００２４】
入力ｅ１、ｅ２、ｅ３．．．ｅ１２はスイッチｃ１１、ｃ２１、ｃ３１．．．、ｃ１２１に接続される。出力ｓ１、ｓ２．．．はスイッチｃ１２１、ｃ１２２、ｃ１２３．．．、ｃ１２８に接続される。
【００２５】
このネットワーク内においては、四つの極とリンクｍ２１１、ｍ１２２、ｍ２２１及びｍ２２２とによりスイッチｃ２１、ｃ１２、ｃ２３及びｃ３２に接続されるスイッチｃ２２などのような四つの極により隣接する四つのスイッチにそれぞれ接続されるｃ２２、ｃ２３、ｃ３２、ｃ３３．．．、などの内部スイッチと、それぞれがマトリクスネットワークの周辺にあるｃ１１、ｃ１２、ｃ１３．．．、ｃ１８、ｃ２８、ｃ３８．．．、ｃ２１、ｃ３１．．．、ｃ１２１、ｃ１２２、ｃ１２３などの周辺スイッチとを区別することができる。これらの周辺スイッチのうちの少なくともいくつかはそれぞれ、少なくとも一つの極により出力または入力に接続され、少なくとも二つの他の極により、ネットワークの二つのスイッチに接続される。従ってスイッチｃ１１は入力ｅ１に接続され、非接続極を有し、同じく周辺スイッチであるスイッチｃ１２及びｃ２１に接続される。スイッチｃ２１、ｃ３１も単一入力に接続される。一方、スイッチｃ１２１は、それぞれ入力ｅ１２と出力ｓ１に接続された二つの極を有する。
【００２６】
図２のネットワークは、入力ｅ１からｅ１２のうちの指定された八つの入力と、八つの出力ｓ１〜ｓ８との間に八つまでの接続を確立するために使用することができるが、これらの接続は交差しないこと、すなわちｅ１からｅ１２までの順序に従う入力がｓ１からｓ８までの順序に従う出力に接続されなければならないという条件がある。そのため、確立すべき接続の選択に制約がある。
【００２７】
図２のネットワークは、スイッチの間に、あるスイッチから隣接するスイッチに向かい、従って他とは交差しない非常に短いリンクのみを提供する。また図２の８×１２のタイプのネットワークのような既存のネットワークから、より大型またはより小型の同様のネットワークを作ることも容易である。これにより、新たに設計する際の作業が大幅に簡略化される。さらに、図示のネットワークは、モジュール要素、例えば、まっすぐなパラレルリンクの層により相互に接続された２×２スイッチ（例えばＣ１１、ｃ１２、ｃ２１、ｃ２２）の「ブロック」から、構成することができる。
【００２８】
しかし、周辺スイッチは、使用されることのない一つさらには二つの機能を有しており、ネットワークを効率的に使用しているとは言えない。
【００２９】
図３は、図２の実施形態から得られるスイッチ、がより良く利用される本発明の第二実施形態によるスイッチネットワークを示す図である。
【００３０】
この第二のネットワークは図２のネットワークに類似しており、同じ要素を示すために同じ符号が使用されている。第二のネットワークが第一のネットワークと異なる点は、周辺スイッチが全て、少なくとも一つの極により入力または出力に接続され、別の少なくとも二つの極により、ネットワークの二つのスイッチに接続されるように構成されていることのみである。従って、スイッチｃ１１、ｃ１２、ｃ１３．．．、ｃ１８が出力ｓ’１、ｓ’２、ｓ’３．．．、ｓ’８へのアクセスを与え、スイッチｃ１８、ｃ２８、ｃ３８．．．、ｃ１２８が入力ｅ’１、ｅ’２、ｅ’３．．．、ｅ’１２へのアクセスを与える。
【００３１】
ネットワークの全体的構造は保たれているので、図２のネットワークにおける利点が得られる。
【００３２】
ネットワーク内で確立可能な接続に関する制約に関し、上に述べたことは、周辺スイッチのグループ（ｃ１１．．．、ｃ１８；ｃ１８．．．、ｃ１２８；ｃ１２８．．．、ｃ１２１、ｃ１２１．．．、ｃ１１）がネットワークの周辺に沿って規定され、あるグループのスイッチが全て入力または出力に接続され、連続するスイッチのグループは、一つが入力に接続され、他が出力に接続される点において変更される。これにより一切の制約がなくなるものではないが柔軟性がもたらされる。例えばｃ１１、ｃ２１、ｃ３１とｃ１１、ｃ１２、ｃ１３の間など、「入力」スイッチグループの一部と「出力」スイッチグループの接続部との間では、毎回、四つの接続グループを区別することが可能になる。もちろん、一つの接続グループの接続は互いに交差してはならず、またグループとグループとの間でも交差してはならない。
【００３３】
しかしながら、周辺スイッチは、ネットワークコーナーに存在するものを除いては、ただ一つの入力または出力に接続される。各々は、入力または出力をネットワークの一つのリンクに接続する。これは、最大でも、スイッチの二つの極のみが同時に使用され、従って、これらのスイッチの利用効率は良くない。
【００３４】
図４は、１２個の入力ｅ１〜ｅ１２と八個の出力ｓ１〜ｓ８との間に接続チヤンネルを確立するのに使用される、四極スイッチがマトリクスに配置されている図１の実施形態に従う本発明の第三実施形態によるスイッチネットワークを示す図である。しかしながら、ｎ１、ｎ２、ｎ３．．．、ｎ１６、ｎ１７の符号を付したこれらのスイッチ、及びこれらのスイッチを接続するリンクｍ１、ｍ２、ｍ３、ｍ４は、図に示すように、入力及び出力の矩形配置に対し、斜め、あるいは菱形または平行四辺形を形成するマトリクスを構成する。
【００３５】
幾何学的には、正方形または長方形ではなく菱形または平行四辺形であるということは、図２のネットワークについて説明したような、マトリクス構造から生じる利点に影響を与えるものではない。
【００３６】
図３のネットワークの「入力」及び「出力」グループは図４のネットワーク内にも見られる。「入力」及び「出力」スイッチグループに関する制約に関する記載は、必要な変更を加えて適用される。
【００３７】
図４の構成は、図２及び図３の構成と比べ、入出力数とスイッチ数の比が優れているという利点を有する。例えば、８×１２マトリクスの場合、図２のネットワークは９６個のスイッチを備え、図３のネットワークは２４個のスイッチを備えるが、図４のネットワークが備えるスイッチは１７個だけである。もちろん使用可能な接続チャンネル数も減少するが、これは適用例によっては欠点とはならない。
【００３８】
このような優れた効率は、周辺スイッチのうちの少なくともいくつかがそれぞれ、二つの極により出力または入力に接続され、他の二つの極により、ネットワークの二つのスイッチに接続されるように構成されることにより生じるものである。従ってスイッチｎ１は二つの入力ｅ１及びｅ２に接続されるが、スイッチｎ４は、二つの出力ｓ１及びｓ２に接続される。
【００３９】
より詳細には、図４のネットワークの場合、周辺スイッチは全て、二つの極により二つの出力または入力に接続され、他の二つの極により、ネットワークの二つのスイッチに接続されるように構成されている。
【００４０】
図５は、図４のスイッチネットワークの変形例を示す図である。スイッチネットワークの構造は同じであるが、このネットワークにより、１７個の入力Ｅ１〜Ｅ１７及び９個の出力Ｓ１〜Ｓ９を接続することができる。このネットワークを構成するマトリクスに追加のスイッチを付加することにより、接続のための可能な経チャンネルが増加するとともに、Ｎ１及びＮ２などいくつかのスイッチで、入力（Ｅ１７）または出力（Ｓ５）に接続されるポートが解放される。
【００４１】
図６は、図５のスイッチネットワークの使用例として、Ｅ３〜Ｅ８からＳ２〜Ｓ４及びＳ７〜Ｓ９に延びる六つの接続路を太線で示した図である。
【００４２】
図７は、確立すべき接続数及び経路に関する制約が生じるものの、図５のマトリクスの周辺スイッチＮ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６をなくし、また、出力Ｓ１からＳ９を解放されたマトリクス内の残りのスイッチの極に直接接続するための内部スイッチＮ７及びＮ８をなくすことによりスイッチ数を著しく減らすことができる図５のスイッチネットワークの変形形態を示す図である。
【００４３】
このように、図５及び図７のネットワークにより、より大きい容量またはより小さな容量に対応すべく、入力及び出力ポート数及びネットワーク内の許容接続数に応じた本発明のスイッチネットワークの変形形態を容易に構成することができる。さらに、図２のネットワークにおいて述べたモジュール化は、以降の図のネットワークにおいても可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】本発明のネットワーク内で使用可能な位置スイッチを示す図である。
【図１ｂ】本発明のネットワーク内で使用可能な位置スイッチを示す図である。
【図１ｃ】本発明のネットワーク内で使用可能な位置スイッチを示す図である。
【図１ｄ】本発明のネットワーク内で使用可能な位置スイッチを示す図である。
【図１ｅ】本発明のネットワーク内で使用可能な位置スイッチを示す図である。
【図２】本発明の第一実施形態によるスイッチネットワークを示す図である。
【図３】本発明の第二実施形態によるスイッチネットワークを示す図である。
【図４】本発明の第三実施形態によるスイッチネットワークを示す図である。
【図５】図４のネットワークの変形形態を示す図である。
【図６】確立された接続の経路を示す図５のネットワークの図である。
【図７】図５のスイッチネットワークの変形形態を示す図である。
【符号の説明】
ｃ１、ｃ２、ｃ３  接続チャンネル
ｃ１１．．．、ｃ１８；ｃ１８．．．、ｃ１２８；ｃ１２８．．．、ｃ１２１、ｃ１２１．．．、ｃ１１  周辺スイッチ
ｃ２２、ｃ２３、ｃ３２、ｃ３３．．．  内部スイッチ
Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６、Ｅ７、Ｅ８、Ｅ９、Ｅ１０、Ｅ１１、Ｅ１２、Ｅ１３、Ｅ１４、Ｅ１５、Ｅ１６、Ｅ１７、ｅ１．．．、ｅ’１  入力
ｍ１１１．．．  リンク
ｎ１、ｎ２、ｎ３、ｎ４、ｎ１６、ｎ１７  周辺スイッチ
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ９、ｓ１．．．、ｓ’１．．．  出力
ｒｃ  回転部材
ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４  極
【図１ａ】
0004119523.tif 000002
【図１ｂ】
0004119523.tif 000003
【図１ｃ】
0004119523.tif 000004
【図１ｄ】
0004119523.tif 000005
【図１ｅ】
0004119523.tif 000006
【図２】
0004119523.tif 000007
【図３】
0004119523.tif 000008
【図４】
0004119523.tif 000009
【図５】
0004119523.tif 000010
【図６】
0004119523.tif 000011
【図７】
0004119523.tif 000012