JP2000111963A - 光スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大規模化に適した光スイッチを提供する。 【解決手段】 この発明の光スイッチは、入力された光
波長多重信号を個々の波長に分波する分波素子２と、分
波された個々の波長ごとに設けられる光スイッチ８１と
を有する。この光スイッチは、複数の出力ポートのう
ち、所望の出力ポートに対して信号光をスイッチングす
る。光スイッチの後段には、クロストーク光の抑圧を行
う光ゲートが接続されている。この光ゲートの出力は光
スターカプラに接続され、光スターカプラの出力は合波
素子に入力される。ここで、光ゲートとスターカプラと
を同一基板上に形成する。すなわち、光ゲートは光スイ
ッチをは別体の基板上に形成する。光ゲートを多段構成
とする場合には、多段のうち少なくとも１段はスターカ
プラと同一基板上に形成する。すなわち、多段の光ゲー
トのうち少なくとも１段は、光スイッチとは別体の基板
上に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光信号の信号経
路を電気的に制御する素子に関する。また、そのような
素子を用いた光スイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】入力された光信号を所望の出力に導くた
めの光スイッチは、光クロスコネクトシステムを実現す
るための構成として期待されている。従来、光スイッチ
としていくつかの方式が公知であるが、例えば中村他、
「ＤＣドリフトフリー・偏光無依存Ｔｉ：ＬｉＮｂＯ3
マトリクス光スイッチ」、１９９７年電子情報通信学会
エレクトロニクスソサイエティ大会Ｃ−３−３４（１９
９７年９月発行）に開示されている光スイッチは、光ス
ターカプラ、ゲート光スイッチ、そして分岐光スイッチ
を組み合わせて構成されている。

【０００３】このような構成であれば、光の分配、光の
合流が可能となるとともに、ゲート光スイッチでクロス
トーク光を抑制することができる。よって、クロストー
ク特性に優れた光スイッチを実現することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したよう
な構成では、光スターカプラを搭載する基板と、ゲート
光スイッチおよび分岐光スイッチとを搭載する基板とが
別体となっている。すなわちゲート光スイッチおよび分
岐光スイッチとが同一の基板上に形成されている。その
ため、光スイッチが多段となる傾向にある。しかしなが
ら基板のサイズには限界があり、スイッチの大規模化が
困難であるという問題を有していた。よって、この発明
では、大規模化に適した光スイッチを提供することを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上の問題を解決するた
め、この発明の光スイッチは、複数の入力ポートの何れ
かに入力された光波長多重信号を、複数の出力ポート中
の任意のポートへスイッチングする光スイッチであっ
て、入力された光波長多重信号を個々の波長に分波する
分波手段を有する。そして、分波された個々の波長ごと
に光スイッチが設けられている。この光スイッチは、複
数の出力ポートのうち、所望の出力ポートに対して信号
光をスイッチングする。

【０００６】光スイッチの後段には、クロストーク光の
抑圧を行う光ゲートが接続されている。この光ゲート
は、光スイッチの複数の出力のそれぞれに接続されてい
る。また、この光ゲートは多段接続されていてもよい。
そして光ゲートの後段には光スターカプラが接続されて
いる。この光スターカプラにおいて、光スイッチでスイ
ッチングされた信号光が波長毎に合流する。こうして波
長毎に合流した信号光は次に合波素子に入力される。こ
の合波素子において、個々の波長が合波され、光波長多
重信号として出力ポートに得られる。

【０００７】ここで、クロストーク抑圧のための光ゲー
トとスターカプラとを同一基板上に形成する。すなわ
ち、光ゲートは光スイッチをは別体の基板上に形成す
る。光ゲートを多段構成とする場合には、多段のうち少
なくとも１段はスターカプラと同一基板上に形成する。
すなわち、多段の光ゲートのうち少なくとも１段は、光
スイッチとは別体の基板上に形成する。

【０００８】この結果、光スイッチの形成されている基
板上には、光ゲートが配置されない。あるいは、この基
板上の光ゲートの段数をそれだけ減少させることができ
る。その結果、その減少分だけ光分岐スイッチを大規模
化することが可能となる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の光スイッチの実
施形態について、図１を用いて説明する。この発明の実
施形態の光スイッチ１０は、入力ポート１に入力された
光波長多重信号を、出力ポート７に出力するものであ
る。なお以下の実施形態では、光スイッチ１０が、入力
ポート１として入力ポート１ａから１ｃまで、また出力
ポートとして出力ポート７ａから７ｃまで、それぞれ３
系統有しているものとして説明する。したがって、後述
する入力側モジュール、出力側モジュール、そしてテー
プファイバも、それぞれ３系統設けられている。さらに
光波長多重信号として、λ１〜λ４までの４波長が多重
されている信号光が入力されてくるものとして説明す
る。

【００１０】上記の３系統の入力ポートのうち、たとえ
ば入力ポート１ａに入力された光波長多重信号は、分波
素子２ａにて波長ごとに分波される。すなわち分波素子
２ａは、入力された波長多重光信号を波長ごとに分波
し、次段の入力側モジュール３ａに送る。分波素子２ａ
は、たとえば光導波路で構成することができる。しかし
分波素子２ａは光導波路によって構成されるものに限定
されず、光波長多重された入力信号を波長ごとに分離す
るものであればよい。

【００１１】入力側モジュール３ａには、波長ごとに１
ｘ４光スイッチ８１ａが設けられている。すなわちこの
実施形態では、４つの１ｘ４光スイッチ８１ａが設けら
れている。そして、これら４つの光スイッチ８１ａの後
段には光配線８２ａが形成されている。光スイッチ８１
ａは、入力された光信号を所望の出力ポートへ出力す
る。

【００１２】光スイッチ８１の詳細な構成を、図２に示
す。分波素子２ａからの光信号は、入力ポート３０に与
えられる。この光信号は、続いて光スイッチエレメント
３１に与えられる。光スイッチエレメント３１は、１ｘ
２光スイッチで構成される。したがって図２に示すよう
に、光スイッチエレメント３１を２段構成とすること
で、１つの光スイッチ８１について４つの出力ポートが
得られる。２段目の光スイッチエレメント３１の出力に
は、クロストーク排除用のゲート光スイッチ３２がそれ
ぞれに接続されている。このゲート光スイッチ３２も１
ｘ２光スイッチで構成される。これらのゲート光スイッ
チ３２が有する２つの出力のうち、一方を出力ポート３
３、もう一方をクロストーク排除ポート３４に接続す
る。

【００１３】このような構成により、入力ポート３０に
与えられた光信号は、光スイッチエレメント３１におい
て所望の出力ポートにスイッチングされる。このとき、
光スイッチエレメント３１で発生したクロストーク光
は、ゲート光スイッチ３２により、クロストーク排除ポ
ート３４に送出される。したがって、クロストーク光が
出力ポート３３に現れることはない。

【００１４】光配線８２ａは、４つの光スイッチ８１ａ
の出力ポート３３に現れた信号光をテープファイバ４に
導く。この光配線８２ａは、たとえば光導波路や、光フ
ァイバにて実現することができる。それぞれの光スイッ
チ８１ａから出力側モジュール５ａに対して出力される
信号光は、光配線８２ａによってテープファイバ４ａに
接続される。同様に、それぞれの光スイッチ８１ａから
出力側モジュール５ｂに対して出力される信号光はテー
プファイバ４ｂに、出力側モジュール５ｃに対して出力
される信号光はテープファイバ４ｃに、それぞれ接続さ
れる。

【００１５】ここで前述したように、この実施形態にお
いては、入力側モジュール３の光スイッチ８１ａは、そ
れぞれが４つの出力ポート３３を有している。ところが
入力ポート１、そして出力ポート７は、それぞれ３系統
が設けられている。したがって光スイッチ８１ａの各々
について、４つの出力ポート３３のうち１つは、ダミー
として終端される。

【００１６】この結果、１本のテープファイバ、たとえ
ばテープファイバ４ａについて考えれば、これは波長多
重信号のλ１からλ４までの波長を出力側モジュール５
ａに導くファイバである。なお図１では、説明の簡単の
ため、入力側モジュール３ａから出力側モジュール５
ａ、５ｂ、および５ｃに接続されるテープファイバのみ
図示し、入力側モジュール３ｂおよび３ｃに接続される
テープファイバについては図示を省略している。しかし
ながらいずれのテープファイバも、波長多重信号のλ１
からλ４までの波長を出力側モジュールに導くことは理
解されるであろう。

【００１７】出力側モジュール５の構成は、入力側モジ
ュールと概略同一である。すなわち出力側モジュール５
には、テープファイバ４に接続される光配線８２、そし
て波長ごとに４ｘ１光スイッチ８３が設けられている。
すなわちこの実施形態では、４つの４ｘ１光スイッチ８
３が設けられている。ここで、たとえば出力モジュール
５ｃに入力された信号光は、光配線８２ｃを介して４ｘ
１光スイッチ８３ｃに入力される。光配線８２は、テー
プファイバ４ｃによって送られてきた各波長を、４つの
光スイッチ８３ｃのそれぞれに接続する。

【００１８】光スイッチ８３の詳細な構成を、図３に示
す。すなわち光スイッチ８３は、４つの入力ポート４０
を有する。入力側モジュール３の光スイッチ８１と同
様、これら４つの入力ポートのうち１つはダミーであ
り、実際に信号光が入力されるのは残り３つである。入
力ポート４０には、ゲート光スイッチ４１が接続されて
いる。ゲート光スイッチ４１は１ｘ２光スイッチを２段
接続したものであり、それぞれの１ｘ２光スイッチは出
力ポート４１ａと、クロストーク排除ポート４１ｂとを
有する。２段目の１ｘ２光スイッチの出力ポート４１ａ
は、光スターカプラ４２に接続される。

【００１９】この光スターカプラ４２において信号光が
合波され、出力ポート４４に与えられる。こうして光ス
イッチ８３から出力された信号光は、合波素子６ｃに与
えられる。合波素子６ｃは、それぞれの光スイッチ８３
から与えられた信号光を波長多重して、出力ポート７ｃ
に出力する。

【００２０】このような構成であるため、クロストーク
光はゲート光スイッチ３２、そして２段のゲート光スイ
ッチ４１により、計３回排除されることになる。これは
ｄＢ表示で４倍のクロストーク量となる。たとえばゲー
ト光スイッチ３２、４１の単体のクロストーク特性を１
５ｄＢとすれば、この実施形態の光スイッチ１０全体で
は６０ｄＢのクロストーク特性を実現することができ
る。

【００２１】なお以上の説明では、入力ポート１、分波
素子２、入力側モジュール３、テープファイバ４、出力
側モジュール５、合波素子６、そして出力ポート６、そ
れぞれ１系統について説明した。ここで他の２系統も、
以上説明したと同様の構成を有する。したがって他の２
系統については、詳細な説明は省略する。

【００２２】以上説明したようにこの実施形態では、ク
ロストーク排除用のゲート光スイッチを、スターカプラ
と同一基板上に形成する。すなわち、ゲート光スイッチ
を光分岐スイッチと別体の基板上に形成する。ゲート光
スイッチを多段構成とする場合には、多段のうち少なく
とも１段をスターカプラと同一基板上に形成する。すな
わち、多段のゲート光スイッチのうち少なくとも１段
は、光分岐スイッチと別体の基板上に形成する。

【００２３】この結果、ゲート光スイッチを光分岐スイ
ッチと同一基板上に形成する従来技術と比較して、光分
岐スイッチの形成されている基板上のゲート光スイッチ
の段数をそれだけ減少させることができる。その結果、
その減少分だけ光分岐スイッチを大規模化することが可
能となる。上述の実施形態によれば、２段構成のゲート
光スイッチ４１を出力側モジュール５上に形成した。こ
のため、入力側モジュール３上の光分岐スイッチを、そ
の分（２の２乗、すなわち４倍）大規模化することがで
きる。

【００２４】また、ゲート光スイッチ４１は、単体での
クロストーク特性は通常のツリー構成の場合と同一であ
る。しかし、この発明の実施形態によれば、これを光ス
ターカプラと同一基板上に形成することで、多段とする
ことが容易な構成を得ることができる。このようにゲー
ト光スイッチを多段とすると、全体的な特性を改善する
ことができるという効果をも得ることができる。

【００２５】なお、図２に示した４ｘ１光スイッチを出
力側に、図３に示した１ｘ４光スイッチを入力側に用い
ることもできる。

【００２６】以下、この実施形態の変形例について図４
を用いて説明する。前述した実施形態では、光波長多重
信号として、λ１〜λ４までの４波長が多重されている
信号光が入力されてくる場合を説明した。以下の変形例
では、より多くの波長が多重されている信号光が入力さ
れてくる場合に適用可能なスイッチを説明する。

【００２７】すなわち図４に示すように、１つの入力側
モジュールには４波長が与えられるようにし、入力信号
光に多重される波長数に応じて入力側モジュール３を複
数配置する。さらに、入力側モジュール３が複数配置さ
れるのに対応して、出力側モジュール５も同数だけ配置
する。この構成であると、入力される波長数が増大して
も、個々の光スイッチ８１、また光スイッチ８３は１ｘ
４光スイッチ、また４ｘ１光スイッチで足りる。したが
って、どのような波長数であっても拡張が容易である。

【００２８】なお図４でも、説明の簡単のため、入力側
モジュール３ａ１、３ａ２から出力されるテープファイ
バのみ図示し、その他のテープファイバについては図示
を省略している。しかしながら、各入力側モジュールの
出力が、出力側の各系統に接続されているという点で、
図１に示した構成と同様である。

【００２９】さらに、上述の実施形態では波長多重信号
をスイッチングする光スイッチを例に説明したが、光波
長多重信号でなくとも、この発明を適用することは可能
である。すなわち、単一の波長の信号光をスイッチング
する光スイッチにも、この発明を適用できるのはもちろ
んである。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
光スイッチを大規模化することができる。さらに、全体
的な特性を改善することができるという効果をも得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の光スイッチの実施形態を示す図であ
る。

【図２】入力側光スイッチの詳細な構成を示す図であ
る。

【図３】出力側光スイッチの詳細な構成を示す図であ
る。

【図４】実施形態の変形例について説明する図である。

【符号の説明】

１・・・入力ポート ２・・・分波素子 ３・・・入力側モジュール ４・・・テープファイバ ５・・・出力側モジュール ６・・・合波素子 ７・・・出力ポート

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の入力ポートの何れかに入力された
   光信号を、複数の出力ポート中の任意のポートへスイッ
   チングする光スイッチであって、 入力された光信号のスイッチングを行なう光スイッチン
   グ手段と、 前記光スイッチング手段の出力に接続され、クロストー
   ク光の抑圧を行う光ゲート手段と、 前記光ゲート手段に接続される光スターカプラとを有
   し、 前記光ゲート手段と前記光スターカプラとを、同一の基
   板上に形成したことを特徴とする光スイッチ。
2. 【請求項２】 複数の入力ポートの何れかに入力された
   光波長多重信号を、複数の出力ポート中の任意のポート
   へスイッチングする光スイッチであって、 入力された光波長多重信号を個々の波長に分波する分波
   手段と、 前記分波手段により分波された個々の波長ごとにスイッ
   チングを行なう光スイッチング手段と、 前記光スイッチング手段の出力に接続され、クロストー
   ク光の抑圧を行う光ゲート手段と、 前記光ゲート手段に接続される光スターカプラと、 前記光ゲート手段に接続され、前記分波手段にて分波さ
   れた個々の波長を合波する合波手段とを有し、 前記光ゲート手段と前記光スターカプラとを、同一の基
   板上に形成したことを特徴とする光スイッチ。
3. 【請求項３】 請求項１記載の光スイッチであって、 前記光ゲート手段は、光スイッチを多段接続して構成さ
   れており、この多段接続された光スイッチの少なくとも
   １段を、前記光スターカプラと同一基板上に形成したこ
   とを特徴とする光スイッチ。
4. 【請求項４】 請求項３記載の光スイッチであって、 前記光スイッチング手段は、前記個々の波長ごとにスイ
   ッチングを行なうスイッチエレメントを基板上にアレイ
   配置したものであることを特徴とする光スイッチ。