JP2003529097A - Optical switching system with power balance - Google Patents

Optical switching system with power balance

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JP2003529097A
JP2003529097A JP2001571151A JP2001571151A JP2003529097A JP 2003529097 A JP2003529097 A JP 2003529097A JP 2001571151 A JP2001571151 A JP 2001571151A JP 2001571151 A JP2001571151 A JP 2001571151A JP 2003529097 A JP2003529097 A JP 2003529097A
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リューヴェン デュール
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リンクス フォトニック ネットワークス インコーポレイテッド
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Abstract

(57)【要約】 複数の出力導波管(104)内のパワーをバランスさせながら、複数の入力導波管(102)から前記複数の出力導波管(104)に光信号を切り換えるためのシステムと、それを使用する方法。このシステムは、各入力導波管ごとに、また各出力導波管ごとに、前記入力導波管に入ってくる光エネルギーの調整可能な部分を前記出力導波管に向ける一つ以上の減衰器(110、120)を含む光スイッチ・マトリックス(100)に基づいている。好ましくは、各入力導波管は、一対の2×2マッハ・ツェンダー干渉計を介して各出力導波管に結合しており、これら一対の2×2マッハ・ツェンダー干渉計の中の第1の干渉計は空き入力ポート(112)を持っており、第2の干渉計は空き出力ポート(128)を持っている。本システムはまた、入力導波管または出力導波管いずれかの中のパワーの一定部分をタップして、それにしたがって減衰器を調整するフィードバック機構を含んでいる。 (57) Abstract: A method for switching an optical signal from a plurality of input waveguides (102) to a plurality of output waveguides (104) while balancing the power in a plurality of output waveguides (104). The system and how to use it. The system includes, for each input waveguide, and for each output waveguide, one or more attenuations that direct an adjustable portion of light energy entering the input waveguide to the output waveguide. It is based on an optical switch matrix (100) that includes devices (110, 120). Preferably, each input waveguide is coupled to each output waveguide via a pair of 2 × 2 Mach-Zehnder interferometers, and the first of the pair of 2 × 2 Mach-Zehnder interferometers. Has an empty input port (112) and the second interferometer has an empty output port (128). The system also includes a feedback mechanism that taps a portion of the power in either the input waveguide or the output waveguide and adjusts the attenuator accordingly.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】 (発明の分野および背景) 本発明は、光信号の切り換えに関し、特に出力パワーのバランス化を容易にす
る光交換システムに関する。 高密度波長分割多重化に基づく光通信ネットワークでは、異なる波長の搬送波
で搬送される信号は、幾つかの理由から異なる光パワーを持ちやすい。一つの理
由は、このようなネットワークが信号パワーを維持するために複数の光増幅器を
使用することである。光増幅器の光利得は、波長の関数として平坦ではない。し
たがって、入ってくる多重化信号のパワーが等しくても、出て行く多重化信号の
パワーは一般に等しくない。第2の理由は、多重化された信号は一般に異なる発
信源を持っているので、これらの信号はある光増幅器に到着する時までに異なる
距離を走行する結果として異なる伝搬損失を受けるということである。もしも光
増幅器に入ってくる多重化信号間の信号パワーの範囲が広すぎると、増幅器は飽
和して、許容できないデータ損失という結果を招くことになる。
FIELD AND BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to switching optical signals, and more particularly to an optical switching system that facilitates balancing output power. In optical communication networks based on dense wavelength division multiplexing, signals carried on carriers of different wavelengths are likely to have different optical powers for several reasons. One reason is that such networks use multiple optical amplifiers to maintain signal power. The optical gain of an optical amplifier is not flat as a function of wavelength. Therefore, although the incoming multiplexed signals have equal power, the outgoing multiplexed signals generally do not have equal power. The second reason is that since multiplexed signals generally have different sources, they experience different propagation losses as a result of traveling different distances by the time they arrive at an optical amplifier. is there. If the range of signal power between the multiplexed signals entering the optical amplifier is too wide, the amplifier will saturate, resulting in unacceptable data loss.

【0002】 この問題を解決するために二つの異なる手法が使われてきた。第1の手法は、
応答曲線とは相互関係にある(reciprocal)損失曲線を導入することによって、シ
ステムの応答曲線(これは光増幅器の応答曲線と、フィルターなどの他の波長依
存性のコンポーネントの応答曲線との複合である)を平坦にすることである。こ
れは、受動的に(Y.Liによる“A waveguide EDFA gain equalizer filter(導波
管EDFA利得等化フィルター)”,Electronics Letters,vol.31 pp.2005-200
6,1995)、あるいは動的に(M.C.Parkerによる“Dynamic holographic spectral
equalization for WDM(波長分割多重化のための動的ホログラフ・スペクトル
等化)”,IEEE Photon Technology Letters,vol.9 pp.529-531,1997と、J.E.fo
rdおよびJ.A.Walkerによる“dynamic spectral power equalization using micr
o-opto mechanics(微小光学機構を使用した動的スペクトル・パワー等化)”,
IEEE Photon Technology Letters,vol.10 pp.1440-1442,1998)行うことができ
る。この手法においては信号は、通常の光導波管上では多重化された状態のまま
である。第2の手法は、信号をそれぞれのチャネルにデマルチプレクス(逆多重
)して、光減衰器を使用して各チャネルを減衰させる。
Two different approaches have been used to solve this problem. The first method is
By introducing a loss curve that is reciprocal to the response curve, the response curve of the system (which is a composite of the response curve of an optical amplifier and the response curves of other wavelength dependent components such as filters) A) is to be flat. This is passively (“A waveguide EDFA gain equalizer filter” by Y.Li), Electronics Letters, vol.31 pp.2005-200.
6, 1995) or dynamically (“Dynamic holographic spectral by MC Parker”
equalization for WDM (Dynamic Holographic Spectral Equalization for Wavelength Division Multiplexing) ”, IEEE Photon Technology Letters, vol.9 pp.529-531, 1997, and JEfo
“Dynamic spectral power equalization using micr” by rd and JA Walker
o-opto mechanics (Dynamic spectrum power equalization using micro optical mechanism) ”,
IEEE Photon Technology Letters, vol.10 pp.1440-1442, 1998). In this approach, the signal remains multiplexed on a conventional optical waveguide. The second approach is to demultiplex the signal into each channel and use an optical attenuator to attenuate each channel.

【0003】 2×2および1×2マッハ・ツェンダー干渉計といった光スイッチは、減衰器
として使用できる。図1は、マッハ・ツェンダー干渉計10を示す。干渉計10
は、ある程度平行な2本の導波管、上部導波管12と下部導波管14とに基づい
ている。導波管12および14は、第1の3dB方向性結合器16と第2の3d
B方向性結合器18とにおいて互いに結合されている。方向性結合器16、18
の間で各導波管12および14は、それぞれの移相器20および22を貫通して
いる。上部導波管12の左端24は、干渉計10の入力ポートとして機能する。
上部導波管12の右端26は、干渉計10の出力ポートとして機能する。下部導
波管14の右端28は、空きポートである。
Optical switches such as 2 × 2 and 1 × 2 Mach-Zehnder interferometers can be used as attenuators. FIG. 1 shows a Mach-Zehnder interferometer 10. Interferometer 10
Is based on two waveguides that are somewhat parallel, an upper waveguide 12 and a lower waveguide 14. The waveguides 12 and 14 include a first 3 dB directional coupler 16 and a second 3 d
They are coupled to each other at the B-directional coupler 18. Directional couplers 16 and 18
In between each waveguide 12 and 14 penetrates a respective phase shifter 20 and 22. The left end 24 of the upper waveguide 12 functions as an input port of the interferometer 10.
The right end 26 of the upper waveguide 12 functions as an output port of the interferometer 10. The right end 28 of the lower waveguide 14 is an empty port.

【0004】 干渉計10の動作は、下記の通りである。入力ポート24から干渉計10に入
ってくるコヒーレント光は、方向性結合器16によって上部導波管12内の右方
向に連続する光の半分と下部導波管14の右方向に伝搬する光の他の半分とに分
割される。移相器20および22は、導波管12および14内の光の相対的位相
を変化させるために使用される。それから方向性結合器18は、上部導波管12
内の光と下部導波管14内の光との間の、移相器20および22によって誘発さ
れた位相差に依存して、光の一部または全部が出力ポート26および/または空
きポート28を介して干渉計10から出てくるようにする。
The operation of interferometer 10 is as follows. The coherent light entering the interferometer 10 from the input port 24 is divided by the directional coupler 16 into half of the light continuing to the right in the upper waveguide 12 and the light propagating to the right in the lower waveguide 14. Split into the other half. Phase shifters 20 and 22 are used to change the relative phase of the light in waveguides 12 and 14. The directional coupler 18 is then connected to the upper waveguide 12
Depending on the phase difference induced by the phase shifters 20 and 22 between the light inside and the light inside the lower waveguide 14, some or all of the light may be output port 26 and / or open port 28. Through the interferometer 10.

【0005】 図2は、入力ポート24を介して特定のマッハ・ツェンダー干渉計10に入っ
てくるパワーに対する出力ポート28を介してこの干渉計10を出て行くdB単
位でのパワー対移相器20または移相器22に印加される発熱パワーを示してい
る。この特定のマッハ・ツェンダー干渉計10は、1.55ミクロンの波長の光
のためにSiO2−on−Si(シリコン上に酸化シリコンを堆積させる)技術
を使って製造される。I点(約50mWの発熱パワー)で35dBの最大減衰量
が得られる。II点(約610mWの発熱パワー)で最小減衰量が得られる。し
たがって、このマッハ・ツェンダー干渉計10は、減衰範囲35dBの能力があ
る。このマッハ・ツェンダー干渉計10がスイッチとして使用されると、I点は
出力ポート26を介してほとんどすべてのパワーが出て行くOFF状態のスイッ
チに対応し、II点は出力ポート28を介してほとんどすべてのパワーが出て行
く完全にON状態のスイッチに対応している。 減衰の分解能は、移相器20および22で使用される発熱パワーの分解能に依
存する。
FIG. 2 illustrates a power-to-phase shifter in dB leaving the interferometer 10 via the output port 28 for power entering the particular Mach-Zehnder interferometer 10 via the input port 24. 20 or the heat generation power applied to the phase shifter 22. This particular Mach-Zehnder interferometer 10 is manufactured using the SiO 2 -on-Si (depositing silicon oxide on silicon) technique for light at a wavelength of 1.55 microns. A maximum attenuation of 35 dB is obtained at point I (heating power of about 50 mW). The minimum amount of attenuation is obtained at point II (heating power of about 610 mW). Therefore, the Mach-Zehnder interferometer 10 has the capability of the attenuation range of 35 dB. When this Mach-Zehnder interferometer 10 is used as a switch, point I corresponds to an OFF-state switch in which almost all the power goes out through the output port 26, and point II corresponds through the output port 28. Corresponds to a completely ON switch where all the power goes out. The resolution of the attenuation depends on the resolution of the heating power used in the phase shifters 20 and 22.

【0006】 (発明の概要) 2×2および1×2の光スイッチもまた、入力導波管から出力導波管への光信
号の切り換えに関するPCT出願WO99/60434と同時係属中の米国特許出願第09/6
96,224号とに開示された光スイッチ・マトリックスといった光スイッチ・マトリ
ックスにおける要素として使用される。本発明は、マッハ・ツェンダー干渉計1
0といった光スイッチの切り換え機能と単一ユニット内のこのような光スイッチ
の減衰機能とを組み合わせた光スイッチ・マトリックスに基づいた光交換システ
ムである。 したがって本発明によれば、複数の入力導波管から複数の出力導波管に光エネ
ルギーを切り換えるための光交換システムであって、(a)各出力導波管ごとに
、また各入力導波管ごとに、各入力導波管を介して入ってくる光エネルギーの調
整可能な部分を各出力導波管に向けるための少なくとも一つのそれぞれの減衰器
を含むことを特徴とする光交換システムが提供される。
SUMMARY OF THE INVENTION 2x2 and 1x2 optical switches are also US patent applications co-pending to PCT application WO99 / 60434 for switching optical signals from an input waveguide to an output waveguide. 09/6
Used as an element in an optical switch matrix such as the optical switch matrix disclosed in US Pat. The present invention is a Mach-Zehnder interferometer 1
An optical switching system based on an optical switch matrix that combines the switching function of optical switches such as 0 and the attenuation function of such optical switches in a single unit. Therefore, according to the present invention, there is provided an optical switching system for switching optical energy from a plurality of input waveguides to a plurality of output waveguides, which is (a) for each output waveguide and for each input waveguide. An optical switching system, characterized in that each tube includes at least one respective attenuator for directing a tunable portion of the optical energy entering through each input waveguide to each output waveguide. Provided.

【0007】 更に本発明によれば、それぞれの入力導波管上を走行する複数の光信号の各々
をそのそれぞれの入力導波管から複数の出力導波管の所望の一つに切り換える方
法であって、(a)各出力導波管ごとに、また各入力導波管ごとに、各入力導波
管上を走行する信号の調整可能な部分を各出力導波管に向けるための少なくとも
一つのそれぞれの減衰器を含む光スイッチ・マトリックスを備えるステップと、
(b)光信号を所望の出力導波管に向ける減衰器を選択するステップと、(c)
出力導波管内の光信号のパワーをバランスさせるように選択された減衰器を調整
するステップとを含むことを特徴とする方法が提供される。 本発明の光交換システムは、各入力導波管ごとに、また各出力導波管ごとに、
入力導波管内の光エネルギーの調整可能部分を出力導波管に向けるための一つ以
上の光スイッチのセットを含む光スイッチ・マトリックスに基づいている。各セ
ット内の光スイッチの少なくとも一つは減衰器、好ましくはマッハ・ツェンダー
減衰器である。好ましくは、これらのスイッチは、2×2スイッチである。1セ
ット当たり一方は入力用、他方は出力用の2個のスイッチが存在すれば、この入
力スイッチは一つの空き入力ポートを持ち、出力スイッチは一つの空き出力ポー
トを持つ。各入力導波管の最後のスイッチ・セットの入力スイッチもまた、一つ
の空き出力ポートを持ち、各出力導波管の最初のスイッチ・セットの出力スイッ
チもまた、一つの空き入力ポートを持つ。
Further in accordance with the present invention, a method of switching each of a plurality of optical signals traveling on a respective input waveguide from its respective input waveguide to a desired one of a plurality of output waveguides. And (a) for each output waveguide, and for each input waveguide, at least one for directing an adjustable portion of the signal traveling on each input waveguide to each output waveguide. Providing an optical switch matrix including two respective attenuators,
(B) selecting an attenuator that directs the optical signal to the desired output waveguide, and (c)
Adjusting an attenuator selected to balance the power of the optical signal in the output waveguide. The optical switching system of the present invention, for each input waveguide, for each output waveguide,
It is based on an optical switch matrix that includes a set of one or more optical switches for directing a tunable portion of optical energy in an input waveguide to an output waveguide. At least one of the optical switches in each set is an attenuator, preferably a Mach-Zehnder attenuator. Preferably, these switches are 2x2 switches. If there are two switches, one for input and the other for output, per set, this input switch has one empty input port and the output switch has one empty output port. The input switch of the last switch set of each input waveguide also has one free output port, and the output switch of the first switch set of each output waveguide also has one free input port.

【0008】 好ましくは、本発明の光交換システムは、複数の出力導波管内の出力パワーを
バランスさせるように減衰器を調整するためのフィードバック機構を含んでいる
。このフィードバック機構は、スペクトル分析器といったパワー測定装置と、入
力導波管または出力導波管いずれかからの光エネルギーの一定部分をスペクトル
分析器に向けるための1セットのタップと、タップされた導波管内のパワーレベ
ルを示す信号をスペクトル分析器から受け取ってこれらの信号に基づいて減衰器
を調整する制御装置とを含む。最も好ましくは、各タップは、それぞれの入力導
波管または出力導波管に連結された方向性結合器を含んでいる。 複数の出力導波管内の出力パワーを「バランスさせること」は、光交換システ
ムから下流の信号の正確な伝送を容易にするように出力導波管内の出力パワーを
調整することを意味する。通常このバランス化は、すべての出力導波管内のパワ
ーを等化することによって行われるが、これらのパワーを1に等しくない相互比
を持つように調整することによってパワーがバランスするという状況が存在する
。例えば、複数の信号の一部は、他の信号よりもはるかに下流にあるそれぞれの
受信宛て先に向けられていることがある。もしもすべての信号のパワーが等化さ
れると、それから信号減衰が走行距離と同じ意味で変化するので遠距離の受信宛
て先を有する信号は近距離の受信宛て先を有する信号よりも低いパワーを持って
受信宛て先に到着することになる。このような場合には、すべての信号が等しい
パワーを持ってそれぞれの受信宛て先に到着するように、遠距離の受信宛て先を
有する信号のパワーを近距離の受信宛て先を有する信号のパワーより高いレベル
に調整することが望ましいことが多い。
[0008] Preferably, the optical switching system of the present invention includes a feedback mechanism for adjusting the attenuator to balance the output power in the plurality of output waveguides. This feedback mechanism includes a power measurement device, such as a spectrum analyzer, a set of taps for directing a portion of the optical energy from either the input or output waveguides to the spectrum analyzer, and the tapped conductors. A controller for receiving signals indicative of power levels in the wave guide from the spectrum analyzer and adjusting the attenuator based on these signals. Most preferably, each tap includes a directional coupler coupled to a respective input or output waveguide. "Balanced" the output power in the output waveguides means adjusting the output power in the output waveguides to facilitate accurate transmission of signals downstream from the optical switching system. Usually this balancing is done by equalizing the power in all the output waveguides, but there is a situation where the power is balanced by adjusting these powers to have a mutual ratio not equal to one. To do. For example, some of the signals may be destined for their respective receiving destinations far downstream than the other signals. If the powers of all signals are equalized, then the signal attenuation changes in the same sense as the mileage, so signals with long-distance destinations have lower power than signals with short-distance destinations. You will have to take it to the destination. In such a case, the power of the signal with the distant receiving destination should be the power of the signal with the distant receiving destination so that all signals arrive at their respective receiving destinations with equal power. It is often desirable to adjust to higher levels.

【0009】 (好適な実施形態の説明) 本発明はここでは、単なる例として下記の付属図面を参照して説明される。 本発明は、複数の出力導波管内のパワーをバランスさせながら、入力導波管か
ら出力導波管に光信号を切り換えるために使用できる光交換システムに関するも
のである。 本発明による光交換システムの原理と動作は、図面と付属の説明とを参照する
ことによって、より良く理解できる。 再び図面を参照すると、図3は、WO99/60434に開示された光スイッチ・マトリ
ックスに類似する本発明の光スイッチ・マトリックス100のアーキテクチャ(
基本構成)を示す。光スイッチ・マトリックス100は、4個の入力導波管10
2を4個の出力導波管104に接続している。この目的のために、光スイッチ・
マトリックス100は、16個の入力減衰器110と16個の出力減衰器120
とを含んでいる。各減衰器110または120は、マッハ・ツェンダー干渉計1
0と実質的に同一のマッハ・ツェンダー干渉計である。各入力減衰器110は、
上部入力ポート112と下部入力ポート114と上部出力ポート116と下部出
力ポート118とを持っている。同様に各出力減衰器120は、上部入力ポート
122と下部入力ポート124と上部出力ポート126と下部出力ポート128
とを持っている。各入力導波管102は、それぞれの入力減衰器110とそれぞ
れの出力減衰器120とによって各出力導波管104に連結されている。ある特
定の入力導波管102をある特定の出力導波管104に結合している入力減衰器
110と出力減衰器120は、対応する文字によってラベル付けされており、入
力減衰器110aaと出力減衰器120aaは入力導波管102aを出力導波管
104aに結合しており、入力減衰器110abと出力減衰器110abは入力
導波管102aを出力導波管102bに結合しており、以下同様である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described, by way of example only, with reference to the accompanying drawings, in which: The present invention relates to an optical switching system that can be used to switch an optical signal from an input waveguide to an output waveguide while balancing the power in a plurality of output waveguides. The principles and operation of an optical switching system according to the present invention may be better understood with reference to the drawings and accompanying descriptions. Referring again to the drawings, FIG. 3 illustrates the architecture of an optical switch matrix 100 of the present invention (similar to the optical switch matrix disclosed in WO99 / 60434).
The basic configuration) is shown. The optical switch matrix 100 has four input waveguides 10.
2 is connected to four output waveguides 104. For this purpose, optical switches
The matrix 100 includes 16 input attenuators 110 and 16 output attenuators 120.
Includes and. Each attenuator 110 or 120 is a Mach-Zehnder interferometer 1
It is a Mach-Zehnder interferometer that is substantially the same as zero. Each input attenuator 110
It has an upper input port 112, a lower input port 114, an upper output port 116 and a lower output port 118. Similarly, each output attenuator 120 includes an upper input port 122, a lower input port 124, an upper output port 126, and a lower output port 128.
Have and. Each input waveguide 102 is connected to each output waveguide 104 by a respective input attenuator 110 and a respective output attenuator 120. The input attenuator 110 and output attenuator 120 coupling a particular input waveguide 102 to a particular output waveguide 104 are labeled with corresponding letters and are labeled as input attenuator 110aa and output attenuator. Device 120aa couples the input waveguide 102a to the output waveguide 104a, input attenuator 110ab and output attenuator 110ab couple the input waveguide 102a to the output waveguide 102b, and so on. is there.

【0010】 更に特定的には、入力導波管102は、出力導波管104aに結合する入力減
衰器110の下部入力ポート114に通じており、また出力導波管104は、入
力導波管102dに結合する出力減衰器120の上部出力ポート126から出て
くる。各入力減衰器110は、その入力減衰器110の上部出力ポート116か
らその出力減衰器120の下部入力ポート124に通じているそれぞれの中間導
波管132によって、そのそれぞれの出力減衰器120に結合されている。入力
減衰器110のすべての上部入力ポート112は、空き状態である。同様に、出
力減衰器120のすべての下部出力ポート128も、空き状態である。出力導波
管104dに結合している入力減衰器110の下部出力ポート118は、空き状
態であり、またそれぞれの中間導波管130は、その他の入力減衰器110の各
々の入力減衰器の下部出力ポート118から同じ入力導波管102を次の出力導
波管104に結合する入力減衰器110の下部入力ポート114に通じている。
同様に、入力導波管102aに結合している出力減衰器120の上部入力ポート
122は、空き状態であり、またそれぞれの中間導波管134は、同じ出力導波
管104を先行する入力導波管102に結合する出力減衰器120の上部出力ポ
ート126からその他の出力減衰器120の各々の出力減衰器の上部入力ポート
122に通じている。マッハ・ツェンダー干渉計10におけるように、各入力減
衰器110の下部入力ポート114と下部出力ポート118は実際には同じ内側
の下部導波管の相反する端部であり、また各出力減衰器120の上部入力ポート
122と上部出力ポート126は実際には同じ内側の上部導波管の相反する端部
であり、したがって中間導波管130は実際にはそれぞれの入力導波管102の
延長部であり、中間導波管134は実際にはそれぞれの出力導波管104の延長
部である。 各減衰器110または120は、その通り抜け状態(図2のI点)ではOFF
と見なされ、この状態では上部入力ポート112または122を介して入ってく
るすべての光エネルギーは上部出力ポート116または126を介して出て行き
、また下部入力ポート114または124を介して入ってくるすべての光エネル
ギーは下部出力ポート118または128を介して出て行く。すべての減衰器の
OFF状態では、入力導波管102を介してマトリックス100に入るすべての
光エネルギーは、空き出力ポート118から廃棄される。入力減衰器110と出
力減衰器120の移相器に印加される発熱パワーを図2のII点の方に増加させ
ることによって、ある特定の入力導波管102をある特定の出力導波管104に
結合する入力減衰器110と出力減衰器120とをONにすることは、その入力
導波管102を介して入ってくる光エネルギーの一部または全部をその出力導波
管104に向ける。
More specifically, the input waveguide 102 leads to a lower input port 114 of an input attenuator 110 that couples to an output waveguide 104 a, and the output waveguide 104 is an input waveguide. It emerges from the upper output port 126 of the output attenuator 120 which is coupled to 102d. Each input attenuator 110 is coupled to its respective output attenuator 120 by a respective intermediate waveguide 132 leading from the upper output port 116 of that input attenuator 110 to the lower input port 124 of its output attenuator 120. Has been done. All upper input ports 112 of the input attenuator 110 are empty. Similarly, all lower output ports 128 of output attenuator 120 are also empty. The lower output port 118 of the input attenuator 110, which is coupled to the output waveguide 104d, is empty and the respective intermediate waveguides 130 are lower than the input attenuator of each of the other input attenuators 110. The output port 118 leads to the lower input port 114 of the input attenuator 110 which couples the same input waveguide 102 to the next output waveguide 104.
Similarly, the upper input port 122 of the output attenuator 120, which is coupled to the input waveguide 102a, is empty, and each intermediate waveguide 134 has a respective input waveguide that precedes the same output waveguide 104. An upper output port 126 of the output attenuator 120 coupled to the wave tube 102 leads to an upper input port 122 of each output attenuator of the other output attenuators 120. As in the Mach-Zehnder interferometer 10, the lower input port 114 and the lower output port 118 of each input attenuator 110 are actually opposite ends of the same inner lower waveguide and each output attenuator 120. The upper input port 122 and the upper output port 126 of are actually opposite ends of the same inner upper waveguide, so the intermediate waveguide 130 is actually an extension of the respective input waveguide 102. Yes, the intermediate waveguides 134 are actually extensions of the respective output waveguides 104. Each attenuator 110 or 120 is OFF in the passing state (point I in FIG. 2).
And in this state all light energy entering through the upper input port 112 or 122 exits through the upper output port 116 or 126 and enters through the lower input port 114 or 124. All light energy exits via the lower output port 118 or 128. In the OFF state of all attenuators, all light energy entering the matrix 100 through the input waveguide 102 is discarded from the empty output port 118. By increasing the heating power applied to the phase shifters of the input attenuator 110 and the output attenuator 120 toward point II in FIG. 2, a particular input waveguide 102 can be converted to a particular output waveguide 104. Turning on the input attenuator 110 and the output attenuator 120, which are coupled to, directs some or all of the light energy entering through its input waveguide 102 to its output waveguide 104.

【0011】 図4は、米国特許出願第09/696,224号に開示された光スイッチ・マトリックス
に類似の本発明のもう一つの光スイッチ・マトリックス200のアーキテクチャ
を示す。光スイッチ・マトリックス200は、4個の入力導波管202を4個の
出力導波管204に接続している。この目的のために、光スイッチ・マトリック
ス200は、16個の入力減衰器210と16個の出力減衰器220とを含んで
いる。各減衰器210または220は、マッハ・ツェンダー干渉計10と実質的
に同一のマッハ・ツェンダー干渉計である。各入力減衰器210は、上部入力ポ
ート212と下部入力ポート214と上部出力ポート216と下部出力ポート2
18とを持っている。同様に、各出力減衰器220は、上部入力ポート222と
下部入力ポート224と上部出力ポート226と下部出力ポート228とを持っ
ている。各入力導波管202は、それぞれの入力減衰器210とそれぞれの出力
減衰器220とによって各出力導波管204に連結されている。ある特定の入力
導波管202をある特定の出力導波管204に結合している入力減衰器210と
出力減衰器220は、対応する文字によってラベル付けされており、入力減衰器
210adと出力減衰器220adは入力導波管202aを出力導波管204d
に結合しており、入力減衰器210baと出力減衰器210baは入力導波管2
02bを出力導波管204aに結合しており、以下同様である。
FIG. 4 illustrates the architecture of another optical switch matrix 200 of the present invention similar to the optical switch matrix disclosed in US patent application Ser. No. 09 / 696,224. The optical switch matrix 200 connects four input waveguides 202 to four output waveguides 204. To this end, the optical switch matrix 200 includes 16 input attenuators 210 and 16 output attenuators 220. Each attenuator 210 or 220 is a Mach-Zehnder interferometer that is substantially the same as the Mach-Zehnder interferometer 10. Each input attenuator 210 includes an upper input port 212, a lower input port 214, an upper output port 216, and a lower output port 2.
I have 18 and. Similarly, each output attenuator 220 has an upper input port 222, a lower input port 224, an upper output port 226, and a lower output port 228. Each input waveguide 202 is connected to each output waveguide 204 by a respective input attenuator 210 and a respective output attenuator 220. The input attenuator 210 and the output attenuator 220 coupling a particular input waveguide 202 to a particular output waveguide 204 are labeled with corresponding letters and are labeled as input attenuator 210ad and output attenuator 210ad. The device 220ad connects the input waveguide 202a to the output waveguide 204d.
And the input attenuator 210ba and the output attenuator 210ba are connected to the input waveguide 2
02b is coupled to the output waveguide 204a, and so on.

【0012】 更に特定的には、入力導波管202は、周期的に先行する出力導波管204に
結合する入力減衰器210の上部入力ポート212に通じており、入力導波管2
02aは、入力減衰器210adの上部入力ポート212に通じており、入力導
波管202bは、入力減衰器210baの上部入力ポート212に通じており、
入力導波管202cは、入力減衰器210cbの上部入力ポート212に通じて
おり、入力導波管202dは、入力減衰器210dcの上部入力ポート212に
通じている。出力導波管204は、対応する入力導波管202に結合する出力減
衰器220の上部出力ポート226から出て来る。出力導波管204aは、出力
減衰器220aaの上部出力ポート226から出てき、出力導波管204bは、
出力減衰器220bbの上部出力ポート226から出てき、出力導波管204c
は、出力減衰器220ccの上部出力ポート226から出てき、また出力導波管
204dは、出力減衰器220ddの上部出力ポート226から出てくる。各入
力減衰器210は、その入力減衰器210の下部出力ポート218からその出力
減衰器220の下部入力ポート224に通じているそれぞれの中間導波管232
によって、そのそれぞれの出力減衰器220に結合されている。入力減衰器21
0のすべての下部ポート214は、空き状態である。同様に、出力減衰器220
のすべての下部出力ポート228は、空き状態である。入力導波管202を対応
する出力導波管204に結合している入力減衰器210aa、210bb、21
0cc、210ddの上部出力ポートは、空き状態である。それぞれの中間導波
管230は、その他の入力減衰器210の各々の入力減衰器の上部出力ポート2
16から同じ入力導波管202を周期的に先行する出力導波管204に結合する
入力減衰器210の上部入力ポート212に通じている。例えば、中間導波管2
30は入力減衰器210cbの上部出力ポート216から入力減衰器210ca
の上部入力ポート212に通じており、他の中間導波管230は入力減衰器21
0caの上部出力ポート216から入力減衰器210cdの上部入力ポート21
2に通じており、更に他の中間導波管230は入力減衰器210cdの上部出力
ポート216から入力減衰器210ccの上部入力ポート212に通じている。
入力導波管202を周期的に先行する出力導波管204に結合している出力減衰
器220ad、220ba、220cb、220dcの上部入力ポート222は
、空き状態である。それぞれの中間導波管234は、同じ出力導波管204を周
期的に先行する入力導波管202に結合する出力減衰器220の上部出力ポート
226からその他の出力減衰器220の各々の出力減衰器の上部入力ポート22
2に通じている。例えば、中間導波管234は出力減衰器220dcの上部出力
ポート226から出力減衰器220acの上部入力ポート222に通じており、
他の中間導波管234は出力減衰器220acの上部出力ポート226から出力
減衰器220bcの上部入力ポート222に通じており、更に他の中間導波管2
34は出力減衰器220bcの上部出力ポート226から出力減衰器220cc
の上部入力ポート222に通じている。出力減衰器220dc、220db、2
20daを出力減衰器220ac、220ab、220aaそれぞれに接続する
中間導波管234は、終端A、BおよびCによって示すように、ラップアラウン
ド(循環)させることによって、典型的には入力導波管202または出力導波管
204のいずれかを交差させることによって、これを行う。
More specifically, the input waveguide 202 communicates with an upper input port 212 of an input attenuator 210 that couples to an output waveguide 204 that periodically precedes the input waveguide 2
02a leads to the upper input port 212 of the input attenuator 210ad, and the input waveguide 202b leads to the upper input port 212 of the input attenuator 210ba,
The input waveguide 202c communicates with the upper input port 212 of the input attenuator 210cb, and the input waveguide 202d communicates with the upper input port 212 of the input attenuator 210dc. The output waveguides 204 emerge from the upper output port 226 of the output attenuator 220 that couples to the corresponding input waveguide 202. The output waveguide 204a emerges from the upper output port 226 of the output attenuator 220aa and the output waveguide 204b is
Out of the upper output port 226 of the output attenuator 220bb, the output waveguide 204c
Comes out of the upper output port 226 of the output attenuator 220cc, and the output waveguide 204d comes out of the upper output port 226 of the output attenuator 220dd. Each input attenuator 210 has a respective intermediate waveguide 232 leading from a lower output port 218 of the input attenuator 210 to a lower input port 224 of the output attenuator 220.
Are coupled to their respective output attenuators 220 by. Input attenuator 21
All 0's lower ports 214 are empty. Similarly, output attenuator 220
Of all lower output ports 228 of are empty. Input attenuators 210aa, 210bb, 21 coupling input waveguides 202 to corresponding output waveguides 204
The upper output ports of 0 cc and 210 dd are empty. Each intermediate waveguide 230 is connected to the upper output port 2 of each input attenuator of the other input attenuator 210.
16 leads to the same input waveguide 202 to the upper input port 212 of the input attenuator 210 which couples the same input waveguide 202 to the preceding output waveguide 204. For example, the intermediate waveguide 2
30 is the input attenuator 210ca from the upper output port 216 of the input attenuator 210cb.
Of the other intermediate waveguide 230 to the input attenuator 21.
0ca upper output port 216 to input attenuator 210cd upper input port 21
The second intermediate waveguide 230 leads from the upper output port 216 of the input attenuator 210cd to the upper input port 212 of the input attenuator 210cc.
The upper input ports 222 of the output attenuators 220ad, 220ba, 220cb, 220dc that couple the input waveguide 202 to the preceding output waveguide 204 are empty. Each intermediate waveguide 234 couples from the upper output port 226 of the output attenuator 220 that couples the same output waveguide 204 to the preceding input waveguide 202 periodically to the output attenuation of each of the other output attenuators 220. Upper input port 22
It leads to 2. For example, the intermediate waveguide 234 leads from the upper output port 226 of the output attenuator 220dc to the upper input port 222 of the output attenuator 220ac,
The other intermediate waveguide 234 leads from the upper output port 226 of the output attenuator 220ac to the upper input port 222 of the output attenuator 220bc, and further another intermediate waveguide 2
34 is the output attenuator 220cc from the upper output port 226 of the output attenuator 220bc.
To the upper input port 222 of the. Output attenuators 220dc, 220db, 2
An intermediate waveguide 234 connecting 20da to each of the output attenuators 220ac, 220ab, 220aa is typically wrapped by wraparound, as indicated by terminations A, B and C, to typically input waveguide 202. Or this is done by crossing either of the output waveguides 204.

【0013】 マッハ・ツェンダー干渉計10におけるように、各入力減衰器210の上部入
力ポート212と上部出力ポート216は実際には同じ内側の上部導波管の相反
する端部であり、また各出力減衰器220の上部入力ポート222と上部出力ポ
ート226は実際には同じ内側の上部導波管の相反する端部であり、したがって
中間導波管230は実際にはそれぞれの入力導波管202の延長部であり、中間
導波管234は実際にはそれぞれの出力導波管204の延長部である。 各減衰器210または220は、その通り抜け状態(図2のI点)ではOFF
と見なされ、この状態では上部入力ポート212または222を介して入ってく
るすべての光エネルギーは上部出力ポート216または226を介して出て行き
、また下部入力ポート214または224を介して入ってくるすべての光エネル
ギーは下部出力ポート218または228を介して出て行く。すべての減衰器の
OFF状態では、入力導波管202を介してマトリックス200に入るすべての
光エネルギーは、空き出力ポート216から廃棄される。入力減衰器210と出
力減衰器220の移相器に印加される発熱パワーを図2のII点の方に増加させ
ることによって、ある特定の入力導波管202をある特定の出力導波管204に
結合する入力減衰器210と出力減衰器220とをONにすることは、その入力
導波管202を介して入ってくる光エネルギーの一部または全部をその出力導波
管204に向ける。
As in the Mach-Zehnder interferometer 10, the upper input port 212 and the upper output port 216 of each input attenuator 210 are actually the opposite ends of the same inner upper waveguide, and also each output. The upper input port 222 and the upper output port 226 of the attenuator 220 are actually opposite ends of the same inner upper waveguide, so the intermediate waveguide 230 is actually the input waveguide 202 of each respective input waveguide 202. An extension, intermediate waveguide 234 is actually an extension of each output waveguide 204. Each attenuator 210 or 220 is OFF in the passing state (point I in FIG. 2).
And in this state, all light energy entering through the upper input port 212 or 222 exits through the upper output port 216 or 226 and also enters through the lower input port 214 or 224. All light energy exits via the lower output port 218 or 228. In the OFF state of all attenuators, all light energy entering the matrix 200 via the input waveguide 202 is discarded from the empty output port 216. By increasing the heating power applied to the phase shifters of the input attenuator 210 and the output attenuator 220 toward point II in FIG. 2, one particular input waveguide 202 can be coupled to a particular output waveguide 204. Turning on the input attenuator 210 and the output attenuator 220, which are coupled to, directs some or all of the optical energy entering through its input waveguide 202 to its output waveguide 204.

【0014】 図5は、本発明の光交換システム250全体のハイレベルのブロック図である
。4個の入力導波管302から4個の出力導波管304に光信号を切り換えるた
めの4×4光スイッチ・マトリックス300に加えて、システム250は、出力
導波管304を介してマトリックス300から出てくる光信号のパワーを判定し
、それにしたがって出力導波管304内のパワーをリアルタイムにバランスさせ
るようにマトリックス300の減衰器を調整するフィードバック機構を含んでい
る。マトリックス300は、前述のようなマトリックス100でも、前述のよう
なマトリックス200でもよい。このフィードバック機構は、光スペクトル分析
器310と制御装置312と1セットの光タップ314とを含む。各タップ31
4は、出力導波管304のそれぞれ一つの出力導波管内のパワーの小さな一定部
分をその導波管304からスペクトル分析器310に向ける。パワー測定装置の
実例であるスペクトル分析器310は、各出力導波管304からこのスペクトル
分析器に向けられたパワーを測定して、これらのパワーを表す信号を制御装置3
12に送る。これらの信号に基づいて、制御装置312は、出力導波管304内
のパワーをバランスさせるようにマトリックス300の減衰器を調整する。好ま
しくは、タップ314は、方向性結合器をベースにしている。好ましくは、制御
装置312は、パーソナルコンピュータをベースにしている。制御装置312は
また、電子駆動装置がパーソナルコンピュータから受信した制御信号にしたがっ
てマトリックス300の減衰器の移相器に印加される発熱パワーを調整するため
の電子駆動装置を含んでいる。
FIG. 5 is a high level block diagram of the overall optical switching system 250 of the present invention. In addition to the 4 × 4 optical switch matrix 300 for switching optical signals from the four input waveguides 302 to the four output waveguides 304, the system 250 allows the matrix 300 via the output waveguides 304. A feedback mechanism is included to determine the power of the optical signal emerging from the matrix and adjust the attenuators of the matrix 300 accordingly to balance the power in the output waveguide 304 in real time. The matrix 300 may be the matrix 100 as described above or the matrix 200 as described above. The feedback mechanism includes an optical spectrum analyzer 310, a controller 312 and a set of optical taps 314. Each tap 31
4 directs a small constant portion of the power in each one of the output waveguides 304 from that waveguide 304 to the spectrum analyzer 310. A spectrum analyzer 310, which is an example of a power measurement device, measures the power directed from each output waveguide 304 to this spectrum analyzer and outputs a signal representative of these powers to the controller 3.
Send to 12. Based on these signals, controller 312 adjusts the attenuators of matrix 300 to balance the power in output waveguide 304. Preferably, tap 314 is based on a directional coupler. Preferably, controller 312 is based on a personal computer. The controller 312 also includes an electronic driver for adjusting the heating power applied to the phase shifter of the attenuator of the matrix 300 according to the control signal received by the electronic driver from the personal computer.

【0015】 図6は、本発明の代替の光交換システム350のハイレベルのブロック図であ
る。システム250と同様にシステム350は、4個の入力導波管402から4
個の出力導波管404に光信号を切り換えるための4×4光スイッチ・マトリッ
クス400と1セットの光タップ414と光スペクトル分析器410と制御装置
412とを含んでいる。タップ414とスペクトル分析器410と制御装置41
2は、システム250のタップ314とスペクトル分析器310と制御装置31
4とに実質的には同じである。システム250とシステム350との間の主な違
いは、システム350ではタップ414が出力導波管404内のパワーの小さな
一定部分ではなくて入力導波管402内のパワーの小さな一定部分をスペクトル
分析器410に向けるということである。その他の点では、システム350の構
造および動作は、システム250の構造および動作と実質的に同じである。スペ
クトル分析器410は、各入力導波管402からスペクトル分析器に向けられた
パワーを測定して、これらのパワーを表す信号を制御装置412に送る。これら
の信号に基づいて制御装置412は、出力導波管404内のパワーをバランスさ
せるようにマトリックス400の減衰器を調整する。 システム250または350によって出力導波管304または404内のパワ
ーがバランスさせられる程度は、それぞれの電子駆動装置の分解能に依存する。
駆動装置のダイナミックレンジと出力導波管304または404内のパワーがバ
ランスする精度との間にはトレードオフ(妥協点)が存在する。電子駆動装置は
典型的には、一定の予め決められた数のステップを有するディジタル式である。
大きなステップ・サイズを有する電子駆動装置は、低精度という犠牲の下で大き
なダイナミックレンジを有する。小さなステップ・サイズを有する電子駆動装置
は、限定的ダイナミックレンジという犠牲の下で高精度を有する。 本発明は、限られた数の実施形態に関して説明されてきたが、本発明の多数の
変形版と修正版と他のアプリケーションとが実施可能であることは認められるで
あろう。
FIG. 6 is a high level block diagram of an alternative optical switching system 350 of the present invention. Similar to system 250, system 350 has four input waveguides 402 through 4
The output waveguide 404 includes a 4 × 4 optical switch matrix 400 for switching an optical signal, a set of optical taps 414, an optical spectrum analyzer 410, and a controller 412. Tap 414, spectrum analyzer 410 and controller 41
2 is a tap 314 of the system 250, a spectrum analyzer 310, and a controller 31.
It is substantially the same as 4. The main difference between system 250 and system 350 is that in system 350 tap 414 spectrally analyzes a small constant portion of the power in input waveguide 402 rather than a small constant portion of power in output waveguide 404. It is to turn to the vessel 410. In other respects, the structure and operation of system 350 is substantially the same as the structure and operation of system 250. The spectrum analyzer 410 measures the power directed from each input waveguide 402 to the spectrum analyzer and sends signals representative of these powers to the controller 412. Based on these signals, controller 412 adjusts the attenuators of matrix 400 to balance the power in output waveguide 404. The degree to which the power in the output waveguide 304 or 404 is balanced by the system 250 or 350 depends on the resolution of the respective electronic driver.
There is a tradeoff between the dynamic range of the driver and the accuracy with which the power in the output waveguide 304 or 404 is balanced. The electronic drive is typically digital with a fixed, predetermined number of steps.
Electronic drives with large step sizes have large dynamic range at the expense of low accuracy. Electronic drives with small step sizes have high accuracy at the expense of limited dynamic range. Although the present invention has been described with respect to a limited number of embodiments, it will be appreciated that numerous variations and modifications of the invention and other applications can be implemented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 マッハ・ツェンダー干渉計を示す図。[Figure 1]   The figure which shows a Mach-Zehnder interferometer.

【図2】 一つの特定のマッハ・ツェンダー干渉計に関して印加される発熱パワーの関数
として相対出力パワーを示す図。
FIG. 2 shows the relative output power as a function of the heating power applied for one particular Mach-Zehnder interferometer.

【図3】 本発明の光スイッチ・マトリックスのアーキテクチャ(基本構成)を示す図。[Figure 3]   The figure which shows the architecture (basic structure) of the optical switch matrix of this invention.

【図4】 本発明のもう一つの光スイッチ・マトリックスのアーキテクチャを示す図。[Figure 4]   FIG. 3 is a diagram showing the architecture of another optical switch matrix of the present invention.

【図5】 本発明の全体システムのハイレベルのブロック図。[Figure 5]   FIG. 3 is a high-level block diagram of the overall system of the present invention.

【図6】 本発明のもう一つの全体システムのハイレベルのブロック図。[Figure 6]   FIG. 3 is a high level block diagram of another overall system of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 マッハ・ツェンダー干渉計、12 上部導波管、14 下部導波管、16
第1の3dB方向性結合器、18 第2の3dB方向性結合器、20、22
位相器、24 上部導波管の左端(入力ポート)、26 上部導波管の右端、2
8 下部導波管の右端(出力ポート、空きポート)、100、200、300、
400 光スイッチ・マトリックス、102、202、302、402 入力導
波管、104、204、304、404 出力導波管、110、210 入力減
衰器、112 上部入力ポート(空き入力ポート)、114、124、214、
224 下部入力ポート、116、126、226 上部出力ポート、118、
128 下部出力ポート(空き出力ポート)、120、220 出力減衰器、1
30、132、134、230、232、234 中間導波管、218、228
下部出力ポート、250、350 光交換システム、310、410 光スペ
クトル分析器(スペクトル分析器)、312、412 制御装置、314、41
4 光タップ。
10 Mach-Zehnder interferometer, 12 upper waveguide, 14 lower waveguide, 16
First 3 dB directional coupler, 18 Second 3 dB directional coupler, 20, 22
Phaser, 24 Left end of upper waveguide (input port), 26 Right end of upper waveguide, 2
8 Right end of lower waveguide (output port, empty port), 100, 200, 300,
400 optical switch matrix, 102, 202, 302, 402 input waveguide, 104, 204, 304, 404 output waveguide, 110, 210 input attenuator, 112 upper input port (empty input port), 114, 124 , 214,
224 lower input port, 116, 126, 226 upper output port, 118,
128 lower output port (empty output port), 120, 220 output attenuator, 1
30, 132, 134, 230, 232, 234 Intermediate waveguide, 218, 228
Lower output port, 250, 350 Optical switching system, 310, 410 Optical spectrum analyzer (spectral analyzer) 312, 412 Controller, 314, 41
4 light taps.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE,TR),OA(BF ,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW, ML,MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,G M,KE,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ, MD,RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM, AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,B Z,CA,CH,CN,CO,CR,CU,CZ,DE ,DK,DM,DZ,EE,ES,FI,GB,GD, GE,GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,I S,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK ,LR,LS,LT,LU,LV,MA,MD,MG, MK,MN,MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,P T,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL ,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG,US, UZ,VN,YU,ZA,ZW Fターム(参考) 2H047 KA03 KA12 KB04 MA05 RA08 2H079 AA12 BA01 BA03 CA05 EA05 2K002 AA02 AB05 DA08 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, I T, LU, MC, NL, PT, SE, TR), OA (BF , BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, G M, KE, LS, MW, MZ, SD, SL, SZ, TZ , UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, B Z, CA, CH, CN, CO, CR, CU, CZ, DE , DK, DM, DZ, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, I S, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK , LR, LS, LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NO, NZ, PL, P T, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL , TJ, TM, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA, ZW F term (reference) 2H047 KA03 KA12 KB04 MA05 RA08                 2H079 AA12 BA01 BA03 CA05 EA05                 2K002 AA02 AB05 DA08

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の入力導波管から複数の出力導波管に光エネルギーを切
り換えるための光交換システムであって、 (a)各出力導波管ごとに、また各入力導波管ごとに、前記各入力導波管を介
して入ってくる光エネルギーの調整可能な部分を前記各出力導波管に向けるため
の少なくとも一つのそれぞれの減衰器を含むことを特徴とする光交換システム。
1. An optical switching system for switching optical energy from a plurality of input waveguides to a plurality of output waveguides, comprising: (a) each output waveguide and each input waveguide. An optical switching system including at least one respective attenuator for directing a tunable portion of light energy entering through each of the input waveguides to each of the output waveguides.
【請求項2】 前記各減衰器はマッハ・ツェンダー干渉計を含むことを特徴
とする、請求項1に記載のシステム。
2. The system of claim 1, wherein each attenuator comprises a Mach Zehnder interferometer.
【請求項3】 各出力導波管ごとに、また各入力導波管ごとに、前記少なく
とも一つのそれぞれの減衰器の一つは空き出力ポートを有する2×2スイッチを
含むことを特徴とする、請求項1に記載のシステム。
3. For each output waveguide and for each input waveguide, one of said at least one respective attenuator comprises a 2 × 2 switch having an empty output port. The system according to claim 1.
【請求項4】 各出力導波管ごとに、第1の入力導波管から前記各出力導波
管に光エネルギーを向ける前記少なくとも一つのそれぞれの減衰器の内の前記一
つの前記2×2スイッチは空き入力ポートを有することを特徴とする、請求項3
に記載のシステム。
4. For each output waveguide, said one of said at least one 2 × 2 of said at least one respective attenuator directing optical energy from a first input waveguide to each said output waveguide. 4. The switch according to claim 3, wherein the switch has an empty input port.
The system described in.
【請求項5】 各出力導波管ごとに、また各入力導波管ごとに、前記少なく
とも一つのそれぞれの減衰器の一つは空き入力ポートを有する2×2スイッチを
含むことを特徴とする、請求項1に記載のシステム。
5. For each output waveguide and for each input waveguide, one of said at least one respective attenuator comprises a 2 × 2 switch having an empty input port. The system according to claim 1.
【請求項6】 各入力導波管ごとに、前記各入力導波管から最終の出力導波
管に光エネルギーを向ける前記少なくとも一つのそれぞれの減衰器の内の前記一
つの前記2×2スイッチは空き出力ポートを有することを特徴とする、請求項5
に記載のシステム。
6. For each input waveguide, the one 2 × 2 switch of the at least one respective attenuator that directs light energy from each of the input waveguides to a final output waveguide. Has an empty output port.
The system described in.
【請求項7】 (b)前記複数の出力導波管内の光エネルギーのパワーをバ
ランスさせるように複数の減衰器を調整するためのフィードバック機構を更に含
むことを特徴とする、請求項1に記載のシステム。
7. The method of claim 1, further comprising: (b) a feedback mechanism for adjusting the plurality of attenuators to balance the power of the optical energy in the plurality of output waveguides. System.
【請求項8】 前記フィードバック機構は、 (i)パワー測定装置と、 (ii)各出力導波管ごとに、前記各出力導波管内の光エネルギーの一定部分
を前記パワー測定装置に向けるためのタップと、 (iii)(A)各出力導波管ごとに、前記パワー測定装置から前記各出力導
波管内の光エネルギーの前記パワーを表す信号を受け取って、 (B)前記信号に基づいて、前記パワーをバランスさせるように前記
減衰器を調整するための制御装置とを含むことを特徴とする、請求項7に記載の
システム。
8. The feedback mechanism comprises: (i) a power measuring device; and (ii) for each output waveguide, directing a fixed portion of the optical energy in each output waveguide to the power measuring device. A tap, and (iii) (A) for each output waveguide, receiving a signal representing the power of the optical energy in each output waveguide from the power measuring device, and (B) based on the signal, 8. A system for adjusting the attenuator to balance the power.
【請求項9】 前記パワー測定装置はスペクトル分析器を含むことを特徴と
する、請求項8に記載のシステム。
9. The system of claim 8, wherein the power measurement device includes a spectrum analyzer.
【請求項10】 前記各タップは方向性結合器を含むことを特徴とする、請
求項8に記載のシステム。
10. The system of claim 8, wherein each tap comprises a directional coupler.
【請求項11】 前記フィードバック機構は、 (i)パワー測定装置と、 (ii)各入力導波管ごとに、前記各入力導波管内の光エネルギーの一定部分
を前記パワー測定装置に向けるためのタップと、 (iii)(A)各入力導波管ごとに、前記パワー測定装置から前記各入力導
波管内の光エネルギーのパワーを表す信号を受け取って、 (B)前記信号に基づいて、前記出力導波管内の光エネルギーの前記
パワーをバランスさせるように前記減衰器を調整するための制御装置とを含むこ
とを特徴とする、請求項7に記載のシステム。
11. The feedback mechanism comprises: (i) a power measuring device; and (ii) for each input waveguide, directing a fixed portion of the optical energy in each input waveguide to the power measuring device. A tap and (iii) (A) for each input waveguide, receiving a signal representing the power of the optical energy in each of the input waveguides from the power measuring device, and (B) based on the signal, 8. A system for adjusting the attenuator to balance the power of optical energy in the output waveguide.
【請求項12】 前記パワー測定装置はスペクトル分析器を含むことを特徴
とする、請求項11に記載のシステム。
12. The system according to claim 11, wherein the power measuring device comprises a spectrum analyzer.
【請求項13】 前記各タップは方向性結合器を含むことを特徴とする、請
求項11に記載のシステム。
13. The system of claim 11, wherein each tap comprises a directional coupler.
【請求項14】 それぞれの入力導波管上を走行する複数の光信号の各々を
そのそれぞれの入力導波管から複数の出力導波管の所望の一つに切り換える方法
であって、 (a)各出力導波管ごとに、また各入力導波管ごとに、前記各入力導波管上を
走行する信号の調整可能な部分を前記各出力導波管に向けるための少なくとも一
つのそれぞれの減衰器を含む光スイッチ・マトリックスを備えるステップと、 (b)前記光信号を所望の出力導波管に向ける前記減衰器を選択するステップ
と、 (c)前記出力導波管内の光信号のパワーをバランスさせるように前記選択さ
れた減衰器を調整するステップとを含むことを特徴とする方法。
14. A method of switching each of a plurality of optical signals traveling on a respective input waveguide from its respective input waveguide to a desired one of a plurality of output waveguides, the method comprising: ) For each output waveguide, and for each input waveguide, at least one respective one for directing an adjustable portion of the signal traveling on each input waveguide to each output waveguide. Providing an optical switch matrix including an attenuator; (b) selecting the attenuator that directs the optical signal to a desired output waveguide; (c) the power of the optical signal in the output waveguide. Adjusting the selected attenuator to balance the.
【請求項15】 (d)前記出力導波管内の光信号の前記パワーを測定する
ステップを更に含んでおり、前記調整は前記出力導波管内の光信号の前記測定さ
れたパワーに基づいていることを特徴とする、請求項14に記載の方法。
15. The method further comprises: (d) measuring the power of the optical signal in the output waveguide, the adjustment being based on the measured power of the optical signal in the output waveguide. 15. The method according to claim 14, characterized in that
【請求項16】 (d)前記入力導波管内の光信号の前記パワーを測定する
ステップを更に含んでおり、前記調整は前記入力導波管内の光信号の前記測定さ
れたパワーに基づいていることを特徴とする、請求項14に記載の方法。
16. The method further comprises: (d) measuring the power of the optical signal in the input waveguide, the adjustment being based on the measured power of the optical signal in the input waveguide. 15. The method according to claim 14, characterized in that
【請求項17】 前記調整は前記出力導波管内の光信号の前記パワーを等化
するように行われることを特徴とする、請求項14に記載の方法。
17. The method of claim 14, wherein the adjusting is performed to equalize the power of the optical signal in the output waveguide.
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