JP2653015B2 - Wavelength / time division optical switch - Google Patents

Wavelength / time division optical switch

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JP2653015B2
JP2653015B2 JP5188268A JP18826893A JP2653015B2 JP 2653015 B2 JP2653015 B2 JP 2653015B2 JP 5188268 A JP5188268 A JP 5188268A JP 18826893 A JP18826893 A JP 18826893A JP 2653015 B2 JP2653015 B2 JP 2653015B2
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optical
wavelength
output
input
division multiplexed
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誠 西尾
修司 鈴木
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Nippon Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、波長分割多重かつ時分
割多重された入力光信号と出力光信号の間において信号
を光のまま交換する光交換機に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical switch for exchanging signals between wavelength division multiplexed and time division multiplexed input optical signals and output optical signals as they are.

【0002】[0002]

【従来の技術】伝送路に光ファイバを用いた光通信は、
光ファイバが広帯域であることから多量の情報を伝送可
能であることや、光ファイバが誘導雑音を受けない等の
利点があることか、今後広く使用されるものと予想され
る。この光通信で使用される交換機には、光信号を光の
領域で交換できる光交換機が望ましい。そのような光交
換機には例えば特願昭58−033069号明細書「光
交換機」のように時分割多重かつ波長分割多重された入
力信号および出力光信号間で、時分割交換と波長を入れ
換える波長分割交換の両方の交換を行う光交換機が提案
されている。
2. Description of the Related Art Optical communication using optical fibers for transmission lines
Since the optical fiber has a wide band, it is possible to transmit a large amount of information, and the optical fiber has an advantage that it does not receive induced noise. As an exchange used in this optical communication, an optical exchange capable of exchanging optical signals in an optical region is desirable. Such an optical switch includes a time-division multiplexed and wavelength-division multiplexed input signal and an output optical signal, such as a "optical switch" described in Japanese Patent Application No. 58-033069. An optical switch has been proposed which performs both of the split switching.

【0003】図2は、そのような従来の光交換機を示す
図であり時分割多重かつn波長分割多重された入力光ハ
イウェイ201を入力端子に接続された各波長毎に時分
割交換をおこなう手段T211と、この出力端子を入力
端子に接続された各タイムスロット毎に波長分割効果を
おこなう手段λ212と、この出力端子を入力端子に時
分割かつn波長分割多重された出力光ハイウェイ210
を出力端子にそれぞれ接続された各波長毎に時分割交換
をおこなう手段を含んでいる。
FIG. 2 is a diagram showing such a conventional optical switch. Means for performing time division switching on an input optical highway 201 which is time division multiplexed and n wavelength division multiplexed for each wavelength connected to an input terminal. T211; means λ212 for effecting wavelength division for each time slot whose output terminal is connected to the input terminal; and output optical highway 210 whose output terminal is time-division multiplexed to the input terminal and n-wavelength division multiplexed.
For time-division switching for each wavelength connected to the output terminal.

【0004】図3は、図2の動作を説明するためのタイ
ムチャート図である。
FIG. 3 is a time chart for explaining the operation of FIG.

【0005】図3において4001,4004,400
7,4010は波長λ1 の時分割光信号のタイムスロッ
ト列を表す。同様に4002,4005,4008,4
011は波長λnの時分割光信号のタイムスロット列を
表す。タイムスロット列4001,4002は、図2に
おける入力光ハイウェイ上の光信号に対応し、タイムス
ロット列4004,4005は図2におけるT211と
λ212間の光信号に対応し、タイムスロット列400
7,4008は図2におけるλ212とT213間の光
信号に対応し、タイムスロット列4010,4011は
図2における出力光ハイウェイ10上の光信号に対応す
る。T211において、入力された光信号の同じ波長で
のタイムスロットの移動を行った結果、T211の出力
光信号ではタイムスロット4003に対応する信号が4
006へ移動する。λ212において、T211から出
力された光信号の同じ時間と並んだタイムスロットの移
動を行った結果、λ212の出力光信号ではタイムスロ
ット4006に対応する信号が4009へ移動する。T
213においてはλ12から出力された光信号の同じ波
長の信号間のタイムスロットの移動を行った結果、出力
光ハイウェイ10上の光信号ではタイムスロット400
9に対応する信号が4012へ移動する。このようにT
211,λ212,T213の3段構成をとることによ
って入力信号の任意の波長の任意のタイムスロットの信
号と、出力光信号の任意の波長の任意のタイムスロット
の信号との間に通話チャンネルを形成することができ
る。
In FIG. 3, 4001, 4004, 400
7, 4010 represents a time slot sequence of the time-division optical signal having the wavelength λ 1 . Similarly, 4002, 4005, 4008, 4
Reference numeral 011 denotes a time slot sequence of the time-division optical signal having the wavelength λn. Time slot trains 4001 and 4002 correspond to optical signals on the input optical highway in FIG. 2, time slot trains 4004 and 4005 correspond to optical signals between T211 and λ212 in FIG.
7, 4008 corresponds to the optical signal between λ212 and T213 in FIG. 2, and the time slot sequence 4010, 4011 corresponds to the optical signal on the output optical highway 10 in FIG. At T211, the time slot of the input optical signal is shifted at the same wavelength, and as a result, the signal corresponding to the time slot 4003 is 4 in the output optical signal of T211.
Move to 006. At λ 212, the optical signal output from T 211 shifts the time slot aligned with the same time. As a result, in the output optical signal of λ 212, the signal corresponding to time slot 4006 moves to 4009. T
In 213, as a result of moving the time slot between signals of the same wavelength of the optical signal output from λ12, the time slot 400
The signal corresponding to 9 moves to 4012. Thus T
By taking a three-stage configuration of 211, λ212, and T213, a communication channel is formed between a signal of an arbitrary time slot of an arbitrary wavelength of an input signal and a signal of an arbitrary time slot of an arbitrary wavelength of an output optical signal. can do.

【0006】図4は図2に示した各波長毎に時分割交換
を行う手段T211の具体例を示す図である。図4によ
ればT211は、時分割多重かつn波長分割多重された
入力光ハイウェイ111を入力端子に接続された光分波
器112と、この光分波器112のn個の出力端子に各
々入力端子を接続されたn個の光時間スイッチ113
と、このn個の光時間スイッチ113の出力端子にn個
の入力端子を接続され時分割多重かつn波長分割多重さ
れた出力光ハイウェイ115を出力端子に接続された光
合波器114を含む。入力された光信号は光分波112
によってλ1 ,λ2 〜λn の各波長の時分割光信号に分
波され、各々時分割光信号はn個の光時間スイッチによ
って時分割交換され、各波長の光時間スイッチ出力は光
合波器114で合波される。このようにして入力光ハイ
ウェイ111と出力光ハイウェイ115との間で各波長
毎の時分割交換を行う。光時間スイッチ113は例えば
前記、特開昭53−2012号公報における光位相変換
スイッチが使用できる。特開昭53−2012号公報で
は2入力2出力の光スイッチと光ファイバによる遅延回
路を環状に接続した光遅延メモリと光を循環記憶させ、
所定の遅延を与えた後に出すことによってタイムスロッ
トの入れ替えを行う光時間スイッチを構成している。
FIG. 4 is a diagram showing a specific example of the means T211 for performing time division switching for each wavelength shown in FIG. According to FIG. 4, T211 is connected to an optical demultiplexer 112 in which an input optical highway 111 time-division multiplexed and n-wavelength division multiplexed is connected to an input terminal, and n output terminals of the optical demultiplexer 112. N optical time switches 113 connected to input terminals
And an optical multiplexer 114 in which n input terminals are connected to output terminals of the n optical time switches 113, and an output optical highway 115 which is time division multiplexed and n wavelength division multiplexed is connected to an output terminal. The input optical signal is an optical demultiplexer 112.
Λ 1 , λ 2 to λ n are demultiplexed into time-division optical signals of each wavelength, and each time-division optical signal is time-division switched by n optical time switches, and the output of the optical time switch of each wavelength is optically multiplexed. The signals are multiplexed by the unit 114. In this way, the time division switching for each wavelength is performed between the input optical highway 111 and the output optical highway 115. As the optical time switch 113, for example, the optical phase conversion switch disclosed in the above-mentioned JP-A-53-2012 can be used. Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-2012 discloses an optical delay memory in which a two-input two-output optical switch and an optical fiber delay circuit are connected in a ring, and light is circulated and stored.
An optical time switch for exchanging time slots by giving out after giving a predetermined delay is configured.

【0007】図5は、図2に示した各タイムスロット毎
に波長分割交換を行う手段λ212の具体例を示す図で
ある。図5によれば、図2に示したλ212は、入力光
ハイウェイ121に入力端子を接続された光分岐器12
2と、この光分岐器122のn個の出力を入力とするn
個の可変波長選択素子123と、このn個の可変波長選
択素子123と、このn個の可変波長選択素子123の
各々の出力を各々の入力とするλ1 ,λ2 …λn のn種
類の固有の出力波長を有するn個の波長変換素子124
と、このn個の波長変換素子124の各々のn個の出力
を入力とし、出力光のハイウェイ126が出力に接続さ
れた光合波器125を含む。入力ハイウェイ光121か
ら伝送された波長λ1 ,λ2 …λn の時分割多重光信号
は光分岐器122でn分岐されn個の可変波長選択素子
123へ入力される。可変波長選択素子123は、時分
割多重光信号の各タイムスロット毎にλ1 ,λ2 …λn
の波長の時分割多重光信号の内1つの波長の光信号選択
して出力し波長変換素子124へ入力する。波長変換素
子124は、λ1 ,λ2 …λn のn個の波長の内どの1
つが入力されても、λ1 ,λ2 …λn のn波長の内どれ
か1つの固有の波長の光信号を出力する。各々波長の異
なるn個の波長変換素子124の出力は光合波器125
で合波され出力光ハイウェイ126へ出力される。
FIG. 5 is a diagram showing a specific example of means λ212 for performing wavelength division switching for each time slot shown in FIG. According to FIG. 5, λ212 shown in FIG. 2 is the optical branching unit 12 whose input terminal is connected to the input optical highway 121.
2 and n with the n outputs of the optical splitter 122 as inputs.
A number of variable wavelength selection element 123, and the n number of tunable wavelength selecting element 123, lambda 1 to the output of each of the n number of tunable wavelength selecting element 123 and each of the input, n type lambda 2 ... lambda n N wavelength conversion elements 124 having unique output wavelengths
And an optical multiplexer 125 having n outputs of each of the n wavelength conversion elements 124 as inputs, and a highway 126 for output light connected to the output. The time division multiplexed optical signal of wavelengths λ 1 , λ 2 ... Λ n transmitted from the input highway light 121 is branched into n by the optical branching unit 122 and input to the n variable wavelength selection elements 123. The variable wavelength selection element 123 outputs λ 1 , λ 2 ... Λ n for each time slot of the time-division multiplexed optical signal.
The optical signal of one wavelength is selected from the time-division multiplexed optical signals of the wavelengths, and is output and input to the wavelength conversion element 124. Wavelength converting element 124, lambda 1, which of the n wavelengths lambda 2 ... lambda n 1
One is also entered, lambda 1, and outputs an optical signal of any one specific wavelength of n wavelengths lambda 2 ... lambda n. The outputs of the n wavelength conversion elements 124 having different wavelengths are output from an optical multiplexer 125.
And output to the output optical highway 126.

【0008】可変波長選択素子123は例えばLiNb
3 基板上の光方向性結合器にEOグレーティングをほ
どこしたEOグレーティング制御光方向性結合器によっ
て構成できる。EOグレーティング制御光方向性結合器
を用いた可変波長選択素子についての詳細はたとえば三
木他「LiNbO3 導波形光波長可変フィルタ」昭和5
6年秋季応用物理学会学術講演会予稿集9P−M−9P
246を参照されたい。
[0008] The variable wavelength selection element 123 is, for example, LiNb.
It can be constituted by an EO grating control light directional coupler in which an EO grating is applied to the light directional coupler on the O 3 substrate. For more information on tunable wavelength selecting element with EO grating control light directional coupler e.g. Miki et al., "LiNbO 3 guide wave optical wavelength tunable filter" 1930
Proceedings of the 6th JSAP Autumn Meeting 9P-M-9P
See 246.

【0009】図6は、図5に示した波長変換素子124
の具体例を示す図である。図6によれば、図5に示した
波長変換素子124は、入力光ハイウェイ1241に入
力端子を接続された1×2の光スイッチ1242と、こ
の光スイッチ1242の第1の出力が入力された高調波
発生素子1243と、この高調波発生素子1243の出
力と、光スイッチ1242の第2の出力が入力された光
合波器1244と、この光合波器1244の出力を入力
とし、出力光ハイウェイ1246が出力に接続された注
入型半導体レーザ1245を含む。入力光ハイウェイ1
241から伝送されたλiの波長の光信号は、λiが注
入型半導体レーザの固有の出力波長λjより短い波長と
なる波長変換の場合は、光スイッチ1242によって高
周波発生素子1243を通らず光合波器1244へ直接
入力される。一方λiがλjより長い波長となる波長変
換の場合は光スイッチ1242に入力され、λjより波
長の短い光信号に変換され光合波器1244へ入力され
る。以上の光スイッチ1242の切り換えはλi,λj
の波長をデータとして記憶している通話路制御部が行
う。これによって光合波器1244の出力はいずれもλ
jより波長の短い光信号であり、注入型半導体レーザ1
245はλjで発振し、出力光ハイウェイ1246へは
λiからλjへ波長変換された光信号が送出される。高
周波発生素子1243はLiNbO3 結晶等の非形光学
結晶によって実現できる。注入型半導体レーザ1245
は例えばプレーナストライプ型ダブルヘテロ構造の半導
体レーザによって実現できる。注入型半導体レーザにつ
いて詳細は河口「半導体レーザの双安定発振」電子通信
学会技術報告ED81−10,PP7−13を参照され
たい。
FIG. 6 shows the wavelength conversion element 124 shown in FIG.
It is a figure which shows the specific example of. According to FIG. 6, in the wavelength conversion element 124 shown in FIG. 5, a 1 × 2 optical switch 1242 having an input terminal connected to an input optical highway 1241 and a first output of the optical switch 1242 are input. An output optical highway 1246 receives as input the harmonic generation element 1243, the output of the harmonic generation element 1243, the optical multiplexer 1244 to which the second output of the optical switch 1242 is input, and the output of the optical multiplexer 1244. Include an injection semiconductor laser 1245 connected to the output. Input optical highway 1
In the case of wavelength conversion in which λi is shorter than the intrinsic output wavelength λj of the injection type semiconductor laser, the optical signal having the wavelength of λi transmitted from the optical multiplexor 241 does not pass through the high frequency generating element 1243 by the optical switch 1242. It is input directly to 1244. On the other hand, in the case of wavelength conversion in which λi is longer than λj, the signal is input to the optical switch 1242, converted into an optical signal having a wavelength shorter than λj, and input to the optical multiplexer 1244. The switching of the optical switch 1242 is λi, λj
The communication path control unit stores the wavelength of the data as data. As a result, the output of the optical multiplexer 1244 becomes λ
j is an optical signal having a shorter wavelength than that of the injection type semiconductor laser 1
245 oscillates at λj, and an optical signal whose wavelength has been converted from λi to λj is sent to the output optical highway 1246. The high frequency generating element 1243 can be realized by a non-shaped optical crystal such as a LiNbO 3 crystal. Injection type semiconductor laser 1245
Can be realized by, for example, a semiconductor laser having a planar stripe type double hetero structure. For details of the injection type semiconductor laser, refer to Kawaguchi, "Bistable oscillation of semiconductor laser", IEICE Technical Report ED81-10, PP7-13.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとるう課題】このような、従来の波
長分割多重かつ時分割多重された光信号を扱う交換機で
は、各波長毎に時分割交換を行う手段T211,T21
2と各タイムスロット毎に波長分割交換を行う手段λ2
12の合計3つの手段を必要とする為、必要な光学部品
の量が多く、回線数の増加とともに所要ハードウェアが
大きくなるという欠点があった。
In such a conventional switch handling wavelength division multiplexed and time division multiplexed optical signals, means T211, T21 for performing time division switching for each wavelength.
2 and means λ2 for performing wavelength division switching for each time slot
Since a total of 12 means are required, the required number of optical components is large, and the required hardware increases with the number of lines.

【0011】本発明の目的は、光学部品の所要量が少な
く、所要ハードウェアの消滅が可能な時分割多重かつ波
長多重光信号を扱う光交換機を提供する事にある。
An object of the present invention is to provide an optical switch for handling a time division multiplexed and wavelength multiplexed optical signal which requires a small amount of optical components and can eliminate the required hardware.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の提供する波長・
時分割光交換機は、複数のタイムストットを有する互い
に波長の異なる複数の時分割多重光信号が波長分割多重
されている波長分割多重かつ時分割多重された光信号が
入力光ハイウェイから入射され、前記入力光ハイウェイ
からの前記波長分割多重かつ時分割多重された光信号を
複数の波長分割多重かつ時分割多重された光信号に分岐
する光分岐器と、前記光分岐器からの複数の波長分割多
重かつ時分割多重された光信号から特定の波長の光信号
を選択する複数の波長選択素子と、複数の出力端を有し
前記複数の波長選択素子からの光信号が各々入力され前
記タイムスロット毎に前記複数の出力端の任意の出力端
に出射する複数の書き込み光スイッチと、前記複数の書
き込み光スイッチの複数の出力端に各々接続され入射光
が入力されると出射光出力し前記入射光が消滅しても前
記出射光を出力し続けかつ制御信号によって前記出射光
の波長を変化させることが可能な複数の出力波長可変光
記憶素子と、複数の入力端に入力される前記複数の出力
波長可変光記憶素子からの出射光の各々を前記タイムス
ロット毎に出力光ハイウェイに出射する読み出しマトリ
クス光スイッチとから構成されるとを特徴とする。
Means for Solving the Problems The wavelengths provided by the present invention are:
The time-division optical switch is a wavelength-division multiplexed and time-division multiplexed optical signal in which a plurality of time-division multiplexed optical signals having different wavelengths and a plurality of wavelengths are wavelength-division multiplexed are input from the input optical highway, and An optical splitter for splitting the wavelength division multiplexed and time division multiplexed optical signal from the input optical highway into a plurality of wavelength division multiplexed and time division multiplexed optical signals, and a plurality of wavelength division multiplexes from the optical splitter And a plurality of wavelength selection elements for selecting an optical signal of a specific wavelength from the time-division multiplexed optical signal, and an optical signal having a plurality of output terminals, each of which is input from the plurality of wavelength selection elements, and for each of the time slots. A plurality of write optical switches that emit light to any one of the plurality of output terminals, and a light output switch that is connected to each of the plurality of output terminals of the plurality of write optical switches and receives incident light. A plurality of output wavelength variable optical storage elements capable of outputting light and continuously outputting the outgoing light even if the incident light disappears and capable of changing the wavelength of the outgoing light by a control signal; and inputting to a plurality of input terminals. And a read-out matrix optical switch that emits each of the emitted light from the plurality of variable output wavelength optical storage elements to an output optical highway for each of the time slots.

【0013】また本発明の提供する波長・時分割交換機
は、前記読み出しマトリクス光スイッチが、複数の入力
端に入力される光信号の各々を前記タイムスロット毎に
出力端に出射する複数の読み出し光スイッチと、前記複
数の読み出し光スイッチからの光信号を合流して出力光
ハイウェイ出力する光合流器とから構成されることを特
徴とする。
[0013] In the wavelength / time division switch provided by the present invention, the readout matrix optical switch may include a plurality of readout light sources each of which outputs an optical signal input to a plurality of input terminals to an output terminal for each of the time slots. A switch and an optical combiner for combining optical signals from the plurality of readout optical switches and outputting an output optical highway.

【0014】[0014]

【作用】本発明では、このような構成をとることによっ
て、波長分割多重かつ時分割多重された光信号から特定
の波長を選択し、選択した波長の光信号を各タイムスロ
ット毎に波長変換を行いかつタイムスロットの入れ換え
を行うことができるので、任意の波長、任意のタイムス
ロットの光信号を任意の出線に接続でき、一段構成であ
るので従来より光部品を少なくすることができる。
According to the present invention, by adopting such a configuration, a specific wavelength is selected from the wavelength division multiplexed and time division multiplexed optical signal, and the optical signal of the selected wavelength is subjected to wavelength conversion for each time slot. Since the switching can be performed and time slots can be exchanged, an optical signal of an arbitrary wavelength and an arbitrary time slot can be connected to an arbitrary outgoing line.

【0015】[0015]

【実施例】図1は、本発明の実施例を示す図であり、波
長分割多重度2、時分割多重度3の例の場合である。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention, in which the wavelength division multiplexing is 2 and the time division multiplexing is 3.

【0016】入力光ハイウェイ1上の波長λ1 ,λ2
時分割多重光信号は、光分岐器2を経由して波長選択素
子3、4へ入力される。波長選択素子3,4は波長多重
光信号から各々波長λ1 ,λ2 の光信号を選択し、書き
込み光スイッチ900,901へ送出する。書き込み光
スイッチ900,901は各々第1タイムスロットの信
号を出力波長可変双安定素子910,913へ、第2タ
イムスロットの信号を各々出力波長可変双安定素子91
1,914、第3タイムスロットの信号を各々出力波長
可変双安定素子912,915へと順番に送出する。出
力波長可変双安定素子910〜915は各タイムスロッ
トの光信号を記憶するとともにその波長をλ1 ,λ2
どちらか一方へ変換する。読み出し光スイッチ920,
921と光合流器15は6×1マトリクス光スイッチを
構成している。そして、出力波長可変双安定素子910
〜912,913〜915に記憶された光信号は各々読
み出し光スイッチ920,921によって、出力ハイウ
ェイ16上の各タイムスロットに対応したタイミングで
光合流器15経由で出力ハイウェイ16へ取り出され
る。
The time-division multiplexed optical signals of wavelengths λ 1 and λ 2 on the input optical highway 1 are input to the wavelength selecting elements 3 and 4 via the optical splitter 2. The wavelength selection elements 3 and 4 select the optical signals of the wavelengths λ 1 and λ 2 from the wavelength multiplexed optical signals and send them to the write optical switches 900 and 901. The write optical switches 900 and 901 respectively transmit the signal of the first time slot to the output wavelength variable bistable elements 910 and 913 and the signal of the second time slot to the output wavelength variable bistable element 91 respectively.
1, 914 and the signal of the third time slot are sequentially transmitted to the output wavelength variable bistable elements 912 and 915, respectively. The output wavelength variable bistable elements 910 to 915 store the optical signal of each time slot and convert the wavelength into one of λ 1 and λ 2 . Read optical switch 920,
The 921 and the optical coupler 15 constitute a 6 × 1 matrix optical switch. Then, the output wavelength variable bistable element 910
The optical signals stored in .about.912 and 913.about.915 are extracted by the readout optical switches 920 and 921 to the output highway 16 via the optical coupler 15 at timings corresponding to the respective time slots on the output highway 16.

【0017】図7は、図1の本発明の実施例における出
力波長可変双安定素子910〜915の一構造を説明す
るための図である。図7において出力波長可変双安定素
子は、出力波長可変双安定半導体レーザチップ1000
内になる破線で示す活性層1001の一方の端面100
2と他方の端面1003を有し、活性層1001の一方
の端面1002に入射光1004が入力され、同じ端面
1002から出射光1005を、そして他方の端面10
03からもう1つの出射光1006を出力する。さらに
導線1007,1008を通じて各々電流i2 ,i3
出力波長可変層安定半導体レーザチップ1000へ注入
されている。従って出力波長可変層安定半導体レーザチ
ップ1000へは電流i2 ,とi3 の和i2 +i3 が注
入電iとして注入される。
FIG. 7 is a view for explaining one structure of the variable output wavelength bistable elements 910 to 915 in the embodiment of the present invention shown in FIG. In FIG. 7, the variable output wavelength bistable element is a variable output wavelength bistable semiconductor laser chip 1000.
One end face 100 of the active layer 1001 indicated by a broken line inside
2 and the other end face 1003, the incident light 1004 is input to one end face 1002 of the active layer 1001, the outgoing light 1005 is output from the same end face 1002, and the other end face 1010
03 emits another outgoing light 1006. Further, currents i 2 and i 3 are injected into the output wavelength tunable layer stable semiconductor laser chip 1000 through the conductors 1007 and 1008, respectively. Therefore, the output wavelength-tunable layer stabilized semiconductor laser chip 1000 the sum i 2 + i 3 of the current i 2, and i 3 is injected as an injection electric i.

【0018】図8(a),(b),(c)は図1におけ
る出力波長可変双安定素子910〜915の特性を説明
するための図である。
FIGS. 8A, 8B and 8C are diagrams for explaining the characteristics of the variable output wavelength bistable elements 910 to 915 in FIG.

【0019】図8(a)は入射光量Pi n =0とした時
の注入電流iと出射光量Po u t の関係を示す図であ
る。すなわち注入電流iを0から増加させた場合にはi
=itで急激に出射光量Po u t が増加し、逆に注入電
流iをi>it から減少させた場合には出射光量P
o u t はi=ic で急激に減少するようなヒステリシス
ル−プを示し、i=ib において出射光量Po u t =P
1 であるセット状態Bと出射光量Po u t =0であるリ
セット状態Aの2つの安定点を有する。図8(b)は図
8(a)において注入電流i=ib とした時の入射光量
i n と出射光量Pou t の関係を示す図である。すな
わち出射光量Po u t =0のリセット状態Aにある時に
入射光量Pi n を0から増加させた場合は出射光量P
o u t はPi n =Pt b で急激に増加し、以降入射光量
i n =Pt b から0まで減少させた場合には出射光量
o u t はほとんど減少せずに出射せずに出射光量P
o u t =Plのセット状態Bに移る。図8(b)におけ
るリセット状態Aとセット状態Bはそれぞれ図8(a)
におけるリセット状態Aとセット状態Bと同一の点を表
す。このようにi=ib で最初リセット状態Aであった
出力波長可変双安定素子910〜915は入射光量P
i n >Pt b である光を入射することによってPo u t
=Pl であるセット状態に変化し、その後入射光がなく
なってもセット状態Bに保持することができる。図8
(c)は図8(a)において注入電流i=iO <ic
した時の入射光量Pi n と出射光量Po u t との関係を
示す図である。この場合入射光量Pi n =0では出射光
量Po u t =0であり、入射光量Pi n を0から増加さ
せた場合はPi n =Pt O で、出射光量Po u t は急激
に増加しPo ut =Pl になり、その後入射光量Pi n
=Pd O まで減少させると出射光量Pou t =0にな
る。したがって注入電流i=ib で出射光量Po u t
l のセット状態Bにある出力波長可変双安定素子91
0〜915は、入射光量Pi n =0であれば注入電流i
をiO に減少させることによって出射光量Po u t =0
のリセット状態にすることができる。よって注入電流対
出射光特性にヒステリシスループを有する出力波長可変
双安定素子をあらかじめ注入電流i=iO としてリセッ
ト状態にしておいてから、次に注入電流i=ib に設定
すると、出力波長可変双安定素子は、入射光の有無によ
って各々セット状態へ変化するかあるいはリセット状態
へ保たれるかの2値のいずらか一方を記憶することがで
きる。
FIG. 8A is a diagram showing the relationship between the injection current i and the output light amount P out when the incident light amount P in = 0. That is, when the injection current i is increased from 0, i
= I suddenly emitted light amount P out is increased by t, the emission light amount P in the case of the injection current i reduced from i> i t conversely
hysteresis loop, such as out rapidly decreases with i = i c - indicates flop, i = i amount of emitted light in b P out = P
It has two stable points, a set state B of 1 and a reset state A of outgoing light quantity P out = 0. 8 (b) is a diagram showing the injected current i = i b the incident light amount P in the case of the relationship of the emitted light amount P ou t in FIG. 8 (a). That is, when the incident light amount P in is increased from 0 in the reset state A where the emitted light amount P out = 0, the emitted light amount P
out is P in = increase sharply in P tb, since the amount of incident light P in = amount of emitted light in the case of reduced from P tb to 0 P out emitted without emitting the little decrease amount P
moves to the set state B of out = P l. The reset state A and the set state B in FIG. 8B are respectively shown in FIG.
Represent the same points as in the reset state A and the set state B. Thus i = i b output wavelength variable was the first reset state A bistable element 910-915 is the amount of incident light P
In > P tb , P out
= Pl , and can be maintained in the set state B even after the incident light is lost. FIG.
(C) is a diagram showing the relationship between the injection current i = i O <incident light amount when the i c P in the amount of emitted light P out in FIG. 8 (a). In this case the incident light amount P in = emission light intensity P out = 0 At 0, with P in = P t O is the case of increasing the amount of incident light P in 0, the emission light intensity P out increases sharply P o ut = become a P l, then the amount of incident light P in
= Become P d O to the exit to decrease amount P ou t = 0. Therefore, at the injection current i = ib , the output light amount P out =
Output wavelength tunable bistable element 91 in set state B of P l
0 to 915 indicate the injection current i if the incident light amount P in = 0.
Is reduced to i O , the output light amount P out = 0
Can be reset. Therefore, if the output wavelength variable bistable element having a hysteresis loop in the injection current versus emission light characteristic is reset in advance with the injection current i = i O , and then the injection current i = ib is set, the output wavelength variable The bistable element can store either a binary value, which changes to a set state or is kept in a reset state, depending on the presence or absence of incident light.

【0020】さらに出力波長可変双安定素子からの出射
光の波長は、注入電流iを一定にして図7の電流i2
3 へ分配する電流量を変え、電流i2 と注入電流iの
比i2 /iを大きくすることにより短波長側へ、小さく
することにより長波長側へそれぞれシフトさせることが
できる。出力波長可変双安定素子についての詳細は文献
「エレクロトニクスレターズ」(ELECTRONIC
SLETTERS)1987年9月24日23巻第20
番1088ページ〜1089ページ記載のものを参照さ
れたい。
Furthermore wavelength of the light emitted from the output wavelength tunable bistable element is injected by the current i constant changing the amount of current distributed to the current i 2 and i 3 in FIG. 7, the injected current i and the current i 2 By increasing the ratio i 2 / i, the wavelength can be shifted to the shorter wavelength side, and by decreasing the ratio i 2 / i, the wavelength can be shifted to the longer wavelength side. For details of the variable output wavelength bistable element, refer to the document "Electronics Letters" (ELECTRONIC).
SLETTERS) September 24, 1987, Volume 23, Volume 20
No. pages 1088 to 1089.

【0021】図9は図1の動作を説明するためのタイム
チャート図である。やはり例として入力ハイウェイ1上
の波長λ1 の光信号の第1タイムスロットT1 の信号を
出力ハイウェイ16の波長λ2 の光信号の第3タイムス
ロットT3 へ出力する場合について説明する。図1の波
長選択素子3,4は波長λ1 、λ2 の入力ハイウェイ1
信号から各々波長λ1 、λ2 の光信号を選択するので、
書き込み光スイッチ900,901には、各々波長λ1
の入力ハイウェイ1信号1200、波長λ2 の入力ハイ
ウェイ1信号1201が入力される。出力波長可変双安
定素子910,911,912は、各々注入電流120
2,1203,1204に示すタイミングで電流の注入
量が周期的に減少しリセットされる。そして書き込み光
スイッチ900が、波長選択素子3の出力を、第1タイ
ムスロットT1 、第2タイムスロットT2 、第3タイム
スロットT3 の順番でそれぞれ出力可変双安定素子91
0,911.912へ接続するので、出力波長可変双安
定素子910,911,912は各々入力信号120
5,1206,1207の有無によりセット状態へ変化
するかあるいはリセット状態へ保たれるかの2値のいず
れか一方を記憶することができる。従って出力波長可変
双安定素子910,911,912からは各々出力信号
1208,1209,1210が出力されることにな
る。ここで出力波長可変双安定素子910は入力された
信号の波長をλ1 からλ2 に変換して出力するものとす
る。よって読み出し光スイッチ920が、第3タイムス
ロットT3のタイミングで出力波長可変双安定素子91
0の出力信号1208を読み出すとにより、出力ハイウ
ェイ16信号1211,1212のうち、波長λ2 の出
力ハイウェイ165信号1212に示すように、入力ハ
イウェイ1の波長λ1 の第1タイムスロットT1 の光信
号を、出力ハイウェイ16の波長λ2 の光信号の第3タ
イムスロットT3 へ出力されることができる
FIG. 9 is a time chart for explaining the operation of FIG. Again described case of outputting the third time slot T 3 wavelengths lambda 2 of the optical signal of the first time slot T 1 of the signal output highway 16 of wavelength lambda 1 of the optical signal on the input highway 1 as an example. The wavelength selection elements 3 and 4 in FIG. 1 are input highways 1 of wavelengths λ 1 and λ 2.
Since the optical signals of wavelengths λ 1 and λ 2 are selected from the signals,
Each of the write optical switches 900 and 901 has a wavelength λ 1
Input highway 1 signal 1200 and the input highway 1 signal 1201 of wavelength λ 2 are input. The output wavelength tunable bistable elements 910, 911, and 912 each have an injection current 120
At timings indicated by 2, 1203 and 1204, the amount of injected current is periodically reduced and reset. Then, the write optical switch 900 outputs the output of the wavelength selection element 3 to the output variable bistable element 91 in the order of the first time slot T 1 , the second time slot T 2 , and the third time slot T 3.
0, 911.912, the output wavelength tunable bistable elements 910, 911, 912 respectively
One of two values, that is, whether the state changes to the set state or is maintained in the reset state depending on the presence or absence of 5, 1206, and 1207, can be stored. Accordingly, output signals 1208, 1209, and 1210 are output from the output wavelength variable bistable elements 910, 911, and 912, respectively. Here, it is assumed that the output wavelength variable bistable element 910 converts the wavelength of the input signal from λ 1 to λ 2 and outputs it. Therefore, the read optical switch 920 switches the output wavelength variable bistable element 91 at the timing of the third time slot T 3.
By reading the output signal 1208 of 0, the light of the first time slot T 1 of the wavelength λ 1 of the input highway 1 is output as shown in the output highway 165 signal 1212 of the wavelength λ 2 among the output highway 16 signals 1211 and 1212. signals, and it is as possible out output to the third time slot T 3 wavelengths lambda 2 of the optical signal output highway 16.

【0022】図10は図1に示した読み出し光スイッチ
920,912の具体例を示す図である。図10によれ
ば、入力端子1,2,3は各々図1の出力波長可変双安
定素子910,911,912あるいは913,91
4,915と接続される。また、出力端子4は図1の光
合流器15と接続される。光ゲートスイッチ1300,
1301,1302は、制御信号が印加されると、各々
入力端子1,2,3から入射される光信号を合流器13
10へ出射する。従って図10の読み出し光スチッチ
は、例えば時分割多重信号の第1タイムスロットにおい
て波長がλ1 の光信号が入力端子1から入射された場合
には、光ゲートスイッチ1300に制御信号が印加され
れば第1タイムスロットにおいて波長λ1 の光信号を出
力端子4へ出射する。さらに図10の読み出し光スイッ
チは、例えば時分割多重信号の第1タイムスロットにお
いて波長λ1 ,λ2 の光信号が各々入力端子1、入力端
子2から入射された場合には、光ゲートスイッチ130
0と1301の両方に制御信号が印加されれば、第1タ
イムスロットにおいて波長λ1 とλ2 の光信号を同時に
出力端子4へ出射ることができる。
FIG. 10 is a diagram showing a specific example of the read optical switches 920 and 912 shown in FIG. According to FIG. 10, the input terminals 1, 2, 3 are respectively the output wavelength variable bistable elements 910, 911, 912 or 913, 91 of FIG.
4,915. The output terminal 4 is connected to the optical coupler 15 of FIG. Optical gate switch 1300,
When the control signal is applied, the optical signals 1301 and 1302 receive the optical signals incident from the input terminals 1, 2, and 3, respectively.
Emitted to 10. Therefore, for example, when the optical signal having the wavelength λ 1 is input from the input terminal 1 in the first time slot of the time-division multiplexed signal, the control signal is applied to the optical gate switch 1300. For example, in the first time slot, an optical signal having the wavelength λ 1 is emitted to the output terminal 4. Further, when the optical signals of wavelengths λ 1 and λ 2 are input from the input terminal 1 and the input terminal 2 in the first time slot of the time division multiplex signal, for example, the read optical switch of FIG.
If a control signal is applied to both 0 and 1301, optical signals of wavelengths λ 1 and λ 2 can be simultaneously output to the output terminal 4 in the first time slot.

【0023】以上説明しきたように、図1に示す本発
明の実施例を用いることによって、入力された任意の波
長の任意のタイムスロットの光信号を、任意の波長の任
意のタイムスロットへ移動させることが可能となる。そ
してこの場合も一段構成であるので、従来より光部品を
少なくすることが出来る。
[0023] As described above, by using the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, the optical signals of any time slot of any wavelength that is input, to any time slot of any wavelength It can be moved. Also in this case, since the configuration is one-stage, the number of optical components can be reduced as compared with the conventional case.

【0024】また、図1では本発明の説明を容易にする
ために波長選択素子3,4は各々波長λ1 ,λ2 の光信
号を選択する固定波長選択素子を用いたが、波長λ1
λ2の多重信号からどちらか一方の波長をタイムスロッ
ト毎に切り替えて選択することができる可変波長選択素
子を用いても選択した光信号の波長をタイムスロット毎
に波長長へ変換でき、固定波長選択素子を用いた場合と
同様の効果を得ることができる。
Further, although using a fixed wavelength selection element for selecting each wavelength lambda 1, lambda 2 of the optical signal wavelength selecting elements 3 and 4 in order to facilitate describing the present invention in FIG. 1, the wavelength lambda 1 ,
It can be converted into wavelengths long wavelengths of the optical signal selected in each time slot with a variable wavelength selecting element that can be selected by switching either one of the wavelengths for each time slot from lambda 2 of the multiplex signal, the fixed wavelength The same effect as when the selection element is used can be obtained.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上述べたように本発明の波長・時分割
交換機によれば、任意の波長、任意のタイムスロットの
光信号を任意の出線に接続でき、一段構成なので従来の
三段構成よりも光部品を少なくすることができ、ハード
ウエアの削減が可能である。
As described above, according to the wavelength / time division switch of the present invention, an optical signal of an arbitrary wavelength and an arbitrary time slot can be connected to an arbitrary outgoing line. Thus, the number of optical components can be reduced, and hardware can be reduced.

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

【図1】本発明の実施例を示す図FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.

【図2】従来の光交換機を示す図FIG. 2 is a diagram showing a conventional optical exchange;

【図3】図2の動作を説明する為のタイムチャート図FIG. 3 is a time chart for explaining the operation of FIG. 2;

【図4】図2の各波長に時分割交換を行う手段T1 1の
具体例を示す図
FIG. 4 is a diagram showing a specific example of a means T 11 for performing time-division switching for each wavelength in FIG. 2;

【図5】図2の各タイムスロット毎に波長分割交換を行
う手段λ12の具体例を示す図
FIG. 5 is a diagram showing a specific example of means λ12 for performing wavelength division switching for each time slot in FIG. 2;

【図6】図5の波長変換素子124の具体例を示す図6 is a diagram showing a specific example of the wavelength conversion element 124 in FIG.

【図7】図1の出力波長可変双安定素子の一構成を説明
するための図
FIG. 7 is a view for explaining one configuration of a variable output wavelength bistable element of FIG. 1;

【図8】図1の出力波長可変双安定素子の特性を説明す
るための図
FIG. 8 is a diagram for explaining characteristics of the variable output wavelength bistable element of FIG. 1;

【図9】図1の動作を説明するためのタイムチャート図FIG. 9 is a time chart for explaining the operation of FIG. 1;

【図10】図1の読み出し光スイッチの具体例を示す図FIG. 10 is a diagram showing a specific example of the readout optical switch of FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 入力光ハイウェイ 2 光分岐器 3,4 波長選択素子 5,6 可変波長変換回路 7,8 光スイッチ 9,10,11,15 光合流器 12,13,14 ファイバ遅延線 16 出力光ハイウェイ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Input optical highway 2 Optical splitter 3, 4 Wavelength selection element 5, 6 Tunable wavelength conversion circuit 7, 8 Optical switch 9, 10, 11, 15 Optical combiner 12, 13, 14 Fiber delay line 16 Output optical highway

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 複数のタイムスロットを有する互いに波
長の異なる複数の時分割多重光信号が波長分割多重され
ている波長分割多重かつ時分割多重された光信号が入力
光ハイウェイから入射され、 前記入力光ハイウェイからの前記波長分割多重かつ時分
割多重された光信号を複数の波長分割多重かつ時分割多
重された光信号に分岐する光分岐器と、 前記光分岐器からの複数の波長分割多重かつ時分割多重
された光信号から特定の波長の光信号を選択する複数の
波長選択素子と、 複数の出力端を有し前記複数の波長選択素子からの光信
号が各々入力され前記タイムスロット毎に前記複数の出
力端の任意の出力端に出射する複数の書き込み光スイッ
チと、 前記複数の書き込み光スイッチの複数の出力端に各々接
続され入射光が入力されると出射光を出力し前記入射光
が消滅しても前記出射光を出力し続けかつ制御信号によ
って前記出射光の波長を変化させることが可能な複数の
出力波長可変光記憶素子と、 複数の入力端に入力される前記複数の出力波長可変光記
憶素子からの出射光の各々を前記タイムスロット毎に出
力光ハイウェイに出射する読み出しマトリクス光スイッ
チとから構成されることを特徴とする波長・時分割光交
換機。
1. A wavelength division multiplexed and time division multiplexed optical signal in which a plurality of time division multiplexed optical signals having a plurality of time slots and having different wavelengths are wavelength division multiplexed are input from an input optical highway, and An optical splitter for splitting the wavelength division multiplexed and time division multiplexed optical signal from the optical highway into a plurality of wavelength division multiplexed and time division multiplexed optical signals, and a plurality of wavelength division multiplexing from the optical splitter; A plurality of wavelength selection elements for selecting an optical signal of a specific wavelength from the time-division multiplexed optical signal; and an optical signal having a plurality of output terminals, the optical signals from the plurality of wavelength selection elements being respectively input and for each of the time slots. A plurality of write optical switches that emit light to an arbitrary one of the plurality of output terminals; and a light source that is connected to a plurality of output terminals of the plurality of write optical switches and emits light when incident light is input. And a plurality of output wavelength variable optical storage elements capable of continuously outputting the outgoing light even if the incident light disappears and capable of changing the wavelength of the outgoing light by a control signal. And a read-out matrix optical switch for emitting each of the light emitted from the plurality of output wavelength variable optical storage elements to an output optical highway for each of the time slots.
【請求項2】前記読み出しマトリクス光スイッチが、複
数の入力端に入力される光信号の各々を前記タイムスロ
ット毎に出力端に出射する複数の読み出し光スイッチ
と、前記複数の読み出し光スイッチからの光信号を合流
して出力光ハイウェイへ出力する光合流器とから構成
れることを特徴とする請求項1に記載の波長・時分割光
交換機。
2. A read matrix optical switch comprising: a plurality of read optical switches for emitting respective optical signals input to a plurality of input terminals to an output terminal for each of the time slots; wavelength-time division optical switching system of claim 1, wherein the configurations of <br/> and a light converging device and outputting the merged optical signal to the output optical highway.
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