JP2813416B2 - 光スイッチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光スイッチに関する。より詳細には、シン
グルモード光ファイバ等に用いる光スイッチであって、
一対のスイッチ素子のいずれか一方を他方に対して変位
させて、２対の光ファイバの任意の結合を実現する光ス
イッチに関するものである。

従来の技術 光通信技術の発達により、光伝送路を切り換える光ス
イッチには、低損失且つ高機能が要求され、種々の構成
のものが提案されている。なかでも、結合する光ファイ
バの組合せを物理的に変更してスイッチングを行うメカ
ニカルな光スイッチは、電気光学効果を利用したものと
異なり、切り換え時以外に電力を必要としない構成が可
能である。

第４図（ａ）および（ｂ）に典型的な従来のメカニカ
ルな光スイッチを示す。第４図（ａ）の光スイッチは、
最も基本的な構成の光スイッチであり、光ファイバ11お
よび12が固定された第１のスイッチ素子10と、光ファイ
バ21が固定された第２のスイッチ素子20とを具備する。
スイッチ素子20をスイッチ素子10に対して、光ファイバ
11および12の並び方向に変位させることにより、光ファ
イバ11および21の結合と、光ファイバ12および21の結合
とが相補的に実現できる。

第４図（ｂ）に示した光スイッチは、２対の光ファイ
バの結合の切り換えを実現するものであり、光ファイバ
11〜13が固定された第１のスイッチ素子と、光ファイバ
21〜23が固定された第２のスイッチ素子とを具備する。
光ファイバ11、12、21および22が実際に結合される主光
ファイバである。光ファイバ13および23は、主光ファイ
バの結合を実現するための回路を形成する結合補助光フ
ァイバであり、互いに一端が接続されている。スイッチ
素子10では、光ファイバは11、12、13の順に等間隔で並
列され、スイッチ素子20では、光ファイバは23、21、22
の順で同様に並列されている。この光スイッチでは、通
常光ファイバ11が光ファイバ21と結合され、光ファイバ
12が光ファイバ22と結合されている。その際、光ファイ
バ13および23は、いずれの光ファイバとも結合されな
い。スイッチ素子20を矢印の方向に変位させて切換位置
とすると、光ファイバ11は光ファイバ23と結合され、光
ファイバ12は光ファイバ21と結合され、光ファイバ13は
光ファイバ22と結合される。すなわち、光ファイバ11
は、光ファイバ23および13を介して光ファイバ22と結合
される。

発明が解決すべき課題 上記従来の光スイッチは、いずれも２通りの光伝送路
を切り換えるだけである。しかしながら、光通信網を構
成する場合には、より多くの光伝送路の切換が要求され
る ２対の光伝送路の結合に関しては、以下に説明する３
通りの切換が考えられる。第３図（ａ）〜（ｃ）を参照
して、２対の光伝送路の結合の切換を説明する。第３図
（ａ）〜（ｃ）は、光ファイバ11、12、21および22の結
合を模式的に示した図である。これらの光ファイバの任
意の対の結合の組合せを考えると、 第３図（ａ）に示すように、光ファイバ11および12
の結合と光ファイバ21および22の結合とが同時に実現す
る。

第３図（ｂ）に示すように、光ファイバ11および21
の結合と光ファイバ12および22の結合とが同時に実現す
る。

第３図（ｃ）に示すように、光ファイバ11および22
の結合と光ファイバ12および21の結合とが同時に実現す
る。

の３種類がある。

上記の３種類の結合を第４図（ｂ）に示した従来の光
スイッチで構成すると、第５図に示すように、３個の光
スイッチ51〜52を使用し、複雑な配線をしなければなら
ない。さらに、結合を切り換える場合には光スイッチ51
〜52を同時に動作させなければならない。

そこで本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決
した、簡単な構成で上記の３種類の結合の切換が可能な
光スイッチを提供することにある。

課題を解決するための手段 本発明に従うと、等間隔に並列された複数の光ファイ
バで構成された光ファイバアレイが互いに端面で対向す
るようそれぞれ固定された第１および第２のスイッチ素
子と、 前記スイッチ素子のいずれか一方を他方に対して、実
質的に前記光ファイバの並び方向に前記光ファイバの間
隔の整数倍の距離だけ変位させて、前記光ファイバアレ
イのそれぞれ対応する光ファイバ同士が光学的に結合さ
れる定常位置と、光学的に結合される前記光ファイバの
組合せが、前記対応する光ファイバ同士以外のそれぞれ
異なる組合せとなる第１および第２の切換位置とを実現
する変位手段とを具備し、前記それぞれの光ファイバア
レイに１対ずつ含まれる２対の主光ファイバの結合を任
意に切り換えることが可能である光スイッチにおいて、 前記第１および第２のスイッチ素子に固定されている
光ファイバアレイが、前記定常位置でそれぞれ互いに対
応する第１および第２の主光ファイバと、第１〜第４の
結合補助光ファイバとを具備し、第１および第２の結合
補助光ファイバ、第１および第２の主光ファイバ、第３
および第４の結合補助光ファイバの順に並列され、前記
第１のスイッチ素子の第１および第２の結合補助光ファ
イバが、前記第２のスイッチ素子の第３および第４の結
合補助光ファイバにそれぞれ接続され、前記第１のスイ
ッチ素子の第３および第４の結合補助光ファイバが互い
に接続され、前記第２のスイッチ素子の第１および第２
の結合補助光ファイバが互いに接続され、前記第１の切
換位置が、前記スイッチ素子の一方が他方に対して前記
定常位置から前記光ファイバ２本分の距離だけ変位した
位置であり、前記第２の切換位置が、前記スイッチ素子
の一方が他方に対して前記定常位置から前記第１の切換
位置と反対の方向に前記光ファイバ２本分の距離だけ変
位した位置であることを特徴とする光スイッチが提供さ
れる。

作用 本発明の光スイッチは、単一で２対の光ファイバの任
意の組合せの結合を実現し、一対のスイッチ素子と、そ
れぞれのスイッチ素子に等間隔に並列されて固定された
各６本の光ファイバと、スイッチ素子の一方を他方に対
して定常位置、第１および第２の切換位置の間で変位さ
せる変位手段とで主に構成される。

上記の６本の光ファイバは、いずれのスイッチ素子に
おいても第１および第２の結合補助光ファイバ、第１お
よび第２の主光ファイバ、第３および第４の結合補助光
ファイバの順に並列され、定常位置では、両方のスイッ
チ素子の互いに対応する光ファイバ同士が結合されてい
る。

また、第１のスイッチ素子の第１および第２の結合補
助光ファイバが、それぞれ第２のスイッチ素子の第４お
よび第３の結合補助光ファイバに接続され、第１のスイ
ッチ素子の第３および第４の結合補助光ファイバが互い
に接続され、第２のスイッチ素子の第１および第２の結
合補助光ファイバが、互いに接続されている。

上記の構成の本発明の光スイッチでは、定常位置から
一方のスイッチ素子を他方に対して光ファイバ２本分変
位させた位置、すなわち、各光ファイバが定常位置でそ
れぞれ結合される光ファイバの２本隣の光ファイバと結
合される位置が、第１の切換位置となる。また、第２の
切換位置は、定常位置から第１の切換位置と反対の方向
へ、光ファイバ２本分上記のスイッチ素子を変位させた
位置となる。

さらに、本発明の光スイッチは、定常位置と、定常位
置から一方のスイッチ素子をいずれかの方向へ光ファイ
バ１本分変位させた位置との間の切換を行うと、第４図
（ｂ）に示した従来のスイッチと等しい機能を実現する
ことができる。

以下、本発明を実施例により、さらに詳しく説明する
が、以下の開示は本発明の単なる実施例に過ぎず、本発
明の技術的範囲をなんら制限するものではない。

実施例 第１図に、本発明の光スイッチの斜視図を示す。第１
図の光スイッチは、主光ファイバ11および12、結合補助
光ファイバ13〜16が、一体に等間隔で並列されたテープ
状光ファイバ17が固定されたスイッチ素子10と、主光フ
ァイバ21および22、結合補助光ファイバ23〜26で同様に
構成されたテープ状光ファイバ27が固定されたスイッチ
素子20とを具備する。図示されているようテープ状光フ
ァイバ17および27で光ファイバは、13、14、11、12、1
5、16および23、24、21、22、25、26の順に並列されて
いる。図示されていないが、結合補助光ファイバ13、1
4、15および23は、スイッチ素子10および20の外部でそ
れぞれ結合補助光ファイバ26、25、16および24と接続さ
れている。本実施例の光スイッチでは、スイッチ素子20
に固定され、スイッチ素子10のみが定常位置と、第１お
よび第２の切換位置との間を変位する。

テープ状光ファイバ17は、スイッチ素子10の中央部に
設けられた光ファイバ収納溝７に固定されている。光フ
ァイバ収納溝７の両側には、スイッチ素子10の定常位置
と、第１および第２の切換位置とを決定するＶ字溝3a〜
5aおよび3b〜5bが設けられている。一方、スイッチ素子
20は、一切の変位を行わないため光ファイバ収納溝以外
の溝は設けられていない。

スイッチ素子10は、弾性部材９により上側部材８に当
接されており、スイッチ素子20は、テープ状光ファイバ
27の端面と、テープ状光ファイバ17の端面とが互いに対
向し、各テープ状光ファイバの光ファイバが光学的に結
合されるようスイッチ素子10に当接して上側部材８に固
定されている。上側部材８のスイッチ素子10の側には、
Ｖ字溝83aおよび83bが設けられている。定常位置では、
図示されているよう、スイッチ素子10のＶ字溝3aおよび
3bが、それぞれ上側部材８のＶ字溝83aおよび83bと対向
し、それぞれピン6aおよび6bが嵌合している。この状態
で、テープ状光ファイバ17の光ファイバ11〜16は、それ
ぞれテープ状光ファイバ27の光ファイバ21〜26と光学的
に結合されている。

スイッチ素子10を矢印Ａの方向に変位させると、スイ
ッチ素子10のＶ字溝4aおよび4bが、それぞれ上側部材８
のＶ字溝83aおよび83bと対向し、それぞれピン6aおよび
6bが嵌合する。この位置が第１の切換位置で、スイッチ
素子10は定常位置から光ファイバ２本分矢印Ａの方向に
変位し、テープ状光ファイバ17の光ファイバ11〜14は、
それぞれテープ状光ファイバ27の光ファイバ25、26、21
および22と光学的に結合される。また、光ファイバ15、
16、23および24は、いずれの光ファイバとも結合されな
い。

逆に、スイッチ素子10を矢印Ｂの方向に変位させる
と、スイッチ素子10のＶ字溝5aおよび5bが、それぞれ上
側部材８のＶ字溝83aおよび83bと対向し、それぞれピン
6aおよび6bが嵌合する。この位置が第２の切換位置で、
スイッチ素子10はスイッチ素子10は定常位置から光ファ
イバ２本分矢印Ｂの方向に変位し、テープ状光ファイバ
17の光ファイバ11、12、15および16は、それぞれテープ
状光ファイバ27の光ファイバ23、24、21および22と光学
的に結合される。また、光ファイバ13、14、25および26
は、いずれの光ファイバとも結合されない。

第２図（ａ）〜（ｅ）を参照して、上記本発明の光ス
イッチの動作を説明する。第２図（ａ）〜（ｅ）は、上
記の光スイッチの動作を模式的に示した概念図である。

第２図（ａ）は、スイッチ素子10が定常位置にある場
合を示し、光ファイバ11〜16はそれぞれ光ファイバ21〜
26と光学的に結合されている。実際に信号伝送に使用さ
れているのは、主光ファイバ11、12、21および22である
ので、この場合は、光ファイバ11が光ファイバ21と、光
ファイバ12が光ファイバ22と接続されているいわゆるス
トレート接続を実現している。

第２図（ｂ）は、スイッチ素子10が第１の切換位置に
ある場合を示し、光ファイバ11〜14は、それぞれ光ファ
イバ25、26、21および22と光学的に結合される。光ファ
イバ25は、スイッチ素子の外部で光ファイバ14と接続さ
れているので、光ファイバ11は光ファイバ25および14を
介して光ファイバ22と接続されている。同様に光ファイ
バ26は、スイッチ素子の外部で光ファイバ13と接続され
ているので、光ファイバ12は光ファイバ26および13を介
して光ファイバ21と接続されている。従って、この場合
はいわゆるクロス接続が実現されている。

第２図（ｃ）は、スイッチ素子10が第１の切換位置に
ある場合を示し、光ファイバ11、12、15および16は、そ
れぞれ光ファイバ23、24、21および22と光学的に結合さ
れる。光ファイバ23は、スイッチ素子の外部で光ファイ
バ24と接続されているので、光ファイバ11は光ファイバ
23および24を介して光ファイバ12と接続されている。同
様に光ファイバ15は、スイッチ素子の外部で光ファイバ
16と接続されているので、光ファイバ21は光ファイバ15
および16を介して光ファイバ22と接続されている。従っ
て、この場合はいわゆるカウンタ接続が実現されてい
る。

以上のように、本発明の光スイッチでは、光ファイバ
11、12、21および22を任意の２対を組合せて結合するこ
とが可能である。

第２図（ｄ）および（ｅ）は、上記のスイッチ素子10
のＶ字溝3a〜5aおよび3b〜5bの間隔を変更し、スイッチ
素子10が光ファイバ１本分の変位を行うようにした場合
を示している。

第２図（ｄ）は、第１図の矢印Ａの方向にスイッチ素
子10を変位させた場合を示し、光ファイバ11〜15は、そ
れぞれ光ファイバ22、25、24、21および26と光学的に結
合される。光ファイバ25は光ファイバ14とスイッチ素子
の外部で接続されているので、光ファイバ12は、光ファ
イバ14を介して光ファイバ21と接続されている。従っ
て、この場合はいわゆるクロス接続が実現されている。

第２図（ｅ）は、第１図の矢印Ｂの方向にスイッチ素
子10を変位させた場合を示し、光ファイバ11、12、14、
15および16は、それぞれ光ファイバ24、21、23、22およ
び25と光学的に結合される。光ファイバ24は光ファイバ
23と、光ファイバ14は光ファイバ25と、光ファイバ16は
光ファイバ15とスイッチ素子の外部でそれぞれ接続され
ているので、光ファイバ11は、光ファイバ24、23、14、
25、16および15を介して光ファイバ22と接続されてい
る。従って、この場合もいわゆるクロス接続が実現され
ている。

従って、第２図（ｂ）の変位を第２図（ｄ）または第
２図（ｅ）の変位に変えた場合でも、本発明の光スイッ
チの機能は等しく保される。

発明の効果 以上説明したように、本発明の光スイッチは、簡単な
構成で、２対の光ファイバの任意の組合せの結合が実現
できる。

本発明により、光通信技術のさらなる向上が期待され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の光スイッチの一例の斜視図であり、 第２図（ａ）〜（ｅ）は、本発明の光スイッチの動作を
示す概念図であり、 第３図は、２対の光ファイバの組合せを示す概念図であ
り、 第４図（ａ）および（ｂ）は、従来の光スイッチの概念
図であり、 第５図は、第４図（ｂ）の光スイッチを用いて２対の光
ファイバの任意の組合せの結合を実現する場合の配線図
である。 〔主な参照番号〕 10、20……スイッチ素子、 11、12、21、22……主光ファイバ、 13〜16、23〜26……結合補助光ファイバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 修三 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友 電気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 三川 泉 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 今井 通隆 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 26/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】等間隔に並列された複数の光ファイバで構
   成された光ファイバアレイが互いに端面で対向するよう
   それぞれ固定された第１および第２のスイッチ素子と、 前記スイッチ素子のいずれか一方を他方に対して、実質
   的に前記光ファイバの並び方向に前記光ファイバの間隔
   の整数倍の距離だけ変位させて、前記光ファイバアレイ
   のそれぞれ対応する光ファイバ同士が光学的に結合され
   る定常位置と、光学的に結合される前記光ファイバの組
   合せが、前記対応する光ファイバ同士以外のそれぞれ異
   なる組合せとなる第１および第２の切換位置とを実現す
   る変位手段とを具備し、前記それぞれの光ファイバアレ
   イに対ずつ含まれる２対の主光ファイバの結合を任意に
   切り換えることが可能である光スイッチにおいて、 前記第１および第２のスイッチ素子に固定されている光
   ファイバアレイが、前記定常位置でそれぞれ互いに対応
   する第１および第２の主光ファイバと、第１〜第４の結
   合補助光ファイバとを具備し、第１および第２の結合補
   助光ファイバ、第１および第２の主光ファイバ、第３お
   よび第４の結合補助光ファイバの順に並列され、前記第
   １のスイッチ素子の第１および第２の結合補助光ファイ
   バが、前記第２のスイッチ素子の第３および第４の結合
   補助光ファイバにそれぞれ接続され、前記第１のスイッ
   チ素子の第３および第４の結合補助光ファイバが互いに
   接続され、前記第２のスイッチ素子の第１および第２の
   結合補助光ファイバが互いに接続され、前記第１の切換
   位置が、前記スイッチ素子の一方が他方に対して前記定
   常位置から前記光ファイバ２本分の距離だけ変位した位
   置であり、前記第２の切換位置が、前記スイッチ素子の
   一方が他方に対して前記定常位置から前記第１の切換位
   置と反対の方向に前記光ファイバ２本分の距離だけ変位
   した位置であることを特徴とする光スイッチ。