JP2897025B2

JP2897025B2 - 光インタコネクション方式

Info

Publication number: JP2897025B2
Application number: JP19804188A
Authority: JP
Inventors: 重史増田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1988-08-10
Filing date: 1988-08-10
Publication date: 1999-05-31
Anticipated expiration: 2014-05-31
Also published as: JPH0248898A

Description

【発明の詳細な説明】〔概要〕光信号のまま、分岐，挿入，交換，演算等の処理を行
うように光結合した光インタコネクション方式に関し、光信号の交換，演算等の処理を高速で実行し、且つ大
容量化も容易に実現できるようにすることを目的とし、波長多重化と時分割多重化とを行った光信号を伝送す
る複数の光伝送路と、光波長変換素子と光バンドパスフ
ィルタとからなり、出力側の光伝送路を選択する光伝送
路選択部と、光波長変換素子により変換された光信号を
光遅延回路を介して遅延させ、所定の遅延時間の光信号
を選択出力する光バンドパスフィルタからなるタイムス
ロット選択部と、波長変換素子により所定の光波長に変
換して出力する光波長選択部と、光信号を合成して出力
する光信号合成部との間を、それぞれ光結合して構成し
た。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、光信号のまま、分岐，挿入，交換，演算等
の処理を行うように光結合した光インタコネクション方
式に関するものである。

光信号のまま交換処理する光交換システムの開発が進
められている。このような光交換システムは、空間分割
方式，時分割方式，波長分割方式等を基本とした構成で
あり、各方式を組合せて、高速，大容量化を図る方式も
提案されている。このような光交換システムに於いて、
交換処理のみでなく、演算処理を施す機能を付加し、シ
ステムの高機能化を図ることが要望されている。

〔従来の技術〕

従来例の光交換システムは、例えば、第５図に示すよ
うに、３本の入出力ハイウェイを収容した場合、３×３
のマトリクススイッチ部57と、波長スイッチ部61−１〜
61−３と、３×３のマトリクススイッチ部58とから構成
され、リンク59−１〜59−3,60−１〜60−３により相互
に接続され、波長多重化された光信号が伝送される入力
ハイウェイ51−１〜51−３からマトリクススイッチ部57
に入力される。このマトリクススイッチ部57のクロスポ
イント53は、右上に拡大して示すように、分岐器54と、
可変波長フィルタ55と、合波器56とから構成され、可変
波長フィルタ55により所望の波長の光信号が抽出されて
リンク59−１〜59−３に送出されることになる。

又波長スイッチ部61−１〜61−３は、波長対応に分波
する分波器と、分波された光信号の波長を変換する波長
変換素子と、波長変換された光信号を合波する合波器と
から構成され、或る波長の光信号を他の波長に変換して
出力するものである。この波長変換素子は、例えば、分
布帰還型半導体レーザの電流注入電極を分割した構成の
素子等を利用して構成することができる。

又第５図に於けるマトリクススイッチ部57,58をＳ、
波長スイッチ部61−１〜61−３をＷとすると、Ｓ−Ｗ−
Ｓの３段構成の波長分割方式に於ける交換装置が構成さ
れることになり、例えば、入力ハイウェイ51−１の波長
λ₁の光信号を、出力ハイウェイ52−１〜52−３の中の5
2−３に波長λ₃の光信号として出力する場合、入力ハイ
ウェイ51−１対応のマトリクススイッチ部57のクロスポ
イント53に於ける空き選択を行い、例えば、入力ハイウ
ェイ51−１とリンク59−１との交点に相当するクロスポ
イントの可変波長フィルタ55により、波長λ₁の光信号
を抽出して波長スイッチ部61−１に加え、その光信号の
波長λ₁を波長λ₃に変換し、リンク60−１と出力ハイウ
ェイ52−３の交点に相当するクロスポイント53の可変波
長フィルタ55により波長λ₃の光信号を抽出して、出力
ハイウェイ52−３に送出する。

又前述のクロスポイント53に於いて、可変波長フィル
タにより抽出された光信号の波長を、波長変換素子によ
り所望の波長に変換する構成とすることも提案されてい
る。又波長スイッチ部61−１〜61−３に於いて、光遅延
回路を設けることにより、時分割多重化された光信号の
タイムスロットの入替えによる交換機能を付加すること
も提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述の従来例に於いては、光信号を電気信号の場合と
同様に直列に伝送して、波長分割や時分割に対応して交
換処理するものであり、タイムスロットの入替え等も光
信号のままで行うことができる。しかし、光信号は、電
気信号に対するインダクタンスによる遅延等がなく、高
速伝送が可能であるが、このような高性能を有効に利用
し、大容量の交換機能及び画像信号等に対する各種の演
算処理を施すことは提案されていない。即ち、従来は、
光信号の高速性と並列性とを有効に利用していないこと
になる。

本発明は、光信号の交換，演算等の処理を高速で実行
し、且つ大容量化も容易に実現できるようにすることを
目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の光インタコネクション方式は、光信号の高速
性と並列性とを利用して、交換処理或いは演算処理を可
能とするものであり、第１図を参照して説明する。

波長多重化と時分割多重化とを行った光信号を伝送す
る複数の入力側の光伝送路１−１〜１−ｌと、前記光信
号を選択出力する複数の出力側の光伝送路６−１〜６−
ｊとの間に、入力光信号の波長を交換する光波長変換素
子と、複数の波長対応の光バンドパスフィルタとによ
り、出力側の光伝送路６−１〜６−ｊを選択する為の光
伝送路選択部２−１〜２−ｌと、入力光信号の波長を変
換する光波長変換素子と、光遅延回路と、この光遅延回
路の複数の遅延時間対応の波長の光信号を選択出力する
光バンドパスフィルタとによりタイムスロットの入替え
を行う為のタイムスロット選択部３−１〜３−ｍと、入
力光信号の波長を変換する光波長変換素子によりタイム
スロット対応の所定の波長の光信号に変換する為の光波
長選択部４−１〜４−ｎと、複数の光信号を合成して出
力する為の光信号合成部５−１〜５−ｋとをそれぞれ配
置し、それぞれの間を光合成した構成を備えているもの
である。

〔作用〕

複数の光伝送路１−１〜１−ｌによりそれぞれ波長多
重化，時分割多重化された光信号を伝送することによ
り、空間分割，波長分割，時分割を組合せた光信号を伝
送することになる。又光伝送路選択部２−１〜２−ｌに
より、空間分割方式に於ける出力側の光伝送路６−１〜
６−ｊを選択し、タイムスロット選択部３−１〜３−ｍ
により、時分割方式に於けるタイムスロットを選択し、
光波長選択部４−１〜４−ｎにより、波長分割方式に於
ける波長を選択する。従って、空間分割，波長分割，時
分割を組合せた光信号の交換処理を行うことができる。
その場合、光伝送路選択部と、タイムスロット選択部
と、波長選択部との配置順序は、任意に選定することが
できる。又各部に於いて、光信号のアンド処理等の演算
処理機能を付加し、且つ光伝送路に並列光信号を伝送す
ることによって、高速で画像信号の輪郭強調等の演算処
理を行わせることが可能となる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説
明する。

第２図は本発明の一実施例のブロック図であり、10−
１〜10−ｌは分波部、11−１〜11−ｌは光伝送路、12−
１〜12−ｌは光伝送路選択部、13−１〜13−ｍはタイム
スロット選択部、14−１〜14−ｎは光波長選択部、15−
１は光信号合成部、16は出力側の光伝送路である。な
お、入力側の光伝送路11−１〜11−ｌは、第１図の光伝
送路１−１〜１−ｌに対応し、出力側の光伝送路16は、
第１図の光伝送路６−１〜６−ｊに対応し、入力側の光
伝送路11−１〜11−ｌと同数又は異なる本数設けられる
ものであるが、簡単化の為に１本のみを図示している。
又光伝送路選択部12−１〜12−ｌは、第１図の光伝送路
選択部２−１〜２−ｌに対応し、タイムスロット選択部
13−１〜13−ｍは、第１図のタイムスロット選択部３−
１〜３−ｍに対応し、光波長選択部14−１〜14−ｎは、
第１図の光波長選択部４−１〜４−ｎに対応する。又光
信号合成部15−１は、第１図の光信号合成部５−１〜５
−ｋに対応し、出力側の光伝送路対応に設けられるもの
である。

又分岐部10−１〜10−ｌは、第１図には図示を省略し
た構成であり、光増幅器（AMP）21と、分岐器（DIV）22
と、複数の光バンドパスフィルタ（BPF）23と、モニタ
部（MON）24とから構成され、光バンドパスフィルタ23
の通過波長がそれぞれ異なるので、波長多重化された光
信号が波長対応に分離される。モニタ部24は、光信号の
伝送フォーマットに於けるヘッダ部を読取り、その光信
号の宛先等の制御情報を識別して、図示を省略した制御
部へ転送するもので、その制御部により交換制御が行わ
れる。又各部にモニタ部24を設けて、セルフルーティン
グ制御を行わせることも可能である。

又光伝送路選択部12−１〜12−ｌは、可変周波数変換
器（VFC）25と、複数の光バンドパスフィルタ（BPF）26
とから構成され、分波部の或る光バンドパスフィルタ23
により選択出力された波長λ_jの光信号は、可変周波数
変換器25により、例えば、光伝送路16に送出する為の波
長λ_kに変換され、この波長λ_kを通過波長とした光バン
ドパスフィルタ26から出力側の光伝送路16方向の次段の
タイムスロット選択部にその光信号が加えられる。

タイムスロット選択部13−１〜13−ｎは、可変周波数
変換器（VFC）27と、光バンドパスフィルタ（BPF）28
と、光遅延回路29とから構成され、光バンドパスフィル
タ28はそれぞれ通過波長が異なるものであり、それぞれ
光遅延回路29により所定の遅延時間間隔で接続されてい
るから、遅延時間と波長とが対応し、所望の遅延時間の
タイムスロットに光信号をのせる場合は、その遅延時間
に相当する光バンドパスフィルタ28の通過波長となるよ
うに、可変周波数変換器27により波長変換が行われる。

光波長選択部14−１〜14−ｎは、可変周波数変換器
（VFC）30から構成され、光伝送路16の所望の波長で光
信号を多重化する為に、タイムスロット選択部から出力
された光信号の波長変換が行われる。光信号合成部15−
１は、それぞれ異なる波長の光信号が入力され、波長多
重化が各タイムスロット毎に行われるので、波長多重
化，時分割多重化された光信号が光伝送路16に送出され
る。なお、分波部10−１〜10−ｌの各モニタ部24からの
光信号は、光伝送路選択部12−１〜12−ｌの可変周波数
変換器25にそれぞれ加えられるものであるが、分波部10
−１の中の１個のモニタ部24と光伝送路選択部12−１の
中の１個の周波数変換器25との間の接続構成のみ図示し
ている。又光伝送路選択部12−１〜12−ｌの各光バンド
パスフィルタ26からの光信号は、タイムスロット選択部
13−１〜13−ｍの可変周波数変換器27にそれぞれ加えら
れるものであるが、光伝送路選択部12−１の中の１個の
光バンドパスフィルタ26とタイムスロット選択部13−１
の中の１個の可変周波数変換器27との間の接続構成のみ
図示している。同様に、タイムスロット選択部13−１〜
13−ｍの光遅延回路29を介して接続された各光バンドパ
スフィルタ28からの光信号は、光波長選択部14−１〜14
−ｎの可変周波数変換器30にそれぞれ入力されるもので
あるが、タイムスロット選択部13−１と光波長選択部14
−１との間及びタイムスロット選択部13−ｍと光波長選
択部14−ｎとの間の接続構成のみ図示している。

前述の可変周波数変換器25,27,30は、例えば、第35回
応用物理学関係連合講演会、講演予稿集（昭和63年春
季）第894頁、30p−ZP−17「波長可変機構をもつ光波長
変換レーザ」等に示されている素子を利用することがで
きる。又光バンドパスフィルタ23,26,28は、例えば、電
気光学結晶基板に導波路を形成して、その導波路の屈折
率を制御することにより、等価的な共振長を設定して、
所望の波長通過特性を得る構成等を用いることができ
る。又光遅延回路29は、光信号の記憶機能を有する双安
定半導体レーザや、長さに対応した遅延時間が得られる
光ファイバ等により構成することができる。又各部に光
増幅器を設けて光信号を増幅する構成とすることもでき
る。

第３図は光信号の説明図であり、光伝送路L1〜Llから
の光信号は、それぞれ波長λ₁〜λ_nで、１〜ｍのタイム
スロットにより多重化されており、例えば、光伝送路L1
の波長λ₁のタイムスロット１の光信号を、或る光伝送
路の波長λ₂のタイムスロット３により送出する場合、
分波部により分波され、波長λ₁を通過波長とする光バ
ンドパスフィルタ23を介してモニタ部24に加えられる。
そして、モニタ部24に於いて宛先が識別され、次の光伝
送路選択部の可変周波数変換器25により波長λ₁から宛
先の光伝送路を決める波長λ_yに変換され、その波長λ_y
を通過波長とする光バンドパスフィルタ26を介して、次
のタイムスロット選択部に加えられる。

このタイムスロット選択部に於いては、可変周波数変
換器27により波長λ_yからタイムスロット３に相当する
波長λ_xに変換される。この波長λ_xの光信号を通過させ
る光バンドパスフィルタ28は、光遅延回路29により２タ
イムスロット分遅延される位置に接続されているから、
波長λ₁のタイムスロット１の光信号は、宛先に対応し
た波長λ_yに変換された後、波長λ_xに変換され、タイム
スロット１から２タイムスロット分遅延されてタイムス
ロット３に変換される。そして、光波長選択部の可変周
波数変換器30により出力側の光伝送路上のタイムスロッ
ト３の波長λ₂に変換されて、光信号合成部に加えられ
る。従って、光伝送路L1の波長λ₁のタイムスロット１
の光信号は、波長λ_yに変換されて光伝送路の選択が行
われ、波長λ_xに変換されてタイムスロットの選択が行
われ、波長λ₂に変換されて波長選択が行われることに
より、交換処理された光信号が再び波長多重化，時分割
多重化されて送出される。

第４図は本発明の一実施例のボード構成説明図であ
り、光伝送路選択部12と、タイムスロット選択部13と、
光波長選択部14と、光信号合成部15とをそれぞれ光集積
回路18からなるボード構成とし、各部を制御部17により
制御するものであり、各部間は、面発光素子や面光結合
素子等による二次元光結合等により結合されている。例
えば、光伝送路選択部12を、入力側の光伝送路対応に
Ｌ′個のボードにより構成し、その光バンドパスフィル
タ26がＭ個の場合、タイムスロット選択部13は、Ｌ′×
Ｍ個のボードにより構成されることになる。そして、タ
イムスロット選択部13の光バンドパスフィルタ28がＮ個
の場合、光波長選択部15は、Ｌ′×Ｍ×Ｎ個のボードに
より構成される。又光信号合成部15は、出力側の光伝送
路がＬ本の場合は、Ｌ個のボードにより構成される。

本発明は、前述の実施例のみに限定されるものではな
く、光信号の状態で、分岐、挿入，交換，演算等の処理
を行うシステムに適用することが可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、出力側の光伝送路対
応の光伝送路選択部と、タイムスロット選択部と、光波
長選択部と、光信号合成部とを備え、それらの間を光結
合したものであり、空間分割と波長分割と時分割とによ
る多重化光信号の交換処理や演算処理を高速で実行する
ことができる利点があり、又電気信号による処理に比較
して、インダクタンス等による遅延を受けることがな
く、１画面分の画像信号を並列に入力して高速処理する
ことも可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明の一実施
例のブロック図、第３図は光信号の説明図、第４図は本
発明の一実施例のボード構成説明図、第５図は従来例の
説明図である。１−１〜１−ｌは光伝送路、２−１〜２−ｌは光伝送路
選択部、３−１〜３−ｍはタイムスロット選択部、４−
１〜４−ｎは光波長選択部、５−１〜５−ｋは光信号合
成部である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】波長多重化と時分割多重化とを行った光信
号を伝送する複数の入力側の光伝送路（１−１〜１−
ｌ）と、前記光信号を選択出力する複数の出力側の光伝
送路（６−１〜６−ｊ）との間に、入力光信号の波長を変換する光波長変換素子と、複数の
波長対応の光バンドパスフィルタとにより前記出力側の
光伝送路（６−１〜６−ｊ）を選択する為の光伝送路選
択部（２−１〜２−ｌ）と、入力光信号の波長を変換する光波長変換素子と、光遅延
回路と、該光遅延回路の複数の遅延時間対応の波長の光
信号を選択出力する光バンドパスフィルタとによりタイ
ムスロットの入替えを行う為のタイムスロット選択部
（３−１〜３−ｍ）と、入力光信号の波長を変換する光波長変換素子によりタイ
ムスロット対応の所定の波長の光信号に変換する為の光
波長選択部（４−１〜４−ｎ）と、複数の光信号を合成して出力する為の光信号合成部（５
−１〜５−ｋ）とをそれぞれ配置し、それぞれの間を光
結合した構成を備えたことを特徴とする光インタコネクション方式。