JP3159368B2 - ｎ×ｎ光マトリクススイッチ - Google Patents
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- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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- Optical Communication System (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ｎ個の入力端子よ
り入力されたｎ個の光信号の光路を切換えてｎ個の出力
端子から出力するｎ×ｎ光マトリクススイッチに関し、
特に波長多重化された光信号の光交換を行う光マトリク
ススイッチに関する。
り入力されたｎ個の光信号の光路を切換えてｎ個の出力
端子から出力するｎ×ｎ光マトリクススイッチに関し、
特に波長多重化された光信号の光交換を行う光マトリク
ススイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】図８は、第１の従来のｎ×ｎ光マトリク
ススイッチの構成の一例であって、入出力がｎ個ある場
合の構成例を示している。図８において、１０１−１〜
１０１−８は光信号入力端子、１０２−１〜１０２−８
は光信号出力端子、１０３は２×２光スイッチ素子であ
る。
ススイッチの構成の一例であって、入出力がｎ個ある場
合の構成例を示している。図８において、１０１−１〜
１０１−８は光信号入力端子、１０２−１〜１０２−８
は光信号出力端子、１０３は２×２光スイッチ素子であ
る。
【０００３】入力端子１０１−１〜１０１−８より入力
された８本の光信号は、合計７個の２×２光スイッチ素
子を通過する間に経路を設定され、出力端子１０２−１
〜１０２−８の何れかにそれぞれ光路接続され出力され
る。図８に示される従来例の構成では、２×２光スイッ
チ素子１０３により全体が構成されているが、この２×
２光スイッチ素子には、通常ＬｉＮｂＯ３導波路型光ス
イッチ等が用いられている。２×２光スイッチ素子１０
３は、ＬｉＮｂＯ３基板上にマトリクス状態で配置さ
れ、スイッチ素子間の接続には光導波路が用いられる。
された８本の光信号は、合計７個の２×２光スイッチ素
子を通過する間に経路を設定され、出力端子１０２−１
〜１０２−８の何れかにそれぞれ光路接続され出力され
る。図８に示される従来例の構成では、２×２光スイッ
チ素子１０３により全体が構成されているが、この２×
２光スイッチ素子には、通常ＬｉＮｂＯ３導波路型光ス
イッチ等が用いられている。２×２光スイッチ素子１０
３は、ＬｉＮｂＯ３基板上にマトリクス状態で配置さ
れ、スイッチ素子間の接続には光導波路が用いられる。
【０００４】ところで、光マトリクススイッチ内を通過
する光信号の光路切換がなされるとき、経路を切換えな
い他の光信号の経路が遮断することによってブロッキン
グ現象が生じる。このブロッキング現象を避けるために
は、図８のような２×２光スイッチ素子を組み合わせた
構成の場合、ｎ×ｎのマトリクススイッチに最低ｎＣ２
個の２×２光スイッチ素子が必要となる。このことは、
入力信号が最大のｎ本入力されたときに、１本の光信号
の経路を切り替える動作においては、既に切り替え先に
出力されている光信号と、切換動作を行いたい光信号と
を２×２光スイッチ素子の何れか１個によって切り替え
る動作が必要であるから、本動作を入力ｎ本中２本を選
択して切り替える動作に置き換えれば明かである。
する光信号の光路切換がなされるとき、経路を切換えな
い他の光信号の経路が遮断することによってブロッキン
グ現象が生じる。このブロッキング現象を避けるために
は、図８のような２×２光スイッチ素子を組み合わせた
構成の場合、ｎ×ｎのマトリクススイッチに最低ｎＣ２
個の２×２光スイッチ素子が必要となる。このことは、
入力信号が最大のｎ本入力されたときに、１本の光信号
の経路を切り替える動作においては、既に切り替え先に
出力されている光信号と、切換動作を行いたい光信号と
を２×２光スイッチ素子の何れか１個によって切り替え
る動作が必要であるから、本動作を入力ｎ本中２本を選
択して切り替える動作に置き換えれば明かである。
【０００５】従って、図８のような８×８マトリクスス
イッチを構成するためには、スイッチ素子が最低２８個
必要なことになる。１６×１６になると、最低１２０個
の２×２光スイッチ素子が必要となり、かなり大規模な
構成となる。このことから、図８に示されるような構成
は、大規模なマトリクススイッチには必ずしも適してい
るとは言えない。
イッチを構成するためには、スイッチ素子が最低２８個
必要なことになる。１６×１６になると、最低１２０個
の２×２光スイッチ素子が必要となり、かなり大規模な
構成となる。このことから、図８に示されるような構成
は、大規模なマトリクススイッチには必ずしも適してい
るとは言えない。
【０００６】次に、別の構成による従来のｎ×ｎ光マト
リクススイッチについて説明する。図９に示される従来
のｎ×ｎ光マトリクススイッチは、光信号入力端子１０
１−１〜１０１−ｎ、光信号出力端子１０２−１〜１０
２−ｎ、波長変換回路１０４−１〜１０４−ｎ、光結合
器１０５、光分波器１０６により構成されている。
リクススイッチについて説明する。図９に示される従来
のｎ×ｎ光マトリクススイッチは、光信号入力端子１０
１−１〜１０１−ｎ、光信号出力端子１０２−１〜１０
２−ｎ、波長変換回路１０４−１〜１０４−ｎ、光結合
器１０５、光分波器１０６により構成されている。
【０００７】図９において、入力端子１０１−１〜１０
１−ｎに入力された光信号はそれぞれ、１０４〜１０４
−ｎの波長変換回路で特定の出力端子に対応した光波長
に変換され、光結合器１０５で波長多重された後、光分
波器に入力される。波長多重された光信号は分波器１０
６で波長λ１〜λｎに分波され、各光出力端子１０２−
１〜１０２−ｎへ出力される。これら波長変換、波長多
重、分波の動作を組み合わせることにより、特定のｎ個
の入力端子とｎ個の出力端子どうしを接続するｎ×ｎ光
マトリクススイッチの機能を実現するものである。
１−ｎに入力された光信号はそれぞれ、１０４〜１０４
−ｎの波長変換回路で特定の出力端子に対応した光波長
に変換され、光結合器１０５で波長多重された後、光分
波器に入力される。波長多重された光信号は分波器１０
６で波長λ１〜λｎに分波され、各光出力端子１０２−
１〜１０２−ｎへ出力される。これら波長変換、波長多
重、分波の動作を組み合わせることにより、特定のｎ個
の入力端子とｎ個の出力端子どうしを接続するｎ×ｎ光
マトリクススイッチの機能を実現するものである。
【０００８】図９の構成は、図８の構成と比べて小規模
化することができる利点があるが、１本の光信号の経路
を切換える際に、波長変換回路で波長をシフトさせてい
る。このため、切換えの過渡状態において、経路を切換
えない他の波長信号と同一波長となる可能性があり、ブ
ロッキング現象を生じることがある。
化することができる利点があるが、１本の光信号の経路
を切換える際に、波長変換回路で波長をシフトさせてい
る。このため、切換えの過渡状態において、経路を切換
えない他の波長信号と同一波長となる可能性があり、ブ
ロッキング現象を生じることがある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来のｎ×ｎ光マトリ
クススイッチにおいては、以下に示すような問題があ
る。すなわち、まず第１に、図８に示される従来の構成
例によれば、ブロッキング現象は生じないものの、上述
したようにｎ×ｎのマトリクススイッチは、入力端子数
が増大するにつれて、２×２光スイッチ素子の数の大幅
に増大する。従って、全体的に大規模化し、また素子数
の数だけ制御対象が存在するため、制御手段も複雑なも
のになる。
クススイッチにおいては、以下に示すような問題があ
る。すなわち、まず第１に、図８に示される従来の構成
例によれば、ブロッキング現象は生じないものの、上述
したようにｎ×ｎのマトリクススイッチは、入力端子数
が増大するにつれて、２×２光スイッチ素子の数の大幅
に増大する。従って、全体的に大規模化し、また素子数
の数だけ制御対象が存在するため、制御手段も複雑なも
のになる。
【００１０】また、図９に示される従来の構成例によれ
ば、規模は比較的小規模であるものの、１本の光信号の
経路を切換える際に、波長変換回路において波長をシフ
トさせる必要がある。このため、切替の過渡状態におい
て経路を切り替えない他の波長信号と同一波長となる可
能性があり、ブロッキング現象を生じ得るという問題が
ある。
ば、規模は比較的小規模であるものの、１本の光信号の
経路を切換える際に、波長変換回路において波長をシフ
トさせる必要がある。このため、切替の過渡状態におい
て経路を切り替えない他の波長信号と同一波長となる可
能性があり、ブロッキング現象を生じ得るという問題が
ある。
【００１１】さらに、図８に示される従来の構成例では
入力された光が空間の経路によって１対１に設定され、
一方、図９に示される従来の構成例では、入力された光
信号は出力端子に対応した特定の１波長に変換されるた
め、両者とも入力信号は出力端子の何れか１つにしか現
れない。すなわち、１本の入力信号を複数の出力端子で
選択して出力させることができないと言う問題もある。
入力された光が空間の経路によって１対１に設定され、
一方、図９に示される従来の構成例では、入力された光
信号は出力端子に対応した特定の１波長に変換されるた
め、両者とも入力信号は出力端子の何れか１つにしか現
れない。すなわち、１本の入力信号を複数の出力端子で
選択して出力させることができないと言う問題もある。
【００１２】本発明はｎ×ｎ光マトリクススイッチに関
し、構成が簡単で、ブロッキング現象を生じず、操作性
に優れた上記ｎ×ｎ光マトリクススイッチの提供を目的
とする。
し、構成が簡単で、ブロッキング現象を生じず、操作性
に優れた上記ｎ×ｎ光マトリクススイッチの提供を目的
とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明のｎ×ｎ光マトリ
クススイッチは、上記従来の光マトリクススイッチの欠
点を除去するために、互いに異なる波長のｎ個の光信号
（ｎは自然数）がそれぞれの入力端子から入力され、該
ｎ個の光信号を波長多重して多重化光信号を出力する光
結合器と、多重化光信号をｎ個に分配してｎ個の出力端
からそれぞれ分配光信号を出力する光分岐器と、出力端
の後段にそれぞれ配置され各分配光信号の中から任意の
１波長成分を選択的に抽出して選択分配光信号をそれぞ
れの出力端子へ出力するｎ個の波長可変型光帯域通過フ
ィルタと、このｎ個の波長可変型光帯域通過フィルタの
通過中心周波数を制御する周波数制御回路とを備えてい
ることを特徴としている。
クススイッチは、上記従来の光マトリクススイッチの欠
点を除去するために、互いに異なる波長のｎ個の光信号
（ｎは自然数）がそれぞれの入力端子から入力され、該
ｎ個の光信号を波長多重して多重化光信号を出力する光
結合器と、多重化光信号をｎ個に分配してｎ個の出力端
からそれぞれ分配光信号を出力する光分岐器と、出力端
の後段にそれぞれ配置され各分配光信号の中から任意の
１波長成分を選択的に抽出して選択分配光信号をそれぞ
れの出力端子へ出力するｎ個の波長可変型光帯域通過フ
ィルタと、このｎ個の波長可変型光帯域通過フィルタの
通過中心周波数を制御する周波数制御回路とを備えてい
ることを特徴としている。
【００１４】本発明のｎ×ｎ光マトリクススイッチは、
さらに光結合器と光分配器の間に配置され、多重化光信
号の全波長帯域にわたって直接増幅して増幅多重化光信
号を光分配手段に入力する第１の光増幅器を備えてい
る。
さらに光結合器と光分配器の間に配置され、多重化光信
号の全波長帯域にわたって直接増幅して増幅多重化光信
号を光分配手段に入力する第１の光増幅器を備えてい
る。
【００１５】また、本発明のｎ×ｎ光マトリクススイッ
チは、光増幅器の後段に配置され、２つの入力端子のう
ちの第１の入力端子と２つの出力端子のうちの第１の出
力端子とがそれぞれ直列に接続され、光通過帯域を外部
の制御信号により可変制御して増幅多重化光信号を選択
的に通過させて選択増幅信号を出力するｎ個の挿入分離
用波長可変型光帯域通過フィルタを備えていることを特
徴とする。また、本発明においては、ｎ個の挿入分離用
波長可変型光帯域通過フィルタの後段に、選択増幅光信
号を増幅する第２の光増幅器が配置されていることを特
徴としている。
チは、光増幅器の後段に配置され、２つの入力端子のう
ちの第１の入力端子と２つの出力端子のうちの第１の出
力端子とがそれぞれ直列に接続され、光通過帯域を外部
の制御信号により可変制御して増幅多重化光信号を選択
的に通過させて選択増幅信号を出力するｎ個の挿入分離
用波長可変型光帯域通過フィルタを備えていることを特
徴とする。また、本発明においては、ｎ個の挿入分離用
波長可変型光帯域通過フィルタの後段に、選択増幅光信
号を増幅する第２の光増幅器が配置されていることを特
徴としている。
【００１６】さらに、本発明のｎ×ｎ光マトリクススイ
ッチは、挿入分離用波長可変型光帯域通過フィルタがそ
れぞれ、前段から第１の入力端子に入力される多重化光
信号の中から任意の１波長成分を選択的に抽出して前記
第１の出力端子から選択光信号を出力する波長選択機能
と、選択された１波長成分以外の成分を第２の出力端子
を介して次段へ送出する送出機能と、選択された１波長
成分と同じ波長の光信号を選択光信号に波長多重して多
重化選択光信号を出力する波長多重機能とを備えてお
り、前段より入力される前記多重化選択光信号をそのま
ま次段へ通過させるのと任意の１波長を挿入分離させる
のを選択することを特徴としている。
ッチは、挿入分離用波長可変型光帯域通過フィルタがそ
れぞれ、前段から第１の入力端子に入力される多重化光
信号の中から任意の１波長成分を選択的に抽出して前記
第１の出力端子から選択光信号を出力する波長選択機能
と、選択された１波長成分以外の成分を第２の出力端子
を介して次段へ送出する送出機能と、選択された１波長
成分と同じ波長の光信号を選択光信号に波長多重して多
重化選択光信号を出力する波長多重機能とを備えてお
り、前段より入力される前記多重化選択光信号をそのま
ま次段へ通過させるのと任意の１波長を挿入分離させる
のを選択することを特徴としている。
【００１７】本発明のｎ×ｎ光マトリクススイッチは、
また、入力端子に入力されたｎ個の光信号をそれぞれ電
気信号に変換する光−電気変換回路と、波長λ１〜λｎ
のうちあらかじめ設定された相互に異なる波長の光信号
に変換して、再生光信号を光結合器にそれぞれ出力する
ｎ個の光再生中継回路とを備えている。
また、入力端子に入力されたｎ個の光信号をそれぞれ電
気信号に変換する光−電気変換回路と、波長λ１〜λｎ
のうちあらかじめ設定された相互に異なる波長の光信号
に変換して、再生光信号を光結合器にそれぞれ出力する
ｎ個の光再生中継回路とを備えている。
【００１８】本発明のｎ×ｎ光マトリクススイッチは、
出力端子に接続されるｎ個の波長可変型光帯域通過フィ
ルタには、それぞれｎ本の入力光信号成分の全てを波長
分割多重された状態で入力される。このためどの出力端
子においても、他の出力端子とは全く独立に入力ｎ本の
中から任意の光信号を選択できる。さらに、入力信号と
出力信号の接続状態を設定する箇所はｎ箇所であり、従
来のｎ×ｎ光マトリクススイッチよりも制御対象が少な
いのが特徴の一つである。
出力端子に接続されるｎ個の波長可変型光帯域通過フィ
ルタには、それぞれｎ本の入力光信号成分の全てを波長
分割多重された状態で入力される。このためどの出力端
子においても、他の出力端子とは全く独立に入力ｎ本の
中から任意の光信号を選択できる。さらに、入力信号と
出力信号の接続状態を設定する箇所はｎ箇所であり、従
来のｎ×ｎ光マトリクススイッチよりも制御対象が少な
いのが特徴の一つである。
【００１９】また、本発明のｎ×ｎ光マトリクススイッ
チは、上述の構成に加えて、入力ｎ本の信号成分全てを
光直接増幅する手段を有しているため、入出力間の信号
損失を補償し、入力された光信号が、レベルを損なうこ
となく出力端子に出力させることができる。
チは、上述の構成に加えて、入力ｎ本の信号成分全てを
光直接増幅する手段を有しているため、入出力間の信号
損失を補償し、入力された光信号が、レベルを損なうこ
となく出力端子に出力させることができる。
【００２０】さらに、本発明のｎ×ｎ光マトリクススイ
ッチは、上述の構成に加えて、入力されたｎ本の光信号
のうち、任意の信号成分を分離挿入手段を有しているた
め、Ｓ／Ｎ比の劣化した光信号のみを分離して、光−電
気変換、電気−光変換等の手段を用いてＳ／Ｎ比を改善
した後、再び挿入することができる。この結果、伝送信
号の信頼性を向上させることができる。
ッチは、上述の構成に加えて、入力されたｎ本の光信号
のうち、任意の信号成分を分離挿入手段を有しているた
め、Ｓ／Ｎ比の劣化した光信号のみを分離して、光−電
気変換、電気−光変換等の手段を用いてＳ／Ｎ比を改善
した後、再び挿入することができる。この結果、伝送信
号の信頼性を向上させることができる。
【００２１】また、本発明のｎ×ｎ光マトリクススイッ
チは、上述の構成に加えて、入力された光信号の全てを
再生中継する手段を有しているため、光スイッチ内を通
過する信号のＳ／Ｎ比の改善ができる。
チは、上述の構成に加えて、入力された光信号の全てを
再生中継する手段を有しているため、光スイッチ内を通
過する信号のＳ／Ｎ比の改善ができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】本発明によるｎ×ｎ光マトリクス
スイッチの第１の実施例を図１に示す。図１において、
１−１〜１−ｎは光信号入力端子、２はｎ：１光結合
器、３は１：ｎ光分岐器４−１〜４−ｎは波長可変型光
帯域通過フィルタ（Ｏ−ＦＩＬ）、５−１〜５−ｎは光
信号出力端子、６は波長可変型光帯域通過フィルタの制
御回路である。
スイッチの第１の実施例を図１に示す。図１において、
１−１〜１−ｎは光信号入力端子、２はｎ：１光結合
器、３は１：ｎ光分岐器４−１〜４−ｎは波長可変型光
帯域通過フィルタ（Ｏ−ＦＩＬ）、５−１〜５−ｎは光
信号出力端子、６は波長可変型光帯域通過フィルタの制
御回路である。
【００２３】図１において、入力端子１−１から１−ｎ
には、波長の異なるｎ本の光信号が入力される。これら
ｎ本の光信号は、ｎ：１光結合器２において、波長多重
される。この波長多重された光信号は１：ｎ光分岐器３
によってｎ分配され、ｎ個の波長可変型光帯域通過フィ
ルタ４−１〜４−ｎに入力される。各々の波長可変型光
帯域通過フィルタ４−１〜４−ｎでは、波長制御部６か
ら入力される波長選択制御信号に応じて、入力された光
信号から任意の１波長成分のみを抽出し、出力端子５−
１〜５−ｎへ出力する。波長制御部６は、ｎ個の波長可
変型光帯域通過フィルタに対して、選択したい波長とフ
ィルタの通過中心波長が一致するように制御信号を送出
し、光信号の経路を設定するものである。
には、波長の異なるｎ本の光信号が入力される。これら
ｎ本の光信号は、ｎ：１光結合器２において、波長多重
される。この波長多重された光信号は１：ｎ光分岐器３
によってｎ分配され、ｎ個の波長可変型光帯域通過フィ
ルタ４−１〜４−ｎに入力される。各々の波長可変型光
帯域通過フィルタ４−１〜４−ｎでは、波長制御部６か
ら入力される波長選択制御信号に応じて、入力された光
信号から任意の１波長成分のみを抽出し、出力端子５−
１〜５−ｎへ出力する。波長制御部６は、ｎ個の波長可
変型光帯域通過フィルタに対して、選択したい波長とフ
ィルタの通過中心波長が一致するように制御信号を送出
し、光信号の経路を設定するものである。
【００２４】ここでは、Ｏ−ＦＩＬは、通過帯域の中心
波長を可変できるものが使用されている。このような可
変型のＯ−ＦＩＬには、例えば図５に示されるような音
響光学素子を用いた音響光学可変フィルタ（Ａｃｏｕｓ
ｔｏ−Ｏｐｔｉｃ Ｔｕｎａｂｌｅ Ｆｉｌｔｅｒ（Ａ
ＯＴＦ）がある。これは、ＬｉＮＯ３基板上に配置、形
成された導波路、偏光分離素子、ＡＯ偏光変換器、電極
から構成されている。
波長を可変できるものが使用されている。このような可
変型のＯ−ＦＩＬには、例えば図５に示されるような音
響光学素子を用いた音響光学可変フィルタ（Ａｃｏｕｓ
ｔｏ−Ｏｐｔｉｃ Ｔｕｎａｂｌｅ Ｆｉｌｔｅｒ（Ａ
ＯＴＦ）がある。これは、ＬｉＮＯ３基板上に配置、形
成された導波路、偏光分離素子、ＡＯ偏光変換器、電極
から構成されている。
【００２５】この素子は、電極に１７０ＭＨｚ近辺の周
波数を与えることにより、周波数に応じた波長成分の出
力が得られる。このＡＯＴＦにおいては、入力された光
信号をまず最初の偏光分離素子でＴＥ波とＴＭ波に分離
され、ＡＯ偏光変換器において電極に与えられた周波数
に応じた特定の波長成分λｉのみがＴＥ波からＴＭ波
へ、またＴＭ波からＴＥ波へ変換される。そして、再び
偏光分離、偏光変換、偏光分離を繰り返し、最終的に波
長成分λｉのみをとりだす仕組みとなっている。
波数を与えることにより、周波数に応じた波長成分の出
力が得られる。このＡＯＴＦにおいては、入力された光
信号をまず最初の偏光分離素子でＴＥ波とＴＭ波に分離
され、ＡＯ偏光変換器において電極に与えられた周波数
に応じた特定の波長成分λｉのみがＴＥ波からＴＭ波
へ、またＴＭ波からＴＥ波へ変換される。そして、再び
偏光分離、偏光変換、偏光分離を繰り返し、最終的に波
長成分λｉのみをとりだす仕組みとなっている。
【００２６】図６は、ＡＯＴＦの通過波長特性例を示し
ている。また、本素子は、ＡＯ偏光変換器を２ステージ
有しているため、入力された光信号の偏光状態に依存せ
ず、安定したフィルタ特性が得られるという特徴を持っ
ている。
ている。また、本素子は、ＡＯ偏光変換器を２ステージ
有しているため、入力された光信号の偏光状態に依存せ
ず、安定したフィルタ特性が得られるという特徴を持っ
ている。
【００２７】この素子を本発明に適用する場合には、波
長制御回路６から１７０ＭＨｚ近辺で変化する周波数を
出力することとなる。
長制御回路６から１７０ＭＨｚ近辺で変化する周波数を
出力することとなる。
【００２８】図２に、本発明の第２の実施例を示す。図
２において、１−１〜１−ｎは光信号入力端子、２は
ｎ：１光結合器、３は１：ｎ光分岐器４−１〜４−ｎは
波長可変型光帯域通過フィルタ（Ｏ−ＦＩＬ）、５−１
〜５−ｎは光信号出力端子、６は波長可変型光帯域通過
フィルタの制御回路、７は光直接増幅器である。
２において、１−１〜１−ｎは光信号入力端子、２は
ｎ：１光結合器、３は１：ｎ光分岐器４−１〜４−ｎは
波長可変型光帯域通過フィルタ（Ｏ−ＦＩＬ）、５−１
〜５−ｎは光信号出力端子、６は波長可変型光帯域通過
フィルタの制御回路、７は光直接増幅器である。
【００２９】図２は図１の構成におけるｎ：１光結合器
２と１：ｎ光分岐器の間に光直接増幅器７を配置したも
のである。光直接増幅器７は、エルビウム添加ファイバ
アンプ（ＥＤＦＡ）等を使用し、入力されたｎ本の光信
号の波長帯域を光直接増幅する。
２と１：ｎ光分岐器の間に光直接増幅器７を配置したも
のである。光直接増幅器７は、エルビウム添加ファイバ
アンプ（ＥＤＦＡ）等を使用し、入力されたｎ本の光信
号の波長帯域を光直接増幅する。
【００３０】これにより、図２の構成中におけるｎ：１
光結合器２、１：ｎ光分岐器および波長可変型光帯域通
過フィルタ（Ｏ−ＦＩＬ）４−１〜４−ｎでの損失を補
償し、入力された光信号が、レベルを損なうことなく出
力端子に現れるものである。
光結合器２、１：ｎ光分岐器および波長可変型光帯域通
過フィルタ（Ｏ−ＦＩＬ）４−１〜４−ｎでの損失を補
償し、入力された光信号が、レベルを損なうことなく出
力端子に現れるものである。
【００３１】次に、本発明のｎ×ｎ光マトリクススイッ
チの実施例について説明する。
チの実施例について説明する。
【００３２】図３は、本発明のｎ×ｎ光マトリクススイ
ッチの第１の実施例を示している。図３において、１−
１〜１−ｎは光信号入力端子、２はｎ：１光結合器、３
は１：ｎ光分岐器４−１〜４−ｎは波長可変型光帯域通
過フィルタ（Ｄ／Ｉ ＦＩＬ）、５−１〜５−ｎは光信
号出力端子、６は波長可変型光帯域通過フィルタの制御
回路、７は光直接増幅器、８−１〜８−ｎは挿入分離用
の波長可変型光帯域通過フィルタ（Ｄ／Ｉ ＦＩＬ）、
９波光直接増幅器、１０−１〜１０−ｎは分離光信号出
力端子、１１−１〜１１−ｎは挿入光信号入力端子であ
る。
ッチの第１の実施例を示している。図３において、１−
１〜１−ｎは光信号入力端子、２はｎ：１光結合器、３
は１：ｎ光分岐器４−１〜４−ｎは波長可変型光帯域通
過フィルタ（Ｄ／Ｉ ＦＩＬ）、５−１〜５−ｎは光信
号出力端子、６は波長可変型光帯域通過フィルタの制御
回路、７は光直接増幅器、８−１〜８−ｎは挿入分離用
の波長可変型光帯域通過フィルタ（Ｄ／Ｉ ＦＩＬ）、
９波光直接増幅器、１０−１〜１０−ｎは分離光信号出
力端子、１１−１〜１１−ｎは挿入光信号入力端子であ
る。
【００３３】図３において、ｎ：１光結合器２において
波長多重された光信号は、光直接増幅器７によって光直
接増幅され、ｎ個の直列に接続された挿入分離用の波長
可変型光帯域通過フィルタ（Ｄ／Ｉ ＦＩＬ）８−１〜
８−ｎに入力される。挿入分離用波長可変型光帯域通過
フィルタ８−１〜８−ｎでは、波長多重された光信号中
の任意の１波長が抽出され、出力端子１０−１〜１０−
ｎへ出力される。また、挿入分離用波長可変型光帯域通
過フィルタ８−１〜８−ｎにおいては、抽出された１波
長以外の成分が次段のＤ／Ｉ ＦＩＬあるいは光直接増
幅器９へ出力される。さらに、挿入分離用波長可変型光
帯域通過フィルタ８−１〜８−ｎは、入力端子１１−１
〜１１−ｎから入力され、前記同一のＤ／Ｉ ＦＩＬ内
で抽出された１波長と同じ波長の光信号が、前記の次段
Ｄ／Ｉ ＦＩＬあるいは光直接増幅器９へ出力する光信
号に波長分割多重される。
波長多重された光信号は、光直接増幅器７によって光直
接増幅され、ｎ個の直列に接続された挿入分離用の波長
可変型光帯域通過フィルタ（Ｄ／Ｉ ＦＩＬ）８−１〜
８−ｎに入力される。挿入分離用波長可変型光帯域通過
フィルタ８−１〜８−ｎでは、波長多重された光信号中
の任意の１波長が抽出され、出力端子１０−１〜１０−
ｎへ出力される。また、挿入分離用波長可変型光帯域通
過フィルタ８−１〜８−ｎにおいては、抽出された１波
長以外の成分が次段のＤ／Ｉ ＦＩＬあるいは光直接増
幅器９へ出力される。さらに、挿入分離用波長可変型光
帯域通過フィルタ８−１〜８−ｎは、入力端子１１−１
〜１１−ｎから入力され、前記同一のＤ／Ｉ ＦＩＬ内
で抽出された１波長と同じ波長の光信号が、前記の次段
Ｄ／Ｉ ＦＩＬあるいは光直接増幅器９へ出力する光信
号に波長分割多重される。
【００３４】この挿入分離用波長可変型光帯域通過フィ
ルタ８−１〜８−ｎにおいて挿入および分離する光波長
は、波長制御部６からの波長選択情報により設定され
る。また、挿入分離用波長可変型光帯域通過フィルタ８
−１〜８−ｎでは、入力されたｎ本の波長成分以外の波
長が選択されることで、光直接増幅器７あるいは前段の
Ｄ／Ｉ ＦＩＬから入力されたｎ本の光信号を分離、挿
入することなくそのまま通過させることができる。
ルタ８−１〜８−ｎにおいて挿入および分離する光波長
は、波長制御部６からの波長選択情報により設定され
る。また、挿入分離用波長可変型光帯域通過フィルタ８
−１〜８−ｎでは、入力されたｎ本の波長成分以外の波
長が選択されることで、光直接増幅器７あるいは前段の
Ｄ／Ｉ ＦＩＬから入力されたｎ本の光信号を分離、挿
入することなくそのまま通過させることができる。
【００３５】挿入分離用波長可変型光帯域通過フィルタ
８−ｎより出力された光信号は、光直接増幅器９で光増
幅される。以下、実施例１１で前述したように、光分岐
３を介して、波長可変型光帯域通過フィルタ４−１〜４
−ｎにて、波長制御部６から入力される波長選択制御信
号に応じて、入力された光信号から任意の１波長成分の
みを抽出し、出力端子５−１〜５−ｎへ出力する。
８−ｎより出力された光信号は、光直接増幅器９で光増
幅される。以下、実施例１１で前述したように、光分岐
３を介して、波長可変型光帯域通過フィルタ４−１〜４
−ｎにて、波長制御部６から入力される波長選択制御信
号に応じて、入力された光信号から任意の１波長成分の
みを抽出し、出力端子５−１〜５−ｎへ出力する。
【００３６】図３に示された実施例において使用された
Ｄ／Ｉ ＦＩＬは、抽出する通過中心波長が可変型のも
のである。このような可変型のものとしては、例えば図
７に示されるＡＯＴＦのように、ＬｉＮＯ３基板上に導
波路、偏光分離素子、ＡＯ偏光変換器、電極を組み合わ
せたものがある。この素子は、２入力、２出力となって
いる。図７において、第１の入力に波長λ１〜λｎで波
長多重された光信号が入力された場合、電極１７０ＭＨ
ｚ近辺の周波数を与えることにより、第１の出力に周波
数に応じた波長成分の出力が得られ、第２の出力にそれ
以外の波長成分の出力が得られる。
Ｄ／Ｉ ＦＩＬは、抽出する通過中心波長が可変型のも
のである。このような可変型のものとしては、例えば図
７に示されるＡＯＴＦのように、ＬｉＮＯ３基板上に導
波路、偏光分離素子、ＡＯ偏光変換器、電極を組み合わ
せたものがある。この素子は、２入力、２出力となって
いる。図７において、第１の入力に波長λ１〜λｎで波
長多重された光信号が入力された場合、電極１７０ＭＨ
ｚ近辺の周波数を与えることにより、第１の出力に周波
数に応じた波長成分の出力が得られ、第２の出力にそれ
以外の波長成分の出力が得られる。
【００３７】このＡＯＴＦにおいては、入力された光信
号がまず最初の偏光分離素子でＴＥ波とＴＭ波に分離さ
れ、ＡＯ偏光変換器において電極に与えられた周波数に
応じた特定の波長成分λｉのみがＴＥ波からＴＭ波へ、
またＴＭ波からＴＥ液へ変換される。次に、再び偏光分
離、偏光変換、偏光分離を繰り返し、最終的に波長成分
λｉと、それ以外の波長成分を分離してとりだす仕組み
となっている。
号がまず最初の偏光分離素子でＴＥ波とＴＭ波に分離さ
れ、ＡＯ偏光変換器において電極に与えられた周波数に
応じた特定の波長成分λｉのみがＴＥ波からＴＭ波へ、
またＴＭ波からＴＥ液へ変換される。次に、再び偏光分
離、偏光変換、偏光分離を繰り返し、最終的に波長成分
λｉと、それ以外の波長成分を分離してとりだす仕組み
となっている。
【００３８】また、第２の入力に波長λｉが入力される
と、上述の原理により、波長λｉは第１の出力に現れる
ため、第２の出力に出力されていた光信号中に波長分割
多重されることとなる。この素子を本発明に適用する場
合には、波長制御回路６から１７０ＭＨｚ近辺で変化す
る周波数を出力することとなる。
と、上述の原理により、波長λｉは第１の出力に現れる
ため、第２の出力に出力されていた光信号中に波長分割
多重されることとなる。この素子を本発明に適用する場
合には、波長制御回路６から１７０ＭＨｚ近辺で変化す
る周波数を出力することとなる。
【００３９】次に、本発明のｎ×ｎ光マトリクススイッ
チの第４の実施例について、図４を参照して説明する。
チの第４の実施例について、図４を参照して説明する。
【００４０】図４において、１−１〜１−ｎは光信号入
力端子、２はｎ：１光結合器、３は１：ｎ光分岐器、４
−１〜４−ｎは波長可変型光帯域通過フィルタ（Ｏ−Ｆ
ＩＬ）、５−１〜５−ｎは光信号出力端子、６は波長可
変型光帯域通過フィルタの制御回路、１２−１〜１２−
ｎは光再生中継回路である。
力端子、２はｎ：１光結合器、３は１：ｎ光分岐器、４
−１〜４−ｎは波長可変型光帯域通過フィルタ（Ｏ−Ｆ
ＩＬ）、５−１〜５−ｎは光信号出力端子、６は波長可
変型光帯域通過フィルタの制御回路、１２−１〜１２−
ｎは光再生中継回路である。
【００４１】図１において、入力端子１−１から１−ｎ
には、ｎ本の光信号が入力され、それぞれ光再生中継回
路１２−１〜１２−ｎに入力される。光再生中継回路１
２−１〜１２−ｎでは、入力された光信号が一旦電気信
号に変換された後、再び波長λ１〜λｎのうちあらかじ
め設定された、他の光再生中継器とは異なる波長の光信
号に変換され、ｎ：１光結合器２へ出力される。
には、ｎ本の光信号が入力され、それぞれ光再生中継回
路１２−１〜１２−ｎに入力される。光再生中継回路１
２−１〜１２−ｎでは、入力された光信号が一旦電気信
号に変換された後、再び波長λ１〜λｎのうちあらかじ
め設定された、他の光再生中継器とは異なる波長の光信
号に変換され、ｎ：１光結合器２へ出力される。
【００４２】光再生中継回路１２−１〜１２−ｎより入
力されたｎ本の光信号は、ｎ：１光結合器２において、
波長多重される。この波長多重された光信号は１：ｎ光
分岐器３によってｎ分配され、ｎ個の波長可変型光帯域
通過フィルタ４−１〜４−ｎに入力される。各々の波長
可変型光帯域通過フィルタ４−１〜４−ｎでは、波長制
御部６から入力される波長選択制御信号に応じて、入力
された光信号から任意の１波長成分のみが抽出され、出
力端子５−１〜５−ｎへ出力される。
力されたｎ本の光信号は、ｎ：１光結合器２において、
波長多重される。この波長多重された光信号は１：ｎ光
分岐器３によってｎ分配され、ｎ個の波長可変型光帯域
通過フィルタ４−１〜４−ｎに入力される。各々の波長
可変型光帯域通過フィルタ４−１〜４−ｎでは、波長制
御部６から入力される波長選択制御信号に応じて、入力
された光信号から任意の１波長成分のみが抽出され、出
力端子５−１〜５−ｎへ出力される。
【００４３】波長制御部６は、ｎ個の波長可変型光帯域
通過フィルタに対して、選択したい波長とフィルタの通
過中心波長が一致するように制御信号を送出し、光信号
の経路を設定するものである。
通過フィルタに対して、選択したい波長とフィルタの通
過中心波長が一致するように制御信号を送出し、光信号
の経路を設定するものである。
【００４４】
【発明の効果】本発明のｎ×ｎ光マトリクススイッチ
は、出力端子に接続されたｎ個の波長可変型光帯域通過
フィルタには、それぞれｎ本の入力光信号成分の全てを
波長分割多重された状態で入力される。これにより、ど
の出力端子においても、他の出力端子とは全く独立に入
力ｎ本の中から任意の光信号を選択できる。さらに、入
力信号と出力信号の接続状態を設定する箇所はｎ箇所で
あり、従来のｎ×ｎ光マトリクススイッチよりも制御対
象が少ない。
は、出力端子に接続されたｎ個の波長可変型光帯域通過
フィルタには、それぞれｎ本の入力光信号成分の全てを
波長分割多重された状態で入力される。これにより、ど
の出力端子においても、他の出力端子とは全く独立に入
力ｎ本の中から任意の光信号を選択できる。さらに、入
力信号と出力信号の接続状態を設定する箇所はｎ箇所で
あり、従来のｎ×ｎ光マトリクススイッチよりも制御対
象が少ない。
【００４５】また、本発明のｎ×ｎ光マトリクススイッ
チは、上述の構成に加えて、入力ｎ本の信号成分全てを
光直接増幅する手段を有しているため、入出力間の信号
損失を補償し、入力された光信号が、レベルを損なうこ
となく出力端子に出力させることができる。
チは、上述の構成に加えて、入力ｎ本の信号成分全てを
光直接増幅する手段を有しているため、入出力間の信号
損失を補償し、入力された光信号が、レベルを損なうこ
となく出力端子に出力させることができる。
【００４６】さらに、本発明のｎ×ｎ光マトリクススイ
ッチは、上述の構成に加えて、入力されたｎ本の光信号
のうち、任意の信号成分を分離挿入手段を有しているた
め、Ｓ／Ｎ比の劣化した光信号のみを分離して、光−電
気変換、電気−光変換等の手段を用いてＳ／Ｎ比を改善
した後、再び挿入することができる。
ッチは、上述の構成に加えて、入力されたｎ本の光信号
のうち、任意の信号成分を分離挿入手段を有しているた
め、Ｓ／Ｎ比の劣化した光信号のみを分離して、光−電
気変換、電気−光変換等の手段を用いてＳ／Ｎ比を改善
した後、再び挿入することができる。
【００４７】また、本発明のｎ×ｎ光マトリクススイッ
チは、上述の構成に加えて、入力された光信号の全てを
再生中継する手段を有しているため、光スイッチ内を通
過する信号のＳ／Ｎ比の改善ができる。
チは、上述の構成に加えて、入力された光信号の全てを
再生中継する手段を有しているため、光スイッチ内を通
過する信号のＳ／Ｎ比の改善ができる。
【００４８】この結果、伝送信号の信頼性を向上させる
ことができる。
ことができる。
【図１】本発明のｎ×ｎ光マトリクススイッチの第１の
実施例の構成を示す図である。
実施例の構成を示す図である。
【図２】本発明のｎ×ｎ光マトリクススイッチの第２の
実施例の構成を示す図である。
実施例の構成を示す図である。
【図３】本発明のｎ×ｎ光マトリクススイッチの第３の
実施例の構成を示す図である。
実施例の構成を示す図である。
【図４】本発明のｎ×ｎ光マトリクススイッチの第４の
実施例の構成を示す図である。
実施例の構成を示す図である。
【図５】本発明のｎ×ｎ光マトリクススイッチに使用さ
れる波長可変型光帯域通過フィルタの一実施例を示す図
である。
れる波長可変型光帯域通過フィルタの一実施例を示す図
である。
【図６】図５に示される波長可変型光帯域通過フィルタ
の特性例を示す図である。
の特性例を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施例に使用される挿入分離用
波長可変型光帯域通過フィルタの一実施例を示す図であ
る。
波長可変型光帯域通過フィルタの一実施例を示す図であ
る。
【図８】従来のｎ×ｎ光マトリクススイッチの一例を示
す図である。
す図である。
【図９】従来のｎ×ｎ光マトリクススイッチの他の例を
示す図である。
示す図である。
１−１〜１−ｎ 光信号入力端子 ２ ｎ：１光結合器 ３ １：ｎ光分岐器 ４−１〜４−ｎ 波長可変型光帯域通過フィルタ（Ｄ
／Ｉ ＦＩＬ） ５−１〜５−ｎ 光信号出力端子 ６ 波長可変型光帯域通過フィルタの制御回路 ７ 光直接増幅器 ８−１〜８−ｎ 挿入分離用波長可変型光帯域通過フ
ィルタ（Ｄ／ＩＦＩＬ） ９ 光直接増幅器 １０−１〜１０−ｎ 分離光信号出力端子 １１−１〜１１−ｎ 挿入光信号入力端子 １２−１〜１２−ｎ 光再生中継回路 １０１−１〜１０１−８ 光信号入力端子 １０２−１〜１０２−８ 光信号出力端子 １０３ ２×２光スイッチ素子 １０４−１〜１０４−ｎ 波長変換回路 １０５ ｎ：１光結合器 １０６ 光分波器
／Ｉ ＦＩＬ） ５−１〜５−ｎ 光信号出力端子 ６ 波長可変型光帯域通過フィルタの制御回路 ７ 光直接増幅器 ８−１〜８−ｎ 挿入分離用波長可変型光帯域通過フ
ィルタ（Ｄ／ＩＦＩＬ） ９ 光直接増幅器 １０−１〜１０−ｎ 分離光信号出力端子 １１−１〜１１−ｎ 挿入光信号入力端子 １２−１〜１２−ｎ 光再生中継回路 １０１−１〜１０１−８ 光信号入力端子 １０２−１〜１０２−８ 光信号出力端子 １０３ ２×２光スイッチ素子 １０４−１〜１０４−ｎ 波長変換回路 １０５ ｎ：１光結合器 １０６ 光分波器
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04Q 3/52 H04Q 11/00 - 11/08
Claims (8)
- 【請求項１】 互いに異なる波長のｎ個の光信号（ｎは
自然数）がそれぞれの入力端子から入力され、該ｎ個の
光信号を波長多重して多重化光信号を出力する光結合手
段と、 前記多重化光信号をｎ個に分配してｎ個の出力端からそ
れぞれ分配光信号を出力する光分岐手段と、 前記出力端の後段にそれぞれ配置され、前記各分配光信
号の中から任意の１波長成分を選択的に抽出して選択分
配光信号をそれぞれの出力端子へ出力するｎ個の波長可
変型光帯域通過フィルタと、 前記ｎ個の波長可変型光帯域通過フィルタの通過中心周
波数を制御する周波数制御手段とを備えていることを特
徴とするｎ×ｎ光マトリクススイッチ。 - 【請求項２】 前記ｎ×ｎ光マトリクススイッチは、さ
らに、 前記光結合手段と前記光分配手段の間に配置され、前記
多重化光信号の全波長帯域にわたって直接増幅して増幅
多重化光信号を前記光分配手段に入力する第１の光増幅
手段を備えていることを特徴とする請求項１記載のｎ×
ｎ光マトリクススイッチ。 - 【請求項３】 前記ｎ×ｎ光マトリクススイッチは、さ
らに、 前記光増幅手段の後段に配置され、２つの入力端子のう
ちの第１の入力端子と２つの出力端子のうちの第１の出
力端子とがそれぞれ直列に接続され、光通過帯域を外部
の制御信号により可変制御して前記増幅多重化光信号を
選択的に通過させて選択増幅信号を出力するｎ個の挿入
分離用波長可変型光帯域通過フィルタを備えていること
を特徴とする請求項２記載のｎ×ｎ光マトリクススイッ
チ。 - 【請求項４】 前記ｎ×ｎ光マトリクススイッチは、さ
らに、 前記ｎ個の挿入分離用波長可変型光帯域通過フィルタの
後段に配置され、前記選択増幅光信号を増幅する第２の
光増幅手段を備えていることを特徴とする請求項３記載
のｎ×ｎ光マトリクススイッチ。 - 【請求項５】 前記挿入分離用波長可変型光帯域通過フ
ィルタはそれぞれ、 前段から前記第１の入力端子に入力される多重化光信号
の中から任意の１波長成分を選択的に抽出して前記第１
の出力端子から選択光信号を出力する波長選択手段と、 前記１波長成分以外の成分を第２の出力端子を介して次
段へ送出する送出手段と、 前記１波長成分と同じ波長の光信号を、前記選択光信号
に波長多重して多重化選択光信号を出力する波長多重手
段と、 前段より入力される前記多重化選択光信号をそのまま次
段へ通過させる通過手段と任意の１波長を挿入分離させ
る挿入分離手段とを選択する挿入分離選択手段とを備え
ていることを特徴とする請求項４記載のｎ×ｎ光マトリ
クススイッチ。 - 【請求項６】 前記ｎ×ｎ光マトリクススイッチは、さ
らに、 入力端子に入力されたｎ個の光信号をそれぞれ電気信号
に変換する光−電気変換手段と、 波長λ１〜λｎのうちあらかじめ設定された相互に異な
る波長の光信号に変換して、再生光信号を前記光結合手
段にそれぞれ出力するｎ個の光再生中継手段とを備えて
いることを特徴とする請求項１記載のｎ×ｎ光マトリク
ススイッチ。 - 【請求項７】 前記波長可変型光帯域通過フィルタは、
音響光学素子を有することを特徴とする請求項１〜６記
載のｎ×ｎ光マトリクススイッチ。 - 【請求項８】 前記挿入分離用波長可変型光帯域通過フ
ィルタは、音響光学素子を有することを特徴とする請求
項１〜６記載のｎ×ｎ光マトリクススイッチ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09851196A JP3159368B2 (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | ｎ×ｎ光マトリクススイッチ |
| US08/844,722 US6034800A (en) | 1996-04-19 | 1997-04-18 | NXN light matrix switch |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09851196A JP3159368B2 (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | ｎ×ｎ光マトリクススイッチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09284814A JPH09284814A (ja) | 1997-10-31 |
| JP3159368B2 true JP3159368B2 (ja) | 2001-04-23 |
Family
ID=14221682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09851196A Expired - Fee Related JP3159368B2 (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | ｎ×ｎ光マトリクススイッチ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6034800A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP3442277B2 (ja) | 1998-02-20 | 2003-09-02 | 富士通株式会社 | 光交換機 |
| JP3425861B2 (ja) * | 1998-02-20 | 2003-07-14 | 富士通株式会社 | 光交換機 |
| US6411411B1 (en) * | 1998-03-20 | 2002-06-25 | Fujitsu Limited | Optical wavelength selective control apparatus |
| CN101719800B (zh) * | 2008-10-09 | 2013-10-30 | 昂纳信息技术（深圳）有限公司 | 一种提高放大器中信号功率和噪声功率比值的方法和装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH0293436A (ja) * | 1988-09-29 | 1990-04-04 | Nec Corp | 波長選択性空間スイッチ |
| JPH05276546A (ja) * | 1992-03-27 | 1993-10-22 | Nec Corp | 光信号切替器 |
| US5233453A (en) * | 1992-04-29 | 1993-08-03 | International Business Machines Corporation | Space-division switched waveguide array filter and method using same |
| JPH06153248A (ja) * | 1992-11-12 | 1994-05-31 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 波長クロスコネクト回路 |
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