JPH01181294A - 光交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 波長多重化された光信号を交換処理する光交換装置に関
し、 呼損率を低減することを目的とし、 それぞれ波長多重化された複数の入力ハイウェイと複数
の出力ハイウェイとを収容した光交換装置に於いて、マ
トリクス状の各クロスポイントに、分岐器と、該分岐器
により分岐された波長多重化光信号の中から交換制御情
報に従って所定の波長の光信号を抽出する可変波長フィ
ルタと、該可変波長フィルタにより抽出した光信号の波
長を変換する波長変換素子と、該波長変換素子の出力光
信号を合波する合波器とを設けたハイウェイスイッチ部
間を、リンクにより接続して少なくとも２段構成とする
。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、波長多重化された光信号を交換処理する光交
換装置に関するものである。

光フアイバ伝送路により動画情報等の高速大容量の情報
の伝送が行われている。この場合の光信号を電気信号に
変換することなく、光信号のまま交換処理する為の光交
換装置の開発が進められている。このような光信号を交
換処理する方式としては、空間分割方式、時分割方式、
波長分割方式の何れかを基本の方式とし、それらを組合
せて高速、大容量化を図る方式も研究されている。又波
長変換素子や可変波長フィルタ等が開発され、それに伴
って波長分割方式を基本方式とした光交換装置の実用化
が要望されている。

〔従来の技術〕

従来の波長分割方式を基本方式とした光交換装置は、例
えば、第５図に示す構成を有するものである。同図に於
いて、５１−１〜５１−３は入力ハイウェイ、５２−１
〜５．二２−３は出力ハイウェイ、５３はクロスポイン
ト、５４は分岐器、５５は可変波長フィルタ、５６は合
波器、５７．５８はハイウェイスイッチ部、５９−１〜
５９−３゜６０−１〜６０−３はリンク、６１−１〜′
６１−３は波長スイッチ部であり、入力ハイウエイ５１
−１〜５１−３と出力ハイウェイ５２−１〜５２−３に
於いて、波長λ−〜λ３を多重化した場合を示す。

ハイウェイスイッチ部５７．５８は、ハイウェイ間の情
報の交換を行うものであり、各クロスポイント５３は、
右上に示すように、波長多重化光信号を２分岐する分岐
器５４と、分岐された波長多重化光信号の中から交換制
御情報に従った所望の波長の光信号を抽出する可変波長
フィルタ５５と、抽出された波長の光信号と他のクロス
ポイントからの光信号とを合波する合波器５６とから構
成されている。

所望の波長の光信号を抽出する可変波長フィルタ５５は
、例えば、ＩｎＧａＡｓＰ基板に回折格子を形成して、
キャリア注入による屈折率変化を利用し、プラグ（Ｂ　
ｒａｇｇ）波長を変化させる構成を用いることができる
。

又波長ス、イッチ部６１−１〜６１−３は、リンク５９
−１〜５９−３内の情報の交換を行うものであり、例え
ば、第６図に示すように、リンク上の波長多重化光信号
を波長λ、〜λ７対応に分波する分波器６２と、分岐さ
れた波長λ１〜λ７を他の波長に変換する波長変換素子
６３−１〜６３−ｎと、波長変換された光信号を合波す
る合波器６４とから構成することができる。この場合の
波長変換素子６３−１〜６３−３は、例えば、任意の波
長の光を励起光として、予め設定された波長の光を出力
する双安定半導体レーザにより構成することができる。

前述のハイウェイスイッチ部５７．５８をＳ。

波長スイッチ部６１−１〜６１−３をＷとすると、第５
図に示す構成は５−Ｗ−Ｓの３段構成となる。例えば、
入力ハイウェイ５１−１の波長λ宣を出力ハイウェイ５
２−３の波長λ３に交換する場合、ハイウェイスイッチ
部５７の入力ハイウエイ５１−１対応のクロスポイント
５３に於ける空き選択を行い、例えば、入力ハイウエイ
５１−１とリンク５９−１との交点に相当するハイウェ
イスイッチ部５７のクロスポイント５３の可変波長フィ
ルタ５５により波長λ１を抽出して波長スイッチ部６１
−１に加え、波長λ■を波長λ３に変換し、リンク６０
−１と出力ハイウェイ５２−３との交点に相当するハイ
ウェイスイッチ部５８のクロスポイント５３の可変波長
フィルタ５５により波長λ３を抽出することになる。

この入力ハイウェイ５１−２．５１−３の各波長の光信
号についても、前述のようにして、所望の出力ハイウエ
イ５２−１〜５２−３の所望の波長に交換することがで
きる。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述の５−Ｗ−Ｓ構成の光交換装置に於いて、例えば、
前述のように、入力ハイウェイ５１−１とリンク５９−
１との交点に相当するハイウェイスイッチ部５７のクロ
スポイント５３では、波長λ瓢を選択し、又入力ハイウ
ェイ５１−２とリンク５９−２との交点に相当するハイ
ウェイスイッチ部５７のクロスポイント５３では、波長
λ２を選択し、入力ハイウエイ５１−３とリンク５９−
３との交点に相当す゛るハイウェイスイッチ部５７のク
ロスポイント５３でも、波長λ２を選択した場合、入力
ハイウエイ５１−１の波長λ２については交換できない
ことになる。即ち、リンク５９−２．５９−３で波長λ
２を使用している為、入力ハイウェイ５１−１の波長λ
２は呼損となる。

通常の多段構成では、各段のスイッチ部は非閉塞構成と
するものであるが、多段化に伴うリンク位相整合がとれ
ない為に呼損が生じるのが一般的である。しかし、前述
の第５図に示す従来例に於いては、第１段目のハイウェ
イスイッチ部５７に於いて既に呼損が生じることになり
、第３段目のハイウェイスイッチ部５８に於いても同様
に呼損が生じることになるから、呼損率が大きい欠点が
あった０ 本発明は、呼損率を低減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〕

本発明の光交換装置は、非閉塞型のハイウェイスイッチ
部を構成するものであり、入力ハイウェイ数ｍを３とし
た場合について第１図を参照して説明する。

入力ハイウェイ１−１〜１−３と出力ハイウェイ２−１
〜２−３を収容し、マトリクス状のクロスポイント３に
、分岐器４と、この分岐器４により分岐された波長多重
化光信号の中から光制御情報に従って所定の波長の光信
号を抽出する可変波長フィルタ５と、この可変波長フィ
ルタ５により抽出された光信号の波長を変換する波長変
換素子６と、この波長変換素子６の出力光信号を合波す
る合波器７とを設けたハイウェイスイッチ部８間を、リ
ンク９により接続して、少なくとも２段構成としたもの
である。

〔作用〕

ハイウェイスイッチ部８、は、基本的にはハイウェイ数
ｍとリンクにとによるｍＸｋ個のクロスポイントを有し
、各クロスポイント３　（ｆ６）〜（ｒ））に於いては
、可変波長フィルタ５により所望の波長を抽出し、波長
変換素子６により他の波長に変換する。例えば、入力ハ
イウェイ１−１の波長λ２を出力ハイウェイ２−２の波
長λ３に交換する場合は、第１段目のハイウェイスイッ
チ部８の入力ハイウェイ１−１上のクロスポイント（ａ
）〜（（＋）と、第２段目のハイウェイスイッチ部８の
出力ハイウエイ２−２上のクロスポイント（ト））、　
（ｎ）、　（ｑ）とに於ける同一リンクに接続される対
のクロスポイント（ａ）　−（ｋ）　、　（ｂ）　−（
ｎ）　、　（ｃ）　−（ｑ）の中、空きのクロスポイン
トを選択し、選択されたクロスポイントに接続されたリ
ンク上の空き波長を選択する。

この場合にクロスポイント（ａｌ、　（ｋ）が選択され
、リンク上の空き波長がλ１であるとすると、クロスポ
イント（ａ）では、可変波長フィルタ５により波長λ２
を抽出し、波長変換素子６により波長２区に変換し、合
波器７により合波してリンク９に送出する。第２段目の
ハイウェイスイッチ部８では、クロスポイント（ｋ）に
於いて可変波長フィルタ５により波長λ鵞を抽出し、波
長変換素子６により波長λ３に変換し、合波器７を介し
て出力ハイウェイ２−２に送出することになる。

即ち、第１段目のハイウェイスイッチ部８は、リンク９
上の空き波長を選択してクロスポイントに於ける波長変
換を行い、第２段目のハイウェイスイッチ部８は、その
リンク９により接続されたクロスポイントに於いて出力
ハイウェイ上の波長に変換することになり、任意の入力
ハイウェイの任意の波長を、任意の出力ハイウェイの任
意の波長に交換することができる。

〔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説明図であり、ハイウェイ
数ｍ＝３、波長多重度ｎ＝５、リンク数に＝５の場合を
示し、１１−１〜１１−３は入力ハイウェイ、１２−１
〜１２−３は出力ハイウェイ、１３−１〜１８−５はク
ロスポイント、１９−１〜１９−５はリンク、２０．２
１は第１段目及び第２段目のハイウェイスイッチ部であ
る。

ハイウェイスイッチ部２０．２１は、ｍＸｋ＝１５のク
ロスポイントをそれぞれ有し、各クロスポイント１３−
１〜１８−５は、第１図に示すように、それぞれ分岐器
４と、可変波長フィルタ５と、波長変換素子６と、合波
器７とを有し、交換制御情報に従った波長の光信号を可
変波長フィルタ５により抽出し、波長変換素子６により
所定の波長に変換するものである。

可変波長フィルタ５は、前述のように、回折格子を形成
した基板の屈折率変化を利用した構成とすることができ
、又波長変換素子６は、双安定光半導体レーザの構成を
用いることができる。又各クロスポイントに複数の可変
波長フィルタ５と波長変換素子６とを設けることもでき
る。又第１段目のハイウェイスイッチ部２０と、第２段
目のハイウェイスイッチ部２１との間を接続するリンク
数には５であるから、そのリンク１９−１〜１９−５の
波長多重度は３となる。

例えば、入力ハイウェイ１１−１の波長Ａ２を出力ハイ
ウエイ１２−２の波長λ３に交換する場合、第１段目の
ハイウェイスイッチ部２０と第２段目のハイウェイスイ
ッチ部２１とのクロスポイントの対（１３−１）−（１
７−１）〜（１３−５）　−（１７−５）の中、空きの
クロスポイントの対を選択する。例えば、クロスポイン
ト１３−５．１７−５が選択され、リンク１９−５の空
き波長がλ１の場合、クロスポイン）１３−５に於いて
波長λ２を抽出して波長λ１に変換し、リンク１９−５
に送出する。

そして、このリンク１９−５に接続された第２段目のハ
イウェイスイッチ部２１のクロスポイント１７−５に於
いて波長２式を抽出して波長λ３に変換し、出力ハイウ
ェイ１２−２に送出することになる。従って、リンク１
９−１〜１９−５に空き波長が存在すれば、入力ハイウ
ェイ１１−１〜１１−３上の所定の波長をその空き波長
に変換して第２段目のハイウェイスイッチ部２１に加え
ることができるから、呼損率を低減することができる。

第３図は本発明の他の実施例の説明図であり、ハイウェ
イ数ｍ＝３、波長多重度、ｎ＝５、リンク数に＝３の場
合を示す。同図に於いて、３１−１〜３１−３は入力ハ
イウェイ、３２−１〜３２−３は出力ハイウェイ、３３
−１〜３８−６はクロスポイント、３９−１〜３９−３
はリンク、４０．４１は第１段目及び第２段目のハイウ
ェイスイッチ部を示す。

この実施例は、リンク３９−１〜３９−３の数ｋを前述
の第２図に示す実施例に比較して少なくし、ハイウェイ
スイッチ部４０．４１間の接続を容易にしたものであり
、第１段目のハイウェイスイッチ部４０は、３×５のク
ロスポイント数、第２段目のハイウェイスイッチ部４１
は３×６のクロスポイント数を有し、各クロスポイント
をたすき掛は接続し、それぞれ同一パターンの繰り返し
構成として、集積回路化を容易にしている。又各クロス
ポイントは、第１図に示すクロスポイントと同様に、波
長多重化光信号を分岐する分岐器４、　と、波長多重化
光信号から所望の波長の光信号を抽出する可変波長フィ
ルタ５と、波長変換を行う波長変換素子６と、合波器７
とから構成されている。

例えば、入力ハイウェイ３１−１の波長λ２を出力ハイ
ウエイ３２−２の波長λ３に交換する場合、リンク３９
−１〜３９−３と入力ハイウェイ３１−１とのクロスポ
イント３３−１〜３３−５と、リンク３９−１〜３９−
３と出力ハイウェイ３２−２とのり台スポイント３７−
１〜３７−６との対の空きクロスポイントを選択する。

この場合の対のクロスポイントは、（３３−１）−（３
７−１，３７−４）、（３３−２，３３−４）−（３７
−２，３７−５）、（３３−３゜３３−５）−（３７−
３，３７−６）となる。例えば、クロスポイント３３−
１．３７−１．３７−４の対が空きであると共に、リン
ク３９−１の波長１重が空きの場合、第Ｉ段目のハイウ
ェイスイッチ部４０のクロスポイント３３−１に於いて
波長多重化光信号から波長λ２を抽出し、リンク３９−
１の空き波長λ区に変換する。第２段目のハイウェイス
イッチ部４１では、クロスポイント３７−１．３７−４
の何れかのクロスポイントに於いて波長λｉを抽出し、
波長λ３に変換して出力ハイウェイ３２−２に送出する
ことになる。

第４図の（Ａ）、（Ｂ）は、第３図の構成を導出する過
程を説明するものであり、第４図（Ａ）に示すように、
第１段目のハイウェイスイッチ部４０ａと第２段目のハ
イウェイスイッチ部４１ａとに、ハイウェイ数ｍ＝３、
波長多重度ｎ＝５とした時、ハイウェイ数ｍの整数倍の
リンク数に＝６としたリンク４２−１〜４２−６を設け
る。そして、第１段目及び第２段目のハイウェイスイッ
チ部４０ａ、４１ａに、ｍｘｋ＝１８個のクロスポイン
トを設けることにより、任意の入力ハイウェイの任意の
波長を、任意の出力ハイウェイの任意の波長に交換する
ことができる。

この場合、第２図に示す実施例に比較してクロスポイン
ト数及びリンク数が多いので、第１段目のハイウェイス
イッチ部４０ａに於けるクロスポイントを、入力ハイウ
エイ３１−１〜３１−３対応に波長多重度ｎ＝５と同数
とする。即ち、１８個のマトリクス状のクロスポイント
から、入力ハイウェイ３１−１とリンク４２−４とのク
ロスポイントと、入力ハイウェイ３１−２とリンク４２
−５とのクロスポイントと、入力ハイウェイ３１−３と
リンク４２−６とのクロスポイントとの３個のクロスポ
イントを省略する。従って、第１段目のハイウェイスイ
ッチ部４０ａに於いては、ｍｘｎ＝１５個のクロスポイ
ント３３−１〜３５−５を有するものとなる。

このような構成でも任意の入力ハイウェイの任意の波長
を、任意の出力ハイウェイの任意の波長に交換すること
ができるが、リンク数が多い構成となる。そこで、第１
段目のハイウェイスイッチ部４０ａに於いて、リンク４
２−１．４２−４を点線で示すように接続し、リンク４
２−２．４２−５を点線で示すように接続し、リンク４
２−３．４２−６を点線で示すように接続し、同様に、
第２段目のハイウェイスイッチ部４１ａに於いてもリン
ク間を接続すると、２本のリンクは環状に接続されたこ
とになる。そして、第１段目と第２段目とのハイウェイ
スイッチ部４０ａ、４１ａ間に於いて環状のリンクを切
断すると、第１段目及び第２段目のハイウェイスイッチ
部４０ａ、４１ａ内では、折返リンクによりクロスポイ
ント間が接続され、第１段目と第２段目とのハイウェイ
スイッチ部４０ａ、４１ａ間は、３本のリンクで接続さ
れることになる。

そして、クロスポイントの位置を整理すると、第４図の
（Ｂ）に示す構成となる。即ち、第１段目のハイウェイ
スイッチ部４０ｂに於いて、リンク３９−１にクロスポ
イント３３−１．３４−１．３５−１．３４−４．３５
−４が接続され、リンク３９−２にクロスポイント３３
−２．３４−２．３５−２．３３−４．３５−５が接続
され、リンク３９−３にクロスポイント３３−３．３４
−３．３５−３．３３−５．３４−５が接続された構成
となる。又第２段目のハイウェイスイッチ部４１ｂに於
いて、リンク３９−１にクロスポイント３６−１．３７
−１．３８−１．３６−４゜３７−４．３８−４が接続
され、リンク３９−２にクロスポイント３６−２．３７
−２．３８−２．３６−５．３７−５．３８−５が接続
され、リンク３９−３にクロスポイント３６−３．３７
−３．３８−３．３６−６．３７−６．３８−６が接続
された構成となる。

この第４図の（Ｂ）のクロスポイントの位置を変更して
、たすき掛は接続構成とし、リンク３９−１〜３９−３
により第１段目と第２段目とのハイウェイスイッチ部４
０．４１間を接続すると、第３図に示す構成となる。即
ち、各入力ハイウェイと各リンクとは、波長多重度ｎ分
のクロスポイントを有し、各リンクと各出力ハイウェイ
とは、入力ハイウェイ数の整数倍の数にのクロスポイン
トを有するものとなる。

本発明は、前述の実施例にのみ限定されるものではなく
、種々付加変更することができるものであり、入力ハイ
ウェイ数及び出力ハイウェイ数を更に多くし、且つ多段
接続構成とすることができるものである。その場合に於
いても、リンクを有効に利用することができるから、呼
損率を低減することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、マトリクス状の各クロ
スポイント３に、分岐器４と、可変波長フィルタ５と、
波長変換素子６と、合波器７とを設けたハイウェイスイ
ッチ部８間をリンク９で接続して、少な（とも２段構成
としたもの・であり、リンク９の空き波長を利用して段
間で情報を転送できるから、少ないクロスポイント数で
も呼損率を低減できる利点がある。従って、大規模の光
交換装置も容易に構成することが可能となる。

【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
例の説明図、第３図は本発明の他の実施例の説明図、第
４図（Ａ）、（Ｂ）は本発明の他の実施例の構成過程の
説明図、第５図は従来例の説明図、第６図は波長スイッ
チ部のブロック図である。 １−１〜１−３は入力ハイウェイ、２−１〜２−３は出
力ハイウェイ、３はクロスポイント、４は分岐器、５は
可変波長フィルタ、６は波長変換素子、７は合波器、８
はハイウェイスイッチ部、９はリンク、１１−１〜工１
−３は入力ハイウェイ、１２−１〜１２−３は出力ハイ
ウェイ、１３−１〜１８−５はクロスポイント、２０．
２１は第１段目及び第２段目のハイウェイスイッチ部で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 それぞれ波長多重化された複数の入力ハイウェイ（１−
   １〜１−ｍ）と、複数の出力ハイウェイ（２−１〜２−
   ｍ）とを収容した光交換装置に於いて、 マトリクス状の各クロスポイント（３）に、分岐器（４
   ）と、該分岐器（４）により分岐された波長多重化光信
   号の中から交換制御情報に従って所定の波長の光信号を
   抽出する可変波長フィルタ（５）と、該可変波長フィル
   タ（５）により抽出した光信号の波長を変換する波長変
   換素子（６）と、該波長変換素子（６）の出力光信号を
   合波する合波器（７）とを設けたハイウェイスイッチ部
   （８）間を、リンク（９）により接続して少なくとも２
   段構成とした ことを特徴とする光交換装置。