JPH0248898A - 光インタコネクション方式 - 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〕 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２時分側方式、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６図に示すよう
に、３本の人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５９−１〜５９−３．６０−１〜６
０−３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、成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６図に於けるマトリクススイッチ部５７゜５８を８
１波長スイ・７千部６１−１〜６１−３をＷとすると、
５−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、人力ハイウェイ５１
−１の波長λ１の光信号を、出力ハイウエイ５２−１〜
５２−３の中の５２−３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、入力ハイウエイ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λ
３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６１１〜６１−３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１．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、このような高速性を有効に利用
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。

〔課題を解決するだめの手段〕

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
複数の光伝送路１−１〜１−１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６−
１〜６−ｊを選択する光伝送路選択部２−１〜２−１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３−１〜３−ｍ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４−１〜４−ｎと、光
信号を合成して出力する光信号合成部５−１〜５−にと
の間を、それぞれ光結合したものである。

〔作用〕

複数の光伝送路１−１〜１−１によりそれぞれ波長多重
化１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２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２−１〜２−１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１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
〜１０−１は分波部、１１−１〜１１−ｌは光伝送路、
１２−１〜１２−１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、出力側の光伝送路１６は、入力
側の光伝送路１１−１〜１１−７！と同数或いは異なる
本数設けられるものであるが、簡単化の為に１本のみ図
示している。

分波部１０−１〜ｌ　Ｏ−１は、光増幅器（ＡＭＰ）２
１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１２−１〜１２−１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とがら構成され、分波部の成る光バンドパ
スフィルタ２３により選択出力された波長λ、の光信号
は、可変周波数変換器２５により、例えば、光伝送路１
６に送出する為の波長λ、に変換され、この波長λ、を
通過波長とした光バンドパスフィルタ２６がら出力側の
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（Ｂ
ＰＦ）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１時分割多重化された光信号が光伝送路１６に
送出される。

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−１７ｒ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〜Ｌ／か
らの光信号は、それぞれ波長λ、〜λ。

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、成る光伝送路の波長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、波長ハを
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λ、から宛先の光伝送路を決める波長
λアに変換され、その波長λア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、からタイムスロット３に相当する
波長λ８に変換されて、タイムスロット１からタイムス
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により波長λ８から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、に変換さ
れて光伝送路の選択が行われ、波長λえに変換されてタ
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２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１
７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、入力側の光転送路対応
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’ＸＭ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　’　ＸＭ
ＸＮ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。

第５図は本発明の他の実施例のブロック図であり、光信
号に演算処理を施す場合を示す。同図に於いて、３１は
光伝送路、３２−１〜３２−２は光伝送路選択部、３３
−１〜３３−ｍはタイムスロット選択部、３４−１〜３
４−ｎは光波長選択部、３５−１は光信号合成部、３６
は光伝送路、３７．４０，４３．４６は可変周波数変換
器（ＶＦＣ）　、３８，４１．４４は光バンドパスフィ
ルタ（ＢＰＦ）、３９，４２．４５はナンド回路等の光
論理回路（ＬＧ＞、４７は光ファイバ等からなる光遅延
回路である。

光伝送路３１から加えられた光信号は、可変周波数変換
器３７により波長が変換され、光バンドパスフィルタ３
８により抽出された波長の光信号のみが光論理回路３９
に入力される。

光論理回路３９は、複数の光信号のアンド、ナンド、オ
ア、排他的オア等の論理処理を行うもので、その出力光
信号は、光像送路選択部３２−１〜３２−１に加えられ
、可変周波数変換器４０により波長が変換され、光バン
ドパスフィルタ４１により抽出された波長の光信号のみ
が光論理回路４２に加えられ、論理処理された光信号は
、タイムスロット選択部３３−１〜３３−ｍに加えられ
る。

このタイムスロット選択部３３−１〜３３−ｍに於いて
は、入力された光信号は、可変周波数変換器４３により
所望のタイムスロット対応の遅延時間に相当する光バン
ドパスフィルタ４４０通過波長に変換され、光バンドパ
スフィルタ４４により抽出された光信号は、光論理回路
４５に加えられ、論理処理された光信号は、可変周波数
変換器４６により光信号合成部３５−１に加える為の波
長に変換される。

光波長選択部３４−１〜３４−ｎと、光像送路選択部３
２−１〜３２−ｌと、タイムスロット選択部３３−１〜
３３−ｍと、光信号合成部３５−１との間は、第４図に
ついて説明したような構成で光結合することができる。

光論理回路３９．４２．４５は、例えば、前述の波長可
変機構をもつ光波長変換レーザと同様な構成を用いて実
現することができる。即ち、光波長変換レーザは、分割
電極から注入する電流及びその比を選定した時、入力光
強度を成る値以上とすると、成る波長の出力光強度が低
下するインバータ動作を行うことになる。従って、この
ような光インバータと光バンドパスフィルタ等とを組合
せることにより、各種の論理動作を行う構成を実現でき
る。又分布帰還型半導体レーザに、発振闇値電流以上の
電流を注入し、外部からＴＭ光を入力すると、ＴＭ光を
増幅出力するが、ＴＥ光は減少するので、ＴＥ光のみを
取り出すことにより、インバータ動作を行わせることが
できるから、このような構成を組合せることにより、光
論理回路を実現することも可能である。又エタロンはナ
ンド素子として用いることができる。

光論理回路３９，４２．４５に於いて、光信号をそのま
ま無処理で出力することにより、前述の実施例と同様に
光信号のままで交換処理することができる。又１画面分
の画像信号を並列に光波長選択部３４−１に入力し、光
論理回路３９．４２．４５の何れか一つで隣接光信号に
対するナンド処理或いは排他的オア処理を行うことによ
り、画像信号の輪郭を抽出することができる。又孤立画
素をノイズと見做す場合は、アンド処理を行うことによ
りノイズを除去することができる。又光論理回路３９．
４２．４５に於ける論理処理の組合せにより、入力画像
信号の特徴抽出１輪郭強調等の処理を行って、光伝送路
３６に送出することができる。

又タイムスロット選択部３３−１〜３３−ｍに於ける光
論理回路４５により、順次入力した画像信号の相関、差
分、マツチング等の処理を行わせることもできる。又光
信号合成部３５−１により、各種の処理を行った画像合
成も可能となる。又差分を求める処理により、画像信号
のフレーム間差分等を高速で実行することができる。従
って、静止画のみでなく、動画についても各種の処理を
施して送出することができ、且つ出力側の複数の光伝送
路を選択することにより、同報通信等も容易に実現する
ことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、出力側の光像送路対応
の光像送路選択部と、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図は本発明の
他の実施例のブロック図、第６図は従来例の説明図であ
る。 １−１〜１−ｉは光伝送路、２−１〜２−ｆｆは光波長
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−には光信号合
成部である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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
   複数の光伝送路（１−１〜１−ｌ）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
   （６−１〜６−ｊ）を選択する光伝送路選択部（２−１
   〜２−ｌ）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（３−１〜３−ｍ）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（４
   −１〜４−ｎ）と、光信号を合成して出力する光信号合
   成部（５−１〜５−ｋ）との間を、それぞれ光結合した
   ことを特徴とする光インタコネクション方式。