JPH027026A

JPH027026A - 光切替スイッチ

Info

Publication number: JPH027026A
Application number: JP15976788A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Yoshizawa; 吉澤　鐵夫; Kenji Takemoto; 竹本　憲治; Satoshi Hatano; 秦野　諭示; Yoshiro Hakamata; 袴田　吉朗
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1988-06-27
Filing date: 1988-06-27
Publication date: 1990-01-11

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】〔産業上の利用分野〕本発明は光通信に利用する。特に、液晶分子の配列状態
の変化を利用して光路を切り替える光切替スイッチに関
する。

〔従来の技術〕

第４図は従来側光切替スイッチの構造を示す。

この光切替スイッチは、１人力２出力のスイッチであり
、ツィステッドネマチック液晶（以下「ＴＮ液晶」とい
う）が透明電極内に封入された液晶セル４４と、偏光ビ
ームスプリッタ４１．４５とを備え、光ファイバ１から
入射された光信号を光ファイバ１２または１２′のいず
れか一方に結合するもので、ある。

光ファイバ１から光ファイバ１２に結合する場合には、
液晶セル４４に電圧を印加する。光ファイバ１からの光
信号は、ロッドレンズ２を通って偏光ビームスプリッタ
４１の偏光膜４２に入射する。偏光膜４２は、この入射
光を直進するＰ偏光信号と、偏光ビームスプリッタ４１
の反射膜４３に向かうＳ偏波信号とに分割する。Ｐ偏光
信号は、液晶セル４４、偏光ビームスプリッタ４５の偏
光膜４７およびロッドレンズ１１を経由して光ファイバ
１２に入射する。Ｓ偏光信号は、反射膜４３、液晶セル
４４および偏光ビームスプリッタ４５の反射膜４６を経
由し、偏光膜４７により反射され、ロッドレンズ１１を
通って同じ光ファイバ１２に入射する。

これに対して光ファイバ１から光ファイバ１２に結合す
る場合には、液晶セル４４に電圧を印加しないでおく。

このとき、偏光膜４２により分割されたＰ偏光信号およ
びＳ偏光信号は、液晶セル４４を通過するとそれぞれ逆
の偏光方向に変換される。変換されてＳ偏光となった光
信号は、偏光膜４７、反射膜４８およびロッドレンズ１
１′　を経由して光ファイバ１２′に入射する。また、
変換されてＰ偏光となった光信号は、反射膜４６、偏光
膜４７、反射膜４８およびロッドレンズ１１′　を経由
して同じ光ファイバ１２′　に入射する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、従来の光切替スイッチでは、切替時に出射側の
光ファイバのいずれからも光信号が得られず、光出力断
の状態が発生する欠点があった。

また、いずれの結合状態でも、偏光ビームスプリッタで
二つに分岐されたＰ偏光とＳ偏光とは、合波されるまで
の光路長に差があ８ため、光信号が高速のときには到着
パルスにずれが生じてしまい、信号パルスに符号量干渉
が生じる欠点があった。

本発明は、以上の問題点を解決し、光路切替時の出力断
および光信号の干渉が発生せずに高速光信号伝送に適し
た光切替スイッチを提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の光切替スイッチは、分離された二つの偏光の光
路長が等しく設定され、二つの偏光の偏光方向を別々に
制御する手段を備えたことを特徴とする。

〔作　用〕

分離されてから合波されるまでの二つの偏光の光路長が
等しいことから、合波されたときの二つの偏光の間でパ
ルスが一致し、光信号の干渉が発生しない。また、二つ
の偏光方向を別々に制御することにより、分離された偏
光をそれぞれ別の方向の進行波として出力することが可
能となる。したがって、切替時に二つの光ファイバに光
信号を分配することが可能となり、信号の瞬断を防止で
きる。

〔実施例〕

第１図は本発明実施側光切替スイッチの構造を示す。

この光切替スイッチは、入射光を二つの偏光に分離する
偏光分離手段として、偏光膜３が設けられた偏光ビーム
スプリッタ４および反射プリズム５を備え、分離された
二つの偏光の偏光方向を印加電圧により二つの方向のう
ちの一つに制御する偏光制御手段として液晶セル６を備
え、二つの偏光をその偏光方向により異なる方向の進行
波として合波する偏光合波手段として反射プリズム８お
よび偏光膜１０が設けられた偏光ビームスプリッタ９を
備える。偏光膜３と偏光膜１０との間の二つの偏光の光
路長は等しく設定され、液晶セル６は、ＴＮ液晶が封入
されており、入射した二つの偏光の偏光方向を別々に制
御する手段として二組のＩＴＯ透明電極対７．７′を備
える。

入射側の光ファイバ１は、ロッドレンズ２を介して偏光
ビームスプリッタ４に接続される。偏光ビームスプリッ
タ９の二つの出射端には、それぞれロッドレンズ１１．
１１’　を介して光ファイバ１２．１２′が接続される
。すなわち、光ファイバ１が人力ポートとなり、光ファ
イバ１２または１２′が出力ポートとなる。

偏光ビームスプリッタ４．９は同一寸法の立方体形状で
ある。また、反射プリズム５．８は二等辺直角三角柱の
形状をし、その直角を挟む辺の長さは偏光ビームスプリ
ッタ４．９の一変の長さと同一である。ロッドレンズ２
．１１．１１′、偏光ビームスプリッタ４．９、反射プ
リズム５．８および液晶セル６は、屈折率整合接着剤に
より、互いに間隙、ズレおよび傾きがないように強固に
接着されている。

第２図は光切替スイッチの動作を示す。第２図において
、（ａ）は光ファイバ１から光ファイバ１２′へ光信号
を結合する場合を示し、ら）は光ファイバ１から光ファ
イバ１２．１２′の双方に光信号を結合する場合を示し
、（Ｃ）は光ファイバ１から光ファイバ１２′へ光信号
を結合する場合を示す。

光ファイバ１から光ファイバ１２′へ光信号を結合する
場合には、透明電極対７．７′の双方に電圧を印加しな
い状態とする。光ファイバ１からの光信号は、ロッドレ
ンズ２を通り、偏光膜３により、直進するＰ偏光信号と
、反射されるＳ偏光信号とに分離される。

Ｐ偏光信号は、反射プリズム５により反射された後に、
液晶セル６内の透明電極対７′が配置された部分を通過
してＳ偏光に変換され、偏光膜１０により反射され、ロ
ッドレンズ１１′を通って光ファイバ１２′に入射する
。この一方、偏光膜３で反射されたＳ偏光信号は、液晶
セル６内の透明電極対７が配置された部分を通過してＰ
偏光に変換され、反射プリズム８で反射され、偏光膜１
０およびロッドレンズ１２′を通って光ファイバ１２′
　に入射する。したがって、光ファイバ１２′　にのみ
光信号が出射される。

次に、第２図（ｂ）に示すように、透明電極対７には電
圧を印加せず、透明電極対７′に電圧を印加する。この
とき、偏光膜３で反射されたＳ偏光信号は前述の経路を
経て光ファイバ１２′　に結合する。

これに対して偏光膜３を通過したＰ偏光信号は、反射プ
リズム５で反射されて透明電極対７′の部分を通過する
が、この透明電極対７′に電圧が印加されているために
通過後もＰ偏光の状態を維持し、偏光膜１０およびロッ
ドレンズ１１を通って光ファイバ１２に結合する。光フ
ァイバ１２′　に入射する光信号は第２図（ａ）より３
ｄＢ小さくなるが、光信号が途切れることはない。

さらに、第２図（Ｃ）に示すように、透明電極対７．７
′の双方に電圧を印加すると、光ファイバ１からの光信
号を光ファイバ１２′　に結合することができる。すな
わち、偏光膜３を通過したＰ偏光信号は前述の経路を経
て光ファイバ１２に結合するが、偏光膜３で反射された
Ｓ偏光信号は、電圧が印加された透明電極対７の部分を
通るので通過後もＳ偏光の状態を維持し、反射プリズム
８で反射され、さらに偏光膜１０でも反射され、ロッド
レンズ１１を通って光ファイバ１２に入射する。これに
より、光ファイバ１からの光信号がすべて光ファイバ１
２に結合し、切替が終了する。

また、以上の切替動作と同様にして、光信号を光ファイ
バ１２から光ファイバ１２′へ切り替えることができる
。

以上の動作において、光切替スイッチ内における人力ボ
ートから出力ボートへの光信号の光路長は常に同一であ
り、出力ボートにおいて光パルスのずれによる符号量干
渉が生じることはない。

以上の実施例では１人力２出力の場合を例に説明したが
、上述の実施例を逆方向に使用することにより、２人力
１出力の光切替スイッチを実現できる。また、偏光ビー
ムスプリッタ４に別の人力ボートを設けることにより、
２人力２出力の光切替スイッチとして使用することがで
きる。

第３図は光切替スイッチの利用例を示す。

光フアイバ伝送路３１は、光切替スイッチ３２を介して
光ファイバ３３．３３′　に接続される。光ファイバ３
３は現用信号処理装置３４に接続され、光ファイバ３３
′は予備用信号処理装置３４′に接続される。

現用信号処理装置３４は光ファイバ３５を介して光切替
スイッチ３６に接続され、予備用信号処理装置３４′は
光ファイバ３５′を介して光切替スイッチ３６に接続さ
れる。光切替スイッチ３６は光フアイバ伝送路３７に接
続される。

光フアイバ伝送路３１．３７はループ状、スター状また
はバス状に配線された光通信装置の伝送路である。また
、光切替スイッチ３２．３６は上述の実施例に示したス
イッチであり、光切替スイッチ３２は１人力２出力のス
イッチとして使用され、光切替スイッチ３６は２人力１
出力のスイッチとして使用されている。

通常の運用状態では、光信号が、光フアイバ伝送路３１
→光切替スイツチ３２−光ファイバ３３→現用信号処理
装置３４−光ファイバ３５−光切替スイッチ３６→光フ
ァイバ伝送路３７の経路で伝送される。しかし、光通信
装置を運用したままで現用信号処理装置３４を除去する
場合には、光信号の瞬断は許されないので、まず、予備
用信号処理装置３４′を起動させ、光切替スイッチ３２
．３６を第２図ら）の状態とする。これにより、現用信
号処理装置３４と予備用信号処理装置３４′　との双方
で光信号を伝送する。

この状態で現用信号処理装置３４を撤去した後に、光切
替スイッチ３２．３６を第２図（Ｃ）の状態とする。

これにより、無瞬断で現用と予備用との切替を行うこと
ができる。現用信号処理装置３４を再び設置して起動さ
せるときには、逆の過程により切り替えることができる
。

この切替の操作を行う場合に、光切替スイッチ３２から
光切替スイッチ３６への光路長をあらかじめ同一にして
おくことにより、光パルス信号間の干渉を防ぐことがで
きる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の光切替スイッチは、光入
出力ポートを切り替えるときに、光信号の断がなく、し
かも人力された光信号パルスの幅およびパルス間隔を保
持したまま出力できる。このため、パルス幅およびスペ
ース間隔が非常に短い超高速光信号パルスを数多くの端
末間で相互に伝送するような装置や、高信頼性を確保す
るために現用装置と予備用装置とを併置して運用する装
置、例えば光ローカルエリアネットワークに本発明の光
切替スイッチを用いることにより、スイッチに起因する
符号誤りの発生が少なく信頼性の高い高速信号伝送を実
現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施側光切替スイッチの構造図。第２図は光切替スイッチの動作を示す図。第３図は光切替スイッチの利用例を示す図。第４図は従来側光切替スイッチの構造図。１．１２．１２’　、３３．３３’　、３５．３５′　
・・・光ファイバ、２．１１．１１′・・・ロッドレン
ズ、３．１０．４２．４７・・・偏光膜、４．９．４１
．４５・・・偏光ビームスプリフタ、５．８・・・反射
プリズム、６．４４・・・液晶セル、７．７′・・・透
明電極対、３１．３７・・・光フアイバ伝送路、３２．
３６・・・光切替スイッチ、３４・・・現用信号処理装
置、３４′・・・予備用信号処理装置、４３．４６．４
８・・・反射膜。第１図

Claims

【特許請求の範囲】１、入射光を二つの偏光に分離する偏光分離手段と、分離された二つの偏光の偏光方向を印加する電圧により
二つの方向のうちの一つに制御する偏光制御手段と、上記二つの偏光をその偏光方向により異なる方向の進行
波として合波する偏光合波手段とを備えた光切替スイッ
チにおいて、上記偏光分離手段と上記偏光合波手段との間の上記二つ
の偏光の光路長が等しく設定され、上記偏光制御手段は
、上記二つの偏光の偏光方向を別々に制御する手段を含
むことを特徴とする光切替スイッチ。