JPH05102934A - 波長多重光スイツチ回路 - Google Patents

波長多重光スイツチ回路

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JPH05102934A
JPH05102934A JP3259299A JP25929991A JPH05102934A JP H05102934 A JPH05102934 A JP H05102934A JP 3259299 A JP3259299 A JP 3259299A JP 25929991 A JP25929991 A JP 25929991A JP H05102934 A JPH05102934 A JP H05102934A
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JP
Japan
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input
output
group
laser
link
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Pending
Application number
JP3259299A
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English (en)
Inventor
Hitoshi Obara
仁 小原
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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  • Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 使用するレ−ザ個数が少なく、小形で低消費
電力かつ経済的に構成できる波長多重光スイッチ回路を
実現する。 【構成】 入力グループ11−1〜11−3と、入力グ
ループ対応に設けられた発振波長帯域が異なる複数のレ
ーザ13−11〜13−32と、入力グループ毎に対応
して設けられた当該入力グル−プに収容される複数のレ
ーザを各入力リンクに接続するための入力スイッチ回路
12−1〜12−3と、出力グループ17−1〜17−
3と、出力グル−プ毎に対応して設けられた通過波長帯
域が異なる複数のフィルタ15−12〜15−32と、
レ−ザの出力光を波長多重し各フィルタに分配する手段
14と、出力グループ毎に対応して設けられ、当該出力
グル−プに収容される複数の受信フィルタを各出力リン
クに接続するための出力スイッチ回路16−1〜16−
3とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、波長多重を用いた光ス
イッチ回路に係り、特にチューナブル半導体レーザを発
振波長可変光源あるいは共振波長可変フィルタとして用
いる回路構成に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図2は、チューナブル半導体レーザを発
振波長可変光源として用いた従来の波長多重光スイッチ
回路の構成例を示す図である。図2において、1は入力
リンク群、2は多セクション型のDBR(Distributed
Bragg Refrection) あるいはDFB(Distributed Feed-
Back) レーザなどのようにバイアス電流の大きさにより
発振波長が可変なレーザ、3は入力側の各レーザ2の出
力光を波長多重するとともに、すべての出力リンクに対
して波長多重された信号を分配するスタ−カップラ、4
は出力リンク毎に共振周波数が固定のフィルタ、5は出
力リンク群である。なお、出力リンク番号をiとした場
合、その出力リンクのフィルタの共振周波数をfi とす
る。例えばある入力リンクxと、ある出力リンクyの接
続は、入力リンクxに対応のレーザ2の発振周波数をf
y にチューニングすることにより実現される。
【0003】ここで図2において、入力リンク群1の一
の入力リンク上の信号が時分割多重されている場合を考
える。この場合、一般に、入力リンクの接続先はタイム
スロット単位に変化する。特に、全ての入力リンクと出
力リンクとの接続が可能であるノンブロックなスイッチ
回路を構成する場合、入力側レーザ2は全ての出力リン
クの共振周波数=fi にチューニングできることが必要
であり、広い波長帯域に亘って、一定レベルで発振する
ことが要求される。例えば、入力リンクのビットレート
を2.4 Gb/s、入力リンク数をそれぞれ128とする
と、レーザ2がカバーすべき波長帯幅は約20nmとな
る。
【0004】しかし、組成が一定の一つの半導体レーザ
の発振波長の可変範囲幅は、高々2〜3nm程度であ
り、大規模なスイッチ回路が構成できないという問題点
があった。
【0005】この問題を解決するために、組成を変える
ことにより異なった発振波長域を有する複数のレーザを
各入力リンク毎に配備する構成が従来知られており、図
3はこの構成例を示している。図3は、図2の一本の入
力リンク部分の構成を示したものであり、1−1は入力
リンク、6は発振波長帯域がそれぞれ異なったレーザ6
−1〜6−5からなるレ−ザ集合体、7は一つのレーザ
出力を選択するための光セレクタ、8はレ−ザ出力光で
ある。
【0006】図3において、各レーザ6−1〜6−5
は、例えば2nmの発振波長帯域しかなくとも、それを
5個集積化することによりレ−ザ集合体6全体として1
0nmの発振波長帯域が実現できる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図3の
構成では、レーザの個数が増加するとともに、これに伴
いレーザの駆動回路が増加し、また、複数のレーザの中
から1つを選択するための制御やセレクタなどが必要と
なるなどの要因のため、ハード規模、消費電力、コスト
が増大するという問題があった。
【0008】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、発振波長帯域が小さいレ−ザを
用いて入出力リンク数の大きいスイッチ回路を構成する
に際し、使用するレ−ザ個数が少なく、小形で低消費電
力かつ経済的に構成できる波長多重光スイッチ回路を提
供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、複数の入力リンクを一つのグル−プと
する少なくとも一つの入力グループと、入力グループ対
応に設けられた発振波長帯域が異なる複数のレーザと、
入力グループ毎に対応して設けられ、当該入力グル−プ
に収容される複数のレーザを各入力リンクに接続するた
めの入力スイッチ回路と、複数の出力リンクを一つのグ
ル−プとする少なくとも一つの出力グループと、出力グ
ル−プ毎に対応して設けられた通過波長帯域が異なる複
数のフィルタと、前記レ−ザの出力光を波長多重し各フ
ィルタに分配する手段と、出力グループ毎に対応して設
けられ、当該出力グル−プに収容される複数のフィルタ
を各出力リンクに接続するための出力スイッチ回路とを
備えた。
【0010】
【作用】本発明によれば、入力リンクを介して入力され
た信号は、その入力リンクが属する入力グル−プ対応に
設けられた入力スイッチ回路によりレ−ザに対する接続
が切り替えられる。入力グル−プに対応して設けられた
レ−ザからは、それぞれ発振波長帯域が異なる光が出力
される。各レ−ザからの出力光は、波長多重されて各フ
ィルタに分配される。入力グル−プに対応して設けられ
たフィルタからは、それぞれ波長帯域が異なる光が出力
され、これらの光は出力スイッチ回路により接続切り替
えがなされて、同一入力グル−プ内の異なる所望の入力
リンクに出力される。
【0011】
【実施例】図1は、本発明に係る波長多重光スイッチ回
路の一実施例を示す構成図である。図1において、11
は時分割多重された電気信号が入力される6本の入力リ
ンクからなる入力リンク群で、2本の入力リンクを一つ
のグル−プとする三つの入力グル−プ11−1,11−
2,11−3に区分けされている。具体的には、入力グ
ル−プ11−1は入力リンク11−11及び11−12
により、入力グル−プ11−2は入力リンク11−21
及び11−22により、入力グル−プ11−3は入力リ
ンク11−31及び11−32によりそれぞれ構成され
ている。
【0012】12−1,12−2,12−3は電気また
は光の入力スイッチ回路で、それぞれ入力グル−プ11
−1,11−2,11−3対応に配置されており、入力
グル−プ11−1,11−2,11−3の各入力リンク
と後記するレ−ザ群13−1,13−2,13−3の二
つのチュ−ナブルレ−ザ13−11及び13−12、1
3−21及び13−22、13−31及び13−32と
の接続切り替えを行う。
【0013】13−1,13−2,13−3はレ−ザ群
で、各々発振波長帯域の異なる二つの多セクション型の
DBRあるいはDFBレーザなどのようにバイアス電流
の大きさにより発振波長が可変なチューナブルレーザ1
3−11及び13−12、13−21及び13−22、
13−31及び13−32により構成されている。各レ
−ザ群13−1,13−2,13−3の各々において、
一方のチュ−ナブルレ−ザ13−11,13−21,1
3−31は発振波長帯域がλ11〜λ31の半導体レ−ザL
D1 により構成され、他方のチュ−ナブルレ−ザ13−
12,13−22,13−32は発振波長帯域がλ12〜
λ32の半導体レ−ザLD2 により構成されている。図4
は、これら各レ−ザLD1 及びLD2 の発振波長の割り
当て領域を模式的に示している。
【0014】14はスタ−カップラで、各チューナブル
レーザ13−11、13−12、13−21、13−2
2、13−31及び13−32の出力光を波長多重し全
出力に分配する。
【0015】15−1,15−2,15−3はフィルタ
群で、各々通過波長帯域が異なりスタ−カップラ14に
より波長多重された信号より特定の波長を選択する波長
固定の二つのフィルタ15−11及び15−12、15
−21及び15−22、15−31及び15−32によ
り構成されている。各フィルタの固定波長λijは、フィ
ルタ15−11がλ11、フィルタ15−12がλ12、フ
ィルタ15−21がλ21、フィルタ15−22がλ22、
フィルタ15−31がλ31、フィルタ15−32がλ32
に設定されている。なお、各フィルタ15−11〜15
−32は、例えばファブリペローフィルタやマッハツエ
ンダフィルタなどで実現される。
【0016】16−1,16−2,16−3は電気また
は光の出力スイッチ回路で、それぞれ後記する出力グル
−プ17−1,17−2,17−3対応に配置されてお
り、入力グル−プ17−1,17−2,17−3の各入
力リンクとフィルタ群15−1,15−2,15−3の
二つのフィルタ15−11及び15−12、15−21
及び15−22、15−31及び15−32との接続切
り替えを行う。
【0017】17は6本の出力リンクからなる出力リン
ク群で、2本の出力リンクを一つのグル−プとする三つ
の出力グル−プ17−1,17−2,17−3に区分け
されている。具体的には、出力グル−プ17−1は出力
リンク17−11及び17−12により、出力グル−プ
17−2は出力リンク17−21及び17−22によ
り、出力グル−プ17−3は入力リンク17−31及び
17−32によりそれぞれ構成されている。
【0018】本実施例では、入力リンク数が6のためレ
ーザの発振波長は6通り必要であるが、発振波長帯域を
図4に示すように2つに分割し、2種類のレーザLD
1、LD2を用いている。上記したように、レ−ザLD
1は波長λ11〜λ31の領域をカバーし、レ−ザLD2は
λ12〜λ32の領域をカバーしている。これらのレ−ザL
D1 とLD2 を各入力グループ毎に1個ずつ配置し、一
つの入力グループにおいて、一つの入力リンクは入力ス
イッチ回路によりレ−ザLD1 またはLD2 に接続され
る。同様に、一つの出力グループにおいて、一つの出力
リンクは二つの出力フィルタのいずれかに接続される。
【0019】図1の構成においては、各入力スイッチ回
路13−1,13−2,13−3から各出力スイッチ回
路16−1,16−2,16−3に対してレ−ザLD1
、LD2 を経由する2通りのルートが存在する。レ−
ザLD1 は入力スイッチ回路の上側の出力リンク位置に
あり、その発振波長をλ11〜λ31のいずれかに設定する
ことにより、その波長に対応した出力スイッチ回路の上
側の入力リンクに接続される。同様に、レ−ザLD2
は、入力スイッチ回路の下側の出力リンク位置にあり、
その発振波長をλ12〜λ32のいずれかに設定することに
より、その波長に対応した出力スイッチ回路の下側の入
力リンクに接続される。
【0020】これより図1は図5と等価なスイッチ構成
となる。すなわち、中間スイッチ18−1がレ−ザLD
1 経由のリンクに相当し、中間スイッチ18−2がレ−
ザLD2 経由のリンクに相当する。中間スイッチ18−
1を例にとると、ある入力スイッチ回路12−1,12
−2,12−3がどの出力スイッチ回路16−1,16
−2,16−3に接続されるかはレ−ザLD1 の発振波
長をλ11〜λ31のいずれかに設定するかに対応する。な
お、図5に示す構成は、従来、Closスイッチあるい
はBenesスイッチと呼ばれる、一般によく知られて
いる3段スイッチ構成であり、任意の入力リンクと出力
リンクを接続可能(ノンブロック)なものである。
【0021】なお、図1と図5の構成においては、入力
スイッチ回路または出力スイッチ回路の入出力リンク数
が等しい対称的なスイッチの例を示したが、一般には入
力スイッチおよび出力スイッチとも入出力リンク数が異
な非対称スイッチで構成される場合もある。
【0022】また、図3においては、入力スイッチサイ
ズを2×2とし、入力スイッチ数を3とした場合の例を
示した。一般に、入力スイッチサイズをS×Sとし入力
スイッチ数をRとした場合、全体のスイッチサイズがS
R×SRのスイッチをS種類の波長帯域を有するレーザ
をそれぞれR個ずつ使用することにより構成可能とな
る。これにより、1種類のレーザで全波長帯域をカーザ
する場合に比べて、1個のレーザのカバーする帯域は1
/Sに減少する。逆に言えば、1個のレーザの発振波長
帯域が小さくとも、カバーする波長帯域が異なるレーザ
を複数個用意することにより等価的に発振波長帯域を大
きくすることが可能である。
【0023】また、図1の実施例は従来の図2に対応し
ており、入力側にチューナブルレーザを配置し、出力側
に固定フィルタを配置した構成である。この反対に入力
側に発振波長が固定のレーザを配置し、出力側に選択波
長が可変のフィルタを配置する構成も可能である。この
場合、可変受信フィルタとしては、多セクション型のD
BRレーザを透過型の共振器として用いたり、高速にチ
ューニング可能なファブリペローフィルタなどが適用さ
れる。この場合でも、受信フィルタの可変波長帯域が限
定されており、本発明のように可変帯域の異なるフィル
タを複数組合わせることにより等価的に可変波長帯域を
大きくすることが可能である。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
以下に示す効果がある。
【0025】(1) 1個のレーザあるいはフィルタ動作波
長帯域が小さくとも、カバーする波長帯域が異なるレー
ザまたはフィルタを複数個用意することにより等価的に
動作波長帯域を大きくすることが可能である。
【0026】(2) 従来のように1本の入力リンクあるい
は出力リンク毎に複数のレーザまたはフィルタを配置す
るのではなく、グループ化された入力リンクあるいは出
力リンク毎に複数のレーザまたはフィルタを配置するた
め、必要となるレーザあるいはフィルタ個数が少なくて
よい。例えば入力スイッチサイズをS×Sとし、入力ス
イッチ数をRとした場合を例にとると、従来構成では1
本の入力リンク毎にS本のレーザを並列に設置するた
め、全体としてS2 ×R個のレーザが必要となるが、本
発明の構成ではS×R個のレーザでよい。全波長帯帯域
を20nm、1個のレーザの帯域を2nmとするとS=
10となり、1桁の改善効果が得られる。
【0027】(3) レーザ個数およびレーザ駆動回路など
を大幅に減少できることから、コストの低減化、回路規
模の小型化を実現できるとともに、消費電力を小さくで
きる。
【0028】
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】本発明に係る波長多重光スイッチ回路の一実施
例を示す構成図
【0030】
【図2】チューナブルレーザを用いた従来の波長多重光
スイッチ回路の構成図
【0031】
【図3】レーザの並列設置により動作帯域を拡張する従
来方式の説明図
【0032】
【図4】本発明の実施例におけるレーザの発振波長の割
当てを説明するための図
【0033】
【図5】本発明の実施例と等価な3段スイッチ構成図
【0034】
【符号の説明】
11…入力リンク群、11−1,11−2,11−3…
入力グル−プ、12−1,12−3,12−3…入力ス
イッチ回路、13−1,13−2,13−3…レ−ザ
群、13−11,13−12,13−21,13−2
2,13−31,13−32…チュ−ナブルレ−ザ、1
4…スタ−カップラ、15−1,15−2,15−3…
フィルタ群、15−11,15−12,15−21,1
5−22,15−31,15−32…フィルタ、16−
1,16−2,16−3…出力スイッチ回路、17…出
力リンク群、17−1,17−2,17−3…出力グル
−プ。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04Q 3/52 B 9076−5K

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の入力リンクを一つのグル−プとす
    る少なくとも一つの入力グループと、 入力グループ対応に設けられた発振波長帯域が異なる複
    数のレーザと、 入力グループ毎に対応して設けられ、当該入力グル−プ
    に収容される複数のレーザを各入力リンクに接続するた
    めの入力スイッチ回路と、 複数の出力リンクを一つのグル−プとする少なくとも一
    つの出力グループと、 出力グル−プ毎に対応して設けられた通過波長帯域が異
    なる複数のフィルタと、前記レ−ザの出力光を波長多重
    し各フィルタに分配する手段と、 出力グループ毎に対応して設けられ、当該出力グル−プ
    に収容される複数のフィルタを各出力リンクに接続する
    ための出力スイッチ回路とを備えたことを特徴とする波
    長多重光スイッチ回路。
JP3259299A 1991-10-07 1991-10-07 波長多重光スイツチ回路 Pending JPH05102934A (ja)

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JP3259299A JPH05102934A (ja) 1991-10-07 1991-10-07 波長多重光スイツチ回路

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115579721A (zh) * 2022-11-21 2023-01-06 中国航天三江集团有限公司 一种多波长激光的生成系统及方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115579721A (zh) * 2022-11-21 2023-01-06 中国航天三江集团有限公司 一种多波长激光的生成系统及方法

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