JPH0524494B2 - - Google Patents
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- JPH0524494B2 JPH0524494B2 JP61277310A JP27731086A JPH0524494B2 JP H0524494 B2 JPH0524494 B2 JP H0524494B2 JP 61277310 A JP61277310 A JP 61277310A JP 27731086 A JP27731086 A JP 27731086A JP H0524494 B2 JPH0524494 B2 JP H0524494B2
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Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は光通信等の光フアイバを用いた伝送系
における空間分割型光マトリツクススイツチに関
し、特に空間分割型光マトリツクススイツチにお
けるクロスポイントスイツチ数を最小に構成した
光スイツチネツトワークに関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a space-division type optical matrix switch in a transmission system using optical fibers such as optical communication, and particularly to a cross-point switch in a space-division type optical matrix switch. This invention relates to an optical switch network configured to minimize the number of optical switches.
[従来の技術]
従来、空間分割型光マトリツクススイツチにお
いてN×NマトリツクスのNの数が大きくなると
クロスポイントスイツチ数がN2のオーダーで増
加し、その実現が難しくなるためクロスポイント
スイツチ数を最小にする構成方法がいくつか検討
されている。例えば、第3図に示す光スイツチネ
ツトワークは光フアイバ10に接続され、双方向
の光信号を単一方向の入出力光信号に変換するカ
ツプラ11と、カツプラ11に光フアイバ10に
より接続される双方向の2×2クロスポイント光
スイツチ12(以下光スイツチと称する)を組み
合わせることにより、クロスポイントスイツチ数
を最小にしたものである。ここで、光スイツチ1
2は第4図イ及びロに示すようにロツドレンズ1
3と可動プリズム14から成り、ロツドレンズ1
3は光フアイバ10の出射光を平行光にし、又、
平行光を集光するためのもので、可動プリズム1
4はロツドレンズ13間の光路中又は光路外に機
械的に移動可能になつている。その動作は、第4
図イに示すように可動プリズム14がロツドレン
ズ13の間の光路中におかれた時は、aの光フア
イバ10より出射した光信号は、aのロツドレン
ズ13により平行光線に変換された後、可動プリ
ズム14によつて光路が切り換えられ、dのロツ
ドレンズ13に入射し、集光されてdの光フアイ
バ10へ接続される。同様にbの光フアイバ10
より出射した光信号はcの光フアイバ10に接続
される。この状態をクロス状態とよぶ。次に第4
図ロに示すように可動プリズム14がロツドレン
ズ13間の光路からはずされた時は、aの光フア
イバ10より出射した光信号はaのロツドレンズ
13、cのロツドレンズ13を通り、そのままc
の光フアイバ10に接続される。同様にbの光フ
アイバ10より出射した光信号はdの光フアイバ
10に接続される。この状態をスルー状態と呼
ぶ。[Prior art] Conventionally, in a space-division optical matrix switch, when the number of N in the N×N matrix increases, the number of cross-point switches increases on the order of N2 , and this becomes difficult to realize, so the number of cross-point switches has been reduced. Several configuration methods to minimize this are being considered. For example, the optical switch network shown in FIG. 3 is connected to an optical fiber 10 and a coupler 11 that converts a bidirectional optical signal into a unidirectional input/output optical signal, and the optical fiber 10 is connected to the coupler 11. By combining two-way 2×2 cross-point optical switches 12 (hereinafter referred to as optical switches), the number of cross-point switches is minimized. Here, light switch 1
2 is a rod lens 1 as shown in Fig. 4 A and B.
3 and a movable prism 14, the rod lens 1
3 converts the light emitted from the optical fiber 10 into parallel light, and
A movable prism 1 for condensing parallel light.
4 can be mechanically moved into or out of the optical path between the rod lenses 13. The operation is the fourth
As shown in Figure A, when the movable prism 14 is placed in the optical path between the rod lenses 13, the optical signal emitted from the optical fiber 10 a is converted into a parallel beam by the rod lens 13 a, and then the movable prism 14 is placed in the optical path between the rod lenses 13. The optical path is switched by the prism 14, and the light enters the rod lens 13 at d, where it is condensed and connected to the optical fiber 10 at d. Similarly, the optical fiber 10 of b
The optical signal emitted from the optical fiber 10 is connected to the optical fiber 10 of c. This state is called a cross state. Then the fourth
When the movable prism 14 is removed from the optical path between the rod lenses 13 as shown in FIG.
is connected to the optical fiber 10 of. Similarly, the optical signal emitted from the optical fiber 10 b is connected to the optical fiber 10 d. This state is called a through state.
次に、このような構成における第3図の光スイ
ツチネツトワークの動作について説明する。aの
光フアイバ10より出射した光信号は、カツプラ
11aを通り、光フアイバ10を経て光スイツチ
12Aへ入射する。光スイツチ12Aがクロス状
態の場合、光スイツチ12Aより出射した光信号
は光スイツチ12Bに入射される。ここで光スイ
ツチ12Bがクロス状態の時は、光信号はカツプ
ラ11bへ入射し、出射側b′の光フアイバ10に
接続される。光スイツチ12Bがスルー状態の時
は、光信号はカツプラ11cへ入射し光フアイバ
10c′に接続される。また光スイツチ12Aがス
ルー状態の場合は、光フアイバ10aから出射し
た光信号は、カツプラ11dを経て光フアイバ1
0d′に接続される。b,c,dの光フアイバ10
からの出射光も同様に光スイツチ12A及び光ス
イツチ12Bの状態を切換えることにより、所望
の出射側の光フアイバ10a′,b′,c′、又はd′に
接続することができる。 Next, the operation of the optical switch network shown in FIG. 3 in such a configuration will be explained. The optical signal emitted from the optical fiber 10a passes through the coupler 11a, passes through the optical fiber 10, and enters the optical switch 12A. When the optical switch 12A is in the cross state, the optical signal output from the optical switch 12A is input to the optical switch 12B. Here, when the optical switch 12B is in the cross state, the optical signal enters the coupler 11b and is connected to the optical fiber 10 on the output side b'. When the optical switch 12B is in the through state, the optical signal enters the coupler 11c and is connected to the optical fiber 10c'. Further, when the optical switch 12A is in the through state, the optical signal emitted from the optical fiber 10a passes through the coupler 11d and is transferred to the optical fiber 1.
Connected to 0d'. b, c, d optical fibers 10
Similarly, the light emitted from the optical switch 12A and the optical switch 12B can be connected to a desired output side optical fiber 10a', b', c', or d' by switching the states of the optical switch 12A and the optical switch 12B.
[発明が解決しようとする問題点]
このような従来の空間分割型光スイツチは、カ
ツプラ、光スイツチなどの個別部品で構成されて
いるので、これら構成部品と光フアイバとの接続
点での光の損失が接続点の数だけ累積されるとい
う欠点があり、また機械的に接続されているた
め、温度変動や振動等による性能の劣下が起こる
という欠点があつた。更に、2×2クロスポイン
ト光スイツチについては、可動式プリズムを用い
ているためスイツチングスピードが遅く、切替わ
る時に通過する光信号に影響を与えるなどの欠点
があつた。[Problems to be Solved by the Invention] Such a conventional space-division type optical switch is composed of individual parts such as a coupler and an optical switch. The disadvantage is that the loss is accumulated by the number of connection points, and since the connections are mechanical, the performance deteriorates due to temperature fluctuations, vibrations, etc. Furthermore, the 2×2 cross-point optical switch has drawbacks such as slow switching speed due to the use of a movable prism, which affects the optical signal passing through it when switching.
本発明はこのような従来の欠点を解消するため
になされたもので、スイツチングスピードが速
く、接続損失が低減され且つ環境条件による性能
劣下が防止された光スイツチネツトワークを提供
することを目的としている。 The present invention has been made to eliminate these conventional drawbacks, and aims to provide an optical switch network that has high switching speed, reduced connection loss, and prevents performance deterioration due to environmental conditions. The purpose is
[問題点を解決するための手段]
このような目的を達成するため、本発明の光ス
イツチネツトワークは、基板上に配設され双方向
からの光をスイツチする第1、第2の薄膜型光ス
イツチ、第1、第2反射コーナー及び光導波路を
備え、前記光導波路は、前記基板の同一側に形成
された入力端子と出力端子とから成る入出力端子
に光結合器を介して連結され、入力光及び出力光
を双方向に伝搬するものであり、前記第1反射コ
ーナー及び前記第1薄膜型光スイツチを介して第
1入出力端子と第2入出力端子との間に配設され
ると共に、前記第2薄膜型光スイツチ、前記第2
反射コーナー、前記第1薄膜型光スイツチ及び前
記第2薄膜型光スイツチを介して第3入出力端子
と第4入出力端子との間に配設されていることを
特徴としている。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the optical switch network of the present invention includes first and second thin film type networks disposed on a substrate and switching light from both directions. An optical switch, first and second reflective corners, and an optical waveguide are provided, and the optical waveguide is connected via an optical coupler to an input/output terminal consisting of an input terminal and an output terminal formed on the same side of the substrate. , which propagates input light and output light in both directions, and is disposed between a first input/output terminal and a second input/output terminal via the first reflective corner and the first thin film optical switch. and the second thin film optical switch;
It is characterized in that it is disposed between a third input/output terminal and a fourth input/output terminal via a reflective corner, the first thin film optical switch, and the second thin film optical switch.
[実施例]
以下、本発明の好ましい実施例を図面に基き説
明する。[Examples] Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は基板1上に形成された4×3光スイツ
チネツトワークを示す図で、基板1上に光導波路
2、一対の電極から成る第1薄膜型光スイツチと
しての薄膜型2×2光スイツチ(以下、薄膜型光
スイツチと称する)4A、第2薄膜型光スイツチ
としての薄膜型光スイツチ4B、第1反射コーナ
ーを構成する反射コーナー51,52及び第2反射
コーナーを構成する反射コーナー53,54が形成
されている。第1〜第4入出力端子はそれぞれ入
力端子と出力端子との組で、第1入出力端子の入
力端子及び出力端子はそれぞれ光フアイバa,
a′を介して光導波路2に接続され、更に光結合器
2Aによつて1本の光導波路2に接続される。同
様に第2、第3及び第4入出力端子の各入力端子
及び出力端子はそれぞれ光結合器2D,2B,2
Cを介して1本の光導波路2に接続される。 FIG. 1 is a diagram showing a 4×3 optical switch network formed on a substrate 1, in which a thin film type 2×2 optical switch is formed as a first thin film type optical switch consisting of an optical waveguide 2 and a pair of electrodes on the substrate 1. switch (hereinafter referred to as a thin film optical switch) 4A, a thin film optical switch 4B as a second thin film optical switch, reflection corners 5 1 and 5 2 forming the first reflection corner, and reflection forming the second reflection corner. Corners 5 3 and 5 4 are formed. The first to fourth input/output terminals are each a pair of input terminal and output terminal, and the input terminal and output terminal of the first input/output terminal are optical fibers a,
It is connected to the optical waveguide 2 via a', and further connected to one optical waveguide 2 by an optical coupler 2A. Similarly, each input terminal and output terminal of the second, third and fourth input/output terminals are connected to optical couplers 2D, 2B and 2, respectively.
It is connected to one optical waveguide 2 via C.
光導波路2が反射コーナー51,52、薄膜型光
スイツチ4Aを介して第1入出力端子と第2入出
力端子との間に配設されている。第1入出力端子
は、光フアイバa,a′に接続されている。第2入
出力端子は光フアイバd,d′に接続されている。
また、光導波路2は、薄膜型光スイツチ4B、反
射コーナー53,54、薄膜型光スイツチ4A及び
薄膜型光スイツチ4Bを介して第3入出力端子と
第4入出力端子間に配設され、入出力光が双方向
に伝搬するように構成されている。第3入出力端
子は光フアイバb,b′に接続され又、第4入出力
端子は光フアイバc,c′に接続されている。 The optical waveguide 2 is arranged between the first input/output terminal and the second input/output terminal via the reflective corners 5 1 and 5 2 and the thin film optical switch 4A. The first input/output terminals are connected to optical fibers a and a'. The second input/output terminals are connected to optical fibers d, d'.
Further, the optical waveguide 2 is arranged between the third input/output terminal and the fourth input/output terminal via the thin film optical switch 4B, the reflective corners 5 3 , 5 4 , the thin film optical switch 4A, and the thin film optical switch 4B. It is configured so that input and output light propagates in both directions. The third input/output terminal is connected to optical fibers b, b', and the fourth input/output terminal is connected to optical fibers c, c'.
基板1は例えばY−cut LiNbO3基板から成
り、その表面にチタン膜をスパツタ法等で形成
し、フオトリソグラフイ法によりパターニングし
た後、1000℃前後の温度で拡散することにより、
Ti拡散光導波路2を形成する。薄膜型光スイツ
チ4A,4Bは第2図に示すように、光導波路2
の交差部21に一定間隔のギヤツプをもつて配置
された電極3,3′から成る。その作用について
は後述する。反射コーナー51乃至54は光導波路
2の直角コーナー部22にイオンミリング法等に
より形成した溝型の反射コーナーで、光導波路2
を通過する光信号を直角に曲げる。また光フアイ
バ6はLiNbO3基板1の端面を鏡面研磨したのち
光導波路2と光軸を調整し、基板1に固定され
る。 The substrate 1 is made of, for example, a Y-cut LiNbO 3 substrate, and a titanium film is formed on its surface by sputtering, patterned by photolithography, and then diffused at a temperature of about 1000°C.
A Ti diffused optical waveguide 2 is formed. As shown in FIG. 2, the thin film type optical switches 4A and 4B
The electrodes 3 and 3' are arranged at the intersection 21 of the electrodes with a gap at a constant interval. Its effect will be described later. The reflective corners 5 1 to 5 4 are groove-shaped reflective corners formed at the right-angled corners 22 of the optical waveguide 2 by ion milling or the like.
bends the optical signal passing through it at right angles. Further, the optical fiber 6 is fixed to the substrate 1 after mirror polishing the end face of the LiNbO 3 substrate 1, adjusting the optical axis with the optical waveguide 2.
まず、第2図の薄膜型光スイツチについて説明
する。電極3に電圧Vが印加されていない状態で
はaの光フアイバ6より出射した光信号は光導波
路2を経て電極3の下部を通過し、dの光フアイ
バ6に接続される。同様に、bの光フアイバ6の
光信号はcの光フアイバ6に接続される。この状
態をクロス状態とよぶ。一方、電極3に電圧Vが
印加されている状態では電極3,3′のギヤツプ
部の屈接率が電気光学効果により変化するため、
aの光フアイバ6より出射した光信号はこの電極
ギヤツプ部で反射され、cの光フアイバ6に接続
される。同様にbの光フアイバ6より出射した光
信号はdの光フアイバ6に接続される。この状態
をスルー状態とよぶ。 First, the thin film type optical switch shown in FIG. 2 will be explained. When the voltage V is not applied to the electrode 3, the optical signal emitted from the optical fiber 6 a passes through the optical waveguide 2 and below the electrode 3, and is connected to the optical fiber 6 d. Similarly, the optical signal of the optical fiber 6 of b is connected to the optical fiber 6 of c. This state is called a cross state. On the other hand, when the voltage V is applied to the electrode 3, the refractive index of the gap portion of the electrodes 3 and 3' changes due to the electro-optic effect.
The optical signal emitted from the optical fiber 6 a is reflected at this electrode gap and connected to the optical fiber 6 c. Similarly, the optical signal emitted from the optical fiber 6 b is connected to the optical fiber 6 d. This state is called a through state.
次に、第1図の4×3光スイツチネツトワーク
の動作について説明する。aの光フアイバ6より
出射した光信号は光導波路2を経て反射コーナー
51,52で進行方向を変えられた後、薄膜型光ス
イツチ4Aに入射する。薄膜型光スイツチ4Aの
電極3に電圧Vが印加されスルー状態になつてい
ると、光信号はその電極ギヤツプ部で反射され、
光導波路2を通つて次の薄膜型光スイツチ4Bに
入射する。次の薄膜型光スイツチ4Bも電圧が印
加されスルー状態の場合は、光信号はその電極ギ
ヤツプ部でも反射され、光導波路2を介してb′の
光フアイバ6に接続される。薄膜型光スイツチ4
Bに電圧が印加されずクロス状態の場合は、光信
号はc′の光フアイバ6に接続される。また、薄膜
型光スイツチ4Aに電圧が印加されずクロス状態
になつている場合は、aの光フアイバ6からの光
信号はd′の光フアイバ6に接続される。同様に、
b,c,dの光フアイバ6から出射される光信号
も薄膜型光スイツチ4A,4Bの印加電圧を
ON,OFF制御することにより所望の出射側a′,
b′,c′又はd′の光フアイバ6に接続することがで
きる。反射コーナー53,54を通る経路について
も、薄膜型光スイツチ4A,4Bの印加電圧を
ON,OFF制御することにより類似の動作を行な
い、所望の出射側の光フアイバ6に接続すること
ができる。 Next, the operation of the 4.times.3 optical switch network of FIG. 1 will be explained. The optical signal emitted from the optical fiber 6 of a passes through the optical waveguide 2, has its traveling direction changed at the reflection corners 5 1 and 5 2 , and then enters the thin film type optical switch 4A. When the voltage V is applied to the electrode 3 of the thin film optical switch 4A and it is in the through state, the optical signal is reflected at the electrode gap,
The light passes through the optical waveguide 2 and enters the next thin-film optical switch 4B. When the next thin film optical switch 4B is also in the through state due to voltage being applied, the optical signal is also reflected at its electrode gap portion and is connected to the optical fiber 6 of b' via the optical waveguide 2. Thin film optical switch 4
When no voltage is applied to B and it is in a cross state, the optical signal is connected to the optical fiber 6 of c'. Further, when no voltage is applied to the thin film optical switch 4A and it is in a crossed state, the optical signal from the optical fiber 6 a is connected to the optical fiber 6 d'. Similarly,
The optical signals emitted from the optical fibers 6 b, c, and d also change the voltage applied to the thin film optical switches 4A and 4B.
By controlling ON and OFF, the desired output side a′,
It can be connected to optical fiber 6 b', c' or d'. Regarding the path passing through the reflective corners 5 3 and 5 4 , the voltage applied to the thin film optical switches 4A and 4B is
A similar operation can be performed by controlling ON and OFF, and connection can be made to a desired optical fiber 6 on the output side.
なお、上記実施例では4×3光スイツチネツト
ワークについて取り上げたが、本発明は上記実施
例に限らずN×M光マトリツクススイツチにおい
てクロスポイントスイツチ数を最小にする構成に
ついて同様の適応が可能である。 Although the above embodiment deals with a 4x3 optical switch network, the present invention is not limited to the above embodiment, but can be similarly applied to a configuration that minimizes the number of crosspoint switches in an NxM optical matrix switch. It is.
[発明の効果]
したがつて、本願発明によれば、スイツチング
スピードの高速化、環境条件による性能の劣化防
止が可能になり又集積化により量産が可能になり
コストダウンが図れるという効果が生じるばかり
でなく、特に、2個の薄膜型クロスポイント光ス
イツチを使用しているにすぎないため、構成が極
めて簡単になり又接続損失を低減することが可能
になるという効果が生じます。[Effects of the Invention] Therefore, according to the present invention, it is possible to increase the switching speed, prevent performance deterioration due to environmental conditions, and mass production is possible through integration, resulting in cost reduction. In addition, since only two thin-film cross-point optical switches are used, the configuration is extremely simple and connection loss can be reduced.
第1図は本発明の光スイツチネツトワークの一
実施例を示す図、第2図は薄膜型2×2光スイツ
チを示す図、第3図は従来の光スイツチネツトワ
ークを示す図、第4図は可動プリズム型2×2光
スイツチを示す図である。
1……基板、2……光導波路、3,3′……電
極、4A……第1薄膜型光スイツチ(薄膜型光ス
イツチ)、4B……第2薄膜型光スイツチ(薄膜
型光スイツチ)、51,52……第1反射コーナー
を構成する反射コーナー、53,54……第2反射
コーナーを構成する反射コーナー、6……光フア
イバ、21……交差部、22……コーナー部。
Fig. 1 shows an embodiment of the optical switch network of the present invention, Fig. 2 shows a thin film type 2x2 optical switch, Fig. 3 shows a conventional optical switch network, and Fig. 4 shows a conventional optical switch network. The figure shows a movable prism type 2×2 optical switch. 1... Substrate, 2... Optical waveguide, 3, 3'... Electrode, 4A... First thin film optical switch (thin film optical switch), 4B... Second thin film optical switch (thin film optical switch) , 5 1 , 5 2 ...Reflection corner forming the first reflection corner, 5 3 , 5 4 ...Reflection corner forming the second reflection corner, 6 ... Optical fiber, 21 ... Intersection, 22 ... Corner section.
Claims (1)
する第1、第2の薄膜型光スイツチ、第1、第2
反射コーナー及び光導波路を備え、 前記光導波路は、前記基板の同一側に形成され
た入力端子と出力端子とから成る入出力端子に光
結合器を介して連結され、入力光及び出力光を双
方向に伝搬するものであり、前記第1反射コーナ
ー及び前記第1薄膜型光スイツチを介して第1入
出力端子と第2入出力端子との間に配設されると
共に、前記第2薄膜型光スイツチ、前記第2反射
コーナー、前記第1薄膜型光スイツチ及び前記第
2薄膜型光スイツチを介して第3入出力端子と第
4入出力端子との間に配設されていることを特徴
とする光スイツチネツトワーク。[Scope of Claims] 1. First and second thin film type optical switches disposed on a substrate and switching light from both directions;
It includes a reflective corner and an optical waveguide, and the optical waveguide is connected via an optical coupler to an input/output terminal consisting of an input terminal and an output terminal formed on the same side of the substrate, and connects both input light and output light. The optical switch is disposed between the first input/output terminal and the second input/output terminal via the first reflective corner and the first thin film optical switch, and is disposed between the first input/output terminal and the second input/output terminal, and The optical switch is disposed between a third input/output terminal and a fourth input/output terminal via an optical switch, the second reflective corner, the first thin film optical switch, and the second thin film optical switch. optical switch network.
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JP61277310A JPS63129325A (en) | 1986-11-19 | 1986-11-19 | Optical switch network |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61277310A Granted JPS63129325A (en) | 1986-11-19 | 1986-11-19 | Optical switch network |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63129325A (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6061487A (en) * | 1997-04-30 | 2000-05-09 | Nok Corporation | Optical waveguide circuit, optical branched waveguide circuit, and optical modulator |
JP2011203572A (en) * | 2010-03-26 | 2011-10-13 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | Four port optical switch |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59168414A (en) * | 1983-03-16 | 1984-09-22 | Nec Corp | Reflection type multichannel optical switch |
-
1986
- 1986-11-19 JP JP61277310A patent/JPS63129325A/en active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59168414A (en) * | 1983-03-16 | 1984-09-22 | Nec Corp | Reflection type multichannel optical switch |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS63129325A (en) | 1988-06-01 |
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