JPH06258546A - 光分配素子、光分配回路及び分配回路構成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、複数の光信号を複数の加入
者へ分配するための光スイッチを提供することにある。 【構成】 複数の光情報信号を伝搬する光路は、複数の
加入者へ光を伝送する光路と交差している。交点には、
リクエストされた光情報信号を分岐する光分岐部２０を
配置する。光情報信号は分岐による損失を光増幅により
補償されることによって一定の強度を保ちながら全ての
加入者へ信号を分配できるように構成する。 【効果】 複数の加入者に同じ光信号を分配できる。ま
た、光情報信号数や加入者数の増加に対応して拡張が容
易である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ通信に用い
る光素子に係り、特にケーブルテレビに代表されるよう
な情報分配型の光ネットワークに好適な光素子及びその
構成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】通信ネットワークは、これまでは電子回
路の技術に支えられてきた（参照文献「デジタル電話交
換」秋山稔 他著、産業図書、昭和６１年出版）。最近
は、高速かつ遠距離まで伝送可能な光ファイバ通信の発
達が著しく、通信の光化が進んでいる。

【０００３】そのなかで、情報分配型の光ネットワーク
は、より多くの情報をより多くの端末へ分配する方向へ
進歩している。光ケーブルテレビを例にとると、チャネ
ル数の増加や、加入者数の増加の方向である。加入者の
持つ受信器の信号選択能力を超えるほどチャネル数が増
加すると、光ネットワークによる光信号の分配方法とし
て、加入者からのリクエストに従って必要な信号のみを
加入者に分配する方法が必要になってくる。これを現在
ある素子にて実現しようとすると、その構成は図２に示
すようになる。各チャネルの信号１−１から１−ｍを光
増幅分配器２−１から２−ｍによって、各加入者（１か
らｎ）に対応したセレクタ３−１から３−ｎに分配す
る。各加入者へは、各リクエスト信号５−１から５−ｎ
に従って各セレクタ３−１から３−ｎにより選択した分
配信号４−１から４−ｎを加入者に送出する。

【０００４】光増幅分配器２−１から２−ｍは、光増幅
器と光カプラの組合せにより実現できる。また、光信号
のセレクタとしては、文献「ジャーナル・オブ・ライト
ウェーブ・テクノロジー第９巻、７号、（1991）、８７
１頁（Journal of LightwaveTechnology Vol.9, No.7.
(1991) P.871）」に説明されているような光スイッチを
応用することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記従来方式では、加
入者数やチャネル数の増加は、増幅分配数や選択できる
チャネル数を大きくするため、分岐用光カプラや光スイ
ッチおよびそれらの結線の規模が大きくなる問題があっ
た。また、選択されないチャネルの信号も増幅するた
め、不要な電力消費をする問題があった。さらに、チャ
ネルの増加にともない、光スイッチを入力数の多い光ス
イッチと交換する必要があり、拡張性に問題があった。
また、前記従来方式では、選択されることの少ないチャ
ネルのための増幅分配や光伝送路が必要であったため、
ほとんど用いられることのない部品により規模が増大す
る問題があった。

【０００６】本発明の目的は、光信号の分岐と選択を一
つの光素子にて実現することにより光分配回路の規模を
縮小することにある。

【０００７】また、本発明の他の目的は、選択した加入
者数に応じた光増幅をすることにより、消費電力を抑え
ることにある。

【０００８】また、本発明の他の目的は、チャネル数の
増加に対応し、新たな部品を付加するだけで容易に拡張
できる光分配回路を提供することにある。

【０００９】さらに、本発明の他の目的は、各チャネル
の選択される確率を考慮して、光分配回路の規模を縮小
可能な構成方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、二つの
光路と前記光路間を接続する光分岐素子と光増幅部とか
ら構成される光分配素子を、前記二つの光路が各々行と
列に対応するようにマトリックス接続した光分配回路に
より達成される。

【００１１】また、本発明の他の目的は、前記光分配素
子をｍ１×ｎ１マトリックスとｎ１×ｎ２マトリックス
とｍ２×ｎ２マトリックスに接続した光回路から構成さ
れる光分配回路において、ｍ１×ｎ１マトリックス光回
路のｎ１個の光出力を、ｎ１×ｎ２マトリックス光回路
のｎ１個の光入力に接続し、ｎ１×ｎ２マトリックス光
回路のｎ２個の光出力をｍ２×ｎ２マトリックス光回路
のｎ２個の光入力に接続することより達成される。

【００１２】

【作用】本発明では、各行に対応する光路に各チャネル
の信号を入力し、加入者に対応する各列の光路から選択
されたチャネルの信号が出力される。光分岐素子は、各
加入者のリクエストにしたがって、チャネルの信号を加
入者に対応した光路に分岐する。光増幅部は、分岐によ
って生じた信号強度の損失を補償をするように働く。

【００１３】したがって本発明によれば、信号の分岐と
選択を一つの光分岐素子にて実現できるため、規模を小
さくできる。

【００１４】また、分岐や伝搬により生じた損失のみを
補償するように増幅しており、選択されないチャネルの
信号を増幅しないため消費電力を抑制できる。

【００１５】さらに、光分配回路をマトリックスに構成
することにより、チャネルの増加や加入者の増加を行や
列に対応させて増設することを可能としているため、既
設の装置を利用して容易に拡張できる。

【００１６】また、ｍ１×ｎ１マトリックス光回路とｎ
１×ｎ２マトリックス光回路とｍ２×ｎ２マトリックス
光回路により構成される光分配回路は、ｍ１個とｍ２個
のチャネルをｎ２件の加入者に分配することができる。
ｍ２×ｎ２マトリックス光回路は、リクエストされる件
数の多いｍ２個のチャネルはｎ２件の全加入者がリクエ
ストできるようにしている。また、ｎ１×ｎ２マトリッ
クス光回路は、リクエストされる件数の合計がｎ１件以
下と少ないｍ１個のチャネルを選択する加入者を、ｎ２
件からｎ１件以内（ｎ１＜ｎ２）に絞り込んでいる。ｍ
１×ｎ１マトリックス光回路は、絞られたｎ１件以内の
加入者がｍ１個のチャネルを選択できるようにしてい
る。

【００１７】本発明によれば、基本的な構成においてｍ
１×ｎ２マトリックスを必要としていたｍ１個のチャネ
ルの分配に対して、ｍ１×ｎ１マトリックス光回路とｎ
１×ｎ２マトリックス光回路により実現できるため規模
を小さくすることができる。

【００１８】

【実施例】本発明による第１の実施例として、光分配素
子の基本的構成を図１に示す。光分配素子１０−１は、
光入力１１と光出力１３を持つ第１の光路と、光入力１
２と光出力１４を持つ第２の光路と、第１の光路と第２
の光路の交差部分に配置された光分岐部２０から構成さ
れている。光分岐部２０は、非分岐／分岐の二つのモー
ドで動作する。

【００１９】非分岐モードでは、光入力１１の光信号は
光出力１３にのみ出力され、光出力１４には出力されな
い。同様に、光入力１２からの光信号は光出力１４にの
み出力され、光出力１３には出力されない。一方分岐モ
ードでは、光入力１１からの光信号は、光出力１３へ出
力されるとともに、一部は分岐されて、光出力１４から
も出力される。また、分岐モードにおける光入力１２か
らの光信号は、光出力１３へは出力されない。但し、光
入力１２から光信号が入力されていない状態でのみ分岐
モードになるシステムにおいては、光入力１２を伝搬す
る光信号が、光出力１３へ分岐可能な状態であってもよ
い。分岐モードにおける光入力１２からの光信号の光出
力１４への出力は、利用するシステムにより異なった動
作をし、出力される場合と出力されない場合がある。

【００２０】次に、ｍ×ｎマトリックスに配列された第
１の実施例としての光分配素子１０−２の基本的構成を
図３に示す。ｍ本の第１の光路とｎ本の第２の光路とそ
の交点に配置されたｍ×ｎ個の光分岐部２０から構成さ
れている。ｍ本の第１の光路は、各々光入力１１−１か
ら１１−ｍおよび光出力１３−１から１３−ｍを持って
おり、ｎ本の第２の光路は、各々光入力１２−１から１
２−ｎおよび光出力１４−１から１４−ｎを持ってい
る。

【００２１】各光分岐部２０は、非分岐／分岐の二つの
モードで動作する。非分岐モードでは、第１の光路を伝
搬してきた光信号は第１の光路へのみ出力され、第２の
光路を伝搬してきた光信号は第２の光路へのみ出力され
る。一方分岐モードでは、第１の光路を伝搬してきた光
信号は、第１の光路へ出力されるとともに第２の光路へ
も一部が分岐されて出力される。また、分岐モードにお
ける第２の光路を伝搬してきた光信号は、第１の光路へ
は出力されない。但し、第２の光路から光信号が伝搬し
てこない状態でのみ分岐モードになるシステムにおいて
は、第２の光路を伝搬してきた光信号が、第１の光路へ
分岐可能な状態であってもよい。分岐モードにおける第
２の光路からの光信号の第２の光路への出力は、利用す
るシステムにより異なった動作をし、出力される場合と
出力されない場合がある。

【００２２】次に、光分配素子１０−２の光信号分配動
作を、光入力１１−ｉから光出力１４−ｊへ分配すると
きを例に説明する。分配動作に関係する光分岐部２０の
うちｊ列目の光分岐部２０−１，ｊからｍ，ｊおよび、
ｉ行目の光分岐部２０−ｉ，１からｉ，ｎは、光分岐部
２０−ｉ，ｊのみ分岐モードにて動作し、他の光分岐部
２０は非分岐モードにて動作する。光入力１１−ｉから
の光信号は、非分岐モードで動作している光分岐部２０
−ｉ，１からｉ，（ｊ−１）を通って、第１の光路を伝
搬し、光分岐部２０−ｉ，ｊに到達する。分岐モードで
動作している光分岐部２０−ｉ，ｊでは、第２の光路へ
分岐される。分岐されたチャネルｉの光信号は、非分岐
モードで動作する光分岐部２０−（ｉ＋１），ｊから
ｍ，ｊを通って光出力１４−ｊから出力される。

【００２３】第１の実施例では、光分岐部２０によって
選択する信号の分岐をしているため、信号の分岐と選択
を一つの光素子にて実現できるため、光分配回路の規模
を小さくできる。

【００２４】本発明による第２の実施例としての光分配
素子１０−３の構成を図４に示す。光分配素子１０−３
は、光入力１１と光出力１３と光増幅部１６を持つ第１
の光路と、光入力１２と光出力１４を持つ第２の光路
と、第１の光路と第２の光路の交差部分に配置された光
分岐部２０から構成されている。光分岐部２０および、
光増幅部１６は、制御信号１５にしたがい非分岐／分岐
の二つのモードで動作する。

【００２５】非分岐モードでは、光入力１１の光信号は
光増幅部１６において増幅されず、光分岐部２０におい
て光出力１３にのみ出力され、光出力１４には出力され
ない。同様に、光入力１２からの光信号は光出力１４に
のみ出力され、光出力１３には出力されない。一方分岐
モードでは、光入力１１からの光信号は、光増幅部１６
において増幅され、光出力１３への出力されるととも
に、一部は分岐されて、光出力１４からも出力される。
また、分岐モードにおける光入力１２からの光信号は、
第１の実施例と同様にシステムにより異なる。

【００２６】第２の実施例では、光分岐部２０において
光信号を分岐することにより生じる分岐損失を、光増幅
部１６において補償するように増幅できる。分岐されな
い光信号を増幅する必要が無いため、消費電力を抑える
ことができる。

【００２７】本発明による第３の実施例としての光分配
素子１０−４の構成を図５に示す。光分配素子１０−４
は、光入力１１と光出力１３と光増幅部１６を持つ第１
の光路と、光入力１２と光出力１４と光増幅部１７を持
つ第２の光路と、第１の光路と第２の光路の交差部分に
配置された光分岐部２０から構成されている。光分岐部
２０および、光増幅部１６は、制御信号１５にしたがい
非分岐／分岐の二つのモードで動作する。

【００２８】非分岐モードでは、光入力１１の光信号
は、光分岐部２０において第１の光路にのみ出力され、
光増幅部１６において伝搬損失分を補償するよう増幅さ
れる。光出力１３には、光入力１１と同じ強度の光信号
が出力され、光出力１４には出力されない。同様に、光
入力１２からの光信号は、光増幅部１７において伝搬損
失分を補償するよう増幅され、光分岐部２０において第
２の光路にのみ出力される。光出力１４には、光入力１
２と同じ強度の光信号が出力され、光出力１３には出力
されない。一方分岐モードでは、光入力１１からの光信
号は、光増幅部１６において増幅され、光出力１３へは
光入力１１と同じ強度の光信号が出力されるとともに、
一部は分岐されて光出力１４からも出力される。また、
分岐モードにおける光入力１２からの光信号は、光増幅
部１７において固定の増幅率で増加されるが、光分岐部
での動作は、第１の実施例と同様システムにより異な
る。

【００２９】第３の実施例では、非分岐／分岐のモード
に関係無く、光入力１１の信号は同じ強度の光信号とし
て光出力１３から出力される。同様に、光入力１２の信
号は同じ強度の光信号として光出力１４から出力され
る。

【００３０】本発明による光分配回路６−１の実施例に
ついて説明する。光分配回路６−１は１以上のｍ行、１
以上のｎ列の光分配素子１０を１以上のｋ行、１以上の
ｈ列に配置し、接続してできる。図６には、ｎ＝ｍ＝ｋ
＝２，ｈ＝３の場合の光分配回路の構成を示した。光分
配回路に入力される情報信号１−１から１−４は、１列
目の光分配素子１０−１，１から１，２の各光入力１１
に入力される。各列（１，２列目）の光分配素子の各光
出力１３は、次の列（２，３列目）の対応する光入力１
１に接続される。最後の列（３列目）の光出力１３は接
続されない。また、最初の行の光入力１２も接続されな
い。各行（１行目）の光出力１４は、次の行（２行目）
の光入力１２に接続される。最後の行（２行目）の光出
力１４は、加入者への光出力４−１から４−６である。
これにより４入力、６出力の光分配回路が構成できる。

【００３１】本実施例によれば、６件の加入者に、任意
の４チャネルの光信号を分配することができる。複数の
加入者にたいして、同じチャネルの光信号を分配するこ
とも可能である。

【００３２】また、本実施例は、ｈを増加させることに
より、チャネル数を増加することが可能であり、ｋを増
加させることで、加入者数を増加させることが可能であ
る。接続されていない１行目の光入力１２、および、最
終列（３列目）の光出力１３に光分配素子１０を接続す
ることで、回路規模の拡張が容易にできる。

【００３３】光分配回路６の規模を拡張する上で、光路
での伝搬損失および、光分岐部２０での分岐損失は、光
信号の強度減衰による限界を生じる。本発明の第２の実
施例では、分岐損失を補償することができるので、規模
拡張の限界を広げることができる。また、第３の実施例
では、光分配素子１０−４をマトリックスに接続したと
き、光増幅部１６の働きにより第１の光路を伝搬する光
信号強度が減衰しない。同様に、光増幅部１７の働きに
より第２の光路を伝搬する光信号も強度が減衰しない。
したがって、列の数や行の数を拡張するとき、第１の光
路および第２の光路上での分岐や伝搬による損失による
制限を無くすことができる。

【００３４】次に、光分岐部２０の具体的構成例を示
す。最も基本的な構成は、反射率を制御可能な部分反射
鏡を用いて光信号の伝搬方向を変化させる方法である。
図７は、第１の光分岐部２０−１の構成図である。光入
力１１と光出力１３を結ぶ第１の光路と、光入力１２と
光出力１４を結ぶ第２の光路と、第１の光路と第２の光
路の交点に制御信号１５に制御された可変部分反射鏡２
１が配置しされている。非分岐モードでは、可変部分反
射鏡２１が光信号を透過させるため、光入力１１及び光
入力１２からの光信号は、各々光出力１３及び光出力１
４から出力される。また、分岐モードでは、可変部分反
射鏡２１が部分反射することにより、光入力１１からの
光信号が分岐され光出力１４から出力される。ただし、
可変部分反射鏡２１は部分反射するため、光入力１２か
らの光信号は光出力１３からも出力される。

【００３５】本実施例によれば、第１の光路に入力され
る光信号の一部を分岐し、第２の光路に取りだすことが
可能である。

【００３６】次に、第１の光路と第２の光路を第３の光
路で接続し、二つの接続点で２回伝搬方向を変換させる
方法がある。図８は、第２の光分岐部２０−２の構成図
である。

【００３７】光入力１１と光出力１３を結ぶ第１の光路
と、光入力１２と光出力１４を結ぶ第２の光路と、第１
の光路と第２の光路とに接続された第３の光路を有して
いる。また、第１の光路と第３の光路の交点、および第
３の光路と第２の光路の交点の各々に、制御信号１５に
制御された可変部分反射鏡２１が配置しされている。非
分岐モードでは、可変部分反射鏡２１が光信号を透過さ
せるため、光入力１１及び光入力１２からの光信号は、
各々光出力１３及び光出力１４から出力される。また、
分岐モードでは、可変部分反射鏡２１が部分反射するこ
とにより、光入力１１からの光信号が分岐され第３の光
路を伝搬し、再び分岐され第２の光路を伝搬し、光出力
１４から出力される。光入力１２からの光信号は一部透
過して光出力１４から出力されるが、光出力１３には出
力されない。

【００３８】本実施例のように２回反射させることによ
り、第２の光路に入力される光信号が、第１の光路へ分
岐することがなくなる。これにより、第１の光路の光信
号に第２の光路の光信号による混信がなくなる。

【００３９】また、本実施例の第３の光路と第２の光路
の交点に可変部分反射鏡２１配置にしたことによって、
光出力１４から波長多重信号を出力することが可能にな
る。

【００４０】さらに、分岐した信号を光増幅すること
で、分岐した光信号のＳ／Ｎを良くすることができる。
図９は、第３の光分岐部２０−３の構成図である。

【００４１】本実施例は、前記第２の光分岐部２０−２
の第３の光路に、制御信号１５に制御された光増幅部２
２を配置した構成である。非分岐モードでは、第２の光
分岐部２０−２同様に、可変部分反射鏡２１が光信号を
透過させるため、光入力１１及び光入力１２からの光信
号は、各々光出力１３及び光出力１４から出力される。
分岐モードでは、可変部分反射鏡２１が部分反射するこ
とにより、光入力１１からの光信号が分岐され第３の光
路を伝搬し、光増幅部２２において増幅され、つぎの可
変部分反射鏡２１において分岐され第２の光路を伝搬
し、光出力１４から出力される。光入力１２からの光信
号は一部透過して光出力１４から出力されるが、光出力
１３には出力されない。

【００４２】本実施例のように分岐直後に光増幅するこ
とにより、分岐した出力光信号のＳ／Ｎの高く維持する
効果がある。このことは、分岐光信号の最小許容強度を
小さくできるため、可変部分反射鏡２１の反射率を小さ
くできる効果がある。

【００４３】次に、光増幅部２２は非分岐モードにおい
て光信号を吸収減衰する働きがある。光信号が分岐され
て第３の光路を伝搬してきても、非分岐モードでは第２
の光路へ伝搬されないことになるため、信号の分岐を固
定の部分反射鏡を用いて実現することができる。図１０
は、第４の光分岐部２０−４の構成図である。

【００４４】本実施例は、前記第３の光分岐部２０−３
の第１の光路と第３の光路の交点に配置した可変部分反
射鏡２１を、固定部分反射鏡２３に置き換えた構造であ
る。光入力１２からの光信号は第２の光分岐部と同様
に、非分岐モードでも分岐モードでも、光出力１４にの
み出力され、光出力１３へは出力されない。光入力１１
からの光信号は、非分岐モードでは、固定部分反射鏡２
３によって光出力１３に出力されるとともに、第３の光
路に分岐される。非分岐モードにおける光増幅部２２は
光信号を吸収減衰させるため、光出力１４へ出力されな
い。分岐モードでは、固定部分反射鏡２３によって光出
力１３に出力されるとともに、第３の光路に分岐され
る。分岐モードにおける光増幅部２２は光信号を増幅す
るため、可変部分反射鏡２１が部分反射することによ
り、再び分岐され第２の光路を伝搬し、光出力１４から
出力される。

【００４５】本実施例のように、固定の反射率を持つ反
射鏡を用いることにより、光入力１１からの光信号が光
出力１３から出力されるまでの分岐および伝搬による強
度損失が、非分岐／分岐のモードに依らず一定となる。
このことは、第１の光路を伝搬する光信号の強度を一定
に維持するための光増幅部に固定増幅率の光増幅器を利
用できることを示している。

【００４６】本実施例の、前記第４の光分岐部２０−３
の第３の光路と第２の光路の交点に配置した可変部分反
射鏡２１を、固定部分反射鏡２３に置き換えた構造で
は、前記第２の光路の光強度損失を一定にすることが可
能である。

【００４７】さらに、第３の光路と第２の光路の交点に
配置される可変部分反射鏡は、可変全反射鏡に置き換え
ることが可能である。図１１は、第５の光分岐部２０−
５の構成図である。

【００４８】本実施例は、前記第４の光分岐部２０−４
の第３の光路と第２の光路の交点に配置した可変部分反
射鏡２１を可変全反射鏡２４に置き換えた構造である。
非分岐モードにおける動作は、前記第４の光分岐部２０
−４と同様に、光入力１１からの光信号は一定の損失を
受けて、光出力１３から出力され、光入力１２からの光
信号は可変全反射鏡２４を透過し光出力１４から出力さ
れる。分岐モードにおいて、光入力１１からの光信号
は、固定部分反射鏡２３によって光出力１３に出力され
るとともに、第３の光路に分岐される。分岐モードにお
ける光増幅部２２は光信号を増幅するため、可変全反射
鏡２４が全反射することにより、再び分岐され第２の光
路を伝搬し、光出力１４から出力される。一方、分岐モ
ードにおける光入力１２からの光信号は、可変全反射鏡
２４が全反射することにより、光出力１４へ出力されな
い。

【００４９】本実施例のように第３の光路と第２の光路
の交点に可変全反射鏡を配置することは、分岐モードに
おいて、光入力１２からの光信号が光出力１４に出力さ
れない。このことは、第２の光路の下流側の信号（行番
号の大きい入力信号）が、上流側の信号（行番号の小さ
い入力信号）より優先的に出力できる機能を持たせるこ
とが可能になる。

【００５０】次に、光強度の補償方法について説明す
る。図１２に示した光分配素子１０−５の実施例は、各
光分岐部２０に対応して光増幅部１６−１を配置した構
成である。各光増幅部１６−１は対応する光分岐部２０
を制御している制御信号１５にしたがって、増幅率を変
化させることにより、非分岐、分岐の各モードにおける
光の損失を一定にしている。図１２では、光増幅部１６
−１が光分岐部２０の前に配置してあるが、光分岐部２
０の後に配置しても同様の効果が得られる。

【００５１】図１３に示した光分配素子１０−６の実施
例は、各第１の光路の光出力１３の直前に光強度検出部
１８を配置し、光増幅部１６−２を各第１の光路の光入
力１１の直後に配置した構成である。光強度検出部１８
において検出される光強度を一定にするよう、光増幅部
１６−２の増幅率に負帰還している。これにより、光増
幅部の数を減少させることが可能であると共に、光分岐
部２０の分岐損失特性のバラツキや変動に影響されるこ
となく出力光強度を安定化できる。図１３では、光増幅
部１６−２が光入力１１の直後に配置されているが、例
えば最終列の光分岐部１０の後であって光強度検出部１
８の直前ように、第１の光路上であって光強度検出部１
８の前に配置することにより同様の効果が得られる。

【００５２】図１４に示した光分配素子１０−７の実施
例は、固定増幅率を持つ光増幅部１６−３および１７を
用いた実施例である。各光分岐部２０には、図１０に示
した光分岐部２０−４もしくは、図１１に示した光分岐
部２０−５のように、第一の光路から光信号を分岐する
分岐率が、非分岐／分岐の二つのモードによって変化し
ない光分岐部２０を用いている。第１の光路を伝搬する
光信号の損失の合計は一定であるので、出力光強度を光
入力強度と略一致させることは、光増幅部１６−３が一
定増幅率にて光増幅することにより実現できる。本実施
例では、固定増幅率の光増幅部１７を第２の光路上にも
配置しているため、第２の光路を伝搬する光信号の損失
も補償できる構成となっている。

【００５３】本発明の光分岐部２０及び光増幅部１６、
１７は共に半導体を材料とするデバイスにて実現可能で
ある。また、可変部分反射鏡２１及び可変全反射鏡２４
は、キャリア注入量によって変化する屈折率を利用して
反射率特性を制御できる。さらに、光増幅部１６及び２
２の増幅率変化も、キャリア注入量を制御することによ
って光活性部の光増幅率を制御できる。

【００５４】半導体材料を用いることにより、集積化を
容易にすることができる。

【００５５】また、部分反射を利用することは、要求す
る屈折率変化量が全反射よりも小さくてよいので、制御
信号の駆動電力を小さくできる。さらに、伝搬方向変換
角度が大きくとれるため、第１の光路と第２の光路のな
す角度を大きくとれる。第１の光路及び第２の光路の間
隔が一定の時、光分岐部２０の間隔が小さくなるため、
デバイスのサイズを小さくすることもできる。

【００５６】本発明の光分配回路１０は、図１５に示す
ような光ケーブルテレビシステムに適用できる。信号分
配局１００は、加入者用端末１０２から光線路１０１を
伝送されてくるリクエスト信号５にしたがって、各チャ
ネルの情報信号１から要求されたチャネルの光信号を光
の分配信号４として光線路１０１によって分配する。

【００５７】信号分配局１００において、加入者用端末
１０２からのリクエスト信号５は、双方向光信号分離器
８によってリクエスト制御回路７に送られる。リクエス
ト制御回路７はリクエスト信号５にしたがって制御信号
１５を光分配回路１０に送る。光分配回路１０は、制御
信号１５にしたがって複数の光情報信号１の中からリク
エストされた光信号を、リクエストした加入者に対応す
る光出力から光の分配信号４として出力する。光の分配
信号４は双方向光信号分離器８を通って光線路１０１に
出力される。加入者は、光線路１０１を伝送されてきた
光の分配信号４を加入者用光端末１０２によって受信
し、リクエストしたチャネルの番組を視聴することがで
きる。

【００５８】本実施例は、本発明の光分配回路１０を利
用しているため、次の効果がある。複数の加入者が同じ
チャネルをリクエストした場合に、複数の加入者へ同じ
チャネルの光情報信号１を分配することが可能である。
また、サービスするチャネル数が増加した場合には、光
分配回路１０を行方向に増設し、加入者数が増加した場
合には、光分配回路１０を列方向に増設することによ
り、従来の光分配回路１０をそのまま使用しながら容易
に拡張することが可能である。

【００５９】本発明を適用した光ケーブルテレビシステ
ムにおいて、サービスするチャネル数及び加入者数が増
加すると、マトリックス型スイッチの構造を持つ光分配
回路のままでは、規模が両者に比例して増大する問題が
ある。チャネルの増加は、選択されることの少ないチャ
ネルをもサービスできるシステムへと拡大していくこと
が考えられる。より効率的な光分配回路を構成するため
に、用意された多くのチャネルから、リクエストされた
チャネルだけを加入者が選択できる光分配回路へ接続す
る光分配回路の接続方法が考えられる。

【００６０】多くのチャネルから信号を選択する光分配
素子１０−８と、加入者に分配するための光分配素子１
０−９とを組み合わせることにより、光分配回路６の規
模を小さく抑えることができる。図１６は、一つの光分
配素子１０−１０を用いた光分配回路６−２の構成方法
に関する実施例である。五つの情報信号１は、４×２マ
トリックス型の光分配素子１０−８及び、１×４マトリ
ックス型の光分配素子１０−９の光入力１１に入力され
る。光分岐素子１０−８の光出力１４からの信号は２×
４マトリックス型の光分配素子１０−１０の光入力１１
に入力される。光分配素子１０−１０の光出力１４から
の信号は、光分配素子１０−９の光入力１２に入力され
る。光分配素子１０−９の光出力１４からの信号が、光
の分配信号４として光分配回路６−２から出力される。

【００６１】光分配素子１０−９の光入力１１に入力さ
れた情報信号１は、選択される頻度の高い信号であり、
全ての加入者に信号を分配できる。一方、光分配素子１
０−８に入力されている四つの信号は選択される頻度が
少なく、三つ以上の情報信号１が同時に選択されること
はない。光分配素子１０−８では、光入力１１に入力さ
れている四つの信号のうち、光出力１４から出力される
二つの信号を加入者は選択できる。

【００６２】マトリックス型光分配回路にて、五つの情
報信号１を四つの分配信号４に分配するためには、５×
４マトリックス型の光分配回路が必要であるが、規模の
小さな光分配回路を組み合わせることによって実現して
いる。本実施例では、五つの情報信号１を四つの分配信
号４に分配するという小さな規模で示したが、チャネル
数及び加入者数が大きくなると規模を縮小させる効果が
顕著になる。

【００６３】規模を縮小する効果は、光分配素子１０−
８と１０−１０の接続にある。この効果の詳細は最後に
図３０を用いて説明する。

【００６４】図１７は、更に規模の小さな光分配回路を
複数用いて構成した光分配回路６−３の実施例である。
図１６に示した、光分配回路６−２と同様に、多くのチ
ャネルから信号を選択する光分配素子１０−８と、加入
者に分配するための光分配素子１０−９とを組み合わせ
ることにより、光分配回路６の規模を小さく抑えること
ができる。

【００６５】但し、図１６において用いていた一つの２
×４マトリックス型の光分配素子１０−１０に変えて、
図１７においては、二つの１×２マトリックス型の光分
配素子１０−１１を用いた実施例である。情報信号１
は、４×２マトリックス型の光分配素子１０−８及び、
１×４マトリックス型の光分配素子１０−９の光入力１
１に入力される。光分岐素子１０−８の光出力１４から
の二つの信号は、二つの光分配素子１０−１１の光入力
１１に入力される。光分配素子１０−１１の各々二つあ
る光出力１４からの信号は、光分配素子１０−９の四つ
の光入力１２に入力される。光分配素子１０−９の光出
力１４からの信号が、光の分配信号４として光分配回路
６−２から出力される。

【００６６】本実施例においては、選択されることの少
ない光分配素子１０−８に入力された情報を、１，２列
の加入者のうちの一件、３，４列の加入者のうちの一件
が選択できる。

【００６７】本実施例は、図１６に示した光分配回路６
−２において２×４のマトリックス型光分配素子１０−
１０によって実現していた接続部を、二つの１×２のマ
トリックス型光分配素子１０−１１によって実現してい
るため、回路の規模を小さく抑えることができる。本実
施例では、五つの情報信号１を四つの分配信号４に分配
するという小さな規模で示したが、チャネル数及び加入
者数が大きくなると規模を縮小させる効果が更に顕著に
なる。また、用いる光分配素子の数は二つに限られるも
のではなく、更に多くの光分配素子を用いることも規模
を縮小させる効果を生じる。さらに、複数の光分配素子
１０−１１は、光入力１１の総数及び、光出力１４の総
数が各々光分配素子１０−８の光出力１４の数及び、光
分配素子１０−９の光入力１２の数より多いという条件
を満足しているとき、異なる規模の素子を用いても実現
可能である。

【００６８】光分配素子１０を組み合わせることによっ
て規模の拡大を抑える接続方法は、従来からある分配ス
イッチに対しても応用できる。但し、一般の分配スイッ
チにおいては、本発明の光分配素子１０における光入力
１２と光出力１３に対応する入出力が利用できるとは限
らないので、次に示すように構成を一部変更する必要が
ある。光入力１２を用いる場合には、前の行の光分配素
子１０の光出力１４との接続部を一体化する。光出力１
３を用いる場合には、入力する信号をあらかじめ分岐し
ておいて、各々の分配スイッチの入力に分配する。図１
８及び図１９に、図１６及び図１７の光分配回路６に対
応する一般の分配スイッチを利用した信号分配回路３０
の実施例を示した。

【００６９】図１８に示した信号分配回路３０−１は、
四つの情報信号入力３２と二つの分配信号出力３３を持
つ分配スイッチ３１−１と、三つの情報信号入力３２と
四つの分配信号出力３３を持つ分配スイッチ３１−２か
ら構成されている。五つの情報信号１のうち四つは、分
配スイッチ３１−１の四つの情報信号入力３２に入力さ
れる。情報信号１の残りの一つと分配スイッチ３１−１
の二つの分配信号出力３３からの出力は分配スイッチ３
１−２の三つの情報信号入力３２に入力される。分配ス
イッチ３１−２の四つの分配信号出力３３からの出力
が、信号分配回路３０からの四つの分配信号４として出
力される。

【００７０】本実施例は、選択されることの多い分配ス
イッチ３１−２に直接入力される情報信号１は、常に任
意の加入者に分配可能である。また、選択されることの
少ない分配スイッチ３１−１に入力される四つの情報信
号１、任意の二つの情報信号１を選択詩、任意の加入者
に分配できる信号分配回路３０となっている。

【００７１】マトリックス型スイッチにて、五つの情報
信号１を四つの分配信号４に分配するためには、５×４
マトリックスのスイッチが必要であるが、規模の小さな
スイッチを組み合わせることによって実現している。本
実施例では、四つの分配信号４に分配するという小さな
規模で示したが、チャネル数及び加入者数が大きくなる
と規模を縮小させる効果が顕著になる。

【００７２】更に、分配スイッチ３１−２よりも小さな
規模の分配スイッチ３１−３を二つ用いることにより実
現できる実施例を図１９に示した。

【００７３】信号分配回路３０−２は、四つの情報信号
入力３２と二つの分配信号出力３３を持つ分配スイッチ
３１−１と、二つの情報信号入力３２と二つの分配信号
出力３３を持つ二つの分配スイッチ３１−３から構成さ
れている。五つの情報信号１のうち四つは、分配スイッ
チ３１−１の四つの情報信号入力３２に入力される。情
報信号１の残りの一つは二つに分配され、二つの分配ス
イッチ３１−３の二つある情報信号入力３２の一つに入
力される。分配スイッチ３１−１の二つの分配信号出力
３３からの出力は分配スイッチ３１−３の二つの情報信
号入力３２の残る一つに各々入力される。分配スイッチ
３１−２の四つの分配信号出力３３からの出力が、信号
分配回路３０からの四つの分配信号４として出力され
る。

【００７４】本実施例は、選択されることの多い分配ス
イッチ３１−３に直接入力される情報信号１は、常に任
意の加入者に分配可能である。また、選択されることの
少ない分配スイッチ３１−１に入力される四つの情報信
号１は、二つある分配スイッチ３１−３各々において、
任意の一つを選択し各々の加入者に分配することができ
る。

【００７５】マトリックス型スイッチにて、五つの情報
信号１を四つの分配信号４に分配するためには、５×４
マトリックスのスイッチが必要であるが、規模の小さな
スイッチを組み合わせることによって実現している。本
実施例では、四つの分配信号４に分配するという小さな
規模で示したが、チャネル数及び加入者数が大きくなる
と規模を縮小させる効果が顕著になる。本実施例におい
て、二つの分配スイッチ３１−３を用いているが、さら
に多くの分配スイッチを用いることにより規模を縮小す
る効果は顕著になる。

【００７６】ケーブルテレビのサービスの多様化に従っ
て、分配される情報や加入者のクラス分けがされると、
信号分配回路や光分配回路は複合化された形で利用され
ることになる。次に複合化された信号分配回路と光分配
回路の実施例を示す。

【００７７】図２０は、選択される頻度の少ない情報信
号の選択が複数回行われる複合分配回路３４−１の実施
例の構成を示している。複合分配回路３４−１は、三つ
の信号分配回路３０から構成されている。四つの情報信
号１は信号分配回路３０−３に入力され、一つの信号が
選択されて出力される。信号分配回路３０−３から出力
された一つの信号と二つの情報信号１が信号分配回路３
０−４に入力される。信号分配回路３０−４は三つの入
力された信号から二つを選択して出力する。信号分配回
路３０−４から出力された二つの信号と一つの情報信号
１が信号分配回路３０−５に入力される。信号分配回路
３０−５の各出力からは、入力された三つの信号から任
意の信号が選択されて、分配信号４として出力される。

【００７８】本実施例では、信号の選択過程を複数回行
っているため、特に選択される機会の少ない多種類の情
報をサービスするシステムにおいて効果的にスイッチ規
模を縮小できる。

【００７９】図２１は、複数の信号分配回路３０によっ
て選択された情報信号１を、分配信号４を出力する信号
分配回路３０に並列に入力する複合分配回路３４−２の
実施例の構成図である。

【００８０】複合分配回路３４−２は、三つの信号分配
回路３０−６，３０−７，３０−８から構成されてい
る。四つの情報信号１は信号分配回路３０−６に入力さ
れ、二つの情報信号１は信号分配回路３０−７に入力さ
れ、各回路において一つの情報信号が選択され出力され
る。信号分配回路３０−６及び３０−７から出力される
一つずつの信号と一つの情報信号１は信号分配回路３０
−８に入力される。信号分配回路３０−８の各出力から
は、入力された三つの信号から任意の信号が選択され
て、分配信号４として出力される。

【００８１】本実施例では、異なる種類の情報信号を各
々に適した信号分配回路によって選択できるため、多様
な情報を分配するシステムにおいて効果的に規模を縮小
できる。

【００８２】図２２は、複数の信号分配回路３０によっ
て異なる種類の加入者に信号を分配する複合分配回路３
４−３の実施例の構成を示している。

【００８３】複合分配回路３４−３は、二つの信号分配
回路３０−９，３０−１０から構成されている。入力さ
れた情報信号１は分岐され、各々信号分配回路３０−
９，３０−１０に入力される。各々の信号分配回路３０
−９，３０−１０は各々の加入者に分配信号４を出力す
る。

【００８４】本発明は、加入者の種類の違いによって異
なるチャネル選択頻度の違いに対応して信号分配回路３
０を用いることにより、スイッチ規模の拡大を抑えるこ
とができる。

【００８５】本発明の複合分配スイッチ３４における信
号分配スイッチ３０は、実施例３０−１，３０−２を含
め任意の従来のスイッチを用いることができる。

【００８６】次に、複合分配回路３４−１，３４−２，
３４−３に対応する複合光分配回路４０−１，４０−
２，４０−３の構成を各々図２３、図２４、図２５に示
す。

【００８７】構成、動作及び効果は前記複合分配回路と
同様である。各複合光分配回路４０に用いられる光分配
回路６には、光分配回路６−１から６−４が適用でき
る。各光分配回路６の入出力数は、実施例に示した数に
限定されるものではなく、より多くの入出力を持つ光分
配回路６を用いることも可能である。

【００８８】図２６は、複合光分配回路３０−３と同じ
機能を持つ複合光分配回路４０−４の構成図である。但
し、入力された情報信号１は光分配回路６−１１に入力
される。光分配回路６−１１を構成する光分配素子１０
の光出力１３からの光信号４１を光分配回路６−１２に
入力する。複合光分配回路４０−４から出力される分配
信号４は、光分配回路４０−３と同様に、光分配回路６
−１１及び６−１２から出力される信号である。

【００８９】本実施例は、信号を分岐して、複数の光分
配回路に分配する替わりに、複数の光分配回路を接続す
ることによって実現できるため、光配線を簡潔にでき
る。

【００９０】光ケーブルテレビのシステムでは、チャネ
ルの視聴率は時間帯や曜日によって変化する。情報信号
の選択される頻度が変化するシステムにおいて、入力情
報の選択頻度を最大時間帯に合わせることは、システム
の容量及び規模を拡大することになる。時間帯によって
チャネル選択頻度が高くなったチャネルと低くなったチ
ャネルを交換することにより、光分配回路の規模拡大を
抑えることができる。図２７は、時間によって情報信号
の入力を交換する光分配回路の実施例である。

【００９１】複合光分配回路４０−５は、光交換スイッ
チ９と光分配回路６によって構成されている。情報信号
１は、光交換スイッチ９に入力され、情報信号１の選択
頻度に応じて順番を交換して出力する。光交換スイッチ
９の出力信号が、選択される頻度の差を利用し規模を縮
小した光分配回路６に入力される。光分配回路６におい
て、各加入者へ任意の情報信号１が選択され、分配信号
４として出力される。

【００９２】本実施例は、時間と共に変化する選択頻度
を持つ情報を分配するシステムにおいて効果的に規模を
縮小できる。

【００９３】光信号は、デジタル化されたデータ列とし
て取り扱われるとき、時間分割多重により複数の情報を
一つの信号として出力することができる。図２８には、
時間分割多重技術にて起用した光分配回路の入出力信号
の構成と各信号の時間変化を示している。

【００９４】光分配回路６には、チャネルＡ，Ｂ，Ｃの
三つの情報信号１が入力され、制御信号Ａ，Ｂ，Ｃの三
つの制御信号１５によって制御されて分配信号４として
出力されている。各チャネルの信号は（ｂ）に示すよう
に、破線で区切られた周期にて同期がとられている。例
えば、チャネルＡの信号は、データ列Ａ０、Ａ１、Ａ
２、Ａ３にまとめられた信号を、破線で区切られた周期
の間に四回繰り返して出力しながら順番に出力してい
る。チャネルＢも同様に四回繰り返し、チャネルＣは約
２倍の長さのデータ列を二回繰り返して出力している。
三つの制御信号は、各選択するデータ列に合わせると共
に、時間的に他の制御信号１５と重なることなく分岐モ
ードにしている。分配信号４として出力される出力信号
は、三つのチャネルの信号が時間分割多重された信号と
なる。

【００９５】本実施例は、同期されたデータ列を情報信
号に用いて時間分割多重することにより、一つの加入者
に複数チャネルの信号の提供を可能にする。

【００９６】本実施例により示された発明は、入力数及
び出力数を各々３もしくは１に限定するものではなく、
より多くの入出力信号に対して適用可能である。また、
同期する周期の長さ及び繰り返し数も限定されるもので
はなく、任意に設定してよい。

【００９７】次に、波長分割多重もしくは周波数分割多
重された光信号を分配する実施例を説明する。図２９
は、波長分割多重された信号を分配する実施例の構成を
表している。光分配回路６には、チャネルＡ，Ｂ，Ｃの
三つの情報信号１が入力されており、各チャネルの波長
は各々λａ，λｂ，λｃと異なっている。各チャネルの
制御信号１５は制御信号Ａ，Ｂ，Ｃであり、各々分岐モ
ード、非分岐モード、分岐モードを入力している。出力
される分配信号４は、分岐モードとなっているチャネル
Ａ及びＢの信号が波長分割多重されている。

【００９８】本実施例は、波長の異なる情報信号を用い
ることにより、波長分割多重された信号を加入者に分配
することを可能にする。

【００９９】本実施例により示された発明は、入力数及
び出力数を各々３もしくは１に限定するものではなく、
より多くの入出力信号に対して適用可能である。また、
分岐モードを入力するチャネル及びチャネル数も限定さ
れるものではなく、任意に設定してよい。

【０１００】さらに、光分岐部２０の波長特性と、光増
幅部１６及び１７の波長特性が略一定な波長範囲にある
任意の光信号を使用可能である。

【０１０１】本発明の光分配回路６において、規模縮小
の効果を表す基本構成を図３０に示す。本実施例におけ
る光分配回路６−１３は、ｋ１個の第１の光路とｈ１個
の第２の光路を持つ光分配素子１０−１２と、ｈ１個の
第１の光路とｈ２個の第２の光路を持つ光分配そし１０
−１３から構成されている。

【０１０２】ｋ１個の情報信号１を、光分配回路１０−
１２の光入力１１に入力し、ｋ１個の信号からｈ１個を
選択する。選択されたｈ１個の光信号は光出力１４から
出力され、光分配回路１０−１３の光入力１１に入力さ
れる。光分配回路１０−１３は、信号数ｈ１より多くの
ｈ２件の加入者に分配するため、ｈ２個の光出力１４か
ら分配信号４を出力する。

【０１０３】ｋ１個の情報信号１をｈ２個の分配信号４
に分配することができる。また、ｋ１＞ｈ１かつｈ１＜
ｈ２であることにより、マトリックス型では、ｋ１×ｈ
２必要だった規模を、ｋ１×ｈ１とｈ１×ｈ２の小さな
二つの光分配回路１０にて実現できる。

【０１０４】本発明における分配回路構成方法を、時間
スイッチに適用した実施例を図３１に示す。

【０１０５】本実施例はリクエスト制御回路５０とｈ個
のメモリセルを持つ情報メモリ５１と書き込み制御回路
５２と読み出し制御回路５３から構成されている。リク
エスト制御回路５０は入力されたリクエスト信号５に従
って、書き込み制御回５２と読み込み制御回路５３を制
御している。書き込み制御回路５２は、ｍ個のデータ列
が時間分割多重された情報信号１を入力し、選択されて
いるチャネルのデータ列をリクエスト制御回路５０に指
定された情報メモリ５１のメモリセルに書き込む。全チ
ャネルが選択されることの多いスイッチでは、ｈはｍと
等しいことが必要である。しかし、全チャネルが選択さ
れることがない場合には、ｍより少ないメモリセル数ｈ
が可能であり、ｈは選択できる最大チャネル数である。
読み出し制御回路５３は、ｎ個のデータ列が時間分割多
重された分配信号４を出力する。入力される情報信号１
と同じ速度の時間分割多重された信号を出力する場合に
は、ｍとｎは一致する。

【０１０６】従来の時間スイッチは、ｍ，ｎ，ｈが一致
していた。本実施例において、同一チャネルを選択する
加入者が存在するときには、ｍとｎが一致している場合
にもｈはｍ（＝ｎ）よりも小さくても動作できる。

【０１０７】ケーブルテレビシステムのような選択され
るチャネルの重なる確率が大きい場合には、ｈを小さく
抑えることができる。また、出力数ｎを最大視聴者数に
設定し、時間分割多重された信号を空間分配するとき
に、視聴していない加入者をスキップすることにより、
規模縮小が可能である。

【０１０８】

【発明の効果】以上述べたごとく本発明によれば、光信
号の分配と選択の機能を光分岐部によって実現できるた
め素子を小型にできる。また本発明によれば、選択され
て分岐された光信号のみを光増幅しているので、逆に選
択されない信号を増幅してしまうことがないため、消費
電力を抑える効果がある。さらに、チャネル数や加入者
数が増加した場合に、既に設置されている光分配回路に
増加に対応するための光分配素子を増設することにより
容易に対応できる効果がある。

【０１０９】また、マトリックス型の光分配回路では規
模が大き過ぎるほどチャネル数や加入者数が増加した場
合には、本発明の分配回路構成方法にによって、回路規
模を縮小する効果がある。さらに、空間スイッチや時間
スイッチといった一般の分配スイッチにおいても、本発
明の分配回路構成方法により、有効に規模を縮小する効
果がある。

【０１１０】本発明による光分配回路は、利用するシス
テムに応じた多種の接続が容易であり、システムに適応
した構成を用いることにより、回路規模を有効に縮小す
る効果がある。

【０１１１】本発明による光分配回路は、時間分割多重
システムや波長分割多重システムにも適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光分配素子の基本的構成図。

【図２】従来技術による光信号分配回路の構成図。

【図３】本発明による光分配素子の構成図。

【図４】本発明による光増幅部を持つ光分配素子の構成
図。

【図５】本発明による光増幅部を持つ光分配素子の構成
図。

【図６】本発明による光分配回路の構成図。

【図７】本発明による光分岐部の基本的構成図。

【図８】本発明による可変部分反射鏡を含む光分岐部の
構成図。

【図９】本発明による光増幅部を含む光分岐部の構成
図。

【図１０】本発明による固定部分反射鏡を含む光分岐部
の構成図。

【図１１】本発明による可変全反射鏡を含む光分岐部の
構成図。

【図１２】本発明による光増幅部を持つ光分配素子の構
成図。

【図１３】本発明による光増幅部を持つ光分配素子の構
成図。

【図１４】本発明による光増幅部を持つ光分配素子の構
成図。

【図１５】光ケーブルテレビシステムの構成図。

【図１６】本発明による光分配回路の構成図。

【図１７】本発明による光分配回路の構成図。

【図１８】本発明による信号分配器の構成図。

【図１９】本発明による信号分配器の構成図。

【図２０】本発明による複合信号分配器の構成図。

【図２１】本発明による複合信号分配器の構成図。

【図２２】本発明による複合信号分配器の構成図。

【図２３】本発明による複合光分配回路の構成図。

【図２４】本発明による複合光分配回路の構成図。

【図２５】本発明による複合光分配回路の構成図。

【図２６】本発明による複合光分配回路の構成図。

【図２７】本発明による複合光分配回路の構成図。

【図２８】時間分割多重用光分配回路の構成図と信号波
形。

【図２９】波長分割多重用光分配回路の構成図。

【図３０】本発明による光分配回路の構成図。

【図３１】本発明による時間スイッチの構成図。

【符号の説明】

１…光情報信号、２…光増幅分配器、３…セレクタ、４
…分配信号、５…リクエスト信号、６…光分配回路、７
…リクエスト制御回路、８…双方向光信号分離器、９…
光交換スイッチ、１０…光分配素子、１１…光入力、１
２…光出力、１３…光入力、１４…光出力、１５…制御
信号、１６…光増幅部、１７…光増幅部、２０…光分岐
部、２１…可変部分反射鏡、２２…光増幅部、２３…固
定部分反射鏡、２４…可変全反射鏡、３０…信号分配
器、３１…分配スイッチ、３２…情報信号入力、３３…
分配信号出力、３４…複合分配回路、４０…複合光分配
回路、５０…リクエスト制御回路、５１…情報メモリ、
５２…書き込み制御回路、５３…読み出し制御回路、１
００…信号分配局、１０１…光線路、１０２…加入者用
端末。

Claims (27)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一つ以上ｍ本の第１の光路と一つ以上ｎ本
   の第２の光路とが、ｍ×ｎのマトリックスに配置された
   光分岐部によって接続されている光分配素子において、 前記第１の光路に入力された光信号は各第１の光路の上
   に配置されているｎ個の該光分岐部に送られ、 該光分岐部は、非分岐／分岐の２つのモードにて動作
   し、非分岐モードでは、前記第１の光路の光信号を接続
   している前記第２の光路には分岐することなく、前記第
   １の光路にのみ光信号を通し、前記第２の光路の光信号
   を分岐することなく、前記第２の光路にのみ光信号を通
   し、分岐モードでは、前記第１の光路の光信号は、前記
   第１の光路に通すとともに、前記第１の光路の光信号の
   一部を接続している前記第２の光路にも分岐し、 該光分岐部によって分岐された光信号が、前記第２の光
   路を伝送された後、光分配素子から出力されることを特
   徴とする光分配素子。
2. 【請求項２】一つ以上のｍ本の光増幅部を持つ第１の光
   路と、一つ以上のｎ本の第２の光路とが、ｍ×ｎのマト
   リックスに配列された光分岐部によって接続された光分
   配素子において、 前記第１の光路に入力された光信号は各第１の光路の上
   に接続しているｎ個の該光分岐部に送られ、 該光分岐部は、非分岐／分岐の２つのモードにて動作
   し、非分岐モードでは、前記第１の光路の光信号を接続
   している前記第２の光路には分岐することなく、前記第
   １の光路にのみ光信号を通し、前記第２の光路の光信号
   を分岐することなく、前記第２の光路にのみ光信号を通
   し、分岐モードでは、前記第１の光路の光信号は、前記
   第１の光路に通すとともに、前記第１の光路の光信号の
   一部を接続している前記第２の光路にも分岐し、 前記第１の光路に入力される光信号を、各々の光路にお
   ける伝搬及び分岐による強度の損失を各々の光路にある
   該光増幅部において補償して出力することを特徴とする
   光分配素子。
3. 【請求項３】一つ以上のｍ本の光増幅部を持つ第１の光
   路と、一つ以上のｎ本の光増幅部を持つ第２の光路と
   が、ｍ×ｎのマトリックスに配列された光分岐部によっ
   て接続された光分配素子において、 前記第１の光路に入力された光信号は各第１の光路の上
   に接続しているｎ個の該光分岐部に送られ、 該光分岐部は、非分岐／分岐の２つのモードにて動作
   し、非分岐モードでは、前記第１の光路の光信号を接続
   している前記第２の光路には分岐することなく、前記第
   １の光路にのみ光信号を通し、前記第２の光路の光信号
   を分岐することなく、前記第２の光路にのみ光信号を通
   し、分岐モードでは、前記第１の光路の光信号は、前記
   第１の光路に通すとともに、前記第１の光路の光信号の
   一部を接続している前記第２の光路にも分岐し、 前記第１の光路および前記第２の光路に入力される光信
   号を、各々の光路における伝送及び分岐による強度の損
   失を各々の光路にある該光増幅部において補償して出力
   することを特徴とする光分配素子。
4. 【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載の光分配
   素子を一つ以上のｋ行、一つ以上のｈ列のマトリックス
   に配置した光分配回路であって、 １列目の該光分配素子の第１の光路をｍ×ｋ個の光入力
   とし、第１の光路の出力を次の列の該光分配素子の対応
   する第１の光路に入力し、第２の光路の出力を次の行の
   該光分配素子の対応する第２の光路の入力に接続し、ｋ
   行目の該光分配素子の第２の光路の出力をｎ×ｈ個の光
   出力とし、 ｍ×ｋ個の入力光信号をｍ×ｋ本の第１の光路に入力
   し、ｎ×ｈ個の出力光信号をｎ×ｈ本の第２の光路から
   出力し、分配することを特徴とする光分配回路。
5. 【請求項５】ｋ１個の第１の光路とｈ１個の第２の光路
   を持つ請求項４記載の光分配回路から成る第１の光分配
   回路と、ｈ１個の第１の光路とｈ２個の第２の光路を持
   つ請求項４記載の光分配回路から成る第２の光分配回路
   を接続する分配回路構成方法において、 ｋ１＞ｈ１かつｈ１＜ｈ２であって、ｋ１個の光信号
   を、前記第１の光分配回路の第１の光路に入力し、前記
   第１の光分配回路のｈ１個の第２の光路の出力光信号を
   前記第２の光分配回路の第１の光路に入力し、前記第２
   の光分配回路のｈ２個の第２の光路から光信号を出力す
   ることにより、 ｋ１個の光信号をｈ２個の光信号に分配することを特徴
   とする分配回路構成方法。
6. 【請求項６】請求項１乃至３のいずれかに記載の光分配
   素子において、 上記光分岐部は、光信号を導く第１の光路と、前記第１
   の光路と交差する第２の光路と、第１の光路を伝搬する
   光信号の一部を分岐し、分岐した光信号の伝搬方向を第
   ２の光路へ変換可能な可変分岐手段から構成されてお
   り、 該可変分岐手段が制御信号に従って非分岐モード／分岐
   モードの動作をし、非分岐モードでは、前記第１の光路
   および前記第２の光路の光信号は両方とも該可変分岐手
   段を透過し、分岐モードでは、前記第１の光路の光信号
   が該可変分岐手段により前記第２の光路へ分岐する光分
   岐部であることを特徴とする光分配素子。
7. 【請求項７】請求項１乃至３のいずれかに記載の光分配
   素子おいて、上記光分岐部は、光信号を導く第１の光路
   と、前記第１の光路と交差する第２の光路と、前記第１
   の光路から前記第２の光路へ光信号を導く第３の光路
   と、前記第１の光路を伝搬する光信号の一部を第３の光
   路へ伝搬方向を変換する可変分岐伝搬方向変換手段と、
   前記第３の光路から前記第２の光路へと伝搬方向を変換
   する伝搬方向変換手段を有する光分岐部であり、 制御信号にしたがって、非分岐／分岐の二つのモードに
   て動作し、非分岐モードでは、前記第１の光路および前
   記第２の光路の光信号はそれぞれ該可変分岐伝搬方向変
   換手段および該可変伝搬方向変換手段を透過し、分岐モ
   ードでは、前記第１の光路の光信号の一部が該可変分岐
   伝搬方向変換手段により分岐され、分岐された光信号は
   前記第３の光路を伝搬し、該伝搬方向変換手段により前
   記第２の光路に伝搬方向を変換され、前記第２の光路か
   ら出力される光分岐部であることを特徴とする光分配素
   子。
8. 【請求項８】請求項１乃至３のいずれかに記載の光分配
   素子において、上記光分岐部は、光信号を導く第１の光
   路と、前記第１の光路と交差する第２の光路と、前記第
   １の光路から前記第２の光路へ光信号を導く第３の光路
   と、前記第１の光路を伝搬する光信号の一部を第３の光
   路へ伝搬方向を変換する可変分岐伝搬方向変換手段と、
   前記第３の光路から前記第２の光路へと伝搬方向を変換
   する伝搬方向変換手段と、第３の光路上に可変光増幅手
   段を有する光分岐部であり、 制御信号にしたがって、非分岐／分岐の二つのモードに
   て動作し、非分岐モードでは、前記第１の光路および前
   記第２の光路の光信号はそれぞれ該可変分岐伝搬方向変
   換手段および該可変伝搬方向変換手段を透過し、分岐モ
   ードでは、前記第１の光路の光信号の一部が該可変分岐
   伝搬方向変換手段により分岐され、分岐された光信号は
   前記第３の光路を伝搬し、該可変光増幅手段により増幅
   した後、該伝搬方向変換手段により前記第２の光路に伝
   搬方向を変換され、前記第２の光路から出力される光分
   岐部であることを特徴とする光分配素子。
9. 【請求項９】請求項７又は８記載の光分配素子におい
   て、上記可変分岐伝搬方向変換手段に、屈折率変化によ
   り反射率の変化する部分反射鏡を用いることを特徴とす
   る光分配素子。
10. 【請求項１０】請求項７又は８記載の光分配素子におい
    て、上記可変伝搬方向変換手段に、屈折率変化により反
    射率の変化する部分反射鏡もしくは全反射鏡を用いるこ
    とを特徴とする光分配素子。
11. 【請求項１１】請求項７記載の光分配素子において、前
    記可変分岐伝搬方向変換手段および、前記可変伝搬方向
    変換手段は、注入キャリアにより誘起される半導体媒質
    の屈折率変化を利用して、前記光信号の伝搬方向を変換
    することを特徴とする光分配素子。
12. 【請求項１２】請求項８記載の光分配素子において、前
    記可変分岐伝搬方向変換手段および、前記可変伝搬方向
    変換手段は、注入キャリアにより誘起される半導体媒質
    の屈折率変化を利用して前記光信号の伝搬方向を変換
    し、前記可変光増幅手段は、注入キャリアにより励起さ
    れる光学的に活性な半導体を有することを特徴とする光
    分配素子。
13. 【請求項１３】請求項２又は３記載の光分配素子におい
    て、前記第１の光路に配置される光増幅部は、全ての前
    記光分岐部の入力もしくは出力に配置され、該光分岐部
    に入力される制御信号にしたがって増幅率を変化させる
    ことを特徴とする光分配素子。
14. 【請求項１４】請求項２又は３記載の光分配素子におい
    て、前記第１光路の出力に光強度検知手段を付加し、前
    記第１の光路に配置される光増幅部は、該光強度検知手
    段により検出された光強度が定められた強度範囲に制御
    するため、検出された光強度信号を前記全ての前記第１
    の光路に配置される光増幅部の増幅率に負帰還すること
    を特徴とする光分配素子。
15. 【請求項１５】請求項２又は３記載の光分配素子におい
    て、 該光分岐部は、光信号を導く第１の光路と、前記第１の
    光路と交差する第２の光路と、前記第１の光路から前記
    第２の光路へ光信号を導く第３の光路と、前記第１の光
    路を伝搬する光信号の一部を第３の光路へ伝搬方向を変
    換する分岐伝搬方向変換手段と、前記第３の光路から前
    記第２の光路へと伝搬方向を変換する伝搬方向変換手段
    と、第３の光路上に可変光増幅手段を有する光分岐部で
    あり、 該分岐伝搬方向変換手段は、前記第の１光路を伝搬する
    光信号を一定の分岐比で分岐し、前記第３の光路へ伝搬
    方向を変更し、該可変光増幅手段は制御信号にしたがっ
    て、非分岐／分岐の二つのモードにて動作し、非分岐モ
    ードでは、分岐された光信号を増幅せず、分岐モードで
    は、分岐された光信号を増幅し、前記第３の光路を伝搬
    してきた光信号は、該伝搬方向変換手段により前記第２
    の光路に伝搬方向を変換され、前記第２の光路から出力
    される光分岐部であり、 前記第１の光路に配置された光増幅部の各光路あたりの
    増幅率が、各光路あたりの光分岐損失と伝搬損失を補償
    する固定増幅率であることを特徴とする光分配素子。
16. 【請求項１６】ｋ１個の入力される情報信号からｈ１個
    の出力に信号を分配できる第１の分配スイッチと、ｈ１
    個の入力される情報信号からｈ２個の出力に信号を分配
    できる第２の分配スイッチを接続する分配回路構成方法
    において、 ｋ１個の外部情報信号を前記第１の分配スイッチに入力
    し、前記第１の分配スイッチのｈ１個の出力光信号を前
    記第２の分配スイッチのｈ１個の入力に接続し、前記第
    ２の分配スイッチのｈ２個の信号を出力することによ
    り、 ｋ１個の外部情報信号をｈ２個の信号に分配することを
    特徴とする分配回路構成方法。
17. 【請求項１７】ｋ１個の第１の光路とｈ１個の第２の光
    路を持つ請求項４記載の光分配回路から成る第１の光分
    配回路と、ｋ２個の第１の光路とｈ２個の第２の光路を
    持つ請求項４記載の光分配回路から成る第２の光分配回
    路と、一つ以上の請求項１から３記載の光分配素子から
    なる光回路を接続する分配回路構成方法において、 該光回路の光分配素子の第１の光路の合計がｈ１個以上
    かつ該光回路の光分配素子の第２の光路の合計がｈ２個
    以上であって、ｋ１個とｋ２個の光信号を、それぞれ前
    記第１の光分配回路と前記第２の光分配回路の第１の光
    路に入力し、前記第１の光分配回路のｈ１個の第２の光
    路の出力光信号を、該光回路の第１の光路のうちのｈ１
    個に接続し、該光回路の第２の光路のうちの出力光信号
    ｈ２個を第２の光分配回路のｈ２個の第２の光路の入力
    に接続し、前記第２の光分配回路のｈ２個の第２の光路
    から光信号を出力することにより、 ｋ１＋ｋ２個の光信号をｈ２個の光信号に分配すること
    を特徴とする分配回路構成方法。
18. 【請求項１８】ｋ１個の入力される情報信号からｈ１個
    の出力に信号を分配できる第１の分配スイッチと、（ｋ
    ２＋ｈ１）個の入力される情報信号からｈ２個の出力に
    信号を分配できる第２の分配スイッチを接続する分配回
    路構成方法において、 ｋ１個の外部情報信号を前記第１の分配スイッチに入力
    し、前記第１の分配スイッチのｈ１個の出力光信号とｋ
    ２個の外部情報信号を前記第２の分配スイッチのｈ１＋
    ｋ２個の入力に接続し、前記第２の分配スイッチのｈ２
    個の信号を出力することにより、 ｋ１＋ｋ２個の外部情報信号をｈ２個の信号に分配する
    ことを特徴とする分配回路構成方法。
19. 【請求項１９】ｋ１個の入力される情報信号からｈ１個
    の出力に信号を分配できる第１の分配スイッチと、一つ
    以上ｘ個の第２の分配スイッチ群を接続する分配回路構
    成方法において、 前記第２の分配スイッチ群の各々の入力数が（ｋ２＋ｋ
    ３ｉ）個（但し、ｉは各スイッチを区別するための１か
    らｘの整数）の入力される情報信号から（ｈ２ｉ）個の
    出力に信号を分配できるスイッチであって、ｋ３ｉの合
    計がｈ１と等しいもしくは大きく、ｈ２ｉの合計がｈ２
    であり、 外部から入力される情報信号のうちｋ１個を前記第１の
    分配スイッチに入力し、前記第１の分配スイッチのｈ１
    個の出力光信号をｋ３ｉ個ずつに分けて、前記第２の分
    配スイッチ群には、ｋ３ｉ個ずつに分けられた前記第１
    の分配スイッチの出力信号と外部から入力される情報信
    号のうちｋ２個を各入力に接続し、前記第２の分配スイ
    ッチ群のｈ２個の信号を出力することにより、 ｋ１＋ｋ２個の外部情報信号をｈ２個の信号に分配する
    ことを特徴とする分配回路構成方法。
20. 【請求項２０】複数の請求項４記載の光分配回路を請求
    項５又は１７記載の分配回路構成方法によって接続した
    ことを特徴とする複合された光分配回路。
21. 【請求項２１】複数の分配スイッチを請求項１６、１８
    又は１９記載の分配回路構成方法によって接続したこと
    を特徴とする複合された分配スイッチ。
22. 【請求項２２】複数の入力光信号を分配する光分配回路
    と、リクエスト制御回路と、双方向光信号分離器から構
    成される信号分配局と、複数の加入者用光端末とが光線
    路によって接続されている光信号分配網において、 該加入者用端末からの光リクエスト信号は、該光線路を
    伝送されて該信号分配局に到達し、該双方向光信号分離
    器によって該リクエスト制御回路に送られ、該リクエス
    ト制御回路は該光リクエスト信号にしたがって該信号分
    配回路の制御信号を該光分配回路に送り、該光分配回路
    は該制御信号にしたがってリクエストされた入力光信号
    をリクエストした加入者に対応する光出力に分配し、分
    配された光信号は該双方向光信号分離器を通って該光線
    路に出力され、該光線路を伝送されてきた光信号を加入
    者用光端末によって受信することを特徴とする光信号分
    配網。
23. 【請求項２３】任意の一定周期で同期されたデータ列か
    ら構成された複数の光信号を請求項４記載の光分配回路
    により分配する光分配方法であって、任意の一本の前記
    第２の光路の上に配置された前記光分岐素子のうち、複
    数の該光分岐素子に対して、該一定周期の間に時間的に
    重複することなく、交互に前記分岐モードにて動作させ
    ることにより、時間分割多重された光信号を第２の光路
    から出力することを特徴とする光分配方法。
24. 【請求項２４】複数の波長の異なる光信号を請求項４記
    載の光分配回路により分配する光分配方法であって、任
    意の一本の前記第２の光路の上に配置された前記光分岐
    素子のうち、複数の該光分岐素子に対して前記分岐モー
    ドにて動作させることにより、波長分割多重された光信
    号を第２の光路から出力することを特徴とする光分配方
    法。
25. 【請求項２５】複数の異なる構成を持つ請求項４記載の
    光分配回路又は請求項５、１７、もしくは２０記載の分
    配回路構成方法により構成された光分配回路を含む複合
    された光分配回路において、複数の該光分配回路に同一
    の光信号を入力し、分配することを特徴とする複合され
    た光分配回路。
26. 【請求項２６】光交換スイッチと請求項４記載の光分配
    回路又は請求項５、１７、もしくは２０記載の分配回路
    構成方法により構成された光分配回路を含む複合された
    光分配回路において、情報信号を光交換スイッチに入力
    し、光交換スイッチにおいて光信号の順番を交換し、該
    光分配回路に入力し、該光分配回路からの光出力を分配
    することを特徴とする複合された光分配回路。
27. 【請求項２７】入力数ｍ、出力数ｎ、メモリセル数ｈの
    時間スイッチを用いた分配回路構成方法であって、 ｍ＞ｈかつｎ＞ｈであって、ｍ個の入力からｈ個の該メ
    モリセルへの書き込みを制御する書き込み制御回路と、
    ｈ個の該メモリセルから複数の出力への読み出しが可能
    な読み出し制御回路から構成される時間スイッチを用い
    て信号分配回路を構成することを特徴とする分配回路構
    成方法。