JPH0653910A

JPH0653910A - 光スイッチングネットワーク

Info

Publication number: JPH0653910A
Application number: JP5126776A
Authority: JP
Inventors: Lutz Bersiner; ベルジナールッツ; Jens Weber; ヴェーバーイェンス
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1992-05-29
Filing date: 1993-05-28
Publication date: 1994-02-25
Also published as: FR2691864A1; DE4217821A1

Abstract

(57)【要約】【目的】減衰が低減され、必要なスイッチ数および増
幅器数も低減される光スイッチングネットワークを提供
する。【構成】少なくとも１つの段が少なくとも１つの制御
可能な広帯域ネットワーク（３１；８１〜８Ｎ；１２１
〜１２ｋ）により構成されており、少なくとも１つの別
の段が、周波数に依存する貫通接続部を備えた少なくと
も１つのネットワーク（５１〜５ｎ；９１，１０１，１
１１〜９ｎ，１０ｎ，１１ｎ；１３１，１４１，１５１
〜１３ｍ，１４ｍ，１５ｍ）からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の光送信機を複数
の光受信器と接続するための複数の段を備えた光スイッ
チングネットワークに関する。

【０００２】

【従来の技術】複数の光送信機を複数の光受信機に接続
するために、既に種々のスイッチングネットワークが公
知である。例えば１段ネットワークが、Ｐ．Ｇｒｒａｎ
ｅｓｔｒａｎｄら著：“ＳｔｒｉｃｔｌｙＮｏｎｂｌ
ｏｃｋｉｎｇ８×８ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＯｐｔ
ｉｃａｌＳｗｉｔｃｈＭａｔｒｉｘ”，Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ２２，１１６〜１１８頁
（１９８６）から公知である。ここではＮ個の入力側が
Ｎ個の出力側が閉塞なしで接続される。ネットワーク
は、それぞれ２つの入力側と出力側を有するスイッチの
行および列構成、例えばいわゆる方向性結合器からな
る。各列は１つの入力側に配属され、各行は１つの出力
側に配属される。Ｎ²のスイッチが必要である。さらに
多段ネットワークが、Ｖ．Ｅ．Ｂｅｎｅｓ著：“Ｔｈｅ
ｏｒｙｏｆＣｏｎｎｅｃｔｉｎｇＮｅｔｗ．ａｎｄ
ＴｅｌｅｐｈｏｎｅＴｒａｆｆｉｃｓ”，Ａｃａ
ｄ．Ｐｒ．，ＳａｎＤｉｅｇｏ１９６５年から公知
である。

【０００３】上記の光スイッチングネットワークは、供
給される信号により適切に制御される。他の光スイッチ
ングネットワークは周波数に依存する貫通接続により動
作する。これは周波数アドレシングとも称される。この
種のネットワークは例えば、Ｊ．Ｓｈａｒｏｎｙら著：
“Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−ｒｅａｒｒａｎｇｅａｂｌｅ
ａｎｄＳｔｒｉｃｔｌｙＮｏｎｂｌｏｃｋｉｎｇ
Ｎｅｔｗｏｒｋｓ”，ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＬｅ
ｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．６，５３６〜５３７
頁、１９９２年に記載されている。ここでは同調可能な
光送信機と受信機が設けられており、これらによりそれ
ぞれ一部が共通に光ネットワークの入力側ないし出力側
に周波数アドレシングによって接続される。送信機の１
つから通信が所定の受信機に交換されるべき場合、送信
機はそれぞれの周波数に同調される。この周波数の設定
により、送信機から発射された光信号はその経路を、周
波数アドレシングされたネットワークを通り所期の同様
に同調された受信機まで見つける。

【０００４】例えば付加的な制御部を省略できるという
いくつから利点の他にこの種のネットワークは次の欠点
を有する。すなわち、送信機周波数を非常に正確に維持
しなければならず、受信機およびネットワークは非常に
狭帯域のフィルタを有しなければならず、それにもかか
わらず加入者接続数は比較的大きく制限されていること
である。

【０００５】光スイッチングネットワークの品質に対す
る尺度として、特にそこに発生する電力損失と閉塞のな
いことが重要である。できるだけ減衰を少なくし、経済
的に実現できるようにするため、加入者接続毎に必要な
スイッチ数をできるだけ少なくすべきである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
の要求を十分に満たすことである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によ
り、少なくとも１つの段が少なくとも１つの制御可能な
広帯域ネットワークにより構成されており、少なくとも
１つの別の段が、周波数に依存する貫通接続部を備えた
少なくとも１つのネットワークからなるように構成して
解決される。

【０００８】本発明の光スイッチングネットワークは、
加入者接続数が大きい場合でも、使用される光周波数帯
域を法外に多数の個別帯域に分割しなくてもよいという
利点がある。その他に受信側での周波数選択が必要な
い。そのため通常の通信ネットワークのように、加入者
は交換局へのそれぞれの接続によって個別化される。

【０００９】本発明の光スイッチングネットワークの別
の利点は、スイッチの数が公知のネットワークよりも少
なく、必要な光増幅器の数も少ないことである。

【００１０】従属請求項に記載された手段により、本発
明の有利な発展形態が可能である。

【００１１】本発明の実施例を複数の図面に基づき、以
下詳細に説明する。

【００１２】

【実施例】図面の同じ部分には同じ参照番号が付してあ
る。個々の機能ブロックの入力側は図面でそれぞれの機
能ブロックの左側、出力側は右側にある。

【００１３】図１に示された実施例ではスイッチングネ
ットワーク１０はｋ・ｎ個の入力側１１〜１ｋｎを使用
する。それらのうち２つだけが明確に図示してある。さ
らに入力側１１と１ｋｎに接続された２つの送信機２１
と２ｋｎだけが図１に示されている。送信機２１と２ｋ
ｎは周波数ｆ₁〜ｆ_kに同調可能である。さらに送信機は
周波数ｆ₀で光信号を送信することができる。この信号
はスイッチングネットワーク１０のスイッチマトリクス
３１に対する制御情報を含む。どの受信機４１〜４ｋｎ
が光周波数ｆ＝ｆ_i，ｉ＝１…ｋにより送信すべき通信
を受け取るべきかという情報は、一方では周波数ｆ₀を
変調する通信であり、他方ではどの周波数ｆ₁〜ｆ_kが選
択されるかである。

【００１４】スイッチマトリクス３１を制御するため
に、周波数ｆ０の光信号が入力側１１〜１ｋｎから制御
回路３２に供給される。制御回路は信号を復調し、スイ
ッチマトリクス３１を相応に切り換える。周波数ｆ０を
減結合し、個々の入力側１１〜１ｋｎ間の光信号の結合
によるクロストークを阻止するための手段は必要に応じ
て設けられる。これらは公知である。従って詳細は説明
しない。

【００１５】スイッチマトリクス３１はｋ・ｎ個の入力
側とｎ個の出力側を有する。スイッチマトリクス３１は
広帯域である。すなわち、周波数ｆ₁〜ｆ_kの選択は必要
ない。従ってスイッチマトリクス３１のｎ出力側のそれ
ぞれに、周波数ｆ₁〜ｆ_kの信号が発生することができ
る。出力側はそれぞれ１つのデマルチプレクサ５１〜５
ｎと接続されている。デマルチプレクサは周波数に依存
して（周波数アドレシングとも称される）、供給される
信号をそれぞれｋ出力側に分配する。従い図１に示され
たスイッチングネットワークは全部に６１〜６ｋｎの出
力側を有する。受信機４１〜４ｋｎは広帯域に構成され
ている。このことは一方で技術的な簡単化を、他方で論
理的な容易性を意味する。スイッチングネットワークに
は完全に閉塞がない。そしてｋ・ｎ²個のスイッチとｎ
個のデマルチプレクサが必要である。周波数に依存する
デマルチプレクサとして適切な構成は、Ｌ．Ｂｅｒｓｉ
ｎｅｒ著、“Ｆｒｅｓｎｅｌｌｉｎｓｅｎｉｎｉｎ
ｔｅｇｒｉｅｒｔｏｐｔｉｓｃｈｅｎＷｅｌｌｅｎ
ｌａｅｎｇｅｎｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒｎ”，Ｄｉｓｓ
ｅｒｔａｔｉｏｎ，Ｐａｄｅｒｂｏｒｎ，１９９０年に
記載されている。

【００１６】スイッチマトリクス３１に含まれるスイッ
チは、図１のスイッチングネットワークの場合、切換機
能に加えてマルチプレクサ機能も有する。なぜなら、ｋ
ｎ・ｎ個のスイッチマトリクスの１つの出力側にｋ個の
光周波数が供給されるからである。そのため図３の切換
可能な方向性結合器の使用はスイッチマトリクス３１で
は不可能である。スイッチマトリクス３１で使用可能な
結合点に対する例は、後で図５に関連して詳細に説明す
る。しかし以下、まず公知のいくつかのスイッチングネ
ットワークを図２から図４に基づいて説明する。

【００１７】図２は、スイッチマトリクスとして構成さ
れた公知のスイッチングネットワークを示す。それぞれ
矢印で示した４つの入力側は選択的に、同様に矢印で示
した４つの出力側に接続することができる。個々の結合
点３３は、例えば図３の切換可能な方向性結合器により
形成される。この結合器では２つの導波体３４、３５が
並列に案内されている。それにより点で示された領域で
は電界により、導波体３４、３５から他方の導波体３
５、３４へ光波が導かれる。制御回路３６は図２の構成
では個々の結合点３３を制御する。

【００１８】図４は樹木構造の２段スイッチングネット
ワークを示す。４つの入力段３７はそれぞれ切換可能な
３つの方向性結合器３３により形成されている。入力段
３７の出力側は順列ネットワークを介して４×１接続器
３８の入力側に接続されている。接続器３８は増幅器３
９を介して図４のスイッチングネットワークの出力側と
接続されている。制御回路３６’は図４の構成の場合、
個々の結合点３３を制御する。

【００１９】スイッチングネットワークを通る貫通接続
経路は第１の段の切換可能な方向性結合器の位置により
決められる。ネットワークに閉塞はない。その他の特性
は公知のスイッチングネットワークと本発明のスイッチ
ングネットワークとの比較の際に図８に基づいて説明す
る。

【００２０】図５はスイッチマトリクスの結合点に対す
る実施例を示す。スイッチマトリクスは、種々異なる周
波数の光信号に対するマルチプレクサでありかつスイッ
チであるから、以下、切換可能なマルチプレクサと称す
る。図５のａでは切換可能なマルチプレクサが投入接続
されている。一方ｂでは遮断状態にある。図示の切換可
能なマルチプレクサはスイッチマトリクス３１（図１）
の任意の結合点とすることができる。入力側１１〜１ｋ
ｎの１つにより列７１に周波数ｆ_kの光信号が供給され
る。

【００２１】マルチプレクサが投入接続された状態で
は、この信号は行７２に供給され、そこで場合により既
に存在している周波数ｆ₁〜ｆ_k-1の信号と多重化され
る。遮断状態では、信号は同じ列７１でさらに導通され
る。そのために切換可能な増幅器７３が設けられてい
る。増幅器は３ｄＢ結合器７４に起因する損失を補償す
る。遮断されていると増幅器７３は阻止部として作用す
る（図５のａ）。この場合、列７１を行７２と接続する
別の増幅器７５が作動される。それにより信号は列７１
から３ｄＢ結合器７４、増幅器７５および別の３ｄＢ結
合器７６を介して行７２に供給され、増幅器７７により
再度増幅される。遮断の際、増幅器７５は阻止部として
作用し、列７１から行７２への信号流を阻止する（図５
のｂ）。増幅器を挿入することにより、３ｄＢ結合器７
４、７６にそれぞれ起因する減衰の補償されることが確
実になる。

【００２２】図６は第２の実施例を示す。この実施例で
は入力側１１〜１ｋｎのそれぞれが１×ｎスイッチの入
力側と接続されている。１×ｎスイッチ８１〜８ｋｎの
ｎ個の出力側のそれぞれはｎ個のマルチプレクサ９１〜
９ｎの入力側と接続されている。これらマルチプレクサ
の出力側はそれぞれ１つの光増幅器１０１〜１０ｎを介
して周波数依存デマルチプレクサ１１１〜１１ｎのそれ
ぞれ１つの入力側と接続されている。各デマルチプレク
サ１１１〜１１ｎはｋ個の出力側を有している。これら
の出力側にはそれぞれ周波数ｆ₁〜ｆ_kの１つが割り当て
られている。図６のスイッチングネットワーク２０は
（図１のスイッチングネットワークと同じように）全部
でｋ・ｎ個の出力側６１〜６ｋｎを有している。これら
の出力側には広帯域の受信機４１〜４ｋｎが接続可能で
ある。１×ｎスイッチ８１〜８ｋｎは制御回路３２’に
より周波数ｆ₀を介して得られた情報に従い制御され
る。

【００２３】図７に示された実施例でスイッチングネッ
トワーク３０は、図１および図６の実施例と同じよう
に、ｋ・ｎ個の入力側とｋ・ｎ個の出力側を有する。し
かしこの実施例では３段に構成されている。ここでは入
力段はｋ個のスイッチマトリクス１２１〜１２ｋから構
成され、このスイッチマトリクスはそれぞれｎ×ｍの大
きさを有する。

【００２４】中央段はそれぞれｍ個のマルチプレクサ１
３１〜１３ｍ、増幅器１４１〜１４ｍおよび周波数依存
デマルチプレクサ１５１〜１５ｍから構成される。

【００２５】出力段はｋ個のスイッチマトリクス１６１
〜１６ｋからなる。これらのスイッチマトリクスはデマ
ルチプレクサ１５１〜１５ｍの出力側と、スイッチマト
リクス１６１〜１６ｋのうちのそれぞれ１つが有する複
数入力側が同じ周波数の光信号を受け取るように接続さ
れている。スイッチマトリクス１６１〜１６ｋはｍ×ｎ
の大きさを有する。出力側６１〜６１ｋｎには受信機４
１〜４ｋｎが接続可能である。制御回路３２”は入力段
１２１〜１２ｋおよび出力段１６１〜１６ｋを制御す
る。一方、中央段での光信号の貫通接続はそれぞれの周
波数ｆに従い行われる。

【００２６】図８には、それ自体公知のＮ×Ｎの大きさ
のスイッチングネットワークのダイヤグラムＡ１〜Ａ３
が示されている。これらは１段（Ａ１）、２段（Ａ
２）、３段（Ａ３）で構成されている。ダイヤグラムＢ
１〜Ｂ３は同じ大きさの本発明のスイッチングネットワ
ークを示す。これらはその構造において、ダイヤグラム
Ａ１〜Ａ３に示した公知のスイッチングネットワークと
比較し得る。ダイヤグラムにはそれぞれ必要なスイッチ
の数Ｓと増幅器の数Ｖが記入されている。

【００２７】ダイヤグラムＢ１の本発明のスイッチング
ネットワークをダイヤグラムＡ１の公知のスイッチマト
リクスと比較すると、本発明のスイッチングネットワー
クではスイッチの数Ｓが係数ｋだけ少なくなっているこ
とがわかる。確かに本発明のスイッチングネットワーク
ではより多数の増幅器が必要である。従って、個々のど
のような必要性の際にダイヤグラムＢ１のスイッチング
ネットワークが有利に適用できるかは詳細は当業者に任
される。

【００２８】ダイヤグラムＢ２の本発明のスイッチング
ネットワークはダイヤグラムＡ２の公知の２段スイッチ
ングネットワークと比較し得る。ここでは増幅器の数も
スイッチの数も本発明のスイッチングネットワークでは
少なくなっていることが示されている。相応のことがダ
イヤグラムＢ３とＡ３のスイッチングネットワークの比
較からわかる。

【００２９】

【発明の効果】本発明により、減衰が低減され、必要な
スイッチ数および増幅器数も低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例のブロック図である。

【図２】スイッチマトリクスの形態の公知の１段スイッ
チングネットワークのブロック図である。

【図３】公知の切換可能な方向性結合器の略図である。

【図４】樹木構造を有する公知の２段スイッチングネッ
トワークのブロック図である。

【図５】図１のスイッチングネットワークに使用可能な
切換可能なマルチプレクサの略図である。

【図６】本発明の第２の実施例のブロック図である。

【図７】本発明の第３の実施例のブロック図である。

【図８】公知の１段、２段、３段スイッチングネットワ
ークと本発明のスイッチングネットワークの略図であ
る。

【符号の説明】

３１；８１〜８Ｎ；１２１〜１２ｋ広帯域ネットワー
ク５１〜５ｎ；９１，１０１，１１１〜９ｎ，１０ｎ，１
１ｎ；１３１，１４１，１５１〜１３ｍ，１４ｍ，１５
ｍ貫通接続部を備えたネットワーク１１〜１Ｎ；１１〜１ｋｎ入力側５１〜５ｎデマルチプレクサ９１〜９ｎマルチプレクサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者イェンスヴェーバードイツ連邦共和国バートゾルデンローベルト−シュトルツ−シュトラーセ 116

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の光学的送信機を複数の光受信機と
接続するための複数の段を備えた光スイッチングネット
ワークにおいて、少なくとも１つの段が少なくとも１つの制御可能な広帯
域ネットワーク（３１；８１〜８Ｎ；１２１〜１２ｋ）
により構成されており、少なくとも１つの別の段が、周波数に依存する貫通接続
部を備えた少なくとも１つのネットワーク（５１〜５
ｎ；９１，１０１，１１１〜９ｎ，１０ｎ，１１ｎ；１
３１，１４１，１５１〜１３ｍ，１４ｍ，１５ｍ）から
なることを特徴とする光スイッチングネットワーク。
【請求項２】広帯域ネットワーク（３１；８１〜８
Ｎ；１２１〜１２ｋ）の入力側（１１〜１Ｎ；１１〜１
ｋｎ）には周波数の同調可能な光信号が供給され、該光信号は狭帯域であり、広帯域ネットワークの制御の
ための別の信号が配属されている請求項１記載の光スイ
ッチングネットワーク。
【請求項３】前記別の信号は周波数の固定された光信
号であり、広帯域ネットワーク（３１；８１〜８Ｎ；１２１〜１２
ｋ）に対する制御情報により変調されている請求項２記
載の光スイッチングネットワーク。
【請求項４】周波数に依存する貫通接続部を備えたネ
ットワークは、それぞれ１つの周波数に依存するデマル
チプレクサ（５１〜５ｎ）により形成されており、該デマルチプレクサの入力側は広帯域ネットワーク（３
１）の出力側と接続されている請求項１記載の光スイッ
チングネットワーク。
【請求項５】広帯域ネットワーク（８１〜８ｋｎ）は
ｋｎ・ｎ個の出力側を有し、該出力側の個数（ｋｎ・ｎ）は入力側の個数（ｋ・ｎ）
の倍数（ｎ）であり、広帯域ネットワークの出力側は順列ネットワークを介し
て別の段の入力側と接続されており、該別の段は周波数に依存する貫通接続部を有するｎ個の
ネットワークから形成され、該ネットワークはそれぞれ１つのマルチプレクサ（９１
〜９ｎ）と周波数に依存するデマルチプレクサ（１１１
〜１１ｎ）を有し、前記マルチプレクサはｋ・ｎ個の入力側を有し、前記デ
マルチプレクサはｋ個の出力側を有し、デマルチプレクサの出力側の個数は、広帯域ネットワー
クに供給される狭帯域の光信号が同調可能である周波数
の個数に相応する請求項１記載の光スイッチングネット
ワーク。
【請求項６】マルチプレクサ（９１〜９ｎ）とデマル
チプレクサ（１１１〜１１ｎ）の間にはそれぞれ１つの
光増幅器（１０１〜１０ｎ）が配置されている請求項５
記載の光スイッチングネットワーク。
【請求項７】第１の段は第１の制御可能な広帯域ネッ
トワークにより形成され、第２の段は周波数に依存する貫通接続部を備えた複数の
ネットワークにより形成され、第３の段は別の広帯域ネットワークからなり、第１の広帯域ネットワークは周波数に依存する貫通接続
部を備えたネットワークと、周波数に依存する貫通接続
部を備えたネットワークは第２の広帯域ネットワーク
と、それぞれ１つの順列ネットワークにより接続されて
いる請求項１記載の光スイッチングネットワーク。
【請求項８】マルチプレクサ（１３１〜１３ｍ）とデ
マルチプレクサ（１５１〜１５ｍ）の間にはそれぞれ１
つの光増幅器（１４１〜１４ｍ）が配置されている請求
項７記載の光スイッチングネットワーク。
【請求項９】広帯域ネットワーク（３１）はｋ・ｎ個
の入力側（１１〜１ｋｎ）を有し、当該個数は、同調可能な周波数の個数（ｋ）と広帯域ネ
ットワーク（３１）の出力側の個数の積である請求項２
記載の光スイッチングネットワーク。
【請求項１０】広帯域ネットワーク(３１)はマトリク
ス構成体からなり、該マトリクス構成体の結合点は、行（７２）および列
（７１）を形成する導波体間のそれぞれ１つの切換可能
な接続路を有し、該接続路は結合器（７４）と、切換可能な増幅器（７
５）と、別の結合器（７６）からなり、信号伝送方向で見て、それぞれの導波体と接続された光
結合器の下流側にはそれぞれ１つの光増幅器（７３、７
７）が配置されており、それら光増幅器の１つ（７３）
は切換可能である請求項９記載の光スイッチングネット
ワーク。