JPH0779238A - Optical frequency routing type time division highway switch - Google Patents

Optical frequency routing type time division highway switch

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JPH0779238A
JPH0779238A JP16210694A JP16210694A JPH0779238A JP H0779238 A JPH0779238 A JP H0779238A JP 16210694 A JP16210694 A JP 16210694A JP 16210694 A JP16210694 A JP 16210694A JP H0779238 A JPH0779238 A JP H0779238A
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optical
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time division
highway
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Koji Sasayama
浩二 笹山
Kenichi Yukimatsu
健一 行松
Takashi Habara
敬士 葉原
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Abstract

PURPOSE:To provide an optical frequency routing type time division highway switch with no signal branching loss in terms of principles without the need of contention control on an input side. CONSTITUTION:Frequency channels are assigned to time division optical signals from respective input highways 3-1-1 - 3-1-M for respective time slots by frequency converters 3-2-1 - 3-2-M and the assigned optical signals are connected to prescribed output highways for the respective frequency channels in a frequency router 3-3. Then, signals on the plural different frequency channels inside the same time slot are outputted to the mutually different time slots by frequency multiplex type output buffers 3-4-1 - 3-4-M for the optical signals from the frequency router.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、時分割ハイウェイスイ
ッチに関し、特に光ATM交換機におけるセルフルーチ
ングスイッチとして使用される光周波数ルーチング型時
分割ハイウェイスイッチに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a time division highway switch, and more particularly to an optical frequency routing type time division highway switch used as a self-routing switch in an optical ATM switch.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来提案されているM×M光周波数ルー
チング型時分割ハイウェイスイッチの一構成例を図1に
示す。図1において、1−1−1〜1−1−Mは入力光
ハイウェイ、1−2−1〜1−2−Mは周波数変換器、
1−3はスターカプラ、1−4−1〜1−4−Mは固定
フィルタ、1−5−1〜1−5−Mは出力光ハイウェイ
である。この構成において、各周波数変換器1−2−1
〜1−2−Mは入力ハイウェイ上の時分割光信号に対し
て、目的の出力ハイウェイに対応した周波数チャネルを
タイムスロット毎に割り当てる。これらの入力ハイウェ
イ上の光信号は全てスターカプラ1−3で光結合され、
結合された信号は全ての出力ハイウェイに等分配され
る。各出力ハイウェイ上の固定フィルタ1−4−1〜1
−4−Mは、全入力信号のうちから該当する周波数チャ
ネルの信号のみ取り出し出力させる。このように周波数
変換器で周波数チャネルを割り当てることにより交換動
作を行う。
2. Description of the Related Art FIG. 1 shows an example of the configuration of a conventional M × M optical frequency routing type time division highway switch. In FIG. 1, 1-1-1 to 1-1-M are input optical highways, 1-2-1 to 1-2-M are frequency converters,
1-3 is a star coupler, 1-4-1 to 1-4-M are fixed filters, and 1-5-1 to 1-5-M are output optical highways. In this configuration, each frequency converter 1-2-1
.About.1-2-M allocate the frequency channel corresponding to the target output highway to the time division optical signal on the input highway for each time slot. All the optical signals on these input highways are optically coupled by the star coupler 1-3,
The combined signal is evenly distributed to all output highways. Fixed filters 1-4-1 to 1 on each output highway
-4-M extracts and outputs only the signal of the corresponding frequency channel from all the input signals. Thus, the exchange operation is performed by allocating the frequency channels by the frequency converter.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の時分割
ハイウェイスイッチの構成では、次に示すような問題が
ある。
The structure of the conventional time division highway switch described above has the following problems.

【0004】(1)異なる入力ハイウェイ上の2つの信
号を、同一の出力ハイウェイに同時に接続する要求があ
る場合、両方の信号とも同じ周波数チャネルが割り当て
られる。この場合スターカプラの中で2つの信号は競合
する(同一タイムスロットに同じ周波数の信号が複数存
在する)ので、このような要求をしりぞけるため入力側
であらかじめ競合制御を行う必要がある。
(1) When it is required to connect two signals on different input highways to the same output highway at the same time, both signals are assigned the same frequency channel. In this case, two signals compete with each other in the star coupler (a plurality of signals having the same frequency exist in the same time slot). Therefore, in order to avoid such a requirement, it is necessary to perform competition control in advance on the input side.

【0005】(2)スターカプラに入力された信号は、
スターカプラに接続されている全ての出力ハイウェイに
等しく分配される。このため、ある入力信号の光パワー
は出力したいハイウェイ上では1/Mに減衰する(出力
ハイウェイ数=M)。すなわち信号パワーの分岐損が原
理的に存在する。
(2) The signal input to the star coupler is
It is distributed equally to all output highways connected to the star coupler. Therefore, the optical power of a certain input signal is attenuated to 1 / M on the desired highway (the number of output highways = M). That is, there is a branch loss of signal power in principle.

【0006】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、入力側における競合制御を必
要とせず、原理的に信号分岐損のない光周波数ルーチン
グ型時分割ハイウェイスイッチを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above,
It is an object of the present invention to provide an optical frequency routing type time division highway switch that does not require competition control on the input side and has no signal branch loss in principle.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の光周波数ルーチング型時分割ハイウェイス
イッチは、入力ハイウェイ上の時分割光信号に対して周
波数チャネルを割り当てる周波数変換器と、入力信号を
周波数毎に所定の出力ハイウェイに接続する周波数ルー
タと、出力ハイウェイ上で同じタイムスロット上の信号
を別のタイムスロットに出力させる周波数多重型出力バ
ッファを具備することに特徴がある。
In order to achieve the above object, an optical frequency routing type time division highway switch of the present invention comprises a frequency converter for allocating a frequency channel to a time division optical signal on an input highway, It is characterized by including a frequency router that connects an input signal to a predetermined output highway for each frequency, and a frequency multiplexing type output buffer that outputs a signal on the same time slot to another time slot on the output highway.

【0008】[0008]

【作用】本発明による光周波数ルーチング型時分割ハイ
ウェイスイッチにおいて、周波数ルータは複数の入力ハ
イウェイからの光信号を周波数チャネル毎に出力ハイウ
ェイに接続し、決して入力信号を出力ハイウェイに分配
しているわけではない。そのために原理的に無損失に信
号を伝達できる。また異なる入力から同一出力への信号
は必ず周波数チャネルが異なるので、周波数多重型出力
バッファが同じタイムスロット上の信号を別のタイムス
ロットに出力させることにより、入力側での競合制御が
不要になっている。
In the optical frequency routing type time division highway switch according to the present invention, the frequency router connects the optical signals from a plurality of input highways to the output highway for each frequency channel and never distributes the input signals to the output highway. is not. Therefore, in principle, a signal can be transmitted losslessly. Also, signals from different inputs to the same output always have different frequency channels, so the frequency-multiplexed output buffer outputs signals on the same time slot to different time slots, eliminating the need for contention control on the input side. ing.

【0009】[0009]

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0010】図2は、本発明の一実施例に係わる光周波
数ルーチング型時分割ハイウェイスイッチの構成を示す
図である。図2において、3−1−1〜3−1−Mは時
分割入力光ハイウェイ、3−2−1〜3−2−Mは周波
数変換器、3−3は周波数ルータ、3−4−1〜3−4
−Mは周波数多重型出力バッファ、3−5−1〜3−5
−Mは時分割出力光ハイウェイである。入力ハイウェイ
3−1−1〜1−3−M上の光信号は、各々ハイウェイ
上の周波数変換器3−2−1〜3−2−Mでタイムスロ
ット毎に所定の周波数チャネルを割り当てられる。この
周波数チャネルは、入力ハイウェイ毎に出力ハイウェイ
に対応した周波数チャネルである。具体的な周波数チャ
ネルの使用法は後述する。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of an optical frequency routing type time division highway switch according to an embodiment of the present invention. In FIG. 2, 3-1-1 to 3-1-M are time-division input optical highways, 3-2-1 to 3-2-M are frequency converters, 3-3 is a frequency router, and 3-4-1. ~ 3-4
-M is a frequency multiplexing type output buffer, 3-5-1 to 3-5
-M is a time division output optical highway. The optical signals on the input highways 3-1-1 to 1-3-M are assigned a predetermined frequency channel for each time slot by the frequency converters 3-2-1 to 3-2-M on the highways. This frequency channel is a frequency channel corresponding to each output highway for each input highway. A specific usage of the frequency channel will be described later.

【0011】次に、入力ハイウェイを束ねる形で接続さ
れる周波数ルータ3−3は、各信号を周波数チャネルに
応じて所定の出力ハイウェイに接続する。例えば、入力
ハイウェイ0の周波数チャネルf0 の信号「A」「G」
は出力ハイウェイ0に接続され、入力ハイウェイ1の周
波数チャネルf1 の信号「E」「H」はやはり出力ハイ
ウェイ0に接続される。一般的に入力ハイウェイjと出
力ハイウェイkを接続する周波数チャネルの添え字i
は、基数Mの剰余系すなわち i=(j+k)moduloM で示される。
Next, the frequency router 3-3, which is connected in the form of bundling the input highways, connects each signal to a predetermined output highway according to the frequency channel. For example, the signals “A” and “G” of the frequency channel f 0 of the input highway 0
Are connected to the output highway 0, and the signals "E" and "H" of the frequency channel f 1 of the input highway 1 are also connected to the output highway 0. Generally, the subscript i of the frequency channel connecting the input highway j and the output highway k
Is represented by a residue system of radix M, that is, i = (j + k) moduloM.

【0012】周波数ルータ3−3の入出力ハイウェイ接
続を決める周波数チャネルを示すために、このフィルタ
の等価回路を図3に示す。図3において、4−1−1〜
4−1−Mは入力光ハイウェイ、4−2−1〜4−2−
Mは分波器、4−3−1〜4−3−M2 は内部リンク、
4−4−1〜4−4−Mは合波器、4−5−1〜4−5
−Mは出力光ハイウェイである。ここで図4に示すよう
に、ある特定の出力ハイウェイに接続される入力ハイウ
ェイ上の信号は、必ずその周波数チャネルが異なるの
で、同時に信号が到着しても互いにその信号は識別でき
る。同時に到着した信号は、周波数多重型出力バッファ
により互いに異なるタイムスロットに出力される。
An equivalent circuit of this filter is shown in FIG. 3 to show the frequency channels that determine the input and output highway connections of the frequency router 3-3. In FIG. 3, 4-1-1 to
4-1-M is an input optical highway, 4-2-1 to 4-2
M is a demultiplexer, 4-3-1 to 4-3-M 2 is an internal link,
4-4-1 to 4-4-M are multiplexers, 4-5-1 to 4-5
-M is the output optical highway. Here, as shown in FIG. 4, signals on an input highway connected to a specific output highway always have different frequency channels, so that even if signals arrive at the same time, the signals can be distinguished from each other. The signals arriving at the same time are output to different time slots by the frequency multiplexing type output buffer.

【0013】図5は、図2の周波数ルータ3−3の一例
であるアレー導波路回折格子型フィルタの導波路配置図
(特開平2−244105参照)である。図5におい
て、5−1−1〜5−1−Mは入力光導波路、5−2,
5−3はスラブ状光導波路、5−4はアレー導波路回折
格子、5−5−1〜5−5−Mは出力光導波路である。
各々の入力光導波路5−1−1〜5−1−Mからの周波
数多重光信号はスラブ状光導波路5−2で回折し、アレ
ー導波路回折格子5−4に入る。ここでスラブ状光導波
路内における複数の入力光導波路からの光信号は、光の
非干渉性により互いに独立にアレー導波路回折格子5−
4に入る。アレー導波路は回折で広がった入力光を全て
受光できるに充分な数のチャネル導波路から構成されて
いる。このアレー導波路は互いに長さの異なる複数の光
導波路で構成され、回折格子と等価の働きをする。すな
わち、周波数の異なる光信号はアレー導波路伝搬後、そ
の周波数に応じた方向に偏向される。その後出力側のス
ラブ状光導波路5−3で信号毎に独立に出力光導波路5
−5−1〜5−5−Mに集光される。前述のようにアレ
ー導波路回折格子5−4の角分散のため、集光位置は周
波数に依り異なる。このようにして周波数毎に入出力光
導波路接続が異なるフィルタが構成できる。このフィル
タは光受動回路であるから、その相反性により図4で示
す周波数チャネルの割り当てが決まる。また、このフィ
ルタは原理的に無損失である。
FIG. 5 is a waveguide layout diagram of an arrayed-waveguide diffraction grating type filter which is an example of the frequency router 3-3 of FIG. 2 (see Japanese Patent Laid-Open No. 2-244105). In FIG. 5, 5-1-1 to 5-1 -M are input optical waveguides, 5-2 and
Reference numeral 5-3 is a slab-shaped optical waveguide, 5-4 is an array waveguide diffraction grating, and 5-5-1 to 5-5-M are output optical waveguides.
The frequency-multiplexed optical signals from the respective input optical waveguides 5-1-1 to 5-1 -M are diffracted by the slab-shaped optical waveguide 5-2 and enter the array waveguide diffraction grating 5-4. Here, the optical signals from the plurality of input optical waveguides in the slab-shaped optical waveguide are independent of each other due to the incoherence of light.
Enter 4. The array waveguide is composed of a sufficient number of channel waveguides to receive all the input light spread by diffraction. The arrayed waveguide is composed of a plurality of optical waveguides having different lengths, and functions as a diffraction grating. That is, optical signals having different frequencies are deflected in the direction corresponding to the frequencies after propagating in the array waveguide. After that, the slab-shaped optical waveguide 5-3 on the output side independently outputs the output optical waveguide 5 for each signal.
The light is focused on -5-1 to 5-5-M. Because of the angular dispersion of the arrayed-waveguide diffraction grating 5-4 as described above, the focus position differs depending on the frequency. In this way, a filter having different input / output optical waveguide connections for each frequency can be configured. Since this filter is an optical passive circuit, the reciprocity determines the frequency channel allocation shown in FIG. Moreover, this filter is lossless in principle.

【0014】図6は、周波数変換器3−2の一構成例を
示す。図6において、6−1は周波数変換前の入力ハイ
ウェイ、6−2は分岐器、6−3,6−4は受光器、6
−5はヘッダ情報を周波数チャネル制御信号に変換する
回路、6−6は周波数可変半導体レーザ、6−7は外部
変調器、6−8は周波数変換後の入力ハイウェイであ
る。入力ハイウェイ6−1から入力される時分割信号は
分岐器6−2の通過後受光器6−4で高速電気信号に変
換され、外部変調器6−7を駆動する。一方、分岐器6
−2でモニタされた入力信号は受光器6−3で電気信号
に変換され、ヘッダ−周波数チャネル変換回路6−5に
入る。この回路6−5では信号のうちヘッダ部分だけを
分離/解析し、宛先に該当する周波数チャネルに対応す
る制御信号を周波数可変半導体レーザ6−6に送る。こ
の制御信号は周波数可変半導体レーザ6−6をタイムス
ロット毎に所定の周波数で発振させる。その後、駆動さ
れた外部変調器6−7により信号を載せてハイウェイ6
−8に出力される。この構成において、光制御の外部変
調器あるいは周波数可変半導体レーザの光制御直接変調
が可能になれば、全光化構成も可能である。
FIG. 6 shows an example of the configuration of the frequency converter 3-2. In FIG. 6, 6-1 is an input highway before frequency conversion, 6-2 is a branching device, 6-3 and 6-4 are light receiving devices, 6
-5 is a circuit for converting header information into a frequency channel control signal, 6-6 is a frequency variable semiconductor laser, 6-7 is an external modulator, and 6-8 is an input highway after frequency conversion. The time-division signal input from the input highway 6-1 is converted into a high-speed electric signal by the photodetector 6-4 after passing through the branching device 6-2, and drives the external modulator 6-7. On the other hand, switch 6
The input signal monitored at -2 is converted into an electric signal by the light receiver 6-3, and enters the header-frequency channel conversion circuit 6-5. In this circuit 6-5, only the header portion of the signal is separated / analyzed, and the control signal corresponding to the frequency channel corresponding to the destination is sent to the frequency variable semiconductor laser 6-6. This control signal causes the frequency variable semiconductor laser 6-6 to oscillate at a predetermined frequency for each time slot. After that, the signal is loaded by the driven external modulator 6-7 and the highway 6
It is output to -8. In this structure, if the light-controlled external modulator or the light-controlled direct modulation of the frequency variable semiconductor laser becomes possible, the all-optical structure is also possible.

【0015】図7は、周波数多重型出力バッファ3−4
の一構成例を示す。図7に示すように各周波数チャネル
毎に1入力1出力FIFOバッファを設置する構成が考
えられる。図7において、7−1はバッファへの信号入
力手段、7−2は分波器、7−3−1〜7−3−Mは光
導波路、7−4−1〜7−4−Mは信号廃棄用出力手
段、7−5−1〜7−5−Mは1入力1出力FIFOバ
ッファ、7−6はM×1スイッチ、7−7は出力ハイウ
ェイである。周波数多重されたバッファ入力信号は、分
波器7−2により周波数チャネル毎に光導波路7−3−
1〜7−3−Mに分波される。各周波数チャネルの時分
割信号は、各光導波路毎に設けられた1入力1出力FI
FOバッファ7−5−1〜7−5−Mによりバッファリ
ングされる。各1入力1出力FIFOバッファの出力信
号は、M×1スイッチ7−6を用いてどれか1つだけを
出力ハイウェイ7−7に接続する。ここで1入力1出力
FIFOバッファについては、図8に示すような構成の
バッファが、「Optimizing photonic variable-integer
-delay circuits 」(Topical meeting photonic switch
ing 1987)に記述されている。図8において、8−1は
入力線、8−2は1×2スイッチ、8−3は信号廃棄用
出力手段、8−4−1〜8−4−Rは2×2スイッチ、
8−5−1〜8−5−Rはループ状光導波路、8−6は
出力線である。この1入力1出力FIFOバッファにお
いて、ループ状光導波路は1個の周回長がちょうど信号
の切替単位の長さに対応しており、1個のループが1個
のバッファとして働く。新たに来た信号は最も出力側に
近い空きループに蓄積させ、前の信号が出力可能になっ
たら各ループに蓄積されている全ての信号を前に進める
ように、2×2スイッチを制御する。全てのバッファが
満たされた状態で入力してくる信号は1×2スイッチを
用いて廃棄用出力手段へ出力される。
FIG. 7 shows a frequency multiplexing type output buffer 3-4.
An example of the configuration will be shown. As shown in FIG. 7, a configuration in which a 1-input 1-output FIFO buffer is installed for each frequency channel can be considered. In FIG. 7, 7-1 is a signal input means to the buffer, 7-2 is a demultiplexer, 7-3-1 to 7-3-M are optical waveguides, and 7-4-1 to 7-4-M are Output means for discarding signals, 7-5-1 to 7-5-M are 1-input 1-output FIFO buffers, 7-6 is an M × 1 switch, and 7-7 is an output highway. The frequency-multiplexed buffer input signal is output to the optical waveguide 7-3-for each frequency channel by the demultiplexer 7-2.
1 to 7-3-M. The time-division signal of each frequency channel has 1 input 1 output FI provided for each optical waveguide.
It is buffered by the FO buffers 7-5-1 to 7-5-M. Only one of the output signals of each 1-input 1-output FIFO buffer is connected to the output highway 7-7 using the M × 1 switch 7-6. Regarding the 1-input 1-output FIFO buffer, the buffer having the configuration shown in FIG. 8 is "Optimizing photonic variable-integer".
-delay circuits '' (Topical meeting photonic switch
ing 1987). In FIG. 8, 8-1 is an input line, 8-2 is a 1 × 2 switch, 8-3 is a signal discarding output means, 8-4-1 to 8-4-R are 2 × 2 switches,
Reference numerals 8-5-1 to 8-5-R are loop optical waveguides, and 8-6 is an output line. In this 1-input 1-output FIFO buffer, one loop length of the loop-shaped optical waveguide corresponds exactly to the length of a signal switching unit, and one loop functions as one buffer. The new signal is stored in the empty loop closest to the output side, and the 2x2 switch is controlled so that all the signals stored in each loop are advanced when the previous signal becomes available for output. . The input signal with all buffers filled is output to the discarding output means using the 1 × 2 switch.

【0016】以上のように構成される光周波数ルーチン
グ型時分割ハイウェイスイッチにおいて、周波数ルータ
は複数の入力ハイウェイからの光信号を周波数チャネル
毎に出力ハイウェイに接続し、決して入力信号を出力ハ
イウェイに分配しているわけではない。そのために原理
的に無損失に信号を伝達できる。また、異なる入力から
同一出力への信号は必ず周波数チャネルが異なるので、
周波数多重型出力バッファが同じタイムスロット上の信
号を別のタイムスロットに出力させることにより、入力
側での競合制御が不要になっている。
In the optical frequency routing type time division highway switch configured as described above, the frequency router connects optical signals from a plurality of input highways to the output highway for each frequency channel and never distributes the input signals to the output highways. I'm not. Therefore, in principle, a signal can be transmitted losslessly. Also, signals from different inputs to the same output always have different frequency channels, so
Since the frequency-multiplexed output buffer outputs the signal on the same time slot to another time slot, contention control on the input side becomes unnecessary.

【0017】次に上述した光周波数ルーチング型時分割
ハイウェイスイッチの変形構成例について説明する。
Next, a modified example of the above-mentioned optical frequency routing type time division highway switch will be described.

【0018】図9は、複数の少端子の周波数ルータを多
段に接続して多端子の周波数ルータを構成する変形例を
示す。図9において、9−1−1〜9−1−MNは入力
ハイウェイ、9−2−1〜9−2−NはM×M周波数ル
ータ、9−3−1〜9−3−MNは内部リンク、9−4
−1〜9−4−MはN×N周波数ルータ、9−5−1〜
9−5−MNは出力ハイウェイである。周波数チャネル
間隔をΔfとすると、M×M周波数ルータのFSRはM
Δf、N×N周波数ルータFSRはNΔfである。例え
ば入力ハイウェイ(0,0)から入力される周波数チャ
ネルf0 〜fMN -1の信号は、内部リンク(0,0)〜
(M−1,0)の各々にMチャネルおきにNチャネルず
つ分波される。内部リンク(0,0)上のNチャネル
は、2段目のN×N周波数ルータによって出力ハイウェ
イ(0,0)〜(0,N−1)に1チャネルずつ分波さ
れる。ここでMとNは、互いに素な自然数であることが
要求される。一般的な周波数チャネルの接続を決める式
を図9に示す。ここでは2段構成を示しているが、同様
な接続で3段以上の多段接続も可能である。この際要求
される条件は、各段の端子数は全て互いに素であるとい
う条件である。
FIG. 9 shows a modification in which a plurality of frequency routers with a small number of terminals are connected in multiple stages to form a frequency router with a plurality of terminals. In FIG. 9, 9-1-1 to 9-1-MN are input highways, 9-2-1 to 9-2-N are M × M frequency routers, and 9-3-1 to 9-3-MN are internal. Link, 9-4
-1 to 9-4-M are N × N frequency routers, 9-5-1 to 9-5-1
9-5-MN is an output highway. If the frequency channel interval is Δf, the FSR of the M × M frequency router is M
Δf, N × N frequency router FSR is NΔf. For example, the signals of the frequency channels f 0 to f MN −1 input from the input highway (0,0) are the internal links (0,0) to
Every (M-1,0) M channels are demultiplexed by N channels. The N channels on the internal link (0,0) are demultiplexed one by one into the output highways (0,0) to (0, N−1) by the N × N frequency router in the second stage. Here, M and N are required to be relatively prime natural numbers. FIG. 9 shows a formula for determining connection of a general frequency channel. Although a two-stage configuration is shown here, multi-stage connection of three or more stages is also possible with the same connection. The condition required at this time is that the numbers of terminals in each stage are all relatively prime.

【0019】図10は、単一の周波数ルータで構成され
る少端子のハイウェイスイッチモジュールを複数個多段
に接続して、多端子のハイウェイスイッチを構成する変
形例を示す。図10において、10−1−1〜10−1
−MNは入力ハイウェイ、10−2−1〜10−2−N
はM×Mのスイッチモジュール、10−3−1〜10−
3−MNは内部リンク、10−4−1〜10−4−Mは
N×Nのスイッチモジュール、10−5−1〜10−5
−5−MNは出力ハイウェイである。各スイッチモジュ
ールの構成は図2に示すものと同様である。ここでは2
段構成を示しているが、同様な接続で3段以上の多段構
成も可能である。
FIG. 10 shows a modified example in which a plurality of high-way switch modules each having a small number of terminals each composed of a single frequency router are connected in multiple stages to form a multi-terminal highway switch. In FIG. 10, 10-1-1 to 10-1
-MN is the input highway, 10-2-1 to 10-2-N
Is an M × M switch module, 10-3-1 to 10-
3-MN is an internal link, 10-4-1 to 10-4-M are N × N switch modules, 10-5-1 to 10-5
-5-MN is an output highway. The configuration of each switch module is similar to that shown in FIG. 2 here
Although a multi-stage configuration is shown, three or more stages are possible with the same connection.

【0020】図11は、単一の周波数ルータで構成され
る少端子のハイウェイスイッチモジュールを複数個多段
に接続して、多端子のハイウェイスイッチを構成する他
の変形例を示す。図11において、11−1−1〜11
−1−MNは入力ハイウェイ、11−2−1〜11−2
−MNは周波数変換器、11−3−1〜11−3−Nは
周波数ルータ、11−4−1〜11−4−MNは周波数
多重内部リンク、11−5−1〜11−5−MNは1×
kの分岐器、11−6−1〜11−6−kMNは周波数
選択器、11−7−1〜11−7−kMNは周波数変換
器、11−8−1〜11−8−MNはk×1の合流器、
11−9−1〜11−9−Mは周波数ルータ、11−1
0−1〜11−10−MNは周波数多重型出力バッフ
ァ、11−11−1〜11−11−MNは出力ハイウェ
イである。
FIG. 11 shows another modification in which a multi-terminal highway switch is configured by connecting a plurality of low-terminal highway switch modules each composed of a single frequency router in multiple stages. In FIG. 11, 11-1-1 to 11--11
-1-MN is the input highway, 11-2-1 to 11-2
-MN is a frequency converter, 11-3-1 to 11-3-N are frequency routers, 11-4-1 to 11-4-MN are frequency multiplex internal links, 11-5-1 to 11-5-MN Is 1 ×
A branching device of k, 11-6-1 to 11-6-kMN is a frequency selector, 11-7-1 to 11-7-kMN is a frequency converter, and 11-8-1 to 11-8-MN is k. × 1 merger,
11-9-1 to 11-9-M are frequency routers, 11-1
0-1 to 11-10-MN are frequency multiplexing type output buffers, and 11-11-1 to 11-11-MN are output highways.

【0021】1段目のスイッチモジュール11−A−1
は、周波数変換器11−2−1〜11−2−Mと周波数
ルータ11−3−1だけで構成されており、バッファリ
ングの機能はない。従って2段目のスイッチモジュール
11−B−1〜11−B−Mには周波数多重されたまま
の信号が送られる。2段目のスイッチモジュール11−
B−1は、入力端子には周波数変換器の代わりに周波数
スイッチ11−S−1〜11−S−Nが設けられる。各
周波数スイッチ11−S−1は、分岐器・周波数選択器
11−6−1等・周波数変換器11−7−1等・合流器
11−8−1で構成される。周波数多重された入力信号
は、分岐器11−5−1でk個の信号に分配され、k個
の周波数選択器11−6−1等で1チャネルずつ最大k
個選択される。ここで分岐器11−5−1には最大Mチ
ャネルの信号が入力する可能性があるが、k<Mの場
合、k+1以上の入力に対してはkを越える分の信号は
廃棄となる。選択された信号は、周波数変換器11−7
−1等を用いて所望の周波数チャネルに変換され、合流
器11−8−1で周波数多重されて周波数ルータ11−
9−1へ接続される。更に、周波数多重型出力バッファ
11−10−1〜11−10−Nを介して出力ハイウェ
イ11−11−1〜11−11−Nに出力される。他の
スイッチモジュールや周波数スイッチも同様である。
First-stage switch module 11-A-1
Is composed of only the frequency converters 11-2-1 to 11-2-M and the frequency router 11-3-1 and has no buffering function. Therefore, the signals that have been frequency-multiplexed are sent to the second-stage switch modules 11-B-1 to 11-BM. Second-stage switch module 11-
B-1 is provided with frequency switches 11-S-1 to 11-SN instead of a frequency converter at its input terminal. Each frequency switch 11-S-1 is composed of a branching device, a frequency selector 11-6-1, etc., a frequency converter 11-7-1, etc., and a combiner 11-8-1. The frequency-multiplexed input signal is distributed to the k signals by the brancher 11-5-1, and the k signals can be divided into a maximum of k channels by the k frequency selectors 11-6-1.
Individually selected. Here, the signal of the maximum M channels may be input to the branching device 11-5-1. However, when k <M, signals exceeding k are discarded for inputs of k + 1 or more. The selected signal is the frequency converter 11-7.
-1 or the like to convert to a desired frequency channel, and the combiner 11-8-1 frequency-multiplexes the frequency router 11-.
9-1 is connected. Further, it is output to the output highways 11-11-1 to 11-11-N via the frequency multiplex type output buffers 11-10-1 to 11-10-N. The same applies to other switch modules and frequency switches.

【0022】図12は、図11における周波数選択器1
1−6−1等の一構成例を示す。12−1は周波数多重
信号の入力ポート、12−2は選択された信号の出力ポ
ート、12−3はリング状光共振器、12−4−1〜1
2−4−2は方向性結合器、12−5は移相器、12−
6は移相器設定用電源である。入力ポート12−1かに
入力された周波数多重信号のうち、リング状光共振器1
2−3の光路長できまる共振周波数に一致したチャネル
だけが出力ポート12−2から出力される。共振周波数
は、移相器12−5を調節して光路長にかえることによ
り、任意の周波数チャネルに合わせられる。移相器12
−5をタイムスロット毎に調節することにより、高速に
周波数チャネルを選択できる。
FIG. 12 shows the frequency selector 1 in FIG.
A configuration example of 1-6-1 and the like is shown. 12-1 is an input port of a frequency-multiplexed signal, 12-2 is an output port of a selected signal, 12-3 is a ring-shaped optical resonator, and 12-4-1 to 12-1-1.
2-4-2 is a directional coupler, 12-5 is a phase shifter, 12-
6 is a power source for setting the phase shifter. Of the frequency-multiplexed signals input to the input port 12-1, the ring-shaped optical resonator 1
Only the channel that matches the resonance frequency with the optical path length of 2-3 is output from the output port 12-2. The resonance frequency is adjusted to an arbitrary frequency channel by adjusting the phase shifter 12-5 to change the optical path length. Phase shifter 12
A frequency channel can be selected at high speed by adjusting -5 for each time slot.

【0023】尚、図11の構成において、k個の信号を
同時に同じ出力ハイウェイに接続したい場合があるの
で、周波数ルータでの衝突を避けるために、各周波数変
換器11−7−1等の変換帯域は異なるようにしてあ
る。具体的には図に示すように、fi ,fi+N'…,f
i+(k-1)N(i=0〜N-1)は同じ出力ハイウェイに接続
される周波数チャネルである。
In the configuration of FIG. 11, since it is sometimes desired to connect k signals to the same output highway at the same time, in order to avoid a collision in the frequency router, the conversion of each frequency converter 11-7-1 etc. The bands are different. Specifically, as shown in the figure, f i , f i + N ' ..., f
i + (k-1) N (i = 0 to N -1) are frequency channels connected to the same output highway.

【0024】最終段のスイッチモジュール11−B−1
等にだけは、出力端子に図2に示すものと同様に周波数
多重型出力バッファ11−10−1〜11−10−Nを
設ける。ここでは2段構成を示しているが、同様な接続
で3段以上の多段構成も可能である。
Final stage switch module 11-B-1
For example, the frequency multiplexing type output buffers 11-10-1 to 11-10-N are provided at the output terminals similarly to those shown in FIG. Although a two-stage configuration is shown here, a multi-stage configuration of three or more stages is also possible with the same connection.

【0025】上述した図10の変形例では多段スイッチ
の内部リンクが多重利用されていないのでスイッチ網全
体のスループット特性が悪いが、この図11の変形例で
は多重リンクであるので特性が向上している。また図1
1の構成は、段の途中でバッファを置かないのでバッフ
ァを集中的に設置でき、システム構築上有利である。
In the modified example of FIG. 10 described above, the internal link of the multistage switch is not used in multiplex, so the throughput characteristic of the entire switch network is poor, but in the modified example of FIG. 11, the characteristic is improved because of the multiple link. There is. See also FIG.
In the configuration of No. 1, since no buffer is placed in the middle of the stage, the buffer can be concentratedly installed, which is advantageous in system construction.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
各入力ハイウェイからの時分割光信号に対してタイムス
ロット毎に周波数チャネルを割り当て、この割り当てら
れた光信号を周波数ルータにおいて周波数チャネル毎に
所定の出力ハイウェイに接続し、該周波数ルータからの
光信号に対して同一タイムスロット内に存在する複数の
異なる周波数チャネル上の信号を互いに異なるタイムス
ロットに出力しているので、異なる入力ハイウェイから
の信号は出力ハイウェイ上で必ず周波数チャネルが異な
り、信号衝突を回避することができ、従来のような入力
側での競合制御が不要であるとともに、また原理的に無
損失に信号を伝達することができる。
As described above, according to the present invention,
A frequency channel is assigned to each time slot for the time division optical signal from each input highway, and the assigned optical signal is connected to a predetermined output highway for each frequency channel in the frequency router, and the optical signal from the frequency router is connected. However, since the signals on different frequency channels existing in the same time slot are output to different time slots, the signals from different input highways will always have different frequency channels on the output highway, and signal collision will occur. It is possible to avoid this, and the conventional competition control on the input side is unnecessary, and in principle, a signal can be transmitted losslessly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】従来のM×M周波数ルーチング型時分割ハイウ
ェイスイッチの一構成例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a conventional M × M frequency routing type time division highway switch.

【図2】本発明の一実施例に係わる光周波数ルーチング
型時分割ハイウェイスイッチの構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an optical frequency routing type time division highway switch according to an embodiment of the present invention.

【図3】図2の光周波数ルーチング型時分割ハイウェイ
スイッチに使用されている周波数ルータの論理的等価回
路図である。
FIG. 3 is a logical equivalent circuit diagram of a frequency router used in the optical frequency routing type time division highway switch of FIG.

【図4】図2の光周波数ルーチング型時分割ハイウェイ
スイッチにおける周波数ルータによる周波数チャネルの
割り当てを示す図である。
4 is a diagram showing allocation of frequency channels by a frequency router in the optical frequency routing type time division highway switch of FIG.

【図5】図2の光周波数ルーチング型時分割ハイウェイ
スイッチに使用されている周波数ルータの一構成である
アレー導波路回折格子型フィルタの導波路配置図であ
る。
5 is a waveguide layout diagram of an array waveguide diffraction grating filter which is one configuration of a frequency router used in the optical frequency routing type time division highway switch of FIG.

【図6】図2の光周波数ルーチング型時分割ハイウェイ
スイッチに使用されている周波数変換器の一構成例を示
す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of a frequency converter used in the optical frequency routing type time division highway switch of FIG.

【図7】図2の光周波数ルーチング型時分割ハイウェイ
スイッチに使用されている周波数多重型出力バッファの
一構成例を示す図である。
7 is a diagram showing a configuration example of a frequency multiplexing type output buffer used in the optical frequency routing type time division highway switch of FIG.

【図8】図7の周波数多重型出力バッファに使用されて
いる1入力1出力FIFOバッファの構成を示す図であ
る。
8 is a diagram showing a configuration of a 1-input 1-output FIFO buffer used in the frequency-multiplexing type output buffer of FIG.

【図9】図2の光周波数ルーチング型時分割ハイウェイ
スイッチにおける周波数ルータを多段接続した周波数ル
ータで構成する変形例を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a modification example in which the frequency routers in the optical frequency routing type time division highway switch of FIG. 2 are composed of frequency routers connected in multiple stages.

【図10】図2の光周波数ルーチング型時分割ハイウェ
イスイッチをスイッチモジュールとして接続して構成す
る変形例を示す図である。
10 is a diagram showing a modification example in which the optical frequency routing type time division highway switch of FIG. 2 is connected as a switch module.

【図11】図2の光周波数ルーチング型時分割ハイウェ
イスイッチをスイッチモジュールとして多段多重接続し
て構成する変形例を示す図である。
11 is a diagram showing a modified example in which the optical frequency routing type time division highway switch of FIG. 2 is connected in multiple stages as a switch module.

【図12】図11の光周波数ルーチング型時分割ハイウ
ェイスイッチに使用されている周波数選択器の一構成例
を示す図である。
12 is a diagram showing a configuration example of a frequency selector used in the optical frequency routing type time division highway switch of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3−1−1〜3−1−M 時分割入力光ハイウェイ 3−2−1〜3−2−M 周波数変換器 3−3 周波数ルータ 3−4−1〜3−4−M 周波数多重型出力バッファ 3−5−1〜3−5−M 時分割出力光ハイウェイ 3-1-1 to 3-1-M Time-division input optical highway 3-2-1 to 3-2-M Frequency converter 3-3 Frequency router 3-4-1 to 3-4-M Frequency multiplex type output Buffer 3-5-1 to 3-5-M Time division output optical highway

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04Q 3/00 9372−5K H04B 9/00 D ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI technical display location H04Q 3/00 9372-5K H04B 9/00 D

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の時分割入力ハイウェイ上の光信号
をタイムスロット毎に任意の出力ハイウェイに交換する
時分割ハイウェイスイッチであって、 各入力ハイウェイ上の光信号に対してタイムスロット毎
に周波数チャネルを割り当てる複数の周波数変換器と、 該周波数変換器からの出力光信号をタイムスロット毎に
周波数チャネルに応じて特定の出力ハイウェイに接続す
る周波数ルータと、 該周波数ルータからの出力光信号に対して同一タイムス
ロット内に存在する複数の異なる周波数チャネル上の信
号を互いに異なるタイムスロットに出力させる複数の周
波数多重型出力バッファとを有することを特徴とする光
周波数ルーチング型時分割ハイウェイスイッチ。
1. A time division highway switch for exchanging an optical signal on a plurality of time division input highways to an arbitrary output highway for each time slot, wherein a frequency is set for each time slot for the optical signal on each input highway. A plurality of frequency converters that allocate channels, a frequency router that connects the output optical signal from the frequency converter to a specific output highway according to the frequency channel for each time slot, and an output optical signal from the frequency router And a plurality of frequency multiplexing type output buffers for outputting signals on a plurality of different frequency channels existing in the same time slot to different time slots from each other.
【請求項2】 請求項1記載の光周波数ルーチング型時
分割ハイウェイスイッチにおいて、前記周波数ルータ
が、 光信号を入力する複数の入力線と、 該入力線から光信号を分波する該入力線に接続された複
数の分波器と、 光信号を出力する複数の出力線と、 該分波器からの光信号を合波する該出力線に接続された
複数の合波器と、 前記複数の分波器と前記複数の合波器とを接続する複数
の内部リンクとを有することを特徴とする光周波数ルー
チング型時分割ハイウェイスイッチ。
2. The optical frequency routing type time division highway switch according to claim 1, wherein the frequency router has a plurality of input lines for inputting an optical signal and an input line for demultiplexing the optical signal from the input line. A plurality of connected demultiplexers, a plurality of output lines that output optical signals, a plurality of multiplexers that are connected to the output lines that combine optical signals from the demultiplexers, and the plurality of An optical frequency routing type time division highway switch, comprising: a demultiplexer and a plurality of internal links connecting the plurality of multiplexers.
【請求項3】 請求項1記載の光周波数ルーチング型時
分割ハイウェイスイッチにおいて、前記周波数ルータ
が、 光信号を入力する複数の入力光導波路と、 該入力光導波路からの光信号を受光する第1のスラブ状
光導波路と、 該第1のスラブ状光導波路からの光信号を受光し、か
つ、導波路長が順次長くなる複数の光導波路からなるア
レー導波路回折格子と、 該アレー導波路回折格子からの光信号を受光する第2の
スラブ状光導波路と、 該第2のスラブ状光導波路からの光信号を受光し出力す
る複数の出力光導波路とを含むアレイ導波路回折格子型
フィルタであることを特徴とする光周波数ルーチング型
時分割ハイウェイスイッチ。
3. The optical frequency routing type time division highway switch according to claim 1, wherein the frequency router receives a plurality of input optical waveguides for inputting optical signals, and receives the optical signals from the input optical waveguides. Slab-shaped optical waveguide, an arrayed-waveguide diffraction grating that receives an optical signal from the first slab-shaped optical waveguide, and includes a plurality of optical waveguides whose waveguide lengths are sequentially increased, and the arrayed-waveguide diffraction. An arrayed waveguide diffraction grating type filter including a second slab-shaped optical waveguide for receiving an optical signal from a grating and a plurality of output optical waveguides for receiving and outputting an optical signal from the second slab-shaped optical waveguide An optical frequency routing type time division highway switch characterized in that
【請求項4】 請求項1記載の光周波数ルーチング型時
分割ハイウェイスイッチにおいて、前記周波数ルータ
が、複数の周波数ルータと、該周波数ルータ間を接続す
る複数の内部リンクとを含み、前記複数の周波数ルータ
を多段に接続して構成されることを特徴とする光周波数
ルーチング型時分割ハイウェイスイッチ。
4. The optical frequency routing type time division highway switch according to claim 1, wherein the frequency router includes a plurality of frequency routers and a plurality of internal links connecting the frequency routers. An optical frequency routing type time division highway switch characterized by being configured by connecting routers in multiple stages.
【請求項5】 請求項1記載の光周波数ルーチング型時
分割ハイウェイスイッチにおいて、前記周波数ルータが
M入力とM出力を有し、 i=(j+k)modulo M なる周波数チャネルfiの各光信号を入力jから出力k
に接続することを特徴とする光周波数ルーチング型時分
割ハイウェイスイッチ。
5. The optical frequency routing type time division highway switch according to claim 1, wherein the frequency router has M inputs and M outputs, and inputs each optical signal of a frequency channel fi of i = (j + k) modulo M. output k from j
Optical frequency routing type time division highway switch characterized by connecting to.
【請求項6】 複数の時分割入力ハイウェイ上の光信号
をタイムスロット毎に任意の出力ハイウェイに交換する
時分割ハイウェイスイッチであって、 複数の光周波数ルーチング型時分割ハイウェイスイッチ
モジュールで、各光周波数ルーチング型時分割ハイウェ
イスイッチモジュールは、各入力ハイウェイ上の光信号
に対してタイムスロット毎に周波数チャネルを割り当て
る複数の周波数変換器と、該周波数変換器からの出力光
信号をタイムスロット毎に周波数チャネルに応じて特定
の出力ハイウェイに接続する周波数ルータと、該周波数
ルータからの出力光信号に対して同一のタイムスロット
内に存在する複数の異なる周波数チャネル上の信号を互
いに異なるタイムスロットに出力させる複数の周波数多
重型出力バッファとを有するものと、 該複数の光周波数ルーチング型時分割ハイウェイスイッ
チモジュールを多段に接続する複数の内部リンクと、 から成ることを特徴とする光周波数ルーチング型時分割
ハイウェイスイッチ。
6. A time division highway switch for exchanging an optical signal on a plurality of time division input highways to an arbitrary output highway for each time slot, wherein each of the plurality of optical frequency routing type time division highway switch modules The frequency routing type time division highway switch module comprises a plurality of frequency converters for allocating a frequency channel for each time slot to an optical signal on each input highway, and an optical signal output from the frequency converter for each time slot. A frequency router connected to a specific output highway depending on the channel and a signal on a plurality of different frequency channels existing in the same time slot for the output optical signal from the frequency router are output to different time slots. Having a plurality of frequency-multiplexed output buffers A plurality of inner links and the optical frequency routing type time division highway switch which is characterized in that it consists of connecting a plurality of time division highway switch modules optical frequency routing type in multiple stages.
【請求項7】 複数の時分割入力ハイウェイ上の光信号
をタイムスロット毎に任意の出力ハイウェイに交換する
時分割ハイウェイスイッチであって、 第一段目の光周波数ルーチング型時分割ハイウェイスイ
ッチモジュールで、各入力ハイウェイ上の光信号に対し
てタイムスロット毎に周波数チャネルを割り当てる複数
の第一段目の周波数変換器と、該周波数変換器からの出
力光信号をタイムスロット毎に周波数チャネルに応じて
出力する周波数ルータとを有するものと、 最終段目の光周波数ルーチング型時分割ハイウェイスイ
ッチモジュールで、各入力された光信号の周波数チャネ
ルをタイムスロット毎に選択的に交換する複数の最終段
目の周波数スイッチと、該周波数スイッチからの出力光
信号をタイムスロット毎に周波数チャネルに応じて出力
する周波数ルータと、該周波数ルータからの出力光信号
に対して同一のタイムスロット内に存在する複数の異な
る周波数チャネル上の信号を出力ハイウェイ上の互いに
異なるタイムスロットに出力させる複数の最終段目の周
波数多重型出力バッファとを有するものと、 中間段目の光周波数ルーチング型時分割ハイウェイスイ
ッチモジュールで、各入力された光信号の周波数チャネ
ルをタイムスロット毎に選択的に交換する複数の中間段
目の周波数スイッチと、該周波数スイッチからの出力光
信号をタイムスロット毎に周波数チャネルに応じて出力
する周波数ルータとを有するものと、 前記第一段目、中間段目、最終段目の光周波数ルーチン
グ型時分割ハイウェイスイッチモジュールを多段に接続
する複数の周波数多重内部リンクと、 から成ることを特徴とする光周波数ルーチング型時分割
ハイウェイスイッチ。
7. A time division highway switch for exchanging an optical signal on a plurality of time division input highways to an arbitrary output highway for each time slot, which is a first stage optical frequency routing type time division highway switch module. , A plurality of first-stage frequency converters for allocating frequency channels for each time slot to optical signals on each input highway, and output optical signals from the frequency converters for each time slot according to frequency channels In the final stage of the optical frequency routing type time division highway switch module, which has a frequency router for outputting, a plurality of final stages of the optical channels for selectively exchanging frequency channels of each input optical signal for each time slot are provided. The frequency switch and the optical signal output from the frequency switch are assigned to the frequency channel for each time slot. A frequency router to output and a plurality of final stages for outputting signals on a plurality of different frequency channels existing in the same time slot for the optical signal output from the frequency router to different time slots on the output highway. And an optical frequency routing type time division highway switch module of the intermediate stage, which has a plurality of intermediate stages for selectively exchanging frequency channels of each input optical signal for each time slot. An eye frequency switch and a frequency router that outputs an optical signal output from the frequency switch for each time slot according to a frequency channel, and the optical frequencies of the first stage, the intermediate stage, and the final stage A plurality of frequency-multiplexed internal links that connect routing type time division highway switch modules in multiple stages, Optical frequency routing type time division highway switch which is characterized by comprising al.
【請求項8】 請求項7記載の光周波数ルーチング型時
分割ハイウェイスイッチにおいて、前記中間段目、最終
段目の周波数スイッチの各々は、光信号を分岐する分岐
器と、該分岐器からの光信号を選択する複数の周波数選
択器と、該複数の周波数選択器で選択された光信号に対
してタイムスロット毎に周波数チャネルを割り当てる複
数の周波数変換器と、該複数の周波数変換器からの光信
号を周波数多重する合流器とを有することを特徴とする
光周波数ルーチング型時分割ハイウェイスイッチ。
8. The optical frequency routing type time division highway switch according to claim 7, wherein each of the intermediate stage and final stage frequency switches has a branching device for branching an optical signal and an optical signal from the branching device. A plurality of frequency selectors for selecting signals, a plurality of frequency converters for allocating a frequency channel for each time slot to the optical signals selected by the plurality of frequency selectors, and light from the plurality of frequency converters An optical frequency routing type time division highway switch having a combiner for frequency-multiplexing signals.
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