JPH0783504B2 - 光スイツチ装置 - Google Patents

光スイツチ装置

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JPH0783504B2
JPH0783504B2 JP26538485A JP26538485A JPH0783504B2 JP H0783504 B2 JPH0783504 B2 JP H0783504B2 JP 26538485 A JP26538485 A JP 26538485A JP 26538485 A JP26538485 A JP 26538485A JP H0783504 B2 JPH0783504 B2 JP H0783504B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 2入力を直通または交差状態に切換えて出力する2入力
2出力光スイッチ素子を複数個そなえてなり,N入力を切
換可能に出力する光スイッチ装置において,上記複数個
の2入力2出力光スイッチ素子をいわゆる2分法に基づ
く再帰的接続により構成することによって,上記2入力
2出力光スイッチ素子の構成数を減少させるようにした
ことが開示されている。
〔産業上の利用分野〕
本発明は,光スイッチ装置,特に複数個の2入力2出力
光スイッチ素子をいわゆる2分法に基づく再帰的接続に
より構成することによって,上記2入力2出力光スイッ
チ素子の構成数の減少を図ると共に,損失の逓減および
損失の不均衡発生防止を図るようにした光スイッチ装置
に関するものである。
〔従来の技術と発明が解決しようとする問題点〕
従来,光スイッチ装置として,2入力2出力光スイッチ素
子をマトリックス状に接続したものが知られている。当
該光スイッチ装置は,例えばN入力N出力の場合,(N
×N)個の2入力2出力光スイッチ素子が必要であるた
め,該2入力2出力光スイッチの所要数が多くなるとい
う非所望な問題があった。また,入力信号が出力される
までに通過する上記2入力2出力光スイッチ素子の個数
は,最大(2N−1)個となるため,損失の最大値が非常
に大きい。しかし,入力信号が最短通過経路をとって出
力される場合には,該入力信号が通過する上記2入力2
出力光スイッチの個数が1個で足りるため,この場合の
損失は小さくて済む。従って,上記損失は入力信号の通
過経路により大きく異なり,出力信号のレベルが大きく
変動するという欠点があった。
本発明は,上記の如き問題点を解決するものであり,上
記2入力2出力光スイッチ素子の構成数の減少を図ると
共に,損失の不均衡防止を可能とする光スイッチ装置を
提供することを目的としている。
〔問題点を解決するための手段と作用〕
第1図は本発明の基本構成図を示す。図中の符号1は2
入力2出力光スイッチ素子(以下2×2素子と呼ぶ)で
あって2入力を直通または交差状態に切換えて出力する
もの,2は4入力4出力光スイッチ(以下4×4スイッチ
と呼ぶ)であって4入力を切換可能に出力する本発明に
おける構成の基本単位,3は8入力8出力光スイッチ(以
下8×8スイッチと呼ぶ)であって8入力を切換可能に
出力するもの,4は16入力16出力光スイッチ(以下16×16
スイッチと呼ぶ)であって16入力を切換可能に出力する
もの,NはN入力N出力光スイッチ(以下N×Nと呼ぶ)
であってN入力(例えば,N=2m,但しmは3以上の正の
整数)を切換可能に出力するものを表わしている。なお
上記2入力2出力光スイッチ素子1における「2入力を
直通または交差状態に切換えて出力する」は、次のこと
を意味する。即ち2入力2出力光スイッチ素子1は、第
1の入力端子と第2の入力端子との2つの入力端子をそ
なえていて、第1の出力端子と第2の出力端子との2つ
の出力端子をそなえ、第1の入力端子と第1の出力端子
とを接続しかつ第2の入力端子と第2の出力端子とを接
続する状態の直通状態と、第1の入力端子と第2の出力
端子とを接続しかつ第2の入力端子と第1の出力端子と
を接続する状態の交差状態とを選択的に切り換えて出力
可能にすることを意味する。
本発明の構成における基本単位である4×4スイッチ2
は、マトリクス状に2行×3行の形で配列された(2×
3)個の2×2素子1が前述した2分法に基づく再帰的
接続により接続されて構成されている。即ち,上記(2
×3)個のうちの第1列目の2個の2×2素子1の夫々
の出力のうちの一方は,第2列目の2個のうちの一方の
2×2素子1の入力に接続され,上記第1列目の2個の
2×2素子1の夫々の出力の他方は,第2列目の他方の
2×2素子1の入力に接続されている。更に,第2列目
の夫々の2×2素子1の出力のうちの一方は,第3列目
の2個のうちの一方の2×2素子1の入力に接続され,
上記第2列目の2個の2×2素子1の夫々の出力の他方
は,第3列目の他方の2×2素子1の入力に接続されて
いる。そして,上記(2×3)個の2×2素子1を個別
に直通または交差状態に切換えることにより、上記第1
列目の2×2素子1に入力される4入力を任意に切換え
て,上記第3列目の2×2素子1の4出力から出力する
ことができる。なお,上記2×2素子1間の接続のみな
らず本発明における2×2素子間の接続は,すべて例え
ば光ファイバ等の光導波路を用いて行われる。
なお4×4スイッチ2を構成するに当って、上記(2×
3)個の配列構成を用いる理由は次の通りである。
即ち、2×2スイッチ素子をマトリクス状に2行×2列
に配置しても、4つの入力と4つの出力とをもつ4×4
スイッチ2が構成できると考えられる。しかし、当該2
行×2列配置の4×4スイッチ2の場合には、4個の入
力のうちの2個だけしか同時に使用できないものとなっ
てしまう。このために本発明の場合には、4×4スイッ
チ2の構成に当って、2行×3列装置のものを用いるよ
うにし、各2×2スイッチ素子の切換状態を選ぶことに
より、任意の入力から任意の出力へ通信することを可能
にしている。
次に,8入力8出力の場合の8×8スイッチ3は,前述し
た4×4スイッチ2を2個並列に配置した上で,該2個
の4×4スイッチ2の前段および後段に上記2×2素子
1を4個づつ配列させて構成されている。そして,上記
前段の4個の2×2素子1の夫々の出力の一方は,上記
2個の4×4スイッチ2の一方の4×4スイッチ2の入
力に接続され,上記前段の4個の2×2素子の他方の出
力は,他方の4×4スイッチ2の入力に接続されてい
る。また,上記後段の4個の2×2素子1の夫々の入力
の一方は,一方の上記4×4スイッチ2の出力に接続さ
れ,上記後段の2×2素子1の夫々の入力の他方は,他
方の上記4×4スイッチ2の出力に接続されている。そ
して,8×8スイッチ3を構成する(4×5)個の2×2
素子1を,個別に直通または交差状態に切換えることに
より,上記前段の4個の2×2素子1に入力される8入
力を任意に切換えて,上記後段の4個の2×2素子1の
8出力から出力することができる。
なお、当該8×8スイッチ3を構成するに当って、並列
にもうけた2個の4×4スイッチ2の前段と後段とに夫
々4個ずつの2×2スイッチ素子を配置させた理由は次
の通りである。
即ち、並列にもうけられる夫々の4×4スイッチ2は前
述のように任意の入力と任意の出力との間を接続するこ
とができている。そして、当該4×4スイッチ2を2個
並列に配置した場合に存在する8つの入力端子に対し
て、『外部からの8つの入力』を任意に選択的に接続し
得るようにするためには、上記の如く前段に4個の2×
2スイッチ素子をもうける必要がある。
同様にして,16入力16出力の場合には,上記8×8スイ
ッチ3を2個並列に配置した上で,その前段および後段
に上記2×2素子1を8個づつ配列させて16×16スイッ
チ4を構成する。従って,該16×16スイッチは(8×
7)個の2×2素子1によって構成されている。そし
て,上記前段および後段の2×2素子1と上記8×8ス
イッチ3との接続は,前述した8×8スイッチ3の場合
と同様に上記夫々の2×2素子1の2出力(前段)およ
び2入力(後段)を上記2個の8×8スイッチ3に分配
されたかたちに行われている。
このように,入力数の増加に対応して,図示省略した32
×32スイッチ,64×64スイッチ,…,N×NスイッチNを
構成する。一般に,N×NスイッチNは,入力側および出
力側に夫々配列された(2/N)個の2×2素子1を含む
{N/2×(2log2N−1)}個の2×2素子1により構成
されかつ前述した2分法に基づく再帰的接続方式(電気
回路におけるベネス回路網と同様の接続方式)により接
続されているため,上記夫々の2×2素子1を個別に直
通または交差状態に切換えることにより,N入力を任意に
切換えて出力させることができる。
〔実施例〕
第2図は本発明の一実施例における動作説明図を示す。
図中の符号1−01ないし1−44は2×2素子であり,2お
よび3は第1図に対応している。
第2図は,本発明における8×8スイッチ3の動作の一
実施例を示す説明図である。なお,該8×8スイッチ3
の構成は,第1図図示8×8スイッチ3と同じであるた
め,説明を省略する。
第2図において,2×2素子1−01ないし1−44を個別に
直通または交差状態に切換えることにより,入力I0ない
しI7と出力O0ないしO7との組合わせを任意に選択するこ
とができる。例えば,I0〜O3,I1〜O0,I2〜O1,I3〜O5,I4
〜O2,I5〜O7,I6〜O4,I7〜O6の組合わせが選択された場
合の動作状態の一実施例が第2に図示されている。即
ち,第2図に図示されているように上記2×2素子1〜
01ないし1−44の直通,交差状態を制御することによ
り,上記入出力の組合わせが可能となる。なお,第2図
は8×8スイッチ3の一動作例を示すものであるが,上
記入力I0ないしI7と出力O0ないしO7との組合わせは自由
に選択可能である。
第2図に図示されている8×8スイッチ3を構成するた
めの2×2素子の個数は(4×5)個である。他方,従
来のマトリックス方式の8×8スイッチにおいては,
(8×8)個の2×2素子が必要となる。従って,本発
明は2×2素子の個数を大幅に減少させることができ
る。
また,第2図図示実施例においては,光信号が入力され
て出力されるまでに通過する2×2素子の個数は,如何
なる経路をとろうとも常に5個である。他方,上記従来
の8入力8出力の光スイッチ装置においては,最大15個
から最小1個まで,まちまちである。従って,光スイッ
チ装置を通過することによって生じる損失について,本
発明と従来例とを比較すると,その最大損失において本
発明の方が遥かに小であると共に,本発明においては,
上記損失の不均衡が生じることも防止されている。
以上,第2図図示実施例について説明したが,第1図を
参照して説明した如く,入力数の増加に対応させて,16
×16スイッチ,32×32スイッチ,……とした場合でも同
様である。
一般に,N入力N出力の場合の本発明によるN×Nスイッ
チは,{N×2(2log2N−1)}個の2×2素子によっ
て構成され,当該N×Nスイッチに入力された光信号が
出力されるまでに通過する2×2素子の個数は,常に
(2log2N−1)個となる。
〔発明の効果〕
以上説明した如く,本発明によれば,光スイッチ装置を
構成する2入力2出力光スイッチ素子の個数を大幅に減
少させることが可能となると共に損失を小さくすること
ができる。また、N×Nスイッチの任意の1つの入力か
ら任意の1つの出力に至るルート上でのスイッチの個数
が、どの入力とどの出力とが選ばれたとしても等しいも
のとなり、ルート上で用いられるスイッチの個数が等し
いものとならないでこのために損失が不均衡となること
を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の基本構成図,第2図は本発明に係る光
スイッチ装置の一実施例動作説明図を示す。 図中,1および1−0ないし1−44は2入力2出力光スイ
ッチ素子,2は4入力4出力光スイッチ,3は8入力8出力
光スイッチ,4は16入力16出力光スイッチ,NはN入力N出
力光スイッチを表わす。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1の入力端子と第2の入力端子の2つの
    入力端子をそなえると共に第1の出力端子と第2の出力
    端子との2つの出力端子をそなえ,第1の入力端子と第
    1の出力端子とを接続しかつ第2の入力端子と第2の出
    力端子とを接続する状態の直通状態と,第1の入力端子
    と第2の出力端子とを接続しかつ第2の入力端子と第1
    の出力端子とを接続する状態の交差状態とを選択的に切
    り換えて出力可能にする2入力2出力光スイッチ素子
    (1)を複数個そなえてなり, 2i(但しi=2,3,4……)に該当する任意の数をNとし
    た際のN入力を切換可能にN出力するように構成された
    N入力N出力の光スイッチ装置において, 上記2入力2出力光スイッチ素子(1)がマトリクス状
    に2行×3列の形で2×3個配置されると共に,当該2
    ×3個の第1列目の2個の上記2入力2出力光スイッチ
    素子(1)の夫々の出力のうちの一方の出力を第2列目
    の2個の上記2入力2出力光スイッチ素子(1)のうち
    の1個の光スイッチ素子(1)の入力にかつ他方の出力
    を他の1個の光スイッチ素子(1)の入力に接続し,当
    該第2列目の2個の上記2入力2出力光スイッチ素子
    (1)の夫々の出力のうちの一方の出力を第3列目の2
    個の上記2入力2出力光スイッチ素子(1)のうちの1
    個の光スイッチ素子(1)の入力にかつ他方の出力を他
    の1個の光スイッチ素子(1)の入力に接続するよう構
    成された4入力4出力光スイッチ(2)を基本単位と
    し, 入力数の増加に対応させて, 上記4入力4出力光スイッチ(2)を2個並列に配置し
    た上で,該2個の4入力4出力光スイッチ(2)の前段
    および後段に上記2入力2出力光スイッチ素子(1)を
    夫々4個配置すると共に,該前段の4個の2入力2出力
    光スイッチ素子(1)の夫々の出力のうちの一方の出力
    を上記4入力4出力光スイッチ(2)のうちの一方の入
    力の1つにかつ他方の出力を他の4入力4出力光スイッ
    チ(2)の入力の1つに接続し,上記後段の4個の2入
    力2出力光スイッチ素子(1)の夫々の入力のうちの一
    方の入力を上記4入力4出力光スイッチ(2)のうちの
    一方の出力の1つにかつ他方の入力を他の4入力4出力
    光スイッチ(2)の出力の1つに接続するようにして8
    入力8出力光スイッチ(3)を構成するようにした ことを特徴とする光スイッチ装置。
  2. 【請求項2】上記8入力8出力光スイッチ(3)を構成
    した上で,更に上記の数Nに対応した当該増加する入力
    の数に対応させてN入力N出力光スイッチ(N)を構成
    するようにした ことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の光ス
    イッチ装置。
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