JPH11508097A - 光スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 時分割多重フォーマットにおいて遠隔通信のために使用される光信号は、局部的な復調のためにチャンネルを除去し、局部的に変調されたデータと除去されたチャンネルを置換するように処理される。受信された信号（15）はさらに波長変調（13）を行われて、選択されたチャンネル内の信号は特有の波長を与えられる。波長変調後、時分割多重信号は波長感知スプリッタ（21、24）を使用して分離され、種々のチャンネルは波長選択によってそれらの正しい目的地に送られる。好ましい実施形態において、１つのチャンネルが選択され、特有の波長を与えられ、選択されていない波長の全てはその元の波長を維持する。元の波長を有するチャンネルは、前進方向送信のために出力端末（25）に送られ、一方で選択されたチャンネルは局部的な復調のために（26）に送出される。本発明は、時分割多重方式のビットインターリーブ形式内で信号を使用するのにとくに適している。

Description

【発明の詳細な説明】 光スイッチ 本発明はデジタル形式の光遠隔通信信号の取扱いに関する。とくに、時分割多 重フォーマットにおける光信号、および異なる端末装置に供給するためのチャン ネルの分離に関する。多くの場合に、１つのチャンネルが除去され、新しい信号 によって置換される。 光遠隔通信は、高速度の光システムであるためにとくに魅力的である。事実、 光システムは、最も速い光システムの動作速度に適合することができるほどの電 気または電子回路を設計することが困難、ときには不可能である段階にまで発展 してきた。そのような高速のシステムでは、信号処理が全ての光装置によって行 われることが適切でありまた必要である。 上述のように、本発明はとくに時分割多重フォーマットにおける光信号に関す る。そのようなフォーマットにおいて、各個々のチャンネルは高速度の電子装置 において処理するにはぐんと遅いが、多重方式は速すぎる場合がある。例えば、 ４つのチャンネルが多重化されるとして、多重方式のビットレートは各個々のチ ャンネルのビットレートの４倍になるであろう。したがって、各チャンネルが電 子的に利用可能な最高速度のたった７５％で動作すると、多重方式は制限速度の ３倍で動作する。そのようなシステムでは、個々のチャンネルは電子的に処理す ることができるので、多重方式を光学的に処理することが明らかに必要である。 時分割多重フォーマットの２つの形式を区別することが適切である。これらの ２つの形式は、“バイトインターリーブ”および“ビットインターリーブ”と呼 ぶのが都合がよい。バイトインターリーブフォーマットは、ビットインターリー ブよりもよく知られている。各“バイト”は、複数、通常８個のビットから成り 、バイトは送信単位を表している。デジタル化されたアナログ信号、例えばデジ タルオーディオまたはデジタルビデオの場合において、各バイトはアナログ信号 の１サンプルを表している。データ送信の場合に、各バイトは通常データの１つ のシンボル、例えば英数文字を表している。時分割多重フォーマットのバイトイ ンターリーブ形式において、多重方式の各スロットは、それ自身のチャンネルに 関係し、それはそのチャンネルに関係する１バイトを含む。 時分割多重フォーマットのビットインターリーブ形式は、バイトインターリー ブほどよく知られていないが、各スロットは１つのビットのみを含む。信号は通 常、上記のようにバイトから成るが、各バイトは（全バイトが１スロット内に含 まれているより一般的な形式ではなく）複数のスロットに分散している。上述の ように、バイトは普通８ビットから成り、したがってそのようなビットインター リーブフォーマットにおいてバイトは８つのスロットに分散する。 ′Electronic Letters′30（1994）3rd February 1994，pp.255-256は、半導 体光増幅器において４波混合を使用する波長分割多重変換に対する全光式時分割 多重を示す実験を記載している。この論述はデマルチプレックスに限定されてお り、チャンネルの除去および置換については説明されていない。 本発明は、高速度の光遠隔通信信号の処理技術に関する。 本発明は、請求の範囲においてより完全に定められているが、 （ａ）時分割多重フォーマットにおいて光信号からチャンネルを分離し、除去さ れるチャンネルを局部データで変調された新しい信号によって置換するための光 スイッチング手段と、 （ｂ）スイッチング手段を含む遠隔通信ステーションと、 （ｃ）ステーションを含む遠隔通信システムとに関する。 本発明はさらに、時分割多重フォーマットにおいて、光遠隔通信信号を取り扱 う方法を含む。 本発明は、時分割多重フォーマットにおいてデータで既に変調されている光信 号に対して波長変調を行うことに基づく。変調によって、多重方式の異なるチャ ンネルに対して特性的波長が与えられる。例えば、分離を達成するために、一次 波長が選択された波長を除く全ての波長に供給され、二次（コンプレメンタリイ ）波長が選択されたチャンネルに供給される。波長変調を行った後で、チャンネ ルは波長選択スプリッタの適切な網によって分離され、一次波長を有する信号は １つのポートへ進行し、二次波長を有する信号は別のポートへ進行する。これに よって分離が達成され、所望であれば、分離した信号を別の処理のために電気形 態に変換することができる。受信された時分割多重と同期して一次波長において 新しい信号を生成することによって置換が達成される。波長選択スプリッタは、 新 しい信号を適切に同期した正しい出力端末に送る。 本発明の好ましい実施形態では、受信された時分割多重と同期して生成される クロック信号を使用して、波長変調が達成される。クロック信号は、時分割多重 信号の意図された分離を定める波長変調を含む。クロック信号および時分割多重 は、好ましくは光ＡＮＤゲートを使用して結合される。（光ＡＮＤゲートは２つ の入力端末を有する。すなわちその一方は時分割多重用であり、他方はクロック 信号用である。このＡＮＤゲートは、その入力の両方が信号を受信するとき、出 力信号を生成する。出力が生成されるとき、該出力はクロック信号と同じ波長を 有する。この特徴を有するＡＮＤゲートは波長およびデータ変調の適切な組み合 わせを生成する）。 本発明は、パルス化された波形を有する信号に関して使用するのにとくに適し ている。すなわち、各時間スロットはスロットの始めで好ましくはゼロという低 い強度を有する信号パルスを（データ変調に依存して）潜在的に含む。強度はス ロット内、好ましくはスロットの中央、で最大値に上昇し、スロットの終りで、 低く、好ましくはゼロ、になる。実際の送信において、完全にタイミングが合う 可能性は低く、タイミングが完全に合っていないことはしばしば“ジッタ”と呼 ばれていることを強調しておく。可能な限り正確にタイミングを合わせることが 望ましいが、スロットの始めおよび終りで強度が十分に低くなり、スロットの中 央で十分に高くなるならば、満足のいく通信が維持されることが強調される。 時分割多重信号およびクロック信号の両方は、同じ基本パルス化波形を有する が、変調特性は各場合において異なっている。トラヒック信号の場合において、 全てのパルスは同じ波長を有し、変調はパルスが存在する形態と存在しない形態 とをとる。パルスが存在することは普通、論理“１”で示され、その場合にスロ ットは記載されたようにパルスを含む。その他のスロットは論理“ゼロ”に関係 し、この場合は関係するスロットにおいてパルスは存在せず、例えば強度はスロ ット全体において低く（好ましくはゼロに）維持される。クロック信号の場合に は、各時間スロット内に記載されたようなパルスが存在するが、パルスは異なる 波長を有して、その特定のスロット内で信号の目的地を定める。クロック信号は 各位置において別々に生成されるので、クロック信号はトラヒック信号よりもジ ッタが低くなけれならない。 記載されたようなパルス化された信号について、ＡＮＤゲートの関数を以下の ように定めることができる。パルスが両方の端末において受信されるとき、出力 がクロックパルスと同じ波長を有するように、クロックパルスが送信される。ト ラヒックパルスが存在しないところでクロックパルスが受信されるとき、ＡＮＤ ゲートは出力を有さず、何も送信されない。（クロックパルスは各時間スロット に存在するので、クロックパルスの必要がないケースは考慮しなくてよい）。 ＡＮＤゲートは、好ましくはその中で対称的に配置された半導体増幅器を含む ループミラーとして構成されるとよい。ループミラーは、両端部から同時に供給 される導波路を含むので、それは反対方向（カウンタ）伝搬パルスを含む。とく にループミラーはスプリッタという手段によって供給を受ける。スプリッタは好 ましくは均等に２つに分割される信号パルスを受信し、分けられたパルスは導波 路の両端部に供給される。簡単なケースでは、ループは対称であり、スプリッタ で受信されたパルスはそれらが入ってきたところに戻される。すなわち装置が反 射体またはミラーとして機能するという効果を有する。対称的配置を乱さずにル ープ内に半導体増幅器を配置することができ、ループは依然としてミラーとして 機能する。ループをＡＮＤゲートとして機能させるために、クロックパルスはス プリッタに供給される。トラヒックパルスを半導体増幅器に供給することによっ て、ミラーの対称的配置を変更することができる。トラヒックパルスが増幅器を 通るとき、対称的配置が乱され、その結果クロックパルスが送信される。したが って変更されたループミラーは要求されるＡＮＤゲートとして機能することが分 かる。 クロック信号は、フレームレートで動作するレーザから都合よく生成される。 上記の説明のように、フレームレートは電気制御に対して十分に低い。したがっ て、各レーザは最初に１フレーム当たり１パルスを生成し、これらのパルスは各 レーザに対して１スロット当たり１パルスを与えるように受動的に分割される。 差分遅延ラインの使用が個々のパルスのタイミングを合せるので、１スロット当 たり１パルスが存在するようになる。システムにおいて必要とされる種々の波長 に対して同期したレーザを使用することが好都合である。 本発明はここで添付の図面を参照して記載される。 図１は、本発明の第１の実施形態を示す図である。 図２は、クロックの１形態を示す図である。 図３は、本発明の好ましい実施形態を示す図である。 図４は、図１および３において示されたＡＮＤゲートとして使用するのに適し た変更されたループミラーの図である。 図５は、本発明にしたがう８つのステーションを含む通信システムを示す。 図１は、それぞれ時分割多重フォーマット内に位置する２つの別々の光トラヒ ック流を受信するようにされた本発明の一般的な形態を示す。ここでの記述は、 各トラヒック流内に４つのチャンネルが存在すると仮定する。すなわち、各多重 方式は、それぞれ４つのスロットを含むフレームから構成され、各スロットは異 なるチャンネルに関係付けられている。好ましくは各スロットに１ビットが存在 し、これが時分割多重のインターリーブ形式を構成していると認識される。スロ ットレートはフレームレートよりも明らかに速い。一例において１フレーム当た り４つののスロットが存在し、スロットレートはフレームレートの４倍であり、 例えば、２０ＧＨｚのスロットレートは５ＧＨｚのフレームレートに対応する。 ２つの入力流は互いに同期化される。すなわち個々のスロットは同時に発生する 。 図１に示されたスイッチング手段は、２つの光ＡＮＤゲート13および14から成 る。ゲート13は入力信号の一方を受信するために制御ポート15を有し、ゲート14 は他方を受信する制御ポート18を有する。スイッチはさらに、入力信号に、した がって互いに同期化される１対の相補的なロック信号を生成するクロック手段10 を含む。クロック信号は、以下でＡおよびＢで区別される２つの異なる波長を使 用し、それらは各波長を有するパルスの対から形成されているので、それらは相 補的である。ゲート13は、入力ポート16においてクロック信号の１つを受信し、 ゲート14はその入力ポート19において相補的なクロック信号を受信する。ゲート 13および14の出力ポート17および20は、それぞれ波長感知スプリッタ21および22 に接続されている。 スプリッタ21および22は、波長Ａの信号を端末25へ、波長Ｂの信号を端末26へ 送るように接続される。とくに、スプリッタ21および22は、波長Ａに対してＡ出 力、波長Ｂに対してＢ出力を有する。２つのＡ出力はその出力を端末25に接続し た接合部23の２つの入力に接続され、２つのＢ出力はその出力を端末26に接続し た接合部24の２つの入力に接続される。 ここでスイッチの動作を説明する。制御ポートおよび入力ポートの両方が光エ ネルギーを受けるとき、ＡＮＤゲート13および14は出力のみを行なう。この環境 において、ＡＮＤゲートはクロックパルスを出力へ送り、この出力はクロックパ ルスと同じ波長を有する。ポート15および18が、ポート16において波長Ａのクロ ックパルスを有する信号パルスを受信する場合を考慮されたい。クロック信号は 相補的であるので、ポート19は波長Ｂのクロックパルスを受ける。その結果、ポ ート17は波長Ａの信号パルスをスプリッタ21および接合部23を介して端末25へ送 り、ポート20は波長Ｂの信号パルスをスプリッタ22および接合部24を介して端末 26へ送る。代りの構造において、ポート16は波長Ｂを受け、同時にポート19は波 長Ａを受ける。この動作は実質的に従来と同じであるが、ポート15において受信 される信号は波長Ｂを得て、端末26へ進行する。同じように、ポート18において 受信された信号は波長Ａを得て、端末25へ進行する。したがって主要なおよび相 補的なクロック信号は、スロットごとにスイッチング手段を制御して、ポート15 において受けられるスロットは端末25または26に導かれ、ポート18において同時 に受信されるスロットは他方の端末に導かれる。 スイッチング手段の全体的な機能は主として、上述のスロットごとの動作によ って決められる。ＡＮＤゲートが使用されるので、ポート17および20における信 号は受けられたトラヒックによって（部分的に）制御される。トラヒックはパル スが存在するかまたはしないかによって変調され、この変調は出力ポート17およ び20に伝送される。加えて、スプリッタ21および22が波長選択式であるので、各 端末25および26における信号は１つの波長のみを有する。上述のように、それは データ変調を制御するトラヒックであるが、それはパルスの波長、形状、および タイミングに影響を及ぼすクロックパルスである。ＡＮＤゲートは光再生装置と して機能することが認識されるであろう。 図１に示されたスイッチング手段は、２つの光時分割多重信号を２つの端末に 再分配し、入力スロットの対の目的地は、主要なおよび相補的なクロック信号に よって個々に制御される。ここで図２を参照して好ましい形態のクロックが記載 される。このクロックは図１のクロック10として使用するのに適している。 図２に示されるクロックは、２つのレーザ30Ａおよび30Ｂを含んでいる。レー ザ30Ａは波長Ａで動作し、一方でレーザＢは波長Ｂで動作する。レーザＡおよび Ｂは、共通の駆動装置29を有するので同期化される。都合よく、駆動装置29は同 期化を容易にするためにトラヒックのサンプルを受信する（接続は示されていな い）。とくに、各レーザは多重化信号の１フレーム当たり１パルスを生成する。 主要なパルスは１スロット当たり（各波長において）１パルスを与えるようにス プリッタを使用して分割される。各レーザは１フレーム当たり１パルスのみを生 成するが、各パルスの継続期間はスロットの継続期間よりも短いことが強調され る。分割において、パルスは同時に発生するが、分割されたパルスは遅延ライン （主クロックに対して３２．１−３２．４、相補的なクロックに対して３３．１ −３３．４）に供給され、その結果それらはスロット間隔によって分けられる。 図２から分かるように、クロックはレーザ30Ａおよび30Ｂ、並びに複数の（参 照符号31によって纏めて示されている）２×２光スイッチ、すなわち各スロット に対して１つを含んでいる。この例は、１フレーム当たり４つのスロットを想定 しているので、それぞれフレーム１、２、３、および４と関係付けられている４ つの光２×２スイッチ３１．１、３１．２、３１．３、および３１．４が存在す る。記号２×２は、スイッチが２つの光入力ポートおよび２つの光出力ポートを 有することを表している。１つの入力信号は各出力に進行し、スイッチが出力を 反転するとき、信号は出力ポートを交換する。各スイッチ３１．１乃至３１．４ は、レーザ30Ａに接続された入力の１つを有し、その他の入力ポートはレーザ30 Ｂに接続されている。 クロックはさらに、全体的に参照符号32および33によって示される２組の遅延 ラインを含んでいる。遅延ライン32は主クロック信号を送り、遅延ライン33は相 補的なクロック信号を送る。１フレーム当たり４つのスロットとすると、遅延ラ インの各組は格付けされた長さの４つの光ファイバで構成される。格付けは均等 な長さのステップ（階段）をとり、各ステップはビット期間に等しい送信時間に 対応する。セット32は、主クロック信号内のスロット１、２、３、および４に必 要とされる遅延を与えるファイバ３２．１、３２．２、３２．３、および３２． ４から成る。セット33は、相補的な信号内のスロット１、２、３、および４に必 要とされる遅延を与えるファイバ３３．１、３３．２、３３．３、および３３． ４から成る。各スイッチ31は、セット32のファイバに接続される一方の出力ポー トと、セット33の対応するファイバに接続される他方の出力ポートとを有する。 したがって、一構造において、スイッチ３１．１はレーザＡをファイバ３２．１ に接続し、レーザＢをファイバ３３．１に接続する。他の構造において、スイッ チ３１．１はレーザＢをファイバ３２．１に接続し、レーザＡをファイバ３３． １に接続する。同様の接続は、全てのスイッチ31、並びに全てのファイバ32およ び33に対して行われる。 こういった階段的な長さのために、ファイバ32および33はパルスを遅延し、そ の結果各クロック信号は各時間スロットにおいて１つのパルスを有し、パルスの 波長はスイッチ31の設定によって決められる。それらの出力端部において、ファ イバ32はファイバ11に接続される。格付けされた遅延のために、ファイバ11はシ ーケンスでパルスを受ける。すなわち主要なクロック信号がファイバ11に纏めら れる。同じように、ファイバ33は、相補的なクロック信号が纏められるファイバ 12に接続される。記載されたように、図２のクロックは、図１のクロック10に適 しており、図１を参照して記載されたように、主要なおよび相補的なクロック信 号を送ることが認識されるであろう。組合わせは個々に示されていないが、図２ のファイバ11および12を図１のＡＮＤゲート13および14に接続することよって、 すでに説明された動作が行われる。 図面に示されていない代りの構造は、受取ったトラヒックの１つの流れを２つ の端末に分配し、空のスロットを局部的に（ローカルに）変調された信号で再び 充填する。この変形例において、ＡＮＤゲート14は、それに対するトラヒックが ないために必要とされない。それは相補的なクロック信号に対して局部的なデー タを変調する変調器で置換されている。該変調器は図２のクロックに代替される （別々に示されていない）。この代替構造において、各遅延ファイバ33はクロッ クパルスを選択的に通して（または通さずに）局部データを変調するそれ自身の 独立した変調器を含んでいる。４つの異なるデータチャンネルを変調することが でき、すなわち各ファイバ33に１つということになる。完全なクロック信号は４ つの平行するファイバ内で搬送されるので、各変調器はフレームレートでのみ動 作することが強調される。この変調器は以下のように図１の装置に接続される。 ファイバ11は入力ポート16に接続され、それによって入力信号は記載されたよう に端末25および26に分配される。入力ポート18に対する入力はないので、ＡＮＤ ゲート14は必要とされない。その代りに、（変更された）図２のファイバ12は図 １のスプリッタ24に接続される。ファイバ12は時分割多重フォーマットとして局 部的に変調された信号を搬送する。全体的な結果は、スイッチ31の設定にしたが って主クロックが端末25および26間に入力信号を分割する。相補的なクロックは 、失われているスロットを充填するために局部的に変調されたデータを分割する 。 とくに重要な応用において、１つのスロットのみが（単一の）入力信号から除 去される。このスロットは復調のために端末26に送られる。その他のスロットは 、前進方向の送信のために端末25に送られ、失われているスロットは相補的なク ロック信号から生成される局部的に変調された信号によって置換される。これは 図２のクロック（図示されている）とそれからゲート14を削除して変更された図 １のクロックの組合せ構造を必要とする。この組合せ構造を含むステーションは 図３に示されている。 図３に示すように、このステーションはレーザ30Ａおよび30Ｂ、並びに４つの ２×２スイッチ31を含んでおり、各スイッチは両方のレーザに接続されている。 各スイッチ31はさらに１対の遅延ファイバ、すなわちセット32のファイバとセッ ト33のファイバに接続されている。したがって、図２を参照して一層詳細に説明 されるように、主クロック信号はファイバ11に送られ、相補的な信号はファイバ 12に送られる。 ＡＮＤゲート13の制御ポート15に接続された送信ファイバ38上において、時分 割多重フォーマット（１フレーム当たり４つのスロットを有する）で、ステーシ ョンはトラヒックを受ける。出力ポート17は波長感度のあるスプリッタ21に接続 され、スプリッタは（接合部23を介して）端末25に接続される波長Ａのための出 力と端末26に接続される波長Ｂのための出力とを有する。端末26は、受取ったデ ータを局部的に利用可能にする復調器37に接続される。端末25は、トラヒックを その他のステーション（図３には示されていない）に送るための送信ファイバ39 に接続される。ステーションのこの部分は、図１に示されており、それは同じ仕 方で動作する。 ファイバ12（相補的なクロック信号）が、シーケンスで帯域通過フィルタ34（ 波長Ａを通すが、波長Ｂを除去する）、変調器35、接合部23、および端末25に接 続されて、その変調された出力が伝送用ファイバ39に送られる。変調器35は局部 データソース36によって制御される。 図３に示されているステーションは、パートナー（図示されていない）との２ 方向通信のために使用することができる。通信は、多重フォーマットの４つから １チャンネルを使用し、このチャンネルを受信のためにドロップし、送信のため にそれを置換することが望まれる。その他のチャンネルは前進方向送信のために 再生される。この動作モードを実行するために、“ドロップと置換”のために１ チャンネルが選択される。このチャンネルは、４つの２×２スイッチの設定によ って選択される。選択されたチャンネルに対応するスイッチは、レーザ30Ｂを遅 延ファイバ32に（およびレーザ30Ａをセット33の対応する遅延ファイバに）接続 するように設定される。これらの全ては、レーザ30Ａを遅延ファイバ32に（レー ザ30Ｂを遅延ファイバ33に）接続するために設定される。 動作中、トラヒックは送信ファイバ38を介して入力ポート15において受信され 、（２×２スイッチの設定が原因して）選択されていないパルス、すなわち選択 されていないチャンネル内のパルスは波長Ａを有するクロックパルスと一致する 。したがってこれらのパルスは、上記説明のように再生され、再生されたパルス は波長Ａを有し、それによってそれらは伝送用ファイバ39における前進方向送信 のために端末25に導かれる。これらの選択されていないパルスに対して、この装 置は再生装置として機能し、さらに変更をせずに通過させる。 選択されたチャンネルにおいて、パルスは波長Ｂで再生され、それによって局 部的に使用する（ローカル使用の）ために端末26および復調器37を通る。相補的 なクロック信号において、ファイバ12上において、選択されたスロットは波長Ａ を含み、これらのパルスは帯域通過フィルタ34を通過する。選択されていないス ロットは波長Ｂを含み、これらのパルスは帯域通過フィルタ34によって阻止され る。したがって変調器34は１フレーム当たり１パルスを受信し、このパルスは波 長Ａである。36からデータが送られ、変調された信号は接合部23に、その後送信 ファイバ39に送られる。これらのパルスは、選択された再生パルスが復調のため に除去されたギャップと一致するようにタイミングを合わされる。したがって、 この装置は局部的に使用される１チャンネルのために“ドロップと置換”機能を 行う。その他のチャンネルは再生される。 ゲート13はビットレートで動作する唯一の能動素子であることが強調される。 レーザ30Ａおよび30Ｂ並びに変調器35は全て、フレームレートで動作する。スイ ッチ31はほとんどの時間において受動状態を維持する。それらは単に動作構造を 変更するためにだけ動作し、これは頻繁に行われない。 ステーションは全ての時間に参加する必要はないことが強調される。各ステー ションには非参加（ノン・パーティシパトリィ）モードがあり、このモードでは 再生される信号を単に通過させるだけで変えることをしない。非参加モードに対 しては、チャンネルは波長Ｂに設定されず、すなわち全てのクロックパルスが波 長Ａを有する。すなわち、２×２スイッチ31はレーザ30を遅延ライン32に接続す るように設定される。上でした説明から、全ての受信されたトラヒックが前進方 向送信のために端末25に進むことが分ったと思う。 図４は、図１および３において示されたＡＮＤゲートに適したループミラーを 示している。図３に示されているように、ファイバ11および17は、ファイバルー プ53の両端部に接続されている対称スプリッタ51にリンクされる。進行波形半導 体レーザ増幅器52はループ53内に対称に配置され、さらにファイバ38上でトラヒ ックを受信するために接続されている。使用の際に、ファイバ11において受信さ れるクロックパルスは、スプリッタ51によって２つの均等な部分に分割され、ル ープ53の周りを反対方向に進む。増幅器52は対称に配置されているので、分割パ ルスはスプリッタ51に戻って同時に到達する傾向にあり、ファイバ17上に出力は ない。トラヒックパルスがファイバ38上で受信されるとき、増幅器52の機能は影 響を受け、対称性が失われる。その結果、クロックパルスはファイバ17に与えら れる。図４に示されているループ装置は上述のＡＮＤゲートの要件に適合するこ とが認識されるであろう。 それぞれが図３に示されている８つのステーションを含む遠隔通信システムは 、図５に示されている。参照符号101 ないし108 のステーションは、図５に示さ れているように信号の反時計方向伝搬のためにループに接続されている。システ ムは、時分割多重フォーマットにおいて４つのチャンネルを使用する。チャンネ ルは４つのみであるが、各チャンネルは２方向通信のために使用される、すなわ ち各チャンネルは２つのステーションによって使用されるので、８つのステーシ ョンを有することができる。上述のように、４つのチャンネルの何れか１つにド ロップし、挿入するようにステーション101 ないし108 の１つを一時的に構成す ることができる。これは、通信のために時々必要とされるステーションを対にす ることを可能にする。 ステーション101 および104 が第１のチャンネルにおいて２方向通信のために 接続されるケースを検討する。ステーション104 は、ドロップおよび挿入のため にチャンネル１を選択する。チャンネル１における主要なクロックパルスが波長 Ｂを与えられ、相補的なクロックはチャンネル１において波長Ａを有する。その 結果、チャンネル１は局部的な使用のために（ステーション104 によって）除去 され、それは局部的に生成される信号によって置換される。これらの信号は、ス テーション105,106,107,および108 を介してステーション101 へ送られる。ステ ーション101 はステーション104 と同じ動作モードを使用し、その結果ステーシ ョン104 によって挿入される信号はステーション101 において受信するために除 去される。同時に、これらの信号はステーション101 において生成されるデータ と置換され、ステーション102 および103 を介してステーション104 に送られる 。したがって、ステーション101 および104 はチャンネル１における２方向通信 を達成し、この通信はその他のステーションを介して送信されるが、その他のス テーションはそれと干渉しないことが分かる。さらにその他のステーションは、 時分割多重フォーマットのチャンネル２、３、および４を使用して、或る組合せ 構造において２方向通信を確立できることが明白である。一時的に受信または送 信を行なわないステーションは、上述の非参加フォーマットを使用できることが 認識されるであろう。 ４つのチャンネルがあると、８を越えた数のステーションが同時に参加するこ とができないことが明白である。それにも関わらず、いずれかのステーションが 常時送信することを望んでいる可能性は低いので、図５に示されているよりも多 くのステーションをシステムに接続することができる。８を越えたステーション が接続されているならば、もちろんそれらの幾つかが非参加構造を使用しなけれ ばならないが、全てのステーションは順次通信を行うことができる。 システムは全体として、図面には示されていない幾つかの監視形態を要求でき ることは分ると思う。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｄ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 スピリット、デイビッド・マイケル イギリス国、アイピー12・１エルエフ、サ フォーク、ウッドブリッジ、メルトン、ベ リー・ヒル ７ (72)発明者 デービス、デイビッド・アーサー・オーウ ェン イギリス国、アイピー14・３ビーエイチ、 サフォーク、ジーティー・フィンバラ、コ ームズ・レーン、オーク・コテージ １

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．（ａ）それぞれが一連のスロットを含む一連のフレームから成る時分割多重 フォーマットにおいて、波長Ａの光遠隔通信トラヒックを受信するための第１の 送信手段に接続するようにされている受信ポート（15）と、 （ｂ）受信信号と同じ時分割多重フォーマットにおいて、波長Ａの光遠隔通信ト ラヒックを送信するための第２の光送信手段に接続するようにされているトラヒ ック端末（25）と、 （ｃ）受信ポート（15）に接続され、受信信号の選択されたチャンネルの波長を 変更するようにされている波長変更手段（13）と、 （ｄ）前記波長変更手段（13）および前記トラヒック端末（15）に接続されて、 局部的な受信のために選択されたチャンネルを分け、波長Ａのチャンネルをトラ ヒック端末（25）に与える波長感知スプリッタ（21）と、 （ｅ）波長Ａで局部的なデータを変調し、前記波長感知スプリッタ（22）に接続 されて、局部的なデータで変調された信号によって選択されたチャンネルを置換 する変調器（35）とを含む遠隔通信ステーション。 ２．波長変更手段（13）が、波長Ｂで選択されたチャンネルおよび波長Ａで選択 されていないチャンネルを与える請求項１記載のステーション。 ３．前記波長変更手段（13）が、制御ポート（16）、ステーションの受信ポート （38）に接続される入力ポート（15）、および波長感知スプリッタ（21）に接続 された出力ポート（17）を有する光ＡＮＤゲートを含み、 該波長変更手段（13）が、選択されていないチャンネルに同期された波長Ａの パルスおよび選択されたチャンネルに同期された波長Ｂのパルスを有する主クロ ック信号を生成するためのクロック（10）をさらに含み、 前記クロックがＡＮＤゲート（13）の制御ポートに接続され、前記ＡＮＤゲー トがその出力ポート（17）において、その入力ポート（15）に供給されたパルス に同期したパルスを、その制御ポート（16）に供給された波長で供給するように されている請求項２記載のステーション。 ４．主クロック信号が波長Ｂのパルスを有するとき、クロック（10）がさらに波 長Ａのパルスを有する相補的なクロック信号を生成するようにされ、前記相補的 なクロック信号が変調器（35）に接続されて、局部的に使用するために除去され たチャンネルが局部的なデータによって置換される請求項３記載のステーション 。 ５．クロックが２つのレーザ（30Ａ、30Ｂ）、すなわち波長Ａで動作するＡレー ザＡ（30Ａ）および波長Ｂで動作するレーザＢ（30Ｂ）を含んで、前記各波長Ａ およびＢにおいて１フレーム当たり１パルスを生成し、前記レーザ（30Ａ、30Ｂ ）が、レーザ（30Ａ、30Ｂ）によって生成されるパルスを１スロット当たり１パ ルスに乗算し、遅延するようにされている光経路網（32、33）に接続され、選択 されたチャンネルにおいて波長Ｂのパルスを有する主クロック信号および前記選 択されていないチャンネルにおいて波長Ａのパルスを有する相補的クロック信号 を与える請求項４記載のステーション。 ６．クロック（10）で構成された網が、主クロック信号を生成するための遅延チ ャンネルの一次網（32）と相補的なクロック信号を生成するための二次網（33） とで成り、該クロックは各スロットのための１つのセレクタスイッチ（31）を含 み、該各セレクタスイッチ（31）はレーザＡ（30Ａ）に接続された第１の入力ポ ートとレーザＢ（30Ｂ）に接続された第２の入力ポートとそれぞれ遅延チャンネ ル（32、33）に接続された２つの出力ポートとを有し、各セレクタ（31.1）が１ 対の遅延チャンネル（32.1、33.1）に接続され、前記対が一次網（32）における 該遅延チャンネルの一つと他の二次網（33）における該遅延チャンネルとを有し 、各対が同じスロットに対応する遅延を与え、一次網（32）の出力がＡＮＤゲー ト（11）の制御ポートに接続され、変調器（14）が二次網（33）に含まれるかま たは二次網（33）が変調器（14）に接続される請求項５記載のステーション。 ７．二次網（33）の各遅延チャンネル（33）には局部的なデータのための変調器 を含み、二次網（33）が波長選択スプリッタ（22）に接続される請求項６記載の ステーション。 ８．二次網（33）が帯域通過フィルタ（34）に接続され、該帯域通過フィルタ（ 34）が局部的なデータのための変調器（35）に接続された請求項６記載のスイッ チング手段。 ９．４つのチャンネルにおける信号と使用するようにされており、セレクタスイ ッチ（41）の数が４であり、一次網（32）における遅延チャンネルの数が４であ り、かつ二次網（33）における遅延チャンネルの数も４である請求項６ないし８ の何れか１項記載の遠隔通信ステーション。 １０．ＡＮＤゲート（13）が、クロックパルスの受信のためにクロック（10）に 接続された一次ポート（11）、波長感知スプリッタ（21）に接続された二次ポー ト（17）、および光導波路（53）の両端部に接続された他の２つのポートを有す る４ポートスプリッタ（51）であり、反対方向伝搬するクロックパルスが該導波 路に供給され、前記導波路が受信ポート（15）に接続された半導体光増幅器（52 ）を含んで、受信された遠隔通信トラヒックが波長感知スプリッタ（21）に対す るクロックパルスの出力を制御する請求項３ないし９の何れか１項記載の遠隔通 信ステーション。 １１．請求項１ないし１０の何れか１項にしたがって、光学的に接続された複数 の前記ステーションを含む遠隔通信システム。 １２．ステーション数が、チャンネル数の少なくとも２倍である請求項１１記載 の遠隔通信システム。 １３．時分割多重フォーマット内の複数の通信チャンネルにおいて光遠隔通信ト ラヒックをスイッチしかつ再生する方法であって、前記フォーマットが一連のフ レームを含み、各フレームが一連のスロットを有し、選択されたチャンネルの波 長を変更しかつその他のチャンネルの波長を変更せずに維持し、波長選択によっ て局部的に使用するための選択されたチャンネルを分離しかつ選択されたチャン ネルを局部的に変調されたデータと置換することから成る方法。 １４．複数の通信チャンネルにおいて受信される遠隔通信トラヒックから１チャ ンネルを選択しかつ置換する方法であり、前記チャンネルは全て波長Ａを有しか つ時分割多重フォーマットであり、前記フォーマットは一連のフレームを含み、 各フレームは一連のスロットを有し、選択されたチャンネルの波長をＡからＢへ 変更しかつその他のチャンネルの波長を波長Ａのまま維持して、変更された信号 を波長選択式に復調して、波長Ａの信号を再送信しかつ波長Ｂの信号を局部的に 使用するために維持し、局部的なデータを変調して波長Ａで選択されたチャンネ ルに同期された信号を送出してこの変調された信号の波長を復調するようにして 、選択されたチャンネルが局部的なデータによって送信のために置換される方法 。 １５．相補的なクロック信号に同期した主クロック信号を生成するクロックであ り、該クロックは波長Ａで動作する一次レーザ（30Ａ）および波長Ｂで動作する 二次レーザ（30Ｂ）を含み、前記クロックが前記主クロック信号を生成するため の遅延チャンネルの一次網（32）、前記相補的なクロック信号を生成するための 遅延チャンネルの二次網（33）、および複数のセレクタスイッチ（31）をさらに 含み、前記各セレクタスイッチ（31）が一次レーザに接続された一次入力ポート と、二次レーザに接続された二次入力ポートと、一次網（32）における遅延チャ ンネルおよび二次網（33）における遅延チャンネルにそれぞれ接続された２つの 出力ポートとを有し、各セレクタスイッチ（31）が１対の遅延チャンネルに接続 され、各対の構成部材が等価の遅延を生成するクロック。 １６．複数の時分割多重チャンネルを含み、再分配される元のチャンネルを含む 新しい遠隔通信信号を生成する複数の光遠隔通信信号をスイッチングする方法に おいて、 ａ）受信された信号の波長を選択的に変更して、最終的な目的地を定める特性 波長を各チャンネルに与え、 ｂ）波長にしたがって前記信号を分割し、 ｃ）同じ波長で分割信号を再結合して、新しい遠隔通信信号を生成することを 含むスイッチング方法。 １７．受信されたチャンネルの１つが、局部的に変調されたデータの形態をとり 、分かれたチャンネルの１つが局部的な復調のために除去され、局部的に変調さ れたデータが局部的な復調のために除去されるチャンネルを置換する請求項１６ 記載の方法。