JPS59158661A - 光交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、時分割多重かつ波長分割多重された入力光
信号および出力光信号間にて信号を光のまま交換する光
交換機に関するものである。

伝送路に光ファイバを用いた光通信は、光ファイバが広
帯域であることから多量の情報を伝送可能であることや
、光ファイバが誘４雑音を受けない等の利点があること
から、今後広く使用されるものと予想される。この光通
信で使用される交換機には、光信号を一度′亀気に変換
して電気回路で交換することなく光信号を光の領域で交
換できる光交換機が望ましい。そのような光交換機には
例えば特開昭５３−２０１２号公報「光位相変換スイッ
チおよび該光位相変換スイッチを利用した時分割通話路
網」のように時分割多重された入力光信号および出力光
信号間で、光信号のタイムスロットを入れ換えることに
よって交換を行なうものが提案されている。また、例え
ば％開１１１６５５−１６５８４交換と波長を入れ換え
る波長分割交換の両方の交換を行なう光交換機が提案さ
れている。

前記、特開昭５５−１６５８４号公報の光交換機は、時
分割多重かつｎ波長分割多重された入力光ハイウェイが
入力端子に接続された複数の光分波器と、この複数の光
分波器の複数出方端子がそれぞれ複数の入力端子に接続
された光時分割多重信号のタイムスロットの入れ換えを
行う光時間スイッチと、この光時間スイッチの複数の出
力端子がそれぞれ複数の入力端子に接続された光空間ス
イッチと、この光空間スイッチの複数の出力端子とそれ
ぞれ複数の入力端子を接続された光時間スイッチと、こ
の光時間スイッチの複数の出力端子にそれぞれ複数の入
力端子を接続された光空間スイッチと、この光空間スイ
ッチの複数の出力端子乙＝それぞれ複数の入力端子を接
続された波長変換器と、この波長変換器の複数の出力端
子にそれぞれ複数の入力端子を接続された光空間スイッ
チと、この光空間スイッチの複数の出力端子にそれぞれ
複数の入力端子を接続され時分割多重かつ波長分割多重
された光出力ハイウェイを出力端子に接続された光分波
器とによって構成されている。時分割多重かつ波長分割
多重された入力光信号は、光分波器によって複数の時分
割多重光信号に分波され、光時間スイッチと光空間スイ
ッチと光時間スイッチとの３段構成の通話路スイッチに
よって時分割交換される。

その後、光空間スイッチ、波・良度換器光空間スイッチ
の３段構成の通話路スイッチによって、波長分割交換さ
れる。波長分割交換された光信号は光合波器によって波
長分割多重かつ時分割多重された出力光信号と変換され
る。このようにして時分割交換かつ波長分割交換を行な
っている。入力光信号を最初に光分波器よって複数の光
信号に変換するので、光時間スイッチ、光空間スイッチ
波長変換器など各段間は複数の光フアイバケーブルで接
続されておシ、各段が別条に設置されていると交換回線
数の多い大規模交換機では多数の光フアイバケーブルの
接続をおこなわなければならない欠点がある。さらに３
組の大規模な光空間スイッチを用意しなければならず実
用的でない。

本発明の目的は、各波長毎に時分割交換をおこなう手段
Ｔおよび各タイムスロット毎に波長分割交換をおこなう
手段λとを時分割多重かつ波長分割多重された光信号ハ
イウェイによって縦属接続することによって前記欠点を
解決し、Ｔ、λの各段が別条に設置されても各架間で一
本の光フアイバーケーブルの接続ですみ、かつ波長多重
数が大きくとも大規模な光空間スイッチを必要としない
光交換機を提供することである。

本発明によれば時分割多重かつ波長分割多重された入力
光信号および出力光信号間にて信号交換する光交換機に
おいて、各波長毎に時分割交換をおこなう一つまたは複
数の手段Ｔおよび各タイ・ムスロット毎に波長分割交換
をおこなう一つまたは複数の手段λとが時分割多重かつ
波長分割多重された光信号ハイウェイによってあらかじ
め設定された順序で縦属接続されたことを特徴とする光
交換機が得られる。以下本発明について詳細に説明する
。

第１図は、従来の時分割多重かつ波長分割多重された光
信号の交換をおこなう特開昭５５−１６５８４号に記載
された光交換機を示す図である。第１図によれば従来の
光交換機は時分割多重かつ波長分割多重された複数の入
力光ハイウェイ１に入力端子を接続された複数の光分波
器２と、この複数の光分波器２の複数の出力端子に複数
の入力端子を接続された時分割交換をおこなう光時間ス
イッチ３と、この光時間スイッチ３の複数の入力端子を
接続された光空間スイッチ４と、この光空間スイッチ４
の複数の出力端子に複数の入力端子を接続された時分割
交換をおこなう光時間スイッチ５と、この光時間スイッ
チ５の複数の出力端子に複数の入力端子を接続された光
空間スイッチ６と、この光空間スイッチ６の複数の出方
端子に複数の入力端子を接続され、波長の変換をおこな
う波長変換器７と、この波長変換器７の複数の出力端子
と複数の入力端子を接続された光空間スイッチ８と、こ
の光空間スイッチ８の複数の出力端子に複数の入力端子
を接続され時分割多重かつ波長分割多重された光出力ハ
イウェイ１ｏを出力端子に接続された複数の光合波器９
を含む。最初に光分波器２によって波長多重された光信
号を各波長別に複数の光信号に展開し、光時間スイッチ
３、光空間スイッチ４、光時間スイッチ５の３段構成に
よって各波長別に展開された光信号の時分割交換を行な
っている。

その後、光空間スイッチ６、波長変換器７、光空間スイ
ッチ８の３段構成によって波長分割交換を行なう。波長
分割変換された光信号は、波長の異なる時分割光信号か
ら光合波器によって複数の波長分割多重かつ時分割多重
された出力光信号に合波される。このようにして波長分
割交換かつ時分割交換を行なっている。入力光信号を最
初に光分波器によって複数の光１ｇ号へ各波長別に展開
するために、光時間スイッチ、光空間スイッチ、波長変
換器など各段間はすべて多数の光フアイバケーブルで接
続されている。交換回線数の多い大規模交換機では、光
時間スイッチなど各段が別条に設置されていると各架間
で多数の光フアイバケーブルの接続を行なわなければな
らない欠点があった。またさらに大規模な第１図におけ
る４、６．８の光空間スイッチを実現する事が回路規模
の増大、スイッチでの損失およびクロストークの増大か
ら困難である理由によって、大規模な交換機を空間スイ
ッチを３組必要とするこの構成によって実現する事が実
用的でないという欠点を有していた。

第２図は、本発明の第１の実施例を示す図である。第２
図によれば本発明の第１の実施例は、時分割多重かつｎ
波長分割多重された入力光ハイウェイ１を入力端子に接
続された各波長毎に時分割交換をおこなう手段’Ｉ’ｌ
ｌと、とのＴｌｌの出力端子を入力端子に接続された各
タイムスロット毎に波長分割交換をおこなう手段λ１２
と、とのλ１２の出力端子を入力端子に時分割多重かっ
ｎ波長分割多重された光出力ハイウェイ１ｏを出方端子
にそれぞれ接続された各波長毎に時分割交換をおこなう
手段Ｔ１３を含む。

第３図は、第２図の本発明の第１の実施例の動作を説明
するためのタイムチャート図である。

第３図において４００ｊ、４００４，４００７．４０１
０は波長λ□の時分割光信号のタイムスロット列を表わ
す。同様に４００２．４００５，４００８，４０１１は
波長λ　の時分割光信号のタイムスロット列を表わす。

タイムクロッｌ−列４００１，４００２　は、第２図に
おける入力光ハイウェイ１上の光信号に対応し、タイム
スロット列４００４．４００５は第２図におけるＴ１１
と２１２間の光信号に対応し、タイムスロット列４００
７．４００８は第２図におけるλ１２とＴ１３間の光信
号に対応し、タイムスロット列４０１０．４０１１は第
２図における出力光ハイウェイｌＯ上の光信号に対応す
る。Ｔｌｌにおいて、入力された光信号の同じ波長での
タイムスロットの移動を行なった結果、Ｔ１１の出力光
信号ではタイムスロット４００３に対応する１ぼ号が４
００６へ移動する。λ１２において、Ｔｌｌから出力さ
れた光信号の同じ時間と並んだタイムスロットの移動を
行なった結果、λ１２の出力光信号ではタイムスロット
４００６に対応する信号が４００９へ移動する。Ｔ１３
においてはλ１２から出力された光信号の同じ波長の信
号間でのタイムスロットの移動を行なった結果、出力光
ハイウェイ１０上の光信号ではタイムスロット４ｏｏ９
に対応する信号が４０１２へ移動する。このようにＴ１
１゜λ１２　、Ｔ１３の３段構成をとることによって入
力光信号の任意の波長の任意のタイムスロットの信号と
、出力光信号の任意の波長の任意のタイムスロットの信
号との間に通話チャンネルを形成することができる。

第４図は第２図に示した各波長毎に時分割交換を行なう
手段Ｔｌｌの具体例を示す図である。第４図によればＴ
ｌｌは、時分割多重がっｎ波長分割多重された人力光ハ
イウェイ１１１を入力端子に接続された光分波器１１２
と、この光分波器１１２のｎ個の出力端子に各々入力端
子を接続されたｎ個の光時間スイッチ１１３と、このｎ
個の光時間スイッチ１１３の出力端子にｎ個の入力端子
を接続され時分割多重かつｎ波長分割多重された出力光
ハイウェイ１１５を出力端子に接続された光合波器１１
４を含む。入力された光信号は光分波器１１２によって
λ１．λ２〜λ。の各波長の時分割光信号に分波され、
各々の時分割光信号はｎ個の光時間スイッチによって時
分割交換され、各波長の光時間スイッチ出力な合波器１
１４で合波される。このようにして入力光ハイウェイ１
１１と出力光ハイウェイ１１５との間で各波長毎の時分
割交換を行う。光時間スイッチ１１３は例えば前記、特
開昭５３−２０１２号公報における光位相変換スイッチ
が使用できる。特開昭５３−２０１２号公報では２人力
２出力の光スィッチと光ファイバによる遅延回路を環状
に接続した光遅延線メモリと光を循環記憶させ、所定の
遅延を与えた後に読み出すことによってタイムスロット
の入れ換えを行なう光時間スイッチを構成している。

第５図は、第２図に示した各タイムスロット毎に波長分
割交換を行なう手段λ１２の具体例を示す図である。第
５図によれば、第２図に示したλ１２は、入力光ハイウ
ェイ１２１に入力端子を接続された光分岐器１２２と、
この光分岐器１２２のｎ個の出力を入力とするｎ個の可
変波長選択素子１２３と、このｎ個の可変波長選択素子
１２３と、このｎ個の可変波長選択素子１２３の各々の
出力を各々の入力とするλいλ、−・・λ。のｎ［類の
固有の出力波長を不するｎ個の波長変換素子１２４と、
このｎ個の波長変換素子１２４の各々のｎ個の出力を入
力とし、出力光ハイウェイ１２６が出力に接続された光
合波器１２５を含む。入力ハイウェイ１２１から伝送さ
れた波長λ０．λ２・・・λ０　の時分割多重光信号は
光分岐器１２２でｎ分岐されｎ　個の可変波長選択素子
１２３へ入力される。可変波長選択素子１２３は、時分
割多重光信号の各タイムスロット毎にλ１．λ、・・−
λ。の波長の時分割多重光信号の内１つの波長の光信号
を選択して出力し波長変換素子１２４へ入力する。波長
変換素子１２４はλ１．λ、・・・へのｎ個の波長の内
どの１つが入力されても、λ１．λ、・・・λ。Ｏｎ波
長の内どれか１つの個有の波長の光信号を出力する。各
々波長の異なるｎ個の波長変換素子１２４の出力は光合
波器１２５で合波され出力光ハイウェイ１２６へ出力さ
れる。

可変波長選択素子１２３は例えばｒ、１Ｎｂｏ、基板上
の光方向性結合器にＥＯグレーティングをほどこしたＥ
Ｏグレーティング制御光方向性結合器によって構成でき
る。ＥＯグレーティング制御光方向性結合器を用いた可
変波長選択素子についての詳細はたとえば三木能［，１
ＮｂＯ，導波形光波長可変フィルタ」昭和５６年秋季応
用物理学会学術講演会予稿果９Ｐ−Ｍ−９Ｐ２４６を参
照されたい。

第６図は、第５図に示した波長変換素子１２４の具体例
を示す図である。第６図によれば、第５図に示した波長
変換素子１２４は、入力光ハイウェイ１２４１に入力端
子を接続された１×２の光スィッチ１２４２と、この光
スィッチ１２４２の第１の出力が人力された高調波発生
素子１２４３と、この高調波発生素子１２４３の出力と
、光スィッチ］２４２の第２の出力が入力された光合波
器１２４４と、この光合波器１２４４の出力を入力とし
、出力光ハイウェイ１２４６が出力に接続された注入型
半導体レーザ１２４５を含む。入力光ハイウェイ１２４
１から伝送されたλｉの波長の光信号は、λｉが注入型
半導体レーザーの個有の出力波長λｊよシ短い波長とな
る波長変換の場合は、光スィッチ１２４２によって高周
波発生素子１２４３を通らず光合波器ｉ　２４４へ直接
入力される。一方λ１がλｊ　よシ長い波長となる波長
変換の場合は光スィッチ１２４２に入力され、λｊよシ
波長の短い光信号に変換され光合波器１２４４の入力さ
れる。以上の光スィッチ１２４２の切シ換えはλｉ、λ
ｊの波長をデータとして記憶している通話路制御部が行
なう。これによって光合波器１２４４の出力はいずれも
λｊより波長の短い光信号であり、注入型半導体レーザ
１２４５へ注入することによって、注入型半導体レーザ
Ｊ２４５はλ、で発振し、出力光ハイウェイ１２４６へ
はλｉからλ、へ波長変換された光信号が送出される。

高周波発生索子１２４３はＬ　ｉ　ＮｂＯｓ結晶等の非
線形光学結晶によって実現できる。注入型半導体レーザ
１２４５は例えばプレーナストライプ型ダブルへテロ構
造の半導体レーザによって実現できる。注入型半導体レ
ーザについての詳細は河口「半導体レーザの双安定発掘
」電子通信字余技術報告ＥＤ８１−１０．ＰＰ７−１３
を参照されたい。

以上に説明したように、本発明の第１の実施例において
は、各波長毎に時分割交換を行なう手段Ｔと、各タイム
スロット毎に波長分割交換を行なう手段λとをＴλＴの
３段に縦属接続している。

第７図は本発明の第２の実施例を示す図である。

第７図によれば本発明の第２の実施例は時分割多重かつ
ｎ波長分割多重された入力光７〜イウエイ１を入力端子
と接続された各タイムスロット毎に波長分割交換を行な
う手段λ１４と、とのλ１４の出力端子を入力端子に接
続された各波長毎に時分割交換を行なう手段Ｔ１５と、
このＴ１５の出力端子に入力端子を接続され時分割多重
かつｎ波長分割多重され出力光ハイウェイを出力端子に
接続された各タイムスロット毎に波長分割交換を行なう
手段λを含む。入力された時分割多重かつｎ波長分割多
重された光信号はλ１４で各タイムスロット毎に波長を
入れ換える波長分割交換され、Ｔ１５で各波長毎にタイ
ムスロットを入れ換える時分割交換され、λ１６で各タ
イ、ムスロット毎に波長を入れ換える波長分割交換され
る。本発明の第１の実施例ではＴλＴの３段構成をとっ
ていたが１、本発明の第２の実施例ではλＴλの３段構
成をとることによって同様に入力光信号の任意の波長の
任意のタイムスロット信号と、出力光信号の任意の波長
の任意のタイムスロットの信号間で通話チャンネルを形
成することが可能である。

本発明は、第１の実施例、第２の実施例のいずれにおい
てもＴとλの各段間は時分割多重かつ波長分割多重され
た１本の光信号で接続されてお沙各段が別条に設置され
ても１本の光フアイバケーブルの架間の配線のみで良い
という効果がある。

また、Ｔ、λの各段の内部に大規模な空間スイッチを必
要としないので大規模な交換機を容易に構成できる効果
がある。

本発明は第１の実施例であるＴλＴの３段構成や第２の
実施例であるλＴλの３段構成のみに限定されず、Ｔλ
λＴの４段構成あるいはＴλＴλＴ。

λＴλＴλの５段構成、さらにはＴλ、λＴの２段構成
などＴ、λを時分割多重かつ波長分割多重された光信号
ハイウェイによってあらかじめ設定された順序で縦属接
続すれば同様の効果が得られる。

本発明の光交換機の入力光ハイウェイの前段として加入
者からの信号を時分割多重かつ波長分割多重する多重化
スイッチが設置され、出力光ハイウェイの後段として時
分割多重かつ波長分割多重された光信号を加入者毎に分
離する分離スイッチが設（４されていれば加入者光交換
機となる。加入者と対応する多重化スイッチ、分離スイ
ッチが設置されていなければ中継光交換機となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光交換機を示すブロック図、第２図は本
発明の第１の実施例を示すブロック図、第３図は本発明
の第１の実施例の動作を説明するだめのタイムチャート
図、第４図は本発明の第１の実施例における各波長毎に
時分割交換を行なう手段Ｔｌｌの具体例を示すブロック
図、第５図は本発明の第１の実施例における各タイムス
ロット毎に波長分割交換を行なう手段λ１２の具体例を
示すブロック図、第６図は第５図における波長変換素子
１２４の具体例を示すブロック図、第７図は本発明の第
２の実施例を示すブロック図である。 図において１，１１１，１２１および１２４１は入力光
ハイウェイ、２および１１２は光分波器、３および５は
光時間スイッチ、４，６．８および１１３は光空間スイ
ッチ、７は波長変換器、９，１１４，１２５および１２
４４は光合波器、１０，１１５，１２６　および１２４
６は出力光ハイウェイ、１１．１３および１５はＴ、１
２．１４および１６はλ、４００１゜４００２．４００
４．４００５．４００７．４００８．４０１０および４
０１１は各波長−ガのタイムスロット列、４００３．４
００６．４００９および４０１２は各波長毎の特定のタ
イムスロット、１２２は光分岐器、１２４は波長変換素
子、１２４１は光スィッチ、１２４３は高調波発生素子
、１２４５は注入型半纏体レーザをそれぞれあられす。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、時分割多重かつ波長分割多重された入力光信号およ
   び出力光信号間にて信号交換する光交換機において、各
   波長毎に時分割交換をおこなう一つまたは複数の手段Ｔ
   および各タイムスロット毎に波長分割交換をおこなう一
   つまたは複数の手段λとが時分割多重かつ波長分割多重
   された光ハイウェイによってあらかじめ設定された順序
   で縦属接続されたことを特徴とする光交換機。