JPS60177326A - Matrix switch and its driving method - Google Patents

Matrix switch and its driving method

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JPS60177326A
JPS60177326A JP3346684A JP3346684A JPS60177326A JP S60177326 A JPS60177326 A JP S60177326A JP 3346684 A JP3346684 A JP 3346684A JP 3346684 A JP3346684 A JP 3346684A JP S60177326 A JPS60177326 A JP S60177326A
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Abstract

PURPOSE:To obtain a small-sized matrix switch which is suitable for miniaturization and formation of IC and capable of high-speed switching by arranging one optical control element for each of MXN light emitting element and one photodetector for every M optical control elements, and turning on and off the light emitting elements according to an input signal. CONSTITUTION:Signals inputted to input terminals 10a and 10b are passed through amplifiers 18a and 18b and applied to light emitting elements 11a and 11b, and 12a and 12b of a 2X2 matrix switch. Their modulated light beams are incident on optical control elements 13a and 13b, and 14a and 14b. Those four optical control elements are controlled by a controller 19 so that incident light is transmitted or cut off. Light beams transmitted through the optical control elements 13a and 14a, and 13b and 14b are detected by photodetectors 17a and 17b respectively and transmitted to output terminals 20a and 20b. Consequently, the small-sized matrix switch which is integrated suitably and capable of high- speed switching is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は、複数の入力信号路と出力信号路間を任意に切
換えて接続するマトリクススイッチ及びその駆動方法に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field) The present invention relates to a matrix switch that arbitrarily switches and connects a plurality of input signal paths and output signal paths, and a driving method thereof.

(従来技術とその問題点) 光通信システムの急速な発展にエリ、伝送路の大容量化
がはかられ、さらに益々高度のシステムへと開発が進め
られている。通信システムの機能の拡大のため、各種信
号の交換や伝送路網の高速切換え明耕だな機能が要求さ
れつつあり、それらを可能イこする光スイツチングネッ
トワークの必要性がAjっている。光信号の交換、伝送
路切換えを行なう方法としては、(1)、光の状態のま
ま光路を切換えてスイッチングする方法、(2)光信号
を一旦 l′市気気信号変換し、市気信号の状態でスイッチング
して再び光信号に変換する方法、(3)入力光信号を分
岐さJまた光伝送路の終端に設置した光検出器へのバイ
アス正圧のON 、 OFFにより出力すべき信号全選
択して出力端子へ接続する方法等が提案されている。
(Prior art and its problems) With the rapid development of optical communication systems, efforts are being made to increase the capacity of transmission lines, and the development of increasingly sophisticated systems is proceeding. In order to expand the functions of communication systems, clear functions such as exchanging various signals and high-speed switching of transmission line networks are becoming required, and there is a growing need for optical switching networks that make these functions possible. Methods for exchanging optical signals and switching transmission paths include (1) switching by changing the optical path in the optical state, and (2) converting the optical signal into a commercial signal and converting it into a commercial signal. (3) A method of switching the input optical signal and converting it back into an optical signal in the state of A method has been proposed in which all the data are selected and connected to the output terminal.

先ず、(1)の光路切換形のスイッチでは電、磁石等に
よるブリスムやミラー件の機械的移動を用いたメカニカ
ル光スィッチと基板上に設けた光導波路によって構成さ
れる導波形光スイッチがあるか、高速性や多チャンネル
化の可能性では後者の方か優れている。導波形光スイッ
チは、光信号をそのまま高速にスイッチできるという利
点かあるが、一般に入射光か直線偏光でないと正常な動
作が得難いので通常の単一モード光ファイバや多モート
光ファイバ系にそのまま適用できないこと、十分なりロ
ストーク特性や排失特性が沓難いこと、多チャンネル化
した場合に形状が大きくなってしまうこと等の欠点があ
る。(2)の冨気スイッチ/ダ回路を用いる方法では、
再生増幅系となるので挿入損失は考える必要がなく、光
ファイバの棟類には依存しないという利点かあるが、複
雑な電気回路内での信号の遅延や信号間の干渉が浮遊容
預等により生ずるので広帯域の信号に対して十分なりロ
ストーク特性ヲ得るのが離しいという欠点がある。
First, regarding the optical path switching type switch in (1), is there a waveguide type optical switch that is composed of a mechanical optical switch that uses mechanical movement of brism or mirror elements using electricity, magnets, etc., and an optical waveguide provided on a substrate? However, the latter is superior in terms of high speed and multi-channel possibilities. Waveguide optical switches have the advantage of being able to switch optical signals as they are at high speed, but generally it is difficult to obtain normal operation unless the incident light is linearly polarized, so they can be applied directly to normal single-mode optical fibers or multi-mode optical fiber systems. However, there are drawbacks such as the fact that it is difficult to obtain adequate loss talk characteristics and rejection characteristics, and that the size becomes large when multi-channeling is used. In the method (2) using a wealth switch/da circuit,
Since it is a regenerative amplification system, there is no need to consider insertion loss, and it has the advantage of not depending on the optical fiber structure. Therefore, there is a drawback that it is difficult to obtain sufficient losstalk characteristics for wideband signals.

(3)の方法は広帯域信号に対してりロストークを比較
的低くでき、電気回路もそれほど複雑ではないという利
点がある。第1図はこの(3)の方法を説明するだめの
図である。入力光伝送路1a、 Ibによそれ7 *i
□タイオード3a、 3b、 4a、 4bにより受光
さ1する。ここで制御信号に応じフォトタイオー1’に
与えるバイアスを切換え所望のフメトクイA−ドのみを
動作させれば出力ブランチ5a、 5bに出力される電
気信号を切押えることができる。
The method (3) has the advantage that losstalk can be relatively low for broadband signals and the electrical circuit is not so complicated. FIG. 1 is a diagram for explaining method (3). Input optical transmission line 1a, Ib deviation 7 *i
□The light is received by the diodes 3a, 3b, 4a, and 4b. Here, by switching the bias applied to the photodiode 1' in accordance with the control signal and operating only the desired photodiode A, it is possible to suppress the electrical signals output to the output branches 5a and 5b.

このノミ法は前記のような利点を有しているが、一方、
第1図のように光分岐回路を必要とするという大きな欠
点がある。現在、光分岐回路は主として複数本の光ファ
・fハを束ねて1B着する方法によって製作さえするが
、一般に多数分岐の場合には損失か太きく 7:cって
しまい、小型の分岐回路は得にくい。ま/こ、 (3)
の方法はフ、 トタイオードのスイッチ/ダ中月二か大
きく、高速切換えが難しいという欠点もある。
This chisel method has the advantages mentioned above, but on the other hand,
A major drawback is that it requires an optical branch circuit as shown in FIG. Currently, optical branch circuits are mainly manufactured by bundling multiple optical fibers and connecting them to 1B, but in general, when there are multiple branches, the loss or thickness becomes large. is difficult to obtain. Ma/ko, (3)
The disadvantage of this method is that the diode switch is large and difficult to switch at high speed.

(発明の目的) 本発明の目的は、上述のような従来の各機の光スィッチ
の欠点を除き、小型で集積化にも適し、低クロストーク
で多チャンネルの広帯域信号を高速に切換えることが可
能なマトリクススイッチ及びその駆動方法を提供するこ
とにある。
(Objective of the Invention) The object of the present invention is to eliminate the drawbacks of conventional optical switches as described above, to be small and suitable for integration, and to switch multi-channel wideband signals at high speed with low crosstalk. The object of the present invention is to provide a possible matrix switch and its driving method.

(発明の構成) 本発明のマトリックススイッチは、IVI、NをMき1
.Nユ1なる整数とするとき、MX N イuhの発J
゛ 光素子と、該発光素子のそれぞれに1個グつ光学的に結
合された合計M X N個の光制御素子と、前記光制御
素子のM個に対して1個光学的に結合された合計N個の
光検出器とからなるM入力、N出力端子をもつ構成とな
っており、その駆動方法は上記マトリクススイッチを、
前記発光素子はそれぞれ入力信号によって変調され、前
記光制御索子はそチ1それ前記発光素子によって発生し
た変調光を入出力端子の接続状態に応じて通過イ、し7
くは遮断するように制御される駆動方法及び前記光制御
素子はそれぞれ入力信号によって変調され、前記発光素
子は入出力端子の接続状態に応じて発光をON又はOF
Fするように制御される駆動方法である。
(Structure of the Invention) The matrix switch of the present invention has IVI and N divided by M and 1.
.. When N is an integer of 1, the origin of MX N is J
゛A light element, a total of M x N light control elements optically coupled to each of the light emitting elements, and one light control element optically coupled to each of the M light control elements. It has a configuration with M input and N output terminals consisting of a total of N photodetectors, and its driving method is to use the above matrix switch,
Each of the light emitting elements is modulated by an input signal, and the light control cable passes the modulated light generated by each of the light emitting elements depending on the connection state of the input/output terminals.
The driving method is such that the light control element is controlled to turn off or off, and the light control element is modulated by an input signal, and the light emitting element turns on or off light emission depending on the connection state of the input/output terminal.
This is a driving method that is controlled to achieve F.

(実施例) 以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。(Example) The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第2図は本発明によるマトリクススイッチの一実施例で
ある2X2マトリクススイツチ及びその駆動方法を示す
図である。第2図において、4個の発光索子11a、1
2a、llb、12bに対してそれぞれ光制御素子13
a、14a、13b、、14bが光伝送路15a、16
a、15b、16bによってそれぞれ光学的に結合され
、光制御素子13a14aが光検出器17aに光制御素
子13b、−14bが光検出器17bにそれぞれ上記と
同様な光伝送路によって光学的に結合されている。ここ
で、発光素子としては半導体レーザや発光ダイオード、
光検出器としては、7バランシエフオトタイオード(A
PD )やPINフォトダイオード等を用いることがで
きる。また光制御素子としては、丞版上に光導波路によ
って形成された導波形の光スィッチや光変調器等、ある
いは半導体レーザの注入電流切換えにエリ透過光を制御
する素子(以下LDスイツチと略す)を用いることがで
きる。第3図は上記導波形光スイッチの一例を示1一平
面図である。電気光学効呆を示す誘電体又は半導体基板
、例えばニオブ酸リチウムやInP基板上に金属拡散や
結晶成長等によって光導波路21.22を形成し1、上
記光導波路21.22を互いに数μm程度に近接させ、
その近接した光導波路上に制御電極23を設置して該制
御電極23への印加電圧により透過光の光量又は光路を
制御するものである。光導波路21への入射光24は制
御電極23への印加電圧がOのときには光導波路22に
結合して出射光27となるがある適当な印加電圧では光
導波路21に再び結合して出射光25となる。また、制
御電極23へ変調電圧を印加することにエリ出射光25
を変調することができる。
FIG. 2 is a diagram showing a 2×2 matrix switch, which is an embodiment of the matrix switch according to the present invention, and a method of driving the same. In FIG. 2, four luminescent cords 11a, 1
A light control element 13 is provided for each of 2a, llb, and 12b.
a, 14a, 13b, 14b are optical transmission lines 15a, 16
a, 15b, and 16b, respectively, and the light control elements 13a and 14a are optically coupled to the photodetector 17a, and the light control elements 13b and 14b are optically coupled to the photodetector 17b, respectively, by optical transmission paths similar to those described above. ing. Here, the light emitting elements include semiconductor lasers, light emitting diodes,
As a photodetector, a 7-balance photodiode (A
PD), PIN photodiode, etc. can be used. In addition, as a light control element, a waveguide-shaped optical switch or optical modulator formed by an optical waveguide on the main plate, or an element that controls transmitted light to switch the injection current of a semiconductor laser (hereinafter abbreviated as LD switch) can be used. FIG. 3 is a plan view showing an example of the above-mentioned waveguide type optical switch. Optical waveguides 21 and 22 are formed on a dielectric or semiconductor substrate exhibiting an electro-optic effect, such as a lithium niobate or InP substrate, by metal diffusion or crystal growth. close,
A control electrode 23 is installed on the optical waveguide adjacent to the optical waveguide, and the amount of transmitted light or the optical path of the transmitted light is controlled by applying a voltage to the control electrode 23. When the voltage applied to the control electrode 23 is O, the incident light 24 to the optical waveguide 21 is coupled to the optical waveguide 22 and becomes the output light 27. At an appropriate applied voltage, the incident light 24 is coupled to the optical waveguide 21 again and becomes the output light 25. becomes. In addition, applying a modulation voltage to the control electrode 23
can be modulated.

第4図はLDスイッチの一例を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing an example of an LD switch.

第4図において、通常のPn接合を有する半導体レーザ
30への注入電流を倒にすると、半導体レーザ30は光
増幅器として働き、入射光31は増幅されて出射する。
In FIG. 4, when the current injected into a semiconductor laser 30 having a normal Pn junction is reversed, the semiconductor laser 30 functions as an optical amplifier, and incident light 31 is amplified and emitted.

注入型、mをOF’Fにすると、入射光31は吸収され
、出射光32は0となる。すなわち、本LDスイッチで
は注入W流のON、 OF’F によって入射光を透過
又は遮断状態とすることや、注入電流を変調することに
より透過光音変調することができる。
In the injection type, when m is set to OF'F, the incident light 31 is absorbed and the output light 32 becomes 0. That is, in this LD switch, the incident light can be transmitted or blocked by turning the injection W flow ON or OF'F, and the sound of transmitted light can be modulated by modulating the injection current.

第2図の実施例は、2個の入力端子10a、10bと2
個の出力端子20a、20bをもち、入力端子]Oaに
入力される信号は増幅器18aにより増幅されて発光素
子11a、llbに印加され、入力端子1fJbに入力
される信号は増幅器18bにより増幅されて発光素子1
2a112bに印加される。その結果、発光素子11a
、llbは入力端子10aに入力される信号によって、
発光索子12a、 12bは入力端子10bに入力され
る信号によってそれぞれ変調され、それらの変調光はそ
れぞれ光制御素子13a113b。
The embodiment of FIG. 2 has two input terminals 10a, 10b and 2.
The signal input to the input terminal Oa is amplified by the amplifier 18a and applied to the light emitting elements 11a and llb, and the signal input to the input terminal 1fJb is amplified by the amplifier 18b. Light emitting element 1
2a112b. As a result, the light emitting element 11a
, llb are determined by the signal input to the input terminal 10a,
The light-emitting cables 12a and 12b are each modulated by a signal input to the input terminal 10b, and the modulated light is sent to the light control element 13a113b, respectively.

14a、14bに入射する。ここで上記4個の光制御素
子は全てコントローラ19に接続されており、フン)p
−ラ19の発生ずる制御電圧又は制御電流によってそれ
ぞれ独立に入射光を透過もしくは遮断するように制御さ
れる。コントローラ】9は中央制御装置(第2図では省
略されている)からの指令に基いて4個の光制御素子を
駆動する装置である。例えは光制御素子として第3図に
示すような印加電圧の大きさによって入射光を透過また
は速断するものを用いる場合には、4個の光制御素子に
対して各々独立して2値のW圧を発生する。
14a and 14b. Here, all of the above four light control elements are connected to the controller 19, and
- They are controlled to transmit or block incident light independently depending on the control voltage or control current generated by the laser beam 19. Controller] 9 is a device for driving four light control elements based on commands from a central control device (omitted in FIG. 2). For example, when using a light control element that transmits or rapidly cuts incident light depending on the magnitude of the applied voltage as shown in Fig. 3, each of the four light control elements is independently Generates pressure.

最も簡単な一例としては、1つの光制御素仔に対して1
つのトランジスタを用いた回路で構成できる。例えはト
ランジスタのコレクタを抵抗Rを通して重圧vIの電源
に接続し、エミッタを接地し、ベースを制御信号の入力
端子とし、コレクタから出力電圧端子を出すことによっ
て構成される。この回路では制御信号の電圧が00とき
出方電圧■!となり制御信号重圧か正のときは出方電圧
ciOとなる。また、第4図に示すような注入電流の有
角にIって入射光を透過または遮断する光制御素子を用
いる場合には、コントローラ19は中央制御装ばからの
指令に基いて4個の光制御素子に対して各々独立に2値
の電流、即ち電流0が任意の′ぽ流工1を発生する。1
つの光制御素子に対して最も簡単には1つのトランジス
タを用いた回路で構成できる。例えはトランジスタのコ
レクタ側に抵抗R,を介して光制御素子であるLDスイ
ッチのPTI接合のn側を接続し、そのP側を接地する
。また、上記トランジスタのエミッタ1t(IIを電圧
−V+の負電源に接続し、ベースを制御信号の入力端子
とする。
As the simplest example, one light control element has one
It can be configured with a circuit using two transistors. For example, the transistor is constructed by connecting the collector of the transistor to a power source with high voltage vI through a resistor R, grounding the emitter, using the base as an input terminal for a control signal, and outputting an output voltage terminal from the collector. In this circuit, when the control signal voltage is 00, the output voltage ■! Therefore, when the control signal pressure is positive, the output voltage becomes ciO. Furthermore, when using a light control element that transmits or blocks incident light depending on the angle of the injected current as shown in FIG. A binary current, that is, a current 0, generates an arbitrary current 1 for each light control element independently. 1
The simplest configuration for one optical control element is a circuit using one transistor. For example, the n side of a PTI junction of an LD switch, which is a light control element, is connected to the collector side of the transistor via a resistor R, and the p side thereof is grounded. Further, the emitter 1t (II) of the transistor is connected to a negative power supply of voltage -V+, and the base is used as an input terminal for a control signal.

トランジスタのベース電位が0であるとトランジスタは
オンとなるのでLDスイッチには電流L”V1/ (R
1+ r1+ rxンが流ねる。ここでrlはLDスイ
ッチの抵抗、r2はトランジスタの抵抗である。−万、
トランジスタのベースに十分な大きさの負電圧が印加さ
れると、トランジスタはオフとなるので雷。
When the base potential of the transistor is 0, the transistor is turned on, so the LD switch has a current L”V1/(R
1+ r1+ rxn flows. Here, rl is the resistance of the LD switch, and r2 is the resistance of the transistor. Ten thousand,
When a negative voltage of sufficient magnitude is applied to the base of a transistor, the transistor turns off, causing lightning.

流は0となる。光制御素子13a、14aを通過した光
信号は光検出器17aで検出されて出力端子20aに伝
達され、光制御素子13b、 14bを通過した光は光
検出器17bで検出されて出力端子20bに伝達される
。入出力端子間の接続の−iり11として、例えは、光
制御素子1.4a、13bをa断状態とし、他を透過状
態とすれば入力端子10aが出力端子20aに入力端子
10bが出力端子20bに接続される。また、光制御素
子13a 、 13bを透過、他を遮断状態とずれば入
力端子1.Oaを20a、 20bの両方の出力端子に
接続するいわゆるブロードキャストモードの接続も可能
である。
The flow becomes 0. The optical signals that have passed through the light control elements 13a and 14a are detected by the photodetector 17a and transmitted to the output terminal 20a, and the light that has passed through the light control elements 13b and 14b is detected by the photodetector 17b and transmitted to the output terminal 20b. communicated. For example, if the light control elements 1.4a and 13b are turned off and the others are set to the transparent state, the input terminal 10a becomes the output terminal 20a, and the input terminal 10b becomes the output terminal. Connected to terminal 20b. In addition, if the light control elements 13a and 13b are transmitted and the others are set to the blocked state, the input terminals 1. A so-called broadcast mode connection in which Oa is connected to both output terminals 20a and 20b is also possible.

本実施例のマ) IJクス光スイッチはGaAs 、 
’InP等の半導体材料を用いて構成すれば、増幅器、
発光素子、光制御素子、光検出器等はすべて同一の基板
上にモノリシックに集積することが可能で形状も小型に
でき、多チャンネル化も可能である。また、入力信号の
伝達系とスイッチの制御を行なう制御回路部分とは独立
に構成されるので通常の電気回路によるスイッチング素
子に比べると広帯域信号を制御するのがかなり容易とな
り、光制御素子として消光比の高い素子を用いることに
より低クロストークのスイッチングを行なうことかでき
る。また第3図、第4図に示した光制御素子は一般に/
 n5ec以下のスイッチ速度が比較的容易に得られる
The IJ optical switch in this embodiment is made of GaAs,
'If constructed using a semiconductor material such as InP, an amplifier,
A light emitting element, a light control element, a photodetector, etc. can all be monolithically integrated on the same substrate, the size can be made compact, and multi-channels can be achieved. In addition, since the input signal transmission system and the control circuit section that controls the switch are configured independently, it is much easier to control broadband signals compared to switching elements using ordinary electric circuits, and it can be used as an optical control element for quenching. By using elements with a high ratio, switching with low crosstalk can be achieved. In addition, the light control elements shown in FIGS. 3 and 4 are generally /
Switching speeds of n5ec or less can be obtained relatively easily.

第5図は本発明によるマトリクススイッチの他の実施例
である2×2マトリクススイツチ及びその駆動方法を示
す図である。第5図の実施例は、4個の発光素子11a
%12a、llb、12b、4個の光制御素子13 a
、 14 a、 13 b、 14 b 、2個の光検
出器17a、 17b及びそれらを接続する光伝送路の
各素子の配置及び構成は第2図の実施例と全く同様であ
る。但し、本実施例では入力端子lOaから人力される
信号は増幅器40aにより増幅されて光制御素子13a
、 13bに印加され、入力端子10bから入力される
信号は増幅器40bにより増幅されて光制御素子14a
、 14bに印加される。また、発光素子]、1a、1
2a、llb、12bは全てコントローラ41に接続さ
れており、コントローラ410発生する制御111Mt
によってそれぞれ独立に発光をON又はOFFするよう
に制御さ第1る。コントa−ラ41の構成は第2図の実
施例で光制御素子にLDスイッチを用いる場合と同じで
、中央制御装置からの指令に基いて前記4つの発光素子
に対して各々独立に電流をオン、オフする。本実施例の
2X2マトリクススイツチも第2図の実施例と同様に入
出力端子間の任意接続が可能である。例えは、発光素子
12aJ1bをONとし、他の発光素子をOFFとすれ
ば入力端子LOaが出力端子20bに入力端子10bが
出力端子20aに接続される。
FIG. 5 is a diagram showing a 2×2 matrix switch, which is another embodiment of the matrix switch according to the present invention, and a method of driving the same. The embodiment shown in FIG. 5 has four light emitting elements 11a.
%12a, llb, 12b, 4 light control elements 13a
, 14a, 13b, 14b, the two photodetectors 17a, 17b, and the arrangement and configuration of each element of the optical transmission line connecting them are completely the same as in the embodiment shown in FIG. However, in this embodiment, the signal manually input from the input terminal lOa is amplified by the amplifier 40a and sent to the light control element 13a.
, 13b and input from the input terminal 10b is amplified by the amplifier 40b and sent to the light control element 14a.
, 14b. Also, light emitting element], 1a, 1
2a, llb, and 12b are all connected to the controller 41, and the control 111Mt generated by the controller 410
The light emission is controlled to be turned on or off independently by each of the first and second lights. The configuration of the controller 41 is the same as that in the embodiment shown in FIG. 2 in which an LD switch is used as a light control element, and it supplies current to each of the four light emitting elements independently based on commands from the central controller. Turn on, turn off. The 2.times.2 matrix switch of this embodiment also allows arbitrary connections between input and output terminals, similar to the embodiment of FIG. For example, if the light emitting element 12aJ1b is turned on and the other light emitting elements are turned off, the input terminal LOa is connected to the output terminal 20b, and the input terminal 10b is connected to the output terminal 20a.

本実施例のマトリクススイッチも第2図の例と同様に従
来のマトリクススイッチに比べると、小型で集積化に適
し、低クロストークで多チャンネルの広帯域信号を高速
に切換えることが可能である。また本実施例を第2図の
実施例と比べると、一般ζこ発光素子のON、 OFF
を行なう方が光制御素子の光透過、速断制御よりも高い
消光比が得られるので、クロストーク特性に関しては本
実施例の方が有利であるといえる。
Similar to the example shown in FIG. 2, the matrix switch of this embodiment is also smaller and more suitable for integration than conventional matrix switches, and is capable of high-speed switching of multi-channel wideband signals with low crosstalk. Moreover, when this embodiment is compared with the embodiment shown in FIG.
Since a higher extinction ratio can be obtained by performing the light transmission and fast-actuation control of the light control element, it can be said that this embodiment is more advantageous in terms of crosstalk characteristics.

第6図は本発明の他の実施例である2X2光マトリクス
スイツチを示す図である。本実施例は第2図又は第5図
に示した2X2マトリクススイツチと光重変換器を組合
せて2光入力、2光出力のマトリクススイッチを構成し
たものである。本実施例では、入力光ファイバ51aを
伝送された入力光信号60aは光検出器52aで検出さ
れて第2図又は第5図に示した2×2マトリクススイッ
チ500Å力端子10aに入力される。また入力ファイ
バ51bを伝送された入力光信号60bは光検出器52
bで検出されて2×2マトリクススイッチ500Å力端
子10bに入力される。2×2マトリクススイノチ50
の出力端子20a、 20bにはそれぞれ、増幅器53
a、 53b1発光素子54a、 54bが接続され、
発光素子54a、 54bにエリそれぞれ発生した出力
光信号70a、70bは出力光ファイバ55a、 55
bにそれぞれ入射される。すなわち、本実施例では入力
元ファイバ51a151b中を伝送された入力元信号は
、出力光ファイバ55a、 55bのうちの任意の光フ
ァイバに再生、増幅されて結合する。本実施例の2×2
光マトリクススイツチも先に述べたようなyg2図、第
5図の実施例がもつ特長を有しているのはいうまでもな
い。
FIG. 6 is a diagram showing a 2×2 optical matrix switch which is another embodiment of the present invention. In this embodiment, a matrix switch with two optical inputs and two optical outputs is constructed by combining the 2×2 matrix switch shown in FIG. 2 or FIG. 5 with a light weight converter. In this embodiment, an input optical signal 60a transmitted through an input optical fiber 51a is detected by a photodetector 52a and inputted to a 2×2 matrix switch 500A power terminal 10a shown in FIG. 2 or FIG. 5. In addition, the input optical signal 60b transmitted through the input fiber 51b is transmitted to the photodetector 52.
b is detected and input to the 2×2 matrix switch 500 Å power terminal 10b. 2x2 Matrix Suinochi 50
An amplifier 53 is connected to the output terminals 20a and 20b of the
a, 53b1 light emitting elements 54a, 54b are connected,
Output optical signals 70a and 70b generated in the light emitting elements 54a and 54b, respectively, are transmitted to output optical fibers 55a and 55.
b respectively. That is, in this embodiment, the input source signal transmitted through the input source fiber 51a151b is regenerated, amplified, and coupled to any one of the output optical fibers 55a and 55b. 2×2 in this example
It goes without saying that the optical matrix switch also has the features of the embodiments shown in FIGS. yg2 and 5, as described above.

以上述べたように本発明に工ねは、小型で集積化に適し
、低りpストークで多チヤンネル広帯域信号の高速切換
えが可能なマトリクススイッチ及びその駆動方法が得ら
れる。
As described above, the present invention provides a matrix switch that is small, suitable for integration, and capable of high-speed switching of multi-channel wideband signals with low p-stoke, and a method for driving the same.

なお、本発明は上述の実施例に限定されるものではない
。例えは、入出力端子数も4X4,8X対して独立に設
けてもよい。また光検出器17a117bを各光制御素
子に対向するようにそれぞれ分割して設置し、それらを
第2図又は第5図の実施例と同様に機能するように電気
的に接続する方法も可能である。本発明においては、上
記のような電気的に接続された光検出器は同一の光検出
器として扱うものとする。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, the number of input/output terminals may be provided independently for 4X4 and 8X. It is also possible to separately install the photodetector 17a117b so as to face each light control element and electrically connect them so that they function in the same way as the embodiment shown in FIG. 2 or 5. be. In the present invention, the electrically connected photodetectors as described above are treated as the same photodetector.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来のマトリクススイッチの一例を示す図、第
2図、第5図、第6図は本発明によるマトリクススイッ
チの実施例を示す図、第3図、第4図は本発明に用いる
光制御素子の一例を示す図である。図にオイテ、Ila
、 llb、 12a、 12bは発光素子、13 a
、 13 b、 14 a、 14 bは光制御素子、
17a、 17bは光検出器、18 a、 18 b、
 40 a、 40 bはm111M器、19.41 
+i コア ) q −ラ、10a、 10bb 4b 悴 2 図 1/a /2a /3a fda t7a手 続・補正
 書(自発) 1、事件の表示 昭和59年 特許願第33466号2
、発明の名称 マ)IJクススイッチ及びその駆動方法
3、補正をする者 事件との関係 出 願 人 東取都港区芝五1゛目33散1号 (423) 日本電気株式会社 代表者 関本忠弘 4、代理人 〒108 東if都港区芝五丁月37訴8号 住友三1
1]ビルく連絡先 日本電気株式会社特許部) 5、補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄 明細書の発明の詳細な説明の欄 6、補正の内容 1)特許請求の範囲を別紙のとおり補正する。 2)明細書の第16頁第6行目の後に次の文章を挿入す
る。 「また、第2図及び第5図の実施例において、吊器に結
合させるか、またはさらにその光合流器を出射させた後
光伝送路によって光波を伝送させ、その後光検出器に結
合させても本発明の効果が得られる。」 一一一気、 (別紙) 特許請求の範囲 (1)M、NをM≧1、N≧1なる整数とするとき、M
XN個の発光素子と該発光素子の1個に対して1個光学
的に結合された合計MXN個の光制御素子と、前記光制
御素子のM個に対して1個光学的に結合されたN個の光
検出器とからなるM入力、N出力端子をもつマトリクス
スイッチ。 イッチ。 (41M、NをM≧1、N>1なる整数とするとき、M
XN個の発光素子と、該発光素子のそれぞれに1個ずつ
光学的に結合された合計MXN個の光制御素子と、それ
ぞれ前記光制御素子のM個に対して1個光学的に結合さ
れたN個の光検出器とからス なるM入力、N出力端子をもつマトリクススイチにおい
て、前記発光素子はそれぞれ入力信号によって変調され
、前記光制御素子はそれぞれ、前記発光素子によって発
生した変調光を入出力端子の接続状態に応じて通過もし
くは遮断するように制御されることを特徴とするマトリ
クススイッチの駆動方法。 (51M、NをM≧1、N>1なる整数とするとき、M
XN個の発光素子と該発光素子のそれぞれに1個ずつ光
学的に結合された合計MXN個の光制御素子と、前記光
制御素子のM個に対して1個光学的に結合された合計N
個の光検出器とからなるM入力、N出力端子をもつマト
リクススイッチにおいて、前記光制御素子はそれぞれ入
力信号によって変調され、前記発光素子は入出力端子の
接続状態に応じて発光をONまたはOFFするように制
御されることを特徴とするマトリクススイッチの駆動方
法。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a conventional matrix switch, FIGS. 2, 5, and 6 are diagrams showing an embodiment of a matrix switch according to the present invention, and FIGS. 3 and 4 are diagrams showing an example of a matrix switch used in the present invention. It is a figure showing an example of a light control element. Oite in the figure, Ila
, llb, 12a, 12b are light emitting elements, 13a
, 13 b, 14 a, 14 b are light control elements,
17a, 17b are photodetectors, 18a, 18b,
40 a, 40 b are m111M equipment, 19.41
+i core) q -ra, 10a, 10bb 4b 2 Figure 1/a /2a /3a FDA T7a procedure/amendment (voluntary) 1. Indication of the case 1980 Patent Application No. 33466 2
, Title of the invention M) IJ switch and its driving method 3, Relationship with the amended case Applicant No. 1, No. 33, 33, 51, Shiba, Minato-ku, Tokyo (423) NEC Co., Ltd. Representative: Sekimoto Tadahiro 4, Attorney No. 8, 37 Shiba 5-chogetsu, Minato-ku, East 108 Sumitomo 31
1] Billing contact information: NEC Corporation Patent Department) 5. Claims column of the specification subject to amendment Column 6. Detailed explanation of the invention in the specification column 6. Contents of the amendment 1) Claims attached. Correct as shown below. 2) Insert the following sentence after the 6th line of page 16 of the specification. ``Furthermore, in the embodiments shown in FIGS. 2 and 5, the light wave is coupled to the hanger, or after being emitted from the light combiner, the light wave is transmitted through the optical transmission line, and then coupled to the photodetector. (Attachment) Claim (1) When M and N are integers such as M≧1 and N≧1, M
XN light emitting elements, a total of MXN light control elements optically coupled to each of the light emitting elements, and one light control element optically coupled to each of the M light control elements; A matrix switch with M input and N output terminals consisting of N photodetectors. Itch. (41M, when N is an integer with M≧1 and N>1, M
XN light emitting elements, a total of MXN light control elements optically coupled to each of the light emitting elements, and one light control element optically coupled to each of the M light control elements. In a matrix switch having M input and N output terminals consisting of N photodetectors, each of the light emitting elements is modulated by an input signal, and each of the light control elements inputs modulated light generated by the light emitting element. A method for driving a matrix switch, characterized in that the matrix switch is controlled to pass or block depending on the connection state of an output terminal. (51M, when N is an integer with M≧1 and N>1, M
XN light emitting elements, a total of MXN light control elements optically coupled to each of the light emitting elements, and a total of N light control elements optically coupled to each of the M light control elements;
In a matrix switch having M input and N output terminals, each of which is made up of a plurality of photodetectors, each of the light control elements is modulated by an input signal, and the light emitting element turns on or off light emission depending on the connection state of the input and output terminals. A method for driving a matrix switch, characterized in that the matrix switch is controlled to

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1) M、NをM≧1、Nユニなる整数とするとき、
MXN個の発光素子と該発光素子の1個に対して1個光
学的に結合された合計MXN個の光制御素子と、前記光
制御素子のM個に対して1個光学的に結合されたN個の
光検出器とからなるM人カ、N出力端子をもつマトリク
ススイッチ。 (21M、 NをMき1、Nユニなる整数とするとき、
MXN個の発光素子と、該発光素子のそれぞれにず゛ 1個iつ光学的に結合された合計MxN個の光制御素子
と、それぞれ前記光制御素子のM個に対して1個光学的
に結合されたN個の光検出器とからなるM入力、N出力
端子をもつマトリクススイッチにおいて、前記発光素子
はそれぞれ入力信号によって変調され、前記光制御素子
はそれぞれ、前記発光素子によって発生した変調光を入
出力端子の接続状態に応じて通過もしくは遮断するよう
に制御されることを特徴とするマトリクススイッチの駆
動方法。 (3)M、NをM41、Nユニなる整数とするとき、M
XN個の発光素子と該発うt素子のそれぞれに1T′″ 個iつ光学的に結合された合計MXN個の光制御素子と
、前記光制御素子のM個に対して1個光学的に結合され
た合計N個の光検出器とからなるM入力、N出力端子を
もつマトリクススイッチにおいて、前記光制御素子はそ
れぞれ入力信号によって変調され、前記発光素子は入出
力端子の接続状態に応じて発光をON又はOFFするよ
うに制御されることを特徴とするマトリクススイッチの
駆動方法。
[Claims] (1) When M and N are integers such that M≧1 and Nuni,
MXN light emitting elements, one light control element optically coupled to each of the light emitting elements, a total of MXN light control elements, and one light control element optically coupled to each M light control element; A matrix switch with M power consisting of N photodetectors and N output terminals. (21M, when N is an integer of M x 1 and N uni,
MXN light emitting elements, a total of MxN light control elements optically coupled to each of the light emitting elements, and one light control element optically coupled to each of the M light control elements. In a matrix switch that has M input and N output terminals and is composed of N coupled photodetectors, each of the light emitting elements is modulated by an input signal, and each of the light control elements modulated light generated by the light emitting element. A method for driving a matrix switch, characterized in that the matrix switch is controlled to pass or block depending on the connection state of input/output terminals. (3) When M and N are integers M41 and N uni, M
A total of MXN light control elements, each of which is optically coupled to each of the XN light emitting elements and the emitting t-element, and one light control element is optically coupled to each of the M light control elements. In a matrix switch having M input and N output terminals and consisting of a total of N coupled photodetectors, each of the light control elements is modulated by an input signal, and the light emitting element is modulated according to the connection state of the input and output terminals. A method for driving a matrix switch, characterized in that the matrix switch is controlled to turn on or turn off light emission.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS57163216A (en) * 1981-04-01 1982-10-07 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical matrix switch
JPS58137246A (en) * 1982-02-09 1983-08-15 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical matrix-switch

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