JPS62231579A - 光スイツチ制御方式 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、光交換機等に設けられる分岐接続機能を有す
る光スイッ千ネットワーク内の光スイッチの制御方式ｌ
こ関する。

（従来の技術） 光フアイバ通信技術は近年急速に進歩し適用範囲が益々
拡大しつつあり、さらに高度なシステムを目指し光信号
を元のまま切り換える光交換システムが検討されている
。光交換システムでは光信号を切り換える光スイツチネ
ットワークが重要な構成要素である。

特ｔこ同じ情報を複数の加入者へ分配する一斉回報サー
ビスを実現する為には、１つの入力端から入射された光
信号を内部で分岐し複数の出力端から出射する分岐接続
機能を有する光スイツチネットワークが必要である。

そのような光スイツチネットワークとしては従来、％願
昭６０−０２４７７１号明細書記載の構成が知られてい
る。この構成例を第３図に示す。

第３図に示す如く、従来の光スイツチネットワークは、
電気光学効果を用いた光スイッチ（電気光学効果復元ス
イッチ）３０１，３０２，３０３，３０４゜３０５．３
０６と１元スイッチ３０１〜３０６へそれぞれ制御電圧
ｖ１〜ｖ６を与える電圧発生器３１２と。

入射端３０７を一方の端面とし光スイッチ３０１゜３０
２，３０３を経由する第１の入線を構成する光導波路３
２０，３２１，３２２と、入射端３０８を一方の端面と
し光スイッチ３０４，３０５．３０６を経由する第２の
入線を構成する光導波路３２６．３２７．３２８と、光
スイッチ３０１，３０４’に経由し出射端３０９を一方
の端面として第１の出線を構成する光導波路３２３，３
２９と、光スイッチ３０２，３０５を経由し出射端３１
０を一方の端面として第２の出線を構成する光導波路３
２４，３３０と、光スイッチ３０３゜３０６を経由し出
射端３１１を一方の端面として第３の出線を構成する光
導波路３２５，３３１とを含む。

第４図（ａ）は第３図における電気光学効果型光スイッ
チ３０１〜３０６の構造を示す模式的な平面図。

第４図（ｂ）はこの光スイッチの特性図である。第４図
（ａ）に示すように、この光スイッチは、電気光学効果
を有する結晶４０１上に、光導波路４０２および４０３
を近接させて構成しである。結晶４０１としてはニオブ
酸すチュームが用いられ、光導波路４０２゜４０３は結
晶４０１にＴｉを拡散して形成できる。この光スイッチ
は、光導波路４０３の一方の端面４０６から光量Ｐｉｎ
の入射光を入力し光導波路４０２　　および４０３上の
電極４０４および４０５間の電圧Ｖを変化させると、光
導波路４０２の端面４０７からの出射光の光量Ｐ。ｕｔ
ｌと光導波路４０３の端面４０８からの出射光の光ｔＰ
Ｏｕｔ２との比率が変化する。

第４図（ｂ）は、電圧Ｖに対する出射端４０７および４
０８からの光量Ｐ。ｕｔｌおよヒＰ。ｕｔ２　の変化を
示したものである。ＰｏｕｔｌおよびＰ。ｕｔ２の和は
ほぼ入射端４０６の入射光量Ｐｉｎと同じで一定であり
、ｖ＝ｖｔでは”ｏｕｔｌ　”　０で”ｏｕｔ２中Ｐｉ
ｎであり。

ｖ＝ＶｈではＰ。ｕｔ１中ＰｉｎでＰ。ｕｔ二〇である
。

さらにＶをｖ８とｖｈとの間で変化させれば、Ｐｏｕｔ
ｌとＰ。ｕｔ２の比率が任意に変化し、この元スイッチ
を分岐比率可変の光分岐器として使用することができる
。例えば、Ｖ＝ｖａの電圧を与えれはＰ。ｕｔ□＝ｌ／
３Ｐｉｎ、Ｐｏｕｔ２＝２／３Ｐｉｎであり分岐比は１
：２となり、ｖ＝ｖｂの電圧を与えればＰｏｕｔｌ　”
　Ｐｏｕｔ２＝　１／２　Ｐｉｎであり分岐比は１：１
であり、Ｖ＝ｖｃの電圧を与えればＰ。ｕｔｌ　＝　２
／３　Ｐｉｎ　、　ｐｏｕｔ２＝　１／３Ｐｉｎであり
分岐比は２：１になる。

第５図は第１図の実施例において入射端３０８へ入射さ
れた光信号を出射端３０９，３１０，３１１から等しい
光景で出射する分岐接続状態の一例を示したものである
。この場合入射端３０８への入射光信号の光ｆｉ　Ｐｉ
ｎＢ　＝　３　ｍＶとする。入射端３０８から入射され
た光信号は、光スイッチ３０４によって出射端３０９か
ら出射される光量Ｐ。ｕｔＡの光信号と、光スイッチ３
０５へ導びかれる光景Ｐａの光信号とに分岐される。こ
のとき、電圧発生器３１２は、光スイッチ３０４へＰ。

ｕｔＡ＝１ｍＷ、Ｐａ＝２ｍＷとなるように制御電圧入
として第４図（ｂ）に示す■。

の電圧を与える０さらに光量Ｐａ＝　２　ｍＷの光信号
を入射された光スイッチ３０５は、元信号を出射端１１
０から出射される光量Ｐ。ｕｔＢの光信号と、光スイッ
チ３０６へ導びかれる光量Ｐｂの光信号とに分岐する。

このとき電圧発生器３１２は、光スイッチ３０５に”ｏ
ｕｔｎ　＝　Ｐｂ＝　Ｉ　ｍＷになるように制御電圧Ｖ
、として第４図（ｂａｔこ示すＶ６の電圧を与える。

そして光ｔ　ＰＩ、　＝　１　ｍＷの光信号を入射され
た光スイッチ１０６は、制御電圧Ｖ、として＠４図（ｂ
）におけるＶｔの電圧を電圧発生器３１２から与えらゎ
、出射端３１１から光”　Ｐｏｕｔｃ　＝　Ｐｂ＝　１
　ｎＶｖ　の光信号を出射する。このようにＰｉｎＢ　
”　３　ｍＷ　の光信号はＰｏｕｔＡ　”　”ｏｕｔｎ
　＝　Ｐｏｕｔｃ　＝　１　ｍＷの等しい光量の３つの
光信号に分岐される。

（発明が解決しようとする間濁点） 第６図は、従来の光スイツチ制御方式で生じる問題を説
明する為の図である。＠６図１こおいて光スイツチネッ
トワーク６０１第３図記載のものと同じであり、第３図
と同じ番号を附したものは第３図と同じ構成Ｊ＆素を表
わす。光スイツチネットワーク６０１の出射端３０９〜
３１１へは光フアイバ加入者線６０２〜６０４が接続さ
れている。光スイツチネットワーク６０１の入射端３０
８へ入力されている光信号を最初１元ファイバ加入者６
０４で接続されている加入者のみが受信していたとする
と。

光スイッチ３０４へは、第４図（ｂ）における■７の制
御電圧が印加されている。この時、光信号はすべて光ス
イッチ３０４．出射端３０９、光ファイバ加入老練６０
４経由で加入者端末内の光受信機６０５のみへ送出され
る。光受信機６０５は光電変換素子６０６で光信号を電
気信号と変換し可変利得増幅器６０６で増幅した後識別
器６０８で２値符号の“Ｏ”または“１”のいずれかで
あるかを判定して出力する。アナログ光受信機では可変
利得増幅器６０６出力が受信機出力となる。この時識別
器６０８への入力信号の振幅は適正な値でないと正しく
２値符号の判定が出来ない。そこで可変利得増幅器６０
６の出力信号は自動利得調整回路６０７へも入力されて
おり。

自動利得調整回路６０７は可変利得増幅器６０６の利得
を調整し可変利得増幅器６０６の出力信号振幅が識別器
６０８への入力信号として適正な値となるようにフィー
ド・バンク制御を行なう。

この時、もし光フアイバ加入者線６０２，６０３が接続
さねている加入者からも光フスイッチ不ットワーク６０
１の入射端３０８へ入力されている光信号の接続要求が
あると第５図で説明したように。

電圧発生器３１２は光スイッチ３０４の制＃電圧をＶｔ
から■。へ変化させ、光スイッチ３０５，３０６へは各
々ｖｂ、Ｖｔの制御電圧を印加する。すると光信号は光
スイツチネットワーク６０１内で３分肢され、１／３の
光量ずつ光フアイバ加入者線６０２゜６０２．６０４へ
出射される。したがって光受信機６０５へ入射される光
信号の光量は分岐接続がゲＸわれる前と比べ１／３とな
る。この光量の変化が急激であると自動利得調整回路６
０７の利得調整が追随できるまで識別器６０８の入力信
号振幅も急激に変化し符号判定に誤りが生じる。あるい
はアナログ光受信機の出力振幅変動が生じる＠第７図は
、この符号判定誤り発生を説明する為のタイム・チャー
トである。第７図（ａ）は光スイッチ３０４の制御電圧
であり、時刻１１以前は光フアイバ加入者線６０４のみ
に光信号を送出する為にｖｔの電圧であったものが１時
刻ｔｌで、他の２つの元ファイバ加入者線６０２，６０
３へも光信号を分岐する為にｖｏの電圧へ急激に変化し
ている。

第７図（ｂ）の７０２は光受信機６０５の入力光信号を
表わし１時刻ｔ１以前は光量Ｐ＋であったものが。

ｔ、以降は３分岐された為に、光量１　／　３ＰＩへ急
激に減少している。

第７図（ｃ）の７０３及び第７図（ｄ）の７０４は各々
識別器６０８への入力信号および自動利得調整回路６０
７の出力電圧を表わしている。時刻ｔ１以前は、自動利
得調整回路６０７の出力電圧７０４はＶ、の値になって
おり、Ｒ別器６０８の入力信号７０３はｖＩの適用な値
に保たれている。時刻１．で光受信器６０５の入力光信
号７０２が急激に減少した結果識別器６０８の人力信号
７０３も１　／　３　Ｖ、へ急激に減少する。自動利得
調整回路６０７は、′ａ、別器６０８の入力信号７０３
の減少を検出して、その出力電圧７０４を増加させ、可
変利得増幅器６０６の増幅度を上げる事によって識別器
６０８の入力信号７０３を■１まで増加させるように働
くが、その出力電圧７０４を急激に変化させる事は出来
ない。したがって時刻ｔ、になって７０４が電圧Ｖ、近
くまで上がり、可変増幅器６０７の増幅度が約３倍にな
って識別器６０８への入力信号７０３の振幅がほぼＶｌ
まで回復するまでの時刻ｔ１からｔ２の間識別？！ｚｏ
ｓは正常に動作せず符号誤りが生じる。あるいは。

アナログ伝送の場合は、時刻ｔｌからｔ、の間に出力振
幅変動が生じる。

本発明の目的は、光スイッチで分岐を行なった場合でも
光受信機で符号誤りや振幅変動が生じない光スイツチ制
御方式を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 上述の問題を解決する為の本発明の光スイツチ制御方式
は印加された制御信号の大きさに応じた光量比で入力さ
れた光信号を複数の出射端へ分岐接続する光スイッチと
、前記光スイッチより後段に設けられ前記光スイッチの
出力光信号を電気信号と変換する光受信機とを少なくと
も含む元通信組において、前記光スイッチの制御信号の
大きさの変化の速度が前記光受信機の自動利得調整回路
の利得調整速度よりも遅くすることを特徴とする。

（作用） 本発明では、上述のように光スイッチの制＠電圧を光受
信機の自動利得調整回路の利（４＋哄整速度よりも遅い
速度で変化させることによって、識別器入力信号糸幅の
変動を防ぎ、符号誤りの発生を防止する、あるいはアナ
ログ光受信機の出力振幅変動を防止する。

（実施例） 以下、本発明の実施列について図面を電照して説明する
。第１図は本発明の一実施例の検収をとして、＠６図に
おける光スイッチ３０４　の制御回路を示す図である。

第１図において５人力１出力のアナログスイッチ１０１
の入力端子には第４図ｂ）ｌごおけるｖＬ、ｖａ、ｖｂ
、ｖｃ、ｖｈの５つの電圧が加えられており、制御信号
に従がってその内の一つの電圧が出力に規われる。アナ
ログスイッチ１０１の出力は？ｔｆ、＆１１０６により
て、抵抗１０３とコンデンサ１０４から構成される積分
回路１０２へ入力される。

積分回路１０２の出力は、戒線１０７によって光スイッ
チ３０４へ印加される。このように積分回路１０２を経
由して光スイッチ３０４へ制御電圧を印加する＄ｌこよ
って、光スイッチ３０４の分岐比が急激に変化する事が
防止でき、詑米第６図の光受信機６０５で生じた符号誤
りや裾幅変動を防ぐ事ができる。

第２図（ａｔ　、　（ｂｌ　、　（ｃ）　、　（ｄ）　
、　（ｅ）は第１図の本発明の一実施例の動作を説明す
る為のタイミング・チャートで、ちる。第２図（ａ）の
２０１はアナログスイッチ１０１の出力電圧を示し、第
７図の７０１同様時刻ｔＩｌζおいて、分岐接続を行な
う為に■６か５Ｖｏへ変化している。ところが光スイッ
チ３０４の制御電圧である第２図（ｂ）の２０２は積分
回路１０２の働きにより１時刻ｔ、になりても急激と変
化せず、第７図における自動利得調整回路６０７の出力
電圧が変化完了する時刻ｔ２以降である時刻ｔ、までに
かけて連続的にｖＬからｖｏへ変化する。

したがって光スイッチ３０４の分岐比も時刻ｔ。

から１．へかけて連続的に変化し、光受信機６０５への
入力光信号である第２図（ｃ）の２０３の光−ｉも時刻
ｔｌからｔ、へかけてＰ、から１／３Ｐ、へ連続的に変
化する。識別器６０８への入力信号２０５（第２図（ｅ
）辺振幅は時刻ｔｌから光受信機６０５の入力光信号２
０３の光量の低下し始めるので、同様にわずかに減少す
る。しかし、その減少を検出した自動利得ｆＪ＠整回路
６０７が出力電圧２０４（第２図（ｄ））をＶ！から増
加させ可変第１」慢増幅器６０６の増幅度を上げるよう
に動作し、かつその利得調整は、入力光信号２０３の光
量変化速度よりも速く行なわわる為、識別器６０８への
入力信号２０５の振１Ｍのそれ以上の減少は防止される
。そして時刻ｔ、以以降大入力光信号０３の光量減少が
止まると自動利得調整回路６０７の出力電圧２０４もＶ
、に安定する。そして識別器６０Ｂの入力信号２０５の
振幅は時刻にかかわらず常に■、近υに保持され、分岐
比の変化によって生じていた符号誤りが生じる事を防止
できる。あるいはアナログ光受信機の出力振幅変動を防
止できる。

たお、第１図における積分回路１０２内の抵抗１（の抵
抗値をＲ（オーム）、コンデンサ１０４の容量をＣ（フ
ァラッド）とすると、τ＝ＲＣ（秒）で求められる時定
数で積分回路１０２は動作する。したがって第２図で光
スイッチ３０４の制御電圧がｖｔから最終値■。までの
９０％に致する時刻をｔ、と定義すればｔ、はｔ、＋２
−３τ（秒）で計算できる。

よってＲあるいはＣの値を選定する事によって名局に光
スイッチ３０４の制御電圧２０２の変化を自動利得調整
回路６０７の利得調整速度よりも遅くする事が可能であ
る。

また、以上の説明においては、電気−光学効果を用いた
電圧制御型光スイッチの制御方式について生じたが、そ
れ以外のフリーキャリア、プラズマ効果を用いた電流制
御型光スイッチ等においても、その制御信号の大きさを
光受信機の自動利得調整回路の利得調整速度よりも遅い
速度で変化させれば同様の効果が得られる。

（発明の効果） 以上のように１本発明によって光スイッチの分：３　岐
比を変化させる際に光受信機で生じる符号誤り、あるい
は出力振幅変ｗＪヲ防止することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す図、第２図（ａ
）〜ｔｅ）は第１図の動作を説明する為のタイム・千ヤ
ードを示す図、第３図の従来の光スイノ千不ツトワーグ
の構成を示す図、第４図（ａ）　、　（ｂ）は各各第３
図における光スイッチ３０】〜３０６の構造と特性を示
す図、第５図は第３図の光スイツチネットワークの分岐
方法を説明する為の図、第６図は第３図の光スイツチネ
ットワークと光受信機の接続方法を説明する為の図、第
７図（ａ）〜（ｄ）は従来の光スイツチ制御方法で生じ
る問題を説明する為の図である。 図１ｃ　ｉ６いて、１０１はアナログスイッチ、１０２
は積分回路、１０３は抵抗、１０４はコンデンサ。 ３０１〜３０６は光スイッチ、３１２は電圧発生器、・
１０１は結晶、４０４，４０５は電極、６０１は光スイ
チ不りトワーク、６０５は光受信機、６０６は光電変換
素子、６０６は可変利得増幅器、６０７は自動利得調整
回路、６０８は識別器、をそれぞれ表わす。 第２図 ＜　　１ 第４図 Ｑ　Ｖ４　ＶａＶｂＶｃ　Ｖｈ 第７図 出力電圧

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 印加された制御信号の大きさに応じた光量比で入力され
   た光信号を複数の出射端へ分岐接続する光スイッチと、
   前記光スイッチより後段に設けられ前記光スイッチの出
   力光信号を電気信号に変換する光受信機とを少なくとも
   含む光通信網における光スイッチ制御方式であって前記
   光スイッチの制御信号の大きさの変化の速度が前記光受
   信機の自動利得調整回路の利得調整速度よりも遅くする
   ことを特徴とする光スイッチ制御方式。