NL1008206C2

NL1008206C2 - Optical circuit for obtaining a monitor signal for monitoring an optical switch.

Info

Publication number: NL1008206C2
Application number: NL1008206A
Authority: NL
Inventors: Johannes Jacobus Gerardus Tol
Original assignee: Koninkl Kpn Nv
Priority date: 1998-02-05
Filing date: 1998-02-05
Publication date: 1999-08-06
Also published as: AU745931B2; HUP0100982A2; AU2718299A; WO1999040738A1; CA2320284A1; EP1053647A1

Description

Titel: Optisch circuit voor het verkrijgen van een monitorsignaal voor het bewaken van een optische schakelaar A. Achtergrond van de uitvinding 1. Gebied van de uitvindingTitle: Optical circuit for obtaining a monitor signal for monitoring an optical switch A. Background of the invention 1. Field of the invention

De uitvinding ligt op het gebied van het bewaken ("monitoring") van optische schakelpunten in optische systemen en netwerken. Meer in 5 het bijzonder betreft zij een optisch circuit voor het verkrijgen van een monitorsignaal voor het bewaken van een optische schakelaar voorzien van twee uitgangspoorten.The invention is in the field of monitoring ("monitoring") optical switching points in optical systems and networks. More specifically, it concerns an optical circuit for obtaining a monitor signal for monitoring an optical switch having two output ports.

2. Stand van de techniek 10 In optische netwerken kunnen optische schakelaars worden toegepast, zoals bijvoorbeeld voor protectie-doeleinden en voor het doorverbinden ("cross-connecting") van optische transmiss ie-kanalen. Vooral schakelaars met twee uitgangen (1x2- en 2x2-schakelaars) worden veel toegepast. Dergelijke schakelaars vereisen aansturing en bewaking 15 vanuit een beheersysteem van zulke netwerken. Het beheersysteem heeft daartoe informatie nodig over een schakelaar, zoals bijvoorbeeld over de schakeltoestand waarin deze verkeert. Deze informatie zou kunnen worden verkregen uit bewaking van de (bijv. electrische) stuursignalen van de schakelaar. Het verdient echter de voorkeur om de optische 20 uitgangen van de schakelaar te bewaken, om daarmee niet alleen meer directe informatie over het functioneren van de schakelaar te verkrijgen, maar tevens over het optische signaal zelf. Een mogelijkheid om deze informatie te verkrijgen is door aan iedere uitgang door middel van een optische signaal-"tap", hierna kortweg 25 signaaltap genoemd, een relatief kleine fractie (bijvoorbeeld 10%) van het optische uitgangssignaal af te nemen voor monitoring-doeleinden. Dergelijke signaaltaps zijn op zich bekend. Geïntegreerde versies hiervan zijn bijvoorbeeld bekend uit referenties [1] en [2] (zie voor meer bibliografische details met betrekking tot de referenties hierna 50 onder C.). Aldus verkregen monitorsignalen worden met afzonderlijke o/e-omzetters omgezet in electrische signalen die vervolgens in het electrische domein worden verwerkt. Op deze wijze kunnen in principe alle relevante parameters, inclusief het totale optische vermogen, worden bepaald, die voor een goed beheer nodig zijn. Om de kosten van 55 de extra apparatuur die nodig is voor een dergelijk beheer, beperkt te houden, is het gewenst het aantal afzonderlijke monitorsignalen zo t : - ·- ‘ 2 laag mogelijk te houden. Aangezien optische schakelaars steeds meer in geïntegreerde vorm, veelal samen met andere optische signaalverwerkings- functies, worden toegepast, kan het bovendien van voordeel zijn het aantal omzettingen naar het electrische domein 5 zoveel mogelijk te beperken. Een triviale oplossing voor een dergelijke beperking bestaat uit het weglaten van een van de twee detectoren, inclusief de bijbehorende signaal-"tap". Dit gaat echter ten koste van informatie, waardoor bijvoorbeeld eventueel optredende overspraak van de schakelaar en het totale vermogen niet meer 10 rechtstreeks kunnen worden bepaald.2. State of the art. In optical networks, optical switches can be used, such as, for example, for protection purposes and for cross-connecting optical transmission channels. Switches with two outputs (1x2 and 2x2 switches) are especially used. Such switches require control and monitoring from a management system of such networks. To this end, the management system needs information about a switch, such as, for example, the switching state in which it is. This information could be obtained from monitoring the (e.g. electrical) control signals of the switch. However, it is preferable to monitor the optical outputs of the switch, in order to obtain not only more direct information about the functioning of the switch, but also about the optical signal itself. One possibility of obtaining this information is to take a relatively small fraction (for example 10%) of the optical output signal for monitoring purposes at each output by means of an optical signal "tap", hereinafter referred to as signal tap for short. Such signal taps are known per se. Integrated versions of this are known, for example, from references [1] and [2] (for more bibliographic details regarding the references see 50 under C. below). Monitor signals thus obtained are converted into electrical signals with separate o / e converters, which are subsequently processed in the electrical domain. In this way, in principle, all relevant parameters, including the total optical power, that are necessary for good management can be determined. In order to minimize the cost of the additional equipment required for such management, it is desirable to keep the number of individual monitor signals as low as: 2. Moreover, as optical switches are increasingly used in integrated form, often in conjunction with other optical signal processing functions, it may be advantageous to limit the number of conversions to the electrical domain as much as possible. A trivial solution to such a limitation would be to omit one of the two detectors, including the associated signal "tap". However, this is at the expense of information, as a result of which, for example, any crosstalk of the switch and the total power can no longer be determined directly.

In het algemeen kunnen aan een 1x2 - schakelaar, of een 2x2-schakelaar, waarvan slechts een ingangspoort wordt gebruikt of aan de ingangspoorten waarvan niet gelijktijdig signalen worden aangeboden, vier verschillende schakeltoestanden worden onderscheiden, die 15 essentiëel zijn voor een goede bewaking:In general, a 1x2 switch, or a 2x2 switch, of which only one input port is used, or the input ports of which signals are not simultaneously offered, four different switching states can be distinguished, which are essential for good monitoring:

Stl: een aan een ingangspoort aangeboden optisch signaal wordt via een eerste uitgangspoort geschakeld;Stl: an optical signal applied to an input port is switched through a first output port;

St2: een aan de ingangspoort aangeboden optisch signaal wordt via een tweede uitgangspoort geschakeld; 20 Stl2: een signaalsplitstoestand waarin het aangeboden optische signaal naar vermogen gelijkelijk wordt verdeeld over de twee uitgangspoorten. Deze toestand kan optreden, afhankelijk van het type schakelaar, bij wegvallen van de, bijvoorbeeld electrische, 25 aansturing. Zo verandert een digitale optische schakelaar (DOS) bij wegvallen van de aansturing in een passieve splitser. Deze toestand kan ook optreden in een reconfigureerbaar netwerk met de mogelijkheid voor signaaldistributie.St2: an optical signal applied to the input port is switched through a second output port; 20 Stl2: a signal splitting state in which the presented optical signal is equally divided between the two output ports according to power. Depending on the type of switch, this state can occur in the event of the, for example electrical, control being lost. For example, a digital optical switch (DOS) changes into a passive splitter when the control is lost. This state can also occur in a reconfigurable network with the possibility of signal distribution.

StO: een "nul"-toestand, waarin om welke reden dan ook, bijvoorbeeld door het wegvallen van het optische pad door de schakelaar, aan geen van beide uitgangspoorten uitgangssignaal aanwezig is.StO: a "zero" state, in which for any reason, for example, the optical path is lost by the switch, there is no output signal at either output port.

Derhalve is er een behoefte aan een optisch circuit voor het verkrijgen van een monitorsignaal waarmee met behulp van een enkele signaaldetector tenminste de beschreven vier schakeltoestanden afzonderlijk identificeerbaar zijn.Therefore, there is a need for an optical circuit for obtaining a monitor signal with which at least the described four switching states can be individually identified using a single signal detector.

/ , . 1 i :-¾ 3 B. Samenvatting van de uitvinding/,. 1: -¾ 3 B. Summary of the invention

De uitvinding voorziet in een optisch circuit waarmee aan genoemde behoefte wordt tegemoet gekomen. Zij bereikt dit met een optisch circuit waarin met uitkoppelmiddelen (vermogens)fracties van 5 eventueel aan de twee uitgangspoorten aanwezige optische signalen worden verkregen, welke vervolgens met signaalcombinatiemiddelen worden gecombineerd tot een te detecteren optisch signaal dat naar één enkele detector wordt geleid voor detectie. Dit te detecteren optische signaal, hierna monitorsignaal genoemd, is zodanig dat daaruit de 10 momentane toestand (d.w.z. een van de hierboven genoemde schakeltoestanden) van de schakelaar steeds eenduidig kan worden bepaald. Het optische circuit vertoont daartoe hetzij in de uitkoppelmiddelen, hetzij in de signaalcombinatiemiddelen, hetzij in beide een ongelijkheid of asymmetrie in signaalbehandeling, waardoor 15 in het monitorsignaal de eventueel aan de twee uitgangspoorten aanwezige optische signalen herkenbaar zijn als specifieke vermogensfracties. Daarbij doet eventueel in het monitorsignaal optredende interferentie geen afbreuk aan een eenduidige bepaling van de momentane toestand van de schakelaar. Dit laatste is vooral van 20 belang bij toepassing in systemen met verscheidene optische golflengte-kanalen (WDM).The invention provides an optical circuit to meet said need. It achieves this with an optical circuit in which fractions of 5 optical signals possibly present at the two output ports are obtained with coupling means (power), which are then combined with signal combination means into a detectable optical signal which is fed to a single detector for detection. This optical signal to be detected, hereinafter referred to as the monitor signal, is such that the instantaneous state (ie one of the above-mentioned switching states) of the switch can always be unambiguously determined. To this end, the optical circuit shows either in the decoupling means, or in the signal combination means, or in both an unevenness or asymmetry in signal treatment, whereby the optical signals possibly present at the two output ports can be recognized in the monitor signal as specific power fractions. Any interference occurring in the monitor signal does not detract from an unambiguous determination of the instantaneous state of the switch. The latter is especially important when used in systems with several optical wavelength channels (WDM).

Het optische circuit is daartoe volgens de uitvinding gekenmerkt volgens conclusie 1.To this end, the optical circuit is characterized according to the invention according to claim 1.

Voorkeursuitvoeringen van het optische circuit volgens de 25 uitvinding zijn samengevat in de onderconclusies.Preferred embodiments of the optical circuit according to the invention are set out in the subclaims.

C. Referenties [1] EP-A-0469793; [2] EP-A-0687962; 30 [3] G.J.M. Krijnen, et al., "Simple analytical description of performance of Y-junctions", Electron. Lett., Vol. 28, pp. 2072-74, 1992.C. References [1] EP-A-0469793; [2] EP-A-0687962; 30 [3] G.J.M. Krijnen, et al., "Simple analytical description of performance of Y-junctions", Electron. Lett., Vol. 28, pp. 2072-74, 1992.

De referenties worden beschouwd als geïncorporeerd in de onderhavige specificatie.The references are considered to be incorporated in the present specification.

35 D. Korte beschrijving van de tekening35 D. Brief description of the drawing

De uitvinding wordt hierna nader toegelicht onder verwijzing naar een tekening die de volgende figuren omvat: £'j :T “ι ·“> > · ' : u - j 'o 4 FIG. 1 toont een eerste uitvoering van een optisch circuit volgens de uitvinding; FIG. 2 toont een tweede uitvoering van een optisch circuit volgens de uitvinding; 5 FIG. 3 toont een derde uitvoering van een optisch circuit volgens de uitvinding.The invention is explained in more detail hereafter with reference to a drawing comprising the following figures: j j: T · · · · · FIG FIG FIG FIG FIG FIG 1 shows a first embodiment of an optical circuit according to the invention; FIG. 2 shows a second embodiment of an optical circuit according to the invention; FIG. 3 shows a third embodiment of an optical circuit according to the invention.

E. Beschrijving van een uitvoeringsvoorbeeldE. Description of an exemplary embodiment

In het algemeen kunnen aan een 1x2-schakelaar, of een 2x2-10 schakelaar, waarvan slechts een ingangspoort wordt gebruikt, vier verschillende schakeltoestanden worden onderscheiden:In general, a 1x2 switch, or a 2x2-10 switch, of which only one input port is used, four different switching states can be distinguished:

St2: een aan de ingangspoort aangeboden optisch signaal 15 wordt via een tweede uitgangspoort geschakeld;St2: an optical signal 15 applied to the input port is switched via a second output port;

Stl2: een signaalsplitstoestand waarin het aangeboden optische signaal naar vermogen wordt verdeeld over de twee uitgangspoorten.Stl2: a signal splitting state in which the presented optical signal is divided according to power between the two output ports.

StO: een "nul"- toestand, waarin om welke reden dan ook, 20 aan geen van beide uitgangspoorten uitgangssignaal aanwezig is.StO: a "zero" state in which, for whatever reason, no output is present at either output port.

De toestand Stl2 kan optreden, afhankelijk van het type schakelaar, bij wegvallen van de, bijvoorbeeld electrische, aansturing. Een digitale optische schakelaar (DOS) bijvoorbeeld 25 verandert bij wegvallen van de aansturing in een passieve splitser. De toestand Stl2 kan ook optreden in een reconfigureerbaar netwerk met de mogelijkheid voor signaaldistributie. De toestand StO treedt bijvoorbeeld op bij wegvallen van het optische pad door de schakelaar, of bij wegvallen van het ingangssignaal aan de ingangspoort. Hierna 30 worden onder verwijzing naar FIG. 1, FIG. 2 en FIG. 3 respectievelijk een eerste, een tweede en een derde uitvoering beschreven van een optisch circuit waarmee genoemde vier schakeltoestanden eenduidig kunnen worden vastgesteld met één enkele detector. In elk van de drie figuren is schematisch een optisch circuit volgens de uitvinding 35 weergegeven. In elke van de twee uitgangspoorten 1.1 en 1.2 van een optische schakelaar 1, die een 1x2- of een 2x2 - schakelaar is, is een optische signaaltap opgenomen, t.w. signaaltap 2 met uitgang 2.1 en signaaltap 3 met uitgang 3.1 in de eerste uitvoering van FIG. 1, ' 5 0 6 5 signaaltap 6 met uitgang 6.1 en signaaltap 7 met uitgang 7.1 in de tweede uitvoering van FIG. 2, en signaaltap 14 met uitgang 14.1 en signaaltap 15 met uitgang 15.1 in de derde uitvoering van FIG. 3. De uitgangen van de signaaltaps zijn verbonden met ingangspoorten van een 5 optische signaalcombinator 40, welke is voorzien van een uitgangspoort 50 die naar detectiemiddelen wordt geleid.Depending on the type of switch, the state Stl2 can occur when the control, for example electrical, is lost. For example, a digital optical switch (DOS) changes into a passive splitter when the control is lost. The state Stl2 can also occur in a reconfigurable network with the possibility of signal distribution. The state StO occurs, for example, when the optical path through the switch is lost, or when the input signal at the input port is lost. Hereinafter, with reference to FIG. 1, FIG. 2 and FIG. 3 respectively describe a first, a second and a third embodiment of an optical circuit with which said four switching states can be unambiguously determined with a single detector. Each of the three figures schematically shows an optical circuit according to the invention. In each of the two output ports 1.1 and 1.2 of an optical switch 1, which is a 1x2 or a 2x2 switch, an optical signal tap is included, i.e. signal tap 2 with output 2.1 and signal tap 3 with output 3.1 in the first embodiment of FIG. 1, 5 0 6 5 signal tap 6 with output 6.1 and signal tap 7 with output 7.1 in the second embodiment of FIG. 2, and signal tap 14 with output 14.1 and signal tap 15 with output 15.1 in the third embodiment of FIG. 3. The outputs of the signal taps are connected to input ports of an optical signal combiner 40, which is provided with an output port 50 which is guided to detection means.

In de eerste uitvoering (FIG. 1) is de optische signaalcombinator 40 een Y-junctie 4 met monomodale ingangspoorten 4.1 en 4.2, en een bimodale uitgangspoort 4.3, terwijl de detectiemiddelen 10 worden gevormd door een signaaldetector 5 met een bimodale ingangspoort, hierna kortweg bimodale detector 5 genoemd. De optische signaaltaps 2 en 3 zijn signaaltaps met verschillende uitkoppelfracties f2 en f3, respectievelijk.In the first embodiment (FIG. 1), the optical signal combiner 40 is a Y junction 4 with monomodal input ports 4.1 and 4.2, and a bimodal output port 4.3, while the detection means 10 are constituted by a signal detector 5 with a bimodal input port, hereinafter bimodal for short called detector 5. The optical signal taps 2 and 3 are signal taps with different decoupling fractions f2 and f3, respectively.

Opgemerkt zij dat in de onderhavige beschrijving met bimodaal 15 wordt aangeduid, dat zowel nulde-orde als eerste-orde modi aanwezig kunnen zijn.It should be noted that in the present description bimodal 15 is indicated that both zero-order and first-order modes may be present.

Het circuit volgens de eerste uitvoering werkt als volgt. Een aan een ingangspoort 1.3 van de schakelaar 1 binnenkomend optisch signaal I zal bij een ongestoorde werking van de schakelaar uittreden 20 hetzij via uitgangspoort 1.1 als uitgangssignaal 02, hetzij via uitgangspoort 1.2 als uitgangssignaal 02. Het vermogen van hetzij het uitgangssignaal 02, hetzij het uitgangssignaal 02 is althans in hoofdzaak gelijk aan (of staat althans in een vaste verhouding tot) het vermogen van het binnenkomende signaal I. Van een eventueel aan de 25 uitgangspoort 1.1 van de schakelaar uittredend signaal 02 wordt door de signaaltap 2 een deelsignaal dOj uitgekoppeld. Het deelsignaal d02 van het signaal 02 wordt vervolgens via de ingangspoort 4.1 en de uitgangspoort 4.3 van de signaalcombinator 4 als monitorsignaal Mj naar de detector 5 geleid. Op soortgelijke wijze wordt van een eventueel 30 uittredend signaal 02 in signaaltap 3 een deelsignaal d02 uitgekoppeld, en vervolgens als monitorsignaal naar de detector 5 wordt geleid.The circuit according to the first embodiment works as follows. An optical signal I arriving at an input port 1.3 of the switch 1 will exit when the switch is operated without interference, either via output port 1.1 as output 02 or via output 1.2 as output 02. The power of either the output 02 or the output signal 02 is at least substantially equal to (or at least is in a fixed relationship to) the power of the incoming signal I. From a signal 02 possibly leaving the output port 1.1 of the switch, a partial signal dOj is coupled out by the signal tap 2. The sub-signal d02 of the signal 02 is then fed to the detector 5 via the input port 4.1 and the output port 4.3 of the signal combiner 4 as a monitor signal Mj. In a similar manner, a partial signal d02 is coupled out of an optional signal 02 in signal tap 3, and is subsequently fed as a monitor signal to detector 5.

Het vermogen van het deelsignaal d02 (d02) is een fractie f2 (f2) van het vermogen van het signaal 02 (02) . Indien f2 en f2 voldoende van elkaar en van nul verschillen, kan in de detector 5 in principe door 35 vermogensmeting eenduidig worden onderscheiden tussen de schakeltoestanden StO, Stl en St2 van de schakelaar. Zou evenwel de schakeltoestand Stl2 optreden, dan treden aan beide uitgangspoorten tegelijk uitgangssignalen 02 en 02 uit, evenwel met een vermogen datThe power of the sub-signal d02 (d02) is a fraction f2 (f2) of the power of the signal 02 (02). If f2 and f2 differ sufficiently from each other and from zero, it is in principle possible in the detector 5 to clearly distinguish between the switching states St0, St1 and St2 of the switch by power measurement. If, however, the switching state Stl2 occurs, output signals 02 and 02 will exit simultaneously on both output ports, but with a power which

: ,';P-0R:, '; P-0R

* ·.«,,·> ·· . · ' v» 6 bijvoorbeeld ongeveer de helft is van het vermogen van het ingangssignaal I. Van deze uitgangssignalen worden in de respectieve signaaltaps deelsignalen d01 en d02, respectievelijk met vermogensfracties fj en f 2, uitgekoppeld. De beide deelsignalen worden 5 samengevoegd in de signaalcombinator 4 en als een enkel monitorsignaal Mj naar de detector 5 geleid. Aangezien de beide deelsignalen in een bimodale golfgeleider worden samengevoegd, treedt geen interferentie op. Dit betekent dat het vermogen van het monitorsignaal gelijk is aan (f1 + f2)/2 maal het vermogen van het ingangssignaal I. Derhalve 10 zal bij voldoende verschil tussen de twee fracties fj en f2 eveneens de schakeltoestand Stl2 eenduidig kunnen worden onderscheiden van de overige schakeltoestanden. Geschikte waarden voor de twee fracties zijn bijvoorbeeld 5% en 10%. In principe kan ook overspraak worden gedetecteerd. Als bij de genoemde geschikte waarden voor de fracties 15 voor het monitorsignaal bijvoorbeeld een vermogen wordt gemeten van 5,1% van het ingangsvermogen, dan impliceert dit een schakeltoestand waarin het signaal in hoofdzaak uittreedt aan de uitgangspoort (bijv. 1.1) waarin de 5%-signaaltap (tap 2) is opgenomen, echter met een overspraak van 20dB naar de andere uitgangspoort (1.2).* ·. «,, ·> ··. For example, "v" 6 is about half the power of the input signal I. Of these output signals, partial signals d01 and d02, respectively with power fractions fj and f2, are coupled out in the respective signal taps. The two partial signals are combined in the signal combiner 4 and fed as a single monitor signal Mj to the detector 5. Since the two partial signals are combined in a bimodal waveguide, no interference occurs. This means that the power of the monitor signal is equal to (f1 + f2) / 2 times the power of the input signal I. Therefore, if there is sufficient difference between the two fractions fj and f2, the switching state Stl2 can also be clearly distinguished from the others. switching states. Suitable values for the two fractions are, for example, 5% and 10%. In principle, crosstalk can also be detected. For example, if at the said suitable values for the fractions 15 for the monitor signal a power is measured of 5.1% of the input power, this implies a switching condition in which the signal mainly exits at the output port (e.g. 1.1) in which the 5% -signal tap (tap 2) is included, but with a crosstalk of 20dB to the other output port (1.2).

20 Deze eerste uitvoering heeft een tweetal beperkingen. Allereerst is de benodigde bimodale detector groter en bijgevolg trager dan een monomodale detector. Dit kan op problemen stuiten wanneer de optische signalen tevens op bit-niveau moeten worden geanalyseerd, zoals bijvoorbeeld ten behoeve van BER-metingen (BER: "Bit Error Ratio", 25 bitfoutenkans). Voorts is een implementatie met optische vezels moeilijk, aangezien bimodale optische vezels als product niet gangbaar en het samenvoegen van twee monomodale vezels een koppelingsprobleem geeft met de bimodale detector. Weliswaar is een "fused" uitloper van twee monomodale vezels in principe wel bimodaal uitvoerbaar, en is ook 30 combinatie door projectie op de detector mogelijk. Maar dit zijn relatief dure oplossingen, Aan deze beperkingen komt de tweede uitvoering van het optische circuit tegemoet, die schematisch is getoond in FIG. 2. In deze tweede uitvoering bestaat de optische signaalcombinator 40 uit twee onderling via hun stam gekoppelde Y-35 juncties 8 en 9, terwijl de detectiemiddelen worden gevormd door een signaaldetector 10 met een monomodale ingangspoort, hierna kortweg monomodale detector 10 genoemd. De uitgangen 6,1 en 7.1 van de signaaltaps zijn respectievelijk verbonden met ingangspoorten 8.1 en20 This first version has two limitations. First of all, the required bimodal detector is larger and therefore slower than a monomodal detector. This can be problematic if the optical signals also have to be analyzed at bit level, such as for example for BER measurements (BER: "Bit Error Ratio", 25 bit error probability). Furthermore, an implementation with optical fibers is difficult, since bimodal optical fibers are not common as a product and the joining of two monomodal fibers presents a coupling problem with the bimodal detector. Although a "fused" spur of two monomodal fibers is in principle feasible bimodally, and combination by projection on the detector is also possible. But these are relatively expensive solutions. These limitations are met by the second embodiment of the optical circuit shown schematically in FIG. 2. In this second embodiment, the optical signal combiner 40 consists of two mutually coupled Y-35 junctions 8 and 9 via their stem, the detection means being a signal detector 10 with a monomodal input port, hereinafter referred to as monomodal detector 10 for short. The outputs 6.1 and 7.1 of the signal taps are respectively connected to input ports 8.1 and

, ‘ f ..-N, "F ..- N

7 8.2 van een eerste Y-junctie 8. Uitgangspoort 8.3 van de eerste Y-junctie 8 is rechtstreeks verbonden met een ingangspoort 9.1 van de tweede Y-junctie 9. Van de tweede Y-junctie 9 vormt een eerste uitgangspoort 9.2 de uitgangspoort 50 van de signaalcombinator 40, die 5 naar de monomodale detector 10 wordt geleid, terwijl een tweede uitgangspoort 9.3 ervan niet wordt gebruikt. De eerste Y-junctie 8 is een volledige asymmetrische Y-junctie die is voorzien van monomodale ingangspoorten 8.1. en 8.2, en een bimodale uitgangspoort 8.3, en die werkt als een modussplitser of -filter. De tweede Y-junctie 9 is een 10 niet-volledige asymmetrische Y-junctie, die is voorzien van een bimodale ingangspoort 9.1 en monomodale uitgangspoorten, en die werkt als een niet-ideale modussplitser met een splitsverhouding α/(1-α), met 0<a<0,5. Een dergelijke niet-volledige asymmetrische Y-junctie is bijvoorbeeld bekend uit referentie [3]. De optische signaaltaps 6 en 7 15 zijn signaaltaps met uitkoppelfracties f3 en ίή, respectievelijk.7 8.2 of a first Y junction 8. Output gate 8.3 of the first Y junction 8 is directly connected to an input port 9.1 of the second Y junction 9. Of the second Y junction 9, a first output gate 9.2 forms the the signal combiner 40, which is fed to the monomodal detector 10, while a second output port 9.3 thereof is not used. The first Y junction 8 is a fully asymmetric Y junction fitted with mono-modal input ports 8.1. and 8.2, and a bimodal output port 8.3, which acts as a mode splitter or filter. The second Y junction 9 is a 10 non-fully asymmetric Y junction, which includes a bimodal input port 9.1 and monomodal output ports, and operates as a non-ideal mode splitter with a split ratio α / (1-α), with 0 <a <0.5. Such an incomplete asymmetric Y junction is known, for example, from reference [3]. The optical signal taps 6 and 7 are signal taps with decoupling fractions f3 and ίή, respectively.

Het circuit volgens de tweede uitvoering werkt als volgt. Een aan een ingangspoort 1.3 van de schakelaar 1 binnenkomend optisch signaal I zal bij een ongestoorde werking van de schakelaar uittreden hetzij via uitgangspoort 1.1 als uitgangssignaal 0χ, hetzij via 20 uitgangspoort 1.2 als uitgangssignaal 02. Het vermogen van hetzij het uitgangssignaal 0^ hetzij het uitgangssignaal 02 is althans in hoofdzaak gelijk aan (of staat althans in een vaste verhouding tot) het vermogen van het binnenkomende signaal I. Van een eventueel aan de uitgangspoort 1.1 van de schakelaar uittredend signaal 0j wordt door de 25 signaaltap 6 een deelsignaal d02 uitgekoppeld, dat vervolgens via de ingangspoort 8.1 en de uitgangspoort 8.3 van de eerste Y-junctie 8, naar de ingangspoort 9.1 van de tweede Y-junctie 9 wordt geleid. Het vermogen van deelsignaal dOj is een fractie f3 van het vermogen van signaal Oj. Op soortgelijke wijze wordt van een eventueel aan de 30 uitgangspoort 1.2 van de schakelaar uittredend signaal 02 in de signaaltap 7 een deelsignaal d02 uitgekoppeld, dat via de ingangspoort 8.2 en de uitgangspoort 8.3 van de eerste Y-junctie 8 naar de ingangspoort 9.1 van de tweede Y-junctie 9 wordt geleid. Het vermogen van deelsignaal d02 is een fractie f^ van het vermogen van signaal 02.The circuit according to the second embodiment operates as follows. An optical signal I arriving at an input port 1.3 of the switch 1 will exit when the switch is operated without interference, either via output port 1.1 as output signal 0χ, or via output port 1.2 as output signal 02. The power of either the output signal 0 ^ or the output signal 02 is at least substantially equal to (or at least is in a fixed relationship to) the power of the incoming signal I. From a signal 0j possibly leaving the output port 1.1 of the switch, a partial signal d02 is coupled out, then through the input gate 8.1 and the output gate 8.3 of the first Y junction 8, to the input gate 9.1 of the second Y junction 9. The power of sub-signal dOj is a fraction f3 of the power of signal Oj. In a similar manner, a partial signal d02 is coupled out of a signal 02 possibly leaving the output port 1.2 of the switch in the signal tap 7, which signal is passed through the input port 8.2 and the output port 8.3 of the first Y junction 8 to the input port 9.1 of the second Y junction 9 is directed. The power of sub-signal d02 is a fraction f ^ of the power of signal 02.

35 Tengevolge van de asymmetrie in de eerste Y-junctie 8 propageert een van beide deelsignalen dOj en d02 (bijvoorbeeld deelsignaal d0lt als de asymmetrie van de eerste Y-junctie 8 zodanig is dat de propagatie-constante van de ingangspoort 8.1 kleiner is dan die van de ' ··. λ 8 ingangspoort 8.2) aan de ingangspoort 9.1 in de eerste orde modus, terwijl het andere deelsignaal (deelsignaal d02) in de nulde orde modus propageert. Tengevolge van de niet-volledige asymmetrie in de tweede Y-junctie 9 verschijnt van een van beide deelsignalen (bijvoorbeeld 5 van het in de nulde orde modus propagerende deelsignaal d02, als de asymmetrie in de tweede Y-junctie 9 zodanig is dat de propagatie-constante van de uitgangspoort 9.2 kleiner is dan die van de uitgangspoort 9.3) een fractie a aan de uitgangspoort 9.2 van de tweede Y-junctie 9, terwijl van het andere deelsignaal (i.c. van het 10 in de eerste orde modus propagerende deelsignaal dOj) een fractie (1-a) aan de uitgangspoort 9.3 verschijnt (en daar wegstraalt). Dit betekent, dat als er bij ongestoorde werking van de schakelaar alleen uitgangssignaal 0^ aanwezig is (schakeltoestand Stl), een deel van het uitgangssignaal 01 als monitorsignaal M2 bij de detector 10 aankomt, 15 welk deel een vermogen heeft, dat een fractie a*f3 is van het vermogen van het uitgangssignaal 03. Als er alleen uitgangssignaal 02 aanwezig is (schakeltoestand St2), komt een fractie (l-a)*f4 van het vermogen van dit uitgangssignaal als monitorsignaal M2 bij de detector 10 aan. Door geschikte keuze van de fracties a, f3 en f^ kan er voor worden 20 gezorgd dat de gedetecteerde vermogens van het monitorsignaal in de drie schakeltoestanden Stl, St2 en StO onderscheidenlijk van elkaar verschillen. Als er op beide uitgangspoorten 1.1 en 1.2 van de schakelaar signaal aanwezig is, zijn van beide uitgangssignalen deelsignalen aanwezig in de monomodale uitgangspoort 9.2 van de tweede 25 Y-junctie 9, die nu wel interfereren. Het vermogen van twee interfererende signalen op de detector is evenredig met het kwadraat van de gecombineerde amplitude van de afzonderlijke signalen, waarbij deze gecombineerde amplitude afhankelijk is van het relatieve faseverschil tussen de beide signalen. Deze gecombineerde amplitude 30 ligt derhalve in een interval tussen de som (volledig in fase) en het verschil (volledig uit fase) van de amplitudes van de afzonderlijke signalen. De schakeltoestand Stl2 moet echter onafhankelijk van de faseverschillen eenduidig kunnen worden onderscheiden. Uit berekening is gebleken, dat a, en f3 en fA zodanig kunnen worden gekozen, dat een 35 in schakeltoestand Stl2 gemeten vermogen ligt in een interval en dat de gemeten vermogens van de andere schakeltoestanden buiten dit interval liggen. Dit interval wordt hierna aangeduid met onderscheidingsinterval.Due to the asymmetry in the first Y junction 8, one of the two sub-signals dOj and d02 (for example, sub-signal d0lt propagates if the asymmetry of the first Y junction 8 is such that the propagation constant of the input port 8.1 is smaller than that of the '··. λ 8 input port 8.2) at the input port 9.1 in the first order mode, while the other partial signal (partial signal d02) propagates in the zero order mode. Due to the incomplete asymmetry in the second Y junction 9, one of the two sub-signals (e.g. 5 of the zero-order propagating sub-signal d02 appears, if the asymmetry in the second Y junction 9 is such that the propagation constant of the output gate 9.2 is smaller than that of the output gate 9.3) a fraction a at the output gate 9.2 of the second Y-junction 9, while of the other sub-signal (ic of the 10-propagating sub-signal dOj) a fraction (1-a) appears at the output port 9.3 (and beams away there). This means that if, with undisturbed operation of the switch, only output signal 0 ^ is present (switching state St1), part of the output signal 01 arrives at the detector 10 as monitor signal M2, which part has a power which has a fraction a * f3 is of the power of the output signal 03. If only output signal 02 is present (switching state St2), a fraction (1a) * f4 of the power of this output signal arrives at the detector 10 as monitor signal M2. By suitable selection of the fractions a, f3 and f ^ it can be ensured that the detected powers of the monitor signal differ in the three switching states St1, St2 and StO. If signal is present on both output ports 1.1 and 1.2 of the switch, partial signals of both output signals are present in the mono-modal output port 9.2 of the second 25 Y junction 9, which now do interfere. The power of two interfering signals on the detector is proportional to the square of the combined amplitude of the individual signals, this combined amplitude being dependent on the relative phase difference between the two signals. This combined amplitude 30 therefore lies in an interval between the sum (completely in phase) and the difference (completely out of phase) of the amplitudes of the individual signals. The switching state Stl2 must, however, be unambiguously distinguishable independently of the phase differences. Calculation has shown that a, and f3 and fA can be chosen such that a power measured in switching state Stl2 is in an interval and that the measured powers of the other switching states are outside this interval. This interval is hereinafter referred to as the discrimination interval.

Ul 0 0:-.06 9Ul 0 0: -. 06 9

Voorbeeld 1: Voor a = 0,1 en f3 = fA = 0,1 is het gemeten vermogen voor de toestanden StO, Stl en St2 respectievelijk 0%, 1% en 9% van het vermogen van het ingangssignaal I, terwijl voor de toestand Stl2 dit vermogen ligt in een interval van 2 tot 8%, het 5 onderscheidingsinterval.Example 1: For a = 0.1 and f3 = fA = 0.1, the measured power for the states StO, Stl and St2 is 0%, 1% and 9% of the power of the input signal I, respectively, while for the state Stl2 this power lies in an interval of 2 to 8%, the 5 differentiation interval.

In het algemeen kan worden gesteld, dat als de vermogensfracties in het monitorsignaal voor de toestanden Stl en St2 (of St2 en Stl) zich verhouden als Φ en 1-Φ (met 0<Φ<Η), een dergelijk onderscheidingsinterval steeds bestaat, als: Φ < h(l - hJ2).In general, it can be stated that if the power fractions in the monitor signal for the states Stl and St2 (or St2 and Stl) relate as Φ and 1-Φ (with 0 <Φ <Η), such a distinction interval always exists, as : Φ <h (l - hJ2).

10 Φ kan worden beschouwd als een maat voor de ongelijkheid of de asymmetrie in behandeling van de in de signaaltaps uitgekoppelde signaalfracties, en daarmee als maat voor de asymmetrie in het optische circuit als geheel.10 Φ can be regarded as a measure of the inequality or asymmetry in treatment of the signal fractions coupled out in the signal taps, and thus a measure of the asymmetry in the optical circuit as a whole.

(N.B. Voor voorbeeld 1 geldt: 15 Φ = (af3)*{ (af3) + (l-a)f4)‘1 - a = 0,1.)(N.B. Example 1 holds: 15 Φ = (af3) * {(af3) + (l-a) f4) "1 - a = 0.1.)

De werking van het optische circuit van FIG. 2 blijft ongewijzigd als de volledige en de niet-volledige asymmetrische Y-juncties 8 en 9 in het optische circuit van plaats worden verwisseld. Asymmetrische Y-juncties bezitten de functie van modussplitser of 20 modusfilter. Dit betekent dat ook andere typen modussplitser of -filter, zoals op basis van een MMI-koppelaar (MMI: multi-modus interferentie), kunnen worden toegepast.The operation of the optical circuit of FIG. 2 remains unchanged when the full and incomplete asymmetric Y junctions 8 and 9 in the optical circuit are swapped. Asymmetric Y junctions have the function of mode splitter or mode filter. This means that other types of mode splitter or filter, such as based on an MMI coupler (MMI: multi-mode interference), can also be used.

In de derde uitvoering (FIG. 3), die in feite een vereenvoudiging is van de tweede uitvoering, is de optische 25 signaalcombinator 40 een Y-junctie 17 met monomodale ingangspoorten 17.1 en 17.2, en een monomodale uitgangspoort 17.3, terwijl de detectiemiddelen worden gevormd door een monomodale signaaldetector 18. De optische signaaltaps 14 en 15 zijn signaaltaps met uitkoppelfracties f5 en f6, respectievelijk. Hoewel ook in deze 30 uitvoering de Y-junctie 17 een niet-volledige asymmetrische Y-junctie kan zijn, wordt de meest eenvoudige realisatie verkregen als de Y-junctie 17 een symmetrische Y-junctie is en de uitkoppelfracties f5 en f6 voldoende verschillend van elkaar worden gekozen. Opgemerkt zij dat, door het feit dat de uitgangspoort 17.3 niet bimodaal maar monomodaal 35 is, in de symmetrische Y-junctie de helft van het in de signaaltaps uitgekoppelde signaalvermogen wegstraalt.In the third embodiment (FIG. 3), which is in fact a simplification of the second embodiment, the optical signal combiner 40 is a Y junction 17 with monomodal input ports 17.1 and 17.2, and a monomodal output port 17.3, while the detection means are formed through a monomodal signal detector 18. The optical signal taps 14 and 15 are signal taps with decoupling fractions f5 and f6, respectively. Although also in this embodiment the Y-junction 17 can be an incomplete asymmetric Y-junction, the simplest realization is obtained if the Y-junction 17 is a symmetrical Y-junction and the coupling-out fractions f5 and f6 are sufficiently different from each other be chosen. It should be noted that, due to the fact that the output port 17.3 is not bimodal but monomodal 35, in the symmetrical Y junction, half of the signal power coupled in the signal taps radiates.

Voorbeeld 2: Voor f5 — 0,01 en f6 = 0,09 is het gemeten vermogen in het monitorsignaal M3 voor de toestanden StO, Stl en St2 ' / 0 β 10 respectievelijk 0%, 0,5% en 4,5% van het vermogen van het ingangssignaal I, terwijl voor de toestand Stl2 dit vermogen binnen het onderscheidingsinterval van 1 tot 4% ligt. De maat voor de asymmetrie van het optische circuit is Φ = 0,1, gelijk aan die uit 5 Voorbeeld 1.Example 2: For f5 - 0.01 and f6 = 0.09, the measured power in the monitor signal M3 for the states StO, Stl and St2 '/ 0 β 10 is 0%, 0.5% and 4.5% of the power of the input signal I, while for the state Stl2 this power is within the discrimination interval of 1 to 4%. The measure of the asymmetry of the optical circuit is Φ = 0.1, equal to that of 5 Example 1.

Ook in de tweede en in de derde uitvoering kan in principe overspraak worden geconstateerd door afwijkingen van de percentages in de toestanden Stl en St2, maar dit is wel beperkt tot een schatting van de orde van grootte, vanwege de optredende interferenties.In the second and third embodiments, crosstalk can in principle also be observed due to deviations from the percentages in the states St1 and St2, but this is limited to an estimate of the order of magnitude, because of the interferences that occur.

10 Bij de beschreven uitvoeringen van het optische circuit is ervan uit gegaan dat het totale vermogen door de schakelaar bekend is. Als dit evenwel niet het geval is kan het eenvoudig worden bepaald door de schakelaar achtereenvolgens in de schakeltoestanden Stl en St2 te zetten. Uit de daarbij gemeten vermogens kan eenvoudig het totale 15 vermogen worden afgeleid.The described optical circuit embodiments assume that the total power generated by the switch is known. If this is not the case, however, it can be determined simply by putting the switch successively in the switching states St1 and St2. The total power can easily be derived from the powers measured thereby.

. 'Vf R. Vf R

Claims

1. Optical circuit for obtaining a monitor signal for monitoring an optical switch provided with an input port, a first output port and a second output port, which optical circuit is characterized by: - first optical decoupling means for decoupling a first decoupling signal with a power which is a fraction of the power of an optical signal emerging from the first output port of the switch, which fraction is hereinafter referred to as the first decoupling fraction, - second optical decoupling means for decoupling a second decoupling signal with a power which is a second fraction of the power of an optical signal emerging from the second output port of the switch, which fraction is hereinafter referred to as the second decoupling fraction, - optical signal combination means comprising an output port, for combining the first and the second decoupling signal and for supplying the issue exit port of an optical monitor signal, in which either the coupling-out fractions are different from each other, or the signal combination means are asymmetrical, or both the coupling-out fractions are different from each other, and the signal combination means are asymmetrical, to the extent that different switching states of the switch are unambiguously recognizable by different power fractions with which the optical signals emerging from the first and second output ports of the switch are present in the monitor signal.

2. Optical circuit according to claim 1, characterized in that the optical signal combination means comprise a Y-shaped waveguide element provided with a multimodal waveguide in which the first and the second decoupling signal are combined at least substantially without power loss.

Optical circuit according to claim 2, characterized in that the Y-shaped waveguide element has a Y-junction comprising a bimodal trunk and two monomodal branches, which two monomodal branches are connected to the first and the second coupling means, respectively.

Optical circuit according to claim 3, characterized in that the: 1 0 ') h first and second decoupling fractions of the first and second decoupling means differ from each other, that the Y junction is symmetrical, and that the bimodal trunk of the Y junction forms the starting point of the combination means.

Optical circuit according to claim 4, characterized in that the decoupling fractions of the first and second decoupling means differ by a factor of two.

6. Optical circuit according to claim 3, characterized in that the optical combination means comprise a further Y junction with a bimodal trunk and two monomodal branches, the bimodal trunk of the further Y junction being directly coupled to the bimodal trunk of the first mentioned Y-junction, and that one of the monomodal branches of the further Y-junction forms the exit gate of the combination means, and that one of the two Y-junctions is an asymmetric Y-junction with an at least substantially , full mode split function and the other of the two Y junctions is an asymmetric Y junction with an incomplete mode split function.

Optical circuit according to claim 6, characterized in that the decoupling fractions of the first and second decoupling means are at least substantially equal, and that the asymmetric Y junction with the incomplete mode splitting function has a splitting ratio of one to nine.

8. Optical circuit according to claim 1, characterized in that the optical signal combination means comprise a Y-junction, which is provided with a monomodal trunk and two monomodal branches, which two monomodal branches are respectively connected to the first and the second coupling-out means , and that the monomodal strain of the Y junction forms the starting gate of the combining means.

Optical circuit according to claim 8, characterized in that the first and second coupling-out fractions of the first and second coupling-out means differ from each other, and that the Y-junction is symmetrical.

Optical circuit according to claim 9, characterized in that the coupling-out fractions of the first and second coupling-out means differ by a factor of nine. 1 ‘J O.