JP2000235199A

JP2000235199A - 光スイッチ

Info

Publication number: JP2000235199A
Application number: JP11035937A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Okayama; 秀彰岡山
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1999-02-15
Filing date: 1999-02-15
Publication date: 2000-08-29
Also published as: EP1030532B1; US6427037B1; EP1030532A3; EP1030532A2; DE60031190D1

Abstract

(57)【要約】【課題】２段の光マトリクススイッチを組み合わせ，
さらに各光マトリクススイッチの規模を抑えることの可
能な光スイッチを提供する。【解決手段】光スイッチ１００は，ｎの入力ポート
と，ｍの１×ｒ光スイッチ１２５ａと，各入力ポートと
各１×ｒ光スイッチとの経路を切り替えるｎ×ｍ光スイ
ッチ５２ａと，を含むｒの入力側光スイッチ１０２ａ
と，ｍのｒ×１光スイッチ１２５ｂと，ｎの出力ポート
と，各ｒ×１光スイッチと各出力ポートとの経路を切り
替えるｍ×ｎ光スイッチ５２ｂと，を含むｒの出力側光
スイッチ１２５ｂとを備え，各入力側光スイッチのｉ番
目の１×ｒ光スイッチは，各出力側光スイッチのｉ番目
のｒ×１光スイッチに接続されることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，光信号の経路を制
御するための光スイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来，光スイッチを用いて多くの入出力
ポートを得ること，すなわち，大規模化のためには，光
マトリクススイッチを組み合わせていく方法が一般的で
あった。この組み合わせ方法には様々あるが，例えば，
文献「１９９８電子情報通信学会総合大会講演Ｂ−１０
−９７，１９９８年３月」で使用されているクロス網を
用いる方法がある。クロス網を用いる方法では，３段の
光マトリクススイッチにより光スイッチを構成をするた
め，光マトリクススイッチにおけるロスが大きいという
欠点を有していた。また現在のところ，２段の光マトリ
クススイッチで入出力ポート数を拡張する有効な手段は
知られていない。

【０００３】一方，熱により光導波路の抵抗値を変える
ことで光の経路を切り替える手段を有する熱光スイッチ
（ＴＯスイッチ）を利用した光スイッチとして，文献
「ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓｖｏｌ．
３３Ｎｏ．１ｐｐ．６７−６８，１９９７／１／
２」に記載された光スイッチがある。かかる熱光スイッ
チを利用した光スイッチでは，熱光スイッチの駆動に必
要なパワーを低減するために，各入力と各出力との交差
点に熱光スイッチを設け，所望の入力と出力と接続する
熱光スイッチ一つだけを駆動する方法が行われていた。

【０００４】しかし，上記構成では入力数あるいは出力
数だけ熱光スイッチが直列接続されていたため全長が多
大なものとなっていた。上記構成でＮ×Ｎ光スイッチを
構成すると，入力ポート側でＮｌｏｇ_２Ｎの熱光スイッ
チを切り替え，出力ポート側でＮｌｏｇ_２Ｎの熱光スイ
ッチを切り替え，合計で最悪２Ｎｌｏｇ_２Ｎの熱光スイ
ッチを切り替える必要があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は，従来の光ス
イッチが有する上記問題点に鑑みてなされたものであ
り，本発明の第１の目的は，２段の光マトリクススイッ
チの組み合わせにより光スイッチを構成することの可能
な，新規かつ改良された光スイッチを提供することであ
る。

【０００６】さらに，本発明の第２の目的は，各光マト
リクススイッチの規模を抑えることの可能な，新規かつ
改良された光スイッチを提供することである。

【０００７】さらに，本発明の第３の目的は，熱光スイ
ッチを用いた光スイッチにおいて，素子長を短縮すると
ともに，熱光スイッチの駆動に必要なパワーの低減化及
び安定化を図ることが可能な，新規かつ改良された光ス
イッチを提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め，本発明の第１の観点によれば，請求項１に記載のよ
うに，ｎｒの入力ポート及びｎｒの出力ポートを備えた
光スイッチにおいて，ｎの入力ポートと，ｍの１×ｒ光
スイッチと，各入力ポートと各１×ｒ光スイッチとの経
路を切り替えるｎ×ｍ光スイッチと，を含むｒの入力側
光スイッチと，ｍのｒ×１光スイッチと，ｎの出力ポー
トと，各ｒ×１光スイッチと各出力ポートとの経路を切
り替えるｍ×ｎ光スイッチとを含むｒの出力側光スイッ
チとを備え，各入力側光スイッチのｉ番目の１×ｒ光ス
イッチは，各出力側光スイッチのｉ番目のｒ×１光スイ
ッチに接続されることを特徴とする光スイッチが提供さ
れる。ただしｍ，ｎ，ｒは正の整数であり，ｉは１以上
ｒ以下の整数である。

【０００９】かかる構成によれば，２段の光マトリクス
スイッチの組み合わせにより光スイッチを構成すること
が可能である。

【００１０】ｎ×ｍ光スイッチは，請求項２に記載のよ
うに，ｎの１×ｍ光スイッチと，各１×ｍ光スイッチと
接続されるｍのｎ×１光スイッチとを含み，各ｎ×１光
スイッチと，互いに異なる１×ｒ光スイッチとにより，
ｍのｎ×ｒ光スイッチが構成されるようにしてもよい。
かかる構成によれば，各光マトリクススイッチの規模を
抑えることが可能である。

【００１１】そしてこの場合，ｍのｎ×ｒ光スイッチ
は，請求項３に記載のように，バンヤン網により構成さ
れてもよく，また，請求項４に記載のように，位相制御
用電極を含み，位相電極制御用電極の電圧調整により光
の経路を切り替えるようにしてもよく，また，請求項５
に記載のように，スターカプラと，スターカプラに対
し，光を選択的に入出力するための光ゲートとを含むよ
うにしてもよい。

【００１２】さらに，請求項６によれば，上記２段の光
マトリクススイッチから構成される光スイッチの一般的
な構成が提供される。すなわち，ｎｒの入力ポート及び
ｎｒの出力ポートを備えた光スイッチにおいて，ｎｈの
入力ポートと，ｍのｈ×ｒ光スイッチと，互いに異なる
ｎの入力ポートが接続され，ｎの入力ポートと各ｈ×ｒ
光スイッチとの経路を切り替えるｈのｎ×ｍ光スイッチ
と，を含むｒ／ｈの入力側光スイッチと，ｍのｒ×ｈ光
スイッチと，ｎｈの出力ポートと，各ｒ×ｈ光スイッチ
と各出力ポートとの経路を切り替え，互いに異なるｎの
出力ポートが接続されるｈのｍ×ｎ光スイッチと，を含
むｒ／ｈの出力側光スイッチとを備え，各入力側光スイ
ッチのｉ番目のｈ×ｒ光スイッチは，各出力側光スイッ
チのｉ番目のｒ×ｈ光スイッチに，ｈ本の接続線からな
るテープファイバにより接続されることを特徴とする光
スイッチが提供される。ただし，ｈ，ｍ，ｎ，ｒは正の
整数であり，ｉは１以上ｍ以下の整数である。

【００１３】また素子数低減の観点からは，請求項７に
記載のように，ｎｒの入力ポート及びｎｒの出力ポート
を備えた光スイッチにおいて，ｎｈの入力ポートと，ｍ
／ｈ’のｎｈ×ｈ’ｒ光スイッチと，互いに異なるｈ’
の入力ポートが接続され，ｈ’の入力ポートと各ｎｈ×
ｈ’ｒ光スイッチとの経路を切り替えるｎｈ／ｈ’の
ｈ’×ｍ光スイッチと，を含むｒ／ｈの入力側光スイッ
チと，ｎｈの出力ポートと，ｍ／ｈ’のｈ’ｒ×ｎｈ光
スイッチと，互いに異なるｈ’の出力ポートが接続さ
れ，ｈ’の出力ポートと各ｈ’ｒ×ｎｈ光スイッチとの
経路を切り替えるｎｈ／ｈ’のｍ×ｈ’光スイッチと，
を含むｒ／ｈの出力側光スイッチとを備え，ｎｈ／ｈ’
のｈ’×ｍ光スイッチは，ｈのｈ’×ｍ光スイッチから
なるｎ／ｈ’の光スイッチ群からなり，各光スイッチ群
の各ｈ’×ｍ光スイッチは，各ｎｈ×ｈ’ｒ光スイッチ
に，ｈ’本の接続線からなるテープファイバにより接続
され，各入力側光スイッチは，各出力側光スイッチに，
ｈ本の接続線からなるテープファイバにより接続される
ことを特徴とする光スイッチが提供される。ただし，
ｈ，ｈ’ｍ，ｎ，ｒは正の整数である。なお，各ｎｈ×
ｈ’ｒ光スイッチは，請求項８に記載のように，ｈのｎ
×ｈ’光スイッチと，各ｎ×ｈ’光スイッチと互いに接
続されるｈ’のｈ×ｒ光スイッチとにより構成され，各
光スイッチ群のｉ（ｉは１以上ｈ以下の整数）番目の
ｈ’×ｍ光スイッチは，各ｎｈ×ｈ’ｒ光スイッチのｉ
番目のｎ×ｈ’光スイッチと接続され，各入力側光スイ
ッチのｉ番目のｈ×光るように構成してもよい。

【００１４】上記課題を解決するため，本発明の第２の
観点によれば，請求項９に記載のように，Ｎの入力ポー
ト及びＮの出力ポートを備えた光スイッチにおいて，Ｎ
／２ ^ｎの入力ポートと，２^ｎのＮ／２^ｎ×Ｎ／２^ｎ入力
側光スイッチと，各入力ポートと各入力側光スイッチと
を接続するためのｎ段ツリー構成の１×２光スイッチと
を含む２^ｎの入力部と，Ｎ／２^ｎの出力ポートと，２^ｎ
のＮ／２^ｎ×Ｎ／２^ｎ出力側光スイッチと，各出力ポー
トと各出力側光スイッチとを接続するためのｎ段ツリー
構成の２×１光スイッチとを含む２^ｎの出力部とを含
み，ｉ（ｉは１以上２^ｎ以下の整数）番目の入力部のｊ
（ｊは１以上２^ｎ以下の整数）番目入力側光スイッチ
は，ｊ番目の出力部のｉ番目の出力側光スイッチと接続
されることを特徴とする光スイッチが提供される。ただ
しＮ，ｎは正の整数である。

【００１５】かかる構成によれば，ｎ段ツリー構成の１
×２光スイッチ及びｎ段ツリー構成の２×１光スイッチ
からなる構成としたため，切り替える光スイッチ素子数
を減らすことができる。さらに，いずれの経路を選択す
る場合であっても同数の光スイッチを切り替えればよい
ため，消費電力の低減化及び安定化を図ることが可能で
ある。

【００１６】また，請求項１０に記載のように，ｉ（ｉ
は１以上２^ｎ以下の整数）番目の入力部のｊ（ｊは１以
上２^ｎ以下の整数）番目の入力側光スイッチと，ｊ番目
の出力部のｉ番目の出力側光スイッチとにより，Ｎ／２
^ｎ×Ｎ／２^ｎ光スイッチを構成するようにしてもよい。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照しながら，
本発明にかかる光スイッチの好適な実施の形態について
詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実
質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同
一の符号を付することにより重複説明を省略する。

【００１８】まず，３段のクロス網構成からなる一般的
な光スイッチ５０を，図１を参照しながら説明する。光
スイッチ５０は，図１に示したように，１段目の光マト
リクススイッチ５２ａ−１〜５２ａ−ｒと，２段目の光
マトリクススイッチ５２ｂ−１〜５２ｂ−ｍと，３段目
の光マトリクススイッチ５２ｃ−１〜５２ｃ−ｒとを含
んでいる。なお，ｒ及びｍは正の整数を表す。

【００１９】１段目の各光マトリクススイッチ５２ａ−
１〜５２ａ−ｒには，ｎ本の入力ポートが接続されてい
る。同様に，３段目の各光マトリクススイッチには，ｎ
本の出力ポートが接続されている。このように光スイッ
チ５０は，全体としてｎｒ入力ｎｒ出力（ｎｒ×ｎｒ）
となっている。

【００２０】次いで，光マトリクススイッチ間の接続に
ついて説明する。１段目の光マトリクススイッチ５２ａ
−１は，２段目の各光マトリクススイッチ５２ｂ−１〜
５２ｂ−ｍと接続されている。同様に，１段目の各光マ
トリクススイッチ５２ａ−５２〜５２ａ−ｒは，それぞ
れ２段目の各光マトリクススイッチ５２ｂ−１〜５２ｂ
−ｍと接続されている。このように，１段目の光マトリ
クススイッチ５２ａ−１〜５２ａ−ｒはｎ入力ｍ出力
（ｎ×ｍ）となっている。

【００２１】２段目の光マトリクススイッチ５２ｂ−１
は，３段目の各光マトリクススイッチ５２ｃ−１〜５２
ｃ−ｒと接続されている。同様に，２段目の各光マトリ
クススイッチ５２ｂ−２〜５２ｂ−ｍは，それぞれ３段
目の各光マトリクススイッチ５２ｃ−１〜５２ｃ−ｒと
接続されている。このように，２段目の光マトリクスス
イッチ５２ｂ−１〜５２ｂ−ｍはｒ入力ｒ出力（ｒ×
ｒ）となっている。また，３段目の光マトリクススイッ
チ５２ｃ−１〜５２ｃ−ｒはｍ入力ｎ出力（ｍ×ｎ）と
なっている。

【００２２】光スイッチ５０は上述のように構成される
ことで，全体としてｎｒ入力ｎｒ出力の光スイッチ網を
構成している。光スイッチ５０の構成において，ｍ≧２
ｎ−１であれば，光スイッチ網は完全非塞閉となること
が知られている。

【００２３】（第１の実施の形態）上記光スイッチ５０
を改良した，第１の実施の形態にかかる光スイッチ１０
０を，図２〜図４を参照しながら説明する。本実施の形
態にかかる光スイッチ１００は，図２に示したように，
入力側光マトリクススイッチ１０２ａ−１〜１０２ａ−
ｒと，出力側光マトリクススイッチ１０２ｂ−１〜１０
２ｂ−ｒとにより構成されている。このように，光スイ
ッチ１００は，上記光スイッチ５０と異なり，２段の光
マトリクススイッチにより構成されている点に特徴があ
る。

【００２４】光スイッチ１００の入力側光マトリクスス
イッチ１０２ａ−１〜１０２ａ−ｒは，上記光スイッチ
５０の第１段目の光マトリクススイッチ５２ａ−１〜５
２ａ−ｒと，２段目の光マトリクススイッチ５２ｂ−１
〜５２ｂ−ｍのうち入力側半分とを組み合わせた機能を
有する。同様に，光スイッチ１００の出力側光マトリク
ススイッチ１０２ｂ−１〜１０２ｂ−ｒは，上記光スイ
ッチ５０の第３段目の光マトリクススイッチ５２ｃ−１
〜５２ｃ−ｒと，２段目の光マトリクススイッチ５２ｂ
−１〜５２ｂ−ｍのうち出力側半分とを組み合わせた機
能を有する。なお，各入力側光マトリクススイッチ１０
２ａ−１〜１０２ａ−ｒと，各出力側光マトリクススイ
ッチ１０２ｂ−１〜１０２ｂ−ｒとは左右対称の構成か
らなるため，以下では入力側光マトリクススイッチ１０
２ａ−１〜１０２ａ−ｒの構成についてのみ説明する。

【００２５】上述の入力側光マトリクススイッチ１０２
ａ−１〜１０２ａ−ｒを構成するにあたって，上記３段
の光マトリクススイッチからなる光スイッチ５０の２段
目の光マトリクススイッチ５２ｂ−１〜５２ｂ−ｍをそ
の中央部Ｍで２分割することを考える。そして，光マト
リクススイッチ５２ｂ−１〜５２ｂ−ｍの入力側半分を
１段目の光マトリクススイッチ５２ａ−１〜５２ａ−ｒ
と結合することを考える。以下にかかる構成を詳細に説
明する。

【００２６】２段目の光マトリクススイッチ５２ｂ−１
〜５２ｂ−ｍを中央部Ｍで２分割するためには，光マト
リクススイッチ５２ｂ−１〜５２ｂ−ｍの構成の一例と
して，図３に示した構成を用いる。各光マトリクススイ
ッチ５２ｂ−１〜５２ｂ−ｍは同様の構成を採ることが
できるので，代表として光マトリクススイッチ５２ｂ−
１について，図３を参照しながら説明する。

【００２７】ｒ×ｒ光マトリクススイッチ５２ｂ−１
は，図３に示したように，ｒ本の各入力に対応して備え
られた入力側光スイッチ１２５ａ−１〜１２５ａ−ｒ
と，ｒ本の各出力に対応して備えられた出力側光スイッ
チ１２５ｂ−１〜１２５ｂ−ｒとにより構成されてい
る。なお説明を容易にするため，図３においてはｒ＝４
の場合を示している。

【００２８】各入力側光スイッチ１２５ａ−１〜１２５
ａ−ｒは１入力ｒ出力（１×ｒ）であり，各出力側光ス
イッチ１２５ｂ−１〜１２５ｂ−ｒはｒ入力１出力（ｒ
×１）である。各入力側光スイッチ１２５ａ−１〜１２
５ａ−ｒは各出力側光スイッチ１２５ｂ−１〜１２５ｂ
−ｒと接続されている。

【００２９】上述のように構成される光マトリクススイ
ッチ５２ｂ−１〜５２ｂ−ｍは，それぞれ入力側光スイ
ッチ１２５ａ−１〜１２５ａ−ｒを含んでいる。すなわ
ち，光スイッチ５０の中には，入力側光スイッチ１２５
ａ−１がｍ個あり，また入力側光スイッチ１２５ａ−２
〜１２５ａ−ｒもそれぞれｍ個ずつある。そこで，ｍ個
の入力側光スイッチ１２５ａ−１を１つの組として考え
る。同様にｍ個の入力側光スイッチ１２５ａ−ｉ（ｉは
２以上ｒ以下の整数）をそれぞれ１つの組として考え
る。

【００３０】本実施の形態にかかる光スイッチ１００の
入力側光マトリクススイッチ１０２ａ−１は，図４に示
したように，上述のｍ個の入力側光スイッチ１２５ａ−
１の組と，光スイッチ５０の１段目の光マトリクススイ
ッチ５２ａ−１とを組み合わせた素子である。光マトリ
クススイッチ５２ａ−１は，上述したようにｎ入力ｍ出
力であり，その入力は光スイッチ１００の各入力ポート
に接続され，出力はｍ個の入力側光スイッチ１２５ａ−
１に接続されている。同様に，光スイッチ１００の入力
側光マトリクススイッチ１０２ａ−ｉ（ｉは２以上ｒ以
下の整数）は，ｍ個の入力側光スイッチ１２５ａ−ｉの
組と，光スイッチ５０の１段目の光マトリクススイッチ
５２ａ−ｉとを組み合わせた素子である。

【００３１】光スイッチ１００の出力側光マトリクスス
イッチ１０２ｂ−１〜１０２ｂ−ｒについても同様であ
る。すなわち，光スイッチ５０における２段目の光マト
リクススイッチ５２ｂ−１〜５２ｂ−ｍを構成する出力
側光スイッチ１２５ｂ−１〜１２５ｂ−ｒの組み合わせ
を変更し，光スイッチ５０における３段目の光マトリク
ススイッチ５２ｃ−１〜５２ｃ−ｒと組み合わせること
により，出力側光マトリクススイッチ１０２ｃ−１〜１
０２ｃ−ｒを構成する。

【００３２】以上のように構成される光スイッチ１００
によれば，３段の光マトリクススイッチからなる光スイ
ッチ５０と同様の入出力ポート数を，２段の光マトリク
ススイッチの組み合わせにより構成することが可能であ
る。

【００３３】（第２の実施の形態）第２の実施の形態に
かかる光スイッチ２００を，図５〜図７を参照しながら
説明する。光スイッチ２００は，図５に示したように，
入力側光マトリクススイッチ２０２ａ−１〜２０２ａ−
（ｒ／ｈ）と，出力側光マトリクススイッチ２０２ｂ−
１〜２０２ｂ−（ｒ／ｈ）とにより構成されている。な
お，ｈはｒの正の整数である。このように光スイッチ２
００は，光スイッチ１００の一般的な構成であり，ｈ＝
１の場合が光スイッチ１００の構成である。

【００３４】光スイッチ２００の入力側光マトリクスス
イッチ２０２ａ−１〜２０２ａ−（ｒ／ｈ）は，上記光
スイッチ５０の第１段目の光マトリクススイッチ５２ａ
−１〜５２ａ−ｒと，２段目の光マトリクススイッチ５
２ｂ−１〜５２ｂ−ｍのうち入力側半分とを組み合わせ
た機能を有する。同様に，光スイッチ２００の出力側光
マトリクススイッチ２０２ｂ−１〜２０２ｂ−（ｒ／
ｈ）は，上記光スイッチ５０の第３段目の光マトリクス
スイッチ５２ｃ−１〜５２ｃ−ｒと，２段目の光マトリ
クススイッチ５２ｂ−１〜５２ｂ−ｍのうち出力側半分
とを組み合わせた機能を有する。なお，各入力側光マト
リクススイッチ２０２ａ−１〜２０２ａ−（ｒ／ｈ）
と，各出力側光マトリクススイッチ２０２ｂ−１〜２０
２ｂ−（ｒ／ｈ）とは左右対称の構成からなるため，以
下では入力側光マトリクススイッチ２０２ａ−１〜２０
２ａ−（ｒ／ｈ）の構成についてのみ説明する。

【００３５】上述の入力側光マトリクススイッチ２０２
ａ−１〜２０２ａ−（ｒ／ｈ）を構成するにあたって，
上記３段の光マトリクススイッチからなる光スイッチ５
０の２段目の光マトリクススイッチ５２ｂ−１〜５２ｂ
−ｍをその中央部Ｍで２分割することを考える。そし
て，入力側半分を１段目の光マトリクススイッチと結合
することを考える。以下にかかる構成を詳細に説明す
る。

【００３６】２段目の光マトリクススイッチ５２ｂ−１
〜５２ｂ−ｍを中央部Ｍで２分割するためには，光マト
リクススイッチ５２ｂ−１〜５２ｂ−ｍの構成の一例と
して，図６に示した構成を用いる。各光マトリクススイ
ッチ５２ｂ−１〜５２ｂ−ｍは同様の構成を採ることが
できるので，代表として光マトリクススイッチ５２ｂ−
１について，図６を参照しながら説明する。

【００３７】ｒ×ｒ光マトリクススイッチ５２ｂ−１
は，図６に示したように，ｈ本の入力の組がｒ／ｈ組あ
り，ｒ／ｈの各入力の組に対応して備えられた入力側光
スイッチ２２５ａ−１〜２２５ａ−（ｒ／ｈ）と，ｒ／
ｈの各出力の組に対応して備えられた出力側光スイッチ
２２５ｂ−１〜２２５ｂ−（ｒ／ｈ）とにより構成され
ている。なお説明を容易にするため，図６においてはｒ
／ｈ＝４の場合を示している。

【００３８】各入力側光スイッチ２２５ａ−１〜２２５
ａ−（ｒ／ｈ）はｈ入力ｒ出力（ｈ×ｒ）であり，各出
力側光スイッチ２２５ｂ−１〜２２５ｂ−（ｒ／ｈ）は
ｒ入力ｈ出力（ｒ×ｈ）である。各入力側光スイッチ２
２５ａ−１〜２２５ａ−（ｒ／ｈ）は，各出力側光スイ
ッチ２２５ｂ−１〜２２５ｂ−（ｒ／ｈ）と，ｈ本の接
続線の束により接続されている。ｈ本の接続線の束とし
ては，例えば，ｈ本の光ファイバからなるテープファイ
バが用いられる。

【００３９】ｍの光マトリクススイッチ５２ｂ−１〜５
２ｂ−ｍは，それぞれ入力側光スイッチ２２５ａ−１〜
２２５ａ−（ｒ／ｈ）を含んでいる。すなわち，光スイ
ッチ５０の中には，入力側光スイッチ２２５ａ−１がｍ
個あり，また入力側光スイッチ２２５ａ−２〜２２５ａ
−（ｒ／ｈ）もそれぞれｍ個ずつある。そこで，ｍ個の
入力側光スイッチ２２５ａ−１を１つの組として考え
る。同様にｍ個の入力側光スイッチ２２５ａ−ｉ（ｉは
２以上（ｒ／ｈ）以下の整数）をそれぞれ１つの組とし
て考える。

【００４０】本実施の形態にかかる光スイッチ２００の
入力側光マトリクススイッチ２０２ａ−１は，図７に示
したように，上述のｍ個の入力側光スイッチ２２５ａ−
１の組と，光スイッチ５０の１段目の光マトリクススイ
ッチ５２ａ−１のｈ個とを組み合わせた素子である。各
光マトリクススイッチ５２ａ−１は，上述したようにｎ
入力ｍ出力であり，その入力は光スイッチ２００のｎｈ
本の入力ポートのうちのｎ本に接続され，出力はｍ個の
入力側光スイッチ２２５ａ−１に接続されている。同様
に，光スイッチ２００の入力側光マトリクススイッチ２
０２ａ−ｉ（ｉは２以上（ｒ／ｈ）以下の整数）は，ｍ
個の入力側光スイッチ２２５ａ−ｉの組と，光スイッチ
５０の１段目の光マトリクススイッチ５２ａ−ｉのｈ個
とを組み合わせた素子である。

【００４１】光スイッチ２００の出力側光マトリクスス
イッチ２０２ｂ−１〜２０２ｂ−（ｒ／ｈ）についても
同様である。すなわち，光スイッチ５０における２段目
の光マトリクススイッチ５２ｂ−１〜５２ｂ−ｍを構成
する出力側光スイッチ２２５ｂ−１〜２２５ｂ−ｒの組
み合わせを変更し，光スイッチ５０における３段目の光
マトリクススイッチ５２ｃ−１〜５２ｃ−ｒと組み合わ
せることにより，出力側光マトリクススイッチ２０２ｃ
−１〜２０２ｃ−（ｒ／ｈ）を構成する。

【００４２】以上のように構成される光スイッチ２００
によれば，３段の光マトリクススイッチからなる光スイ
ッチ５０と同様の入出力ポート数を，２段の光マトリク
ススイッチの組み合わせにより構成することが可能であ
る。

【００４３】（第３の実施の形態）第３の実施の形態に
かかる光スイッチ３００について，図８を参照しながら
説明する。なお，光スイッチ３００は，上記光スイッチ
１００の入力側光マトリクススイッチ１０２ａ−１〜１
０２ａ−ｒを，入力側光マトリクススイッチ３０２ａ−
１〜３０２ａ−ｒに改良したものである。なお，入力側
光マトリクススイッチ３０２ａ−１〜３０２ａ−ｒは実
質的に同様の構成からなるため，代表して図９に示した
入力側光マトリクススイッチ３０２ａ−１について説明
する。同様に，出力側光マトリクススイッチ１０２ｂ−
１〜１０２ｂ−ｒについても，図９に示した入力側光マ
トリクススイッチ３０２ａ−１と左右対称の構造からな
る光マトリクススイッチに改良している。

【００４４】本実施の形態にかかる光スイッチ３００に
用いられる入力側光マトリクススイッチ３０２ａ−１を
構成するために，まず，上記光スイッチ１００に用いら
れる，図４に示した入力側光マトリクススイッチ１０２
ａ−１を，図８に示した構成とすることを考える。入力
側光マトリクススイッチ１０２ａ−１は，図８に示した
ように，ｎ入力ｍ出力の光スイッチ５２ａ−１と，ｍ個
の光スイッチ２５ａとにより構成されている。光スイッ
チ５２ａ−１は，入力側にｎ個の１×ｍ光スイッチ３５
１ａと，出力側にｍ個のｎ×１光スイッチ３５１ｂとに
より構成され，各光スイッチ３５１ａは各光スイッチ３
５１ｂと接続線３５２により接続されている。

【００４５】次いで，接続線３５２を境にして，ｎ個の
１×ｍ光スイッチ３５１ａと，ｍ個のｎ×１光スイッチ
３５１ｂとを分割することを考える。そして，ｍ個のｎ
×１光スイッチ３５１ｂと後段のｍ個の１×ｒ光スイッ
チ１２５ａとを結合させ，新たなｎ×ｒ光素子３６１を
構成する。光素子３６１は一つの光信号のみ経路制御す
る素子である。

【００４６】上記ｎ×ｒ光素子３６１の構成例を，図１
０〜図１２を参照しながら説明する。光素子３６１の第
１の構成例は，図１０に示したように，２×２光素子３
７２を，ｌｏｇ_２ｒ段接続した光スイッチ網である。か
かる構成はバンヤン網と称される。バンヤン網構成によ
れば，すべての入力ポートからすべての出力ポートへ経
路が存在している。

【００４７】光素子３６１の第２の構成例は，図１１に
示したように，平面導波路３７４ａ，３７４ｂ間をチャ
ネル導波路３７５で接続し，チャネル導波路３７５に位
相制御用電極３７６を設けた構成である。位相制御用電
極７６の電圧調整により，入力ポートのよりの入力を所
望の出力ポートへ送り出すことが可能である。

【００４８】光素子３６１の第３の構成例は，図１２に
示したように，スターカプラ３７８の前後に光ゲート３
７７ａ，３７７ｂを設けた構成である。所望の入力ポー
ト及び出力ポートの光ゲート３７７ａ，３７７ｂを開け
ることにより，入出力ポート間の経路が設定される。

【００４９】なお，１×ｍ光スイッチ３５１ａにも同様
に，図７に示した素子等を使用することができる。一般
にｎ入力ｒ出力を有する素子の中でも，１つの経路のみ
制御可能である素子は，それ以上の経路数を制御できる
素子よりも単純な構成で済む。

【００５０】各光マトリクススイッチ３０２ａ−１〜３
０２−ｒ内の光素子数Ｔｓを考察する。１×ｍ素子３５
１ａとして１×２光素子を用いたツリー構成を用い，ｎ
×ｒ光スイッチ３６１として，図１０に示したバンヤン
網構成を用いた場合を考察すると，Ｔｓ＝ｎ（ｍ−１）
＋（ｍｒ／２）ｌｏｇ_２ｒである。ここで光スイッチ規
模Ｎ＝ｎｒであることと，非閉塞性条件ｍ≧２ｎ−１よ
りｍ＝２ｎを選ぶと，Ｔｓ＝（Ｎ／ｒ）（２Ｎ／ｒ−
１）＋Ｎｌｏｇ_２ｒとなる。

【００５１】Ｎ＝６４，ｒ＝８とすると，Ｔｓ＝８×
（１６−１）＋６４×３＝２８２であり，従来構成にお
ける１６×１６規模（Ｎ＝１６）の光マトリクススイッ
チに必要な光素子数とほぼ同数になる。このように，格
段に光素子数を減少させることができるため，各光マト
リクススイッチの規模を小さく抑えることができる。

【００５２】また，クロストークは，１×ｍ光スイッチ
３５１ａにおいても，ｎ×ｒ光スイッチ３６１において
も，各光素子に同時に２つ以上の信号が入ることはない
ため，低く抑えることができる。

【００５３】（第４の実施の形態）第４の実施の形態に
かかる光スイッチ４００を，図１３，図１４を参照しな
がら説明する。

【００５４】光スイッチ４００は上記光スイッチ２００
を改良したものであり，光スイッチ２００の構成要素で
ある入力側光マトリクススイッチ２０２ａ−１〜２０２
ａ−ｒを，図１３に示した入力側光マトリクススイッチ
４０２ａ−１〜４０２ａ−ｒに置き換えたものである。
なお，入力側光マトリクススイッチ４０２ａ−１〜４０
２ａ−ｒは，実質的に同様の構成からなるため，代表し
て入力側光マトリクススイッチ４０２ａ−１について図
１３を参照しながら説明する。また同様に，光スイッチ
２００の構成要素である出力側光マトリクススイッチ２
０２ｂ−１〜２０２ｂ−ｒについても，図１３に示した
入力側光マトリクススイッチ４０２ａ−１と左右対称の
光マトリクススイッチに改良している。

【００５５】入力側光マトリクススイッチ４０２ａ−１
の入力側には，ｈ個のｈ’×ｍ光スイッチ４５１ａ−１
〜４５１ａ−ｈの組がｎ／ｈ’組ある。ｎｈ本の入力
は，ｈ’本の入力の組となり，総計ｎｈ／ｈ’個のｈ’
×ｍ光スイッチのそれぞれに入力されている。なお，
ｈ，ｈ’，ｍ，ｎは正の整数である。

【００５６】入力側光マトリクススイッチ４０２ａ−１
の出力側には，ｍ／ｈ’個のｎｈ×ｈ’ｒ光スイッチ４
３０−１〜４３０−（ｍ／ｈ’）がある。光スイッチ４
３０−１は，入力側のｈ個のｎ×ｈ’光スイッチ４５１
ｂ−１〜４５１ｂ−ｈと，出力側のｈ’個のｈ×ｒ光ス
イッチ４２５ａとにより構成されている。各光スイッチ
４５１ｂと各ｈ×ｒ光スイッチ４２５ａとは互いに接続
されている。

【００５７】上述のように，入力側光マトリクススイッ
チ４０２ａ−１の入力側には，ｈ個のｈ’×ｍ光スイッ
チ４５１ａ−１〜４５１ａ−ｈの組がｎ／ｈ’組ある。
各組の１番目のｈ’×ｍ光スイッチ４５１ａ−１は，後
段の光スイッチ４３０−１〜４３０−（ｍ／ｈ’）内の
それぞれ１番目のｎ×ｈ’光スイッチ４５１ｂ−１と，
ｈ’本のテープファイバにより接続されている。同様
に，各組のｉ番目（ｉは２以上ｈ以下の整数）のｈ’×
ｍ光スイッチ４５１ａ−ｉは，後段の光スイッチ４３０
−１〜４３０−（ｍ／ｈ’）内のそれぞれｉ番目のｎ×
ｈ’光スイッチ４５１ｂ−ｉと，ｈ’本のテープファイ
バにより接続されている。

【００５８】ｎｈ×ｈ’ｒ光スイッチ４３０−１〜４３
０−（ｍ／ｈ’）は，図１３に示した構成に限定される
ものではない。図１４に示したように，任意のｎｈ×
ｈ’ｒ光スイッチを用いることが可能である。

【００５９】かかる構成からなる光スイッチ４００によ
れば，各光マトリクススイッチ内の光素子数をさらに低
減させ，スイッチ規模を抑えることが可能である。

【００６０】（第５の実施の形態）本実施の形態にかか
る光スイッチ５００を，図１５を参照しながら説明す
る。光スイッチ５００は，Ｎ／２本の第１入力ポート及
び各第１入力ポートに接続された１×２光スイッチ５２
１を含む第１入力部５２０ａ−１と，Ｎ／２本の第２入
力ポート及び各第２入力ポートに接続された１×２光ス
イッチ５２０を含む第２入力部５２０ａ−２と，Ｎ／２
本の第１出力ポート及び各第１出力ポートに接続された
２×１光スイッチ５６１を含む第１出力部５２０ｂ−１
と，Ｎ／２本の第２出力ポート及び各第２出力ポートに
接続された２×１光スイッチ５６１を含む第２出力部５
２０ｂ−２と，第１及び第２入力ポートから第１及び第
２出力ポートへの光の経路を切り替えるＮ／２×Ｎ／２
光マトリクススイッチ５０２−１〜５０２−４とにより
構成されている。Ｎ／２×Ｎ／２光マトリクススイッチ
５０２−１〜５０２−４は，例えばクロスバー構成から
なる。

【００６１】第１入力部５２０ａ−１内の各１×２光ス
イッチ５２１は，光マトリクススイッチ５０２−１，５
０２−２に接続されている。また，第２入力部５２０ａ
−２内の各１×２光スイッチ５２１は，光マトリクスス
イッチ５０２−３，５０２−４に接続されている。１×
２光スイッチは不図示の制御手段により経路の切り替え
が行われる。

【００６２】かかる制御手段としては，例えば，１×２
光スイッチに熱光スイッチを用い，不図示の駆動用ヒー
タのオン・オフにより光導波路の抵抗値を変えることで
経路を切り替える手段が用いられる。本実施の形態にお
いては，１×２光スイッチ５２１の制御手段として，駆
動用ヒータを用いた場合の一例につき説明する。以下の
説明においては，１×２光スイッチ５２１は，駆動用ヒ
ータがオンしているときは一の経路５０３ａ（図１５中
の太線で示す経路）を選択し，駆動用ヒータがオフして
いるときは他の経路５０３ｂ（図１５中の細線で示す経
路）を選択するものとする。また，２×１光スイッチ５
６１も同様に，駆動用ヒータがオンしているときは一の
経路５０５ａ（図１５中の太線で示す経路）を選択し，
駆動用ヒータがオフしているときは他の経路５０５ｂ
（図１５中の細線で示す経路）を選択するものとする。

【００６３】第１入力部５２０ａ−１のいずれかの入力
ポートより入力された光は，第１入力部５２０ａ−１内
の１×２光スイッチ５２１の駆動用ヒータがオンしてい
るときは，光マトリクススイッチ５０２−１に入力され
る。駆動用ヒータがオフしているときは，光マトリクス
スイッチ５０２−１に入力される。

【００６４】第２入力部５２０ａ−２のいずれかの入力
ポートより入力された光は，第１入力部５２０ａ−２内
の１×２光スイッチ５２１の駆動用ヒータがオンしてい
るときは，光マトリクススイッチ５０２−４に入力され
る。駆動用ヒータがオフしているときは，光マトリクス
スイッチ５０２−３に入力される。

【００６５】第１出力部５２０ｂ−１内の各２×１光ス
イッチ５６１は，光マトリクススイッチ５０２−１，５
０２−３に接続されている。また，第２出力部５２０ｂ
−２内の各２×１光スイッチ５６１は，光マトリクスス
イッチ５０２−２，５０２−４に接続されている。

【００６６】第１出力部５２０ｂ−１のいずれかの出力
ポートより出力される光は，第１出力部５２０ｂ−１内
の２×１光スイッチ５６１の駆動用ヒータがオンしてい
るときは，光マトリクススイッチ５０２−３より出力さ
れる。駆動用ヒータがオフしているときは，光マトリク
ススイッチ５０２−１より出力される。

【００６７】第２出力部５２０ｂ−２のいずれかの出力
ポートより出力される光は，第２出力部５２０ｂ−２内
の２×１光スイッチ５６１の駆動用ヒータがオンしてい
るときは，光マトリクススイッチ５０２−３より出力さ
れる。駆動用ヒータがオフしているときは，光マトリク
ススイッチ５０２−４より出力される。

【００６８】上記構成からなる光スイッチ５００によれ
ば，光がいずれの経路を通過するとしても，入力部の駆
動用ヒータと出力部の駆動用ヒータは，いずれか一方の
みがオンし，他方はオフしている。そして，光マトリク
ススイッチ５０２−１〜５０２−４にクロスバー構成を
用いると，光マトリクススイッチ内の経路上ではヒータ
がオンする光スイッチは１つのみである。従って，入出
力ポート数をＮとすると，光マトリクススイッチ内で
Ｎ，光マトリクススイッチへの入力側の接続あるいは出
力側の接続のいずれか一方でＮのヒータがオンし，素子
全体としては２Ｎのヒータがオンする。

【００６９】従来の光スイッチにおいては，最悪の場合
３Ｎのヒータがオンしていたので，熱光スイッチの駆動
パワーを２／３に抑えることができる。さらに，光スイ
ッチ５００によれば，光がいずれの経路を通過する場合
であっても，熱光スイッチの駆動パワーが常に一定とな
るという効果がある。

【００７０】さらに，光マトリクススイッチ５０２−１
〜５０２−４にクロスバー構成を用いて，１×２光スイ
ッチ５２１と，２×１光スイッチ５６１とをツリー構造
で組み合わせたことで，従来のクロスバー構成よりも素
子の短縮がされ，全体を１×２光スイッチ，２×１光ス
イッチ２ｌｏｇ_２Ｎ段で構成する場合よりも駆動パワー
が１／ｌｏｇ_２Ｎになるという効果がある。

【００７１】（第６の実施の形態）第６の実施の形態に
かかる光スイッチ６００を，図１６を参照しながら説明
する。光スイッチ６００は，上記光スイッチ５００を改
良したものであり，光経路を切り替える光マトリクスス
イッチを中央部で分割し，入力部あるいは出力部と集積
化したものである。

【００７２】光スイッチ６００は，図１６に示したよう
に，Ｎ／２の入力ポートと，Ｎ／２×Ｎ／２入力側光ス
イッチ６２２ａ−１，６２２ａ−２と，各入力ポートと
入力側光スイッチ６２２ａ−１，６２２ａ−２とを接続
するための１×２光スイッチ６２１とを含む入力部６２
０ａ−１を備えている。同様に，Ｎ／２の入力ポート
と，Ｎ／２×Ｎ／２入力側光スイッチ６２２ａ−３，６
２２ａ−４と，各入力ポートと入力側光スイッチ６２２
ａ−３，６２２ａ−４とを接続するための１×２光スイ
ッチ６２１とを含む入力部６２０ａ−２を備えている。

【００７３】そして光スイッチ６００は，Ｎ／２の出力
ポートと，Ｎ／２×Ｎ／２出力側光スイッチ６２２ｂ−
１，６２２ｂ−２と，各出力ポートと各出力側光スイッ
チ６２２ｂ−１，６２２ｂ−２とを接続するための２×
１光スイッチ６６１とを含む出力部６２０ｂ−１を備え
ている。同様に，Ｎ／２の出力ポートと，Ｎ／２×Ｎ／
２出力側光スイッチ６２２ｂ−３，６２２ｂ−４と，各
出力ポートと各出力側光スイッチ６２２ｂ−３，６２２
ｂ−４とを接続するための２×１光スイッチ６６１とを
含む出力部６２０ｂ−２を備えている。

【００７４】入力部６２０ａ−１の入力側光スイッチ６
２２ａ−１は，出力部６２０ｂ−１の出力側光スイッチ
６２２ｂ−１と接続されている。入力部６２０ａ−１の
入力側光スイッチ６２２ａ−２は，出力部６２０ｂ−２
の出力側光スイッチ６２２ｂ−３と接続されている。入
力部６２０ａ−２の入力側光スイッチ６２２ａ−３は，
出力部６２０ｂ−１の出力側光スイッチ６２２ｂ−２と
接続されている。入力部６２０ａ−２の入力側光スイッ
チ６２２ａ−４は，出力部６２０ｂ−２の出力側光スイ
ッチ６２２ｂ−４と接続されている。

【００７５】各１×２光スイッチ６２１と入力側光スイ
ッチ６２２ａ−１〜６２２ａ−４との接続関係，及び，
各２×１光スイッチ６６１と出力側光スイッチ６２２ｂ
−１〜６２２ｂ−４との接続関係については，上記光ス
イッチ５００と実質的に同様である。すなわち，入力ポ
ートより入力された光がいずれの経路を通過して出力ポ
ートより出力されても，駆動用ヒータがオンしている経
路（図中の太線５０３ａ，５０５ａ）と駆動用ヒータが
オフしている経路（図中の細線５０３ｂ，５０５ｂ）と
をそれぞれ一回ずつ通過する。

【００７６】上記構成からなる光スイッチ６００によれ
ば，上記光スイッチ５００と同様の効果が得られるのみ
ならず，入出力ポート数Ｎが大きくなった場合であって
も，光経路を切り替える光マトリクススイッチを分割す
ることにより，容易に集積化を図ることが可能である。

【００７７】（第７の実施の形態）第７の実施の形態に
かかる光スイッチ７００を，図１７を参照しながら説明
する。光スイッチ７００は，上記光スイッチ６００をさ
らに改良したものであり，入力部７１１を２段の１×２
光スイッチ７０２ａ，７０２ｂにより構成し，出力部も
２段の２×１光スイッチ７０６ａ，７０６ｂにより構成
したものである。

【００７８】光スイッチ７００は，図１７に示したよう
に，Ｎ／４の入力ポートと，４のＮ／４×Ｎ／４入力側
光スイッチ７２２ａと，各入力ポートと各入力側光スイ
ッチとを接続するための２段ツリー構成の１×２光スイ
ッチ７２１ａ，７２１ｂとを含む入力部７２０ａ−１を
備えている。また同様の構成からなる入力部７２０ａ−
２〜７２０ａ−４を備えている。

【００７９】そして光スイッチ７００は，Ｎ／４の出力
ポートと，４のＮ／４×Ｎ／４出力側光スイッチ７２２
ｂと，各出力ポートと各出力側光スイッチとを接続する
ための２段ツリー構成の２×１光スイッチ７６１ａ，７
６１ｂとを含む出力部７２０ｂ−１を備えている。また
同様の構成からなる出力部７２０ｂ−２〜７２０ｂ−４
を備えている。

【００８０】ｉ（ｉは１以上４以下の整数）番目の入力
部７２２ａ−ｉのｊ（ｊは１以上４以下の整数）番目入
力側光スイッチ７２２ａは，ｊ番目の出力部７２２ｂ−
ｊのｉ番目の出力側光スイッチ７２２ｂと接続されてい
る。

【００８１】Ｎ／４の入力ポートは，２段ツリー構成の
１×２光スイッチ７２１ａ，７２１ｂにより４の入力側
光スイッチ７２２ａのいずれかに接続される。すなわ
ち，１×２光スイッチ７２１ａ，７２１ｂはそれぞれ別
の駆動ヒータにより駆動し，各駆動ヒータのオン・オフ
を切り替えることで２^２＝４通りの経路に切り替えられ
る。

【００８２】Ｎ／４の出力ポートは，２段ツリー構成の
２×１光スイッチ７６１ａ，７６１ｂにより４の出力側
光スイッチ７２２ｂのいずれかに接続される。すなわ
ち，２×１の光スイッチ７６１ａ，７６１ｂはそれぞれ
別の駆動ヒータにより駆動し，各駆動ヒータのオン・オ
フを切り替えることで２^２＝４通りの経路に切り替えら
れる。そして，入力部側の駆動ヒータと，出力部側の駆
動ヒータとのオン・オフの関係を対照になるように構成
する。

【００８３】例えば，入力部側において，１×２光スイ
ッチ７２１ａの駆動用ヒータがオンする経路（図中の太
線）と１×２光スイッチ７２１ｂの駆動用ヒータがオフ
する経路（図中の細線）とを通過した場合は，出力部側
においては，２×１光スイッチ７６１ａの駆動用ヒータ
がオンする経路と２×１の駆動用ヒータがオフする経路
とを通過する。

【００８４】上記構成からなる光スイッチ７００によれ
ば，入力側光スイッチ７２２ａ，７２２ｂとしてＮ／４
×Ｎ／４光スイッチを用いることができるため，光スイ
ッチの規模Ｎを大きくしても，入力ポート７０１と入力
側光スイッチ７２２ａとの間の接続，及び，出力側光ス
イッチ７２２ｂと出力ポート７０７との間の接続の複雑
さの増大を防止することが可能である。なお，光スイッ
チを対称な構造となるように構成することで，スイッチ
全体の駆動パワーを抑えることが可能である。

【００８５】光スイッチ７００では，経路上で光スイッ
チ７２１ａ，７２１ｂ，７６１ａ，７６１ｂの中で２つ
の光スイッチのヒータのみオンとなるように配置されて
いる。光マトリクススイッチ内の経路でＮ，光マトリク
ススイッチとの接続経路，すなわち入力または出力で２
Ｎ，素子全体としての総駆動パワーは３Ｎである。

【００８６】一般に１×２光スイッチ７２１ａ，７２１
ｂあるいは２×１光スイッチ７６１ａ，７６１ｂの段数
を，ｌｏｇ_２（Ｎ／ｍ）段とすると（ｍ：光マトリクス
スイッチ７２２ａ，７２２ｂの入出力数），ｌｏｇ
_２（Ｎ／ｍ）＋１の光スイッチがオンとなる。従って，
１×２光スイッチ７２１ａ，７２１ｂあるいは２×１光
スイッチ７６１ａ，７６１の駆動状態を考慮しない場合
に比べ，パワーは（ｌｏｇ _２（Ｎ／ｍ）＋１）／（２ｌ
ｏｇ_２（Ｎ／ｍ）＋１）に減少することができる。

【００８７】本発明によれば，素子長を短縮するととも
に，駆動パワーの増大を最小限とすることが可能となっ
ている。

【００８８】以上，添付図面を参照しながら本発明にか
かる光スイッチの好適な実施形態について説明したが，
本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特
許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において
各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかで
あり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属
するものと了解される。

【００８９】例えば，上記光スイッチを構成する内部素
子のスイッチ構成については，好適な一例を説明したに
過ぎず，本発明はこれに限定されるものではない。規模
が同一である任意の素子を代替可能である。

【００９０】さらに，上記第６，第７の実施の形態にお
ける１×２光スイッチ及び２×１光スイッチの段数をさ
らに拡張することにより，入出力ポートの拡大により生
ずる接続経路の複雑さを回避することができ，集積化も
容易に行うことが可能である。

【００９１】

【発明の効果】請求項１〜８に記載の光スイッチによれ
ば，２段の光マトリクススイッチの組み合わせにより光
スイッチを構成することが可能である。特に，請求項２
〜５に記載の光スイッチによれば，各光マトリクススイ
ッチの規模を抑えることが可能である。また，請求項
７，８に記載の光スイッチによれば，さらに素子数を低
減することが可能である。

【００９２】請求項９〜１０に記載の光スイッチによれ
ば，スイッチ長を短縮するとともに，熱光スイッチの駆
動パワーの低減化及び安定化を図ることが可能である。
さらに，入出力ポートの拡大により生ずる接続経路の複
雑さを回避することができ，集積化も容易に行うことが
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】３段の光マトリクススイッチからなる光スイッ
チの説明図である。

【図２】第１の実施の形態にかかる光スイッチの説明図
である。

【図３】図２の光スイッチに用いられる光マトリクスス
イッチの構成を説明するための説明図である。

【図４】図２の光スイッチに用いられる光マトリクスス
イッチの説明図である。

【図５】第２の実施の形態にかかる光スイッチの説明図
である。

【図６】図５の光スイッチに用いられる光マトリクスス
イッチの構成を説明するための説明図である。

【図７】図５の光スイッチに用いられる光マトリクスス
イッチの説明図である。

【図８】第３の実施の形態にかかる光スイッチに用いら
れる光マトリクススイッチを説明するための説明図であ
る。

【図９】第３の実施の形態にかかる光スイッチに用いら
れる光マトリクススイッチの説明図である。

【図１０】図９の光マトリクススイッチに用いられる光
素子の説明図である。

【図１１】図９の光マトリクススイッチに用いられる別
の光素子の説明図である。

【図１２】図９の光マトリクススイッチに用いられる別
の光素子の説明図である。

【図１３】第４の実施の形態にかかる光スイッチに用い
られる光マトリクススイッチを説明するための説明図で
ある。

【図１４】第４の実施の形態にかかる光スイッチに用い
られる光マトリクススイッチの説明図である。

【図１５】第５の実施の形態にかかる光スイッチの説明
図である。

【図１６】第６の実施の形態にかかる光スイッチの説明
図である。

【図１７】第７の実施の形態にかかる光スイッチの説明
図である。

【符号の説明】

５０光スイッチ５２ａ−１〜５２ａ−ｒ１段目光マトリクススイッチ５２ｂ−１〜５２ｂ−ｍ２段目光マトリクススイッチ５２ｃ−１〜５２ｃ−ｒ３段目光マトリクススイッチ１００光スイッチ１０２ａ−１〜１０２ａ−ｒ入力側光マトリクススイ
ッチ１０２ｃ−１〜１０２ｃ−ｒ出力側光マトリクススイ
ッチ１２５ａ−１〜１２５ａ−ｒ入力側光スイッチ１２５ｂ−１〜１２５ｂ−ｒ出力側光スイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ｎｒの入力ポート及びｎｒの出力ポート
を備えた光スイッチにおいて：ｎの前記入力ポートと，
ｍの１×ｒ光スイッチと，前記各入力ポートと前記各１
×ｒ光スイッチとの経路を切り替えるｎ×ｍ光スイッチ
と，を含むｒの入力側光スイッチと；ｎの前記出力ポー
トと，ｍのｒ×１光スイッチと，前記各出力ポートと前
記各ｒ×１光スイッチとの経路を切り替えるｍ×ｎ光ス
イッチと，を含むｒの出力側光スイッチと；を備え，前
記各入力側光スイッチのｉ番目の１×ｒ光スイッチは，
前記各出力側光スイッチのｉ番目のｒ×１光スイッチに
接続されることを特徴とする，光スイッチ。ただしｍ，
ｎ，ｒは正の整数であり，ｉは１以上ｒ以下の整数であ
る。
【請求項２】前記ｎ×ｍ光スイッチは，ｎの１×ｍ光
スイッチと，前記各１×ｍ光スイッチと接続されるｍの
ｎ×１光スイッチとを含み，前記各ｎ×１光スイッチ
と，互いに異なる前記１×ｒ光スイッチとにより，ｍの
ｎ×ｒ光スイッチが構成されることを特徴とする，請求
項１に記載の光スイッチ。
【請求項３】前記ｎ×ｒ光スイッチは，バンヤン網に
より構成されることを特徴とする，請求項２に記載の光
スイッチ。
【請求項４】前記ｎ×ｒ光スイッチは，位相制御用電
極を含み，前記位相電極制御用電極の電圧調整により光
の経路を切り替えることを特徴とする，請求項２に記載
の光スイッチ。
【請求項５】前記ｎ×ｒ光スイッチは，スターカプラ
と，前記スターカプラに対し，光を選択的に入出力する
ための光ゲートとを含むことを特徴とする，請求項２に
記載の光スイッチ。
【請求項６】ｎｒの入力ポート及びｎｒの出力ポート
を備えた光スイッチにおいて：ｎｈの前記入力ポート
と，ｍのｈ×ｒ光スイッチと，互いに異なるｎの前記入
力ポートが接続され，前記ｎの入力ポートと前記各ｈ×
ｒ光スイッチとの経路を切り替えるｈのｎ×ｍ光スイッ
チと，を含むｒ／ｈの入力側光スイッチと；ｎｈの前記
出力ポートと，ｍのｒ×ｈ光スイッチと，互いに異なる
ｎの前記出力ポートが接続され，前記ｎの出力ポートと
前記各ｒ×ｈ光スイッチとの経路を切り替えるｈのｍ×
ｎ光スイッチと，を含むｒ／ｈの出力側光スイッチと；
を備え，前記各入力側光スイッチのｉ番目のｈ×ｒ光ス
イッチは，前記各出力側光スイッチのｉ番目のｒ×ｈ光
スイッチに，ｈ本の接続線からなるテープファイバによ
り接続されることを特徴とする，光スイッチ。ただし，
ｈ，ｍ，ｎ，ｒは正の整数であり，ｉは１以上ｍ以下の
整数である。
【請求項７】ｎｒの入力ポート及びｎｒの出力ポート
を備えた光スイッチにおいて：ｎｈの前記入力ポート
と，ｍ／ｈ’のｎｈ×ｈ’ｒ光スイッチと，互いに異な
るｈ’の前記入力ポートが接続され，前記ｈ’の入力ポ
ートと前記各ｎｈ×ｈ’ｒ光スイッチとの経路を切り替
えるｎｈ／ｈ’のｈ’×ｍ光スイッチと，を含むｒ／ｈ
の入力側光スイッチと；ｎｈの前記出力ポートと，ｍ／
ｈ’のｈ’ｒ×ｎｈ光スイッチと，互いに異なるｈ’の
前記出力ポートが接続され，前記ｈ’の出力ポートと前
記各ｈ’ｒ×ｎｈ光スイッチとの経路を切り替えるｎｈ
／ｈ’のｍ×ｈ’光スイッチと，を含むｒ／ｈの出力側
光スイッチと；を備え，前記各ｈ’×ｍ光スイッチは，
前記各ｎｈ×ｈ’ｒ光スイッチに，ｈ’本の接続線から
なるテープファイバにより接続され，前記各ｍ×ｈ’光
スイッチは，前記各ｈ’ｒ×ｎｈ光スイッチに，ｈ’本
の接続線からなるテープファイバにより接続され，前記
各入力側光スイッチは，前記各出力側光スイッチに，ｈ
本の接続線からなるテープファイバにより接続されるこ
とを特徴とする，光スイッチ。ただし，ｈ，ｈ’ｍ，
ｎ，ｒは正の整数である。
【請求項８】前記ｎｈ／ｈ’のｈ’×ｍ光スイッチ
は，ｈの前記ｈ’×ｍ光スイッチからなるｎ／ｈ’の入
力側光スイッチ群からなり，前記各ｎｈ×ｈ’ｒ光スイ
ッチは，ｈのｎ×ｈ’光スイッチと，前記各ｎ×ｈ’光
スイッチと互いに接続されるｈ’のｈ×ｒ光スイッチと
により構成され，前記ｎｈ／ｈ’のｍ×ｈ’光スイッチ
は，ｈの前記ｍ×ｈ’光スイッチからなるｎ／ｈ’の出
力側光スイッチ群からなり，前記各ｈ’ｒ×ｎｈ光スイ
ッチは，ｈのｈ’×ｎ光スイッチと，前記各ｈ’×ｎ光
スイッチと互いに接続されるｈ’のｒ×ｈ光スイッチと
により構成され，前記各入力側光スイッチ群のｉ（ｉは
１以上ｈ以下の整数）番目のｈ’×ｍ光スイッチは，前
記各ｎｈ×ｈ’ｒ光スイッチのｉ番目のｎ×ｈ’光スイ
ッチに，ｈ’本の接続線からなるテープファイバにより
接続され，前記各出力側光スイッチ群のｉ番目のｍ×
ｈ’光スイッチは，前記各ｈ’ｒ×ｎｈ光スイッチのｉ
番目のｈ’×ｎ光スイッチに，ｈ’本の接続線からなる
テープファイバにより接続され，前記各入力側光スイッ
チのｉ番目のｈ×ｒ光スイッチは，前記各出力側光スイ
ッチのｉ番目のｒ×ｈ光スイッチに，ｈ本の接続線から
なるテープファイバにより接続されることを特徴とす
る，請求項７に記載の光スイッチ。
【請求項９】Ｎの入力ポート及びＮの出力ポートを備
えた光スイッチにおいて：Ｎ／２^ｎの前記入力ポート
と，２^ｎのＮ／２^ｎ×Ｎ／２^ｎ入力側光スイッチと，前
記各入力ポートと前記各入力側光スイッチとを接続する
ためのｎ段ツリー構成の１×２光スイッチとを含む２^ｎ
の入力部と；Ｎ／２^ｎの前記出力ポートと，２^ｎのＮ／
２^ｎ×Ｎ／２^ｎ出力側光スイッチと，前記各出力ポート
と前記各出力側光スイッチとを接続するためのｎ段ツリ
ー構成の２×１光スイッチとを含む２^ｎの出力部と；を
含み，ｉ（ｉは１以上２^ｎ以下の整数）番目の前記入力
部のｊ（ｊは１以上２^ｎ以下の整数）番目前記入力側光
スイッチは，ｊ番目の前記出力部のｉ番目の前記出力側
光スイッチと接続されることを特徴とする，光スイッ
チ。ただしＮ，ｎは正の整数である。
【請求項１０】ｉ（ｉは１以上２^ｎ以下の整数）番目
の前記入力部のｊ（ｊは１以上２^ｎ以下の整数）番目の
前記入力側光スイッチと，ｊ番目の前記出力部のｉ番目
の前記出力側光スイッチとにより，Ｎ／２^ｎ×Ｎ／２^ｎ
光スイッチが構成されることを特徴とする，請求項９に
記載の光スイッチ。