JP3210363B2 - 光スイッチ - Google Patents

光スイッチ

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JP3210363B2
JP3210363B2 JP14355591A JP14355591A JP3210363B2 JP 3210363 B2 JP3210363 B2 JP 3210363B2 JP 14355591 A JP14355591 A JP 14355591A JP 14355591 A JP14355591 A JP 14355591A JP 3210363 B2 JP3210363 B2 JP 3210363B2
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  • Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、1以上の入力および1
以上の出力を備え、入力の数と出力の数とは両者が共に
1であることはなく、任意の入力から任意の出力への1
つの信号路が切換え可能である光スイッチに関する。
【0002】
【従来の技術】2つ以上のデータ流が結合または分離さ
れるか、或いは結合されたデータが切換えられる電気ス
イッチ(例えばマルチプレクサ、デマルチプレクサ、お
よびデータスイッチ)は知られている。
【0003】通常の電気伝送システムにおいて、デジタ
ルデータは時分割多重を使用することによってすなわち
時間内に異なる接続のデータを補間することによって伝
送される。
【0004】ここで、時分割多重チャンネル、すなわち
固定した間隔を備えたタイムスロット、および不定間隔
でデータ流に挿入されたセルを使用するコールの両者を
簡単に説明しなければならない。前者はSTM技術(S
TM=同期転送モード)であり、長い間知られている
が、最近になってそう呼ばれるようになった。後者はA
TM技術(ATM=非同期転送モード)である。通常の
電気伝送システムにおいて、そのような時分割多重デー
タ流の結合、特にそのスイッチングはスペース分割およ
び時分割多重を使用して実行される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】光信号伝送でもそれに
対応するスイッチが設けられている。スペース分割スイ
ッチング、すなわち1つの光信号路から別の光信号路へ
の光信号のスイッチングでは、すでに十分に実用できる
解決法がある。バッファリングを含む時分割スイッチン
グは原理的には解決されているが、実際では、特に光A
TM信号のスイッチングに関して、その解決法は不適切
である。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の基本的なアイデ
ィアは光信号の場合において時分割多重を波長分割多重
によって置換するか或いは少なくとも補足することであ
る。スペース分割多重および波長分割多重によって、蓄
積問題はほとんど回避されることができる。時分割多重
システム中のバッファリングの代りに、波長変換が実行
される。
【0007】本発明は、例としてデータスイッチを使用
して説明されるが、同様にマルチプレクサおよびデマル
チプレクサにも適用できる。各データスイッチは2つ以
上のマルチプレクサの結合および2つ以上のデマルチプ
レクサの結合の両方として考えられる。各信号はマルチ
プレクサによってデータ流に挿入されるか、或いはデマ
ルチプレクサによってそのようなデータ流から抽出され
るとき、リングシステムのような空間的に分布されたス
イッチングシステムはこの事実を利用する。波長分割多
重データ流の場合、これは時分割多重データ流と基本的
に同じように実行されることができる。原理的にスペー
ス分割多重および時分割多重に使用された構造と同じも
のが使用されることができる。
【0008】
【実施例】図1において、データスイッチは2つの入力
I1、I2と、2つの出力O1、O2と、2つの波長分
割デマルチプレクサD1、D2と、2つの波長マルチプ
レクサM1、M2と、2つの一定光源Q1、Q2と、ス
イッチング素子KEを備えたスイッチングマトリックス
Kとを有する。スイッチはさらにスイッチング素子KE
を制御する制御リードStlと必要な制御信号を受信す
る外部制御リードStを有する制御装置StEを含む。
【0009】各入力および出力において、2つの信号は
波長分割多重モードで伝送され、2つの動作波長λ1、
λ2が与えられている。入力I1、I2に後続する各デ
マルチプレクサD1、D2において、2つの波長による
分離が行われる。4つの分離信号はスイッチングマトリ
ックスKの行リードに供給される。2つの一定光源Q
1、Q2はそれぞれ2つの波長λ1、λ2で動作し、ス
イッチングマトリックスKの2つの行リードに供給す
る。
【0010】行および列リードはスイッチング素子KE
において交差する。各スイッチング素子KEは消勢状態
において変更できない関係する一定光源からの光を透過
し、付勢状態において関係する行リードの信号によって
この光を変調するように設計されている。付勢と消勢状
態の間でのスイッチングはスイッチング素子を制御する
上述の手段によって実行される。
【0011】列リードは各一定光源Q1、Q2から各波
長分割マルチプレクサM1、M2へ延在する。波長分割
マルチプレクサM1、M2は出力O1、O2の前方でそ
れぞれ接続され、異なる動作波長の光を変調される各出
力に対して意図した信号を共通波長分割多重信号に結合
させる。
【0012】したがって、スイッチング素子KEの付勢
または消勢によって入力から入ってくる各信号成分に対
して切換え可能/不可能の信号路は各入力I1、I2か
ら各出力O1、O2へ連続する。スイッチング素子の適
切な選択によって、信号路は波長変換によって(λ1対
λ2、λ2対λ1)、または波長変換せずに(λ1対λ
1、λ2対λ2)切換えられることができる。したがっ
て、入力の1つに到着する各信号成分は波長変換しても
しなくても各出力に切換え可能である。通常、各動作波
長に対してただ1つの信号成分だけが各出力に切換えら
れ、すなわち1つの列リード当り一時的にただ1つのス
イッチング素子が付勢されることを保証するように注意
しなければならない。
【0013】本発明の技術的範囲から逸脱することなく
図1の目的を参照にして説明されたスイッチに対して種
々の変更が行われることができることは当業者に容易に
明らかである。例えば、各付加的な入力は付加的なデマ
ルチプレクサと、1つの動作波長当り1つの付加的な行
リードと、関係する付加的なスイッチング素子とを必要
とする。各付加的な出力は1つの動作波長当り1つの付
加的な列リードと、関係する付加的なスイッチング素子
と、1つの付加的なマルチプレクサを必要とする。
【0014】各付加的な動作波長は1つのデマルチプレ
クサ当り1つの付加的な出力および1つの付加的な行リ
ードと、付加的な一定光源と、一定光源から各マルチプ
レクサへの付加的な列リードと、関係する付加的なスイ
ッチング素子と、1つのマルチプレクサ当り1つの付加
的な入力を必要とする。
【0015】光スイッチがただ1つの入力を有するなら
ば、それは光デマルチプレクサである。それは例えばリ
ング中を循環する多重信号から各加入者用の信号成分を
抽出するために使用されることができる。この場合にお
いて、波長変換器は同じ波長で常に任意の信号成分を抽
出し加入者に与えることができるようにこの各加入者へ
の通路だけに有効に設けられる。
【0016】反対に、光スイッチは各加入者からの信号
成分を例えばリング中を循環する多重信号に結合させる
ためにただ1つの出力を有し光マルチププレクサとして
動作することができる。この場合において、この加入者
から入ってくる信号成分だけに対する波長変換で十分で
あり、したがって伝送された信号の分割および入力にお
けるマルチプレクサは省略することができる。
【0017】通常のスイッチの場合のように、スイッチ
ング素子を駆動する信号が導出される制御信号はまた入
力I1 とI2 によって受信されることができる。これに
対して、付加的な波長が使用できる。これは時分割多重
の分離制御チャンネルに対応する。例えば、切換えされ
るべき各メッセージは制御信号によって先行されるよう
に、制御信号はまた個々の信号成分の部分を形成するこ
とができる。
【0018】スイッチング素子の切換えはまた動的に実
行されることができる。したがって、分布サービスにお
いて、例えばスイッチはまたサービスマルチプレクサの
機能を実行することが可能であるか、或いは同時時分割
多重切換えが可能である。
【0019】特に、ATM信号の伝送用のスイッチを設
計することが意図される。各信号成分は情報部分[“ペ
イロード(payload )”]に後続するセルヘッダからそ
れぞれなるATMセルのシーケンスから構成する。セル
ヘッダはセルが使用する残りの通路を得るための情報を
含む。これから、スイッチング素子を動的に制御する制
御情報が、ATMで通常行われているように、生成され
ることが可能である。この制御情報により、与えられた
信号路は1つのATMセルの期間に対して切換えられ、
必要に応じて、波長の変換が開始される。
【0020】本発明の基本的なアイディアは電気的時分
割多重システムから知られているほぼ全ての構造に適用
できる。図1の目的と全く異なる構造を示す図2により
説明する。
【0021】図1と同様に、図2のスイッチは2つの入
力I1 ,I2 と、2つの出力O1 ,O2 と、2つの波長
分割デマルチプレクサD1 ,D2 と、2つの波長分割マ
ルチプレクサM1 ,M2を有する。
【0022】図1の例とは異なり、初めに超多重信号が
形成される。入力I1から入ってくる信号はでデマルチ
プレクサD1 によって動作波長λ1,λ2 を有する信号
成分に分離される。信号成分は出力における伝送先にし
たがい4つの波長λ1 ,λ2,λ3 ,λ4 の1つにおけ
るスイッチングマトリックスK1 を通って切換えられ
る。スイッチングマトリックスK1 の出力に後続して波
長分割マルチプレクサMI1 が配置される。同様に、入
力I2 に関係するデマルチプレクサD2 は波長分割マル
チプレクサMI2 が後続しているスイッチングマトリッ
クスK2 に後続される。マルチプレクサMI1 ,MI2
の出力は光バスBに結合される。
【0023】出力O1 より前のマルチプレクサM1 に先
行して波長分割デマルチプレクサDO1 が配置される。
後者の入力は光バスBに接続される。波長分割デマルチ
プレクサDO1 はマルチプレクサM1 によって再結合さ
れる波長λ1 ,λ2 に対する出力のみを有する。
【0024】波長λ3 ,λ4 に対する出力を有する波長
分割デマルチプレクサDO2 は出力O2 と関連する。波
長変換器U1 ,U2 において、波長λ3 ,λ4 は波長λ
1 ,λ2 にそれぞれ変換され、マルチプレクサM2 によ
って再結合される。スイッチングマトリックスK1 ,K
2 のスイッチング素子を制御する装置および必要な一定
光源はここでは図示されていない。
【0025】個々の機能の実現のために、当業者は十分
な可能性を有する。例えば、文献(1987年5月のIEEE C
ommunications Magazine, vol.25, No.5)が参照でき
る。簡単なデマルチプレクサはフィルタによって構成さ
れることが可能であり、簡単なマルチプレクサはカップ
ラによって構成されることが可能である。スイッチ素子
は光学的に制御可能で電気的に付勢可能な素子であるこ
とが好ましい。しかしながら、目下、光スイッチを電気
制御可能に構成するほうが簡単であり、そのため入力信
号成分は電気信号に変換されなければならない。
【0026】図2の例から、スイッチングマトリックス
は同調可能な波長変換器または光スイッチと結合された
接続・分離可能な固定波長同調変換器と置換できる。こ
の場合、入力信号は制御目的のためのみに使用されるの
で、光スイッチは変調器として設計される必要がない。
スイッチは光入力信号自身が切換えられるように設計さ
れなければならない。与えられた実施例および示された
可能な変更は本発明によるスイッチは種々の方法で構成
されることが可能であることを示す。
【図面の簡単な説明】
【図1】スイッチングマトリックスを備えた2×2デー
タスイッチ。
【図2】中心データバスを備えた2×2データスイッ
チ。
【符号の説明】
I1 ,I2 …入力、O1 ,O2 …出力、M1 ,M2 …マ
ルチプレクサ、D1 ,D2 …デマルチプレクサ。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも2つの入力伝送周波数を同時
    に受信することのできる少なくとも2つの入力端子と、 少なくとも2つの出力伝送周波数を出力することのでき
    る少なくとも2つの出力端子と、 前記入力端子と前記出力端子間に結合され、前記各入力
    端子から前記各出力端子へ少なくとも2つの動的にスイ
    ッチ可能な信号路を与えることのできるスイッチングマ
    トリクスと、 前記スイッチングマトリクスの異なる点に関連する複数
    の波長変換装置と、前記各波長変換装置を少なくとも1
    つの前記動的にスイッチ可能な信号路に動的にスイッチ
    ングするための手段とを具備し、 同一の入力周波数を有するが異なる入力端子に入力され
    るデータ入力の2つのチャンネルが動的にスイッチング
    され、前記スイッチングマトリクス内に波長変換されて
    同一の出力端子において異なる周波数として出力され、
    しかも異なる入力周波数を有し同一の入力端子に入力さ
    れるデータ入力の2つのチャンネルが動的にスイッチン
    グされ、前記スイッチングマトリクス内に波長変換され
    て同一の周波数で異なる出力端子に出力されることを特
    徴とする光データスイッチ。
  2. 【請求項2】 各波長変換装置と、波長変換装置がスイ
    ッチングされるスイッチ可能な通路の入力端子との間の
    波長選択装置をさらに含むことを特徴とする請求項1記
    載の光データスイッチ。
  3. 【請求項3】 前記各入力端子にある入力信号を動作周
    波数により異なる2以上の信号成分に分離するための前
    記各入力端子に関連した各波長選択装置と、各信号成分
    を任意の動作波長に変換することのできる前記個々の信
    号成分のための前記各変換装置と、 前記各出力端子にスイッチされた信号成分を結合するた
    めの前記各出力端子に関連した各結合装置とをさらに含
    むことを特徴とする請求項1記載の光データスイッチ。
  4. 【請求項4】 前記信号路の両方がスイッチされ、前記
    波長変換装置が1つのATMセルの期間に等しい共通の
    期間にスイッチされることを特徴とする請求項1記載の
    光データスイッチ。
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