JPH0514942A - スイツチ回路網 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低いブロック率で、かつ、効率の良いパス設
定が可能な完全線群性の光スイッチ回路を、コンパクト
に構成する。 【構成】 収容した回線上に単位スイッチを配置してな
る第１の通話路段と、第１の通話路段間で単位スイッチ
を同一回線上で接続する第１のリンクと、第１の通話路
段間で、二つの回線を、予め定められた組合せで相互に
接続する第２のリンクと、第１の通話路段間で、接続先
の回線のアドレス情報に基づき、第２のリンクの交差制
御を行う第２の通話路段とで、収容した回線の容量に対
応して多段リンクを形成し、接続先のアドレスに基づ
き、パス設定を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高速広帯域交換システ
ム、あるいは、コンピュータのプロセッサ間の通信に用
いられるスイッチ回路網に係わり、特に、光信号を、光
のままで効率良くスイッチングするのに好適なスイッチ
回路網に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】動画像情報や、大容量データ通信などの
高速、広帯域サービスを実現するためには、伝送路を光
ファイバ化するだけでなく、交換機として、通信情報を
光のままで交換する光交換機を適用することが有効であ
る。光交換機における光通話路として、大規模な光スイ
ッチ回路網を構成する場合、小規模の光スイッチを多数
組合せた構成を取るのが一般的である。例えば、図１４
に示すように、非閉塞な８×８スイッチが必要な場合に
は、入線数が４で、出線数が４程度の小規模な光スイッ
チを組合せる（Ｃｌｏｓ型多段構成）ことにより実現で
きる。図１４は、従来の光スイッチ回路網の構成を示す
ブロック図である。本図の光スイッチ回路網は、入出線
が２×３の４個の光マトリクススイッチからなり、入線
群４１を接続する２×３光マトリクススイッチ群４２
と、この２×３光マトリクススイッチ群４２に、光ファ
イバ配線群４３を介して接続された入出線が４×４の３
個の光マトリクススイッチからなる４×４光マトリクス
スイッチ群４４、そして、この４×４光マトリクススイ
ッチ群４４に、光ファイバ配線群４５を介して接続さ
れ、かつ、出線群４７を接続する入出線が３×２の４個
の光マトリクススイッチからなる３×２光マトリクスス
イッチ群４６とにより構成されている。このように、小
規模な光スイッチを多段に組合せて、非閉塞な８×８ス
イッチを実現することができる。しかし、小規模の導波
路型光スイッチを、このような構成で組合せて、大規模
な光スイッチ回路網を実現する場合、光スイッチ自体の
寸法は小さくても、各段の光スイッチ間を結ぶ光ファイ
バ、すなわち、光ファイバ配線群４３、４５の配線量が
膨大となり、スイッチ回路網全体の寸法が大きくなると
いう問題があった。例えば、光スイッチ間を結ぶ光ファ
イバ配線の長さは、光スイッチとの接続作業のため、一
般には、数十センチ以上が必要であり、このことによ
り、スイッチ回路網全体の寸法が大きくなってしまう。

【０００３】このような問題を解決するために、入出力
光ファイバを、二次元状に配置して、スイッチ回路網を
コンパクトに構成する研究が行われている。例えば、１
９９０年、神戸市で開催された国際学会、「Ｉｎｔｅｒ
ｎａｔｉｏｎａｌＴｏｐｉｃａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ ｏ
ｎ Ｐｈｏｔｏｎｉｃ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ’９０」
の資料で、Ｋ．野口氏 他著による「Ａ Ｒｅａｒｒａ
ｎｇｅａｂｌｅ Ｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌ Ｆｒｅｅ
−Ｓｐａｃｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｗｉｔｃｈ Ｕｓｉ
ｎｇ Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ
ｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ」（１３Ｃ−５、１３セク
ション５番目）や、Ｈ．伊藤氏 他著による「Ａ Ｐｏ
ｌａｒｉｚａｔｉｏｎ−ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｏｐｔｉｃ
ａｌｌｙ Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕａｂｌｅ Ｉｎｔｅｒｃ
ｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋ」（１３Ｃ−
６）、そして、Ｔ．Ｊ．Ｃｌｏｏｎａｎ 他著による
「Ａ３Ｄ Ｃｒｏｓｓｏｖｅｒ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ
Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｂａｓｅｄｏｎ Ｓ−Ｓｅｅｄ Ａｒ
ｒａｙｓ」（１４Ｄ−２）などに記載のものがある。図
１５は、従来のスイッチ回路網の構成を示す説明図であ
る。図１５（ａ）は、入出力光ファイバを、二次元状に
配置して、スイッチ回路網をコンパクトに構成するもの
であり、２×２スイッチ５１ａ〜５１ｈ、５２ａ〜５２
ｈ、５３ａ〜５３ｈ、５４ａ〜５４ｈなどの単位スイッ
チからなるそれぞれの通話路段と、これらの通話路段を
接続するリンクを用いて、完全線群性（任意の入出力間
を接続できること）を満たすスイッチ回路網を示してい
る。しかしながら、図１５（ａ）の構成では、任意の入
出力間に、一つの経路しか存在しない。そのために、パ
スの決定は容易であるが、異なる入出力間を接続する場
合でも、ブロックが起こり易いという問題点がある。一
方、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）で示したスイッチ回
路網を、二つ対称的に接続したものであり、この図１５
（ｂ）で示すスイッチ回路網に関しては、既に張られて
いるパスを張り替えれば、任意の入出力間を接続でき
る。しかし、パスの張り替えは、既存のパスの瞬断を意
味するため、実用的でなく、また、既存のパスをそのま
まにして、入出力間を接続しようとすると、ブロック率
が非常に高くなってしまうという問題がある。このよう
なブロック率を下げるためには、スイッチ回路網の通話
路段の数を増やさなければならないが、単に通話路段の
数を増やしただけでは、スイッチ回路網内のパスの設定
方法が難しくなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、従来のスイッチ回路網では、パス設定の容易さを
変えずに、通話路段の数を増加してブロック率を低下さ
せることができない点である。本発明の目的は、これら
従来技術の課題を解決し、パス設定が容易で、かつ、任
意のブロック率に対応した数の通話路段の構成が可能な
スイッチ回路網を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のスイッチ回路網は、（１）複数の回線を収
容し、この収容した回線間の接続切替を行う複数の単位
スイッチからなる複数の通話路段と、単位スイッチを介
してそれぞれ隣接する通話路段を接続するリンクとから
なり、任意の回線間の接続を行うスイッチ回路網におい
て、収容したそれぞれの回線上に、２×２の入出力端子
間の接続切替を行う複数の単位スイッチを配置してなる
複数の第１の通話路段と、隣接するこの第１の通話路段
間で、単位スイッチを、同一回線上で接続する第１のリ
ンクと、隣接する第１の通話路段間で、二つの回線上の
単位スイッチを相互に接続して、この二つの回線を、予
め定められた組合せで、相互に接続する第２のリンク
と、隣接する第１の通話路段間で、接続先の回線のアド
レス情報に基づき、第２のリンクの交差制御を行う複数
の単位スイッチからなる第２の通話路段とを具備し、収
容した回線の容量に対応して増設された第１の通話路段
と第２の通話路段により多段リンクを形成し、収容した
複数の回線を、接続先の回線のアドレス情報に基づき、
任意の経路で完全線群接続することを特徴とする。ま
た、（２）上記（１）に記載のスイッチ回路網におい
て、収容する複数の回線、および、第１の通話路段と第
２の通話路段の単位スイッチを、それぞれ二次元状に配
列したことを特徴とする。また、（３）上記（２）に記
載のスイッチ回路網において、収容する回線は光伝送媒
体からなり、第１の通話路段と第２の通話路段を構成す
る単位スイッチは、光伝送媒体を介して入力された光の
偏光状態を制御する偏光制御素子からなり、第１のリン
クおよび第２のリンクは、入力された光の偏光状態に基
づき、この入力された光の進行方向を変える複屈折板か
らなることを特徴とする。また、（４）上記（１）から
（３）のいずれかに記載のスイッチ回路網において、多
段リンクの途中の任意の単位スイッチにより、目的の回
線との接続が確定した場合、この接続を確定した第２の
通話路段以降の第１の通話路段で、接続が確定した回線
上のそれぞれの単位スイッチは、この接続の確定した回
線上の第１のリンクへの接続を行うことを特徴とする。

【０００６】

【作用】本発明においては、収容した複数の回線間のパ
ス設定を、接続先の回線のアドレス情報に基づき行う。
例えば、アドレス情報のビット（「０」、「１」）を、
第２の通話路段のそれぞれの単位スイッチに対応させ、
このビット情報に基づき、それぞれの単位スイッチの状
態を設定し、第１の通話路段間での回線を切替るか否か
の制御を行う。このように、接続先の回線のアドレス情
報を元に、パス設定を行うことにより、通話路段の数に
影響されず、容易なパス設定を行うことができる。ま
た、アドレス情報に基づき切替る接続用のリンクが、既
に使用されている場合は、ビット情報で示される接続先
とは反対のもう一方のリンクを介して、回線間の接続を
進め、パス設定を行う。このことにより、瞬断すること
なくパスの変更を行うことができる。尚、途中の通話路
段で、接続先の回線との接続が確定した場合には、それ
以降、第２の通話路段と第２のリンクを介さず、第１の
通話路段と第１のリンクのみでパスを設定する。このこ
とにより、パスの設定をさらに効率良く行うことができ
る。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面により詳細に
説明する。図１は、本発明を施したスイッチ回路網の本
発明に係わる構成の一実施例を示す説明図である。本実
施例のスイッチ回路網において、１００００〜１００１
５は入回線、１１０００〜１１０１５は出回線、１２０
００〜１２０１５、１２１００〜１２１１５、および、
１２８００〜１２８１５で示されるそれぞれの網かけの
丸印は、それぞれ本発明の第１の通話路段を構成する単
位スイッチとしてのドロップエレメント、１３１００〜
１３１０７、１３２００〜１３２０７、および、１３８
００〜１３８０７で示されるそれぞれの白抜きの丸印
は、それぞれ本発明の第２の通話路段を構成する単位ス
イッチとしてのスイッチエレメント、１４６００〜１４
６１５で示されるそれぞれの破線は、第１の通話路段の
それぞれの単位スイッチを同一回線上で接続するための
本発明の第１のリンクとしてのバイパスリンク、そし
て、１５４０００〜１５４０１５、１５４１００〜１５
４１１５、１５５０００〜１５５０１５、および、１５
５１００〜１５５１１５で示されるそれぞれの実線は、
第１の通話路段と第２の通話路段のそれぞれの単位スイ
ッチを接続する本発明の第２のリンクとしてのルーチン
グリンクである。尚、本実施例のスイッチ回路網では、
スイッチの入出力端子数が１６個の規模のものを示して
あるが、本発明は、任意の規模においても、同様の構成
を取ることができる。また、リンク配線は、繰返しであ
るから、何段でも良い。以下、本実施例のスイッチ回路
網を構成するスイッチエレメントや、ドロップエレメン
ト、および、バイパスリンクやルーチングリンクなどの
機能に関して説明する。尚、説明の煩雑化を避けるため
に、符号はできるだけ省略する。

【０００８】まず、スイッチエレメントとドロップエレ
メントの機能について説明する。スイッチエレメント
は、ルーチングリンクから入力される信号を交換する機
能を持つ。そして、ドロップエレメントは、バイパスリ
ンクから入力される信号はバイパスリンクに、また、ル
ーチングリンクから来た信号に関しては、信号が目的の
回線位置に到着した時のみ、バイパスリンクに、それ以
外は、ルーチングリンクに接続する機能を持つ。本図の
スイッチ回路網において、例えば、ドロップエレメント
１２１１５を、回線位置「１５」にあるドロップエレメ
ントと呼び、また、例えば、ドロップエレメント１２１
００から１２１１５までは、サブ段「１」を形成すると
いう。また、スイッチエレメントの縦の並びを段と呼
び、例えば、１３８００から１３８０７までは、段
「８」を形成するという。

【０００９】次に、ルーチングリンクとバイパスリンク
の配線アルゴリズムを説明する。バイパスリンクは、同
じ回線位置の隣合うドロップエレメント間を接続する。
ルーチングリンクの接続は、例えば、段「ｋ」のスイッ
チエレメントを（Ｐ₂Ｐ₁Ｐ₀）ｋ、サブ段「ｋ」のドロ
ップエレメントを（Ｐ₃Ｐ₂Ｐ₁Ｐ₀）ｋと表すと、段
「１」につながる一方のルーチングリンクは、二つのド
ロップエレメント（０Ｐ₂Ｐ₁Ｐ₀）₀、（１Ｐ₂Ｐ₁Ｐ₀）₀
と、スイッチエレメント（Ｐ₂Ｐ₁Ｐ₀）₁を接続し、他方
のルーチングリンクは、スイッチエレメント（Ｐ₂Ｐ₁Ｐ
₀）₁と、二つのドロップエレメント（０Ｐ₂Ｐ₁Ｐ₀）₁、
（１Ｐ₂Ｐ₁Ｐ₀）₁間を接続する。同様に、段「２」につ
ながるルーチングリンクは、ドロップエレメント（Ｐ₃
０Ｐ₁Ｐ₀）₁、（Ｐ₃１Ｐ₁Ｐ₀）₁⇒スイッチエレメント
（Ｐ₃Ｐ₁Ｐ₀）₂⇒ドロップエレメント（Ｐ₃０Ｐ
₁Ｐ₀）₂、（Ｐ₃１Ｐ₁Ｐ₀）₂と接続する。段「３」につ
ながるルーチングリンクは、ドロップエレメント（Ｐ₃
Ｐ₂０Ｐ₀）₂、（Ｐ₃Ｐ₂１Ｐ₀）₂⇒スイッチエレメント
（Ｐ₃Ｐ₂Ｐ₀）₃⇒ドロップエレメント（Ｐ₃Ｐ₂０
Ｐ₀）₃、（Ｐ₃Ｐ₂１Ｐ₀）₃と接続する。段「４」につな
がるルーチングリンクは、ドロップエレメント（Ｐ₃Ｐ₂
Ｐ₁０）₃、（Ｐ₃Ｐ₂Ｐ₁１）₃⇒スイッチエレメント（Ｐ
₃Ｐ₂Ｐ₁）₄⇒ドロップエレメント（Ｐ₃Ｐ₂Ｐ₁０）₄、
（Ｐ₃Ｐ₂Ｐ₁１）₄と接続する。段「５」以降は、段
「１」から段「４」までを繰り返す。ここでは、スイッ
チ規模は、「１６」であるが、任意の規模「Ｎ＝２のｎ
乗」に対しては、段「ｋ」につながるルーチングリンク
は、ドロップエレメント（Ｐn-1 ・・・ Ｐj+1 ０ Ｐ
j-1 ・・・ Ｐ₀）ｋ-1、（Ｐn-1 ・・・ Ｐj+1 １Ｐj-
1 ・・・ Ｐ₀）ｋ-1 ⇒ スイッチエレメント（Ｐn-1 ・
・・ Ｐj+1 Ｐj-1・・・ Ｐ₀）ｋ ⇒ ドロップエレメン
ト（Ｐn-1 ・・・ Ｐj+1 ０ Ｐj-1 ・・・ Ｐ₀）ｋ、
（Ｐn-1 ・・・ Ｐj+1 1 Ｐj-1 ・・・ Ｐ₀）ｋと接
続する。ここで、ｊ＝n-1-(k-1)ｍｏｄｎである。

【００１０】次に、本実施例のスイッチ回路網のパス設
定アルゴリズムを説明する。目的の出回線位置を、（Ｄ
₃Ｄ₂Ｄ₁Ｄ₀）とすると、段「ｋ」のスイッチエレメント
では、そのうちのＤｊ（ここで、ｊ＝n-1-(k-1)ｍｏｄ
ｎ）を見て、その値が「０」ならば、上のルーチングリ
ンクに、また、「１」ならば、下のルーチングリンクに
接続を行う。ここで、このビットで指定されたリンク
が、既に使用されている場合は、目的のリンクとは反対
のリンクに接続して、次の段から、パス設定を再開す
る。また、本実施例においては、スイッチ規模は「１
６」であり、連続して四回、目的のリンクに接続されれ
ば、目的の回線位置に達することになるため、バイパス
リンクに接続する。さらに、このようにして、目的の出
回線位置に到達した後、その段以降は、全て、バイパス
リンクに接続する。以下、図１のスイッチ回路網でのパ
ス設定状態を説明する。

【００１１】図２は、図１におけるスイッチ回路網の本
発明に係わるパス設定状態の第１の実施例を示す説明図
である。本実施例では、ハッチングされた太い線は、既
に張られているパスを表している。例えば、張られてい
るパスは、入回線「Ｘ」と出回線「Ｙ」のペアを「Ｘ−
Ｙ」と表すと、「００１０−１００１」、「０１０１−
００１１」、「０１１０−１０１１」、「１０１０−０
１１１」、「１１００−００００」である。ここで、新
たに、入回線「００００」から、出回線「００１０」に
パスを設定する場合を考える。まず、段「１」では、接
続先の出回線のアドレス「００１０」に基づき、判断ビ
ットは、Ｄ₃＝０であり、上のリンクに接続する。段
「２」では、判断ビットは、Ｄ₂＝０であるが、図中上
行きのリンクが使用されているため、下のリンクに接続
する。段「３」では、Ｄ₁＝１であるが、下行きのリン
クが使用されているために、上のリンクに接続する。段
「４」では、判断ビットがＤ₀＝０であり、下のリンク
に接続する。段「５」では、判断ビットがＤ₃＝０であ
り、上行きのリンクに接続する。段「６」では、Ｄ₂＝
０により上に、段「７」では、Ｄ₁＝０により下に接続
する。そして、サブ段「７」で、目的の出回線位置に到
達する（目的のリンクに、４回連続して接続された）た
め、バイパスリンクに接続する。ここでは、スイッチ規
模「１６」の場合の例を示したが、任意の規模「Ｎ＝２
のｎ乗」に対しては、アドレスは（Ｄn-1 ・・・ Ｄ₀）
と表現され、段「ｋ」では、ビットＤj（ここで、ｊ＝n
-1-(k-1)ｍｏｄｎ）を見て、パス設定を行なって行けば
良い。このように、本実施例のスイッチ回路網のパス設
定は、セルフルーチング的に、容易に行うことができ
る。

【００１２】尚、本実施例では、パス設定は、出回線の
アドレスを用いて、入回線側から行ったが、入回線のア
ドレスを用いて、出回線側からパス設定を行っても良
い。この場合は、判断ビットは、Ｄ₀、Ｄ₁、・・・の順
となる。図３は、図１におけるスイッチ回路網の本発明
に係わるパス設定状態の第２の実施例を示す説明図であ
る。本実施例では、図２で示したそれぞれのパス設定
を、出回線側から行った場合のパス設定状態を示してお
り、新たに設定した「００００」と「００１０」との回
線間の接続を含み、それぞれ、図２で示したパス設定と
異なっている。このように、出回線側からパス設定を行
う場合には、次の図４と図５で示すように、一つの入回
線から複数の出回線への接続が可能となる。

【００１３】図４は、図１におけるスイッチ回路網の本
発明に係わるパス設定状態の第３の実施例を示す説明図
である。本実施例では、入回線「００００」から、出回
線「００１０」、「０１０１」、「１０００」、「１０
１０」、「１１０１」へのマルチポイント接続を行う場
合のパス設定を示し、特に、ドロップエレメントのみ
に、分岐機能を設けた場合のものである。入回線「００
００」との新たなパスを設定するには、出回線側から、
目的の入回線位置までパスを設定し、既存のパスに交差
するドロップエレメントで分岐を行う。パスの解放は、
そのパスがハントとしているリンクのうち、分岐ポイン
トまでのリンクを解放する。

【００１４】図５は、図１におけるスイッチ回路網の本
発明に係わるパス設定状態の第４の実施例を示す説明図
である。本実施例では、入回線「００００」から、出回
線「００１０」、「０１０１」、「１０００」、「１０
１０」、「１１０１」へのマルチポイント接続を行う場
合のパス設定を示し、特に、ドロップエレメントとスイ
ッチエレメントに分岐機能を持たせた場合である。この
場合は、入回線「００００」に接続されているパスに交
差するまで、パス設定を行う。尚、パスの解放は、図４
で示した場合と同じであり、そのパスがハントしている
リンクのうち、分岐ポイントまでのリンクを解放する。

【００１５】以下、光機能デバイスによる図１における
スイッチ回路網の構成に関して説明する。図６は、図１
におけるスイッチ回路網の入出回線の本発明に係わる構
成の一実施例を示す説明図である。本実施例では、図１
のスイッチ回路網の入出力端子を、二次元アレイ状に配
置した状態を示している。スイッチ規模をＮとすると、
一次元でｘと表される位置は、二次元では、（ｉｎｔ
（ｘ／√Ｎ））行（ｘｍｏｄ√Ｎ）列の位置となる。こ
のようにすると、スイッチ規模が「１６」の場合、ルー
チングリンクとスイッチエレメントにより交換される回
線位置は、二つ、あるいは、一つ離れた位置であり、近
辺となる。これは、任意のスイッチ規模でも同様であ
り、例えば、スイッチ規模を「６４」とすると、交換さ
れる回線位置は、「４」、「２」、「１」と離れた位置
となり、また、スイッチ規模「１０２４」の場合には、
「８」、「４」、「２」、「１」だけ離れた位置とな
る。

【００１６】図７は、図１におけるスイッチ回路網の各
段での接続状態の一実施例を示す説明図である。本実施
例では、スイッチ規模が「１６」の場合の接続状態を示
しており、図７（ａ）は、図１におけるスイッチ回路網
の段「１」と段「５」で交換される回線位置が「２」離
れていることを示し、図７（ｂ）は、段「２」と段
「６」で交換される回線位置が「１」離れていること
を、また、図７（ｃ）は、段「３」と段「７」で交換さ
れる回線位置が「２」離れていること、そして、図７
（ｄ）は、段「４」と段「８」で交換される回線位置が
「２」離れていることを示す。このように、スイッチ規
模が「１６」の場合、「２」、あるいは、「１」離れた
位置で、ルーチングリンクとスイッチエレメントにより
規則的に回線が交換される。

【００１７】このような回線の規則的な位置の交換は、
次の図８に示すように、複屈折板と、制御素子を用いて
実現することができる。図８は、本発明のスイッチ回路
網の本発明に係わる構成の一実施例を示す説明図であ
る。図８（ａ）は、図１のスイッチ回路網の内で、図７
（ｃ）で示される段「３」と段「７」部分の構成を、ま
た、図８（ｂ）は、図７（ｄ）で示される段「４」と段
「８」の部分の構成を示している。本実施例では、ドロ
ップエレメント（第１の通話路段の単位スイッチ）とス
イッチエレメント（第２の通話路段の単位スイッチ）
を、それぞれ、偏光制御素子を用いて構成し、また、バ
イパスリンク（第１のリンク）とルーチングリンク（第
２のリンク）を、複屈折板を用いて構成している。そし
て、複屈折板の厚みを変えることにより、接続先を変え
ることができる。すなわち、図８（ａ）における複屈折
板の厚みを、図８（ｂ）における複屈折板の厚みの二倍
にすることにより、交換する位置の距離も二倍にするこ
とができる。このようにして、図８（ａ）で示す構成に
おいては、偏光制御素子で偏光制御された光信号は、複
屈折板により、「２」離れた位置の偏光制御素子に接続
され、また、図８（ｂ）で示す構成では、「１」離れた
位置の変更制御素子に接続される。また、バイパスリン
クを構成するために、スイッチエレメントとしての中央
の偏光制御素子には、偏光面を保持する偏光制御素子を
用い、また、ドロップエレメントとしての両側の偏光制
御素子では、その位置に到着した光信号をバイパスリン
クに通すように、光信号の偏光面を制御する。

【００１８】以下、このような変更制御素子と、複屈折
板の作用に関して、さらに詳しく説明する。尚、以下に
説明する光信号（または、光ビームともいう）とは、一
定レベルの光を、キャリアとし、これを、情報（アナロ
グ、ディジタルのどちらでも良い）により変調（強度、
振幅、周波数、位相、パルス位置など、既知の変調方式
で良い）したものである。また、入力光ビームは、直線
偏光で、かつ、全ての入力光ビームの偏光方向は、同一
であるとする。

【００１９】図９は、図８における偏光制御素子の動作
の一実施例を示す説明図である。偏光制御素子（図中、
ＰＣと記載、ＰＣ：ＰｏｌａｒａｉｚａｔｉｏｎＣｏｎ
ｔｒｏｌｌｅｒ）とは、直線偏光の光ビームが入射した
ときに、その光ビームの偏光面を、０度、または、９０
度回転させる働きを持つ素子を指す。すなわち、図９
（ａ）、（ｂ）に示すように、偏光制御素子の偏光回転
角が０度（図中ＰＣ−０）の場合には、入射光ビーム
（ＯＢ：ＯＰｔｉｃａｌ Ｂｅａｍ）の偏光面は保存さ
れる。そして、図９（ａ）に示すように、常光線（図中
ＯＢ(o)と記載）は、常光線のまま出力される。尚、常
光線とは、複屈折板中で、「屈折の法則」に従う光線で
あり、図中では、偏光方向が、紙面に垂直な光線であ
る。また、図９（ｂ）に示すように、異常光線（図中Ｏ
Ｂ(e)と記載）は、異常光線（ｅ）のまま出力される。
尚、異常光線とは、複屈折板中で、「屈折の法則」に、
見かけ上従わない光線で、図中では、偏光方向が紙面に
平行な光線である。また、図９（ｃ）、（ｄ）に示すよ
うに、偏光制御素子の偏光回転角が９０度（図中ＰＣ−
９０）の場合には、入射光ビームの偏光面は、９０度回
転し、常光線（ＯＢ(o)）は、異常光線（ＯＢ(e)）に、
そして、異常光線（ＯＢ(e)）は、常光線（ＯＢ(o)）に
変換されて、出力される。ここで、偏光制御素子の偏光
回転角の制御は、電圧のオン／オフにより行われるが、
この電圧の中間の電圧（境界の電圧）を加えれば、入力
された光信号は、常光線と、異常光線の二つに分離す
る。尚、偏光制御素子としては、表示用に一般的に用い
られている液晶や、電気光学結晶が利用できる。また、
偏光回転角が０度の偏光制御素子としては、光学的に等
方性の触媒、すなわち、空気や光学ガラスなどを用いて
も良い。このような偏光制御素子の偏光制御機能を用い
て、図８で示したようなスイッチエレメント、および、
ドロップエレメントによる入力信号の交換を行う。

【００２０】次に、複屈折板での光ビームの動きに関し
て説明する。図１０は、図８における複屈折板の動作の
一実施例を示す説明図である。図１０（ａ）は、常光線
（図中、ＯＢ(o）と記載）に対する動作、図１０（ｂ）
は、異常光線に対応する動作を示す。複屈折板（ＢＰ：
Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｔ Ｐｌａｔｅ）中では、常光
線は、図１０（ａ）に示すように、そのまま直進し、ま
た、異常光線は、図１０（ｂ）に示すように、斜めに伝
搬して、複屈折板から出射される際に、ｚ軸と平行な方
向に伝搬方向が戻る。このような複屈折板としては、方
解石などの一軸結晶が利用できる。このような複屈折板
の位置移動の機能を用いて、図８で示したようなルーチ
ングリンク、および、バイパスリンクによる配線を実現
することができる。

【００２１】次に、図８におけるスイッチエレメント、
および、ドロップエレメントの動作を、図１１を用い
て、より詳細に説明する。図１１は、図８における偏光
制御素子と複屈折板の本発明に係わる動作の一実施例を
示す説明図である。スイッチエレメントとしての偏光制
御素子（図中、白抜きの丸印）には、一つの光ビーム、
あるいは、複屈折板（図中のＢＰ（１））の出射端で合
流して偏光多重された二つの光ビーム（図中のＯＢ１
(e)とＯＢ２(o)）が入力される。二つの光ビームが入力
される場合は、常に、それぞれの偏光方向が異なり、異
常光線（ＯＢ１(e)）と常光線（ＯＢ２(o)）が、入力さ
れる。偏光制御素子を光ビームが通過する際、偏光回転
角が０度の場合には、図１１（ａ）に示すように、入力
ポートＩＮ（１）から入力された異常光線の光ビーム
（ＯＢ１(e)）は、異常光線のままで、また、入力ポー
トＩＮ（２）から入力された常光線の光ビーム（ＯＢ２
(o)）は、常光線のままで、それぞれ通過する。そし
て、複屈折板（図中のＢＰ（２））中では、異常光線の
光ビーム（ＯＢ１(e)）は、斜めに進み、出力ポートＯ
ＵＴ（１）から出力され、常光線の光ビーム（ＯＢ２
(o)）は、直進するため、出力ポートＯＵＴ（２）ら出
力される。一方、偏光制御素子の偏光回転角が９０度の
場合には、図１１（ｂ）に示すように、偏光制御素子
で、入力ポートＩＮ（１）から入力された異常光線の光
ビーム（ＯＢ１(e)）は、常光線（ＯＢ１(o)）に、ま
た、入力ポートＩＮ（２）から入力された常光線の光ビ
ーム（ＯＢ２(o)）は、異常光線（ＯＢ２(e)）に、それ
ぞれ変換される。従って、複屈折板（ＢＰ（２））中で
は、常光線に変換された光ビーム（ＯＢ１(o)）は直進
して、出力ポートＯＵＴ（２）ら、また、異常光線に変
換された光ビーム（ＯＢ２(e)）は斜めに進み、出力ポ
ートＯＵＴ（１）から、それぞれ出射する。このよう
に、偏光制御素子の回転角を可変（０度／９０度）とす
ることで、光ビームをスイッチングして、目的の端子に
出力することができる。尚、上述のように、偏光回転角
が変化する境界線の電圧を加えれば、両端子に、光信号
をコピーすることも可能である。また、前述の図８で説
明したように、交換する位置の距離は、複屈折板の厚み
で変えることができる。図８では、バイパスリンクの信
号が交換されないように、スイッチエレメントとして、
偏光回転角０度の偏光制御素子を用い、ドロップエレメ
ントでも、その位置に到着した信号をバイパスリンクに
通すように、光信号の偏光面を制御する。

【００２２】次に、偏光制御素子と複屈折板を用いた図
１におけるスイッチ回路網の実施例を説明する。図１２
は、本発明を施した光スイッチ回路網の本発明に係わる
構成の一実施例を示す説明図である。本実施例は、図１
におけるスイッチ回路網を、偏光制御素子などの二次元
アレイ化光部品を用いて構成したものであり、本図にお
いて、２１は入力光ファイバアレイ、２２は入力レンズ
アレイ、１２０〜１２８はドロップエレメント機能を実
現する偏光制御素子アレイ群、１３１〜１３８はスイッ
チエレメント機能を実現する偏光制御素子アレイ群、１
５１００、１５１１０、１５８００、１５８１０は複屈
折板群、２３は出力レンズアレイ、２４は出力光ファイ
バアレイである。ここで、複屈折板の矢印は、異常光線
の移動方向を示している。入力光ファイバアレイ２１
と、出力光ファイバアレイ２４は、共に、４×４本の光
ファイバを、マトリクス状に配列して構成されている。
具体的には、通信用光ファイバの片端（入力用では、出
射端、出力用では入射端）付近を二次元アレイ状に束ね
たものである。入力レンズアレイ２２と、出力レンズア
レイ２３は、４×４個の単体のレンズ（小型レンズやロ
ッドレンズ）を、マトリクス状に配列して構成されてい
る。入力レンズアレイ２２中のレンズのそれぞれは、入
力光ファイバアレイ２１中の各光ファイバの出射端面
と、それぞれ対向するように配置されており、対向する
光ファイバ出射端面からの出射光を平行光ビームに、そ
れぞれ変換する。また、出力レンズアレイ２３中のレン
ズのそれぞれは、出力光ファイバアレイ２４中の各光フ
ァイバの入射端面と、それぞれ対向するように配置され
ており、左方向から入射した平行光ビームを集光して、
光ファイバに結合する。偏光制御素子アレイ群１２０〜
１２８、１３１〜１３８は、４×６個の偏光制御素子を
マトリクス状に配列して構成されている。偏光制御素子
アレイ１２０〜１２８中の偏光制御素子と、入力レンズ
アレイ１３１〜１３８中のレンズは、それぞれ、対向す
るように配置されており、レンズの出射光ビームが、対
応する偏光制御素子に入射する。また、偏光制御素子ア
レイ１２８中の偏光制御素子と、出力レンズアレイ２３
中のレンズは、それぞれ、対向するように配置されてお
り、偏光制御素子の出射光ビームは、対応するレンズに
入射する。また、偏光制御素子アレイ１２８は、出射光
ビームを全て常光線に統一する働きをする。このよう
に、本実施例においては、複屈折板と偏光制御素子アレ
イを交互に、かつ、多段に配列してある。そして、複屈
折板を挾んで隣合う偏光制御素子アレイ間では、対応す
る偏光制御素子が対向するように配置してある。偏光制
御素子アレイは、図８で示したような構成で交換を行う
ため、長方形となるが、交換すべき位置は、図７で示し
た正方形に並んだ位置であるので、その位置に対応する
偏光制御素子は、常に、同じ位置になるように配置され
ている。また、各偏光制御素子は、それぞれ独立に動作
する。このような構成にすることにより、スイッチ回路
網をコンパクトに構成することができる。

【００２３】図１３は、図１２における光スイッチ回路
網の特性を解析した結果の一実施例を示すグラフであ
る。横軸に段数、縦軸にブロック率を取り、スイッチ規
模を「６４」、入回線使用率を「０．４」、「０．
６」、「０．８」として、スイッチ回路網のブロック率
を求めたものである。段数を増やすに連れ、ブロック率
は低減し、適当な段数を設定すれば、満たすべきブロッ
ク率を得ることが示されている。例えば、入回線使用率
「０．６」で、ブロック率を１０のマイナス４乗とする
と、段数は、２５段というように段数を決定することが
できる。

【００２４】以上、図１から図１３を用いて説明したよ
うに、本実施例のスイッチ回路網では、段数を適当に設
定することにより、任意のブロック率を実現することが
できる。また、パス設定が容易で、かつ、マルチポイン
ト接続も可能である。さらに、二次元アレイ化光部品
（偏光制御素子アレイ、複屈折板など）を用いて、実装
密度の高い、コンパクトなスイッチ回路網を構成するこ
とができる。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、通話路段の数に影響さ
れず、効率良くパス設定を行うことができ、任意のブロ
ック率に対応した光スイッチ回路網をコンパクトに構成
することが可能である。

【００２６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を施したスイッチ回路網の本発明に係わ
る構成の一実施例を示す説明図である。

【図２】本発明を施したスイッチ回路網の本発明に係わ
るパス設定状態の第１の実施例を示す説明図である。

【図３】図１におけるスイッチ回路網の本発明に係わる
パス設定状態の第２の実施例を示す説明図である。

【図４】図１におけるスイッチ回路網の本発明に係わる
パス設定状態の第３の実施例を示す説明図である。

【図５】図１におけるスイッチ回路網の本発明に係わる
パス設定状態の第４の実施例を示す説明図である。

【図６】図１におけるスイッチ回路網の入出回線の本発
明に係わる構成の一実施例を示す説明図である。

【図７】図１におけるスイッチ回路網の各段での接続状
態の一実施例を示す説明図である。

【図８】本発明を施したスイッチ回路網の本発明に係わ
る構成の一実施例を示す説明図である。

【図９】図８における偏光制御素子の動作の一実施例を
示す説明図である。

【図１０】図８における複屈折板の動作の一実施例を示
す説明図である。

【図１１】図８における偏光制御素子と複屈折板の本発
明に係わる動作の一実施例を示す説明図である。

【図１２】本発明を施した光スイッチ回路網の本発明に
係わる構成の一実施例を示す説明図である。

【図１３】図１２における光スイッチ回路網の特性を解
析した結果の一実施例を示すグラフである。

【図１４】従来の光スイッチ回路網の構成を示すブロッ
ク図である。

【図１５】従来のスイッチ回路網の構成を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

２１ 入力光ファイバアレイ ２２ 入力レンズアレイ ２３ 出力レンズアレイ ２４ 出力光ファイバアレイ ４１ 入線群 ４２ ２×３光マトリクススイッチ群 ４３、４５ 光ファイバ配線群 ４４ ４×４光マトリクススイッチ群 ４６ ３×２光マトリクススイッチ群 ４７ 出線群 ５１ａ〜５１ｈ、５２ａ〜５２ｈ、５３ａ〜５３ｈ、５
４ａ〜５４ｈ 単位ス イッチ １２０〜１２８、１３１〜１３８ 偏光制御素子アレイ
群 １００００〜１００１５ 入回線 １１０００〜１１０１５ 出回線 １２０００〜１２０１５、１２１００〜１２１１５、１
２８００〜１２８１５ ドロップエレメント １３１００〜１３１０７、１３２００〜１３２０７、１
３８００〜１３８０７ スイッチエレメント １４６００〜１４６１５ バイパスリンク １５１００、１５１１０、１５８００、１５８１０ 複
屈折板群 １５４０００〜１５４０１５、１５４１００〜１５４１
１５、１５５０００〜 １５５０１５、１５５１００〜１５５１１５ ルーチン
グリンク ＢＰ、ＢＰ（１）、ＢＰ（２） 複屈折板 ＩＮ（１）、ＩＮ（２） 入力ポート ＯＢ(o)、ＯＢ１(o)、ＯＢ２(o) 常光線 ＯＢ(e)、ＯＢ１(e)、ＯＢ２(e)異常光線 ＯＵＴ（１）、ＯＵＴ（２） 出力ポート ＰＣ 偏光制御素子

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の回線を収容し、該収容した回線間
   の接続切替を行う複数の単位スイッチからなる複数の通
   話路段と、上記単位スイッチを介してそれぞれ隣接する
   上記通話路段を接続するリンクとからなり、任意の回線
   間の接続を行うスイッチ回路網において、上記収容した
   それぞれの回線上に、２×２の入出力端子間の接続切替
   を行う複数の単位スイッチを配置してなる複数の第１の
   通話路段と、隣接する該第１の通話路段間で、上記単位
   スイッチを、同一回線上で接続する第１のリンクと、隣
   接する上記第１の通話路段間で、二つの回線上の上記単
   位スイッチを相互に接続して、該二つの回線を、予め定
   められた組合せで、相互に接続する第２のリンクと、隣
   接する上記第１の通話路段間で、接続先の回線のアドレ
   ス情報に基づき、上記第２のリンクの交差制御を行う複
   数の上記単位スイッチからなる第２の通話路段とを具備
   し、上記収容した回線の容量に対応して増設された上記
   第１の通話路段と第２の通話路段により多段リンクを形
   成し、上記収容した複数の回線を、上記接続先の回線の
   アドレス情報に基づき、任意の経路で完全線群接続する
   ことを特徴とするスイッチ回路網。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のスイッチ回路網におい
   て、上記収容する複数の回線、および、上記第１の通話
   路段と第２の通話路段の単位スイッチを、それぞれ二次
   元状に配列したことを特徴とするスイッチ回路網。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のスイッチ回路網におい
   て、上記収容する回線は光伝送媒体からなり、上記第１
   の通話路段と第２の通話路段を構成する単位スイッチ
   は、上記光伝送媒体を介して入力された光の偏光状態を
   制御する偏光制御素子からなり、上記第１のリンクおよ
   び第２のリンクは、上記入力された光の偏光状態に基づ
   き、該入力された光の進行方向を変える複屈折板からな
   ることを特徴とするスイッチ回路網。
4. 【請求項４】 請求項１から請求項３のいずれかに記載
   のスイッチ回路網において、上記多段リンクの途中の任
   意の単位スイッチにより、目的の回線との接続が確定し
   た場合、該接続を確定した第２の通話路段以降の上記第
   １の通話路段で、接続が確定した回線上のそれぞれの上
   記単位スイッチは、該接続の確定した回線上の上記第１
   のリンクへの接続を行うことを特徴とするスイッチ回路
   網。