JPH0652954B2

JPH0652954B2 - 時分割形光通話路

Info

Publication number: JPH0652954B2
Application number: JP15802985A
Authority: JP
Inventors: 正泰山口
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1985-07-19
Filing date: 1985-07-19
Publication date: 1994-07-06
Anticipated expiration: 2009-07-06
Also published as: JPS6220494A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、交換方式における通話路に関するものであ
り、更に詳しくは、時分割多重伝送路上の光信号を交換
するのに用いる時分割形光通話路に関するものである。

〔従来技術〕

複数の時分割多重ハイウェイ上のタイムスロット間にお
いて任意の交換が可能で非閉塞な通話路は、より高速な
１本のハイウェイに多重化する多重回路を入力側に、も
との低速なハイウェイに分離する分離回路を出力側に備
えた高速・高多重時間スイッチ一段で原理的には構成可
能である。しかし、時間スイッチの動作速度には限度が
あるため、多重可能なタイムスロットの数も一定限度を
超えて多くすることは技術的に困難であり、その故に、
非閉塞な通話路を時間スイッチ一段だけで構成すること
は困難な場合がある。そこで現実には、ハイウェイ相互
間のタイムスロット交換を行うハイウェイスイッチＳと
時間スイッチＴとを組み合わせたＴ−Ｓ−Ｔ三段構成の
通話路が用いられている。

この場合、閉塞確率を小さくするためにはハイウェイス
イッチの展開度を高めたいわゆるクロス形の構成とする
か、あるいは再配置制御をする必要があり、ハードウエ
ア量が増大する、あるいは制御が複雑になるという欠点
があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そこで本発明においては、ハードウエア量の増大を招く
ことなく、また制御を複雑化することなく、非閉塞な通
話路を実現すること、を解決すべき問題点としている。
そこで本発明は、波長変換技術を用いることにより上述
のことを可能にする非閉塞な時分割形光通話路を提供す
ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段および作用〕

本発明における時分割形光通話路は、多重度ｎで時分割
多重化されたｍ本の入力光ハイウェイからの光信号につ
いて、波長変換技術を用いて各ハイウェイ内或いは異な
るハイウェイ間でのタイムスロット交換を行った後、出
力光ハイウェイに回けて送出するようにしたものであ
る。

ハイウェイ内のタイムスロット交換については、遅延時
間が０〜（ｎ−１）Ｔ｛但しＴは１タイムスロット当た
りの時間長｝のｎ種類の光遅延回路のうちの１つをタイ
ムスロット毎に選択して用いる方式によっている。そし
て、出力ハイウェイと遅延回路の選択は、これらの全組
み合わせに対応して設けた（ｍ×ｎ）種類の波長のうち
の１波長を、入力ハイウェイ信号の各タイムスロットご
とに選択、決定することで行う。

具体的には、出力ハイウェイ番号をｉ、遅延回路番号を
ｊとしたとき、入力ハイウェイ信号の各タイムスロット
を所望の出力ハイウェイの所望のタイムスロットへ交換
するため、まず入力側の波長変換回路で各タイムスロッ
トの波長λ０をλij｛ｉ＝１〜ｍ，ｊ＝１〜ｎ｝に変換
する。次に、これらを光結合器で波長多重化し、後段の
光分波器で個々の波長に分解することで遅延回路と出力
ハイウェイの選択を行う。すなわち、入力側の波長変換
回路で波長を変換することにより各タイムスロットの交
換に必要な情報を付加し、後段の光分波器で個々の波長
に分けることで、その情報を分析し交換動作を実現す
る。

また、入力側では同時刻に同一波長を選択することはな
く、出力側でも同一波長が同時刻に同一ハイウェイ上に
存在することはないような構成をとっているため、目的
とするタイムスロットが空いている限り、いつでもそこ
を使用できるという非閉塞通話路を実現できる。すなわ
ち、このようにして（ｍ×ｎ）×（ｍ×ｎ）のスイッチ
マトリクスを用いた場合と等価な非閉塞通話路を、少な
いハードウエア量で、また簡単な制御によって実現して
いる。

〔実施例〕

次に図を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。同
図において、ＡＡ１〜ＡＡｍはそれぞれ入力端子、ＡＢ
１〜ＡＢｍはそれぞれ波長変換回路、ＡＣは光結合器、
ＡＤは光分岐器、ＡＥ１〜ＡＥｎはそれぞれ光遅延回
路、ＡＦ１〜ＡＦｎはそれぞれ光分波器、ＡＧ１〜ＡＧ
ｍはそれぞれ光結合器、ＡＨ１〜ＡＨｍはそれぞれ波長
変換回路、ＡＬ１〜ＡＬｍはそれぞれ出力端子、ＡＭ１
〜ＡＭｍはそれぞれ制御信号入力端子、である。

第２図は第１図における波長変換回路ＡＢ１〜ＡＢｍの
出力光パワー・波長特性と光分波器ＡＦ１〜ＡＦｎの損
失・波長特性を示す説明図、である。

また第３図は、第１図に示した回路における各部信号の
タイミングと波長の関係を示した説明図である。

本実施例においては、理解を容易にするため、入／出力
ハイウェイ数ｍを３、多重度ｎを４（１フレームを構成
するタイムスロットの数が４）としているが、勿論、
ｍ，ｎは他の数であっても構わない。

第３図において、（ａａ１）は、第１図において、入力
端子ＡＡ１から入力してくるハイウェイ光信号を示して
おり、しかもその光信号（ａａ１）は、情報内容がそれ
ぞれＸ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４の４タイムスロットから成
るフレーム構成をとっており、しかもその各タイムスロ
ットの信号は何れも波長がλ０であることを示してい
る。ハイウェイ光信号（ａａ２），（ａａ３）について
も全く同様である。なお、各ハイウェイ光信号とも、１
フレーム分しか図示していないが、実際は、同一フレー
ム構成の信号が連続して繰り返し入力してくるものであ
る。

また、（ａｈ１）は、第１図において、出力端子ＡＬ１
から出力されるハイウェイ光信号を示しており、しかも
その光信号（ａｈ１）は、所望の交換が行われた結果と
して、情報内容がそれぞれＺ１，Ｙ４，Ｚ４，Ｘ４で波
長がそれぞれλ０の４タイムスロットから成るフレーム
構成をとるものであることを示している。ハイウエイ光
信号（ａｈ２），（ａｈ３）についても全く同様であ
る。

（ａｂ１），（ａｄ１），（ａｇ１），（ａｅ１）等
は、入力端子ＡＡ１と出力端子ＡＬ１との間にあるハイ
ウェイ光信号を示すものであることは容易に理解される
であろう。

次に、第１図乃至第３図を参照して本実施例の回路動作
を説明する。この場合、本実施例つまり本時分割形光通
話路の動作例として、第３図に入力側ハイウェイ光信号
として示した（ａａ１）〜（ａａ３）の入力ハイウェイ
光信号を出力側ハイウェイ光信号として示した（ａｈ
１）〜（ａｈ３）の出力ハイウェイ光信号として、つま
り交換を行って出力する場合について説明する。

今、波長λ０をもつ（ａａ１）〜（ａａ３）の時分割多
重ハイウェイ光信号を入力端子ＡＡ１〜ＡＡ３からそれ
ぞれ入力すると、波長変換回路ＡＢ１〜ＡＢ３は、各ハ
イウェイ光信号を、タイムスロット単位に波長λij｛但
しｉ＝１〜３；出力ハイウェイ番号、ｊ＝１〜４；遅延
回路番号｝に変換し、（ａｂ１）〜（ａｂ３）を得る。

第３図において、上述のようにして得られたハイウェイ
光信号（ａｂ１）に着目すると、その第１スロット（情
報内容Ｘ１）は、波長がλ３３に変換されていることが
認められるであろう。

波長変換回路ＡＢ１の入力信号としての（ａａ１）の第
１のスロット（情報内容Ｘ１）は、波長λ０であり、そ
の出力信号としての（ａｂ１）の第１スロットは波長λ
３３に変換されたわけであり、この変換は、端子ＡＭ１
から入力される制御信号によって行われた波長変換制御
の結果であると云える。そして変換結果としての波長が
λ３３（λijにおいて、ｉつまり出力ハイウェイ番号が
３で、ｊつまり遅延回路番号が３）であることの物理的
意味は、入力ハイウェイ光信号（ａａ１）の第１スロッ
ト（情報内容Ｘ１）は、本通話路を出るときは、第３番
目の出力ハイウェイから、つまり出力信号（ａｈ３）と
して、しかもそのタイムスロットは、第３スロットをと
って出力するということ、を意味している。

すなわち、波長変換回路ＡＢ１において、その入力ハイ
ウェイ光信号に対する変換結果（出力ハイウェイ番号と
タイムスロットの指定）をすでに指定していると云え
る。

次に、光結合器ＡＣはこれら（ａｂ１）〜（ａｂ３）を
結合し、波長多重化したハイウェイ信号（ａｃ）を得
る。光分岐器ＡＤは波長多重ハイウェイ信号（ａｃ）を
そのまま、つまり入力ハイウェイの情報を全て含んだま
ま、量的に均等に分けて４本の出線に分配する。光遅延
回路ＡＦ１〜ＡＥ４には、それぞれ０〜３Ｔの遅延時間
を与え、（ａｅ１）〜（ａｅ４）のように、入力ハイウ
ェイの情報を全て含み、１タイムスロットずつ位相のず
れた信号を得る。

第３図では、各ハイウェイ信号の１フレーム分しか描い
ていないが、前後のフレームの同一番号のタイムスロッ
トは一チャネルの信号に対していることを考慮し、同図
中央の（ａｅ２）〜（ａｅ４）において、（ａｅ１）と
同時刻のタイムスロットに相当する所で欠けている所を
付加して描き直すと同図右側の（ａｅ２）′〜（ａｅ
４）′のようになる。

具体的に説明すると、（ａｅ２）において、（ａｅ１）
の第１タイムスロットに相当する所は空白となっている
が、この個所は、本来、（ａｅ２）における前フレーム
の第４スロット（現フレームの第４スロットと同じ）が
位置している所であるから、そのことを表示して示した
ものが（ａｅ２）′であるというわけである。他も全く
同様である。

次に光分波器ＡＦ１〜ＡＦ４の波長・損失特性と波長変
換回路ＡＢ１〜ＡＢ３の出力光パワー・波長との関係
は、第２図に示すとおりであり、１つの光分波器は１２
（ｍ×ｎ）通りの波長の中３（ｍ）通りの波長を選択
し、各出力ハイウェイに対応した３本の出線に出力す
る。光結合器ＡＧ１〜ＡＧ３は、光分波器の出力信号λ
１１〜λ１４、λ２１〜λ２４、λ３１〜λ３４を出力
ハイウェイに対応して３つのグループに分けて結合す
る。

すなわち、第３図右側の太線で囲んだタイムスロットの
みが光分波器を通過して、光結合器で結合され３本のハ
イウェイ上の光信号（ａｇ１）〜（ａｇ３）として再構
成される。これらを波長変換回路ＡＨ１〜ＡＨ３で入力
ハイウェイ光信号と同じ波長λ０に変換し、（ａｈ１）
〜（ａｈ３）として出力端子ＡＬ１〜ＡＬ３に出力す
る。

以上により、入力ハイウェイ光信号（ａａ１）〜（ａａ
３）について所期の交換がなされて、出力ハイウェイ光
信号（ａｈ１）〜（ａｈ３）が得られたわけである。逆
に云うと、このような交換結果が得られるように、光分
波器の特性、光結合器における結線、等が予め定められ
ているわけである。

波長変換回路としては、電気−光変換回路を用いたもの
が、文献（山口、松永、菊地：“波長変換技術を用いた
光時分割通話路構成法”，昭和60年度電子通信学会総合
全国大会講演論文集，No.1970，分冊８，p.200 ）に報
告されている。また、波長変換回路出力の（ｍ×ｎ）個
の波長配置は第２図に示したような配置に限るものでは
なく、第４図に示すようなもの、あるいはそれ以外でも
高分波器で分離できるものならどのような配置でもよ
い。

第５図は本発明の他の実施例を示すブロック図である。
同図において、ＢＡ１〜ＢＡｍはそれぞれ入力端子、Ｂ
Ｂ１〜ＢＢｍはそれぞれ波長変換回路、ＢＣは光結合
器、ＢＤは光分岐器、ＢＥ１〜ＢＥｍはそれぞれ光分波
器、ＢＦ１１〜ＢＦｍｎはそれぞれ光遅延回路、ＢＧ１
〜ＢＧｍはそれぞれ光結合器、ＢＨ１〜ＢＨｍはそれぞ
れ波長変換回路、ＢＬ１〜ＢＬｍはそれぞれ出力端子、
である。

第５図に示した回路構成が、第１図に示したそれと大き
く相違している点は、光遅延回路と光分波器の位置が入
れ換わっている点だけである。従って動作原理において
変わる所はないと云える。

第６図は第５図における波長変換回路ＢＢ１〜ＢＢｍの
出力波長と光分波器ＢＥ１〜ＢＥｍの損失・波長特性に
おける波長配置の関係を示す説明図、また第７図は第５
図の回路動作を説明するためのタイミングチャートであ
る。

本実施例においては、先と同じく理解を容易にする目的
で入／出力ハイウェイ数ｍを３、多重度ｎを４としてい
るが、ｍ，ｎはこれ以外の組み合わせでも同様に動作す
ることは云うまでもない。

第７図中の（ｂａ１）〜（ｂａ３），（ｂｂ１）〜（ｂ
ｂ３），（ｂｃ），（ｂｄ１）〜（ｂｄ３），（ｂｅ１
１）〜（ｂｅ３４），（ｂｆ１１）〜（ｂｆ３４），
（ｂｇ１）〜（ｂｇ３），（ｂｈ１）〜（ｂｈ３）は、
それぞれ第５図においてｍ＝３、ｎ＝４としたときの各
部光信号のフレーム構成を示している。

さらに、λ０は入／出力ハイウェイ光信号の波長、λ１
１〜λ３４は内部のハイウェイ光信号の波長であり、Ｘ
１〜Ｘ４，Ｙ１〜Ｙ４，Ｚ１〜Ｚ４は各ハイウェイ光信
号における単位タイムスロット内の情報を示す。

次に、本時分割形光通話路の動作例として、第７図に
（ｂａ１）〜（ｂａ３）として示す入力ハイウェイ光信
号を（ｂｈ１）〜（ｂｈ３）として示す出力ハイウェイ
光信号に変換して出力する場合について説明する。

今、波長λ０の（ｂａ１）〜（ｂａ３）から成る時分割
多重ハイウェイ光信号を入力端子ＢＡ１〜ＢＡ３からそ
れぞれ入力すると、波長変換回路ＢＢ１〜ＢＢ３は各ハ
イウェイ信号をタイムスロット単位に波長λij｛ｉ＝１
〜３；出力ハイウェイ番号、ｊ＝１〜４；遅延回路番
号｝に変換し、（ｂｂ１）〜（ｂｂ３）を得る。光結合
器ＢＣはこれらを結合し、波長多重化したハイウェイ信
号（ｂｃ）を得る。光分岐器ＢＤは波長多重ハイウェイ
信号（ｂｃ）をそのまま均等に３本の出線に分配する。

光分波器ＢＥ１〜ＢＥ３の波長・損失特性と波長変換回
路の出力光パワー・波長との関係は、第６図に示すとお
りであり、１つの光分波器は各出力ハイウェイに対応し
て、１２（ｍ×ｎ）通りの波長中４（ｎ）通りの波長を
選択し、それぞれ４本、合計１２本の出線に（ｂｅ１
１）〜（ｂｅ３４）のようにタイムスロット単位に切り
取って出力する。

光分波器ＢＥｋ｛Ｋ＝１〜４｝の４本の出線に接続され
た光遅延回路ＢＦｋ１〜ＢＦｋ４は、それぞれ０〜３Ｔ
の遅延時間を与え、（ｂｆ１１）〜（ｂｆ３４）を得
る。

ここで前後のフレームの同一番号のタイムスロットは同
一チャネルの信号に対応していることを考慮し、（ｂｆ
１１）〜（ｂｆ３４）を、（ｂｆ１１）と同時刻のタイ
ムスロットで欠けている所を付加して描き直すと同図右
側のようになる。光結合器ＢＧ１〜ＢＧ３は光遅延回路
の出力信号をまとめてハイウェイ光信号（ｂｇ１）〜
（ｂｇ３）を再構成する。これらを波長変換回路ＢＨ１
〜ＢＨ３で入力ハイウェイ信号と同じ波長λ０に変換
し、（ｂｈ１）〜（ｂｈ３）を出力端子ＢＬ１〜ＢＬ３
に出力する。

なお、波長変換回路出力の（ｍ×ｎ個）の波長配置は第
６図のような配置に限るものではなく、第８図に示すよ
うなもの、あるいはそれ以外でも光分波器で分離できる
ものならどのような配置でもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、多重度ｎでｍ本
の時分割多重ハイウェイからの光信号を入力とする光通
話路において、（ｍ×ｎ）通りの波長を用い、波長変換
回路における波長変換制御のみで交換を行うことによ
り、通話路の制御が容易になるだけでなく、多重化によ
るハイウェイ速度の上昇もなくなり、高速動作を必要と
しない非閉塞通話路を実現できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例としての時分割形光通話路
の構成を示すブロック図、第２図は第１図における波長
変換回路と光分波器における各波長配置の関係を示す説
明図、第３図は第１図の回路を説明するための動作タイ
ミングと波長を示す説明図、第４図は第２図と異なる波
長配置の関係の例を示す説明図である。第５図は、本発
明の他の実施例としての時分割形光通話路の構成を示す
ブロック図、第６図は第５図における波長変換回路と光
分波器の波長配置の関係を示す説明図、第７図は第５図
の回路を説明するための動作タイミングと波長を示す説
明図、第８図は第６図と異なる波長配置の関係の例を示
す説明図、である。符号の説明ＡＡ１〜ＡＡｍ……入力端子、ＡＢ１〜ＡＢｍ……波長
変換回路、ＡＣ……光結合器、ＡＤ……光分岐器、ＡＥ
１〜ＡＥｍ……光遅延回路、ＡＦ１〜ＡＦｎ……光分波
器、ＡＧ１〜ＡＧｍ……光結合器、ＡＨ１〜ＡＨｍ……
波長変換回路、ＡＬ１〜ＡＬｍ……出力端子、ＡＭ１〜
ＡＭｍ……制御信号入力端子、ＢＡ１〜ＢＡｍ……入力
端子、ＢＢ１〜ＢＢｍ……波長変換回路、ＢＣ……光結
合器、ＢＤ……光分岐器、ＢＥ１〜ＢＥｍ……光分波
器、ＢＦ１〜ＢＦｍｎ……光遅延回路、ＢＧ１〜ＢＧｍ
……光結合器、ＢＨ１〜ＢＨｍ……波長変換回路、ＢＬ
１〜ＢＬｍ……出力端子、ＢＭ１〜ＢＭｍ……制御信号
入力端子、λ０，λ１１〜λｍｎ……波長。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多重度ｎで時分割多重化されたｍ本の入力
ハイウェイ（ａａ１〜ａａｍ）からの光信号を、各ハイ
ウェイ内或いは異なるハイウェイ間でタイムスロット交
換を行った後、同じく多重度ｎで時分割多重化されたｍ
本の出力ハイウェイ（ａｈ１〜ａｈｍ）に向けて送出す
る時分割形光通話路において、前記入力ハイウェイ対応に設けられ、各ハイウェイから
の入力光信号を、タイムスロット単位で（ｍ×ｎ）通り
の波長の内の１つの波長をもつ信号に変換して出力する
合計ｍ個の第１の波長変換回路（ＡＢ１〜ＡＢｍ）と、
該ｍ個の波長変換回路からの合計ｍ本の出力信号（ａｂ
１〜ａｂｍ）を入力されて１本のハイウェイ信号（ａ
ｃ）に波長多重化して出力する第１の光結合器（ＡＣ）
と、該光結合器からの出力信号を入力されｎ個の出線
（ａｂ１〜ａｂｍ）に分配して出力する光分岐器（Ａ
Ｄ）と、該光分岐器からの各出線上の出力信号をそれぞ
れ遅延する光遅延回路（ＡＥ１〜ＡＥｎ）と、前記各光
遅延回路からの出力信号を入力され個々の波長をもつ信
号に分けてｍ個の出力側から出力する合計ｎ個の光分波
器（ＡＦ１〜ＡＦｎ）と、前記各光分波器からの出力信
号を前記ｍ本の出力ハイウェイ対応に１本分ずつまとめ
て出力する合計ｍ個の第２の光結合器（ＡＧ１〜ＡＧ
ｍ）と、該第２の光結合器の各々からの出力信号（ａｇ
１〜ａｇｍ）の波長を入力ハイウェイ信号の波長と同一
の波長に戻して前記ｍ本の出力ハイウェイに向けて出力
する合計ｍ個の第２の波長変換回路（ＡＨ１〜ＡＨｍ）
とを備え、前記入力ハイウェイ（ａａ１〜ａａｍ）と出力ハイウェ
イ（ａｈ１〜ａｈｍ）との間における各ハイウェイ内或
いは異なるハイウェイ間でのタイムスロット交換を、前
記第１の波長変換回路（ＡＢ１〜ＡＢｍ）における波長
変換制御によって実行するようにしたことを特徴とする
時分割形光通話路。
【請求項２】多重度ｎで時分割多重化されたｍ本の入力
ハイウェイ（ｂａ１〜ｂａｍ）からの光信号を、各ハイ
ウェイ内或いは異なるハイウェイ間でタイムスロット交
換を行った後、同じく多重度ｎで時分割多重化されたｍ
本の出力ハイウェイ（ｂｈ１〜ｂｈｍ）に向けて送出す
る時分割形光通話路において、前記入力ハイウェイ対応に設けられ、各ハイウェイから
の入力光信号を、タイムスロット単位で（ｍ×ｎ）通り
の波長の内の１つの波長をもつ信号に変換して出力する
合計ｍ個の第１の波長変換回路（ＢＢ１〜ＢＢｍ）と、
該ｍ個の波長変換回路からの合計ｍ本の出力信号（ｂｂ
１〜ｂｂｍ）を入力されて１本のハイウェイ信号（ｂ
ｃ）に波長多重化して出力する第１の光結合器（ＢＣ）
と、該光結合器からの出力信号を入力されｍ個の出線
（ｂｄ１〜ｂｄｍ）に分配して出力する光分岐器（Ｂ
Ｄ）と、該光分岐器の各出線からの出力信号を入力され
個々の波長をもつ信号に分けてｎ個の出力側からそれぞ
れ出力する合計ｍ個の光分波器（ＢＥ１〜ＢＥｍ）と、
前記各光分波器からの出力信号をそれぞれ遅延する光遅
延回路（ＢＦ１１〜ＢＦｍｎ）と、前記各光遅延回路か
らの出力信号を前記ｍ本の出力ハイウェイ対応に１本分
ずつまとめて出力する合計ｍ個の第２の光結合器（ＢＧ
１〜ＢＧｍ）と、該第２の光結合器の各々からの出力信
号の波長を入力ハイウェイ信号の波長と同一の波長に戻
して前記ｍ本の出力ハイウェイに向けて出力する合計ｍ
個の第２の波長変換回路（ＢＨ１〜ＢＨｍ）とを備え、前記入力ハイウェイ（ｂａ１〜ｂａｍ）と出力ハイウェ
イ（ｂｈ１〜ｂｈｍ）との間における各ハイウェイ内或
いは異なるハイウェイ間でのタイムスロット交換を、前
記第１の波長変換回路（ＢＢ１〜ＢＢｍ）における波長
変換制御によって実行するようにしたことを特徴とする
時分割形光通話路。