JPH0666982B2 - 光空間スイッチ - Google Patents
光空間スイッチInfo
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- JPH0666982B2 JPH0666982B2 JP62500771A JP50077187A JPH0666982B2 JP H0666982 B2 JPH0666982 B2 JP H0666982B2 JP 62500771 A JP62500771 A JP 62500771A JP 50077187 A JP50077187 A JP 50077187A JP H0666982 B2 JPH0666982 B2 JP H0666982B2
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04Q—SELECTING
- H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
- H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
- H04Q11/0005—Switch and router aspects
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04Q11/0005—Switch and router aspects
- H04Q2011/0052—Interconnection of switches
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は２入力２出力を有するｎ２個のスイッチ素子に
よって構成されるｎ×ｎ非閉塞型の光基本スイッチの構
造に関し、特に単一基板上にコンパクトに集積化しうる
光空間スイッチの構造に関するものである。
よって構成されるｎ×ｎ非閉塞型の光基本スイッチの構
造に関し、特に単一基板上にコンパクトに集積化しうる
光空間スイッチの構造に関するものである。
背景技術 近年、通信網に対し、６４kb／Ｓまでの音声やデータ等
の従来からの低速情報サービスの他に高精密映像、動
画、高精密動画等の高速情報サービスへの要求が高まっ
ている。この目的に対応して、加入者線を含めた光伝送
路が通信網に導入され始めている。また交換機において
も、モジュール間例えば時間スイッチモジュールとハイ
ウェイスイッチモジュール間のインタフェースにおいて
光伝送路が導入されつヽある。しかし現状の交換機にお
いては、スイッチングは電気論理回路により実現されて
おり、光伝送路からの情報を電気信号に変換しまたその
逆の場合には高価な光−電気変換および電気−光変換を
必要とする。さらに、若し、電気デバイスが高速化され
ても、システムとしての動作速度は電気回路による容量
負荷やインピーダンス不整合等により制限される。光交
換機は光伝送路からの情報を光のまヽで交換するもので
あり、光−電気交換が不要であり、高速情報が扱えるも
のとして期待されている。光交換方式として空間分割方
式、時分割方式、波長分割方式が現在考えられている。
この内、空間分割交換が基本的要素でありまた現存する
交換方式である。現段階における代表的な空間スイッチ
はマトリックススイッチであり非閉塞型スイッチ方式を
実現する。また複数の小型空間スイッチを組合わせるこ
とによって多重段スイッチ回路のごとき大型空間スイッ
チを構成することが可能である。電気マトリックススイ
ッチとしてｎ行、ｎ列に配置されたｎ２の光基本スイッ
チを用いた光マトリックススイッチ（光空間スイッチ）
が構成されｎ個の入力ハイウェイとｎ個の出力ハイウェ
イが収容できる。このマトリックススイッチにおいて、
スイッチ素子は勿論光スイッチである。
の従来からの低速情報サービスの他に高精密映像、動
画、高精密動画等の高速情報サービスへの要求が高まっ
ている。この目的に対応して、加入者線を含めた光伝送
路が通信網に導入され始めている。また交換機において
も、モジュール間例えば時間スイッチモジュールとハイ
ウェイスイッチモジュール間のインタフェースにおいて
光伝送路が導入されつヽある。しかし現状の交換機にお
いては、スイッチングは電気論理回路により実現されて
おり、光伝送路からの情報を電気信号に変換しまたその
逆の場合には高価な光−電気変換および電気−光変換を
必要とする。さらに、若し、電気デバイスが高速化され
ても、システムとしての動作速度は電気回路による容量
負荷やインピーダンス不整合等により制限される。光交
換機は光伝送路からの情報を光のまヽで交換するもので
あり、光−電気交換が不要であり、高速情報が扱えるも
のとして期待されている。光交換方式として空間分割方
式、時分割方式、波長分割方式が現在考えられている。
この内、空間分割交換が基本的要素でありまた現存する
交換方式である。現段階における代表的な空間スイッチ
はマトリックススイッチであり非閉塞型スイッチ方式を
実現する。また複数の小型空間スイッチを組合わせるこ
とによって多重段スイッチ回路のごとき大型空間スイッ
チを構成することが可能である。電気マトリックススイ
ッチとしてｎ行、ｎ列に配置されたｎ２の光基本スイッ
チを用いた光マトリックススイッチ（光空間スイッチ）
が構成されｎ個の入力ハイウェイとｎ個の出力ハイウェ
イが収容できる。このマトリックススイッチにおいて、
スイッチ素子は勿論光スイッチである。
発明の開示 本発明は、何れの出力ハイウェイを選択しても、各入力
ハイウェイからの光信号はそれぞれ同数のスイッチ素子
を通過して、各出力光信号のレベルは等しくなり、損失
特性やＳ／Ｎが改善され、スイッチサイズが拡大されよ
り小型化されたチップが実現される。
ハイウェイからの光信号はそれぞれ同数のスイッチ素子
を通過して、各出力光信号のレベルは等しくなり、損失
特性やＳ／Ｎが改善され、スイッチサイズが拡大されよ
り小型化されたチップが実現される。
本発明にかヽる光空間スイッチにおいては、２入力２出
力を有する光基本スイッチがＮ×Ｎマトリックス型に配
列され、各列の第１行に配列された光基本スイッチの入
力端子の１つは入力ハイウェイとして用いられ、各列の
第Ｎ行に配列された光基本スイッチの出力端子の１つは
出力ハイウェイとして用いられ、光基本スイッチの１つ
が入力ハイウェイの１つと出力ハイウェイの１つとの間
に接続されるように選択的に制御され、それにより出力
はどれかの出力ハイウェイから得られ、光基本スイッチ
の出力のおのおのは光基本スイッチのつぎの列の入力に
接続される。
力を有する光基本スイッチがＮ×Ｎマトリックス型に配
列され、各列の第１行に配列された光基本スイッチの入
力端子の１つは入力ハイウェイとして用いられ、各列の
第Ｎ行に配列された光基本スイッチの出力端子の１つは
出力ハイウェイとして用いられ、光基本スイッチの１つ
が入力ハイウェイの１つと出力ハイウェイの１つとの間
に接続されるように選択的に制御され、それにより出力
はどれかの出力ハイウェイから得られ、光基本スイッチ
の出力のおのおのは光基本スイッチのつぎの列の入力に
接続される。
図面の簡単な説明 第１図は従来の光空間スイッチの１列を示すブロック
図； 第２図は光基本スイッチの機能を説明するための図、 第３図は光基本スイッチの図； 第４図は従来の光空間スイッチの配列の１例を示すブロ
ック図、 第５図は本発明にかヽる光空間スイッチ第１の実施例を
示すブロック図； 第６図は第５図に示す第１の実施例の変形を示すブロッ
ク図； 第７図は本発明にかヽる第２の実施例を示すブロック
図； 第８Ａ図および第８Ｂ図は本発明の第２の実施例の構造
の原理を示す図； 第９Ａ図ないし第９Ｄ図は第８Ａ図および第８Ｂ図に示
す原理による第２の実施例を示す図； 第１０図および第１１図は本発明にかヽる光空間スイッ
チの第３の実施例を示す図； 第１２図は第１０図および第１１図に示す第３の実施例
の変形例を示す図である。
図； 第２図は光基本スイッチの機能を説明するための図、 第３図は光基本スイッチの図； 第４図は従来の光空間スイッチの配列の１例を示すブロ
ック図、 第５図は本発明にかヽる光空間スイッチ第１の実施例を
示すブロック図； 第６図は第５図に示す第１の実施例の変形を示すブロッ
ク図； 第７図は本発明にかヽる第２の実施例を示すブロック
図； 第８Ａ図および第８Ｂ図は本発明の第２の実施例の構造
の原理を示す図； 第９Ａ図ないし第９Ｄ図は第８Ａ図および第８Ｂ図に示
す原理による第２の実施例を示す図； 第１０図および第１１図は本発明にかヽる光空間スイッ
チの第３の実施例を示す図； 第１２図は第１０図および第１１図に示す第３の実施例
の変形例を示す図である。
発明を実施するための最良の形態 従来の光空間スイッチは通常バスバー構造と呼ばれるマ
トリックスとして構成される。例えば第１図に示すよう
に、スイッチ素子Ｓ11〜Ｓnnが矩形状に配列されて、同
じ列および同じ行の相となり合う光基本スイッチがお互
に接続されている。
トリックスとして構成される。例えば第１図に示すよう
に、スイッチ素子Ｓ11〜Ｓnnが矩形状に配列されて、同
じ列および同じ行の相となり合う光基本スイッチがお互
に接続されている。
光基本スイッチＳ11〜Ｓnnは第２（ｂ）図に示すように
光信号が入力端子ａから出力端子ｄおよび入力端子ｂか
ら出力端子ｃに供給される「CROSS」状態から、第２
（ｃ）図に示すように光信号が入力端子ａから出力端子
ｃおよび入力端子ｂから出力端子ｄに供給される「ＢＡ
Ｒ」状態にスイッチすることができる。
光信号が入力端子ａから出力端子ｄおよび入力端子ｂか
ら出力端子ｃに供給される「CROSS」状態から、第２
（ｃ）図に示すように光信号が入力端子ａから出力端子
ｃおよび入力端子ｂから出力端子ｄに供給される「ＢＡ
Ｒ」状態にスイッチすることができる。
かヽる光基本スイッチＳ11〜Ｓnnは機械的に動く光電効
果または光磁効果を用いた導波光スイッチ、プリズムも
しくは光ファイバによって実現される。光電効果を用い
た光基本スイッチにおいては第３図に示すようにチイタ
ン(Ti)等をLiNbO3のごとき光電材料を用いて基板１０に
拡散して、交叉光電極を構成し、電極１２および１３を
端子１４および１５に接続して電界が交叉部分に印加さ
れるように形成される。
果または光磁効果を用いた導波光スイッチ、プリズムも
しくは光ファイバによって実現される。光電効果を用い
た光基本スイッチにおいては第３図に示すようにチイタ
ン(Ti)等をLiNbO3のごとき光電材料を用いて基板１０に
拡散して、交叉光電極を構成し、電極１２および１３を
端子１４および１５に接続して電界が交叉部分に印加さ
れるように形成される。
電圧Ｖ１が端子１４と１５との間に印加されると入力端
子ａからの光信号は出力端子ｄに導かれ、また入力端子
ｂからの光信号は出力端子ｃに導かれ、第２（ｂ）図に
示す状態が実現される。さらに、電圧Ｖ２（≠Ｖ１）を
端子１４および１５間に印加すると、入力端子ａからの
光信号は出力端子ｃに導かれ、また入力端子ｂからの光
信号は出力端子ｄに導かれ、第２（ｃ）図に示す状態が
実現される。したがって端子１４および１５間に印加さ
れる電圧を切換えることによって、第２（ｂ）図または
第２（ｃ）図に示す状態に切りかえることができる。
子ａからの光信号は出力端子ｄに導かれ、また入力端子
ｂからの光信号は出力端子ｃに導かれ、第２（ｂ）図に
示す状態が実現される。さらに、電圧Ｖ２（≠Ｖ１）を
端子１４および１５間に印加すると、入力端子ａからの
光信号は出力端子ｃに導かれ、また入力端子ｂからの光
信号は出力端子ｄに導かれ、第２（ｃ）図に示す状態が
実現される。したがって端子１４および１５間に印加さ
れる電圧を切換えることによって、第２（ｂ）図または
第２（ｃ）図に示す状態に切りかえることができる。
第１図の従来のマトリックススイッチ構成では、パスの
全くないアイドル状態では、全ての光基本スイッチＳ11
〜Ｓnnを第２（ｂ）図の状態になる。この状態では入力
ハイウェイＡｉ（ｉ＝１，２，３…，ｎ）らの接続路は
光基本スイッチＳｉ１からＳｉｎとなり、任意の出力ハ
イウェイＢｊ（ｊ＝１，２，３…，ｎ）への接続路であ
る光基本スイッチＳｉｊ（ｊ＝１，２，３…，ｎ）の１
つとでクロスポイントを持つ。即ち、各入力ハイウェイ
と各出力ハイウェイが１個所でクロスポイントを持つこ
とにより非閉塞となる。したがって入力ハイウェイＡｉ
と出力ハイウェイＢｊとの間でクロスポイントを有する
光基本スイッチＳｉｊを第２（ｃ）図に示す“ＢＡＲ”
状態に切り替えることにより、入力ハイウェイＡｉと出
力ハイウェイＢｊとの間にパスが設定される。
全くないアイドル状態では、全ての光基本スイッチＳ11
〜Ｓnnを第２（ｂ）図の状態になる。この状態では入力
ハイウェイＡｉ（ｉ＝１，２，３…，ｎ）らの接続路は
光基本スイッチＳｉ１からＳｉｎとなり、任意の出力ハ
イウェイＢｊ（ｊ＝１，２，３…，ｎ）への接続路であ
る光基本スイッチＳｉｊ（ｊ＝１，２，３…，ｎ）の１
つとでクロスポイントを持つ。即ち、各入力ハイウェイ
と各出力ハイウェイが１個所でクロスポイントを持つこ
とにより非閉塞となる。したがって入力ハイウェイＡｉ
と出力ハイウェイＢｊとの間でクロスポイントを有する
光基本スイッチＳｉｊを第２（ｃ）図に示す“ＢＡＲ”
状態に切り替えることにより、入力ハイウェイＡｉと出
力ハイウェイＢｊとの間にパスが設定される。
先づ出力光信号の出力レベルの変動に関して述べる。
第１図に於いて、スイッチ素子Ｓ11において入力ハイウ
ェイＡ１から出力ハイウェイＢ１へ光信号をスイッチし
た場合、ｎ個の光基本スイッチＳ11〜Ｓn1を通過し、
又、光基本スイッチＳn1において入力ハウェイＡｎから
出力ハイウェイＢ１へ光信号をスイッチした場合は、光
信号は只１個の光基本スイッチＳn1を通過する。光信号
は、各光基本スイッチで減衰を受けるものであるから、
出力ハイウェイＢ１においては、入力ハイウェイＡｎか
らの光信号レベルに対して、入力ハイウェイＡ１からの
光信号のレベルは、（ｎ−１）個の光基本スイッチによ
る損失量だけ低くなる。また、入力ハイウェイＡ１から
出力ハイウェイＢｎへのパスは、（２ｎ−１）個の光基
本スイッチで減衰を受ける最悪パスであり、この最悪パ
スでの損失量がスイッチサイズｎを制限している。即
ち、各パスにおける光基本スイッチの数の相違が光空間
スイッチの損入損失特性を劣化させる。最小受光レベル
は最悪パスにおける光基本スイッチの数で決まり、光空
間スイッチに許容される許容損失損失は発光素子におけ
る発光パワーと受光素子での最小受光レベルにより決定
され、当然光空間スイッチにおける挿入損失が小さいほ
どスイッチサイズは大きくできる。即ち本発明では従来
構成に比べ、ｎ×ｎスイッチでの光の減衰はｎ／（２ｎ
−１）１／２となりスイッチサイズｎとして本発明に
おいては従来構成の約２倍とすることができる。
ェイＡ１から出力ハイウェイＢ１へ光信号をスイッチし
た場合、ｎ個の光基本スイッチＳ11〜Ｓn1を通過し、
又、光基本スイッチＳn1において入力ハウェイＡｎから
出力ハイウェイＢ１へ光信号をスイッチした場合は、光
信号は只１個の光基本スイッチＳn1を通過する。光信号
は、各光基本スイッチで減衰を受けるものであるから、
出力ハイウェイＢ１においては、入力ハイウェイＡｎか
らの光信号レベルに対して、入力ハイウェイＡ１からの
光信号のレベルは、（ｎ−１）個の光基本スイッチによ
る損失量だけ低くなる。また、入力ハイウェイＡ１から
出力ハイウェイＢｎへのパスは、（２ｎ−１）個の光基
本スイッチで減衰を受ける最悪パスであり、この最悪パ
スでの損失量がスイッチサイズｎを制限している。即
ち、各パスにおける光基本スイッチの数の相違が光空間
スイッチの損入損失特性を劣化させる。最小受光レベル
は最悪パスにおける光基本スイッチの数で決まり、光空
間スイッチに許容される許容損失損失は発光素子におけ
る発光パワーと受光素子での最小受光レベルにより決定
され、当然光空間スイッチにおける挿入損失が小さいほ
どスイッチサイズは大きくできる。即ち本発明では従来
構成に比べ、ｎ×ｎスイッチでの光の減衰はｎ／（２ｎ
−１）１／２となりスイッチサイズｎとして本発明に
おいては従来構成の約２倍とすることができる。
次に、Ｓ／Ｎに関して述べる。多くの光基本スイッチを
通過し減衰された光信号に対し、通過光基本スイッチ数
が少なく減衰が小さい他の光信号からのクロストークを
受ける。即ち、入力ハイウェイＡ１から出力ハイウェイ
Ｂ１にいたる光信号はｎ個の光基本スイッチを減衰され
るが、入力ハイウェイＡ２からＡｎにいたる光信号から
直接クロストークを受けＳ／Ｎは劣化している。また、
スイッチサイズｎが大きくなるにつれて、入力ハイウェ
イＡ１からの光信号が通過する光基本スイッチ数と、入
力ハイウェイＡ２からＡｎの光信号からのクロストーク
雑音が通過する光基本スイッチ数の差が大きくなるた
め、Ｓ／Ｎは悪化する。Ｓ／Ｎは光受信信号のエラーレ
ートに影響を与え、許容ビットエラーレートにより許容
Ｓ／Ｎは決定される。当然、Ｓ／Ｎがよい程スイッチサ
イズは大きくできる。しかし、損失とＳ／Ｎの両者によ
り最大スイッチサイズは決定されるものであり、したが
って損失からの最大スイッチサイズとＳ／Ｎからの最大
スイッチサイズのうち小さい方が実際の最大スイッチサ
イズとなり、論文「電子情報通信学会創立70周年記念総
会全国大会（昭和62年）」、Ｓ11−８「光交換用空間ス
イッチの構成」に示されているように、従来の構成に対
し本発明により２倍のスイッチサイズが実現できる。
通過し減衰された光信号に対し、通過光基本スイッチ数
が少なく減衰が小さい他の光信号からのクロストークを
受ける。即ち、入力ハイウェイＡ１から出力ハイウェイ
Ｂ１にいたる光信号はｎ個の光基本スイッチを減衰され
るが、入力ハイウェイＡ２からＡｎにいたる光信号から
直接クロストークを受けＳ／Ｎは劣化している。また、
スイッチサイズｎが大きくなるにつれて、入力ハイウェ
イＡ１からの光信号が通過する光基本スイッチ数と、入
力ハイウェイＡ２からＡｎの光信号からのクロストーク
雑音が通過する光基本スイッチ数の差が大きくなるた
め、Ｓ／Ｎは悪化する。Ｓ／Ｎは光受信信号のエラーレ
ートに影響を与え、許容ビットエラーレートにより許容
Ｓ／Ｎは決定される。当然、Ｓ／Ｎがよい程スイッチサ
イズは大きくできる。しかし、損失とＳ／Ｎの両者によ
り最大スイッチサイズは決定されるものであり、したが
って損失からの最大スイッチサイズとＳ／Ｎからの最大
スイッチサイズのうち小さい方が実際の最大スイッチサ
イズとなり、論文「電子情報通信学会創立70周年記念総
会全国大会（昭和62年）」、Ｓ11−８「光交換用空間ス
イッチの構成」に示されているように、従来の構成に対
し本発明により２倍のスイッチサイズが実現できる。
第３図に示す光基本スイッチはバイポーラ型と呼ばれ導
波路型光スイッチの一種である。一般に、導波路型光ス
イッチの入力端子間、及び、出力端子間の交差角度
（Θ）は、数度程度であり、また、光基本スイッチ間の
接続用導波路１１は大きく曲げると曲がり損が大きくな
ると言った性質を持っている。従って、第１図に示した
従来の構成で１個のチップに集積化を行う場合、交差角
度（δ）を小さくするため、第４図に示すように、チッ
プの長さ方向に光基本スイッチを（２ｎ−１）個、幅方
向にｎ個配置する必要があり、チップ長が長くなるとい
った問題がある。
波路型光スイッチの一種である。一般に、導波路型光ス
イッチの入力端子間、及び、出力端子間の交差角度
（Θ）は、数度程度であり、また、光基本スイッチ間の
接続用導波路１１は大きく曲げると曲がり損が大きくな
ると言った性質を持っている。従って、第１図に示した
従来の構成で１個のチップに集積化を行う場合、交差角
度（δ）を小さくするため、第４図に示すように、チッ
プの長さ方向に光基本スイッチを（２ｎ−１）個、幅方
向にｎ個配置する必要があり、チップ長が長くなるとい
った問題がある。
第５図は本発明にかヽる第１の実施例のブロック図であ
る。第５図に示すように、第１列は２入力２出力または
１入力２出力の光基本スイッチＳ11〜Ｓn1により構成さ
れ、第２〜（ｎ−１）列はｎ×（ｎ−２）個の２入力２
出力の光基本スイッチＳ12〜Ｓｎ（ｎ−１）により構成
され、第Ｎ列はｎ個の２入力１出力又は２入力２出力の
光基本スイッチＳn1〜Ｓnnにより構成される。したがっ
てｎ行ｎ列に光基本スイッチＳ11〜Ｓnnを配置して、第
ｉ行ｊ列の光基本スイッチの一方の出力端子を第ｉ行
（ｊ＋１）列の光基本スイッチの一方の入力端子に接続
し、他方の出力端子を該第ｉ行（ｊ＋１）列の光基本ス
イッチを除く（ｊ＋１）列の光基本スイッチの他方の入
力端子に接続し、この他方の出力端子を接続する光基本
スイッチの行を各列毎に異ならせる。各行第１列の光基
本スイッチの一方の入力端子を用いてｎ個の入力端子と
し、各行ｎ列の光基本スイッチの他方の出力端子を用い
てｎ個の出力端子としたものである。第５図は、ｎ＝４
の場合を示し、又光基本スイッチを総て２入力２出力の
構成とした場合を示すものであって、第１列の光基本ス
イッチＳ11〜Ｓ41の１つの入力端子ａによりｎ個の入力
端子を構成し、第ｎ＝４列の光基本スイッチＳ14〜Ｓ44
の１つの入力端子ｄによりｎ個の出力端子を構成してい
る。
る。第５図に示すように、第１列は２入力２出力または
１入力２出力の光基本スイッチＳ11〜Ｓn1により構成さ
れ、第２〜（ｎ−１）列はｎ×（ｎ−２）個の２入力２
出力の光基本スイッチＳ12〜Ｓｎ（ｎ−１）により構成
され、第Ｎ列はｎ個の２入力１出力又は２入力２出力の
光基本スイッチＳn1〜Ｓnnにより構成される。したがっ
てｎ行ｎ列に光基本スイッチＳ11〜Ｓnnを配置して、第
ｉ行ｊ列の光基本スイッチの一方の出力端子を第ｉ行
（ｊ＋１）列の光基本スイッチの一方の入力端子に接続
し、他方の出力端子を該第ｉ行（ｊ＋１）列の光基本ス
イッチを除く（ｊ＋１）列の光基本スイッチの他方の入
力端子に接続し、この他方の出力端子を接続する光基本
スイッチの行を各列毎に異ならせる。各行第１列の光基
本スイッチの一方の入力端子を用いてｎ個の入力端子と
し、各行ｎ列の光基本スイッチの他方の出力端子を用い
てｎ個の出力端子としたものである。第５図は、ｎ＝４
の場合を示し、又光基本スイッチを総て２入力２出力の
構成とした場合を示すものであって、第１列の光基本ス
イッチＳ11〜Ｓ41の１つの入力端子ａによりｎ個の入力
端子を構成し、第ｎ＝４列の光基本スイッチＳ14〜Ｓ44
の１つの入力端子ｄによりｎ個の出力端子を構成してい
る。
したがって入力端子Ａ１から出力端子B1〜B4の何れに出
力される光信号も、４個の光基本スイッチを通過するこ
とになり、同様に、各入力端子A2〜A4から出力端子B1〜
B4の何れに出力される光信号も、４個の光基本スイッチ
を通過することになる。従って、通過する光基本スイッ
チの数が同一であるから、出力光信号のレベルに変動が
生じないことになる。又他のパスからの光信号を妨害す
る漏話は総て同数の光基本スイッチを通り同じ減衰を受
けるから、各パスのＳ／Ｎは劣化しない。
力される光信号も、４個の光基本スイッチを通過するこ
とになり、同様に、各入力端子A2〜A4から出力端子B1〜
B4の何れに出力される光信号も、４個の光基本スイッチ
を通過することになる。従って、通過する光基本スイッ
チの数が同一であるから、出力光信号のレベルに変動が
生じないことになる。又他のパスからの光信号を妨害す
る漏話は総て同数の光基本スイッチを通り同じ減衰を受
けるから、各パスのＳ／Ｎは劣化しない。
以下第５図に示した実施例について詳細に説明する。第
５図は４入力４出力の光空間スイッチについて示すもの
である。各光基本スイッチＳ11〜Ｓ44は、例えば、第３
図に示すように、２入力２出力の構成を有するものであ
り、４行４列に配置されている。第ｉ行ｊ列（ｉ，ｊ＝
１〜４）の光基本スイッチＳｉｊの一方の出力端子ｃ
を、第（ｉ＋１）行（ｊ＋１）列の光基本スイッチＳ
（ｉ＋１）（ｊ＋１）の一方の入力端子ａに接続する。
例えば、ｉ＝１，ｊ＝１とした時、光基本スイッチＳ11
の一方の出力端子ｃを光基本スイッチＳ22の一方の入力
端子ａに接続する。同様に、ｉ＝４，ｊ＝１とすると、
光基本スイッチＳ41の一方の出力端子ｃを、第１行２列
の光基本スイッチＳ12の一方の入力端子ａに接続する。
（なお、ｉ＋１＞ｎの場合は、ｉ＋１−ｎとするもので
あり、従って、ｉ＝４の場合は、第１行の光基本スイッ
チＳ１ｊに接続される。） 又光基本スイッチＳｉｊの他方の出力端子ｄを、第ｉ行
（ｊ＋１）列の光基本スイッチSi（ｊ＋１）の他方の入
力端子ｂに接続する。例えば、ｉ＝１，ｊ＝１とした
時、光基本スイッチＳ11の他方の出力端子ｄを、第１行
２列の光基本スイッチＳ12の他方の入力端子ｂに接続す
る。同様に、ｉ＝４，ｊ＝１とすると、光基本スイッチ
Ｓ41の他方の端子ｄを、第４行２列の光基本スイッチＳ
42の他方の端子ｂに接続する。以下同様にして、第５図
のように各光基本スイッチＳ11〜Ｓ44を接続し、各行１
列の光基本スイッチＳ11〜Ｓ41の一方の入力端子ａによ
り４個の入力端子Ａ１〜Ａ４を形成し、各行４列の光基
本スイッチＳ14〜Ｓ44の他方の出力端子ｄにより４個の
出力端子Ｂ１〜Ｂ４を形成する。
５図は４入力４出力の光空間スイッチについて示すもの
である。各光基本スイッチＳ11〜Ｓ44は、例えば、第３
図に示すように、２入力２出力の構成を有するものであ
り、４行４列に配置されている。第ｉ行ｊ列（ｉ，ｊ＝
１〜４）の光基本スイッチＳｉｊの一方の出力端子ｃ
を、第（ｉ＋１）行（ｊ＋１）列の光基本スイッチＳ
（ｉ＋１）（ｊ＋１）の一方の入力端子ａに接続する。
例えば、ｉ＝１，ｊ＝１とした時、光基本スイッチＳ11
の一方の出力端子ｃを光基本スイッチＳ22の一方の入力
端子ａに接続する。同様に、ｉ＝４，ｊ＝１とすると、
光基本スイッチＳ41の一方の出力端子ｃを、第１行２列
の光基本スイッチＳ12の一方の入力端子ａに接続する。
（なお、ｉ＋１＞ｎの場合は、ｉ＋１−ｎとするもので
あり、従って、ｉ＝４の場合は、第１行の光基本スイッ
チＳ１ｊに接続される。） 又光基本スイッチＳｉｊの他方の出力端子ｄを、第ｉ行
（ｊ＋１）列の光基本スイッチSi（ｊ＋１）の他方の入
力端子ｂに接続する。例えば、ｉ＝１，ｊ＝１とした
時、光基本スイッチＳ11の他方の出力端子ｄを、第１行
２列の光基本スイッチＳ12の他方の入力端子ｂに接続す
る。同様に、ｉ＝４，ｊ＝１とすると、光基本スイッチ
Ｓ41の他方の端子ｄを、第４行２列の光基本スイッチＳ
42の他方の端子ｂに接続する。以下同様にして、第５図
のように各光基本スイッチＳ11〜Ｓ44を接続し、各行１
列の光基本スイッチＳ11〜Ｓ41の一方の入力端子ａによ
り４個の入力端子Ａ１〜Ａ４を形成し、各行４列の光基
本スイッチＳ14〜Ｓ44の他方の出力端子ｄにより４個の
出力端子Ｂ１〜Ｂ４を形成する。
各光基本スイッチＳｉｊの入力端子ａと出力端子ｃ、入
力端子ｂと出力端子ｄとがそれぞれ接続されるアイドル
状態であると、入力端子Ａ１〜Ａ４からの光信号は、出
力端子Ｂ１〜Ｂ４には出力されない。そこで各入力ハイ
ウェイＡ１〜Ａ４が各出力ハイウェイＢ１〜Ｂ４と交叉
点を有し、この空間スイッッチはマトリックススイッチ
のように非閉塞形である。しかし光基本スイッチＳ11が
その入力端子ａと出力端子ｄ、入力端子ｂと出力端子ｃ
とがそれぞれ接続される状態にスイッチされると、入力
端子Ａ１からの光信号は、出力端子Ｂ１に出力されるこ
とになる。その場合、４個の光基本スイッチを通過する
ことになる。さらに光基本スイッチＳ12がその入力端子
ａと出力端子ｄ、入力端子ｂと出力端子ｃとがそれぞれ
接続される切替状態に切替えられると、入力端子Ａ４か
らの光信号が出力端子Ｂ１に出力される。この場合も、
４個の光基本スイッチを通過することになる。
力端子ｂと出力端子ｄとがそれぞれ接続されるアイドル
状態であると、入力端子Ａ１〜Ａ４からの光信号は、出
力端子Ｂ１〜Ｂ４には出力されない。そこで各入力ハイ
ウェイＡ１〜Ａ４が各出力ハイウェイＢ１〜Ｂ４と交叉
点を有し、この空間スイッッチはマトリックススイッチ
のように非閉塞形である。しかし光基本スイッチＳ11が
その入力端子ａと出力端子ｄ、入力端子ｂと出力端子ｃ
とがそれぞれ接続される状態にスイッチされると、入力
端子Ａ１からの光信号は、出力端子Ｂ１に出力されるこ
とになる。その場合、４個の光基本スイッチを通過する
ことになる。さらに光基本スイッチＳ12がその入力端子
ａと出力端子ｄ、入力端子ｂと出力端子ｃとがそれぞれ
接続される切替状態に切替えられると、入力端子Ａ４か
らの光信号が出力端子Ｂ１に出力される。この場合も、
４個の光基本スイッチを通過することになる。
前述のように、入力端子Ａ１〜Ａ４からの光信号が、出
力端子Ｂ１〜Ｂ４の何れに出力される場合、光信号は同
一個数の光基本スイッチを通過することになり、出力光
信号レベルが異なることはなくなる。この４×４の構成
を拡大してｎ×ｎの光スイッチ装置とした場合も、出力
される光信号は、それぞれ同一のｎ個の光基本スイッチ
を通過することになる。
力端子Ｂ１〜Ｂ４の何れに出力される場合、光信号は同
一個数の光基本スイッチを通過することになり、出力光
信号レベルが異なることはなくなる。この４×４の構成
を拡大してｎ×ｎの光スイッチ装置とした場合も、出力
される光信号は、それぞれ同一のｎ個の光基本スイッチ
を通過することになる。
第６図は第５図の変形例であり、５入力５出力の光スイ
ッチ装置について示すものである。この実施例は、各光
基本スイッチＳ11〜Ｓ55の入力端子ａと出力端子ｃ、入
力端子ｂと出力端子ｄとが接続される切替状態に制御さ
れた時に、第５図と同様に入力端子Ａ１〜Ａ５は、それ
ぞれ出力端子Ｂ１〜Ｂ５に交叉点を有するものである。
ッチ装置について示すものである。この実施例は、各光
基本スイッチＳ11〜Ｓ55の入力端子ａと出力端子ｃ、入
力端子ｂと出力端子ｄとが接続される切替状態に制御さ
れた時に、第５図と同様に入力端子Ａ１〜Ａ５は、それ
ぞれ出力端子Ｂ１〜Ｂ５に交叉点を有するものである。
なお、第６図に示す実施例に対して各光基本スイッチの
配置及び番号は異なるものであるが、各行の位置を入れ
換えると、第５図に示す実施例に対応したものとなる。
例えば、第２列の光基本スイッチＳ12の位置にＳ52、Ｓ
22の位置にＳ12、Ｓ32の位置にＳ22、Ｓ42の位置にＳ3
2、Ｓ52の位置にＳ42をそれぞれ配置し、Ｓ13の位置に
Ｓ43、Ｓ23の位置にＳ53、Ｓ33の位置にＳ13、Ｓ43の位
置にＳ23、Ｓ53の位置にＳ33をそれぞれ配置し、以下第
４列及び第５列についても配置換えを行うことにより、
第５図について説明した接続関係となる。
配置及び番号は異なるものであるが、各行の位置を入れ
換えると、第５図に示す実施例に対応したものとなる。
例えば、第２列の光基本スイッチＳ12の位置にＳ52、Ｓ
22の位置にＳ12、Ｓ32の位置にＳ22、Ｓ42の位置にＳ3
2、Ｓ52の位置にＳ42をそれぞれ配置し、Ｓ13の位置に
Ｓ43、Ｓ23の位置にＳ53、Ｓ33の位置にＳ13、Ｓ43の位
置にＳ23、Ｓ53の位置にＳ33をそれぞれ配置し、以下第
４列及び第５列についても配置換えを行うことにより、
第５図について説明した接続関係となる。
第６図は出力端子Ｂ１〜Ｂ５として、各行５列の光基本
スイッチＳ15〜Ｓ55の一方の出力端子ｄを用いた場合を
示しているが、他方の出力端子ｃを用いることも勿論可
能である。
スイッチＳ15〜Ｓ55の一方の出力端子ｄを用いた場合を
示しているが、他方の出力端子ｃを用いることも勿論可
能である。
第５図の実施例に於いても、出力端子B1〜B5に出力され
る光信号は、何れも同一数の光基本スイッチを通過する
から、それぞれ同一の挿入損失となり、光基本スイッチ
の選択制御によるレベル変動はなくなる。
る光信号は、何れも同一数の光基本スイッチを通過する
から、それぞれ同一の挿入損失となり、光基本スイッチ
の選択制御によるレベル変動はなくなる。
又各行第１列の光基本スイッチは、１入力２出力の構成
でも良いことになり、又各行第ｎ列の光基本スイッチ
は、２入力１出力の構成でも良いことになる。
でも良いことになり、又各行第ｎ列の光基本スイッチ
は、２入力１出力の構成でも良いことになる。
しかしながら第５図により説明した光スイッチ装置は、
光基本スイッチの出力端子と入力端子とを接続するため
の接続線の交差点が非常に多くなる。さらに、第１行の
光基本スイッチと、第４行の光基本スイッチとを接続す
る構成となっているため、接続角δが非常に大きくした
がってこの導波ガイドが小曲率を必要とするようになっ
てしまう。従って、光スイッチ装置を１チップ上に集積
化しようとするチップサイズを大きくしなければなら
ず、スイッチを小型に集積する点で問題がある。
光基本スイッチの出力端子と入力端子とを接続するため
の接続線の交差点が非常に多くなる。さらに、第１行の
光基本スイッチと、第４行の光基本スイッチとを接続す
る構成となっているため、接続角δが非常に大きくした
がってこの導波ガイドが小曲率を必要とするようになっ
てしまう。従って、光スイッチ装置を１チップ上に集積
化しようとするチップサイズを大きくしなければなら
ず、スイッチを小型に集積する点で問題がある。
以上のごとき問題点を解決するため第７図に示す本発明
の第２の実施例が提案される。
の第２の実施例が提案される。
第７図は４×４の光スイッチ装置の場合を示す。各光基
本スイッチＳ11〜Ｓ44は２入力２出力との構成を有する
ものであり、４行４列に配置されている。第１列に属す
る光基本スイッチＳ11〜Ｓ41と第２列に属する光基本ス
イッチＳ12〜Ｓ42の間はＳ11の上方の出力をＳ12の上方
の入力に、Ｓ11の下方の出力をＳ32の上方の出力に、Ｓ
21の上方の出力をＳ12の下方の入力に、Ｓ21の下方の出
力をＳ22の上方の入力に、Ｓ31の上方の出力をＳ32の下
方の入力に、Ｓ41の上方の出力をＳ22の下方の入力に、
Ｓ41の下方の出力をＳ42の下方の入力にそれぞれ接続
し、第２列と第３列に属する光基本スイッチ間、及び第
３列と第４列に属する光基本スイッチ間も同様に接続
し、Ｓ11とＳ21の下方の入力とＳ31とＳ41の上方の入力
を入力端子とし、Ｓ14とＳ34の上方の出力とＳ24とＳ44
の下方の出力を出力端子としたものである。
本スイッチＳ11〜Ｓ44は２入力２出力との構成を有する
ものであり、４行４列に配置されている。第１列に属す
る光基本スイッチＳ11〜Ｓ41と第２列に属する光基本ス
イッチＳ12〜Ｓ42の間はＳ11の上方の出力をＳ12の上方
の入力に、Ｓ11の下方の出力をＳ32の上方の出力に、Ｓ
21の上方の出力をＳ12の下方の入力に、Ｓ21の下方の出
力をＳ22の上方の入力に、Ｓ31の上方の出力をＳ32の下
方の入力に、Ｓ41の上方の出力をＳ22の下方の入力に、
Ｓ41の下方の出力をＳ42の下方の入力にそれぞれ接続
し、第２列と第３列に属する光基本スイッチ間、及び第
３列と第４列に属する光基本スイッチ間も同様に接続
し、Ｓ11とＳ21の下方の入力とＳ31とＳ41の上方の入力
を入力端子とし、Ｓ14とＳ34の上方の出力とＳ24とＳ44
の下方の出力を出力端子としたものである。
第１行に配置されている光基本スイッチＳ11〜Ｓ14と第
４行に配置されている光基本スイッチＳ41〜Ｓ44が上方
の入力が上方の出力に、下方の入力が下方の出力に接続
される。第２行及び第３行に配置された光基本スイッチ
Ｓ11〜Ｓ14とＳ41〜Ｓ44が第２（ｃ）図に示す“バー”
状態で、第２行および第３行に配置された光基本スイッ
チＳ21〜Ｓ24とＳ31〜Ｓ34が第２（ｂ）図に示す“クロ
ス”状態であると、入線Ａ１〜Ａ４からの光信号は出線
B1〜B4には出力されない。しかし例えばＳ11を“バー”
状態から“クロス”状態に切換えると入力端子Ａ１から
の光信号は出力端子Ｂ１に出力される、又例えばＳ33を
“クロス”状態から“バー”状態にすると入力端子Ａ２
からの光信号は出力端子Ｂ３に出力される。
４行に配置されている光基本スイッチＳ41〜Ｓ44が上方
の入力が上方の出力に、下方の入力が下方の出力に接続
される。第２行及び第３行に配置された光基本スイッチ
Ｓ11〜Ｓ14とＳ41〜Ｓ44が第２（ｃ）図に示す“バー”
状態で、第２行および第３行に配置された光基本スイッ
チＳ21〜Ｓ24とＳ31〜Ｓ34が第２（ｂ）図に示す“クロ
ス”状態であると、入線Ａ１〜Ａ４からの光信号は出線
B1〜B4には出力されない。しかし例えばＳ11を“バー”
状態から“クロス”状態に切換えると入力端子Ａ１から
の光信号は出力端子Ｂ１に出力される、又例えばＳ33を
“クロス”状態から“バー”状態にすると入力端子Ａ２
からの光信号は出力端子Ｂ３に出力される。
第２の実施例の構成原理を第８Ａ図および第８Ｂ図によ
って説明する。ｎが偶数の場合は第８Ａ図に示すように
第１行目を除いて偶数行のみが第１行目と第２行目、第
２行目と第４行目というようにまず偶数行のみ接続す
る。ついて第ｎ行目をのぞいて奇数行が第ｎ行目と第ｎ
−１行目、第ｎ−１行目と第ｎ−３行目というように行
数が減少する方向に接続する。第８Ａ図は時計方向廻り
方向の場合であるが反時計方向廻りの場合も同様であ
る。第８Ｂ図はｎが奇数の場合を示す。
って説明する。ｎが偶数の場合は第８Ａ図に示すように
第１行目を除いて偶数行のみが第１行目と第２行目、第
２行目と第４行目というようにまず偶数行のみ接続す
る。ついて第ｎ行目をのぞいて奇数行が第ｎ行目と第ｎ
−１行目、第ｎ−１行目と第ｎ−３行目というように行
数が減少する方向に接続する。第８Ａ図は時計方向廻り
方向の場合であるが反時計方向廻りの場合も同様であ
る。第８Ｂ図はｎが奇数の場合を示す。
以上述べた構造は第９Ａ図ないし第９Ｄ図に示すように
実現される。第９Ａ図ないし第９Ｂ図においては第１行
目および第２行目の光基本スイッチのみを示している
が、他の行についても同様である。
実現される。第９Ａ図ないし第９Ｂ図においては第１行
目および第２行目の光基本スイッチのみを示している
が、他の行についても同様である。
第９Ａ図はｎが偶数で第８Ａ図に示す時計廻り方向に接
続した場合、第９Ｂ図はｎが偶数で第８Ａ図に示す反時
計回り方向に接続した場合を示す。
続した場合、第９Ｂ図はｎが偶数で第８Ａ図に示す反時
計回り方向に接続した場合を示す。
第９Ｃ図はｎが奇数で第８Ｂ図に示す時計回り方向に接
続した場合、第９Ｄ図はｎが奇数で第８Ｂ図に示す反時
計回り方向に接続した場合を示す。
続した場合、第９Ｄ図はｎが奇数で第８Ｂ図に示す反時
計回り方向に接続した場合を示す。
以上第１および第２の実施例においては、各出力ハイウ
ェイにおける光基本スイッチはステージ数と同じ数を有
することができ、そして各出力ハイウェイにおいて、同
一列のスイッチ素子の１つの出力と１つの入力が接続さ
れる。かくして各入力ハイウェイと各出力ハイウェイ間
の交叉点は容易に制御できる。すなわち、第１列目の出
力ハイウェイと各入力ハイウェイ間の接続点はすべて第
１列目にあり、スイッチ制御を容易にする。
ェイにおける光基本スイッチはステージ数と同じ数を有
することができ、そして各出力ハイウェイにおいて、同
一列のスイッチ素子の１つの出力と１つの入力が接続さ
れる。かくして各入力ハイウェイと各出力ハイウェイ間
の交叉点は容易に制御できる。すなわち、第１列目の出
力ハイウェイと各入力ハイウェイ間の接続点はすべて第
１列目にあり、スイッチ制御を容易にする。
これに対して、第３の実施例においては以下に述べるよ
うに、交叉点が出力ハイウェイと同じ列でなく他の列に
ある。したがって制御が若干複雑になるが構造は簡単と
なる。
うに、交叉点が出力ハイウェイと同じ列でなく他の列に
ある。したがって制御が若干複雑になるが構造は簡単と
なる。
第１０図は本発明にかヽる光空間スイッチの第３の実施
例であり、ｎ＝４であり、４入力ハイウェイおよび４出
力ハイウェイが含まれる。第１０図において、光基本ス
イッチの記号は交叉点の位置によって示される。例え
ば、Ｓ13は入力ハイウェイ＃１と出力ハイウェイ＃３が
交叉する位置にある光基本スイッチであることを意味す
る。第１０図におけるＳ13は第１図におけるＳ11に対応
する。第１１図は第１０図に示す実施例のブロック図で
ある。第１１図においてすべての光基本スイッチはパス
の存在しないアイドル状態をうるために第２（ｂ）図に
示す状態にある。こヽに第１１図により説明する。
例であり、ｎ＝４であり、４入力ハイウェイおよび４出
力ハイウェイが含まれる。第１０図において、光基本ス
イッチの記号は交叉点の位置によって示される。例え
ば、Ｓ13は入力ハイウェイ＃１と出力ハイウェイ＃３が
交叉する位置にある光基本スイッチであることを意味す
る。第１０図におけるＳ13は第１図におけるＳ11に対応
する。第１１図は第１０図に示す実施例のブロック図で
ある。第１１図においてすべての光基本スイッチはパス
の存在しないアイドル状態をうるために第２（ｂ）図に
示す状態にある。こヽに第１１図により説明する。
第１１図において入力ハイウェイＡｉ（ｉ＝１，２，
３，４）は第ｉ行Ｉ列の光基本スイッチＳｉ１に結線さ
れる。すなわち、ｉが奇数の入力ハイウェイは光基本ス
イッチの入力端子ａに結線され、ｉが偶数の入力ハイウ
ェイは光基本スイッチの入力端子ｂに結線される。出力
ハイウェイＢｊ（ｊ＝１，２，３，４）は第ｊ行ｎ列の
光基本スイッチＳｊｎに結線される、すなわちｊが奇数
の入力ハイウェイは光基本スイッチの入力端子ｂに結線
され、ｊが偶数の入力ハイウェイは光基本スイッチの入
力端子ａに結線される。各光基本スイッチの結線は、隣
接列間の結線のみとし、光基本スイッチの出力端子ｃは
上位行に位置する光基本スイッチの入力端子ｂに結線さ
れる。ここで、上位行がない最上位行の光基本スイッチ
の出力端子ｃは同一行の入力端子ａに結線する。また、
光基本スイッチの出力端子ｄは下位行に位置する光基本
スイッチの入力端子ａに結線する。ここで、下位行がな
い最下位行の光基本スイッチの出力端子ｄは同一行の入
力端子ｂに結線する。この結線法により、各入力ハイウ
ェイは各出力ハイウェイと１個所でクロスポイントを持
つ。例えば、入力ハイウェイＡ１の接続路はアイドル状
態におけるＳ11→Ｓ22→Ｓ33→Ｓ44となるが、Ｓ11で出
力ハイウェイＢ３と、Ｓ22で出力ハイウェイＢ１と、Ｓ
33で出力ハイウェイＢ２と、Ｓ44で出力ハイウェイＢ４
とクロスポイントを持つ。同様に、入力ハイウェイＡ３
の接続路はＳ31→Ｓ42→Ｓ43→Ｓ34となるが、Ｓ31で出
力ハイウェイＢ１と、Ｓ42で出力ハイウェイＢ２と、Ｓ
43で出力ハイウェイＢ４と、Ｓ34で出力ハイウェイＢ３
とクロスポイントを持つ。従って、第１１図に示す構造
は非閉塞型であり、各入力ハイウェイと各出力ハイウェ
イ間の任意の接続路は光基本スイッチを第２（ｃ）図に
示す状態に切り替えることによりパスの形成ができる。
この時、入力ハイウェイからの光信号は各列の光基本ス
イッチの内１個を通過するため、列数である４個の光基
本スイッチを通過し、光信号の通過するパスによる光基
本スイッチ数の変動はなく、出力光信号レベルが異なる
ことはなくなる。第１１図に示す４×４の構成を拡大し
てｎ×ｎの光空間スイッチ網とした場合も、出力される
光信号は、それぞれ同一のｎ個の光基本スイッチを通過
することになる。第１２図に５×５での実施例を示す
が、第１１図の４×４の列と同様に、光基本スイッチを
５行５列に配置し、隣接行の光基本スイッチ間が接続さ
れ、最上位行と最下位行では同一行光基本スイッチ間が
接続される。
３，４）は第ｉ行Ｉ列の光基本スイッチＳｉ１に結線さ
れる。すなわち、ｉが奇数の入力ハイウェイは光基本ス
イッチの入力端子ａに結線され、ｉが偶数の入力ハイウ
ェイは光基本スイッチの入力端子ｂに結線される。出力
ハイウェイＢｊ（ｊ＝１，２，３，４）は第ｊ行ｎ列の
光基本スイッチＳｊｎに結線される、すなわちｊが奇数
の入力ハイウェイは光基本スイッチの入力端子ｂに結線
され、ｊが偶数の入力ハイウェイは光基本スイッチの入
力端子ａに結線される。各光基本スイッチの結線は、隣
接列間の結線のみとし、光基本スイッチの出力端子ｃは
上位行に位置する光基本スイッチの入力端子ｂに結線さ
れる。ここで、上位行がない最上位行の光基本スイッチ
の出力端子ｃは同一行の入力端子ａに結線する。また、
光基本スイッチの出力端子ｄは下位行に位置する光基本
スイッチの入力端子ａに結線する。ここで、下位行がな
い最下位行の光基本スイッチの出力端子ｄは同一行の入
力端子ｂに結線する。この結線法により、各入力ハイウ
ェイは各出力ハイウェイと１個所でクロスポイントを持
つ。例えば、入力ハイウェイＡ１の接続路はアイドル状
態におけるＳ11→Ｓ22→Ｓ33→Ｓ44となるが、Ｓ11で出
力ハイウェイＢ３と、Ｓ22で出力ハイウェイＢ１と、Ｓ
33で出力ハイウェイＢ２と、Ｓ44で出力ハイウェイＢ４
とクロスポイントを持つ。同様に、入力ハイウェイＡ３
の接続路はＳ31→Ｓ42→Ｓ43→Ｓ34となるが、Ｓ31で出
力ハイウェイＢ１と、Ｓ42で出力ハイウェイＢ２と、Ｓ
43で出力ハイウェイＢ４と、Ｓ34で出力ハイウェイＢ３
とクロスポイントを持つ。従って、第１１図に示す構造
は非閉塞型であり、各入力ハイウェイと各出力ハイウェ
イ間の任意の接続路は光基本スイッチを第２（ｃ）図に
示す状態に切り替えることによりパスの形成ができる。
この時、入力ハイウェイからの光信号は各列の光基本ス
イッチの内１個を通過するため、列数である４個の光基
本スイッチを通過し、光信号の通過するパスによる光基
本スイッチ数の変動はなく、出力光信号レベルが異なる
ことはなくなる。第１１図に示す４×４の構成を拡大し
てｎ×ｎの光空間スイッチ網とした場合も、出力される
光信号は、それぞれ同一のｎ個の光基本スイッチを通過
することになる。第１２図に５×５での実施例を示す
が、第１１図の４×４の列と同様に、光基本スイッチを
５行５列に配置し、隣接行の光基本スイッチ間が接続さ
れ、最上位行と最下位行では同一行光基本スイッチ間が
接続される。
又各行第１列の光基本スイッチは、１入力２出力の構成
でもよいことになり、又各行第ｎ列の光基本スイッチ
は、２入力１出力の構成でもよいことになる。さらに、
第１１図および第１２図において、各基本スイッチの入
力端子ａとｂ、出力端子ｃとｄは物理的な位置を示して
おり、入力端子ａと出力端子ｃは上位行に近い端子と
し、入力端子ｂと出力端子ｄは下位行に近い端子と定義
している。入力端子ａとｂ、又は、出力端子ｃとｄの位
置を逆としても構成可能である。例えば、第１１図では
光基本スイッチＳ11の出力端子ｃは光基本スイッチＳ12
の入力端子ａに結線され光基本スイッチＳ21の出力端子
ｃは光基本スイッチＳ12の入力端子ｂの結線される。し
かし光基本スイッチＳ11の出力端子ｃが光基本スイッチ
Ｓ12の入力端子ｂに結線され光基本スイッチＳ21の出力
端子が光基本スイッチＳ12の入力端子ａの結線され、光
基本スイッチＳ12のパスのない状態で第２（ｃ）図とす
る構成例は本発明の変形である。しかし、第１１図のよ
うに、例えば、光基本スイッチＳ11の出力端子ｃが光基
本スイッチＳ12の入力端子の入力端子ａに結線され、光
基本スイッチＳ21の出力端子ｃが光基本スイッチＳ12の
入力端子ｂに結線されるほうが、布線長が短くなりチッ
プサイズの最小化の点からは有利である。
でもよいことになり、又各行第ｎ列の光基本スイッチ
は、２入力１出力の構成でもよいことになる。さらに、
第１１図および第１２図において、各基本スイッチの入
力端子ａとｂ、出力端子ｃとｄは物理的な位置を示して
おり、入力端子ａと出力端子ｃは上位行に近い端子と
し、入力端子ｂと出力端子ｄは下位行に近い端子と定義
している。入力端子ａとｂ、又は、出力端子ｃとｄの位
置を逆としても構成可能である。例えば、第１１図では
光基本スイッチＳ11の出力端子ｃは光基本スイッチＳ12
の入力端子ａに結線され光基本スイッチＳ21の出力端子
ｃは光基本スイッチＳ12の入力端子ｂの結線される。し
かし光基本スイッチＳ11の出力端子ｃが光基本スイッチ
Ｓ12の入力端子ｂに結線され光基本スイッチＳ21の出力
端子が光基本スイッチＳ12の入力端子ａの結線され、光
基本スイッチＳ12のパスのない状態で第２（ｃ）図とす
る構成例は本発明の変形である。しかし、第１１図のよ
うに、例えば、光基本スイッチＳ11の出力端子ｃが光基
本スイッチＳ12の入力端子の入力端子ａに結線され、光
基本スイッチＳ21の出力端子ｃが光基本スイッチＳ12の
入力端子ｂに結線されるほうが、布線長が短くなりチッ
プサイズの最小化の点からは有利である。
以上説明したように、本発明は、２入力２出力の光基本
スイッチＳ11〜Ｓnnをｎ行ｎ列に配置して、入力ハイウ
ェイから出力ハイウェイまでに通過する光基本スイッチ
の個数が常に同一数となるように光基本スイッチを接続
したものである。それによって、挿入損失がいずれのパ
スでも同一となり、パスによる出力信号レベルの変動は
なくなる。さらに、従来のマトリックススイッチの最悪
パスでの通過光基本スイッチ数の約半分となる。また、
信号光に対するクロストークによる雑音光も減衰されＳ
／Ｎも改善され、スイッチサイズを大きくすることがで
きる。また第11図に示すように、さらに隣接行間のみの
記憶のため、導波路間の接続角度γが構成上小さくな
り、クロスポイントをｎ行ｎ列に配置して集積化するこ
とが可能となる。その結果従来のマトリックス構成に比
べ（ｎ−１）個のスイッチ長分の小型化がはかれる。逆
に、素子長を同じにすれば各クロスポイントに配分でき
るスイッチ長は長くでき、駆動電圧の低減がはかれる。
例えば、３インチウェハのLiMbO３で４×４スイッチを
構成した場合、本構成では駆動電圧７Ｖ以下（マトリッ
クス構成の約60％）が可能である（反転Δβ型、導波路
曲率半径40mm）。
スイッチＳ11〜Ｓnnをｎ行ｎ列に配置して、入力ハイウ
ェイから出力ハイウェイまでに通過する光基本スイッチ
の個数が常に同一数となるように光基本スイッチを接続
したものである。それによって、挿入損失がいずれのパ
スでも同一となり、パスによる出力信号レベルの変動は
なくなる。さらに、従来のマトリックススイッチの最悪
パスでの通過光基本スイッチ数の約半分となる。また、
信号光に対するクロストークによる雑音光も減衰されＳ
／Ｎも改善され、スイッチサイズを大きくすることがで
きる。また第11図に示すように、さらに隣接行間のみの
記憶のため、導波路間の接続角度γが構成上小さくな
り、クロスポイントをｎ行ｎ列に配置して集積化するこ
とが可能となる。その結果従来のマトリックス構成に比
べ（ｎ−１）個のスイッチ長分の小型化がはかれる。逆
に、素子長を同じにすれば各クロスポイントに配分でき
るスイッチ長は長くでき、駆動電圧の低減がはかれる。
例えば、３インチウェハのLiMbO３で４×４スイッチを
構成した場合、本構成では駆動電圧７Ｖ以下（マトリッ
クス構成の約60％）が可能である（反転Δβ型、導波路
曲率半径40mm）。
産業上の利用可能性 以上の記載から明らかなように、本発明にかヽる光空間
スイッチは高速情報サービスに用いられる光ファイバシ
ステムに用いてその効果は頗る大である。
スイッチは高速情報サービスに用いられる光ファイバシ
ステムに用いてその効果は頗る大である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 孝三 神奈川県横浜市緑区すすき野２丁目 すす き野第２団地４−９棟203号
Claims (5)
- 【請求項１】２入力２出力の光基本スイッチをｎ×ｎ
（ｎは整数）のマトリクス状に配置し、 各行第１列の光基本スイッチの一方の入力端子をそれぞ
れｎ個の入力ハイウェイとし、他の入力端子を空端子と
し、 各行第ｎ列の光基本スイッチの一方の出力端子をそれぞ
れｎ個の出力ハイウェイとし、他方の出力端子を空端子
とし、 各行第ｎ列の光基本スイッチを除く各光基本スイッチの
各出力を、すべて次列の各光基本スイッチの入力へ接続
し １つの入力ハイウェイに対して選択的に１個の光基本ス
イッチを制御することにより任意の１つの出力ハイウェ
イと接続可能に構成し、 第１行Ｊ列に位置する光基本スイッチの一方の出力を第
１行第Ｊ＋１列に位置する光基本スイッチの一方の入力
に接続し、 第ｎ行Ｊ列に位置する光基本スイッチの一方の出力を第
ｎ行Ｊ＋１列に位置する光基本スイッチの一方の入力に
接続し（こゝにＪは整数、且つｊ≦ｎ）、 第ｉ行Ｊ列に位置する光基本スイッチの一方の出力を第
ｉ−１行Ｊ＋１列に位置する光基本スイッチの一方の入
力に接続し、他方の出力を第ｉ＋１行Ｊ＋１列に位置す
る光基本スイッチの一方の入力に接続した（こゝにＪは
整数、且つｉ≦ｎ）ことを特徴とする光空間スイッチ。 - 【請求項２】２入力２出力の光基本スイッチをｎ×ｎ
（ｎは整数）のマトリクス状に配置し、 各行第１列の光基本スイッチの一方の入力端子をそれぞ
れｎ個の入力ハイウェイとし、他の入力端子を空端子と
し、 各行第ｎ列の光基本スイッチの一方の出力端子をそれぞ
れｎ個の出力ハイウェイとし、他方の出力端子を空端子
とし、 各行第ｎ列の光基本スイッチを除く各光基本スイッチの
各出力を、すべて次列の各光基本スイッチの入力へ接続
し １つの入力ハイウェイに対して選択的に１個の光基本ス
イッチを制御することにより任意の１つの出力ハイウェ
イと接続可能に構成し、 第１行Ｊ列に位置する光基本スイッチの一方の出力を第
１行第Ｊ＋１列に位置する光基本スイッチの一方の入力
に接続し、 第ｎ行Ｊ列に位置する光基本スイッチの一方の出力を第
ｎ行Ｊ＋１列に位置する光基本スイッチの一方の入力に
接続し（こゝにＪは整数、且つｊ≦ｎ）、 第ｉ行Ｊ列の光基本スイッチの一方の出力を第ｉ行Ｊ＋
１列の光基本スイッチの一方の入力に接続し、 第ｎ行Ｊ列の光基本ッチの他方の出力を第１行Ｊ＋１列
の光基本スイッチの他方の入力に接続し、 該第ｎ行Ｊ列の光基本スイッチを除く第ｉ行Ｊ列の光基
本スイッチの他方の出力を第ｉ＋１行Ｊ＋１列の光基本
スイッチの他方の入力に接続し、 第１行Ｊ列の光基本スイッチの他方の出力を第ｎ行Ｊ＋
１列の光基本スイッチの他方の入力に接続し、 該第１行Ｊ列の光基本スイッチを除く第ｉ行Ｊ列の光基
本スイッチの他方の出力を第ｉ−１行Ｊ＋１列の光基本
スイッチの他方の入力に接続したことを特徴とする光空
間スイッチ。 - 【請求項３】２入力２出力の光基本スイッチをｎ×ｎ
（ｎは整数）のマトリクス状に配置し、 各行第１列の光基本スイッチの一方の入力端子をそれぞ
れｎ個の入力ハイウェイとし、他の入力端子を空端子と
し、 各行第ｎ列の光基本スイッチの一方の出力端子をそれぞ
れｎ個の出力ハイウェイとし、他方の出力端子を空端子
とし、 各行第ｎ列の光基本スイッチを除く各光基本スイッチの
各出力を、すべて次列の各光基本スイッチの入力へ接続
し １つの入力ハイウェイに対して選択的に１個の光基本ス
イッチを制御することにより任意の１つの出力ハイウェ
イと接続可能に構成し、 第１行Ｊ列に位置する光基本スイッチの一方の出力を第
１行第Ｊ＋１列に位置する光基本スイッチの一方の入力
に接続し、 第ｎ行Ｊ列に位置する光基本スイッチの一方の出力を第
ｎ行Ｊ＋１列に位置する光基本スイッチの一方の入力に
接続し（こゝにＪは整数、且つｊ≦ｎ）、 第ｉ行Ｊ列の光基本スイッチの一方の出力を第ｉ行Ｊ＋
１列の光基本スイッチの一方の入力に接続し、 Ｐが偶数であり且つＰ≦ｎのとき、 第１行Ｊ列の光基本スイッチの他の出力を第２行Ｊ＋１
列の光基本スイッチの他の入力に接続し、 第Ｐ行Ｊ列の光基本スイッチの他の出力を第Ｐ＋２行Ｊ
＋１列の光基本スイッチの他の入力に接続し、 第Ｐ＋１行Ｊ列の光基本スイッチの他の出力を第Ｐ−１
行Ｊ＋１列の光基本スイッチの他の入力に接続し、 ｎが偶数のとき第ｎ行Ｊ列の光基本スイッチの他の出力
を第ｎ−１行Ｊ＋１列の光基本スイッチの他の入力に接
続し、 ｎが奇数のとき第ｎ−１行Ｊ列の他の出力を第ｎ行Ｊ＋
１列の光基本スイッチの他の入力に接続したことを特徴
とする光空間スイッチ。 - 【請求項４】２入力２出力の光基本スイッチをｎ×ｎ
（ｎは整数）のマトリクス状に配置し、 各行第１列の光基本スイッチの一方の入力端子をそれぞ
れｎ個の入力ハイウェイとし、他の入力端子を空端子と
し、 各行第ｎ列の光基本スイッチの一方の出力端子をそれぞ
れｎ個の出力ハイウェイとし、他の出力端子を空端子と
し、 各行第ｎ列の光基本スイッチを除く各光基本スイッチの
各出力を、すべて次列の各光基本スイッチの入力へ接続
し １つの入力ハイウェイに対して選択的に１個の光基本ス
イッチを制御することにより任意の１つの出力ハイウェ
イと接続可能に構成し、 第１行Ｊ列に位置する光基本スイッチの一方の出力を第
１行第Ｊ＋１列に位置する光基本スイッチの一方の入力
に接続し、 第ｎ行Ｊ列に位置する光基本スイッチの一方の出力を第
ｎ行Ｊ＋１列に位置する光基本スイッチの一方の入力に
接続し（こゝにＪは整数、且つｊ≦ｎ）、 第ｉ行Ｊ列の光基本スイッチの一方の出力を第ｉ行Ｊ＋
１列の光基本スイッチの一方の入力に接続し、 Ｐが奇数であり、且つＰ≦ｎのとき、第２行Ｊ列の光基
本スイッチの他の出力を第１行Ｊ＋１列の光基本スイッ
チの他の入力に接続し、第Ｐ行Ｊ列の光基本スイッチの
他の出力を第Ｐ＋２行Ｊ＋１列の光基本スイッチの他の
入力に接続し、第Ｐ＋１行Ｊ列の光基本スイッチの他の
出力を第Ｐ−１行Ｊ＋１列の光基本スイッチの他の入力
に接続し、ｎが偶数のとき、第ｎ−１行Ｊ列の光基本ス
イッチの他の出力を第ｎ行Ｊ＋１列の光基本スイッチの
他の入力に接続し、ｎが奇数のとき、第ｎ行Ｊ列の光基
本スイッチの他の出力を第ｎ−１行Ｊ＋１列の光基本ス
イッチの他の入力に接続することを特徴とする光空間ス
イッチ。 - 【請求項５】２入力２出力の光基本スイッチをｎ×ｎの
マトリクス状に配置し、 各行第１列の光基本スイッチの一方の入力端子をそれぞ
れｎ個の入力ハイウェイとし、他の入力端子を空端子と
し、 各行第ｎ列の光基本スイッチの一方の出力端子をそれぞ
れｎ個の出力ハイウェイとし、他方の出力端子を空端子
とし、 各行第ｎ列の光基本スイッチを除く各光基本スイッチの
各出力を、すべて次列の各光基本スイッチの入力へ接続
し １つの入力ハイウェイに対して選択的に１個の光基本ス
イッチを制御することにより任意の１つの出力ハイウェ
イと接続可能に構成し、 第１行Ｊ列の光基本スイッチの一方の出力を第１行Ｊ＋
１列の光基本スイッチの一方の入力に接続し、 第ｎ行Ｊ列の光基本スイッチの一方の出力を第ｎ行Ｊ＋
１列の光基本スイッチの一方の入力に接続し、 第ｉ行Ｊ列の光基本スイッチの一方の出力を第ｉ−１行
Ｊ＋１列の光基本スイッチの一方の入力に接続し、他方
の出力を第ｉ＋１行Ｊ＋１列の光基本スイッチの一方の
入力に接続した（こゝにｎ，ｊおよびｉは整数且つｎ≧
ｉ，ｊ）ことを特徴とする光空間スイッチ。
Applications Claiming Priority (5)
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|---|---|---|---|
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