JPH0752976B2

JPH0752976B2 - 光スイツチネツトワ−ク制御方式

Info

Publication number: JPH0752976B2
Application number: JP60159384A
Authority: JP
Inventors: 修司鈴木
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1985-07-18
Filing date: 1985-07-18
Publication date: 1995-06-05
Anticipated expiration: 2010-06-05
Also published as: JPS6220493A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、光交換機等の光スイッチネットワークの制御
方式に関する。

（従来の技術）光ファイバ伝送技術は近年急速に進歩し適用範囲が益々
拡大しつつあり、さらに高度なシステムを目指し光信号
を光のまま切り換える光交換システムが検討されてい
る。光交換システムではテレビ電話のような１対１通信
の交換のみならず、テレビ信号などを複数の端末へ分配
する１対Ｎ通信の交換も可能であることが望ましい。光
交換システム内の光スイッチネットワークが１つの入線
と１つの出線を接続する機能のみならず、１つの入線と
複数の出線を接続する分岐接続の機能を有していれば、
そのような１対Ｎ通信の交換が可能となる。分岐接続可
能な光スイッチネットワークとして、従来、電子通信学
会交換研究会技術報告書85巻68号SE85-33ページ25〜30
に記載されたものがある。第４図は４入力４出力の従来
の光スイッチネットワークを示したものである。入線40
1から入力された光信号は分岐器411で４分岐された後、
光導波路415,416,417,418によって各々選択スイッチ43
1,432,433,434へ送出される。入線402,403,404から入力
された光信号も同様に分岐器412,413,414で分岐され各
々選択スイッチ431,432,433,434へ送出される。選択ス
イッチ431では光導波路415,419,420,421によって入力さ
れた分岐器411,412,413,414の出力光信号の内１つを選
択して出線441へ接続する。これによって入線401,402,4
03,404へ入力された光信号の内１つを出線441へ送出で
きる。選択スイッチ432,433,434でも同様に分岐器411,4
12,413,414の出力光信号の内１つを選択して出線442,44
3,444へ接続することにより入線401,402,403,404へ入力
された光信号の内１つを出線442,443,444へ送出でき
る。さらに例えば選択スイッチ431と432が分岐器411の
出力光信号を選択すれば、出線441,442へは同時に入線4
01へ入力された光信号が送出され、分岐接続が実現され
る。

第５図は第４図における選択スイッチ431,432,433,434
の具体例を示す図である。図において光スイッチ505,50
7,509は電圧Ｖを制御する事によって２つの入力から１
つを選択出力する２×１の光スイッチとして動作する。
また光スイッチ511は電圧を制御することによって通過
する光信号を断続する光スイッチとして動作する。光ス
イッチ505は入力光導波路501,502の内一方からの光信号
を選択し光導波路506へ送出し、光スイッチ507は入力光
導波路503,504の内一方からの光信号を選択し光導波路5
08へ送出する。光スイッチ509は更に光導波路506,508の
一方からの光信号選択し光導波路510へ送出する。した
がって光導波路510へは入力光導波路501,502,503,504か
ら入力された光信号のいずれか１つが選択送出される。
この選択された光信号は光スイッチ511が導通状態であ
れば出力光導波路512へ送出され、光スイッチ511が切断
状態であれば送出されない。

第４図における光分岐器411〜414としては電子通信学会
光・量子エレクトロニクス研究会技術報告書86巻OQE84-
107 81頁〜87頁記載の光ファイバ形分配回路あるいは分
岐状態の光スイッチを複数使用したものが使用できる。
第６図は分岐状態の光スイッチを複数使用した分岐器の
構成を示す図である。第６図において光スイッチ602,60
5,606はVmの一定の電圧が印加され、一方の入射端から
入力された光信号を他方の２つの出射端へ等しい光量で
分岐する状態にある。したがって入力光導波路601から
入力された光信号は光スイッチ602によって２等分され
て光導波路603,604へ出射される。光導波路603へ出射さ
れた光信号は光スイッチ605によってさらに２等分され
出力光導波路607,608へ出射される。光導波路604へ出射
された光信号は光スイッチ606によって２等分され出力
光導波路609,610へ出射される。したがって入力光導波
路601から入力された光信号は４等分され出力光導波路6
07,608,609,610へ出射される。

第７図は、第５図における光スイッチ505,507,509,511
および第６図における光スイッチ602,605,606の構造の
一例と特性を示したものである。

光スイッチは、第７図（ａ）に示すように電気光学効果
を有する光学結晶701上に近接させて形成された光導波
路702,703から構成されている。この時光導波路702の一
方の入射端710から光量Pinの入射光１を、光導波路703
の一方の入射端711からやはり光量Pinの入射光２を加え
光導波路702,703上の電極704,705間の電圧Ｖを変化させ
ると光導波路702,703の他方の端面707,708から出力され
る光信号に含まれる入射光１と入射光２の光量は変化す
る。第７図（ｂ）は電圧Ｖに対する端面707から出力さ
れる光信号に含まれる入射光２の光量720と入射光１の
光量721を示したものである。第７図（ｃ）は電圧Ｖに
対する端面708から出力される光信号に含まれる入射光
１の光量722と、入射光２の光量723を示したものであ
る。Ｖ＝Vlでは入射光１はほとんどが出射端707から、
少量がクロストークとして出射端708から、出力され、
入射光２はほとんどが出射端708から、少量がクロスト
ークとして出射端707から出力される。この状態をバー
状態と呼ぶものとする。Ｖ＝Vhでは入射光１はほとんど
が出射端708から、少量がクロストークとして出射端707
から出力され、入射光２はほとんどが出射端707から、
少量がクロストークとして出射端708から出力される。
この状態をクロス状態と呼ぶものとする。

第５図における光スイッチ505,507,509は入射端710,711
へ２つの光信号を入射し制御電圧VlまたはVhを印加する
と出射端707からＶ＝Vlでは入射端710へ入射された光信
号が得られ、Ｖ＝Vhでは入射端711へ入射された光信号
が得られる２×１スイッチとして動作している。また第
５図における光スイッチ511は入射端710へ光信号を入射
し制御電圧VlまたはVhを印加すると出射端707からＶ＝V
lでは光信号が得られ、Ｖ＝Vhでは光信号が切断される
光スイッチとして動作している。

第７図（ａ）において光量Pinの入射光１のみを入射端7
10へ入力し、電圧Ｖを変化させると、出射端707からの
出力光光量は第７図（ｂ）における721のように出射端7
08からの出力光光量は第７図（ｃ）における722のよう
に変化する。Ｖ＝Vmとすると出射端707,708から出力光
光量はいずれも1/2Pinとなる。この状態を分岐状態と呼
ぶ。第６図における光スイッチ602,605,606は電圧Vmが
印加された分岐状態にある。

（発明が解決しようとする問題点）第４図に示す従来の光スイッチ・ネットワークでは光分
岐器411,412,413,414を使用しているので選択スイッチ4
31.432,433,434で生じるクロストークの累積が大きいと
いう問題がある。第８図は、クロストーク累積の実例を
示す図であり、第４図と同じ番号を附したものは第４図
と同じ構成要素を表わす。この場合、入線401からの光
信号はどの出線とも接続せず、入線402からの光信号は
出線443へ接続し、入線403からの光信号は出線441およ
び442へ分岐接続し、入線404からの光信号は出線444へ
接続するものとする。選択スイッチ431では分岐器413か
らの実線で示した光導波路801で導びかれた光信号がバ
ー状態の光スイッチ802,803,804を経由して出線441へ送
出される。この時、選択スイッチ431には破線で示した
光導波路805.806,807で導びかれた分岐器411,412,414か
らの不要な光信号も入力されており、これによりクロス
トークが発生する。他の選択スイッチ432,433,434にお
いても、第８図において実線で示した光導波路で導びか
れ本来の光信号以外に、破線で示した各々３本の光導波
路で導びかれた不要な光信号が入力される為にクロスト
ークが発生する。

光スイッチネットワークの入線・出線数が多くなると選
択スイッチの入端子数が増加し、それと共に多数の不要
な光信号が入力されクロストークの累積が生じる。クロ
ストークはアナログ信号に対する雑音、ディジタル信号
に対する符号誤りの原因となり大規模な光スイッチネッ
トワークを実現する為にはクロストークを低減する必要
がある。本発明の目的は大規模な光スイッチネットワー
クにおいて分岐接続を行なってもクロストークの小さい
光スイッチネットワーク制御方式を提供することにあ
る。

（問題点を解決するための手段）前述の問題を解決するために本発明が提供する光スイッ
チネットワーク制御方式は、１つの入線を基点としてツ
リー状に縦属接続された複数の１入力２出力光スイッチ
から構成されるＭ個の１入力Ｎ出力分配スイッチと、１
つの出線を基点としてツリー状に縦属接続された複数の
２入力１出力光スイッチから構成されるＭ個の入力に前
記Ｍ個の分配スイッチの各１つの出力がそれぞれ接続さ
れたＮ個のＭ入力１出力選択スイッチとを少なくとも含
むＭ入力Ｎ出力の光スイッチネットワークにおいて、前
記１入力Ｎ出力分配スイッチ内の複数の１入力２出力光
スイッチは制御電圧に応じた光量比で入力光を２つの出
力に分岐可能であり、１つの入線を複数の出線へ分岐接
続する場合に前記１つの入線が接続された前記分配スイ
ッチ内の全ての１入力２出力光スイッチに２つの出力光
量比が等しくなる制御電圧を与えることを特徴とする。
さらに本発明の提供する光スイッチネットワーク制御方
式は１つの入線を基点としてツリー状に縦属接続された
複数の１入力２出力光スイッチから構成されるＭ個の１
入力Ｎ出力分配スイッチと、１つの出線を基点としてツ
リー状に縦属接続された複数の２入力１出力光スイッチ
から構成されるＭ個の入力に前記Ｍ個の分配スイッチの
各１つの出力がそれぞれ接続されたＮ個のＭ入力１出力
選択スイッチとを少なくとも含むＭ入力Ｎ出力の光スイ
ッチネットワークにおいて、前記１入力Ｎ出力分配スイ
ッチ内の複数の１入力２出力光スイッチは制御電圧に応
じた光量比で入力光を２つの出力に分岐可能であり、１
つの入線を複数の出線へ分岐接続する場合に前記１つの
入線が接続された前記分配スイッチ内の光信号経路の分
岐点となる１入力２出力光スイッチに２つの出力光量比
が等しくなる制御電圧を与えることを特徴とする。

（作用）本発明では、上述のように従来の光スイッチネットワー
クの分岐器に替えて、分配スイッチを使用し、分岐接続
する光信号が入力されている分配スイッチのみを分岐器
として使用する。これによって選択スイッチに入力され
る不要な光信号の数を低減し、クロストークの発生を減
少させる事が可能となる。さらに分岐接続する光信号が
入力されている分配スイッチ内の分岐点となる光スイッ
チのみを分岐状態として使用する事によって、選択スイ
ッチに入力される不要な光信号数をさらに低減でき、ク
ロストークの発生をいっそう減少させる事が可能とな
る。

（実施例）以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の実施例の構成を示す図で４入力４出力
の光スイッチネットワークを示したものである。第１図
は第４図に示した従来の４入力４出力の光スイッチネッ
トワークにおける分岐器411,412,413,414に替えて分配
スイッチ111,112,113,114を使用している事以外は同じ
構成であり、第４図と同じ番号を附したものは、第４図
と同じ構成要素を表わす。分配スイッチ111は入線401か
らの光信号が入力される光スイッチ121と光スイッチ121
の２つの出力が各々入力される光スイッチ122,123から
構成されている。光スイッチ122,123の出力は各々光導
波路415〜418へ接続されている。光スイッチ121〜123は
第７図に示したものと同様である。分配スイッチ111同
様、分配スイッチ112〜114も各々３つの光スイッチによ
って構成されている。

第２図は本発明の第１の実施例の動作を説明する為の図
であり、第１図と同じ番号を附したものは第１図と同じ
構成要素を表わす。この時、第８図の従来の光スイッチ
・ネットワークの動作例と同じく入線401からの光信号
はどの出線とも接続せず、入線402からの光信号は出線4
43へ接続し、入線403からの光信号は出線441および442
へ分岐接続し、入線404からの光信号は出線444へ接続す
るものとする。入線401からの光信号はバー状態の光ス
イッチ201,202および光導波路203を経由して選択スイッ
チ433へ入力される。第２図において分配スイッチ選択
スイッチ間の光導波路のうち光信号が通過していないも
のは表記しないものとすると、分配スイッチ111からは
光導波路203のみが表記される。入線402からの光信号を
出線443へ接続する為には、分配スイッチ112は入線402
と光導波路204を接続し、選択スイッチ433は光導波路20
4と出線443を接続する必要がある。したがって分配スイ
ッチ112内の光スイッチ205,206はバー状態に、選択スイ
ッチ433内の光スイッチ207,209はバー状態、208はクロ
ス状態に制御される。入線403からの光信号は分岐接続
されるので分配スイッチ113内の光スイッチ215,216,217
はすべて分岐状態に制御する。すると入線403からの光
信号は４分岐され光導波路218,219,220,221へ送出され
る。選択スイッチ431では光スイッチ225,226,227をバー
状態に制御する事によって光導波路218経由で加えられ
た入線403からの光信号を出線441へ出力する。同様に選
択スイッチ432では光スイッチ228,229,230をバー状態に
制御する事によって光導波路219経由で加えられた入線4
03からの光信号を出線442へ出力する。入線404からの光
信号を出線444へ接続する為には分配スイッチ114は入線
404と光導波路235を接続し、選択スイッチ434は光導波
路235と出線444を接続する必要がある。したがって分配
スイッチ114内の光スイッチ236はバー状態に、光スイッ
チ237はクロス状態に制御され、選択スイッチ434内の光
スイッチ238はクロス状態に、光スイッチ239,240はバー
状態に制御される。

以上のような接続において、選択スイッチ431では光導
波路218から光スイッチ225へ加えられる本来接続すべき
光信号以外の不要光信号は加えられておらずクロストー
クは発生しない。選択スイッチ432においても、光導波
路219から光スイッチ228へ加えられる本来接続すべき光
信号以外の不要光信号は加えられておらずクロストーク
は発生しない。選択スイッチ433においては光導波路204
から光スイッチ207へ加えられる本来接続すべき光信号
以外に光導波路203,204経由で不要な光信号が２つ入力
されている。選択スイッチ434では光導波路235から光ス
イッチ238へ加えられた本来接続すべき光信号以外に光
導波路221経由で不要な光信号が１つだけ入力されてい
る。従来のスイッチ・ネットワークでは第８図に示した
ように、すべての選択スイッチ431〜434へ３つの不要な
光信号が入力されていたのに対し、本発明の第１の実施
例では選択スイッチ431〜434へ加えられる不要な光信号
の数は少なくなりクロストークを大幅に低減する事が出
来る。

第３図は本発明の第２の実施例の動作を説明する為の図
であり、入線と出線の接続は第２図の本発明の第１の実
施例の動作を説明する図と同じである。また第２図と同
一の番号を附したものは第２図と同じ構成要素を表わ
す。さらに分配スイッチ113以外の分配スイッチ111,11
2,114内の光スイッチおよび選択スイッチ431〜444内の
光スイッチの制御は第２図と同じである。分配スイッチ
113では選択スイッチ431,432に接続される光導波路218,
219のみへ入線403からの光信号が分岐されるように光ス
イッチ215はクロス状態に、分岐点である光スイッチ216
は分岐状態に制御する。

この結果、第２図の本発明の第１の実施例における選択
スイッチ433,434へ光導波路220,221経由で入力されてい
た不要な光信号が生じなくなり、選択スイッチ433で生
じるクロストークは低減され、選択スイッチ434ではク
ロストークは発生しなくなる。

（発明の効果）このように、本発明によれば、光スイッチネットワーク
内で発生するクロストークが低減でき、大規模な光スイ
ッチネットワークを実現する事が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の構成を示す図、第２図は本発
明の第１の実施例の動作を説明する為の図、第３図は本
発明の第２の実施例の動作を説明する為の図、第４図は
従来の光スイッチネットワークの構成を示す図、第５図
は第４図における選択スイッチ431〜434の具体例を示す
図、第６図は第４図における分岐器411〜414の一例を示
す図、第７図は第５図，第６図における光スイッチ505,
507,509,511,602,605,606の構造の一例と特性を示す
図、第８図は第４図の従来の光スイッチネットワークの
動作を説明する為の図である。図において、111〜114は分配スイッチ、121〜123,201,2
02,205〜209,215〜217,225〜230,236〜240,505,507,50
9,511,602,605,606,802〜805,809〜811,814,822〜824,8
27,829〜831,834は光スイッチ、411〜414は分岐器、431
〜434は選択スイッチ、701は電気光学結晶、704,705は
電極を各々表わす。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１つの入線を基点としてツリー状に縦属接
続された複数の１入力２出力光スイッチから構成される
Ｍ個の１入力Ｎ出力分配スイッチと、１つの出線を基点
としてツリー状に縦属接続された複数の２入力１出力光
スイッチから構成されるＭ個の入力に前記Ｍ個の分配ス
イッチの各１つの出力がそれぞれ接続されたＮ個のＭ入
力１出力選択スイッチとを少なくとも含むＭ入力Ｎ出力
の光スイッチネットワークにおいて、前記１入力Ｎ出力
分配スイッチ内の複数の１入力２出力光スイッチは制御
電圧に応じた光量比で入力光を２つの出力に分岐可能で
あり、１つの入線を複数の出線へ分岐接続する場合に前
記１つの入線が接続された前記分配スイッチ内の全ての
１入力２出力光スイッチに２つの出力光量比が等しくな
る制御電圧を与えることを特徴とする光スイッチネット
ワーク制御方式。
【請求項２】１つの入線を基点としてツリー状に縦属接
続された複数の１入力２出力光スイッチから構成される
Ｍ個の１入力Ｎ出力分配スイッチと、１つの出線を基点
としてツリー状に縦属接続された複数の２入力１出力光
スイッチから構成されるＭ個の入力に前記Ｍ個の分配ス
イッチの各１つの出力がそれぞれ接続されたＮ個のＭ入
力１出力選択スイッチとを少なくとも含むＭ入力Ｎ出力
の光スイッチネットワークにおいて、前記１入力Ｎ出力
分配スイッチ内の複数の１入力２出力光スイッチは制御
電圧に応じた光量比で入力光を２つの出力に分岐可能で
あり、１つの入線を複数の出線へ分岐接続する場合に前
記１つの入線が接続された前記分配スイッチ内の光信号
経路の分岐点となる１入力２出力光スイッチに２つの出
力光量比が等しくなる制御電圧を与えることを特徴とす
る光スイッチネットワーク制御方式。