JPH0789181B2 - 光通話路 - Google Patents

光通話路

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JPH0789181B2
JPH0789181B2 JP1001824A JP182489A JPH0789181B2 JP H0789181 B2 JPH0789181 B2 JP H0789181B2 JP 1001824 A JP1001824 A JP 1001824A JP 182489 A JP182489 A JP 182489A JP H0789181 B2 JPH0789181 B2 JP H0789181B2
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optical
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polarization state
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雅彦 藤原
修司 鈴木
裕 西本
俊一 梶谷
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NEC Corp
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NEC Corp
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  • Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は光交換に用いる光通話路に関するものであり、
特に偏光状態に左右されない光通話路に関する。
(従来の技術) 光信号を光信号のままで切り替える光交換方式は、高速
・広帯域信号の交換方式として期待されている。特に、
光通話路に、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)等の材料によ
る導波型光マトリクス・スイッチを用いた交換方式は最
も実現性の高いものである。この様な光交換方式で、光
マトリクス・スイッチを光段間接続回路で多段接続し大
規模化を計ろうとする際に問題となるのは、光マトリク
ス・スイッチの損失である。この光マトリクス・スイッ
チの損失を補償するため、光マトリクス・スイッチと半
導体レーザ型(LD)光増幅器を組み合わせた光通話路を
用いる事が考えられている。
(発明が解決しようとする課題) 従来の光マトリクス・スイッチとLD光増幅器を用いた光
通話路では、入射光信号の偏光状態により、出射光信号
の光レベルが大きく変動するという課題が有った。この
ような変動は主にLD光増幅器によるところが大きい。す
なわち、光マトリクス・スイッチ自体では、電子情報通
信学会技術報告、昭和63年10月分に掲載の論文(論文番
号(OQE88−64)に述べられている様に、入力光信号の
偏光状態によらずスイッチ動作が可能なものが実現され
ている。しかし、現状のLD光増幅器では、その増幅特性
は入力光信号の偏光状態により大きく変化するからであ
る。
この点を解決するため二つのLD光増幅器を用いる方式が
提案されている(雑誌(「Electronics Letters」、第2
3巻1387〜1388頁、1987年)。この方式は二つのLD光増
幅器を、互いに直交させて光学的に縦属接続したもので
ある。しかしこの方式では、二つの光増幅器がお互いに
相互作用し、安定に動作させるのが難しいという課題が
あった。
本発明の目的はこの様な課題を除き、光マトリクス・ス
イッチの損失が補償でき、スイッチ動作、出力光レベル
が入力光信号の偏光状態によらない光通話路を提供する
ことにある。
(課題を解決するための手段) 本発明による光通信路は、切り替え特性が入力光信号の
偏光状態によらない複数の光マトリクス・スイッチと、
前記複数の光マトイクス・スイッチの間を接続する光段
間接続回路と、前記複数の光マトリクス・スイッチ間に
挿入された複数の半導体レーザ型光増幅器とからなる光
通話路において、前記複数の半導体レーザ型光増幅器
が、少なくとも一つ以上の光マトリクス・スイッチを間
にはさんで、主に増幅する偏光方向を直交させて光学的
に縦属接続されていることを特徴とする。
(作用) 一般に、導波型光マトリクス・スイッチの内部では接続
切り替え状態によらず、入力光信号の偏光状態がそのま
ま保存される。つまり、光マトリクス・スイッチに入射
した状態と全く同じ偏光状態の光が出力として得られ
る。したがって、この光マトリクス・スイッチとして偏
光無依存型のものを用い、その入出力部に光増幅器を置
き、それぞれの主に増幅する偏光方向を互いに直交させ
ておけば、全体として入力光信号の偏光状態によらずス
イッチ動作が得られ、出力光のレベル変動も防ぐことが
できる。しかも、二つのLD光増幅器の間には、損失のあ
る光マトリクス・スイッチが入っているので、LD光増幅
器同志が直に相互作用しないため、利得をとりながら安
定に動作させることが可能となる。光マトリクス・スイ
ッチを多段に接続する際には、その間に、光段間配線回
路が必要になるが、その配線長は通常、非常に短く、そ
の間での偏光変動は無視できる。また、将来的には、段
間配線回路は一つの基板上の光導波路で実現されるよう
になるため、光マトリクス・スイッチ、光段間配線回路
も含め、光通話路全体で入力光信号の偏光状態が保存さ
れる。従って、この様な光通話路中の適当な位置に、そ
れぞれの主に増幅する偏光方向を互いに直交させてLD光
増幅器を設置すれば、光通話路全体の偏光依存性を解消
することができる。
(実施例) 以下、本発明の実施例につき、図面を用いて詳細に説明
する。
図は、本発明による、光通話路の一実施例の構成を示す
図である。ここでは、LiNbO3光マトリクス・スイッチと
シリカ系光導波路による光段間配線回路を用いた、波長
1.3μm帯の光交換システムに適用した例につい説明す
る。LD光増幅器はInGaAsP/InP系の進行波型LD光増幅器
を用いている。
まず第1図の各部の構成を説明する。1段目の光マトリ
クス・スイッチ1a、1bは、次段の光マトリクス・スイッ
チ1c、1dに光段間接続回路2を介して接続されている。
ここでは、光マトリクス・スイッチとして4入力、4出
力(4×4)のものを用いており、図では省略したが、
光段間接続回路2の両側にはさらに多数の光マトリクス
・スイッチが接続されており、全体として、大規模な空
間分割光交換システムとなっている。1段目の光マトリ
クス・スイッチ1a、1bの入力側、及び次段の光マトリク
ス・スイッチ1c、1dの出力側に単一モード・ファイバ
(SMF)・アレイ3a、3bと3c、3dが、それぞれ接続され
ている。更に、SMF・アレイ3a、3bの各単一モード・フ
ァイバには、LD光増幅器が接続されている。ここでは説
明の便の為、SMF31に接続されたLD光増幅器41のみを図
示した。LD光増幅器41は先端が先球加工されたSMF31、5
1により入出力の結合が行われている。同様にして、SMF
アレイ3c、3dの各SMFにも、LD光増幅器が接続されてい
るわけであるが、ここでも簡単のため、SMF32、52間に
置かれたLD光増幅器42のみを示している。
ここで用いた光マトリクス・スイッチ1a、1b、1c、1dは
電子情報通信学会技術報告、昭和63年10月分に掲載の論
文(論文番号OQE88−64)に述べられているLiNbO34×4
光マトリクス・スイッチで、入力光信号の偏光状態によ
らず完全な切り替え動作が可能である。光段間接続回路
2は、シリコン基板上のシリカ系ガラス光導波路を用い
たもので、光マトリクス・スイッチとは端面直接結合に
より接続されている。この光導波路では、光伝搬特性に
偏光依存性が無い。LD光増幅器41、42は、1.3μm帯二
重チャンネル・プレーナ埋め込み(DC−PBH)型LDの入
出力端面に無反射コートを施したもので、TE、TMモード
に対しSMF間利得としてそれぞれ15dB、8dBが得られるも
のである。DC−PBH型LDについては雑誌「Electronics L
etters」、第22巻、953〜954頁、1982年に掲載の論文に
詳しく述べられている。
次に本実施例の動作について説明する。簡単のためSMF5
1から入った信号光が、SMF52へ接続された場合について
説明する。SMF51から入射した信号光6はLD光増幅器41
により増幅され、SMF31へ出力される。ここで、LD光増
幅器41と光マトリクス・スイッチ1aは互いに基板が平行
になるように設置されており、信号光6の偏光状態は基
板から45度傾いた直線偏光とする。従って、SMF31に入
射した光は、TE方向の偏光成分が15dB、TM偏光成分が8d
B増幅されて、結果的に偏光角が45度からずれた直線偏
光となる。SMF31は、その長さが充分短く、直線的に配
置されているため、その内部で偏光状態は変化せず、そ
のまま光マトリクス・スイッチ1aへ入射する。この信号
光は更に光段間接続回路2、光マトリクス・スイッチ1c
を通り、SMF32へ出力される。この時、信号光は偏光状
態によらず約20dBの損失を受ける。また、光マトリクス
・スイッチ、光段間接続回路では、偏光状態は保存さ
れ、SMF32も、その内部で偏光状態が変化しない様に設
置されているので、SMF31、32間で、偏光状態は保存さ
れている。SMF32を出射した信号光はLD光増幅器42に入
射し、増幅されるが、LD光増幅器42は基板がLD光増幅器
41と直交するように置かれている。従って、LD光増幅器
41で15dB、8dB増幅された偏光成分について、それぞれ8
dB、15dBの利得が与えられる。つまりどちらの偏光成分
にもSMF51、52間で23dBの利得が得られることになる。
一方、この部分の光通話路の損失は20dBであるから、SM
F51、52間で入射偏光状態によらず3dBの利得が得られる
ことになる。LD光増幅器41、42間には20dBの損失がある
ため増幅器間の相互干渉は全く問題にならない。光マト
リクス・スイッチの切り替え特性が偏光に依らないた
め、全体として、損失が補償され、切り替え特性、出力
光信号レベルが、入射光の偏光状態に依らない光通話路
が実現される。
本実施例では、LD光増幅器41、42を物理的に直交させて
設置したが、光マトリクス・スイッチ1cの出力光の偏光
状態を、波長板、マトリクス・スイッチの集積したモー
ド変換器等により90度回転させればLD光増幅器41、42は
同じ様に設置できる。こればLD光増幅器をアレイで用い
る際には有効である。
本実施例では、光マトリクス・スイッチと段間接続回路
をはさんでLD光増幅器を配置したが、さらに多段の光ス
イッチをはさんで、あるいは、光マトリクス・スイッチ
一つの両側に配置してもよい。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、光マトリクス・
スイッチの損失が補償でき、、スイッチ動作、出力光レ
ベルが入力光信号の偏光状態によらない光通話路が得ら
れる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明による光通話路の一実施例の構成を示す図で
ある。図において、1a,1b,1c,1d……光マトリクス・ス
イッチ、2……光段間接続回路、3a,3b,3c,3d……SMFア
レイ、31,32,51,52……SMF、41,42……LD光増幅器、6
……信号光である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】切り替え特性が入力光信号の偏光状態によ
    らない複数の光マトリクス・スイッチと、前記複数の光
    マトリクス・スイッチの間を接続する光段間接続回路
    と、前記複数の光マトリクス・スイッチ間に挿入された
    複数の半導体レーザ型光増幅器とからなる光通話路にお
    いて、前記複数の半導体レーザ型光増幅器が、少なくと
    も一つ以上の光マトリクス・スイッチを間にはさんで、
    主に増幅する偏光方向を直交させて光学的に縦属接続さ
    れていることを特徴とする光通話路。
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