JPH0968730A - 周波数多重光スイッチ - Google Patents

周波数多重光スイッチ

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JPH0968730A
JPH0968730A JP22651695A JP22651695A JPH0968730A JP H0968730 A JPH0968730 A JP H0968730A JP 22651695 A JP22651695 A JP 22651695A JP 22651695 A JP22651695 A JP 22651695A JP H0968730 A JPH0968730 A JP H0968730A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 周波数多重光スイッチを構成するブロック間
の配線本数が少なく、立体交差配線のない簡素な構成の
周波数多重光スイッチを提供。 【解決手段】 光マトリクス/スイッチ43〜45は、入出
力3x3 のスイッチであり、入ポート31〜33の単一周波数
の入力信号を任意の出ポート34〜36に出力する。入力段
の光周波数ルータ11は、入方路13より周波数f2、f5、f8
の多重化信号が入力され、隣接配置されたポートb1〜b
3、b4〜b6、b7〜b9にそれぞれ単一周波数f2、f5、f8の
光信号を出力する多重分離素子であり、光接続路または
光ファイバのリンク41を介して各周波数f2、f5、f8に対
応する光マトリクス・スイッチ43〜45の入ポート31〜33
と接続され、各スイッチの出ポート34〜36はリンク42を
介して周波数ルータ12の周波数f2、f5、f8の入ポートb1
〜b3、b4〜b6、b7〜b9に接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバなどの
光による周波数多重伝送路と接続され、入方路の任意の
周波数チャネルを任意の出方路に出力する周波数多重光
スイッチに関するものである。
【0002】
【従来の技術】周波数多重光スイッチの従来装置に関す
る文献には、行松健一編著「光スイッチング技術入門」
があり、これには3つの方式が記載されている。その1
つは、入方路の周波数多重光信号を周波数チャネル選択
素子に入力して周波数別に分離し、この分離された各周
波数光を光マトリクス・スイッチに入力して所望の出方
路に出力する回線交換方式である。その2は、入方路の
光信号を出方路数だけパワー分岐して多周波数選択フィ
ルタに入力し、所望の周波数の光のみを出方路に出力す
る方式である。3番目の方式は、入力される多周波数の
光信号の各周波数ごとに回線設定できる回線交換スイッ
チを、例えば音響光学(AO)素子の2x2 スイッチにより構
成する方式である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような従来方式の
なかで、パワー損失が少なく、多数の方路のスイッチン
グが容易に実現できる点で第1番目の方式が有利であ
る。周波数多重度Nの多重回線をM本、扱う従来のスイ
ッチN(M、Nは自然数)は、1多重回線ごとに周波数
チャネル選択素子を接続してN個の周波数別の出力に分
離し、同一周波数ごとにマトリクス・スイッチに接続す
るように構成されている。したがって、入力段のみを考
えても、NxM 本の接続線が立体的に交差することにな
り、スペースファクタが悪く、製造に手間がかかるとい
う欠点があった。
【0004】本発明はこのような従来技術の欠点を解消
し、構成が簡素な周波数多重光スイッチを提供すること
を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、多重度
Nに周波数多重された周波数多重光信号を伝送するM本
の光伝送路に入出力端が接続(MおよびNはそれぞれ自
然数)され、入出力端の間で周波数多重光信号をスイッ
チングする周波数多重光スイッチにおいて、光スイッチ
は、M本の光伝送路に接続され周波数多重光信号が入力
されるM本の入力端を有し周波数多重光信号を多重分離
して互いに周波数の異なるN個の光信号をM組、NxM 本
の出力端に出力する多重分離素子と、互いに周波数の異
なるN個の光信号がM組、入力されるNxM 本の入力端を
有し、M組のN個の光信号を多重度Nの周波数多重光信
号に多重化してM本の出力端より出力する多重化素子
と、同一周波数の光信号が入力されるM本の入力端を有
し、この入力された光信号をM本の出力端の所望のポー
トに出力するN個のマトリクス・スイッチと、多重分離
素子のNxM 本の出力端から得られる光信号のうち同一周
波数のM個の光信号をN個のマトリクス・スイッチのう
ちの同一スイッチの入力端に接続する第1の接続手段
と、N個のマトリクス・スイッチのうちの同一スイッチ
のM本の出力端をそれぞれ多重化素子の入力端のうちの
同一周波数のM本の入力端に接続する第2の接続手段と
を含む。
【0006】本発明によればまた、それぞれ多重度Nの
周波数多重光信号を伝送するM本の第1のポートと、互
いに周波数の異なるN個の光信号をM組、伝送するNxM
本の第2のポートとを有し、M本の第1のポートに周波
数多重光信号が到来すると、これを多重分離してNxM 本
の第2のポートに出力し、NxM 本の第2のポートに互い
に周波数の異なるN個の光信号が到来すると、これを多
重化してM本の第1のポートに出力する光周波数ルータ
が提供される。
【0007】このように、周波数多重伝送路に接続され
るM本の入出力端と、N個のマトリクス・スイッチの各
M本の入出力端に接続される多重分離素子のM本の出力
端および多重化素子のM本の入力端は、それぞれ隣接し
ている。したがって、スイッチの入出力端間を接続する
光ファイバまたは光配線基板上の光接続路の接続手段
は、平行な配置となり、かつ入出力段の周波数ルータの
内部で多重度Nの分離と多重化が行われるので、従来方
式に比べて接続配線の本数も減少する。
【0008】
【発明の実施の形態】次に添付図面を参照して本発明に
よる周波数多重光スイッチの実施例を詳細に説明する。
図1は本発明による周波数多重光スイッチの実施例を示
す機能ブロック図である。実施例の周波数多重光スイッ
チ10は、2つの周波数ルータ11および12を有し、一方
の、すなわち入り側の周波数ルータ11には入方路13の光
ファイバケーブルの周波数多重光伝送路が収容され、他
方の、すなわち出側の周波数ルータ12には出方路14の光
ファイバケーブルの周波数多重光伝送路が収容されて、
入方路13の任意の周波数チャネルを任意の出方路14に出
力する回線交換装置である。
【0009】周波数ルータ11および12は、同じ構成でよ
く、本実施例では最大ポート数が9で扱える最大の周波
数多重数が9の9x9 型の光ルーティング素子である。そ
の論理構成は、図3に示すように、#1〜#9の9本のポー
トa、および同じく#1〜#9の9本のポートbを備え、周
波数多重された入力ポートaの光信号を出力ポートbに
ルーティングする。各ポートa1〜a9およびb1〜b9は、マ
トリクス15として同図に示すような周波数選択特性を有
する。より詳細には、ポートa1〜a9に、互いに異なる周
波数f0〜f8を有する光信号が入力すると、マトリクス15
における各列に示す周波数の光信号をポートb1〜b9に出
力する。同様に、ポートb1〜b9に周波数f0〜f8の光信号
が入力すると、マトリクス15における各行に示す周波数
の光信号をポートa1〜a9に出力する。このような光ルー
ティング素子を入側の周波数ルータ11に適用する場合
は、入力ポートa1、a2およびa3のみを使用し、出側の周
波数ルータ12に適用する場合は、出力ポートa1、a2およ
びa3のみを使用する。この例では、使用する周波数はf
2、f5およびf8である。
【0010】図4は、図1の周波数ルータ11および12の
使用するポートとその周波数の関係を示す機能図であ
る。図3において、入側の周波数ルータ11に適用される
場合、たとえば、互いに隣接するポートa1、a2およびa3
に多重周波数f2、f5およびf8の光信号が入力されると、
マトリクス15内に実線のブロック16、17および18で示す
ように、周波数f2の光信号は互いに隣接するポートb1、
b2およびb3に、同様に周波数f5はポートb4、b5およびb6
に、さらに周波数f8はポートb7、b8およびb9に、それぞ
れ出力される。つまり、同じ周波数がまとまって隣接す
るポートに出力される。逆に、出側の周波数ルータ12に
適用される場合は、マトリクス15内に点線のブロック1
6、19および20で示すように、互いに隣接するポートb1
〜b3、b4〜b6およびb7〜b9にそれぞれ周波数f2、f5およ
びf8の光信号が入力されると、互いに隣接するポート1a
〜3aに多重周波数f2、f5およびf8の光信号が出力され
る。このようにして、周波数ルータ11または12の周波数
f0〜f8を適切に選択することにより、隣接するポートを
用いて多重周波数の分離と、周波数の多重化が実現され
る。
【0011】図3に示す周波数ルータ11または12の入出
力ポートaおよびbの数を自然数nとすると(入出とも
同一)、周波数多重度Nのポート数がMである関係か
ら、NxM=n となる。入/出力ポート数nは144 が限界と
考えられるので、M=12およびN=12程度の周波数ルータが
実現される。周波数間隔は、最密状態のM倍の波長、す
なわち周波数f(M0+Mi)の光を用いる。ただし、i=1、2、3、
・・・・であり、M0は定数である。
【0012】図2は、図4に示す光周波数ルータ11また
は12の機構の例を概念的に示す。本実施例では光周波数
ルータ11および12はそれぞれ、光配線基板30の上に平面
状に形成されている。光配線基板30の上には平面導波路
21および23が形成され、両者は導波路アレイ25を介して
互いに接続されている。一方の平面導波路21は、ポート
a1、a2およびa3を有し、これらに導波路アレイ22が接続
されている。他方の平面導波路23はポートb1〜b9を有
し、これらに別な導波路アレイ24が接続されている。相
互接続の導波路アレイ25は、互いに長さの異なる複数、
NW本の個別の導波路25a がピッチdで平面導波路2およ
び23に接続されて平面状に配列されて構成されている。
導波路アレイ22は、ポートa1、a2およびa3に対応して、
隣接する相互間の角度すなわち導差角度が△θで配列さ
れた3本の個別導波路を含み、入方路13または出方路14
に対応している。本実施例では、導波路アレイ24におけ
る隣り合う導波路も導差角度△θで配列されている。平
面導波路21および23の屈折率をns、導波路アレイ25にお
ける隣り合う導波路25a の間の光路長の差を△L、使用
する波長の平均をλ0 とすると、波長λi とλi+1 との
間の波長間隔△λW は、△λW =2nsdΔθ/m、ただしm
=2nc ΔL/λ0 であり、ncは導波路アレイ25における等
価屈折率である。また、分波波長半値幅△λFWは、△λ
FW=λ0/(NWm)である。
【0013】前述のように、波長間隔は、最密状態のM
倍、すなわちM△λW =△λFWでよいので、導波路アレ
イ22の隣接する導波路の間の角度△θは、Δθ=λ0/2n
sdMNW とすることもできる。
【0014】図1に戻って、周波数ルータ11の出ポート
b1〜b3と周波数ルータ12の入りポートb1〜b3との間に
は、光マトリクス・スイッチ43が図示のように配設され
ている。同様に、周波数ルータ11の出ポートb4〜b6と周
波数ルータ12の入りポートb4〜b6との間には光マトリク
ス・スイッチ44が、また周波数ルータ11の出ポートb7〜
b9と周波数ルータ12の入りポートb7〜b9との間には、光
マトリクス・スイッチ45が、それぞれ図示のように配設
されている。光マトリクス・スイッチ43、44および45
は、本実施例では、光配線基板30上に配設され、入ポー
ト31、32および33のそれぞれにおいて単一の周波数の入
力信号を外部からの制御信号に応動して任意の出ポート
34、35および36にスイッチングし出力する入出力3x3 の
スイッチである。これによって、周波数多重光スイッチ
10は全体として、従来技術に関連して第1番目の方式と
して説明したものと同等の機能を、光配線基板30上に平
面状に、すなわち複雑な立体配線や交差配線を設けずし
て、実現することができる。
【0015】光配線基板30に設けられた入力段の周波数
ルータ11は、ポートa1、a2およびa3に接続された入方路
13より周波数f2、f5およびf8の多重化光信号が入力され
ると、隣接配置のポートb1〜b3、b4〜b6、およびb7〜b9
にそれぞれ周波数f2、f5およびf8の光信号を分配して出
力する。周波数ルータ11は、光配線基板30上に形成され
た光接続路、または光ファイバのリンク41を介して各周
波数f2、f5およびf8に対応する光マトリクス・スイッチ
43、44および45の入ポート31〜33と接続されている。各
スイッチ43、44および45の出ポート34〜36は、リンク41
と同様のリンク42を介して周波数ルータ12の周波数f2、
f5およびf8の入ポートb1〜b3、b4〜b6およびb7〜b9に接
続されている。一方のリンク41は、対応する周波数ルー
タ11と各スイッチ43、44および45における隣接配置の3
ポート31〜33との間の経路であり、また他方のリンク42
は、対応する周波数ルータ12と各スイッチ43、44および
45における隣接配置の3ポート34〜36との間の光信号経
路を構成し、平行して整然と設けられている。したがっ
て、従来におけるような光スイッチ間の経路配線の立体
交差の交錯がない。
【0016】同様に、光配線基板30上に設けられた出力
段の周波数ルータ12は、入ポートb1〜b3、b4〜b6および
b7〜b9から入力されるそれぞれ周波数f2、f5およびf8の
光信号を多重化して出方路14に多重化信号として出力す
る。
【0017】動作状態において、たとえば周波数ルータ
11のポートa1のチャネルf5の光信号を周波数ルータ12の
ポートa3に接続する場合は、外部からの制御信号に応動
して以下の経路で転送が行われる。すなわち、(周波数
ルータ11のポートa1)−(同ポートb4〜b6)−(リンク
41)−(光マトリクス・スイッチ20のポート31〜33)−
(同ポート34〜36)−(リンク42)−(周波数ルータ12
のポートb4〜b6)−(同ポートa3)。こうして本発明に
よれば、複数のポート間、および周波数チャネル間の完
全な回線交換が複雑な立体配線や交差配線を設けずして
実現される。
【0018】
【発明の効果】このように本発明によれば、入力段で周
波数多重チャネルを分離する周波数分離素子と、出力段
で周波数多重化を行なう周波数多重化光素子は、同一の
構成の周波数ルータを使用し、また入出力段から光マト
リクス・スイッチに接続される同一周波数の複数の端子
は、隣接して配置されている。したがって、光ファイバ
または光配線基板上の光接続路が整然と平行に配置さ
れ、それらの本数も少ないので、従来技術における立体
配線や交差配線がなくなり、スペースファクタがよく、
製造工数が低減された周波数多重光スイッチを提供でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による周波数多重光スイッチの実施例を
示す機能ブロック図である。
【図2】図1に示す実施例の周波数ルータの光配線基板
上の機構の例を概念的に示す構成図である。
【図3】同実施例における周波数ルータのポートの周波
数特性のマトリクスの例を示す図である。
【図4】図3に示す周波数ルータのポートと周波数の関
係を例示する機能図である。
【符号の説明】
10 周波数多重光スイッチ 11、12 周波数ルータ 13 入方路 14 出方路 15 マトリクス 43、44、45 光マトリクス・スイッチ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多重度Nに周波数多重された周波数多重
    光信号を伝送するM本の光伝送路に入出力端が接続(M
    およびNはそれぞれ自然数)され、該入出力端の間で前
    記周波数多重光信号をスイッチングする周波数多重光ス
    イッチにおいて、該光スイッチは、 前記M本の光伝送路に接続され前記周波数多重光信号が
    入力されるM本の入力端を有し、該周波数多重光信号を
    多重分離して互いに周波数の異なるN個の光信号をM
    組、NxM 本の出力端に出力する多重分離素子と、 該互いに周波数の異なるN個の光信号がM組、入力され
    るNxM 本の入力端を有し、該M組のN個の光信号を多重
    度Nの周波数多重光信号に多重化してM本の出力端より
    出力する多重化素子と、 同一周波数の光信号が入力されるM本の入力端を有し、
    該入力された光信号をM本の出力端の所望のポートに出
    力するN個のマトリクス・スイッチと、 前記多重分離素子のNxM 本の出力端から得られる光信号
    のうち同一周波数のM個の光信号を前記N個のマトリク
    ス・スイッチのうちの同一スイッチの入力端に接続する
    第1の接続手段と、 前記N個のマトリクス・スイッチのうちの同一スイッチ
    のM本の出力端をそれぞれ前記多重化素子の入力端のう
    ちの同一周波数のM本の入力端に接続する第2の接続手
    段とを含むことを特徴とする周波数多重光スイッチ。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の周波数多重光スイッチ
    において、前記多重分離素子および多重化素子は、入力
    端に到来する光信号を周波数に応じて出力端に分配する
    光周波数ルータを含むことを特徴とする周波数多重光ス
    イッチ。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の周波数多重光スイッチ
    において、前記周波数ルータは、前記多重分離素子のNx
    M 本の出力端のうちの同一周波数のM本の出力端が互い
    に隣接して配列され、前記多重化素子の入力端のうちの
    同一周波数のM本の入力端が互いに隣接して配列される
    ように、使用周波数が選択され、周波数特性が配置され
    ていることを特徴とする周波数多重光スイッチ。
  4. 【請求項4】 それぞれ多重度Nの周波数多重光信号を
    伝送するM本の第1のポートと、互いに周波数の異なる
    N個の光信号をM組、伝送するNxM 本の第2のポートと
    を有し、前記M本の第1のポートに前記周波数多重光信
    号が到来すると、これを多重分離して前記NxM 本の第2
    のポートに出力し、前記NxM 本の第2のポートに互いに
    周波数の異なるN個の光信号が到来すると、これを多重
    化して前記M本の第1のポートに出力することを特徴と
    する光周波数ルータ。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の光周波数ルータにおい
    て、該光周波数ルータは、 光配線基板と、 該光配線基板上に配設され、M本の第1のポートに接続
    された第1の平面導波路と、 前記光配線基板上に配設され、NxM 本の第2のポートに
    接続された第2の平面導波路と、 前記光配線基板上に配設され、互いに光路長の異なる複
    数本の平面導波路を含み、第1および第2の平面導波路
    を相互に接続する平面導波路アレイとを含むことを特徴
    とする光周波数ルータ。
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