JPS61174520A - 光マトリツクススイツチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数の入力ポートから入力された光を複数の
出力ポートへ選択的に出力する元マトリックススイッチ
に関し、特に時分割動作時のみだけではなく全動作時に
おいてもクロストークを少くすることができる光マトリ
ツクススイッチに関する。

〔従来の技術〕

従来の光マトリツクススイッチを第２図ａ−ｇ及び第３
図に基づいて説明すると、第２図ａ−ｇは光マトリツク
ススイッチのスイッチング機構を説明する要部説明図、
第３図は光マトリツクススイッチの構成口である。第２
図ａ　−ｇにおいて、１．２は導波路、３，４は２×２
光スイツチ、５゜６．７は導波路、ｌａ、２ａ、５ｍは
信号光、１ｂ。

２ｂ、３ｂ、４ｂ、３ｅ、４ｃはクロストーク光で、ク
ロストークによシ生じた残光である。

このような構成の従来例は、時分割の場合、光の状態が
以下に説明する第２図ａ、　ｂ、　　ｅの３つの状態に
なる。すなわち、第２図ａに示す如く導波路２に信号光
２ａが通っている場合、２Ｘ２元スイッチ３，４が直進
状態になっており、２ｍ２党スイッチ３によシ生じたク
ロストーク光３ｂは、導波路５へ進んで２×２光スイツ
チ４を通シ、導波路Ｔへ放出され、また導波路１，２の
接点Ｐでは、導波路１へのクロストーク光２ｂが発生す
る。

さらに、第２図すに示す如く曲げられた信号光５ａが通
っている場合、２×２光スイッチ３，４が反射状態にな
っている。つまシ、導波路２を進んできた信号光５ａは
、２×２元スイッチ３によシ反射されて導波路５へ入射
し、再び２×２元スイッチ４によ勺反射されて最終的に
は導波路１へ入射する。このとき、２Ｘ２光スイツチ３
によシ生じたクロストーク光３Ｃは、導波路２へ進み、
また２×２元スイッチ４によシ生じたクロストークＪ４
ｂは導波路７へ放出される。

第２図Ｃに示す如く導波路１に信号光１ａが通っている
場合、２×２光スイッチ３，４が直進状態になっておシ
、導波路１，２の接点Ｐでは、導波路２へのクロストー
ク光１ｂが発生し、また２×２光スイツチ４によシ生じ
たクロストーク光４ｃは導波路γへ放出される。

次に、導波路１″！たは２に残った前記クロストーク光
１ｂ、２ｂ、３ｃの処理の仕方を説明すると、第２図ｅ
に示す如く導波路２に信号光２ａが通っている場合は、
２×２光スイッチ３，４が直進状態になっておシ、導波
路１を進んできたクロストーク光２ｂは、そのｔま導波
路１を直進していく。

また、第２図ｆに示す如く曲げられた信号光５ａが通っ
ている場合、２×２元スイッチ３，４が反射状態になっ
ておシ、導波路１を進んできたクロストーク光２ｂは、
２×２光スイツチ４で反射され、導波路７へ分離される
。

さらに、第２図ｇに示す如く導波路１に信号光１ａが通
っている場合、２×２光スイッチ３，４は直進状態にな
っておシ、このとき、導波路２を進んできたクロストー
ク光１ｂ、３ｃは、そのまま導波路２を進んで行き、最
終的には導波路２のス４ラチクネ隼タックの端よシ放出
される。−１したがって、このようなスイッチング機構
を用いて第３図に示す如くス４ツチタ、トＵ才りｆを組
み、光マトリツクススイッチを構成している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来例は、時分割動作だけで
はなく、同時に複数の入力ボートから光が入力される全
動作をさせる場合、前記した第２図ａ、ｂ、ｃに示す状
態の他に、第２図ｄに示す状態が生じる。すなわち、第
２図ａ、Ｃの状態を重合わせた状態が生じる。このため
、信号光２ａとクロストーク光１ｂ、信号光１ａとクロ
ストークｆｔ、２ｂが、互いに重合わされて分離できな
くなると言う問題点が生じ、時分割動作時のみしか使用
できなかった。

本発明は、前記した問題点を解決するためになされたも
のであシ、その目的は、ＮＸＮ光マトリツクススイッチ
を構成することによシ、時分割動作だけではなく、全動
作時にもクロストークを少なくすることができる元マト
リックススイッチを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

前記した目的を達成するため、本発明は、入力側に設け
た複数個ＮのＩＸＮ光スイッチと、出力側に設けた複数
個ＮのＮＸ１元スイッチとを接続体で組合わせて接続し
、前記１×Ｎ元スイッチとＮ×１光スイッチ間に必要に
応じてｏｎ−ｏｆｆ型元ス光スィッチ続したことを特徴
とする。

〔作用〕

前記特徴を有する本発明は、入力側からある出力側へ光
を出力したい場合、入力側に設けた１×Ｎ光スイツチが
、出力したい４×１光スイツチの元スイッチと接続する
ように、前記１×Ｎ光スイッチのＮ個の光スィッチをそ
れぞれ直進或いは反射状態にして、さらにＩＸＮ光スイ
ッチからの信号光がある出力側に出力するように、出力
側に設けたＮＸｌ光スィッチのＮ個の光スィッチをそれ
ぞれ直進或いは反射状態にし、入力信号光を選択的に１
×Ｎ光スイッチに通してＩＸＮ光スイッチへ送シ出力す
ると共に、前記元スイッチによシ生じたクロストーク光
を信号光と重合わさせずに放出する。

〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を第１図及び第４図ａ。

ｂに基づいて説明する。

第１図は４×４光マトリツクススイツチに応用した場合
の本発明に係る光マトリツクススイッチの一実施例を示
す構成図である。第１図において、８　ａ　＋　　８　
ｂ　、８　ｃ　、　８　ｄは入力側に設けた１×４光ス
イツチ、９は前記ＩＸ４元スイッチ９ｍ、８ｂ。

８ｃ、８ｄによ多構成されたマトリックス、１０ａ。

１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは出力側に設けた４×１元スイ
ッチ、１１は前記４Ｘ１光スイツチ１０ａ。

１０ｂ、１０ｃ、１０ｄによ多構成されたマトリックス
、１２は入力ポート、１３は出力ポート、１４は接続体
で、前記１×４元スイッチ１３　ａ、　９ｂ。

８ｃ、８ｄと４×１元スイッチ１０ａ、１０ｂ。

ｉＱｃ、１０ｄとをそれぞれ組合せて接続するための元
ファイバ束または交差部のない立体光回路等からなる。

第４図ａは前記１×４元スイッチ８ａ、８ｂ。

８ｃまたは８ｄの一例を示す構成図である。第４図ａに
おいて、１５は入力導波路、１６，１７゜１８．１９は
導波路で、前記入力導波路１５に光スイッチ２０，２１
．２２を介在してそれぞれ接続する。該光スィッチ２０
，２１．２２は、２×２元スイッチまたはｌＸＺ光スイ
ッチを用いて入力導波路１５に直列に配置し、第４図ａ
中Ｃは直進状態を、Ｂは反射状態を示す。１５ｍは入力
信号光、１７ａは信号光、１６ａ、２１ａはクロストー
ク光である。

このような構成の本実施例は、ある出力ポート１３へ光
を出力したい場合、例えば第１図に示すＩＸ４光スイッ
チ８Ｃへ入力されている光を４×１光スイツチ１０ｂへ
出力したい場合、■×４光スイッチ８Ｃの中で４×１光
スイツチ１０ｂに接続されている元スイッチ、例えば光
スィッチ２１を反射状態つま、９Ｂにしておき、また他
の光スイッチ２０．２２を直進状態つま、９Ｃにしてお
く。

この状態において、入力導波路１５に入力された入力信
号光１５ａは、元スイッチ２０を直進して元スイッチ２
１で反射され、導波路１Ｔに入力される。このとき、光
スィッチ２０ではクロストーク光１６ａが生じて導波路
１６へ進む。

また、第４図すは前記ＪＸｌ光スイッチ１０ａ。

１０ｂ、１０ｅまたは１０ｄの一例を示す構成図である
。第４図すにおいて、２３は出力導波路、２４．２５，
２６．２７は導波路で、前記出力導波路２３に元スイッ
チ２８，２９．３０．３１を介在してそれぞれ接続する
。該光スィッチ２８゜２９．３０．３１は、２×２元ス
イッチを用いて出力導波路２３に直列に配置し、第４図
す中Ｃは直進状態をまたＢは反射状態を示す。２３ａは
出力信号光、２６ａは信号光、２４ａ、２５ｍ、２７ａ
、２８ａ、２９ａ、３０ａ、３１ａはクロストーク光、
３２，３３，３４．３５は導波路である。

このような構成の本実施例は、ある入力ポート１２の元
を出力したい場合、例えば第１図に示す１×４元スイッ
チ８Ｃの入力元を４×１党スイッチ１０ｂで出力したい
場合、４×１光スイツチ１０ｂの中で１×４光スイツチ
８Ｃに接続されている光スィッチ、例えば光スィッチ３
０を反射状態つまＪＢにしておき、また他の光スイッチ
２８，２９゜３１を直進状態つまシＣにしておく。

この状態において、導波路２６に入ってきた信号”Ｉｔ
　２６　ａは、光スィッチ３Ｇで反射されて出力導波路
２３に入）、該出力導波路２３に入った信号光２６ａは
、元スイッチ２８．２９を直進して出力信号光２３ａと
して取出される。このとき、元スイッチ２８，２９．３
０ではクロストーク光２８ａ、２９ａ、３０ａが生じる
が、これらは導波路３２，３３．３４へ分離される。ま
た、ｌ×４光スイッチ８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄで生じて
４×１元スイッチ１０ｃへ入ってきたクロストーク光２
４　ｍ、　　２５　ｍ、　　２７　ａは、光スィッチ２
８゜２９．３０が直進状態つまシＣになっているため、
それぞれ導波路２４，２５．２７から導波路３２゜３３
．３５へ分離される。

したがって、入力ポート１２側の１×４元スイッチＲｈ
、８ｂ、８ｃ、８ｄで出力ポート１３を指定した場合、
指定した出力ポート１３側の４×１元スイッチ１０　ａ
、　　１０　ｂ、　　１０　ｃ、　　１０　ｄでは、六
光してくる入力ポート１２に対応した元スイッチ２８，
２９．３０または３１を反射状態つｔ！！７Ｂにする必
要があシ、一方その他の元スイッチ２Ｂ、２９．３０或
いは３１は全て直進状態つまシＣでよい。すなわち、１
つの組合わせに対して光スイッチ２０，２１，２２，２
８，２９，３０゜３１の内２個を反射状態つま、９Ｂに
すればよいため、光マトリツクススイッチ全体で光スィ
ッチ２０゜２１．２２．２Ｂ、２９，３０，３１の内Ｎ
Ｘ２個を反射状態つｌ）Ｈにすればよい。尚、本実施例
ではＮ＝４とする。

第５図ａ、　　ｂは前記ＩＸ４光スイッチ８ａ、３ｂ。

８ｃ、８ｄの他の一例を示す要部構成図である。

すなわち、第４図ａ、　　ｂに示す導波路１６〜１Ｂま
たは２４〜２７等にｏｎ−ｏｆｆ型元ス光スィッチ。

３７を設け、クロストーク光１６ａ、１８ａ及び２４１
Ｌ〜３１＆の直進を遮断しようとするものであシ、ｏｎ
−ｏｆｆ型光スイッチ３６．３７の消光此方だけ第４図
ａ、　　ｂに示す実施例よシ消光比が改善される。

したがって、例えば第５図ａに示す如く元スイッチ２０
が直進状態つま５Ｃとなっている場合、ｏｎ−ｏｆｆ型
光スイッチ３６をｏｆｆにしてクロストーク光１６ａを
遮断する。また第５図すに示す如く光スィッチ２１が反
射状態つまシＢとなっている場合は、ｏｎ−ｏｆｆ型光
スイッチ３７をｏｎにして信号光１７ａを通す。

第６図ａは前記ＩＸ４光スイッチ１３ａ、８ｂ。

８ｃ、８ｄの他の一例を示す構成図である。第６図ａに
おいて、３８は入力導波路、３９，４０゜４１．４２，
４３．４４は導波路で、第６図８に示す如く光スイッチ
４５，４６．４７を介在してそれぞれ接続する。該光ス
ィッチ４５，４６，４７゜には、２Ｘ２光スイツチまた
は１×２光スイツチを使用し、第６図ａ中Ｂは反射状態
を示す。３８ａは入力信号光、３９ａ、４２ａは信号光
、４５ａ。

４６ａ、４７ａはクロストーク光である。

このような構成の本実施例は、ある出力ポート１３へ元
を出力したい場合、例えば第１図に示す１×４元スイッ
チ８Ｃへ入力されている光を４ｘ１元スイッチ１０ｂへ
出力したい場合、１×４光スイツチ８Ｃの中で４Ｘｌ光
スイツチ１０ｂに接続されている光スィッチ、例えば元
スイッチ４５を反射状態つまシＢにすると共に他の光ス
ィッチ４６．４７も反射状態つま！５ＢＫしておく。

この状態において、入力導波路３Ｂに入力された入力信
号光３８ａは、元スイッチ４５で反射されて信号光３９
ａとなシ、該信号光３９ａはさら明細書の浄書（内容に
変更なし） に党スイッチ４６で反射され、導波路４２に入って信号
光４２＆となる。このとき、元スイッチ４５ではクロス
トーク光４５＆が生じて導波路４０へ進み、さらに元ス
イッチ４γで反射されて導波路４３へ入る。また、元ス
イッチ４Ｂではクロストーク光４６ｍが生じて導波路４
１へ入る。

したがって、下記−する表工に示す如く、元スイッチ４
５の動作状態と元スイッチ４６．４７の動作状態との組
合わせによシ、出力される導波路４１゜４２．４３また
は４４が選択される。

表　■ 尚、表■に示す如く光スイッチ４６．４７は同一動作で
よいことがわかる。

第６図すは前記４Ｘ１光スイツチ１０　＆、　　１０ｂ
。

ＩＱｃ、１０ｄの他の一例を示す構成図である。

第６図すにおいて、４８は出力導波路、４９，５０゜５
１．５２．５３，５４，５５，５６．５７は導波路で、
光スイッチ５８，５９．６０を介在して第６図、ｂに示
す如くそれぞれ接続する。該光スィッチ５８，５９．６
０には、２×２光スイツチを使用し、第６図す中Ｂは反
射状態を、またＣは直進状態を示す。４８ａは出力信号
光、５０ｍ、５３ａは信号光、５１ａ、５２ｍ、５４ａ
、５６ｍ。

５７ａはクロストーク光である。

このような構成の本実施例は、ある入力ポート１２０元
を出力したい場合、例えば第１図に示すｌＸ４元スイッ
チ８ｃの入力光を４×１光スイツチ１０ｂへ出力したい
場合、４×１光スイツチ１゜ｂの中でｌＸ４元スイッチ
８ｃに接続されている光スィッチ、例えば光スイッチ５
９．６０を反射状態つｔ）Ｂにしておき、また他の光ス
ィッチ５８を直進状態つまシＣにしておく。

この状態において、導波路５３に入ってきた信号光５３
ｍは、光スィッチ６０で反射されて信号光５０ａとなシ
、該信号光５０ａは光スイッチ５８を直進して出力導波
路４８に入力、出力信号光４８ａとして取出される。こ
のとき、元スイッチ５８゜６０ではクロストーク光５８
　ａ、　　６０　ａが生じるが、これはそれぞれ導波路
５６．５７へ分離される。また、ＩＸ４光スイッチ８３
〜８ｄから入ってきたクロストーク光ｓｉａ、５２ａ、
５４ａについて下記すると、クロストーク光５１ａは光
スィッチ５９が反射状態つま、９Ｂになっているために
導波路５５へ分離され、クロストーク光５２ａは元スイ
ッチ５９が反射状態つまりＢになっているために導波路
４９へ進み、さらに光スィッチ５８が直進状態つまシＣ
になっているために導波路５６へ入力分離され、クロス
トーク光５４ａは光スィッチ６０が反射状態つま５Ｂに
なっているために導波路５７へ分離される。

したがって、下記する表■に示す如く、光スィッチ５８
の動作状態と光スイッチ５９，６Ｇの動作状態との組合
わせにより、入力される導波路５１゜５２．５３または
５４が選択される。

ここで、光スイッチ５９．６０は表■に示す如く同一動
作でよいことがわかる。

尚、前記した実施例では４×４元マトリックススイッチ
金構成したが、複数個ＮのＮｘＮ元マトリックススイッ
チｔｍ成することができる。また、第６図ａ、ｂに示す
ように元スイッチを配列する場合、元スイッチの段数ｎ
３は、ｎｓ　＝ｌｏｇ２Ｎとなる。ただし、Ｎ＝２．４
．８・・・・・・・・・である。

さらに、第５図ａ、ｂに示すように光スィッチを配列す
る場合に比べて、第６図ａ、　　ｂに示すように元スイ
ッチを配列する場合の方が、ｌＸＮｉスイッチやＮＸ１
元スイッチの長さを短かくすることができる。これは、
第５図ａ、ｂに示すように元スイッチ２０〜２２或いは
２８〜３１ｔ−必ず１列に並べる必要があるのに対して
、第６図ａ、　　ｂに示すように光スイツチ４５〜４７
或いは５８〜６０を横に順次導して並べることができる
ためである。つまシ、１１固の元スイッチ、４５或いは
５８に対して２個の光スイッチ４６．４７或いは５９゜
６０を横に並べ、順次導波路４１，４２，４３゜４４等
を偶数倍に増して並べることができるためである。

〔発明の効果〕

前記した如く、本発明に係る元マトリックススイッチに
よれば、入力側に設けた複数個Ｎのｌ×Ｎ党スイッチと
、出力側に設けた複数個ＮのＮ×Ｆ元スイッチとを接続
体で組合わせて接続することによって、時分割動作のと
きだけでなく、全動作時においても信号光とクロストー
ク光とが重合わないため、あらゆる出力ボートと入力ボ
ートの組合わせが同時にすることができ、また１個の元
スイッチの消光比をｒとするど、全ＮＸＮ光マトリツク
ススイッチの消光比Ｒは、最悪でＲ＝＝２ｒ十１０　ｌ
ｏｇ（Ｎ−１）−１０ｘＮ　ｌｏｇ（１−１０Ｋｏ）と
なシ、ここで、ｒ＝−２５ｄＢであれば、Ｎ＝１００と
しても、Ｒ＝−２８ｄＢは確保できる効果がある。

さらに、前記構成を有する本発明によれば、動作速度は
、光スィッチの動作速度によ）決まシ、電気光学（ＥＯ
）型スイッチを用いた場合、１ｍＩ！近くが得られ、ま
た従来例に用いる光スィッチの数と同じ数の光スィッチ
で構成できる効果がある。

また、αｎ−ｏｆｆｎ−スイッチを１×Ｎ光スイッチと
ＮＸ１元スイッチ間に接続することにょシ、例えば前記
ｏｎ−ｏｆｆ型元スイッ型金スイッチ２×２元マトリッ
クススイッチを構成した場合、１＠の元スイッチの消光
比が、ｒ＝１５ｄＢでちると、全２×２光マトリツクス
スイツチの消光比Ｒが、Ｒ＝４５ｄＢとなる有意義な効
果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は４ｘ４元マトリックススイッチニ応用した場合
の本発明に係る光マトリツクススイッチの一実施例を示
す構成図、第２図１−、−ｇは従来の元マトリックスス
イッチのスイッチング機構を説明する要部説明図、第３
図は従来例の構成図、第４図ａは本発明の一実施例に使
用する１×４元スイッチの一例を示す構成図、第４図す
は本発明の一実施例に使用する４Ｘｌ光スイツチの一例
を示す構成図、第５図ａ、　　ｂは本発明の一実施例に
使用するＩＸ４光スイッチの他の一例を示す構成図、第
６図ａは本発明の一実施例に使用する１×４光スイツチ
の他の一例を示す構成図、第６図すは本発明の一実施例
に使用する４×１元スイッチの他の一例を示す構成図で
ある。 ８　ａ、　　８　ｂ、　　８　ｅ、　　８　ｄ−Ｉ　Ｘ
４光スイツチ９・−・？トリックス　１０ａ、１０ｂ、
１０ｃ、１０ｄ−・・４Ｘ１光スイツチ　１１・・・マ
トリックス　１２・・・入力ポート　１３・・・出力ボ
ート　１４・・・接続体２０、２１．２２．２８．　２
９．３０．３１・・・光スィッチ　２Ｇ、２１；元スイ
ッチ　３６．３７−　ｏｎ−ｏｆｆ型党ス光スィッチ５
．　４６．　４７．５８゜５９．６０・・・光スィッチ 特許比　願人　　沖電気工業株式会社 代理人　弁理士　　金　倉　喬　二 ＠　１１ｍ ８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ・　ｉ　Ｘ４光スイツチ９・・
・マトリックス １０ａ、１０ｂｔｌＯｃ、１０ｄ−”４ｘｌ光スイツチ
１１・・・マトリックス １２・・・入力ポート １３・・・出力ボート １４・・・接続体 手続補正書（方式） 昭和６０年６月３日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、入力側に設けた複数個Ｎの１×Ｎ光スイッチと、出
   力側に設けた複数個ＮのＮ×１光スイッチとを接続体で
   組合わせて接続し、前記１×Ｎ光スイッチとＮ×１光ス
   イッチ間に必要に応じてｏｎ−ｏｆｆ型光スイッチを接
   続したことを特徴とする光マトリックススイッチ。