JP2001512246A - 少なくとも一つのゲートを含む、縦続接続された光学スイッチ - Google Patents

少なくとも一つのゲートを含む、縦続接続された光学スイッチ

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JP2001512246A
JP2001512246A JP2000505544A JP2000505544A JP2001512246A JP 2001512246 A JP2001512246 A JP 2001512246A JP 2000505544 A JP2000505544 A JP 2000505544A JP 2000505544 A JP2000505544 A JP 2000505544A JP 2001512246 A JP2001512246 A JP 2001512246A
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cascaded
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    • H04QSELECTING
    • H04Q11/00Selecting arrangements for multiplex systems
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    • H04Q11/0005Switch and router aspects

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)

Abstract

(57)【要約】 本発明は、一つの入力経路、いくつかの出力経路、各々1以上の光学スイッチまたはスプリッタを含む1以上のスイッチまたはスプリッタステージ、及び入力経路からの少なくとも一つの出力経路を光学的に切断するための少なくとも一つのゲートを、少なくとも含む(縦続接続された)光学スイッチに関連する。本発明に従う縦続接続されたスイッチはコンパクトであり、減少された複雑性及び改善された挿入減衰を示す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一つの入力経路、いくつかの出力経路、各々1以上の光学スイッチ
またはスプリッタを含む1以上の(好ましくは2以上)のスイッチまたはスプリッ
タステージ、及び入力経路から少なくとも一つの出力経路を光学的に切断するた
めの少なくとも一つのゲートを少なくとも含む(縦続接続された)光学スイッチに
関連する。
【0002】
【従来の技術】
この様な、縦続接続された光学スイッチは、E.J.Murphy著、「Enhanced perfo
rmance switch arrays for optical switching network」、第8回European Conf
erence on Integrated Optics会報、2-4Aril 1997,ページEFD5-1/563~EFD5-4/56
6より知られている。該出版物の図3bは、その入力ステージにおいて、各々が 1つの入力経路からなり、第1ステージが受動3dBスプリッタからなり、第2ステ
ージが2つの「ダンプ」又は信号切断スイッチからなり、第3ステージが2つの
1x2スイッチからなる4つの縦続接続された1x4スイッチ及び4つの出力経路から
なる、厳密に無遮へいの4x4スイッチマトリックスを示す。
【0003】 ダンプスイッチステージは、いくつかの又は全ての信号経路が、それらがその
一部と成っているネットワークから、光学的に切断されることを可能にする。全
ての信号の切断は、例えば、4x4スイッチマトリックスの再配置接続の際、又は
診断のために必要となるであろう。
【0004】 WO96/08932の図1は、ツリー構造の(すなわち縦続接続された)1x8光学スイッ
チを示し、そこでは各々の出力経路が、出力に最も近い1x2スイッチの状態の関 数として、前記出力を選択的に遮へい又は遮へい解除とするためのゲートが割り
付けられている。入力からの全ての出力の切断は、上述の再配置の際に必要とさ
れるものであるが、全ての出力を遮断するように8つのゲート全てを起動させる
ことにより達成され得る。
【0005】 縦続接続されたスイッチのもう一つの例は、本特許出願における図1に示され
る。この縦続接続されたスイッチは、1つの入力経路(4)、1つの熱光学的1x2ス
イッチ(すなわち2つのヒーター素子が備えられたY-ジャンクションスイッチ)
から成る第一スイッチステージ(1)、2つの熱光学的1x2スイッチから成る第2ス
イッチステージ(2)(第一及び第2ステージは一つの1x4スイッチを形成)、4つ
のゲート(6;この場合は熱光学的2x1スイッチ)から成る第3ステージ(3)及び
4つの出力経路(5/5)を含む。やはり、入力からの全ての出力の光学的切断は、 全ての出力を遮断するように4つのゲート全てを起動させることによってのみ達
成され得る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
第1段落で述べたような、縦続接続されたスイッチのゲート数及び電力消費を 減少させることが本発明の目的である。
【0007】
【課題を解決するための手段】
該目的は、ゲートを(縦続接続された)スイッチの入力経路に、又はその近く
に配置することにより達成され、ここではゲートは専ら偏光補償器として使用さ
れるのではなく、及び/又はスイッチの(全ての)出力経路から入力経路を光学的 に切断ために働く。
【0008】 従って、各々の出力経路におけるゲートの必要性はもはや存在せず、かつ、例
えば、1xNの縦続接続されたスイッチにおいて、ゲート数の減少は((N-1/N))に達
し、これは、1x8の縦続接続されたスイッチでは87.5%の減少を意味する。また、
電力消費の減少及び縦続接続されたスイッチを動かすのに必要な電気接点数の減
少はゲート数の減少と同等である。
【0009】 好適な実施態様において、ゲートは入力経路に最も近いステージのスイッチに
集積される。その様にすることにより、縦続接続されたスイッチの長さは、遮断
動作の有効性が減少することなく、相当に減少される。しかしながらより重要な
ことに、縦続されたスイッチの挿入減衰量が、ある例において、40%以上減少 した。あるいは、長さのこの減少は更なる素子(例えば漏話を抑止するための手 段)の付加のために用いられ得る。
【0010】 前述の集積を達成する非常に効果的な方法は、入力経路に最も近いステージの
1又は複数の光学スイッチが1x (P+1)スイッチである所の実施態様によるもので あり、一方、残りのステージにおける光学スイッチ又はスプリッタは1xPスイッ チ又は1xPスプリッタである。これらの例において、入力経路に最も近いステー ジにおける1又は複数のスイッチの(P+1)出力の一つはゲートとして作用する。こ
のより圧縮されたデザインはより高密度(1cm当たりより多くの入力及び出力ポ
ート)のディバイスを提供し、減少されたディバイスの長さにより、挿入減衰の 一層更なる減少をもたらす。さらに作動手段の数(即ち熱光学スイッチのための 加熱素子及び電気光学スイッチのための電極)は、このデザインにおいてさらに 減少される。好ましくは、Pは2〜3であり、これは、この場合既存の及び検証さ
れた素子が使用されうるからであり、これは信頼性を改善しコストを減少させる
【0011】 このような実施態様の好ましい例は、図2に示される。第1スイッチステージ(
1)は、縦続接続されたスイッチの出力経路(5)のとなりで終結するゲート(7)を含
む1x3スイッチより成り、一方第2スイッチステージ(2)は2つの1x2スイッチか ら成り(それぞれが1x3スイッチの実際の出力の1つと接続されている)、従っ て1x4光学スイッチを形成する。図1に従った1x4スイッチとの比較は、本発明( 図2)が長さ、面積及びスイッチ数(7の代わりに3)のかなりの減少を可能にする
事を明確に示す。挿入減衰は3.5dBから2.5dBに、従って約30%減少された。
【0012】 ゲートと連結してアブソーバーを用いる事により、ゲートにおけるパワーは、
縦続接続されたスイッチの機能又はそれが集積されているネットワークに有害な
結果をもたらさないエネルギーの形(例えば熱)に変換される。該アブソーバーは
例えば金属から作られ得る。あるいは、ゲートにおけるパワーはスイッチが組み
付けられた基板に結合される。
【0013】 さらに、該ゲートは、光学スイッチの入力経路における信号の存在をモニター
する為に、又は、実に、さらに他の機能のために使用される事ができる。
【0014】 本発明は、少なくとも一つの上述した縦続接続された光学スイッチを含むNxM 光学スイッチマトリックスにさらに関連する(N及びMは独立した整数であり、 ある場合はNとMは等しい。)
【0015】 上で説明したように、すべての信号の切断は、例えばNxMスイッチマトリック スの再配置接続の間に必要であろう。加えて、それを通って信号が伝えられない
ところの、本発明に従いNxMスイッチマトリックスに含まれる各々の縦続接続さ れたスイッチは、NxMスイッチマトリックスの通常の操作の間、個々に切断され 得る。従って、スイッチマトリックス全体のパフォーマンスにおけるこのような
望まれない又は選択されない信号の影響は実質的に避けられる。
【0016】 好ましくは、本発明に従ったスイッチは熱光学デジタルスイッチである。ポリ
マーはこのようなスイッチを作るのに非常に好適であり、これは、あまり大きく
ない温度変化であっても屈折率の大きな変化を発生させ得るためである。
【0017】 本発明に従ったディバイスは、多くの種類の光通信ネットワークにおいて有利
に使用されうる。一般的に、光コンポーネントは、光源(レーザーダイオード)や
検出器などの光コンポーネントと直接結合されるだろうし、又は入力及び出力の
光ファイバー、通常グラスファイバーであるが、と連結されるだろう。
【0018】 集積された熱光学ディバイスは、例えば以下のように組み立てられるだろう。
導波路構造の下にガラス又はシリコン基板のような支持体がある。該基板上に以
下の連続層が認められうる:下層のクラッド層、コア層(ガイド層)及び上層のク
ラッド層。クラッド物質はガラス又は高分子物質でありうる。前述のクラッド層
はコア層の屈折率よりも低い屈折率を有する。該コア層は、実際の導波チャンネ
ル又は経路を含むが、無機又は高分子体物質から作られることができる。
【0019】 高分子コア層を使用した場合、高分子体クラッド層の使用が好適である。これ
らのすべて高分子体のディバイスにおいて、種々の層の物理特性を互いに調節す
る事は簡単であり、より安定なディバイスを与える。これらの層に使用されるポ
リマーはいわゆる光学ポリマーである。
【0020】 熱光学スイッチの操作がそれに基づくところの理論に関する詳細、及び好適な
物質及び製造方法の詳細のために、WO96/38756が参照されるだろう。
【0021】 上述より明確であるように、ゲートは縦続接続されたスイッチの出力経路から
入力経路を光学的に切断する為にまず作用する。ゲートのためのその他の好適な
表現は、たとえばシャッター及びアイドルポート(なかんずくその構成に依存し て)である。好適な構成物は、例えば追加の分岐、遮断導波路及びMach-Zehnder 干渉計である。
【0022】 (縦続接続された)スイッチのステージに含まれる該スイッチは、例えば1x2又 は1x3DOSスイッチ、2x2スイッチ、Mach-Zehnderスイッチ又は方向性結合スイッ チでありうる。
【0023】 本発明の構成の中で、入力経路における光学パワーの、前述の出力経路におけ
るパワーに対する比率が15dBよりも大きい場合又は、手元の出力における光学パ
ワーが、スイッチが集積されているシステムから要求されるレベルより下に低下
した場合のいずれにおいても、出力経路と入力経路が光学的に切断されると考え
られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR, NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,KE,L S,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL ,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR, BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,DK,E E,ES,FI,GB,GE,GH,GM,GW,HU ,ID,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR, KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,M D,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL ,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK, SL,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,US,U Z,VN,YU,ZW Fターム(参考) 2H079 AA06 AA12 CA05 DA07 EA05 EB05 EB15 EB27 2K002 AB01 AB05 BA13 CA06 EA10 EA14 EA16 EB06 EB09 HA11 5K069 AA16 AA17 DB07 DB33 EA23

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1つの入力経路、いくつかの出力経路、各々1以上の光学ス イッチ又はスプリッタを含む1以上のスイッチ又はスプリッタステージ、及び入 力経路から少なくとも一つの出力経路を光学的に切断するための少なくとも一つ
    のゲートを少なくとも含む光学スイッチにおいて、該ゲートが入力経路に又はそ
    の近くに配置され、かつ専ら偏光補償器として使用されるものでないことを特徴
    とする光学スイッチ。
  2. 【請求項2】 1つの入力経路、いくつかの出力経路、各々1以上の光学ス イッチ又はスプリッタを含む1以上のスイッチ又はスプリッタステージ、及び入 力経路から少なくとも一つの出力経路を光学的に切断するための少なくとも一つ
    のゲートを少なくとも含む光学スイッチにおいて、該ゲートが入力経路に又はそ
    の近くに配置され、かつスイッチの出力経路から入力経路を光学的に切断するよ
    うに働くことを特徴とする光学スイッチ。
  3. 【請求項3】 ゲートが入力経路に最も近いステージ中のスイッチ内に集積 されることを特徴とする、請求項1又は2に従う縦続接続された光学スイッチ。
  4. 【請求項4】 2以上のスイッチ又はスプリッタステージを含むことを特徴 とする、請求項1〜3の何れか1に従う縦続接続された光学スイッチ。
  5. 【請求項5】 入力経路に最も近いステージ中の1又は複数のスイッチが1x(P
    +1)スイッチであり、残りのステージ中の光学スイッチ又はスプリッタが1xPスイ
    ッチ又はスプリッタであることを特徴とする、請求項1〜4の何れか1に従う縦続
    接続された光学スイッチ。
  6. 【請求項6】 Pが2又は3であることを特徴とする、請求項5に従う縦続接続
    された光学スイッチ。
  7. 【請求項7】 請求項1〜6の何れか1に従う、少なくとも一つの縦続接続さ
    れた光学スイッチを含むNxM光学スイッチ。
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