JP2612930B2 - Optical switching method and device - Google Patents
Optical switching method and deviceInfo
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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、通信分野において、光の高速性、広帯域性
を利用して、高速・非同期の光信号を光のままで交換す
る光交換方法及びその装置に関するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to an optical switching method for exchanging high-speed and asynchronous optical signals as they are in the field of communications by utilizing high-speed and broadband characteristics of light. And its device.
（従来の技術） 従来は、情報フィールドと、情報フィールドの経路指
定のためのルーティング情報からなるセルを、電気信号
として電気的に自己ルーティングを行なうようにした方
法が提案されていたが、最近、より新しい技術として注
目されているのが、いわゆる光ATM（Asyncronous Trans
fer Mode）交換方法である。この方法では、光スイッチ
ノードをルーティング情報光により駆動し、光のセルを
交換することによって、高速化を図ろうとするものであ
る。(Prior Art) Conventionally, a method has been proposed in which a cell including an information field and routing information for routing the information field is electrically self-routed as an electric signal. What is attracting attention as a new technology is the so-called optical ATM (Asyncronous Trans
fer Mode) is an exchange method. In this method, an optical switch node is driven by the routing information light, and an optical cell is exchanged to increase the speed.
第２図は、このような光ATM交換の原理を説明するた
めの図である。第２図において、N11〜N1mは第１段目の
光スイッチノード、N21〜N2nは第２段目の光スイッチノ
ード、N31〜N3mは第３段目の光スイッチノードである。
λ０の波長で入線された情報フィールド光からなるセル
には、各段の光スイッチノードにおける出線を決定する
ための波長λx,λy,λｚのルーティング情報光が多重さ
れる。第１段目の光スイッチノードN11〜N1mでは波長λ
ｘのルーティング情報光により対応する出線が、また、
第２段目の光スイッチノードN21〜N2nでは波長λｙのル
ーティング情報光により対応する出線が、さらに、第３
目の光スイッチノードでは波長λｚのルーティング情報
光により対応する出線がそれぞれ決定される。FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of such optical ATM exchange. In FIG. 2, N11 to N1m are first-stage optical switch nodes, N21 to N2n are second-stage optical switch nodes, and N31 to N3m are third-stage optical switch nodes.
A routing information light of wavelengths λx, λy, λz for deciding an outgoing line at each stage of the optical switch node is multiplexed in a cell composed of information field light input at a wavelength of λ0. In the first-stage optical switch nodes N11 to N1m, the wavelength λ
The corresponding outgoing line by the routing information light of x
At the second-stage optical switch nodes N21 to N2n, a corresponding output line by the routing information light having the wavelength λy is further changed to a third output line.
In the optical switch node of the eye, a corresponding outgoing line is determined by the routing information light having the wavelength λz.
第３図は、従来例を示す第２図の第１段目の光スイッ
チノードN11の構成図である（他の光スイッチノードも
同一構成）。光スイッチノードN11は、上記したよう
に、波長λx,λy,λｚのルーティング情報光が多重され
たセルから、波長λｘのルーティング情報光だけを波長
フィルタN11aで分離する。この分離した波長λｘのルー
ティング情報光は、波長フィルタN11bを透過し駆動回路
N11cの所定の入力部に入力され、電気信号に変換され
る。この電気信号により光スイッチN11dを駆動すること
により、波長λ０の情報フィールド光と波長λｙ並びに
λｚのルーティング情報光を所望の出線に切り換え、バ
ッファ部N11eを介して次段の光スイッチノードに出力す
る。FIG. 3 is a configuration diagram of a first-stage optical switch node N11 in FIG. 2 showing a conventional example (the other optical switch nodes have the same configuration). As described above, the optical switch node N11 separates only the routing information light having the wavelength λx from the cell in which the routing information light having the wavelengths λx, λy, λz is multiplexed by the wavelength filter N11a. The separated routing information light having the wavelength λx passes through the wavelength filter N11b and passes through the driving circuit.
The signal is input to a predetermined input unit of N11c and is converted into an electric signal. By driving the optical switch N11d with this electric signal, the information field light of the wavelength λ0 and the routing information light of the wavelengths λy and λz are switched to desired outgoing lines and output to the next-stage optical switch node via the buffer unit N11e. I do.
第４図は、第３図における光スイッチN11dの構造例を
示す図である。この例は入出力ｍ×ｍの場合であり、第
４図の（ａ）は、ｍ×ｍのマトリクススイッチ（S11〜S
44）によるもの、第４図の（ｂ）は、１×ｍスイッチを
ｍ個並列に配置したものである。（P0〜P15は出力ポー
トを示している）。これらのスイッチは、通常２×２の
方向性結合器を多段に組み合わせて構成でき、同一基板
上に光導波路により構成する光IC型等が考えられる。ま
た、スイッチング動作は、光導波路の結合部の光学的性
質（例えば、複屈折）を電圧の印加により変化させるこ
とによって行なわれる。FIG. 4 is a diagram showing a structural example of the optical switch N11d in FIG. This example is a case of input / output m × m, and FIG. 4A shows an m × m matrix switch (S 11 to S 11 ).
44 ), FIG. 4 (b) shows an arrangement in which m 1 × m switches are arranged in parallel. (P0 to P15 indicate output ports). These switches can usually be configured by combining 2 × 2 directional couplers in multiple stages, and an optical IC type or the like configured by an optical waveguide on the same substrate can be considered. The switching operation is performed by changing the optical property (for example, birefringence) of the coupling portion of the optical waveguide by applying a voltage.
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来の光ATM交換方法では入線数
×出線数の光スイッチの点数は、製作上の困難性から高
々10程度に制限され、交換すべき通話路数の増加に伴な
い、自己ルーティグモジュールを構成する光スイッチの
段数を増加せざるを得ない。そのため、ハードウェアの
構成が複雑になるばかりでなく、接続段数の増加によっ
て光損失も増加するので、取り扱い得る通話路数には限
界があった。(Problems to be Solved by the Invention) However, in the above-described conventional optical ATM switching method, the number of optical switches of the number of incoming lines × the number of outgoing lines is limited to at most about 10 due to manufacturing difficulties, and the communication path to be replaced As the number of optical switches increases, the number of optical switches constituting the self-routing module must be increased. This not only complicates the hardware configuration, but also increases the optical loss due to the increase in the number of connection stages, so that the number of call channels that can be handled is limited.
さらに、ルーティング情報光を一旦電気信号に変換し
て、電気的に光スイッチを駆動するように構成されるた
め、スイッチング速度は、駆動回路N11cの受光素子の応
答速度に制限され、十分な高速化は期待できないという
のが実状であった。また、高速化を実現するためには、
ルーティング情報光を光のままで利用してスイッチを切
り換える全光型スイッチノードが必要となるが、現状で
は未だ実現されたという報告はなされていない。Furthermore, since the configuration is such that the routing information light is once converted into an electric signal and the optical switch is electrically driven, the switching speed is limited to the response speed of the light receiving element of the drive circuit N11c, and the speed is sufficiently increased. In fact, it was impossible to expect. Also, in order to achieve high speed,
An all-optical switch node that switches using the routing information light as it is is needed, but at present there has been no report that it has been realized.
本発明の目的は、かかる事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、光の高速性、広帯域性を利用して、
光のままで極めて多数の高速・非同期の光信号セルを自
己ルーティング交換でき、音声、画像等のデータを低速
から高速までの広範囲な速度の多くの通信メディアを統
合的に処理し得る光交換方法及びその方法を実現するた
めの装置を提供することにある。The object of the present invention has been made in view of such circumstances, and the object is to utilize the high speed and broadband characteristics of light,
An optical switching method capable of self-routing and switching a large number of high-speed and asynchronous optical signal cells in the light as it is, and processing voice, image, and other data in a wide range of communication media from a low speed to a high speed. And an apparatus for realizing the method.
（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、請求項（１）では、情報フ
ィールド光の通話路をルーティング情報光を用いて交換
する光交換方法において、前記ルーティング情報光に所
定の波長を用い、この使用波長に応じて空間光変調素子
の書込み面における前記ルーティング情報光の照射領域
を異なるように設定しておき、前記ルーティング情報光
を前記空間光変調素子の書込み面の所定の領域に照射し
て書込み、前記情報フィールド光を前記ルーティング情
報光の書込み領域に対応する前記空間光変調素子の読出
し面に照射して、前記情報フィールド光を所定の偏波状
態として読出すようにした。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, according to claim (1), in an optical switching method for switching a communication path of an information field light by using a routing information light, a predetermined method is used for the routing information light. Using a wavelength, the irradiation area of the routing information light on the writing surface of the spatial light modulator is set differently according to the wavelength used, and the routing information light is set to a predetermined value on the writing surface of the spatial light modulator. Irradiating an area to write, irradiating the information field light to a reading surface of the spatial light modulator corresponding to the writing area of the routing information light, and reading the information field light in a predetermined polarization state. did.
また、請求項（２）では、通話路を伝搬された所定波
長の情報フィールド光と、該情報フィールド光と異なる
波長のルーティング情報光とからなるセル光を入射し、
情報フィールド光とルーティング情報光とを分離する光
分離手段と、書込み面へのルーティング情報光の照射状
態に応じて読出し面へ照射された情報フィールド光の偏
波状態を変化させて反射する空間光変調素子と、前記光
分離手段により分離されたルーティング情報光をその波
長毎に異なる所定の領域を通過させて、前記空間光変調
素子の書込み面の所定の領域に照射させる波長フィルタ
と、前記空間光変調素子の読出し面で反射された情報フ
ィールド光のうち、前記書込み面へルーティング情報光
が照射されたときの偏波状態の情報フィールド光のみを
透過させる検光子とからなる光自己ルーティングスイッ
チと、前記光分離手段による情報フィールド光を当該情
報フィールド光と分離されたルーティング情報光が書込
まれた前記空間光変調素子の書込み面と対応した読出し
面の所定の領域に照射するように案内する情報フィール
ド光案内部とを備えた。Further, in claim (2), a cell light composed of an information field light of a predetermined wavelength propagated through a communication path and a routing information light of a different wavelength from the information field light is incident,
Light separating means for separating the information field light and the routing information light, and spatial light for reflecting by changing the polarization state of the information field light applied to the readout surface in accordance with the irradiation state of the routing information light to the writing surface A modulating element, a wavelength filter that allows the routing information light separated by the light separating means to pass through a predetermined area different for each wavelength, and irradiates a predetermined area on a writing surface of the spatial light modulation element; An optical self-routing switch comprising: an analyzer that transmits only information field light in a polarization state when the routing information light is applied to the writing surface, out of the information field light reflected on the reading surface of the light modulation element; and The spatial light on which the routing information light separated from the information field light by the light separating means is written. And a information field light guiding portion for guiding so as to irradiate a predetermined region of the reading surface corresponding with the writing surface of the regulating element.
（作 用） 請求項（１）によれば、所定の波長を有するルーティ
ング情報光は、その波長に対応して設定された空間光変
調素子の書込み面の所定の領域に照射されて書込まれ
る。一方、情報フィールド光は、ルーティング情報光の
書込領域に対応した前記空間光変調素子の読出し面に照
射される。これにより、読出し面に照射された情報フィ
ールド光は、所定の偏波状態に保持されて、前記書込み
領域に対応する通話路に出射される。(Operation) According to claim (1), the routing information light having a predetermined wavelength is applied to a predetermined area of the writing surface of the spatial light modulation element set corresponding to the wavelength to be written. . On the other hand, the information field light is applied to the readout surface of the spatial light modulator corresponding to the write area of the routing information light. As a result, the information field light applied to the read surface is maintained in a predetermined polarization state and emitted to the communication path corresponding to the write area.
また、請求項（２）によれば、通話路を伝搬してきた
セル光は、光分離手段に入射し、そのセル光を構成する
情報フィールド光とルーティング情報光とが分離され
る。光分離手段で分離されたルーティング情報光は、波
長フィルタに入射して、その波長の通過可能領域を通過
して空間光変調素子の所定の領域に照射され、この照射
領域に書込まれる。According to claim (2), the cell light propagating through the communication path enters the light separating means, and the information field light and the routing information light constituting the cell light are separated. The routing information light separated by the light separating means enters a wavelength filter, passes through a passable region of the wavelength, irradiates a predetermined region of the spatial light modulator, and is written into this irradiation region.
一方、光分離手段で分離された情報フィールド光は、
情報フィールド光案内部により所定の経路を案内され、
空間光変調素子の読出し面のうち、前記ルーティング情
報光が書込まれた領域に対応する所定の領域に照射され
る。これにより、情報フィールド光は、所定の偏波状態
とされて反射される。次いで、反射された情報フィール
ド光は、検光子に入射し、この検光子を透過して、ルー
ティング情報光の書込み領域に対応した通話路に出射さ
れる。On the other hand, the information field light separated by the light separating means is:
A predetermined route is guided by the information field light guide section,
A predetermined area corresponding to the area where the routing information light is written is irradiated on the readout surface of the spatial light modulator. As a result, the information field light is reflected in a predetermined polarization state. Next, the reflected information field light enters the analyzer, passes through the analyzer, and is emitted to the communication path corresponding to the writing area of the routing information light.
（実施例） 第１図は、本発明に係る光交換方法を採用した光交換
装置の第１の実施例を示すもので、第１図の（ａ）は全
体の構成図、第１図の（ｂ）はその動作状態を概念的に
示した図である。第１図において、10は入線、11は出
線、12は光の情報の単位ブロックであるセル光、13はダ
イクロイックミラー（光分離手段）、14は光自己ルーテ
ィングスイッチ、15,17は円筒形レンズ、16は情報フィ
ールド光案内部、18は入線10の通話路列、19は出線11の
通話路列である。(Embodiment) FIG. 1 shows a first embodiment of an optical switching apparatus adopting the optical switching method according to the present invention. FIG. 1 (a) is an overall configuration diagram, and FIG. (B) is a diagram conceptually showing the operation state. In FIG. 1, 10 is an incoming line, 11 is an outgoing line, 12 is a cell light which is a unit block of optical information, 13 is a dichroic mirror (light separating means), 14 is an optical self-routing switch, and 15 and 17 are cylindrical. A lens, 16 is an information field light guide, 18 is a communication line array of the incoming line 10, and 19 is a communication line array of the outgoing line 11.
セル光12は、波長λ０の情報フィールド光12aと、情
報フィールド光12aと異なる波長λｘ（ｘ＝1,2……，本
実施例ではλ１〜λ４）を有し、情報フィールド光12a
の交換先通話路を指定するためのルーティング情報光12
bとから構成されている。The cell light 12 has an information field light 12a having a wavelength λ0 and a wavelength λx (x = 1, 2,..., Λ1 to λ4 in this embodiment) different from the information field light 12a.
Routing information for specifying the destination communication path
b.
タイクロイックミラー13は、通話路を伝搬されてきた
セル光12を入射し、セル光12の構成要素である情報フィ
ールド光12aを入射方向と所定角度（例えば90゜）をも
った方向に反射し、ルーティング情報光12bを透過させ
て、情報フィールド光12aとルーティング情報光12bとを
分離する。The tiechroic mirror 13 receives the cell light 12 propagated through the communication path and reflects the information field light 12a, which is a component of the cell light 12, in a direction having a predetermined angle (for example, 90 °) from the incident direction. Then, the routing information light 12b is transmitted, and the information field light 12a and the routing information light 12b are separated.
光自己ルーティングスイッチ14は、空間光変調素子
（SLM）14aと、波長フィルタ群14bと、検光子14cとから
構成されている。The optical self-routing switch 14 includes a spatial light modulator (SLM) 14a, a wavelength filter group 14b, and an analyzer 14c.
空間光変調素子14aは、一面側が書込み面14awとし
て、他面側が読出し面14arとして構成され、書込み面14
awにおけるルーティング情報光12bの書込み領域に対応
する読出し面14arに照射され、検光子14cを通過した、
例えばｐ波の情報フィールド光12bの偏波面を入射状態
のまま保持して反射する。The spatial light modulator 14a is configured such that one surface side is configured as a writing surface 14aw and the other surface side is configured as a reading surface 14ar,
irradiating the readout surface 14ar corresponding to the write area of the routing information light 12b in aw and passed through the analyzer 14c,
For example, the polarization plane of the information field light 12b of the p-wave is reflected while being kept in the incident state.
波長フィルタ群14bは、空間光変調素子14aの書込み面
14awを、４行（段）に区分けするように当該書込み面14
aw上に装着された、通過波長帯域の異なる帯状の帯域通
過型波長フィルタ14b−１（波長λ１を通過）、14b−２
（波長λ２を通過）、14b−３（波長λ３を通過）及び1
4b−４（波長λ４を通過）からなり、通過波長帯域に相
当する波長のルーティング情報光12bを透過させて、書
込み面14awの所定の領域にそれぞれ照射させる。The wavelength filter group 14b is provided on the writing surface of the spatial light modulator 14a.
14aw so that the writing surface 14 is divided into four rows (columns).
aw, band-shaped wavelength filters 14b-1 (passing the wavelength λ1), 14b-2, which are band-shaped and have different pass wavelength bands.
(Pass wavelength λ2), 14b-3 (pass wavelength λ3) and 1
4b-4 (passing the wavelength λ4), the routing information light 12b having a wavelength corresponding to the passing wavelength band is transmitted and radiated to a predetermined area of the writing surface 14aw.
検光子14cは、空間光変調素子14aの読出し面14arと対
向するように配置され、情報フィールド光案内部16を案
内されてきた情報フィールド光12aから、ｐ波を検出し
て前記読出し面14arに照射させ、かつ、読出し面14arで
ｐ波のままで反射された情報フィールド光12aを通過さ
せて、出線11の通話路19−１〜19−４へそれぞれ出射す
る。The analyzer 14c is arranged so as to face the readout surface 14ar of the spatial light modulator 14a, detects a p-wave from the information field light 12a guided through the information field light guide section 16, and detects the p-wave on the readout surface 14ar. The information field light 12a is radiated and reflected on the readout surface 14ar as a p-wave as it is, and is emitted to the communication paths 19-1 to 19-4 of the outgoing line 11, respectively.
第５図は、上記空間光変調素子14aの構成例を模式的
に示した図である。FIG. 5 is a diagram schematically showing a configuration example of the spatial light modulator 14a.
第５図において、141a,141bはガラス等からなる透明
基板、142a,142bは透明電極、143は光伝導層、144は誘
電体多層膜ミラー、145は強誘電性液晶で、透明基板141
a,141b間に、透明基板141aの側から透明電極142a、光伝
導層143、誘電体多層膜ミラー144、強誘電性液晶145、
透明電極142bの順に積層、配設して、空間光変調素子14
aを構成している（光伝導層143と誘電帯多層膜ミラー14
4との間に遮光層を配置してもよい）。In FIG. 5, 141a and 141b are transparent substrates made of glass or the like, 142a and 142b are transparent electrodes, 143 is a photoconductive layer, 144 is a dielectric multilayer mirror, 145 is a ferroelectric liquid crystal, and the transparent substrate 141
a, 141b, from the side of the transparent substrate 141a, the transparent electrode 142a, the photoconductive layer 143, the dielectric multilayer mirror 144, the ferroelectric liquid crystal 145,
Laminated and arranged in the order of the transparent electrode 142b, the spatial light modulator 14
(a photoconductive layer 143 and a dielectric multilayer mirror 14)
4, a light-shielding layer may be arranged).
また、このように液晶145を用いて構成した空間光変
調素子14aは、いわゆるツィストテッド・ネマティック
（TN）方式を採用し、透明電極142aと142bへの電圧の印
加状態により、上記したような配向状態を保持するよう
になっている。Further, the spatial light modulator 14a constituted by using the liquid crystal 145 in this manner employs a so-called twisted nematic (TN) system, and the above-described orientation is obtained by applying a voltage to the transparent electrodes 142a and 142b. The state is maintained.
円筒形レンズ15は、ダイクロイックミラー13のルーテ
ィング情報光12bと透過側と光自己ルーティングスイッ
チ14の波長フィルタ群14b間に配置され、第１図の
（ｂ）に示すように、通話路列18の通話路18−１〜18−
４毎にルーティング情報光12bを波長フィルタ群14bの第
１行目〜第４行目までの１列を一様に照射する。これに
より、本実施例の場合、第１図の（ｂ）に示すように、
空間光変調素子14aの書込み面14awにおけるルーティン
グ情報光12bの書込み領域は、４×４の16領域に区分け
されている。The cylindrical lens 15 is disposed between the routing information light 12b and the transmission side of the dichroic mirror 13 and the wavelength filter group 14b of the optical self-routing switch 14, and as shown in FIG. Call paths 18-1 to 18-
For every four, the routing information light 12b is uniformly applied to one column from the first row to the fourth row of the wavelength filter group 14b. Thereby, in the case of the present embodiment, as shown in FIG.
The writing area of the routing information light 12b on the writing surface 14aw of the spatial light modulator 14a is divided into 4 × 4 16 areas.
情報フィールド光案内部16は、反射ミラー16a,16b
と、ハーフミラー16cとから構成され、ダイクロイック
ミラー13で分割された情報フィールド光12aを所定の経
路で、検光子14cに案内する。この案内経路は、案内す
る情報フィールド光12aが、分離されたルーティング情
報光12bの前記書込み面14awの書込み領域に対応する読
出し面14arに照射されるように構成されている。The information field light guide section 16 includes reflection mirrors 16a and 16b.
The information field light 12a divided by the dichroic mirror 13 is guided to the analyzer 14c along a predetermined path. The guide route is configured such that the information field light 12a to be guided is irradiated on the readout surface 14ar corresponding to the write area of the write surface 14aw of the separated routing information light 12b.
円筒形レンズ17は、空間光変調素子14aの読出し面14a
rで反射され、さらに検光子14c、ハーフミラー16cを透
過してきた情報フィールド光12aを集光して、所望の出
線11の通話路19−１〜19−４へ入射させる。本実施例の
場合、第１図の（ｂ）に示すように、空間光変調素子14
aの第１行目の各書込み領域に対応する読出し面14arで
反射された情報フィールド光12aは、出線11の通話路列1
9の通話路19−１へ集光される。同様にして、第２行目
の各書込み領域に対応する読出し面14arで反射された情
報フィールド光12aは通話路19−２へ、第３行目の書込
み領域に対応する読出し面14arで反射された情報フィー
ルド光12aは通話路19−３へ、第４行目の各書込み領域
に対応する読出し面で反射された情報フィールド光12a
は通話路19−４へそれぞれ集光される。The cylindrical lens 17 has a read surface 14a of the spatial light modulator 14a.
The information field light 12a reflected by r and further transmitted through the analyzer 14c and the half mirror 16c is condensed and made incident on desired communication lines 19-1 to 19-4 of the outgoing line 11. In the case of the present embodiment, as shown in FIG.
The information field light 12a reflected on the readout surface 14ar corresponding to each write area of the first row of the line a of the outgoing line 11
The light is condensed on the communication path 19-1 of 9. Similarly, the information field light 12a reflected on the readout surface 14ar corresponding to each write area of the second row is reflected to the communication path 19-2 by the readout face 14ar corresponding to the write area of the third row. The information field light 12a reflected on the read surface corresponding to each writing area in the fourth row is transmitted to the communication path 19-3.
Are focused on the communication paths 19-4, respectively.
次に、上記構成による動作を、第１図に基づき入線10
の通話路列18の通話路18−１から出線11の通話路列19の
通話路19−２へのルーティングを例に採り説明する。Next, the operation according to the above configuration will be described based on FIG.
The routing from the communication path 18-1 of the communication path row 18 to the communication path 19-2 of the communication path row 19 of the outgoing line 11 will be described as an example.
まず、通話路18−１を伝搬したセル光12は、ダイクロ
イックミラー13に入射する。このダイクロイックミラー
13において、セル光12を構成する波長λ０の情報フィー
ルド光12aは入射方向に対して90゜の方向に反射され、
波長λ２のルーティング情報光12bは透過し、これによ
り、情報フィールド光12aとルーティング情報光12bとが
分離される。First, the cell light 12 having propagated through the communication path 18-1 enters the dichroic mirror 13. This dichroic mirror
At 13, the information field light 12a of wavelength λ0 constituting the cell light 12 is reflected in a direction at 90 ° to the incident direction,
The routing information light 12b having the wavelength λ2 is transmitted, thereby separating the information field light 12a and the routing information light 12b.
分離されたルーティング情報光12bは、次に円筒形レ
ンズ15に入射し、その作用を受けて第１図の（ｂ）に示
すように、波長フィルタ群14bの図面に向かって左端側
（第１列）を一様に照射する。このうち、第２行目の波
長λ２の光を通過させる波長フィルタ14b−２を照射し
たルーティング情報光12bのみが、波長フィルタ群14bを
通過する。波長フィルタ14b−２を通過したルーティン
グ情報光12bは、空間光変調素子14aの書込み面14aw内の
当該波長フィルタ14b−２が装着された背面部分、即
ち、出線11の通話路18−２に相当する領域のみを照射し
て、ルーティング情報を書込む。The separated routing information light 12b then enters the cylindrical lens 15, and under the action thereof, as shown in FIG. 1 (b), as shown in FIG. Column) is evenly illuminated. Among them, only the routing information light 12b irradiated with the wavelength filter 14b-2 for passing the light of the wavelength λ2 in the second row passes through the wavelength filter group 14b. The routing information light 12b that has passed through the wavelength filter 14b-2 is applied to the back surface of the writing surface 14aw of the spatial light modulator 14a where the wavelength filter 14b-2 is mounted, that is, to the communication path 18-2 of the outgoing line 11. Only the corresponding area is irradiated, and the routing information is written.
一方、ダイクロイックミラー13で反射された情報フィ
ールド光12bは、情報フィールド光案内部16の反射ミラ
ー16a,16b及びハーフミラー16cを介して検光子14cに入
射する。検光子14cに入射した情報フィールド光12aは、
ｐ波が検出されて検光子14cを透過し、ルーティング情
報が書込まれた領域に相当する空間光変調素子14aの読
出し面14arを照射する。On the other hand, the information field light 12b reflected by the dichroic mirror 13 enters the analyzer 14c via the reflection mirrors 16a and 16b of the information field light guide 16 and the half mirror 16c. The information field light 12a incident on the analyzer 14c is
The p-wave is detected, passes through the analyzer 14c, and irradiates the readout surface 14ar of the spatial light modulator 14a corresponding to the area where the routing information is written.
次に、読出し面14arに照射されたｐ波の情報フィール
ド光12aは、ｐ波の状態を保持されたままで反射され、
検光子14cに再度入射し（入射方向が逆）、検光子14cを
そのまま透過する。検光子14cを透過した情報フィール
ド光12aは、円筒形レンズ17に入射して集光されること
により、所望の出線11の通話路19−２に情報フィールド
光12aが空間的に自己ルーティングされることになる。Next, the information field light 12a of the p-wave applied to the readout surface 14ar is reflected while maintaining the state of the p-wave,
The light enters the analyzer 14c again (the incident direction is reversed), and passes through the analyzer 14c as it is. The information field light 12a transmitted through the analyzer 14c is incident on the cylindrical lens 17 and condensed, so that the information field light 12a is spatially self-routed to the communication path 19-2 of the desired output line 11. Will be.
第６図は、本発明に係る光交換装置の第２の実施例を
示す構成図で、第６図の（ａ）は斜視図、第６図の
（ｂ）は側面図、第６図の（ｃ）は上面図である。な
お、図面を簡単にするために、光分離手段であるダイク
ロイックミラーは省略し、このダイクロイックミラーに
よってセル光12の情報フィールド光12aとルーティング
情報光12bが分離された後を模式的に示している。FIG. 6 is a block diagram showing a second embodiment of the optical switching device according to the present invention. FIG. 6 (a) is a perspective view, FIG. 6 (b) is a side view, and FIG. (C) is a top view. In order to simplify the drawing, a dichroic mirror serving as a light separating unit is omitted, and the dichroic mirror schematically illustrates a state after the information field light 12a and the routing information light 12b of the cell light 12 are separated. .
本第２の実施例と前記第１の実施例の異なる点は、分
離された情報フィールド光12a並びにルーティング情報
光12bの光自己ルーティングスイッチ14へ照射させるた
めの円筒形レンズ15、情報フィールド光案内部16及び光
自己ルーティングスイッチ14で読出された情報フィール
ド光12aを出線11の通話路列19に集光し導波させるため
の円筒形レンズ17の代わりに、光ファイバコード20で光
の配線を行なったことにある。The difference between the second embodiment and the first embodiment is that a cylindrical lens 15 for irradiating the separated self-routing switch 14 with the separated information field light 12a and the routing information light 12b, an information field light guide In place of the cylindrical lens 17 for condensing and guiding the information field light 12a read out by the unit 16 and the optical self-routing switch 14 to the communication line array 19 of the outgoing line 11, optical wiring is performed by an optical fiber code 20. Has been done.
このように、本第２の実施例は、レンズ系を除去する
構成としたので、空間的な光配線とした前記第１の実施
例の効果に加えて、より安定した光学系が実現できるの
で実用的である。As described above, in the second embodiment, since the lens system is removed, a more stable optical system can be realized in addition to the effect of the first embodiment in which the spatial optical wiring is provided. It is practical.
以上説明したように、第１及び第２の実施例によれ
ば、交換先の通話路を指定するルーティング情報光12b
に情報フィールド光12aとは異なる所定の波長を用い
て、ダイクロイックミラー13でセル光12の情報フィール
ド光12aとルーティング情報光12bを分離し、かつ、光書
込み・反射型空間光変調素子14aと、空間光変調素子14a
の書込み面14awの前面に装着した波長フィルタ群14と、
空間光変調素子14aの読出し面14arに対向するように配
置した検光子14cとからなる光自己ルーティングスイッ
チ14を用い、ルーティング情報光12bを空間光変調素子1
4aに書込み、これによって、読出し光である情報フィー
ルド光12aの通話路を交換するように構成されているた
め、光信号として伝達されてくる、極めて多数の高速・
非同期の通信情報を、光のままで、効率良く自己ルーテ
ィング交換を行なうことができる。As described above, according to the first and second embodiments, the routing information light 12b for specifying the communication path of the exchange destination
Using a predetermined wavelength different from the information field light 12a, the dichroic mirror 13 separates the information field light 12a and the routing information light 12b of the cell light 12, and the optical writing / reflection type spatial light modulator 14a, Spatial light modulator 14a
A wavelength filter group 14 attached to the front of the writing surface 14aw of
Using an optical self-routing switch 14 composed of an analyzer 14c disposed so as to face the readout surface 14ar of the spatial light modulator 14a, and routing information light 12b to the spatial light modulator 1
4a, whereby the communication path of the information field light 12a, which is the readout light, is exchanged.
It is possible to efficiently perform self-routing exchange of asynchronous communication information while keeping light.
なお、前述の第１及び第２の実施例では、光自己ルー
ティングスイッチを４×４の場合を例に採り説明した
が、これに限定されるものではなく、いわゆるＮ×Ｍの
Ｎ個の入力のいずれかに入線されたセル光を、Ｍ個の出
力のいずれかに出線するように構成できることはいうま
でもない。In the first and second embodiments described above, the optical self-routing switch is described as an example of 4 × 4. However, the present invention is not limited to this. It is needless to say that the cell light input to any of the above can be configured to output to any of the M outputs.
また、空間変調素子として、反射型の光書込み型のも
のを用いたが、透過型の光書込み型空間光変調素子を用
いても、本発明に係る光交換装置を構成できる。In addition, although the reflection type optical writing type is used as the spatial modulation element, the optical switching device according to the present invention can be configured by using a transmission type optical writing type spatial light modulation element.
（発明の効果） 以上説明したように、請求項（１）によれば、従来の
光ATM交換において、製作上の困難性から制限されてい
た入線数、出線数に対する数の制限を取り除くことがで
き、さらに、ルーティング情報光を、光電変換部である
駆動回路で一旦電気信号に変換して、電気的に光スイッ
チを駆動するという従来の方法と異なり、スイッチング
速度が光電変換部の応答速度に制限されないので、十分
な高速化が期待できる。また、その装置の構成も従来の
スイッチノードを多段に接続する自己ルーティングスイ
ッチに比べ大幅に簡略化できる。(Effect of the Invention) As described above, according to claim (1), in the conventional optical ATM exchange, the limitation on the number of incoming and outgoing lines, which is limited due to manufacturing difficulties, is eliminated. Further, unlike the conventional method in which the routing information light is once converted into an electric signal by a drive circuit, which is a photoelectric conversion unit, and the optical switch is electrically driven, the switching speed is the response speed of the photoelectric conversion unit. Since the speed is not limited to this, a sufficient speedup can be expected. Further, the configuration of the device can be greatly simplified as compared with a conventional self-routing switch that connects switch nodes in multiple stages.
従って、音声、画像、データ等の低速から高速までの
広範囲な速度の多くの様々な通信メディアを統合的に扱
う、将来的なATM伝達方式に適した光変換方法を提供で
きる利点がある。Accordingly, there is an advantage that an optical conversion method suitable for a future ATM transmission system, which handles a variety of various communication media in a wide range from low speed to high speed such as voice, image, data, and the like, is provided.
また、請求項（２）によれば、スイッチング速度に制
限を与える光電変換部を要することなく、自己ルーティ
ングを行なえるので、光通信網において、光信号として
伝達されてくる極めて多数の高速・非同期の通信メディ
アを、光のままで効率良く自己ルーティング交換するこ
とができる、優れた光交換装置を提供できる利点があ
る。According to the second aspect of the present invention, the self-routing can be performed without the need for a photoelectric conversion unit that limits the switching speed, so that a large number of high-speed and asynchronous signals transmitted as optical signals in an optical communication network. There is an advantage that it is possible to provide an excellent optical switching device capable of efficiently performing self-routing exchange of the communication medium with light as it is.
第１図は本発明に係る光交換装置の第１の実施例を示す
構成図、第２図は従来例の原理説明図、第３図は第２図
における従来の光スイッチノードの構成図、第４図は従
来の光スイッチの構造図、第５図は本発明に係る空間光
変調素子の構成図、第６図は本発明に係る光交換装置の
第２の実施例を示す構成図である。 図中、10……入線、11……出線、12……セル光、12a…
…情報フィールド光、12b……ルーティング情報光、13
……ダイクロイックミラー（光分離手段）、14……光自
己ルーティングスイッチ、14a……空間光変調素子、14b
……波長フィルタ群、14c……検光子、16……情報フィ
ールド光案内部、18……入線の通話路列、19……出線の
通話路列、20……光ファイバコード。FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of an optical switching device according to the present invention, FIG. 2 is a diagram illustrating the principle of a conventional example, FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional optical switch node in FIG. FIG. 4 is a structural diagram of a conventional optical switch, FIG. 5 is a structural diagram of a spatial light modulator according to the present invention, and FIG. 6 is a structural diagram showing a second embodiment of the optical switching device according to the present invention. is there. In the figure, 10 ... incoming line, 11 ... outgoing line, 12 ... cell light, 12a ...
… Information field light, 12b …… Routing information light, 13
... dichroic mirror (light separating means), 14 ... optical self-routing switch, 14a ... spatial light modulator, 14b
... wavelength filter group, 14c ... analyzer, 16 ... information field light guide section, 18 ... incoming line communication line array, 19 ... outgoing line communication line array, 20 ... optical fiber cord.
Claims (2)
情報光を用いて交換する光交換方法において、 前記ルーティング情報光に所定の波長を用い、 この使用波長に応じて空間光変調素子の書込み面におけ
る前記ルーティング情報光の照射領域を異なるように設
定しておき、 前記ルーティング情報光を前記空間光変調素子の書込み
面の所定の領域に照射して書込み、 前記情報フィールド光を前記ルーティング情報光の書込
み領域に対応する前記空間光変調素子の読出し面に照射
して、前記情報フィールド光を所定の偏波状態として読
出す ことを特徴とする光交換方法。An optical switching method for exchanging a communication path of an information field light by using a routing information light, wherein a predetermined wavelength is used for the routing information light, and a predetermined wavelength on a writing surface of a spatial light modulation element is used in accordance with the wavelength used. The irradiation area of the routing information light is set to be different, and the routing information light is irradiated to a predetermined area of the writing surface of the spatial light modulator to be written, and the information field light is written to the routing information light. Irradiating a readout surface of the spatial light modulator corresponding to a region to read out the information field light in a predetermined polarization state.
ルド光と、該情報フィールド光と異なる波長のルーティ
ング情報光とからなるセル光を入射し、情報フィールド
光とルーティング情報光とを分離する光分離手段と、 書込み面へのルーティング情報光の照射状態に応じて読
出し面へ照射された情報フィールド光の偏波状態を変化
させて反射する空間光変調素子と、前記光分離手段によ
り分離されたルーティング情報光をその波長毎に異なる
所定の領域を通過させて、前記空間光変調素子の書込み
面の所定の領域に照射させる波長フィルタと、前記空間
光変調素子の読出し面で反射された情報フィールド光の
うち、前記書込み面へルーティング情報光が照射された
ときの偏波状態の情報フィールド光のみを透過させる検
光子とからなる光自己ルーティングスイッチと、 前記光分離手段による情報フィールド光を当該情報フィ
ールド光と分離されたルーティング情報光が書込まれた
前記空間光変調素子の書込み面と対応した読出し面の所
定の領域に照射するように案内する情報フィールド光案
内部とを備えた ことを特徴とする光交換装置。2. A cell light comprising an information field light having a predetermined wavelength propagated through a communication path and a routing information light having a wavelength different from that of the information field light is incident thereon to separate the information field light and the routing information light. A light separating means, a spatial light modulator for changing the polarization state of the information field light applied to the readout surface in accordance with the irradiation state of the routing information light to the writing surface, and reflecting the information light; A wavelength filter for passing the routing information light through a predetermined area different for each wavelength to irradiate a predetermined area on a writing surface of the spatial light modulator, and information reflected on a read surface of the spatial light modulator. Of the field light, an analyzer that transmits only the polarization-state information field light when the routing information light is applied to the writing surface. A self-routing switch, and irradiating the information field light by the light separating means to a predetermined area of a reading surface corresponding to a writing surface of the spatial light modulator on which the routing information light separated from the information field light is written. And an information field light guiding section for guiding the light.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3636389A JP2612930B2 (en) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | Optical switching method and device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3636389A JP2612930B2 (en) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | Optical switching method and device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02216132A JPH02216132A (en) | 1990-08-29 |
| JP2612930B2 true JP2612930B2 (en) | 1997-05-21 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP3636389A Expired - Lifetime JP2612930B2 (en) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | Optical switching method and device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2612930B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08204213A (en) * | 1995-01-25 | 1996-08-09 | Nec Corp | Optical switch |
-
1989
- 1989-02-17 JP JP3636389A patent/JP2612930B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02216132A (en) | 1990-08-29 |
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