JPH01171392A - Optical exchange - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔（既要〕
光空間スイッチを有する光交換機に関し、光空間スイッ
チを構成する光スイッチの動作を６育実にすることを目
的とし、
複数の光ファイバ入力伝送路と複数の光ファイバ出力伝
送路とを収容した光交換機に於いて、複数の光スイッチ
をマトリクス状に設けた光空間スイッチと前記光ファイ
バ入力伝送路との間に、前記光スイッチの入射光偏波面
に対応した偏波面を有する光を出力する可飽和吸収型光
双安定素子を設けて構成した。[Detailed Description of the Invention] [(Already required)] The present invention relates to an optical exchange having an optical space switch, and aims to improve the operation of the optical switch constituting the optical space switch, by connecting a plurality of optical fiber input transmission lines and a plurality of optical fiber input transmission lines. In an optical exchange that accommodates a plurality of optical fiber output transmission lines, an optical switch is provided between an optical space switch having a plurality of optical switches arranged in a matrix and the optical fiber input transmission line. It was constructed by providing a saturable absorption type optical bistable element that outputs light having a corresponding polarization plane.
本発明は、光空間スイッチを有する光交換機に関するも
のである。The present invention relates to an optical exchange having an optical space switch.
動画像情報や高速データ等の高速大容量の情報を光信号
として伝送し、光信号の状態で交換処理する為に、複数
の光スイッチをマトリクス状に設けた光空間スイッチを
有する光交換機が提案されている。In order to transmit high-speed, large-capacity information such as video information and high-speed data as optical signals, and exchange them in the optical signal state, an optical switching system with an optical space switch in which multiple optical switches are arranged in a matrix has been proposed. has been done.
光交換機の光空間スイッチを構成する光スイッチは、例
えば、第４図に示すように、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮ
ｂＯ３）等の電気光学結晶の基板３１に、チタン（Ｔｉ
）等を交差したパターンの光導波路３２が形成されるよ
うに拡散し、交差する光導波路３２の交点近傍に電極３
３．３４を設けて、その一方の電極３４を接地し、他方
の電極３３に端子３９を接続した構成を有し、端子３９
に電圧を印加すると、光導波路３２の交点近傍の屈折率
が変化して、光導波路３２による光の伝搬は、交差状態
から平行状態に切替制御される。The optical switch that constitutes the optical space switch of the optical exchange is, for example, made of lithium niobate (LiN) as shown in FIG.
titanium (Ti) on a substrate 31 of electro-optic crystal such as
), etc., to form a pattern of intersecting optical waveguides 32, and electrodes 3 are placed near the intersections of the intersecting optical waveguides 32.
3.34 is provided, one electrode 34 is grounded, and the other electrode 33 is connected to the terminal 39.
When a voltage is applied to the optical waveguides 32, the refractive index near the intersection of the optical waveguides 32 changes, and the propagation of light through the optical waveguides 32 is controlled to switch from a crossing state to a parallel state.
例えば、端子３９に電圧を印加しない場合は、交差状態
であるから、ボー１−３５．３６からの入射光は、それ
ぞれ直進してポート３７．３８から出射される。又端子
３９に電圧を印加すると、平行状態となり、ポート３５
からの入射光はポート３８から出射され、ポート３６か
らの入射光はポート３７から出射される。従って、ポー
ト３５からの入射光を、ポート３７とポート３８との何
れかに出射するように切替制御できる光スイッチとなる
。このような光スイッチをマトリクス状に設けて光空間
スイッチを構成することができるものである。For example, when no voltage is applied to the terminal 39, since the state is crossed, the incident light from the baud 1-35, 36 travels straight and is emitted from the port 37, 38, respectively. Also, when voltage is applied to terminal 39, it becomes parallel and port 35
The incident light from the port 36 is emitted from the port 38, and the incident light from the port 36 is emitted from the port 37. Therefore, it becomes an optical switch that can switch and control the incident light from the port 35 to be outputted to either the port 37 or the port 38. An optical space switch can be constructed by arranging such optical switches in a matrix.
第５図は従来例のブロック図であり、４１は光ファイバ
入力伝送路、４２は光ファイバ出力伝送路、４３は第４
図に示すような光スイッチ、４４は光空間スイッチ、４
５は光増幅器、４６は制御部である。交換制御情報に従
って制御部４６から光空間スイッチ４４の光スイッチ４
３を制御し、所定の光ファイバ入力伝送路４１と光ファ
イバ出力伝送路４２との間を接続することができる。FIG. 5 is a block diagram of a conventional example, where 41 is an optical fiber input transmission line, 42 is an optical fiber output transmission line, and 43 is a fourth
An optical switch as shown in the figure, 44 is an optical space switch, 4
5 is an optical amplifier, and 46 is a control section. The optical switch 4 of the optical space switch 44 is controlled from the control unit 46 according to the exchange control information.
3 to connect a predetermined optical fiber input transmission line 41 and optical fiber output transmission line 42.
複数の光スイッチ４３を集積回路化して光空間スイッチ
４４を構成することも可能であり、又光増幅器４５は、
光空間スイッチ４４等に於ける損失が無視できないよう
な場合に設けるものであり、光ファイバ出力伝送路４２
側に設けることもできる。It is also possible to configure the optical space switch 44 by integrating a plurality of optical switches 43, and the optical amplifier 45 is
This is provided when the loss in the optical space switch 44 etc. cannot be ignored, and the optical fiber output transmission line 42
It can also be installed on the side.
光スイッチ４３は、第４図について説明したように、Ｌ
ｉ Ｎ ｂ ０３等の電気光学結晶の基板３１を用い
るものであり、このような基板３１は、結晶構造として
異方性を有するものであるから、スイッチ特性としては
偏波面依存性がある。The optical switch 43, as explained with reference to FIG.
An electro-optic crystal substrate 31 such as iN b 03 is used, and since such a substrate 31 has anisotropy as a crystal structure, its switching characteristics depend on the plane of polarization.
又光ファイバ入力伝送路４１及び光ファイバ出力伝送路
４２は、シングルモード光ファイバにより構成されるも
のであるが、通常のシングルモード光ファイバの一端に
一定の偏波面を存する光を入射しても、数ｍの以上の距
離では、直交する偏波が生じて楕円偏波になったり、又
は偏波面が回転したりして、他端から出射される光の偏
波面は一定とならないものである。Furthermore, the optical fiber input transmission line 41 and the optical fiber output transmission line 42 are constructed of single-mode optical fibers, but even if light with a fixed plane of polarization is input to one end of an ordinary single-mode optical fiber, , at a distance of several meters or more, orthogonal polarization occurs and becomes elliptically polarized, or the plane of polarization rotates, so the plane of polarization of the light emitted from the other end is not constant. .
従って、光ファイバ入力伝送路４１から光空間スイッチ
４４の光スイッチ４３に入射した光の偏波面はランダム
的となり、光スイッチ４３による確実なスイッチング動
作を保証できないことになる。Therefore, the plane of polarization of the light that enters the optical switch 43 of the optical space switch 44 from the optical fiber input transmission line 41 becomes random, and reliable switching operation by the optical switch 43 cannot be guaranteed.
本発明は、光空間スイッチを構成する光スイッチの動作
を確実にすることを目的とするものである。An object of the present invention is to ensure the operation of optical switches constituting an optical space switch.
本発明の光交換機は、光空間スイッチの光スイッチに、
所定の偏波面の光を入射させるものであり、第１図を参
照して説明する。The optical switch of the present invention includes an optical switch of an optical space switch.
It allows light of a predetermined plane of polarization to enter, and will be explained with reference to FIG.
複数の光スイッチ３をマトリクス状に設けた光空間スイ
ッチ４と光ファイバ入力伝送路１との間に、光スイッチ
１の入射光偏波面に対応した偏波面を有する光を出力す
る可飽和吸収型光双安定素子５を設けたものであり、光
空間スイッチ４は制御部６により制御されて、光信号は
光ファイバ出力伝送路２に送出される。A saturable absorption type that outputs light having a polarization plane corresponding to the polarization plane of the incident light of the optical switch 1 between an optical space switch 4 in which a plurality of optical switches 3 are arranged in a matrix and an optical fiber input transmission line 1. An optical bistable element 5 is provided, and the optical space switch 4 is controlled by a control section 6, and the optical signal is sent to the optical fiber output transmission line 2.
可飽和吸収型光双安定素子５は、人力光の波長及び偏波
面と、出力光の波長及び偏波面とは独立的であり、入力
光の偏波面に関係なくレーザ発振によるＴＥ偏波となる
から、光空間スイッチ４の光スイッチ３に対して所定の
偏波面となるように、可飽和吸収型光双安定素子５の出
力光を入射することができ、それによって、光スイッチ
３の動作を確実にすることができる。The saturable absorption type optical bistable element 5 is independent of the wavelength and polarization plane of the human-powered light and the wavelength and polarization plane of the output light, and becomes TE polarized light due to laser oscillation regardless of the polarization plane of the input light. Therefore, the output light of the saturable absorption type optical bistable element 5 can be input to the optical switch 3 of the optical space switch 4 so as to have a predetermined polarization plane, thereby controlling the operation of the optical switch 3. You can be sure.
又可飽和吸収型光双安定素子５は、ヒステリシス特性を
有するものであるから、所定のレベル以上の入力光の場
合のみ、それを増幅した出力光とすることができ、比較
的レベルの低い雑音を除去することができる。In addition, since the saturable absorption type optical bistable element 5 has a hysteresis characteristic, it can output amplified light only when the input light is at a predetermined level or higher, and can generate relatively low level noise. can be removed.
以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する。Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第１図は本発明の実施例のブロック図であり、前述のよ
うに、複数の光スイッチ３をマトリクス状に設けて光空
間スイッチ４を構成し、この光空間スイッチ４と光ファ
イバ入力伝送路１との間に可飽和吸収型光双安定素子５
を設けたものであり、この可飽和吸収型光双安定素子５
と光空間スイッチ４の光スイッチ３との間は、偏波面保
存型の光ファイバ１ａにより接続し、制御部６により光
スイッチ３を制御して、光ファイバ入力伝送路１と光フ
ァイバ出力伝送路２との間を接続し、所定の光ファイバ
入力伝送路１からの入力光を、交換制御情報に従った所
定の光ファイバ出力伝送路２に送出するものである。又
可飽和吸収型光双安定素子５は、ヒステリシス特性を有
するもので、入力光のタイミングに対応して制御部６か
らリセットパルスが加えられる。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, and as described above, a plurality of optical switches 3 are provided in a matrix to constitute an optical space switch 4, and an optical fiber input transmission line is connected to the optical space switch 4. 1 and a saturable absorption type optical bistable element 5
This saturable absorption type optical bistable element 5
and the optical switch 3 of the optical space switch 4 are connected by a polarization-maintaining optical fiber 1a, and the optical switch 3 is controlled by the control unit 6 to connect the optical fiber input transmission line 1 and the optical fiber output transmission line. 2, and sends input light from a predetermined optical fiber input transmission line 1 to a predetermined optical fiber output transmission line 2 according to exchange control information. The saturable absorption type optical bistable element 5 has a hysteresis characteristic, and a reset pulse is applied from the control section 6 in accordance with the timing of input light.
第２図は可飽和吸収型光層安定素子の説明図であり、Ｉ
ｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰのタンデム電極構造の概略構成を
斜視図として示すものである。同図に於いて、１０はｎ
−１ｎＰの基板、１１は共通電極、１２は励起電極、１
３は制御電極、１４は［ｎＧａＡｓ Ｐの活性層、１５
は可飽和吸収領域である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a saturable absorption type optical layer stabilizing element, and I
1 is a perspective view showing a schematic configuration of an nGaAsP/InP tandem electrode structure. In the same figure, 10 is n
-1nP substrate, 11 is a common electrode, 12 is an excitation electrode, 1
3 is a control electrode, 14 is an active layer of [nGaAs P, 15
is the saturable absorption region.
励起電極１２と制御電極１３との間は、電流が注入され
ない為に吸収領域として作用し、この吸収領域の吸収係
数はその頭載内のキャリア密度が増大するに従って減少
するので、可飽和吸収特性を示すことになる。この為、
レーザの闇値電流より僅かに小さい電流を供給して、入
力光を入射すると、可飽和吸収領域１５が透明となって
レーザ発振を開始し、ＴＥ偏波の出力光が得られ、入力
光を遮断してもレーザ発振光で可飽和吸収領域が飽和し
てレーザ発振を継続するので、ヒステリシス特性を有す
ることになる。Since no current is injected between the excitation electrode 12 and the control electrode 13, it acts as an absorption region, and the absorption coefficient of this absorption region decreases as the carrier density in the head increases, resulting in saturable absorption characteristics. will be shown. For this reason,
When a current slightly smaller than the dark value current of the laser is supplied and input light is input, the saturable absorption region 15 becomes transparent and starts laser oscillation, and output light of TE polarization is obtained, and the input light is Even if it is cut off, the saturable absorption region is saturated with the laser oscillation light and the laser oscillation continues, so it has hysteresis characteristics.
励起電極１２に供給する励起電流１１は発振持続用、制
御電極１３に供給する制御電流■２は特性調整用のそれ
ぞれ注入電流である。The excitation current 11 supplied to the excitation electrode 12 is an injection current for sustaining oscillation, and the control current 2 supplied to the control electrode 13 is an injection current for adjusting characteristics.
第３図は可飽和吸収型光双安定素子の特性説明図であり
、励起電流■１をレーザ発振の闇値電流より僅か小さい
電流１．（Ａ点）に設定し、制御電流■２を所望のヒス
テリシス幅が得られるように設定し、閾値レベルＰ、以
上のレベルＰ２の入力光パルスを励起電極１２例の活性
層１４に入射すると、Ａ−Ｂ−Ｃの経路でＡ点から０点
に遷移してレーザ発振を開始し、制御電極１３側の活性
層１４からレベルＰ。（＞Ｐ２）の出力光として放出さ
れる。この出力光は、入力光の波長や偏波面に関係なく
、例えば、波長１．３μｍで且つＴＥ偏波となる。FIG. 3 is an explanatory diagram of the characteristics of a saturable absorption type optical bistable device, in which the excitation current 1 is changed to a current 1 slightly smaller than the dark value current of laser oscillation. (point A), set the control current 2 so as to obtain the desired hysteresis width, and input an input optical pulse at a level P2 equal to or higher than the threshold level P to the active layer 14 of the 12 excitation electrodes. Laser oscillation is started by transitioning from point A to point 0 along the path ABC, and level P is reached from the active layer 14 on the control electrode 13 side. (>P2) is emitted as output light. This output light has a wavelength of 1.3 μm and is TE polarized, for example, regardless of the wavelength or polarization plane of the input light.
又電流■８と逆方向にリセットパルス電流を励起電極１
２に加えると、Ｃ−Ｄ−Ａの経路でレーザ発振している
０点からレーザ発振が停止するＡ点に遷移して、出力光
はＯレベルとなる。従って、入力光パルスによりレーザ
発振を開始させてＴＥ偏波の出力光を光空間スイッチ４
に加えた後、リセットパルス電流を供給する制御を制御
部６から行うことにより、レベルＰ、以下の雑音光成分
は阻止されて、そのレベル２４以上のレベルの信号光の
みを増幅してレベルＰ。の出力光とすることができる。Also, excite electrode 1 by applying a reset pulse current in the opposite direction to current 8.
2, there is a transition from point 0, where laser oscillation is occurring, to point A, where laser oscillation stops, on the path C-D-A, and the output light becomes O level. Therefore, the input light pulse starts laser oscillation and the output light of TE polarization is transferred to the optical space switch 4.
By controlling the control unit 6 to supply a reset pulse current after adding a reset pulse current to the level P, noise light components below the level P are blocked, and only the signal light at the level 24 or above is amplified to reach the level P. . The output light can be
このような可飽和吸収型光双安定素子５を、光空間スイ
ッチ４の前段に設けて、偏波面保存型の光ファイバ１ａ
を介して光スイッチ３と接続することにより、光スイッ
チ３を構成する基板の結晶異方性に対応した偏波面で、
可飽和吸収型光双安定素子５で増幅された信号光を入射
することができる。従って、光スイッチ３は消光比の大
きいスイッチング特性となり、確実に信号光のスイッチ
ングを行うことができる。なお、可飽和吸収型光双安定
素子５と光スイッチ３を密接して配置できる場合は、偏
波保存型の光ファイバｌａを省略することができる。又
可飽和吸収型光双安定素子５としては、第２図に示す構
成にのみ限定されるものではなく、例えば、制御電極１
３側を分布帰遷型レーザの構成とすることも可能である
。又光スイッチ３としては、第４図に示す構成以外の結
晶基板に光導波路を形成した構成を用いることも可能で
ある。Such a saturable absorption type optical bistable element 5 is provided in the front stage of the optical space switch 4, and the polarization maintaining type optical fiber 1a is
By connecting to the optical switch 3 through the polarization plane corresponding to the crystal anisotropy of the substrate constituting the optical switch 3,
Signal light amplified by the saturable absorption type optical bistable element 5 can be input. Therefore, the optical switch 3 has switching characteristics with a large extinction ratio, and can reliably switch signal light. Note that if the saturable absorption type optical bistable element 5 and the optical switch 3 can be arranged closely together, the polarization maintaining type optical fiber la can be omitted. Furthermore, the saturable absorption type optical bistable element 5 is not limited to the configuration shown in FIG. 2; for example, the control electrode 1
It is also possible to configure the third side as a distributed transition laser. Further, as the optical switch 3, it is also possible to use a structure in which an optical waveguide is formed on a crystal substrate other than the structure shown in FIG.
以上説明したように、本発明は、光ファイバ入力伝送路
１と光空間スイッチ４との間に、可飽和吸収型光双安定
素子５を設けて、光スイッチ３の入射光偏波面に対応し
た偏波面の光が入射されるように構成したものであり、
従って、結晶異方性を有する基板を用いて構成される導
波路型等の光スイッチ３に対して所定の偏波面で光を入
射できるから、確実なスイッチングを行わせることが可
能となる利点がある。As explained above, the present invention provides a saturable absorption type optical bistable element 5 between the optical fiber input transmission line 1 and the optical space switch 4, so that the polarization plane of the input light of the optical switch 3 corresponds to the plane of polarization of the incident light. It is configured so that light with a polarized plane is incident.
Therefore, since light can be incident on a predetermined plane of polarization into the optical switch 3, such as a waveguide type optical switch constructed using a substrate having crystal anisotropy, there is an advantage that reliable switching can be performed. be.
更に、可飽和吸収型光双安定素子５のヒステリシス特性
により雑音光を除去して、信号光のみを増幅出力するこ
とが可能となり、光空間スイッチ４を有する光交換機の
特性を向上することができる利点がある。Furthermore, the hysteresis characteristic of the saturable absorption optical bistable element 5 makes it possible to remove noise light and amplify and output only the signal light, thereby improving the characteristics of the optical exchange having the optical space switch 4. There are advantages.
第１図は本発明の実施例のブロック図、第２図は可飽和
吸収型光双安定素子の説明図、第３図は可飽和吸収型光
双安定素子の特性説明図、第４図は光スイッチの説明図
、第５図は従来例のブロック図である。
■は光ファイバ入力伝送路、２は光ファイバ出力伝送路
、３は光スイッチ、４は光空間スイッチ、５は可飽和吸
収型光双安定素子、６は制御部、１ａは偏波面保存型の
光ファイバである。Fig. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is an explanatory diagram of a saturable absorption type optical bistable device, Fig. 3 is an explanatory diagram of characteristics of the saturable absorption type optical bistable device, and Fig. 4 is an illustration of the characteristics of the saturable absorption type optical bistable device. An explanatory diagram of an optical switch, FIG. 5 is a block diagram of a conventional example. ■ is an optical fiber input transmission line, 2 is an optical fiber output transmission line, 3 is an optical switch, 4 is an optical space switch, 5 is a saturable absorption type optical bistable element, 6 is a control unit, and 1a is a polarization preserving type. It is an optical fiber.
Claims (1)
出力伝送路（２）とを収容する光交換機に於いて、 複数の光スイッチ（３）をマトリクス状に設けた光空間
スイッチ（４）と前記光ファイバ入力伝送路（１）と間
に、前記光スイッチ（１）の入射光偏波面に対応した偏
波面を有する光を出力する可飽和吸収型光双安定素子（
５）を設けた ことを特徴とする光交換機。[Claims] In an optical exchange that accommodates a plurality of optical fiber input transmission lines (1) and a plurality of optical fiber output transmission lines (2), a plurality of optical switches (3) are provided in a matrix. A saturable absorption type optical bistable element that outputs light having a polarization plane corresponding to the polarization plane of the incident light of the optical switch (1), between the optical space switch (4) and the optical fiber input transmission line (1). (
5).
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| JP2602678B2 JP2602678B2 (en) | 1997-04-23 |
Family
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| JP32828787A Expired - Fee Related JP2602678B2 (en) | 1987-12-26 | 1987-12-26 | Optical switch |
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1987
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| JP2602678B2 (en) | 1997-04-23 |
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