JPH0754994B2 - 光時分割交換方法およびその装置 - Google Patents
光時分割交換方法およびその装置Info
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- JPH0754994B2 JPH0754994B2 JP61048255A JP4825586A JPH0754994B2 JP H0754994 B2 JPH0754994 B2 JP H0754994B2 JP 61048255 A JP61048255 A JP 61048255A JP 4825586 A JP4825586 A JP 4825586A JP H0754994 B2 JPH0754994 B2 JP H0754994B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- signal
- time
- wavelength
- signals
- Prior art date
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04Q—SELECTING
- H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
- H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
- H04Q11/0062—Network aspects
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光波長多重伝送を利用して時分割交換を行う
光時分割交換方法およびその装置に関する。
光時分割交換方法およびその装置に関する。
光ファイバ伝送の普及に伴って、交換までを含めた光通
信網構成が検討されるようになってきた。特に、加入者
サービスの中心ノードである加入者線交換機および中継
線交換機への光技術の適用は、網のディジタル統合化時
代へ向けての大きなインパクトを与えることが予想さ
れ、究極の形態として光ファイバケーブルからの光信号
をそのまま交換する光交換機の実現が望まれている。こ
の光交換機の研究は緒についた段階であるが、方式アイ
ディアはいくつか報告されている。
信網構成が検討されるようになってきた。特に、加入者
サービスの中心ノードである加入者線交換機および中継
線交換機への光技術の適用は、網のディジタル統合化時
代へ向けての大きなインパクトを与えることが予想さ
れ、究極の形態として光ファイバケーブルからの光信号
をそのまま交換する光交換機の実現が望まれている。こ
の光交換機の研究は緒についた段階であるが、方式アイ
ディアはいくつか報告されている。
第2図および第3図は従来の光交換方式の概略構成図を
示したものであり、共に時分割型方式の例である。ま
ず、第2図から説明する。複数の加入者からの画像信号
を多重化装置201で電気的に時分割多重化した信号は、
電気−光交換器202で光信号に変換される。この光信号
は、各タイムスロットごとに光時間スイッチ203を構成
する第1の光スイッチ204において異なる長さを有する
光ファイバ遅延線205に送り込まれ、各光ファイバ所定
の遅延時間後、第2の光スイッチ206で読み出される。
第2の光スイッチ206が読み出す光信号の順序は、第1
の光スイッチ204で、どの光信号をどの光ファイバ遅延
線205に送り込んだかによって変るので、光信号の時分
割交換が実現される。つまり、光ファイバ遅延線205は
光メモリとして動作していることになる。その後、光信
号は光−電気変換器207で再び電気信号に変換され、分
離装置208で各々の電気信号に分離される。また、第3
図の場合は、光ファイバ遅延線の代りに双安定半導体レ
ーザ304a〜dを用いたもので、この双安定半導体レーザ
は微弱な入力光によって大きな出力を出す発振状態に移
行するメモリ機能を有しており、書込み光スイッチ303
によって各タイムスロットごとに分けられた光信号の有
無が双安定半導体レーザ304a〜dのレーザ発振の有無の
形で記憶される。この記憶された状態を、希望する順序
で読出し光スイッチ305によって読み出せば、時分割交
換が行われる。しかし、これら従来例は、多重化装置、
分離装置は電気系であり、交換機内の通話路系が光・電
気混合型で構成されているため、超高速および広帯域、
超多チャネル伝送を実現する上での課題が残されてい
る。また、時分割交換のために光スイッチを用いている
が、挿入損失および消光比ならびに帯域特性にまだ課題
があり、長距離伝送化が難しく、超高速および広帯域、
超多チャネル伝送を行う上で問題がある。
示したものであり、共に時分割型方式の例である。ま
ず、第2図から説明する。複数の加入者からの画像信号
を多重化装置201で電気的に時分割多重化した信号は、
電気−光交換器202で光信号に変換される。この光信号
は、各タイムスロットごとに光時間スイッチ203を構成
する第1の光スイッチ204において異なる長さを有する
光ファイバ遅延線205に送り込まれ、各光ファイバ所定
の遅延時間後、第2の光スイッチ206で読み出される。
第2の光スイッチ206が読み出す光信号の順序は、第1
の光スイッチ204で、どの光信号をどの光ファイバ遅延
線205に送り込んだかによって変るので、光信号の時分
割交換が実現される。つまり、光ファイバ遅延線205は
光メモリとして動作していることになる。その後、光信
号は光−電気変換器207で再び電気信号に変換され、分
離装置208で各々の電気信号に分離される。また、第3
図の場合は、光ファイバ遅延線の代りに双安定半導体レ
ーザ304a〜dを用いたもので、この双安定半導体レーザ
は微弱な入力光によって大きな出力を出す発振状態に移
行するメモリ機能を有しており、書込み光スイッチ303
によって各タイムスロットごとに分けられた光信号の有
無が双安定半導体レーザ304a〜dのレーザ発振の有無の
形で記憶される。この記憶された状態を、希望する順序
で読出し光スイッチ305によって読み出せば、時分割交
換が行われる。しかし、これら従来例は、多重化装置、
分離装置は電気系であり、交換機内の通話路系が光・電
気混合型で構成されているため、超高速および広帯域、
超多チャネル伝送を実現する上での課題が残されてい
る。また、時分割交換のために光スイッチを用いている
が、挿入損失および消光比ならびに帯域特性にまだ課題
があり、長距離伝送化が難しく、超高速および広帯域、
超多チャネル伝送を行う上で問題がある。
[発明が解決しようとする課題] 上記従来技術は、高速広帯域情報信号の交換という点に
配慮がされておらず、交換機内の通話路系が光・電気混
合型であるため、超高速および広帯域、超多チャネル伝
送の実現に障害となるという問題点があった。
配慮がされておらず、交換機内の通話路系が光・電気混
合型であるため、超高速および広帯域、超多チャネル伝
送の実現に障害となるという問題点があった。
本発明の目的は、簡単な構成で時分割多重交換を行うこ
とができ、かつ超高速および広帯域、超多チャネル伝送
ならびに長距離伝送も実現することができる新規の光時
分割交換方法とその装置を提供することにある。
とができ、かつ超高速および広帯域、超多チャネル伝送
ならびに長距離伝送も実現することができる新規の光時
分割交換方法とその装置を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 上記目的は、複数の端末側から、情報信号を含んだ波長
λ1の光信号と交換制御信号を含んだ波長λ2の光信号
とを合波した光信号をそれぞれの光ファイバケーブルに
より光交換機に伝送させ、光交換機において、波長λ2
の光信号を分波し、これから交換制御信号を抽出してタ
イムスロット変換制御信号をつくり出し、一方、波長λ
1の光信号のなかの情報信号の時分割多重化、時分割交
換および多重分離を上記タイムスロット変換制御信号を
用いて実行し、分離された情報信号を含む波長λ1の光
信号を、再び複数の端末側へ別の光ファイバケーブルに
より並列伝送することによって、達成される。
λ1の光信号と交換制御信号を含んだ波長λ2の光信号
とを合波した光信号をそれぞれの光ファイバケーブルに
より光交換機に伝送させ、光交換機において、波長λ2
の光信号を分波し、これから交換制御信号を抽出してタ
イムスロット変換制御信号をつくり出し、一方、波長λ
1の光信号のなかの情報信号の時分割多重化、時分割交
換および多重分離を上記タイムスロット変換制御信号を
用いて実行し、分離された情報信号を含む波長λ1の光
信号を、再び複数の端末側へ別の光ファイバケーブルに
より並列伝送することによって、達成される。
上記の構成により、複数の送信側端末からの情報信号を
含んだ波長λ1の光信号と交換制御信号を含んだλ2と
が合波された光信号は第1の光ファイバケーブル内を伝
送して光交換機に入り、光交換機内では、情報信号の光
信号により、光信号のままで時分割多重化及び分離交換
を行った後、第2の光ファイバケーブルの内対応する光
ファイバケーブルにより複数の受信側端末へ伝送され
る。伝送に用いられる光ファイバケーブルは2本だけで
あり、また波長もλ1およびλ2の2波長だけで行われ
る。これにより、光交換機内では、時分割多重化および
分離交換をすべて光信号のままで行い、通話系もすべて
光化することができる。
含んだ波長λ1の光信号と交換制御信号を含んだλ2と
が合波された光信号は第1の光ファイバケーブル内を伝
送して光交換機に入り、光交換機内では、情報信号の光
信号により、光信号のままで時分割多重化及び分離交換
を行った後、第2の光ファイバケーブルの内対応する光
ファイバケーブルにより複数の受信側端末へ伝送され
る。伝送に用いられる光ファイバケーブルは2本だけで
あり、また波長もλ1およびλ2の2波長だけで行われ
る。これにより、光交換機内では、時分割多重化および
分離交換をすべて光信号のままで行い、通話系もすべて
光化することができる。
また、上記時分割多重化、分離交換に必要なタイムスロ
ット変換制御信号は、光交換機に入った光信号のうちの
交換制御信号分の光信号を分波してつくり出すので、装
置を簡単にすることができる。
ット変換制御信号は、光交換機に入った光信号のうちの
交換制御信号分の光信号を分波してつくり出すので、装
置を簡単にすることができる。
以下、第1図により本発明の実施例を説明する。本実施
例は、テレビ電話システムを想定した加入者と子局交換
機間の光交換系の構成例であり、加入者の数が16の場合
のものである。
例は、テレビ電話システムを想定した加入者と子局交換
機間の光交換系の構成例であり、加入者の数が16の場合
のものである。
第1図において、1−1〜1−16は各加入者のカメラ装
置である。3−1〜3−16は各加入者ごとに設けられ
た、電気−光変換部と光合波装置とからなる装置であ
る。すなわち、この装置は、カメラ装置からの映像情報
を波長λ1の光信号に変換する機能、交換制御信号を波
長λ2の光信号に変換する機能、および上記波長λ1、
λ2の2つの光信号を合波器で合波して、その光信号を
矢印17−1〜17−16のごとく光ファイバケーブル5−1
〜5−16内を伝搬させ光交換機7へ伝送させる機能を有
している。光交換機7は、光時分割多重化機能と時分割
交換機能とを有する光装置部8、光時分割多重分離部
9、交換制御信号受光用光デバイス部10、およびタイム
スロット変換制御用電子回路部11からなっている。各加
入者からの光信号は光装置部8に入力するが、その光信
号のうち、交換制御信号を含んだ波長λ2の各光信号は
交換制御信号受光用光デバイス部10に分波されて、それ
ぞれ光−電気変換され、タイムスロット変換制御用電子
回路部11に入力される。そして、タイムスロット変換制
御用電子回路部11の出力信号14と15を、光装置部8と光
時分割多重分離部9にそれぞれフィードバックすること
により、時分割多重交換を行った光信号と、時分割多重
分離を行った光信号を得ることができる。上記タイムス
ロット変換制御用電子回路部11の出力信号14と15は、光
装置部8および光時分割多重分離部9のサンプリング光
パルス信号発生用のレーザアレイの発光時間順序を制御
する。光装置部8で時分割交換された光信号19は、光時
分割多重分離部9に入力され、ここで光多重分離が実行
され、光ファイバケーブル6−1〜6−16により所望の
加入者へそれぞれ伝送される。以上のように、本実施例
では、時分割多重化、交換、および分離の各処理をすべ
て光で行うことができるので、超高速および広帯域、超
多チャネル伝送に適している。
置である。3−1〜3−16は各加入者ごとに設けられ
た、電気−光変換部と光合波装置とからなる装置であ
る。すなわち、この装置は、カメラ装置からの映像情報
を波長λ1の光信号に変換する機能、交換制御信号を波
長λ2の光信号に変換する機能、および上記波長λ1、
λ2の2つの光信号を合波器で合波して、その光信号を
矢印17−1〜17−16のごとく光ファイバケーブル5−1
〜5−16内を伝搬させ光交換機7へ伝送させる機能を有
している。光交換機7は、光時分割多重化機能と時分割
交換機能とを有する光装置部8、光時分割多重分離部
9、交換制御信号受光用光デバイス部10、およびタイム
スロット変換制御用電子回路部11からなっている。各加
入者からの光信号は光装置部8に入力するが、その光信
号のうち、交換制御信号を含んだ波長λ2の各光信号は
交換制御信号受光用光デバイス部10に分波されて、それ
ぞれ光−電気変換され、タイムスロット変換制御用電子
回路部11に入力される。そして、タイムスロット変換制
御用電子回路部11の出力信号14と15を、光装置部8と光
時分割多重分離部9にそれぞれフィードバックすること
により、時分割多重交換を行った光信号と、時分割多重
分離を行った光信号を得ることができる。上記タイムス
ロット変換制御用電子回路部11の出力信号14と15は、光
装置部8および光時分割多重分離部9のサンプリング光
パルス信号発生用のレーザアレイの発光時間順序を制御
する。光装置部8で時分割交換された光信号19は、光時
分割多重分離部9に入力され、ここで光多重分離が実行
され、光ファイバケーブル6−1〜6−16により所望の
加入者へそれぞれ伝送される。以上のように、本実施例
では、時分割多重化、交換、および分離の各処理をすべ
て光で行うことができるので、超高速および広帯域、超
多チャネル伝送に適している。
第4図は、本発明で用いる光装置部8の原理を説明する
ための図である。第4図において、17−1〜17−16は第
1図に示したように、それぞれの光ファイバケーブル5
−1〜5−16内を伝搬してきた光信号である。これらの
光信号は、分布屈折率平板マイクロレンズアレイ20内に
入り、それぞれのレンズ20−1〜20−16で平行光に変換
される。上記マイクロレンズアレイ20の出力光信号は、
マトリクス型光合分波器27に入射する。このマトリクス
型光合分波器27は、例えば、入射側に干渉膜フィルタ
を、そのすぐ後にハーフミラーをそれぞれ設けた構成の
素子27−1〜27−16からなる。そして、上記干渉膜フィ
ルタは、それぞれ波長λ1の光信号を透過させ、波長λ
2の光信号を反射させるものであり、またハーフミラー
は、それぞれ波長λ1の光信号に対して約半分を透過さ
せ、残りの約半分の光信号を反射させるものである。従
って、上記素子27−1〜27−16に入射した光信号のう
ち、まず波長λ2の交換制御信号を含んだ光信号は、上
記素子27−1〜27−16でそれぞれ反射され、波長λ2の
光信号のみを通す干渉膜フィルタ25に入射する。そし
て、この干渉膜フィルタ25を通過した光信号は受光素子
アレイ26の各々の受光素子26−1〜26−16に入射し、光
−電気変換されてタイムスロット変換制御用電子回路部
11に入力される。他方、上記素子27−1〜27−16に入射
した波長λ1の光信号(各加入者からの映像情報信号)
は、該素子27−1〜27−16でそれぞれ約3dB減衰して通
過し、光ANDゲートアレイ28に入射する。また、上記素
子27−1〜27−16には、図の下方側から、レーザアレイ
22のそれぞれのレーザ22−1〜22−16からのサンプリン
グ用の光パルス信号(波長λ1)が、分布屈折率平板マ
イクロレンズアレイ21のそれぞれのレンズ21−1〜21−
16を通して入射され、該素子27−1〜27−16でそれぞれ
約3dB減衰して反射し、上記光ANDゲートアレイ28に入射
する。
ための図である。第4図において、17−1〜17−16は第
1図に示したように、それぞれの光ファイバケーブル5
−1〜5−16内を伝搬してきた光信号である。これらの
光信号は、分布屈折率平板マイクロレンズアレイ20内に
入り、それぞれのレンズ20−1〜20−16で平行光に変換
される。上記マイクロレンズアレイ20の出力光信号は、
マトリクス型光合分波器27に入射する。このマトリクス
型光合分波器27は、例えば、入射側に干渉膜フィルタ
を、そのすぐ後にハーフミラーをそれぞれ設けた構成の
素子27−1〜27−16からなる。そして、上記干渉膜フィ
ルタは、それぞれ波長λ1の光信号を透過させ、波長λ
2の光信号を反射させるものであり、またハーフミラー
は、それぞれ波長λ1の光信号に対して約半分を透過さ
せ、残りの約半分の光信号を反射させるものである。従
って、上記素子27−1〜27−16に入射した光信号のう
ち、まず波長λ2の交換制御信号を含んだ光信号は、上
記素子27−1〜27−16でそれぞれ反射され、波長λ2の
光信号のみを通す干渉膜フィルタ25に入射する。そし
て、この干渉膜フィルタ25を通過した光信号は受光素子
アレイ26の各々の受光素子26−1〜26−16に入射し、光
−電気変換されてタイムスロット変換制御用電子回路部
11に入力される。他方、上記素子27−1〜27−16に入射
した波長λ1の光信号(各加入者からの映像情報信号)
は、該素子27−1〜27−16でそれぞれ約3dB減衰して通
過し、光ANDゲートアレイ28に入射する。また、上記素
子27−1〜27−16には、図の下方側から、レーザアレイ
22のそれぞれのレーザ22−1〜22−16からのサンプリン
グ用の光パルス信号(波長λ1)が、分布屈折率平板マ
イクロレンズアレイ21のそれぞれのレンズ21−1〜21−
16を通して入射され、該素子27−1〜27−16でそれぞれ
約3dB減衰して反射し、上記光ANDゲートアレイ28に入射
する。
この光ANDゲートアレイ28は、光ANDゲート素子28−1〜
28−16がアレイ状に配列されたもので、例えば、エス
ディー スミス(S.D.Smith)氏ほかによる「ルーム
テンペレイチャ ビジブル ウェイブレングス オプテ
ィカル バイスタビリティ イン ZnSe インターフェ
レンス フィルタズ(Room Temperature,Visible Wave
−length Optical Bistability In ZnSe Inter−ferenc
e Filters)」、オプティックス コンミュニケーショ
ンズ(Optics Communications)、Vol.51、No.5、p357
〜362、1984、なる文献に記載の半導体差動利得デバイ
スを用いることによって実現可能である。すなわち、第
5図に上記光素子の入出力特性を示すが、同図31に示す
ような光入出力特性において、サンプリング光パルス信
号発生用のレーザ(例えば22−1)の光ANDゲート入力
端での光パルス振幅を、入出力の非線形的変化が生ずる
光入力レベルよりわずか低い値に設定しておき、加入者
からの光信号(例えば17−1)と合流した光レベル32−
1が、上記非線形的変化が生ずる光入力レベルを超える
ように設定すれば、サンプリング光パルスが存在する時
間だけ出力光パルスが生ずることになり、光サンプリン
グを行うことができる。
28−16がアレイ状に配列されたもので、例えば、エス
ディー スミス(S.D.Smith)氏ほかによる「ルーム
テンペレイチャ ビジブル ウェイブレングス オプテ
ィカル バイスタビリティ イン ZnSe インターフェ
レンス フィルタズ(Room Temperature,Visible Wave
−length Optical Bistability In ZnSe Inter−ferenc
e Filters)」、オプティックス コンミュニケーショ
ンズ(Optics Communications)、Vol.51、No.5、p357
〜362、1984、なる文献に記載の半導体差動利得デバイ
スを用いることによって実現可能である。すなわち、第
5図に上記光素子の入出力特性を示すが、同図31に示す
ような光入出力特性において、サンプリング光パルス信
号発生用のレーザ(例えば22−1)の光ANDゲート入力
端での光パルス振幅を、入出力の非線形的変化が生ずる
光入力レベルよりわずか低い値に設定しておき、加入者
からの光信号(例えば17−1)と合流した光レベル32−
1が、上記非線形的変化が生ずる光入力レベルを超える
ように設定すれば、サンプリング光パルスが存在する時
間だけ出力光パルスが生ずることになり、光サンプリン
グを行うことができる。
以上のようにして得られた時系列光信号は、分布屈折率
平板マイクロレンズアレイ29のそれぞれのレンズ29−1
〜29−16を通ってファイバカプラ30に入力される。この
ファイバカプラ30は、入力ポートが16で出力ポートが1
のいわゆる16対1型ファイバカプラである。従って、上
記レンズ29−1〜29−16で集光されたそれぞれの光信号
は、ファイバカプラ30のそれぞれの入力ポートに入射
し、出力ポートには16個の合波された時系列光信号が取
り出され、第1図に矢印19で示すごとく伝搬し、次段の
光時分割多重分離部9に入力される。
平板マイクロレンズアレイ29のそれぞれのレンズ29−1
〜29−16を通ってファイバカプラ30に入力される。この
ファイバカプラ30は、入力ポートが16で出力ポートが1
のいわゆる16対1型ファイバカプラである。従って、上
記レンズ29−1〜29−16で集光されたそれぞれの光信号
は、ファイバカプラ30のそれぞれの入力ポートに入射
し、出力ポートには16個の合波された時系列光信号が取
り出され、第1図に矢印19で示すごとく伝搬し、次段の
光時分割多重分離部9に入力される。
また、第4図において、タイムスロット変換制御用電子
回路部11の出力信号14は、レーザアレイ22のサンプリン
グ光パルス信号発生用の駆動回路アレイ23のそれぞれの
駆動回路23−1〜23−16を駆動するための順序指定回路
24にフィードバックされている。すなわち、加入者から
送られてきた光信号17−1〜17−16のパルス幅τに対し
て、τ/16周期ずつ時間をずらしてサンプリング光パル
ス信号を出すように発光時間順序を制御する。なお、時
分割多重化の方式には、電気系においてよく知られてい
るように、各チャネルの信号を1フレーム内に1ビット
ずつ多重化するビットインタリーブ、1つのチャネルに
何ビットかをまとめて多重化するワードインタリーブな
どがあるが、ここでは簡単のため、ビットインタリーブ
の場合を示す。また、フレーム内には同期用の信号等も
必要となるが、信号交換においては本質的ではないの
で、ここでは説明を省略する。
回路部11の出力信号14は、レーザアレイ22のサンプリン
グ光パルス信号発生用の駆動回路アレイ23のそれぞれの
駆動回路23−1〜23−16を駆動するための順序指定回路
24にフィードバックされている。すなわち、加入者から
送られてきた光信号17−1〜17−16のパルス幅τに対し
て、τ/16周期ずつ時間をずらしてサンプリング光パル
ス信号を出すように発光時間順序を制御する。なお、時
分割多重化の方式には、電気系においてよく知られてい
るように、各チャネルの信号を1フレーム内に1ビット
ずつ多重化するビットインタリーブ、1つのチャネルに
何ビットかをまとめて多重化するワードインタリーブな
どがあるが、ここでは簡単のため、ビットインタリーブ
の場合を示す。また、フレーム内には同期用の信号等も
必要となるが、信号交換においては本質的ではないの
で、ここでは説明を省略する。
第6図に、以上に説明した光装置部8の具体例を示す。
同図において、第1図、第4図と同一符号を付したもの
は同じ機能を有するものである。同図において、光ファ
イバケーブル5−1〜5−16は4行4列に配列されてい
る。符号20、21、29で示す分布屈折率平板マイクロレン
ズアレイは、第7図に示すように、4行4列に配列され
たレンズからなっている。このレンズアレイはすでによ
く知られたものである。符号27で示すマトリクス型光合
分波器は、例えば第8図に示すように、2つの三角形状
のガラスブロック33−1〜33−2との間に干渉膜フィル
タ34とハーフミラー35とを挿入してなるものである。符
号22はサンプリング用の光パルス信号を発振させるレー
ザアレイであり、内山、伊賀両氏による「GaInAsP/InP
面発光2次元レーザアレイ(昭和60年度電子通信学会総
合全国大会、No.932)」なる文献に記載のものを応用す
ることにより、例えば第9図に示すような構成のものが
考えられる。これは、面発光レーザ22−1〜22−16が4
行4列に16個形成されたものである。第6図において符
号25は干渉膜フィルタであり、これは具体的にはガラス
平板に誘電体多層膜が形成されたもので、よく知られて
いるものである。符号26は4行4列の受光素子からなる
受光素子アレイであり、これも、例えば第9図のような
構造のもので、同様に実現可能である。なお、干渉膜フ
ィルタ25と受光素子アレイ26との間に光信号集光用の分
布屈折率平板マイクロレンズアレイを挿入してもよい。
符号28で示す光ANDゲートアレイは、光ANDゲート素子が
4行4列に16個配列されたものである。符号30は16対1
型ファイバカプラで第10図にその概略図を示す。これ
は、入力側ファイバが4行4列に配列されており、出力
側はテーパ状にひねり、融着、延伸された形状部36を有
しており、出力側にそれぞれの光が合波されて矢印19方
向に出射される。
同図において、第1図、第4図と同一符号を付したもの
は同じ機能を有するものである。同図において、光ファ
イバケーブル5−1〜5−16は4行4列に配列されてい
る。符号20、21、29で示す分布屈折率平板マイクロレン
ズアレイは、第7図に示すように、4行4列に配列され
たレンズからなっている。このレンズアレイはすでによ
く知られたものである。符号27で示すマトリクス型光合
分波器は、例えば第8図に示すように、2つの三角形状
のガラスブロック33−1〜33−2との間に干渉膜フィル
タ34とハーフミラー35とを挿入してなるものである。符
号22はサンプリング用の光パルス信号を発振させるレー
ザアレイであり、内山、伊賀両氏による「GaInAsP/InP
面発光2次元レーザアレイ(昭和60年度電子通信学会総
合全国大会、No.932)」なる文献に記載のものを応用す
ることにより、例えば第9図に示すような構成のものが
考えられる。これは、面発光レーザ22−1〜22−16が4
行4列に16個形成されたものである。第6図において符
号25は干渉膜フィルタであり、これは具体的にはガラス
平板に誘電体多層膜が形成されたもので、よく知られて
いるものである。符号26は4行4列の受光素子からなる
受光素子アレイであり、これも、例えば第9図のような
構造のもので、同様に実現可能である。なお、干渉膜フ
ィルタ25と受光素子アレイ26との間に光信号集光用の分
布屈折率平板マイクロレンズアレイを挿入してもよい。
符号28で示す光ANDゲートアレイは、光ANDゲート素子が
4行4列に16個配列されたものである。符号30は16対1
型ファイバカプラで第10図にその概略図を示す。これ
は、入力側ファイバが4行4列に配列されており、出力
側はテーパ状にひねり、融着、延伸された形状部36を有
しており、出力側にそれぞれの光が合波されて矢印19方
向に出射される。
次に、前に述べた光時分割多重分離部9の具体例を説明
する。第11図にその概略図を示す。同図において、第6
図と同一符号を付したものは同じ機能を有するものであ
る。同図中、符号37は符号22と同様のレーザアレイであ
るが、第13図のタイムチャート(d)に示すようなホー
ルドパルス光を発生させるようにしたものである。な
お、このレーザアレイ37は、もう一つのレーザアレイ22
と同期がとられている。符号38は双安定半導体デバイス
アレイであり、前に述べた エス ディー スミス氏ら
の文献にある差動利得デバイスの使用条件を変えること
により、得ることができる。その光入出力特性を第12図
に示すが、光入力信号に対して光出力はヒステリシス特
性をもっている。
する。第11図にその概略図を示す。同図において、第6
図と同一符号を付したものは同じ機能を有するものであ
る。同図中、符号37は符号22と同様のレーザアレイであ
るが、第13図のタイムチャート(d)に示すようなホー
ルドパルス光を発生させるようにしたものである。な
お、このレーザアレイ37は、もう一つのレーザアレイ22
と同期がとられている。符号38は双安定半導体デバイス
アレイであり、前に述べた エス ディー スミス氏ら
の文献にある差動利得デバイスの使用条件を変えること
により、得ることができる。その光入出力特性を第12図
に示すが、光入力信号に対して光出力はヒステリシス特
性をもっている。
次に、第11図に示した光時分割多重分離部9の動作を、
第13図のタイムチャートを用いて説明する。第11図にお
いて、光装置部8からの出力光信号19は、16対1型ファ
イバカプラ30内に入射される。該ファイバカプラ30の4
行4列に配列された16本の光ファイバの出射端には、上
記光信号が16に分かれて出力され、分布屈折率平板マイ
クロレンズアレイ20に入射する。該マイクロレンズアレ
イ20に入射した各々の光信号は平行光に変換され、マト
リクス型光合分波器27に達し、ここで、サンプリング光
パルスを発振させるレーザアレイ22の光信号が合流さ
れ、光ANDゲートアレイ28に入射する。上記の光信号系
において、ファイバカプラ30の各出射ファイバからの時
系列信号は、例えば第13図(a)に示すようなもので、
時間幅τの1フレーム内に16チャネルの信号が1ビット
ずつ多重化されている。また、第13図(b)は、レーザ
アレイ22の1つのレーザからのサンプリング光パルスの
波形を示したもので、前に述べた光装置部8の場合と同
様に、光ANDゲートの動作により、同図(c)のよう
な、時分割多重化信号から1チャネル分の信号を抽出し
た波形が得られる。このような操作が16対1型ファイバ
カプラ30の各出力ファイバの出力光に対してなされ、時
分割多重化信号は16の空間的に分割された各チャネル信
号に変換される。光ANDゲートアレイ28の光出力信号
は、第2のマトリクス型光合分波器27に入り、前に述べ
たレーザアレイ37からのホールドパルス光(第13図
(d))と合流して、双安定半導体デバイスアレイ38に
入射する。この双安定半導体デバイスアレイ38の各素子
は、前述した第12図のような光入出力特性を有している
ので、ホールドパルスの振幅を、双安定半導体デバイス
アレイ38の各双安定素子の入力側で第12図のの値とな
るように設定し、各チャネルの信号パルス幅との和が各
双安定素子の出力側でのレベルを超えるようにしてお
けば、入力パルスがない場合は、光双安定素子からの出
力はホールドパルスが存在しても→→の軌跡をた
どるが、入力パルスがあると、→→→→の軌
跡をたどり、入力パルスが消滅してもホールドパルスが
存在するかぎり光出力が得られる。従って、ホールドパ
ルスの終端部に、第13図(d)に示すようなリセット部
分を設けておけば、双安定半導体デバイスアレイ38の各
双安定素子の出力には、第13図(e)に示すような時分
割多重化以前のパルス幅を有する光信号が得られ、光多
重分離が行われる。そして、その光信号は分布屈折率平
板マイクロレンズアレイ29で集光されて、光ファイバケ
ーブル6−1〜6−16の中の1本の光ファイバ内に入射
し、加入者側に送られる。
第13図のタイムチャートを用いて説明する。第11図にお
いて、光装置部8からの出力光信号19は、16対1型ファ
イバカプラ30内に入射される。該ファイバカプラ30の4
行4列に配列された16本の光ファイバの出射端には、上
記光信号が16に分かれて出力され、分布屈折率平板マイ
クロレンズアレイ20に入射する。該マイクロレンズアレ
イ20に入射した各々の光信号は平行光に変換され、マト
リクス型光合分波器27に達し、ここで、サンプリング光
パルスを発振させるレーザアレイ22の光信号が合流さ
れ、光ANDゲートアレイ28に入射する。上記の光信号系
において、ファイバカプラ30の各出射ファイバからの時
系列信号は、例えば第13図(a)に示すようなもので、
時間幅τの1フレーム内に16チャネルの信号が1ビット
ずつ多重化されている。また、第13図(b)は、レーザ
アレイ22の1つのレーザからのサンプリング光パルスの
波形を示したもので、前に述べた光装置部8の場合と同
様に、光ANDゲートの動作により、同図(c)のよう
な、時分割多重化信号から1チャネル分の信号を抽出し
た波形が得られる。このような操作が16対1型ファイバ
カプラ30の各出力ファイバの出力光に対してなされ、時
分割多重化信号は16の空間的に分割された各チャネル信
号に変換される。光ANDゲートアレイ28の光出力信号
は、第2のマトリクス型光合分波器27に入り、前に述べ
たレーザアレイ37からのホールドパルス光(第13図
(d))と合流して、双安定半導体デバイスアレイ38に
入射する。この双安定半導体デバイスアレイ38の各素子
は、前述した第12図のような光入出力特性を有している
ので、ホールドパルスの振幅を、双安定半導体デバイス
アレイ38の各双安定素子の入力側で第12図のの値とな
るように設定し、各チャネルの信号パルス幅との和が各
双安定素子の出力側でのレベルを超えるようにしてお
けば、入力パルスがない場合は、光双安定素子からの出
力はホールドパルスが存在しても→→の軌跡をた
どるが、入力パルスがあると、→→→→の軌
跡をたどり、入力パルスが消滅してもホールドパルスが
存在するかぎり光出力が得られる。従って、ホールドパ
ルスの終端部に、第13図(d)に示すようなリセット部
分を設けておけば、双安定半導体デバイスアレイ38の各
双安定素子の出力には、第13図(e)に示すような時分
割多重化以前のパルス幅を有する光信号が得られ、光多
重分離が行われる。そして、その光信号は分布屈折率平
板マイクロレンズアレイ29で集光されて、光ファイバケ
ーブル6−1〜6−16の中の1本の光ファイバ内に入射
し、加入者側に送られる。
以上の実施例は加入者と子局交換機との間の光交換系の
場合について説明したが、本発明は上記実施例のみに限
定されるものではなく、例えば、一つの子局から他の子
局へ、あるいは子局から親局へつながるようにする場合
にも適用できる。また、加入者数も16に限定されるもの
ではなく、さらに多くてもまた少なくてもよい。さら
に、加入者側からの送信情報も、従来考えられているも
のを使うことができる。情報伝送サービスとしては、上
記映像情報以外に、電話、データ、ファクシミリ、さら
にはこれらを複合したものでもよい。また、用いた符号
については、単極NRZ符号で示したが、他の符号、例え
ば単極RZ符号でもよい。また、レーザアレイ22の代り
に、発光ダイオードを用いてもよい。
場合について説明したが、本発明は上記実施例のみに限
定されるものではなく、例えば、一つの子局から他の子
局へ、あるいは子局から親局へつながるようにする場合
にも適用できる。また、加入者数も16に限定されるもの
ではなく、さらに多くてもまた少なくてもよい。さら
に、加入者側からの送信情報も、従来考えられているも
のを使うことができる。情報伝送サービスとしては、上
記映像情報以外に、電話、データ、ファクシミリ、さら
にはこれらを複合したものでもよい。また、用いた符号
については、単極NRZ符号で示したが、他の符号、例え
ば単極RZ符号でもよい。また、レーザアレイ22の代り
に、発光ダイオードを用いてもよい。
本発明によれば、時分割多重化および光分離を電気信号
に変換することなくすべて光で行い、また回線交換を行
う通話系もすべて光で行えるので高速広帯域情報信号を
取扱うことができる。また、2本の光ファイバケーブル
を用いて2つの波長を有する光で信号処理を行うので、
耐雑音性を大幅に向上させることが可能となり、さら
に、小形化、経済性の向上も期待できる。
に変換することなくすべて光で行い、また回線交換を行
う通話系もすべて光で行えるので高速広帯域情報信号を
取扱うことができる。また、2本の光ファイバケーブル
を用いて2つの波長を有する光で信号処理を行うので、
耐雑音性を大幅に向上させることが可能となり、さら
に、小形化、経済性の向上も期待できる。
第1図は本発明の実施例の装置を示す構成図、第2図お
よび第3図は従来の光交換方式を示す概略構成図、第4
図は本発明で用いる光装置部の原理を説明するための
図、第5図は該光装置部で用いる光ANDゲート素子の原
理を説明するための特性図、第6図は該光装置部の具体
例を示す図、第7図ないし第10図は該光装置部に用いる
光デバイスの具体例を説明するための図、第11図は本発
明で用いる時分割多重分離部の具体例を示す構成図、第
12図は該分離部に用いる光デバイスの具体例を説明する
ための図、第13図は該分離部の動作を説明するためのタ
イムチャートである。 符号の説明 1−1〜1−16……カメラ装置 2−1〜2−16……モニタ装置 3−1〜3−16……電気−光変換部と光合波装置からな
る装置 5−1〜5−16、6−1〜6−16……光ファイバケーブ
ル7 ……光交換機8 ……光装置部9 ……光時分割多重分離部 10……交換制御信号受光用光デバイス部 11……タイムスロット変換制御用電子回路部
よび第3図は従来の光交換方式を示す概略構成図、第4
図は本発明で用いる光装置部の原理を説明するための
図、第5図は該光装置部で用いる光ANDゲート素子の原
理を説明するための特性図、第6図は該光装置部の具体
例を示す図、第7図ないし第10図は該光装置部に用いる
光デバイスの具体例を説明するための図、第11図は本発
明で用いる時分割多重分離部の具体例を示す構成図、第
12図は該分離部に用いる光デバイスの具体例を説明する
ための図、第13図は該分離部の動作を説明するためのタ
イムチャートである。 符号の説明 1−1〜1−16……カメラ装置 2−1〜2−16……モニタ装置 3−1〜3−16……電気−光変換部と光合波装置からな
る装置 5−1〜5−16、6−1〜6−16……光ファイバケーブ
ル7 ……光交換機8 ……光装置部9 ……光時分割多重分離部 10……交換制御信号受光用光デバイス部 11……タイムスロット変換制御用電子回路部
Claims (2)
- 【請求項1】複数の端末側から、情報信号を含んだ波長
λ1の光信号と交換制御信号を含んだ波長λ2の光信号
とを合波した光信号をそれぞれの第1の光ファイバケー
ブルにより光交換機に並列伝送させ、該光交換機におい
て、伝送されてきた光信号のうち波長λ2の光信号から
交換制御信号を抽出してタイムスロット変換制御信号を
つくり出すとともに、該タイムスロット変換制御信号を
用いて、波長λ1の光信号のなかの情報信号の時分割多
重化と、時分割多重化された光信号列に基づく各回線ご
との光信号の時分割交換と、時分割交換された光信号列
に基づく情報信号の各回線ごとの多重分離とを行い、分
離された情報信号を含んだ波長λ1の光信号を、再び複
数の端末側へ第2の光ファイバケーブルにより並列伝送
することを特徴とする光時分割交換方法。 - 【請求項2】複数の端末側からそれぞれ第1の光ファイ
バケーブルにより並列伝送されてきた、情報信号を含ん
だ波長λ1の光信号と交換制御信号を含んだ波長λ2の
光信号とを合波した光信号を入力して、波長λ2の光信
号を分波するとともに、波長λ1の光信号のなかの情報
信号を時分割多重化し、時分割多重化された光信号列に
基づいて各回線ごとの光信号の時分割交換を行う光装置
部と、時分割交換された光信号列に基づいて情報信号を
各回線ごとに分離し、分離された情報信号を含んだ波長
λ1の光信号を、再び複数の端末側へ第2の光ファイバ
ケーブルにより並列伝送させる光時分割多重分離部と、
前記光装置部で分波された波長λ2の光信号を受光する
交換制御信号受光用光デバイス部と、該交換制御信号受
光用光デバイス部からの信号を入力して、前記光装置部
および前記光時分割多重分離部にそれぞれ交換制御信号
を出力するタイムスロット変換制御用電子回路部とから
構成されたことを特徴とする光時分割交換装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61048255A JPH0754994B2 (ja) | 1986-03-07 | 1986-03-07 | 光時分割交換方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61048255A JPH0754994B2 (ja) | 1986-03-07 | 1986-03-07 | 光時分割交換方法およびその装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62206997A JPS62206997A (ja) | 1987-09-11 |
JPH0754994B2 true JPH0754994B2 (ja) | 1995-06-07 |
Family
ID=12798334
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61048255A Expired - Lifetime JPH0754994B2 (ja) | 1986-03-07 | 1986-03-07 | 光時分割交換方法およびその装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0754994B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1331800C (en) * | 1987-09-30 | 1994-08-30 | Syuji Suzuki | Time and wavelength division switching system |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5678267A (en) * | 1979-11-30 | 1981-06-27 | Fujitsu Ltd | Light exchange system |
JPH0652952B2 (ja) * | 1983-09-10 | 1994-07-06 | 日本電信電話株式会社 | 光時分割多重通話路構成方式 |
-
1986
- 1986-03-07 JP JP61048255A patent/JPH0754994B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS62206997A (ja) | 1987-09-11 |
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