JPS5897994A - 交換用スイツチ - Google Patents

交換用スイツチ

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JPS5897994A
JPS5897994A JP19627981A JP19627981A JPS5897994A JP S5897994 A JPS5897994 A JP S5897994A JP 19627981 A JP19627981 A JP 19627981A JP 19627981 A JP19627981 A JP 19627981A JP S5897994 A JPS5897994 A JP S5897994A
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optical
switch
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photodetector
light
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JP19627981A
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JPH0328119B2 (ja
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Morio Kobayashi
盛男 小林
Juichi Noda
野田 壽一
Masao Kawachi
河内 正夫
Katsunari Okamoto
勝就 岡本
Hiroshi Terui
博 照井
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q3/00Selecting arrangements
    • H04Q3/42Circuit arrangements for indirect selecting controlled by common circuits, e.g. register controller, marker
    • H04Q3/52Circuit arrangements for indirect selecting controlled by common circuits, e.g. register controller, marker using static devices in switching stages, e.g. electronic switching arrangements
    • H04Q3/526Optical switching systems

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)

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】 (技術分野) 本発明は電気通信における広帯域交換用スイッチに関す
るものである。
(背景技術) 従来第1図に示すような光回路と電子回路を組み合せた
広帯域の交換用スイッチが報告されている。(E、H,
Hara 、 S 、Machida 、 M、Ike
da 、 H,Kanbeand T、Kimura 
、 Electronics Letters、 vo
117.pp150−151(1981))  第1図
は3×3スイツチの構成例であって、11〜13は入力
端子、21〜23は電気/光変換素子、31〜33は光
入射端が1で光出射端が3の(IX3)光分岐回路、4
1.〜433は光検出器、531は光検出器駆動回路(
51,〜5.3,5□1〜52.。
532 y りssに相当する光検出器駆動回路は図で
は省略しである)、6.〜63は増幅器、7.〜7sは
出力端子である。
入力端子1.と出力端子72を接続する場合の動作を説
明する。入力端子1.に入力された電気信号は、電気/
光変換素子によって光信号に変換されて光分岐口3Iの
光入射端に入力される。光分岐回路3.の光信号は分岐
され三つの光出射端から光検出器411 + 412 
+ 413に同時に入力される。光検出器4+1 + 
412 + 4+sに接続されている光検出器駆動回路
511 + 51□、513は常時オフ状態で待機して
おり光検出器41H412+ 413は動作していない
が、光検出器駆動回路5.2のみオン状態にすると光検
出器412が動作して光信号が電気信号に変換され、更
に増幅器62で所定の電圧まで増幅された電気信号が出
力端子7□に送られろ。このようにして入力端子11と
出力端子72が接続されるが、他の入力端子1゜(l=
1〜3)と出力端子7.(コー1〜3)も同様にして接
続できる。
この交換用スイッチでは光検出器411〜433にスイ
ッチ機能と光/電気変換機能を行わせているため、閾値
特性が優れた特殊な光検出器を必要とする欠点がある。
また入力端子数Nで出力端子数NのスイッチではN2個
の大量の光検出器(例えば1(l X InスイJチで
は100個)を必要とするため製造が困難であり高価に
なる欠点がある。
(発明の開示) 本発明はこれらの欠点を除去するため光間閉スイッチを
利用した広帯域の交換用スイッチを提供するもので、そ
の特徴は、N個(Nは自然数)の入力端子の各々に接続
されるN個の電気/光変換素子と、その各々の出力に接
続されるN個のIXM光分岐回路と、列方向にM個(M
は自然数)で行方向にN個の光間閉スイッチ素子を有す
るM x N光間閉スイッチマトリクスとを有し、N個
の各光分岐回路がN列の光間閉スイッチ素子に対応して
、各光分岐回路毎にM個の光出射端がM行の光間閉スイ
ッチ素子の各々に入力され、さらに、M行の光間閉スイ
ッチ素子の各行に対応してもうけられN列の各党開閉ス
イッチ素子の出力に接続されるM個のN×1光合流回路
と、各党合流回路の出力に接続され、M個の出力端子に
結合するM個の電気/光変換素子とが具備され、光間閉
スイッチマトリクスの各構成素子の選択的駆動により各
入力端子を所望の出力端子に接続するごとき交換用ス。
イッチにある。
(発明を実施するための最良の形態) 第2図は本発明の実施例であって3×3スイツチの構成
例である。8は3×3光開閉スイツチ(811〜833
はマトリクス状に配置した光間閉スイッチ素子)、91
〜93は3×1光合流回路、101〜1()3 は光検
出器である。光合波回路97,9□、93は三つの光入
射端に入力された光を出射端に導く作用をする。
電気/光変換素子2k(k=1〜3)を光分岐回路共と
結合する。光分岐回路3にの三つの光出射端を3×3光
開閉スイツチ8の光間閉スイッチ素子8k118に21
8に3と結合する。光合波回路91(A’=1〜3)の
三つの光入射端を光間閉スイッチ素子8+J T821
F8slと結合し、光出射端を光検出器10Jと結合す
る。
入力端子1.と出力端子72を接続する場合の動作を説
明する。入力端子1.に入力された電気信号は電気/光
変換素子2.で光信号に変換され光分岐回路31を介し
て光間閉スイッチ素子811 + 812 + sts
に同時に入力される。光間閉スイッチ素子811〜8,
3は常時閉状態で待機しており、光合波回路91,9□
9、には光信号が送られていないが、光間閉スイッチ素
子8□2を開状態にすると光信号は光合波回路92を介
して光検出器102に到達し、電気信号に変換され、増
幅器62で所定の電圧に増幅されて出力端子72に送ら
れる。このようにして入力端子1と出力端子72が接続
されるが、同様にして他の入力端子1□(i=1〜3)
と出力端子7j(j=1〜3)も接続できる。
以上3×3交換用スイツチの構成を説明したが、同様に
してN個の電気/光変換素子、N個のIXN光分岐回路
、NxN個の光間閉スイッチ素子からなるNxN光開開
開閉スイツチ個のNxl光合流回路、N個の光検出器、
N個の増幅器を用いてNxN交換用スイッチを製作でき
る。
第3図(a)〜(C)は3×3光開閉スイツチ8の実施
例であって電気光学効果を利用したものである。
(a)は正面図、(blは側面図、(C)は斜視図であ
る。11はLiNbO3,KDP 、 (3aAsなど
の電気光学結晶板、12は偏光子、13は検光子、14
2.〜1433は光開閉スインチ素子811〜833の
位置に設けた電気光学結晶板11表面上の透明電極、1
5は電気光学結晶板1】裏面の全面に設けた透明電極で
ある。
透明電極144.〜1433と透明電極150間に電圧
を印加したときの結晶の主軸をy軸方向にとり、偏光子
12の偏光方向をy軸から一45度にとり、検光子12
の偏光方向をy軸から+45度にとる。このようにする
と電圧無印加時には透過光が零になり、光開閉スイッチ
素子81.〜833は閉状態になる。−実電圧印加時の
透過光量Iは次式で表わされろ。
1−I、 5in2(πΔnd/λ) ここで■。は偏光子12通過直後の光量、Δnは電圧印
加時のy軸方向とX軸方向の屈折率差、dは電気光学結
晶板の厚さ、λは光の波長である。
πΔnd/λ=π/2 になるように設定すれば最も消
光比の良い透過光が得られる。このようにして電圧印加
時には光開閉スイッチ素子は開状態になる。所望の透明
電極141.〜1433に電圧を印加すれば所望の光開
閉スイッチ素子が開状態になる。
第4図(a)及び(blは3×3光開閉スイツチ8の他
の実施例であって液晶を利用したものである。(a)は
正面図、(b)は側面図である。16は液晶封入用のガ
ラス板、17はガラス板16の表面全面に設けた透明電
極、18は骸晶封入用のガラス板、1911〜1933
は光開閉スイッチ素子8,1〜833の位置に設けたガ
ラス基板18表面上の透明電極、20は液晶、21は偏
光子、22は検光子である。液晶20にはネマチック液
晶を用いる。透明電極170表面および透明電極195
.〜1933  を含むガラス板18の表面には液晶分
子の配向を規定するための平行配向処理を施しである。
平行配向処理法としては、液晶表示製造で通常行われて
いるうてソゲ法や斜め蒸着法を用いることができる。透
明電極17の表面では液晶分子の長軸をX軸方向に、又
ガラス板180表面ではy軸方向に配向しておく。偏光
子21と検光子22の偏光方向をX軸方向にしておく。
透明電極17と1911〜19330間菱電圧を印加し
ないときは、液晶分子の長軸方向が透明電極17かもガ
ラス板180間でy軸からy軸方向へと90°回転して
いるため、入射光の偏光方向も90°回転する。そのた
め偏光子21、液晶20を通過した光の偏光方向は検光
子22の偏光方向と直交するので光は透過されない。一
方電圧を印加すると液晶分子は全てZ軸方向に揃うため
、入射光は偏光方向に何の影響も受けずそのまま通過す
る。そのため偏光子21、液晶20を通った光はそのま
ま検光子22を透過する。従って透明電極】9,1〜1
’J33への電圧印加の有無によって光開閉スイッチを
開あるいは閉状態にできる。
以上本発明の詳細な説明した。電気/光変換素子には、
例えばA I (jaA sあるいは1nQaAsP 
 による可視光から近赤外光までの半導体レーザや発光
ダイオードを使用できろ。光検出器は、電気/光変換素
子の波長に応じて(ie、 Si 、 1nGaAsP
によるアバランシェフォトダイオードやフォトダイオー
ド等が使用できる。光開閉スイッチ素子としては上記説
明のもの以外にZnS膜の紫外線照射による吸収端シフ
ト(T、Matsui and K、’l’oyoda
、JapanJ ournal of Appl ic
d Pr+ysics、 vol、 12pp625−
626(1973))ベノ半導体におけるフランツケル
ディシコ効果による吸収端シフト(例えば、L’、K 
、Re1nhart、Appl 1edPhysics
 Letters、 vol 22+ pp372−3
74(1973))の利用も可能である。なお、光開閉
スイッチ素子には通過帯域を制限する要因が存在しない
ので容易に500MHz以上の帯域をとり得ろ。
(発明の効果) 以上説明したように本発明はスイッチ機能と光/電気変
換機能を分離したことにより、スイッチ機能をもつ光開
閉スイッチと光/電気変換機能をもつ光検出器に特殊な
ものを必要とせず製造しやすい利点がある。すなわち光
開閉スイッチには通常の光変調に用いられている部品を
利用することができ、光検出器には閾値特性がないもの
あるいは良好でないものが使用できる。また広帯域交換
用スイッチの中で大きな比重を占める高価な光検出器を
従来のN2個からN個まで減らせるため極めて経済的に
なる利点がある。また光を利用して交換を行っているの
で、従来の電磁スイッチの帯域を制限している浮遊容量
に相当するものが無(、容易に500M)(z以上の広
帯域が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の交換用スイッチの構成図、第2図は本発
明の実施例による光スィッチの構成例、第3図と第4図
は本発明を説明するための光間閉スイッチの構成例であ
る。 11〜1.・・・入力端子、 2I〜23・・・電気/光変換素子、 3、〜33・・・1×3光分岐回路、 411〜43.・・・光検出器、 53、・・・光検出器駆動回路、6.〜63・・・増幅
器、7、〜73・・・出力端子、8・・・3×3光開閉
スイツチ、81、〜833・・・光間閉スイッチ素子、
9、〜93・・・3×1光合流回路、 ■01〜103・・・光検出器、11・・・電気光学結
晶板、12・・・偏光子、     13・・・検光子
、1411〜■3.・・・透明電極、15・・・透明電
極、16・・・ガラス板、   17・・・透明電極、
18・・・ガラス板、  1911〜1p33・・・透
明電極、20・・・液晶、 21・・・偏光子、 22
・・・検光子。 特許出願人  日本電信電話公社 特許出願代理人 弁理士 山 本 恵 −表3 図 (at               (1))((〕 氷4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. N個(Nは自然数)の入力端子の各々に接続されるN個
    の電気/光変換素子と、その各々の出力に接続されるN
    個の1xM光分岐回路と、列方向にM個(Mは自然数)
    で行方向にN個の光開閉スイッチ素子を有するMxN光
    開開開閉スィッチマトリクス有し、N個の各光分岐回路
    がN列の光開閉スイッチ累子に対応して、各光分岐回路
    毎にM個の光出射端がPv1行の光開閉スイッチ素子の
    各々に入力され、さらに、M行の光開閉スイッチ素子の
    各行に対応してもうけられN列の各党開閉スイッチ素子
    の出力に接続されるM個のNXI光合流回路と、各光合
    流目路の出力に接続され、M個の出力端子に結合するM
    個の電気/光変換素子とが具備され、光開閉スイノチマ
    ) IJクスの各構成素子の選択的駆動により各入力端
    子を所望の出力端イに接続することを特徴とする交換用
    スイッチ。
JP19627981A 1981-12-08 1981-12-08 交換用スイツチ Granted JPS5897994A (ja)

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JPH0328119B2 JPH0328119B2 (ja) 1991-04-18

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