JPH04104234A - 光信号波長変換装置 - Google Patents

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】 目　　　　次 概　　　要 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 作　　　用 実　　施　　例 発明の効果 概要 時間軸上に多重化されている光信号パルス列中の特定の
光信号パルスの波長を他の光信号パルスの波長と異なる
波長に変換する光信号波長変換装置に関し、 構成が簡単で且つ高速化に適した上記装置の提供を目的
とし、 例えば、光信号パルス列と該光信号パルス列のいずれか
の光信号パルスに同期した光フレームパルスとが入力さ
れ、上記光信号パルス列及び光フレームパルスを加え合
わせると共に分岐して出力する光合流・分岐回路と、該
光合流・分岐回路からの光の一方が入力され、該入力し
た光の強度が所定値を超えたときに上記入力した光の波
長を変換して出力する光波長変換素子と、上記光合流・
分岐回路からの光の他方が入力され、該入力した光の強
度が所定値を超えたときには上記入力した光を消去し、
上記入力した光の強度が所定値以下のときには上記入力
した光をその波長を変換せずに又はその波長を上記光波
長変換素子により変換された波長とは異なる波長に変換
して出力する光消去回路と、上記光波長変換素子からの
光と上記光消去回路からの光とを加え合わせて出力する
光合流回路とを備えて構成する。

産業上の利用分野 本発明は、時間軸上に多重化されている光信号パルス列
中の特定の光信号パルスの波長を他の光信号パルスの波
長と異なる波長に変換する光信号波長変換装置に関する
。

光通信用ネットワーツクの展開に伴い、光交換・光加入
者系といった光による信号のやり取りの方式について様
々な検討がなされている。例えば、光フアイバ伝送の長
所の一つである広帯域性、即ち複数の周波数（波長）の
光信号を同時に取り扱えるという点を生かして、交換・
接続する加入者や端末に対応して光波長を割り当て、宛
先に応じて光信号の波長を変換して送り届ける波長多重
型の光通信システムが提案されている。この種のシステ
ムにおいては、光信号の波長を任意に変換し得るような
特性を有する光信号波長変換装置が必要になる。光信号
波長変換装置により、時分割多重された光信号パルス列
中の特定の光信号パルスの波長を変換するためには、装
置の構成要素となる光波長変換素子がビットレートに対
応して動作する必要があるので、高速な光信号パルス列
を取り扱う場合には、光波長変換素子の高速応答性に対
処する必要がある。尚、ここで言う時分割多重にはビッ
ト多重、バイト多重のいずれもが含まれる。

従来の技術 第１５図は従来の光信号波長変換装置の構成例を示す図
である。図示しない光伝送路から入力した波長λ。の光
信号パルス列は、フォトダイオード等を用いてなる光／
電気変換回路１２１において一旦全て電気信号に変換さ
れた後、電気信号処理部１２２において波長変換を要す
るデータと波長変換を要しないデータとに分離され、前
者は第１の電気／光変換回路１２３に、後者は第２の電
気／光変換回路１２４に送られる。第１の電気／光変換
回路１２３は入力した電気信号のタイミングに応じて波
長λ１の光を出力し、第２の電気／光変換回路１２４は
入力した電気信号のタイミングに応じて波長λ。の光を
出力する。第１及び第２の電気／光変換回路１２３．１
２４からの光信号パルスは、光合流回路１２５において
合流され、特定の光信号パルスの波長のみが変換された
光信号パルス列として光伝送路に送出される。

また、近年の半導体レーザ技術の発達に伴い、注入電流
の制御により発振波長を設定・制御することのできる波
長可変半導体レーザや、同じく注入電流の制御により入
力する光の波長と異なる波長の光を出力することができ
る波長変換半導体レーザが研究されている。このような
素子を用いた従来の光信号波長変換装置の構成例を第１
６図に示す。

第１６図（ａ）に示された構成においては、出力光の波
長を自由に変化させることができる波長可変半導体レー
ザ（波長可変ＬＤ）１３１を用い、光伝送路を通ってき
たｎビット（バイト）多重された光信号を光／電気変換
回路１３２において一旦電気信号に変換した後、駆動回
路１３３において波長可変ＬＤ１３１を駆動する信号と
し、波長可変ＬＤ１３１から光信号として送り出す。こ
の際、光／電気変換回路１３２に入力した光信号パルス
列の中で波長を変換したい光信号パルス「ｌ」について
は、制御回路１３４により波長可変ＬＤＩ３１の駆動条
件を変化させ（具体的には例えば波長可変ＬＤの駆動電
流バイアスを変化させ）、出力光の波長を光信号パルス
「ｌ」についてのみλ１とし、他の光信号パルスについ
ては全てλ０　となるように駆動条件を設定することに
よって、特定の光信号パルスのみが波長変換された光信
号パルス列を出力するようにしている。また、第１６図
（ｂ）に示された構成においては、入力した光の波長を
他の波長に変換することができる波長変換半導体レーザ
（波長変換ＬＤ）１３５を用い、波長λ。

の光信号パルス列を波長変換ＬＤ１３５に入力し、波長
を変換したい光信号パルス「１」については、制御回路
１３６により波長変換ＬＤ１３５の駆動条件を変化させ
（具体的には例えば波長変換ＬＤの駆動電流バイアスを
変化させ）、出力光の波長を光信号パルス「ｌ」につい
てのみλ、に変換するようにしている。

発明が解決しようとする課題 第１５図に示された構成にあっては、第１及び第２の電
気／光変換回路において異なる波長で発振する光源が必
要であり、又これらの光源の駆動回路も必要であるから
、構成が複雑である。特に、高速な光信号パルス列につ
いて所望の光信号パルスの波長を変換するという動作を
実現するためには、高速で動作する光／電気変換回路が
複数必要になり、装置が複雑化、大型化するという問題
が生じる。一方、第１６図（ａ）、　（ｂ）に示された
構成にあっては、第１５図に示されたものほど装置が複
雑化、大型化することはないが、装置の高速化が波長可
変ＬＤや波長変換ＬＤの応答速度に制限されるという問
題がある。また、精密な制御動作が必要な制御回路を高
速で動作させる必要がある。

このように従来の光信号波長変換装置は必ずしも高速化
に適しているとは言えない。

本発明はこのような事情に鑑みて創作されたもので、構
成が簡単で且つ高速化に適した光信号波長変換装置の提
供を目的としている。

課題を解決するた於の手段 上述した技術的課題は、本発明の光信号波長変換装置の
第１乃至第４の構成のいずれかにより解決される。

第１図は本発明の第１の構成を示す図である。

この光信号波長変換装置は、光信号パルス列と該光信号
パルス列のいずれかの光信号パルスに同期した光フレー
ムパルスとが入力され、上記光信号パルス列及び光フレ
ームパルスを加え合わせると共に分岐して出力する光合
流・分岐回路１１と、該光合流・分岐回路１１からの光
の一方が入力され、該入力した光の強度が所定値を超え
たときに上記入力した光の波長を変換して出力する光波
長変換素子１２と、上記光合流・分岐回路１１からの光
の他方が入力され、該入力した光の強度が所定値を超え
たときには上記入力した光を消去し、上記入力した光の
強度が所定値以下のときには上記入力した光をその波長
を変換せずに又はその波長を上記光波長変換素子１２に
より変換された波長とは異なる波長に変換して出力する
光消去回路１３と、上記光波長変換素子１２からの光と
上記光消去回路１３からの光とを加え合わせて出力する
光合流回路１４とを備えて構成される。

第２図は本発明の第２の構成を示す図である。

この光信号波長変換装置は、光信号パルス列が入力され
、該光信号パルス列の光信号パルスを第１及び第２出力
ポート２１ａ、２１ｂから選択的に出力する光スイッチ
２１と、上記第１出力ポート２１ａからの光が入力され
、該光の波長を変換して出力する光波長変換素子１２と
、該光波長変換素子１２からの光と上記第２出力ポート
２１ｂからの光とを加え合わせて出力する光合流回路２
２と、上記光信号パルス列における波長変換すべき光信
号パルスのみが上記第１出力ポート２１ａから出力する
ように上記光スイッチ２１を制御する制御回路２３とを
備えて構成される。

第３図は本発明の第３の構成を示す図である。

この光信号波長変換装置は、第１及び第２人カポ−ト３
１ａ、３ｂ並びに第１及び第２出力ポート３１Ｃ，３ｄ
を有し、上記第１及び第２入力ポート３１ａ、３ｂに入
力した光をそれぞれ第１及び第２出力ポート３１ｃ、３
１ｄから出力するバー状態と、上記第１及び第２入力ポ
ート３１ａ、３１ｂに入力した光をそれぞれ第２及び第
１出力ポート３１ｄ、３１Ｃから出力するクロス状態と
を切り換える２Ｘ２光スイッチ３１と、上記第１出力ポ
ート３１ｃからの光を所定遅延時間遅延させて上８２第
１入力ポート３１ａに入力させる光遅延線３２と、該光
遅延線３２の途中に設けられ、該光遅延線３２を伝搬す
る光の波長を変換する光波長変換素子１２と、上記第２
入力ポート３１ｂに入力した光信号パルス列における波
長変換すべき光信号パルスのみが上記第１出力ポート３
１ｃから出力するように上記２×２光スイッチ３１を制
御する制御回路３３とを備えて構成される。診考までに
２×２光スイッチ３１のバー状態及びクロス状態におけ
る内部接続状態を第５図に示す。

第４図は本発明の第４の構成を示す図である。

この光信号波長変換装置は、第３の構成に加えて、上記
２×２光スイッチ３１の第２出力ポート３１ｄからの光
がその第２入力ポート３１ｂ’　に入力する第２の２×
２光スイッチ３１′と、該第２の２Ｘ２光スイッチ３１
′の第１出力ポート３１０′からの光を上記所定遅延時
間遅延させて上記第２の２×２光スイッチ３１′の第１
入力ポート３１ａ′に入力させる第２の光遅延線４１と
、上記第２の２×２光スイッチ３１′の第２入力ポート
３１ｂ’に入力した光信号パルス列のうち主配光波長変
換素子１２によって波長変換されなかった光パルスのみ
が上記第２の２×２光スイッチ３１′の第１出力ポート
３１ｃ’から出力するように上記第２の２×２光スイッ
チ３１′を制御する第２の制御回路４２とを備えて構成
される。

作　　　用 本発明の第１乃至第４の構成のいずれかによる場合、光
通信パルス列中の特定の光信号パルスの波長を光波長変
換素子により変換するようにしているので、異なる波長
で発振する複数の光源及びその付属回路が不要であり、
装置構成の簡略化が可能になる。

本発明の第１の構成における光波長変換素子での波長変
換に際しては、光波長変換素子のしきい値特性を利用し
て該素子に入力した光の強度に応じてスイッチングがな
されるので、変換速度が素子の駆動条件の変化に対する
応答速度によって制限されることがない。よって、第１
の構成は高速化に適している。

第２乃至第４の構成においては、光波長変換素子を定常
駆動しておき、光スイッチの動作によって光信号パルス
列中の特定の光信号パルスを波長変換するようにしてい
るので、この場合にも変換速度が光波長変換素子の駆動
条件の変化に対する応答速度によって制限されることが
ない。一般に、光スイッチの切換速度は容易に高速化す
ることができるので、第２乃至第４の構成は高速化に適
している。

このように本発明によると構成が簡単で且つ高速化に適
した光信号波長変換装置の提供が可能になる。

実　　施　　例 本発明の第１乃至第４の構成の構成要素の具体例及び各
構成の動作を実施例として説明する。

第６図は光波長変換素子の具体例を説明するための図で
ある。光波長変換素子１２の主たる特性は、第６図（ａ
）に示すように、波長λ１イの光が入力すると、波長λ
１ｏとは異なる波長λ。、の光を出力するというもので
ある。このような素子の具体例としては、双安定半導体
レーザに波長制御領域を集積化してなる波長変換半導体
レーザがある。

波長変換半導体レーザの構成を模式的に第６図（ｂ）に
示す。この波長変換半導体レーザ５１は双安定領域５２
と位相シフタ領域５３とＤＢＲ領域５４とを光の伝搬方
向に向かってこの順に一体化して構成されている。光導
波構造を有する活性層において、５５は可飽和吸収領域
、５６がガイド層を示す。また、ＩＩ　　　Ｉ２　は双
安定領域５２における注入電流、工、は位相シフタ領域
における注入電流、■、はＤＢＲ領域における注入電流
を示す。

この波長変換半導体レーザ５１は、動作条件を適切に設
定すると、双安定領域５２への注入電流のうちの一方の
値■１　を固定して他方の値Ｉ２　を変化させたときに
、第６図（Ｃ）に示すようなしきい値特性を示す。即ち
、電流Ｉ２　がある値を超えると急にレーザ発振を開始
し、大きな光出力が得られる。一方、電流バイアス（電
流Ｉｉ　）を第６図（Ｃ）に示すようにレーザ発振を開
始するしきい値よりもわずかに小さい値に設定し、外部
から波長λ、の光を注入すると、光入力Ｐ１と光出力Ｐ
。ｕｔ　との間にも第６図（ｄ）に示すようなしきい値
特性が生じ、波長λ、の光入力がある値Ｐｔｈを超える
と急にレーザ発振を開始し、大きな光出力Ｐ。ｕＬ　が
得られる。このときの出力光の波長は、入力光の波長λ
、ｈとは異なる波長λ。、に変換されている。

尚、この出力光の波長λ。、は位相シフタ領域５３への
注入電流Ｉ、及びＤＢＲ領域５４への注入電流Ｉｑ　に
応じて決定される。

第７図により本発明の第１の構成における光波長変換素
子１２の動作を説明する。いま、波長λ０の光入力Ｐｌ
ｎと波長λ１　の光出力Ｐ　Ｏｕｔ　との間に第７図に
示すようなしきい値特性がある光波長変換素子に、第１
図、第７図に示すような光信号列「１」、「２」、・・
・　「ｌ」、・・・、ｒｎＪが入力した場合を想定する
。このとき、光信号パルス列の強度レベルＰｎ　は光入
力しきい値Ｐｔｈよりも小さくしておき、且つ、光信号
パルス「１」のように強度レベルＰ、の光フレームパル
スが重畳されたときに光信号パルスと光フレームパルス
の強度の和がしきい値ＰＬｈよりも大きくなるようにし
ておく。即ち、 ＰＦ　＋　　Ｐｎ　　＜Ｐｔｈ＋ 且つ ＰＦ　＋ＦＤ　＞Ｐｔｈ を満足するようにしておく。こうすると、光フレームパ
ルスが重畳された光信号パルス「１」だけが波長λ１を
有する光波長変換素子１２の出力として得られ、この出
力が光合流回路１４に入力する。

本発明の第１の構成における光消去回路１３としては、
光排他的論理和素子を備えたものを用いることができる
。この場合、第８図に示すように、光信号パルス列６１
中の特定の光信号パルス（図ではｉ番目の光信号パルス
６ｌ−ｉ）に光フレームパルス６２を重畳して光信号パ
ルス列６１及び光フレームパルス６２を光排他的論理和
素子に入力し、上記特定の光信号パルスを消去した形の
光信号パルス列６３を光排他的論理和素子の出力として
得るようにする。

光排他的論理和素子は、光入力の総和が第１のしきい値
Ｐ。、、と第１のしきい値Ｐ。０よりも大きい第２のし
きい値Ｐｔｒｒｆ　との間の範囲にあるときは光を出力
し、光入力の総和が上記範囲外にあるときは光を出力し
ない。ここで「光を出力する」に対して「光を出力しな
い」というのは、「比較的強度の大きい光を出力する」
に対して「比較的強度の小さい光を出力する」という状
態を含む。

このような素子特性を利用することによって、次に述べ
るような光排他的論理和動作が実現される。すなわち、
光パワーがそれぞれｐＡ、　　ｐＢ　の光入力Ａ、Ｂを
、 ｐ　ＯＢ　＜　Ｐ　Ａ　　　Ｐ　ｍ　　＜　Ｐ　ｏ　ｒ
　ｔを満たし、且つ、 Ｐｏｒｔ　＜ＦＡ　＋Ｐ１１ を満たすように光排他的論理和素子に入力すると、出力
Ｆは、表１に示した真理値表の通りになり、光排他的論
理和動作が実現される。

表　　１ このような光排他的論理和動作では、２つの光入力Ａ、
Ｂを等価に扱っているので、単純に光排他的論理和素子
の一方の光入力を光信号パルス列とし、他方の光入力を
光信号パルス消去用の光フレームパルスとしただけでは
、特定の光信号パルスを有効に消去することはできない
。何故ならば、消去対象となる光信号パルスの有無にか
かわらず光フレームパルスが光排他的論理和素子に入力
するので、光データが「０」で光フレームパルスが入力
した場合に、出力がｒｌ」となり誤動作が生じるからで
ある。

そこで、第１の実施態様では、その動作原理を第８図に
示すように、 Ｐａｎ　＜　ＰＤＡＴＡ　＜　Ｐｏｔｔを満足する光パ
ワーＰ　Ｄ　Ａ　Ｔ、Ａの光信号パルス列６１中の特定
の光信号パルス（１番目の光信号パルス６ｌ−ｉ）に Ｐｏｒｔ　　＜ＰＦＩえ１ 全満足する光パワーＰＦｉｌＡ１１Ｅ　の光フレームパ
ルス６２を重畳して光信号パルス列６１及び光フレーム
パルス６２を光排他的論理和素子に入力し、上記特定の
光信号パルスを消去した形の光信号パルス列６３を光排
他的論理和素子の出力として得るようにしている。

このとき、データ及びフレーム入力並びに出力Ｆ′の真
理値表は表２に示すようになり、データが「１」、フレ
ームが「０」のときにのみ出力が「１」となり、他は全
て出力が「０」となる。

表　　２ 第１の実施態様では、第２の閾値よりも大きい光パワー
の光フレームパルスを用いているカ、表２に示した真理
値表の動作を達成するためには、第１の閾値よりも小さ
いパワーの光フレームパルスを用いることもできる。

即ち、第２の実施態様では、第９図に示すように、 Ｐｏｈ　＜　ＰｎＡｔＡ＜　Ｐｏｒｔ を満足する光パワーＰＤＡＴＡの光信号パルス列６１中
の特定の光データパルス６１−１に ＰｐｉＡｘＥ　　＜Ｐｏｎ）　　　　Ｐｏｒｔ　　＜Ｐ
ａ＾丁Ａ＋ＰＦＩＩＡにＥを満足する光パワーＰＦｉＡ
ＭＨの光フレームパルス６２を重畳して光信号パルス列
６１及び光フレームパルス６２を光排他的論理和素子に
入力し、上記特定の光信号パルスを消去した形の光信号
パルス列６３を光排他的論理和素子の出力として得るよ
うにしている。

光排他的論理和素子の機能は、例えば光排他的論理和素
子の主要部として波長変換半導体レーザを用いることに
より達成される。すなわち、発振閾値以下に電流バイア
スされた波長変換半導体レーザが、第１０図に示すよう
に、低レベル（０近傍のレベルを除く。）の光入力（波
長λ、）に対して波長変換光（波長λ２）を出力し、高
レベルの光入力（波長λＩ　）に対して増幅光（波長λ
１　）のみを出力して波長変換光（波長λ２）を消衰さ
せるという事実に着目して、波長変換半導体レーザの出
力端に波長λ２の光を選択的に透過するフィルタを付加
し、波長変換光（波長λ２）のみが出力されるようにす
ることによって、光排他的論理和素子の機能が達成され
る。

このように第１の構成の実施例においては、光信号消去
回路１３により光信号パルス列に空きタイムスロットを
形成し、波長変換された光信号パルスを上記空きタイム
スロットに挿入するようにしている。従って、光波長変
換素子１２は光フレームパルスが重畳された光信号パル
スだけを波長変換すればよいので、実施例のように波長
変換半導体レーザが用いられている場合には、その電流
バイアスは第７図に示されたしきい値特性を有するよう
な定常電流に設定して固定することができる。よって、
光信号パルスの波長を前述とは異なる別の波長に変換す
る必要が生じない限り、電流バイアスの設定値を高速で
変化させることは不要であり、装置の高速化が波長変換
半導体レーザの応答特性により制限されることがない。

第１１図は本発明の第１の構成が適用される光波長変換
スイッチを示す図である。７１は第１図に示された光信
号波長変換装置であり、この装置は、時分割多重された
光信号パルス列中の所望の光信号パルス（図中ではデー
タ「１」に対応）の波長のみをλ。からλ１　に変換す
る。７２は光分岐器であり、入力してきた光信号パルス
列を２分岐して出力する。７３は光分岐器７２で分岐さ
れた光の一方が入力される光フレーム抽出／同期回路で
あり、この回路は、入力した光信号パルス列に基づいて
光フレームパルスを抽出し、光信号処理（波長変換及び
信号消去）を行うべき光信号パルスに同期すべく光フレ
ームパルスの送出タイミングを調整する。波長λ。の光
信号パルス列がこの光波長変換スイッチ７４に入力する
と、この光信号パルス列は光分岐器７２において２分岐
されてその一方は光フレーム抽出／同期回路７３に入力
する。光フレーム抽出／同期回路７３では光フレームハ
ルスが抽出されて、この光フレームパルスは、光分岐器
７２で分岐された他方の光信号パルス列と共に光信号波
長変換装置７１に入力する。

その結果、前述の原理に従って、光フレームパルスが重
畳された光信号パルスの波長のみがλ。からλ１　に変
換される。

第２図により本発明の第２の構成における動作の例を説
明する。第２図において、時間軸上に多重化された波長
λ。の光信号パルス列「１」、「２」、「３」、「４」
が光スイッチ２１に入力する場合を考える。光信号パル
ス「２」に対して波長変換作用を施す場合には、制御回
路２３により光スイッチ２１を駆動して、光信号パルス
「２」だけを光信号パルス列から取り出して、光波長変
換素子１２に入力する。ここで、光変換波長素子１２に
入力する光信号パルス「２」の強度レベルが光波長変換
素子１２の光入出力関係におけるしきい値ｐｔｈを超え
るように、光信号パルスの強度レベルあるいは光波長変
換素子１２の動作条件を設定しておくと、光信号パルス
「２」は光波長変換素子１２において波長をλ。から２
重　に変換され、光合流目路２２に入力される。一方、
光スイッチ２１において光信号パルス「２」と分離され
た他の光信号パルスは、そのまま光合流目路２２に入力
する。このとき、光スイッチ２１において２つの経路に
分けられた光信号パルスの光合流目路２２に到達するま
での伝搬時間を一致させておくと、波長変換された光信
号パルスがスイッチグにより生じた光信号パルス列の空
きタイムスロットに入るようになる。従って、合流後の
光信号パルス列を見てみると、光スイッチ２１に入力し
たときの時間軸上での前後関係は変化していないが、特
定の光信号パルスだけがその波長をλ。

からＡ１　に変換されることとなる。

本発明の第３の構成における動作を第１２図のタイミン
グチャートに従って説明する。いま、第１２図（ａ）に
示すような時間軸上で多重化された波長λ０の光信号パ
ルス列「Ａ１」、「ＢＩ　Ｊ、「ＣＩ」、ｒＤｔ　Ｊ　
（ｉ＝０．１．・・・）が２×２光スイッチ３１の第２
入力ポート３１ｂに入力しているとする。例えば上記光
信号パルス列中のｒＢｉＪの波長だけを２１　に変換し
ようとする場合には、第１２図（ｂ）に示すように、光
信号パルス「Ｂ１」だけが２×２光スイッチの第１出力
ポート３１Ｃに出力して光遅延線３２に導かれるように
、光信号パルス「ＢＩ」が入力したときにだけ２Ｘ２光
スイッチ３１がクロス状態になるように制御する。この
結果、光信号パルス’ＢＩＪは第１２図（Ｃ）に示すよ
うに２×２光スイッチの第２出力ポート３１ｄを経て光
波長変換素子１２に入力し、ここで波長をλ。からＡ１
　に変換される。光遅延線３２を伝搬してきた光信号パ
ルス’ＢＩＪは、第１２図（ｄ）に示すように所定の遅
延時間Ｔ。

たけ遅延して、且つ波長をＡ０からＡ１　に変換された
状態で２×２光スイッチの第１入力ポート３１ａに入力
する。尚、所定の遅延時間Ｔｒ　は光信号パルス「Ｂ、
」等の周期に一致している。従って、波長変換され且つ
所定の遅延時間を与えられた光信号パルス「Ｂ１」が第
１入力ポート３１ａに入力した時点では、２×２光スイ
ッチ３１はクロス状態になっているので、この光信号パ
ルス「Ｂ、」は第２入力ポート３１ｂから入力してきた
光信号パルス列と合流して、第１２図（ｅ）に示すよう
な光信号パルス列となって２Ｘ２光スイッチの第２出力
ポート３１ｄから出力される。この光信号パルス列を見
てみると、所望の光信号パルス「Ｂ１」だけが波長をλ
。からλ、に変換されていることになる。

ところで、第３の構成によると、光信号パルス「ＢＩＪ
だけが遅延Ｔｔ　を受けているので、前後の信号との時
間的な関係は、光信号パルス「Ｂｌ」が現れる周期（Ｔ
ｆ）だけ光信号パルス「Ｂ１」が遅れていることになる
。システムによってはこのような時間的な関係を許容す
るが、場合によってはこの時間的なズレが問題になるこ
ともある。

本発明の第４の構成はこのような問題を解決するた約の
ものである。

本発明の第４の構成においては、２つの２Ｘ２光スイッ
チが用いられているが、前段側における２Ｘ２光スイッ
チの動作は本発明の第３の構成におけるものと同様であ
るから、その説明を省略する。第１３図は本発明の第４
の構成の実施例におけるタイミングチャートであり、同
図（ａ）は第２の２Ｘ２光スイッチ３１′の第２入力ポ
ート３１ａ′に入力する光信号パルス波形、同図（ｂ）
は第２の２×２光スイッチ３１′の駆動信号波形、同図
（Ｃ）は第２の２×２光スイッチ３１′の第１出力ポー
ト３１０′から出力する光信号パルスの波形、同図（ｄ
）は第２の２Ｘ２光スイッチ３１′の第１人カポ−ト３
１ａ’に入力する光信号パルスの波形、同図（ｅ）は第
２の２Ｘ２光スイッチ３１′の第２出力ポート　３１　
ｄ’から出力する光信号パルスの波形をそれぞれ示して
いる。この例では、第２の２×２光スイッチ３１′に第
１３図（ａ）に示すような２×２光スイッチ３１からの
光信号パルス列が入力してきたときに、光信号パルス「
ＢＩＪ以外の光信号パルスは第２の２×２光スイッチ３
１′の第１出力ポート３１ｃ’　に出力し、光信号パル
ス「ＢＩ　」だけがそのまま第２の２Ｘ２光スイッチ３
１′の第２出力ポート３１ｄ’を経て出力するように、
制御回路４２からの駆動信号を制御するようにする。図
では、光信号パルス「ＢＩ」に対してだけ第２の光スイ
ッチ３１′がバー状態になるようにしている。光信号パ
ルス「Ｂ、」以外の光信号パルスには光遅延線４１によ
って遅延Ｔ。

を与えた後、第２の２×２光スイッチ３１′の第１入力
ポート３１ａ’から入力して、第３の構成における場合
と同様に光信号パルス「Ｂ、」と他の光信号パルスとを
合流する。こうすることによって、光信号パルス「Ｂｉ
」と他の光信号パルスとの間での時間的な前後関係は、
２Ｘ２光スイッチ３１に入力する前の状態に保たれ、且
つ光信号パルス「Ｂｉ」だけが波長をλ０からλ１　に
変換されたことになる。

第１４図は本発明の第２、第３又は第４の構成が適用さ
れる光波長変換スイッチのブロック図である。この光波
長変換スイッチ８４が第１１図に示された光波長変換ス
イッチ７４と異なる点は、第１の構成に係る光信号波長
変換装置７１に換えて第２、第３又は第４の構成に係る
光信号波長変換装置８１が用いられている点と、光フレ
ーム抽出／同期回路７３に換えてタイミング抽出／処理
回路８３が用いられている点である。第２、第３又は第
４の構成においては光フレームパルスは不要であり、光
信号波長変換装置８１にふいては光スイッチを駆動する
ことによって所望の特定の光信号パルスの波長を変換す
るようにしているので、タイミング抽出／処理回路８３
は、光分岐器７２で分岐された光信号パルス列の一方に
基づいて光スイッチ、２×２光スイッチを駆動する信号
の元となるタイミング信号を抽出すると共に、駆動信号
を形成するような処理を行う。この光変換波長スイッチ
８４の構成によると、所望の光信号パルス「１」のみが
波長をλ。からλ１　に変換されて出力されることとな
る。

第１１図、第１４図により説明した実施例では、光フレ
ーム抽出／同期回路あるいはタイミング抽出／処理回路
に入力する光信号パルス列を、光波長変換スイッチに入
力した光信号パルス列から分岐して得るようにしている
が、この光波長変換スイッチが適用されるンステムの構
成あるいは用途によっては、光波長変換スイッチの外部
に光パルス発生器あるいはクロック発生器を設けるよう
にしてもよい。

第２、第３又は第４の構成による場合、光スイッチある
いは２×２光スイッチを駆動するときにその駆動信号は
一定の周期を有する単一パターンの電気信号であるので
、駆動回路には広帯域性が要求されず、回路構成を簡略
化することができる。

第１１図、第１４図に示した実施例においては、光分岐
器を２出力型のものとし、分岐された光信号パルス列を
単一の光信号波長変換装置に入力する構成を採用してい
るが、３以上の出力ポートを有する光分岐器を用いて、
分岐された光信号パルス列を２以上の光信号波長変換装
置に入力するようにして、複数の出力側光伝送路に、異
なる波長に変換された光信号パルス列を送出するように
してもよい。

発明の詳細 な説明したように、本発明によると、構成が簡単で且つ
高速化に適した光信号波長変換装置の提供が可能になる
という効果を奏する。従って、本発明は、波長の多重度
を利用した全光処理型の光信号処理装置の実現に寄与す
るところが大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図はそれぞれ本発明の第１乃至第４の構
成を示す図、 第５図は２×２光スイッチの内部接続状態を示す図、 第６図は光波長変換素子の具体例の説明図、第７図は本
発明の第１の構成における光波長変換素子の動作の具体
例を示す図、 第８図は光消去回路（光排他的論理和素子）の第１実施
態様における動作説明図、 第９図は光消去回路（光排他的論理和素子）の第２実施
態様における動作説明図。 第１０図は光排他的論理和素子の主要部の特性図、 第１１図は本発明の第１の構成が適用される光波長変換
スイッチを示す図、 第１２図は本発明の第３の構成の実施例におけるタイミ
ングチャート、 第１３図は本発明の第４の構成の実施例におけるタイミ
ングチャート、 第１４図は本発明の第２、第３又は第４の構成が適用さ
れる光波長変換スイッチを示す図、第１５図及び第１６
図は従来技術の説明図である。 １・・・光合流・分岐回路、 ２・・・光波長変換素子、 ３・・・光信号消去回路、 ４．２２・・・光合流目路、 １・・・光スイッチ、 ３．３３・・・制御回路、 １・・・２Ｘ２光スイッチ、 ２・・・光遅延線、 １・・・第２の光遅延線、 １′・・・第２の２×２光スイッチ、 ２・・・第２の制御回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光信号パルス列と該光信号パルス列のいずれかの光
   信号パルスに同期した光フレームパルスとが入力され、
   上記光信号パルス列及び光フレームパルスを加え合わせ
   ると共に分岐して出力する光合流・分岐回路（１１）と
   、 該光合流・分岐回路（１１）からの光の一方が入力され
   、該入力した光の強度が所定値を超えたときに上記入力
   した光の波長を変換して出力する光波長変換素子（１２
   ）と、 上記光合流・分岐回路（１１）からの光の他方が入力さ
   れ、該入力した光の強度が所定値を超えたときには上記
   入力した光を消去し、上記入力した光の強度が所定値以
   下のときには上記入力した光をその波長を変換せずに又
   はその波長を上記光波長変換素子（１２）により変換さ
   れた波長とは異なる波長に変換して出力する光消去回路
   （１３）と、上記光波長変換素子（１２）からの光と上
   記光消去回路（１３）からの光とを加え合わせて出力す
   る光合流回路（１４）とを備えたことを特徴とする光信
   号波長変換装置。 ２、光信号パルス列が入力され、該光信号パルス列の光
   信号パルスを第１及び第２出力ポート（２１ａ、２１ｂ
   ）から選択的に出力する光スイッチ（２１）と、上記第
   １出力ポート（２１ａ）からの光が入力され、該光の波
   長を変換して出力する光波長変換素子（１２）と、 該光波長変換素子（１２）からの光と上記第２出力ポー
   ト（２１ｂ）からの光とを加え合わせて出力する光合流
   回路（２２）と、 上記光信号パルス列における波長変換すべき光信号パル
   スのみが上記第１出力ポート（２１ａ）から出力するよ
   うに上記光スイッチ（２１）を制御する制御回路（２３
   ）とを備えたことを特徴とする光信号波長変換装置。 ３、第１及び第２入力ポート（３１ａ、３１ｂ）並びに
   第１及び第２出力ポート（３１ｃ、３１ｄ）を有し、上
   記第１及び第２入力ポート（３１ａ、３１ｂ）に入力し
   た光をそれぞれ第１及び第２出力ポート（３１ｃ、３１
   ｄ）から出力するバー状態と、上記第１及び第２入力ポ
   ート（３１ａ、３１ｂ）に入力した光をそれぞれ第２及
   び第１出力ポート（３１ｄ、３１ｃ）から出力するクロ
   ス状態とを切り換える２×２光スイッチ（３１）と、上
   記第１出力ポート（３１ｃ）からの光を所定遅延時間遅
   延させて上記第１入力ポート（３１ａ）に入力させる光
   遅延線（３２）と、 該光遅延線（３２）の途中に設けられ、該光遅延線（３
   ２）を伝搬する光の波長を変換する光波長変換素子（１
   ２）と、 上記第２入力ポート（３１ｂ）に入力した光信号パルス
   列における波長変換すべき光信号パルスのみが上記第１
   出力ポート（３１ｃ）から出力するように上記２×２光
   スイッチ（３１）を制御する制御回路（３３）とを備え
   たことを特徴とする光信号波長変換装置。 ４、請求項３に記載の２×２光スイッチ（３１）、光遅
   延線（３２）、光波長変換素子（１２）及び制御回路（
   ３３）と、 上記２×２光スイッチ（３１）の第２出力ポート（３１
   ｄ）からの光がその第２入力ポート（３１ｂ′）に入力
   する第２の２×２光スイッチ（３１′）と、該第２の２
   ×２光スイッチ（３１′）の第１出力ポート（３１ｃ′
   ）からの光を上記所定遅延時間遅延させて上記第２の２
   ×２光スイッチ（３１′）の第１入力ポート（３１ａ′
   ）に入力させる第２の光遅延線（４１）と、 上記第２の２×２光スイッチ（３１′）の第２入力ポー
   ト（３１ｂ′）に入力した光信号パルス列のうち上記光
   波長変換素子（１２）によって波長変換されなかった光
   パルスのみが上記第２の２×２光スイッチ（３１′）の
   第１出力ポート（３１ｃ′）から出力するように上記第
   ２の２×２光スイッチ（３１′）を制御する第２の制御
   回路（４２）とを備えたことを特徴とする光信号波長変
   換装置。