JPH07202799A

JPH07202799A - 光分配器

Info

Publication number: JPH07202799A
Application number: JP4309094A
Authority: JP
Inventors: Coquil Emile Le; コウキル・エミールル; Andre Hamel; ハメル・アンドレ
Original assignee: Centre National dEtudes des Telecommunications CNET
Current assignee: France Telecom R&D SA
Priority date: 1991-11-19
Filing date: 1992-11-18
Publication date: 1995-08-04
Also published as: DE69224274T2; DE69224274D1; US5353145A; FR2683962B1; EP0543714A1; EP0543714B1; ES2113419T3; FR2683962A1

Abstract

(57)【要約】【目的】大容量の光分配器を提供すること。【構成】並行するＮ個の入力信号を同時に処理して、
Ｎ個（Ｎは少なくとも１より大きい整数）の出力端に各
々供給するプロセッシング・モジュールＭＴ１〜ＭＴ４
と、これにより供給された光信号を結合する光結合器Ｃ
Ｏ１〜ＣＯ４と、信号をスクランブルして、入力信号の
各々が、Ｎ個の出力端のうちの所望の１つにそれぞれ供
給されるように、各プロセッシング・モジュールを制御
する制御部Ｇとを備え、プロセッシング・モジュールＭ
Ｔ１〜ＭＴ４は、Ｎ個の信号を電気的に振り分け、制御
部Ｇの制御によって、要求される出力形態にしたがって
タイムベースに再編成し、互いに異なる波長を有するＮ
個の光信号に変換するとともに、要求される出力形態に
したがってスイッチする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光分配器、より詳細
には、光通信技術の分野に応用される光分配器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、分配器は、タイムベース
の電気的スイッチングを行なうものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の分配器は、情報を高速に処理するには不適当
である、という欠点を持っており、光情報伝送網に対し
適合させるのが困難な結果、その入力端での情報を、そ
の出力端のすべてに、あるいは一部分に供給するのが、
非常に困難あるいはほとんど不可能であった。この発明
は、この問題に鑑みてなされたもので、その目的とする
ところは、マルチカラー法を用い、大容量を有するよう
に構成された光分配器を提供することによって、これら
欠点を除去することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段および作用】請求項１に記
載の発明は、上述した欠点を解決するために、基本信号
がそれぞれ入力されるＭ個（Ｍは少なくとも１より大き
い整数）の入力手段と、それぞれが、前記Ｍ個の入力端
子に接続されるとともに、並行するＮ個の前記基本信号
を同時に処理して、Ｎ個（Ｎは少なくとも１より大きい
整数）の出力端子に各々供給するＭ個のプロセッシング
・モジュールと、Ｎ個の出力手段と、前記Ｍ個のプロセ
ッシング・モジュールに各々関連付けられるＭ個の入力
端子と、前記Ｎ個の出力手段のうちの１つに接続される
１つの出力端子とを有する第１の光結合手段のＮ個と、
前記基本信号をスクランブルして、前記Ｍ個の入力端子
に入力された前記基本信号の各々が、前記Ｎ個の出力手
段のうちの所望の１つにそれぞれ供給されるように、前
記Ｍ個のプロセッシング・モジュールを制御する制御手
段と、を具備し、前記各プロセッシング・モジュール
が、前記Ｎ個の基本信号を電気的に振り分けて電気信号
で供給し、振り分けられた前記Ｎ個の基本信号を、前記
制御手段の制御によって、要求される出力形態にしたが
ってタイムベースに再編成し、前記制御手段の制御にも
とに、再編成された前記Ｎ個の基本信号を、互いに異な
る波長を有するＮ個の光信号に変換するとともに、要求
される出力形態にしたがってスイッチすることを特徴と
している。この発明によれば、限られた波長の数を用い
た各プロセッシング・モジュールにおける再編成によっ
て大容量の光分配器を提供することが可能となる。

【０００５】また、請求項２の発明は、請求項１に記載
の発明において、各プロセッシング・モジュールが、対
応するプロセッシング・モジュールの入力手段に接続さ
れた１つの入力端子と、振り分けられた前記Ｎ個の基本
信号を各々供給するＮ個の出力端子とを有する第１の分
配手段と、そのＮ個の入力端子が、前記第１の分配手段
のＮ個の出力端子に各々接続され、前記制御手段の制御
によって振り分けられた前記Ｎ個の基本信号をタイムベ
ースに再編成して、そのＮ個の出力端子にそれぞれ供給
する再編手段と、再編成された前記Ｎ個の基本信号を、
互いに異なる波長を有するＮ個の光信号に各々変換する
第１の電気／光変換手段のＮ個と、要求される出力形態
にしたがって、前記制御手段の制御のもとに、前記Ｎ個
の光信号をスイッチするスイッチング手段とを備えるこ
とを特徴としている。

【０００６】さらに請求項３に記載の発明は、請求項２
に記載の発明において、スイッチング手段が、さらに、
Ｎ個の入力端子に供給されたＮ個の光信号を結合して、
そのＮ個の各出力端子から供給する第２の光結合手段
と、その入力端子が、前記第２の光結合手段の出力端子
のうちの１つに接続され、その出力端子が、前記第１の
光結合手段における入力端子のうちの１つに接続され、
その透過特性が前記制御手段によって制御される第１の
光学フィルタＮ個とから構成され、処理された前記基本
信号の各々が、前記出力手段のうちの１つにスイッチさ
れることを特徴としている。

【０００７】また、請求項４に記載の発明は、請求項２
に記載の発明において、スイッチング手段が、Ｎ行Ｎ列
のマトリックス状に形成された光スイッチ群であって、
各行の光スイッチが、前記第１の電気／光変換手段のう
ちの１つの出力端からの光信号線にそれぞれ直列に接続
される光スイッチ群と、それぞれがＮ個の入力端子と１
個の出力端子とを有し、各Ｎ個の入力端子が前記光スイ
ッチ群における１列の出力端子にそれぞれ接続されると
ともに、１個の出力端子が前記第１の光結合手段におけ
る１つの入力端子に接続される第３の光結合手段のＮ個
とを備えることを特徴としている。

【０００８】さらに、より好ましい請求項５に記載の発
明は、請求項４に記載の発明において、スイッチング手
段が、前記第１の電気／光変換手段のＮ個からのＮ個の
光信号を結合して１つの出力端子から供給する第４の光
結合手段と、前記第４の光結合手段によって結合された
光信号を前記光スイッチ群におけるＮ行の光信号線にそ
れぞれ分配する第２の分配手段と、を備えることを特徴
としている。この請求項５に記載の発明によれば、光分
配器における光信号線の配設構造をより簡略化すること
が可能となる。この発明の場合、もし、情報の伝送が色
分散の影響によって妨害されなければ、第１の光結合手
段からの光信号を直接、光導波路（例えば、光ファイ
バ）に供給することが可能となる。

【０００９】一方、色分散の影響がある場合に、請求項
６に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前
記第１の光結合手段のＮ個により結合された各光信号を
受信して、電気信号にそれぞれ変換する光／電気変換手
段のＮ個と、前記光／電気変換手段による各電気信号を
入力して、同一波長の光信号に各々変換するとともに、
前記出力手段のそれぞれに供給する第２の電気／光変換
手段のＮ個とを備えることを特徴としている。

【００１０】また、請求項７に記載の発明は、請求項１
に記載の発明において、前記各プロセッシング・モジュ
ールが、対応するプロセッシング・モジュールの入力手
段に接続された１つの入力端子と、振り分けられた前記
Ｎ個の基本信号を各々供給するＮ個の出力端子とを有す
る第１の分配手段と、そのＮ個の入力端子が、前記第１
の分配手段のＮ個の出力端子に各々接続され、前記制御
手段の制御によって振り分けられた前記Ｎ個の基本信号
をタイムベースに再編成して、そのＮ個の出力端子にそ
れぞれ供給する再編手段と、前記再編手段により再編成
されたＮ個の基本信号の各々を、前記制御手段の制御に
よって、Ｎ個の光信号にそれぞれ変換する波長可変な第
３の電気／光変換手段のＮ個と、Ｎ個の光信号を結合し
て、そのＮ個の各出力端子から供給する第２の光結合手
段と、それぞれが単一波長の光のみを透過する第２の光
学フィルタであって、前記第２の光結合手段から供給さ
れるＮ個の光信号をそれぞれ入力して、その透過光を対
応する第１の光結合手段の入力端子にそれぞれ供給する
第２の光学フィルタのＮ個と、を具備し、前記第２の光
学フィルタのＮ個における透過波長を互いに異なるよう
にして、処理した基本信号を前記出力手段の１つにスイ
ッチすることを特徴としている。

【００１１】請求項８に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記基本信号が、光信号で前記入力手
段の各々を介してフォトダイオードの各々にそれぞれ供
給され、各フォトダイオードによって電気信号に変換さ
れて、対応する前記各プロセッシング・モジュールにそ
れぞれ供給されることを特徴としている。

【００１２】請求項９に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記基本信号が、Ｎ列の同期単位で前
記入力手段の各々を介してそれぞれ供給され、前記各プ
ロセッシング・モジュールが、基本信号の各々のうちの
１列の同期単位を同時にＮ個処理することを特徴として
いる。

【００１３】請求項１０に記載の発明は、請求項１に記
載の発明において、前記基本信号が、非同期のパケット
形式で前記入力手段の各々を介してそれぞれ供給され、
前記各プロセッシング・モジュールが、それぞれＮ個の
並行するパケットを同時に処理することを特徴としてい
る。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明による実施例
について説明する。まず、１つのプロセッシング・モジ
ュールを有する、第１実施例の光分配器について説明す
る。図１は、この実施例の構成を示すブロック図であ
る。図１に示すように、この光分配器は、１つの入力端
を有するものであり、この入力端には、ＳＴＭ−Ｎ（図
１に示す実施例では、Ｎ＝４）形式の電気信号が供給さ
れる。この信号ＳＴＭ−Ｎは、Ｎ個の同期単位で供給さ
れる。この光分配器は、入力信号ＳＴＭ−４に対して出
力信号ＳＴＭ−４を供給するものであり、この出力信号
ＳＴＭ−４は、入力信号ＳＴＭ−４における信号ＳＴＭ
−１を修正分配したものである。

【００１５】この図に示すように、光分配器は、デマル
チプレクサ２、再編器４、制御部６、電気／光変換器ｅ
ｏ１，ｅｏ２，ｅｏ３，ｅｏ４、光結合器８、光学フィ
ルタｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４および光結合器１０から構
成されている。デマルチプレクサ２は、入力信号ＳＴＭ
−４をその入力端で入力するとともに、入力信号ＳＴＭ
−４の４つの信号ＳＴＭ−１を、４つの出力チャンネル
ｖ１，ｖ２，ｖ３およびｖ４にそれぞれ供給するもので
ある。再編器４は、デマルチプレクサ２により振り分け
られた信号ＳＴＭ−１を、その４つの入力端でそれぞれ
入力して、制御部６による制御のもとに信号ＳＴＭ−１
の時間再編成を行なう。

【００１６】電気／光変換器ｅｏ１，ｅｏ２，ｅｏ３，
ｅｏ４は、それぞれ再編器４からの時間再編成された信
号を互いに異なる波長Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４の光に変
換して出力する。光結合器８は、４つ入力端および４つ
出力端を有し、電気／光変換器ｅｏ１，ｅｏ２，ｅｏ
３，ｅｏ４によって供給される４つの光をその４つの入
力端にてそれぞれ入力し、結合してその４つの出力端か
らそれぞれ供給する。光結合器の４つの出力端の各々
は、電気的に波長可変な光学フィルタｆ１，ｆ２，ｆ
３，ｆ４にそれぞれ接続されている。光学フィルタｆ
１，ｆ２，ｆ３，ｆ４は制御部６によって制御され、こ
れらフィルタの出力光の各々は、出力の光結合器１０の
４つの入力端にそれぞれ供給される。

【００１７】入力信号ＳＴＭ−４内の信号ＳＴＭ−１に
おける修正分配は、波長Ｌ１からＬ２のスペクトラム幅
内および制御部６による時間幅内で行われる。制御部６
は、信号ＳＴＭ−１のヘッダを解読し、同一時間幅内で
衝突する危険を制御して新たにヘッダを更新するもので
ある。すなわち、制御部６は、信号ＳＴＭ−１のそれぞ
れのヘッダを解析し、新たな行き先を考慮するべく信号
ＳＴＭ−１の内容を修正する。

【００１８】電気的な振り分けおよび時間的な再配置の
後に、信号ＳＴＭ−１は、光信号に変換される。図示の
例では、波長Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３およびＬ４の各々は、入
力信号ＳＴＭ−４における信号ＳＴＭ−１の配列にそれ
ぞれ関連づけられる。つまり、波長Ｌ１は、デマルチプ
レクサ２の出力チャンネルｖ１に供給される、第１番目
の信号ＳＴＭ−１に割り当てられ、同様に、波長Ｌ２は
出力チャンネルｖ２に供給される第２番目の信号ＳＴＭ
−１に割り当てられる。以下、同様に波長が信号に割り
当てられる。

【００１９】図２（ａ）は、デマルチプレクサ２による
信号ＳＴＭ−１の分配を示すタイミングチャートであ
り、これら信号ＳＴＭ−１には、各々番号「１」から
「４」が付与されている。この図に示すように、時間軸
ｔは、第１の信号ＳＴＭ−１の立ち上がりを「０」とし
てカウントされ、また、各信号ＳＴＭ−１は、同一の時
間幅ｄを有している。

【００２０】図２（ｂ）は、再編器４による出力端で得
られる再配置の一例を示すタイミングチャートである。
この図に示すように、入力信号ＳＴＭ−４における第１
番目の信号ＳＴＭ−１は、新たに、入力信号ＳＴＭ−４
における第３番目の時間配置となる一方、入力信号ＳＴ
Ｍ−４における第３番目の信号ＳＴＭ−１が、新たに、
入力信号ＳＴＭ−４における第１番目の時間配置とな
る。

【００２１】次に、これら再配置された信号ＳＴＭ−１
の各々は、電気／光変換器ｅｏ１，ｅｏ２，ｅｏ３，ｅ
ｏ４によって異なる波長Ｌ１からＬ１の光に変換され
る。そして、４つの出力ｓ１，ｓ２，ｓ３，ｓ４、すな
わち、光結合器８による結合の結果によって、図２
（ｃ）に示すような、新たな信号ＳＴＭ−４が生成され
るこになる。

【００２２】図１に示すような簡略された実施例では、
制御部６が次の方法で光学フィルタｆ１〜ｆ４を電気的
に制御することが必要となる。すなわち、制御部６は、
ｆ１に対し波長Ｌ３，Ｌ２，Ｌ１およびＬ４の光を透過
するように制御するとともに、光結合器１０の出力端で
新たな信号ＳＴＭ−４を得るために、光学フィルタｆ
２，ｆ３およびｆ４に対し光を遮断するように制御す
る。ここで、Ｎが、他の値、例えば「１６」をとり得る
ことは明かである。この場合、入力信号はＳＴＭ−１６
となり、１６の異なる波長を用いることが必要となる。

【００２３】上述した実施例は、１つのプロセッシング
・モジュールを有する光分配器であった。次に、１つで
はなく、Ｍ個（Ｍは「１」より大きい整数である）のプ
ロセッシング・モジュール有する、第２実施例の光分配
器について図３を参照して説明する。図３はこの実施例
の構成を示すブロック図である。

【００２４】この図に示す実施例では、Ｍは「４」であ
り、プロセッシング・モジュールＭＴ１，ＭＴ２，ＭＴ
３およびＭＴ４を有する。これらプロセッシング・モジ
ュールＭＴ１〜ＭＴ４の各々は、「１」から「４」まで
の番号が付与された（以下の図では、ｎ^Oと表記す
る）、４つの信号ＳＴＭ−Ｎ（この実施例では、Ｎ＝
４）をそれぞれ入力する。すなわち、この実施例では、
各信号ＳＴＭ−４は、それぞれ４つの信号ＳＴＭ−１の
連続であり、図３に示す光分配器は、上記信号ＳＴＭ−
１の取り込みを行なう。この光分配器は、Ｎ個（この実
施例では４個）の出力端を有し、各出力端において、
「１」から「４」までの番号が付与された、新たなＳＴ
Ｍ−４が信号ＳＴＭ−１の取り込みによって得られる。
この実施例における入力信号ＳＴＭ−および出力信号Ｓ
ＴＭ−４はともに、光信号である。

【００２５】各入力信号ＳＴＭ−４は、光ファイバＦＥ
１，ＦＥ２，ＦＥ３およびＦＥ４を介してフォトダイオ
ードＰ１〜Ｐ４に供給され、電気信号に変換された後に
各プロセッシング・モジュールＭＴ１〜ＭＴ４に供給さ
れる。各プロセッシング・モジュールＭＴ１〜ＭＴ４
は、１つのデマルチプレクサ（Ｄ１〜Ｄ４）、１つの再
編器（Ｍ１〜Ｍ４）、４つの電気／光変換器（プロセッ
シング・モジュールＭＴ１にはＥＯ１〜ＥＯ４が対応
し、以下同様に、プロセッシング・モジュールＭＴ４に
はＥＯ１３〜ＥＯ１６が対応する）、１つの光結合器
（ＣＯ１〜ＣＯ４）および４つの光学フィルタ（プロセ
ッシング・モジュールＭＴ１にはＦ１〜Ｆ４が対応し、
以下同様に、プロセッシング・モジュールＭＴ４にはＦ
１３〜Ｆ１６が対応する）から構成される。

【００２６】デマルチプレクサＤ１〜Ｄ４の各々は、そ
れぞれ出力チャンネルＶ１，Ｖ２，Ｖ３およびＶ４にお
いて、対応する入力信号ＳＴＭ−４における４つの信号
ＳＴＭ−１をそれぞれ供給する。すなわち、第１番目の
信号ＳＴＭ−１がチャンネルＶ１に供給され、同様に、
第２番目の信号ＳＴＭ−１がチャンネルＶ２に、第３番
目の信号ＳＴＭ−１がチャンネルＶ３、第４番目の信号
ＳＴＭ−１がチャンネルＶ４に、それぞれ供給される。

【００２７】再編器Ｍ１〜Ｍ４の各々は、デマルチプレ
クサの出力チャンネルに供給される信号ＳＴＭ−１をそ
れぞれ入力するとともに、制御部Ｇの制御によって、信
号ＳＴＭ−１を時間的にシフトして、タイムベースな再
編成を行なう。電気／光変換器ＥＯ１〜ＥＯ４，ＥＯ５
〜ＥＯ８，ＥＯ９〜ＥＯ１２およびＥＯ１３〜ＥＯ１６
の各々は、それぞれプロセッシング・モジュールＭＴ１
〜ＭＴ４に対応しており、それぞれ再編器Ｍ１〜Ｍ４に
より再編された信号を、互いに異なる波長Ｌ１〜Ｌ４の
光信号に変換する。

【００２８】光結合器ＣＯ１〜ＣＯ４の各々は、それぞ
れ４つの入力端を有するものであり、対応する４つの電
気／光変換器による光信号を取り込んで、４つの光信号
を出力する。ここで、光結合器の出力端Ｓ１〜Ｓ４，Ｓ
５〜Ｓ８，Ｓ９〜Ｓ１２およびＳ１３〜Ｓ１６は、それ
ぞれプロセッシング・モジュールＭＴ１〜ＭＴ４に対応
している。

【００２９】光学フィルタＦ１〜Ｆ４，Ｆ５〜Ｆ８，Ｆ
９〜Ｆ１２およびＦ１３〜Ｆ１６の各々は、それぞれプ
ロセッシング・モジュールＭＴ１〜ＭＴ４に対応するも
のであり、それぞれ制御部Ｇによって電気的に波長可変
に制御される。これら各光学フィルタの入力端は、図３
に示すように、対応する光結合器のうちの１つの出力端
に接続されている。

【００３０】また、この図に示す光分配器には、Ｎ個
（この実施例では、Ｎ＝４）の出力光結合器ＣＳ１〜Ｃ
Ｓ４が備えられる。これら光結合器ＣＳ１〜ＣＳ４に
は、４つの入力端と１つの出力端とがそれぞれ備えら
れ、各出力端において、それぞれ光ファイバＦＳ１〜Ｆ
Ｓ４が接続されて、「１」から「４」までの番号が付与
された出力信号ＳＴＭ−４が、それぞれこの光分配器の
出力として得られる。

【００３１】図３をみれば判るように、各光学フィルタ
Ｆ１〜Ｆ１６の出力端は、それぞれ各光結合器ＣＳ１〜
ＣＳ４と一対一に対応している。より詳細には、光学フ
ィルタＦ１，Ｆ５，Ｆ９およびＦ１３の各出力光は、光
結合器ＣＳ１の４つの入力光としてそれぞれ供給され
る。以下同様にして、光学フィルタＦ４，Ｆ８，Ｆ１２
およびＦ１６の各出力光は、光結合器ＣＳ４の４つの入
力光としてそれぞれ供給される。

【００３２】制御部Ｇは、時間的な再編成動作と光学フ
ィルタとを制御する。すなわち、信号ＳＴＭ−１は、時
間的にスペクトラム的に分配されることになる。ここ
で、光結合器ＣＯ１〜ＣＯ４における４つの各出力端で
は、異なる波長Ｌ１〜Ｌ４で同一の情報が伝送されるこ
とが判る。

【００３３】次に、この実施例による光分配器の動作に
ついて、図４、図５および図６を参照して説明する。こ
れらの図において、（ｉ，ｊ）という表記は、番号
「ｊ」の付与された入力信号ＳＴＭ−４における第ｉ番
目の信号ＳＴＭ−１を示している。ここで、ｉ，ｊはと
もに「１」〜「４」までの整数である。

【００３４】図４は、各デマルチプレクサの各出力チャ
ンネルにおける信号ＳＴＭ−１の分配状況を示すタイミ
ングチャートである。この図に示すように、各信号ＳＴ
Ｍ−１は、同一の時間幅ｄをそれぞれ有している。この
ように、信号ＳＴＭ−１はデマルチプレクサにより振り
分けられた後に、制御部Ｇの制御のもとに再編器により
処理される。制御部は、外部制御（例えば、トラヒック
分布）にしたがって信号ＳＴＭ−１に１出力を挿入す
る、あるいは内部動作にしたがって該当する信号ＳＴＭ
−１の抜き取りを行なう。

【００３５】ここで、説明のため、番号「１」の入力信
号ＳＴＭ−４における第３番目の信号ＳＴＭ−１と、番
号「２」の入力信号ＳＴＭ−４における第１番目の信号
ＳＴＭ−１とを入れ換えた場合について考える。言い換
えれば、信号ＳＴＭ−１（３，１）と（１，２）とを入
れ換える。

【００３６】この場合、再編器Ｍ１は、番号「１」の入
力信号ＳＴＭ−４における第３番目の信号ＳＴＭ−１を
時間２ｄだけ進めるように制御し、再編器Ｍ２は、番号
「２」の入力信号ＳＴＭ−４における第１番目の信号Ｓ
ＴＭ−１を時間２ｄだけ遅らせるように制御する。図５
に、再編器Ｍ１〜Ｍ４の各出力端における信号ＳＴＭ−
１の分配状況を示す。

【００３７】ここで、信号ＳＴＭ−１は、制御手段Ｇに
より計算された遅延時間Ｔに関連することになる。次
に、再編成された信号は、電気／光変換器ＥＯ１〜ＥＯ
１６によって光信号に変換された後に、対応する光結合
器に供給される。これら光結合器に４つの入力端に供給
される光信号は、互いに異なる波長Ｌ１〜Ｌ４を有して
いる。図４は、光結合器の出力端Ｓ１〜Ｓ１６に供給さ
れる光信号のタイミングチャートを示す。

【００３８】信号ＳＴＭ−１の波長変化は、制御部Ｇの
制御による光学フィルタＦ１〜Ｆ１６によって行われ、
光結合器ＣＳ１〜ＣＳ４の各出力で新たな信号ＳＴＭ−
４を得ることができる。例えば、第１番目の出力信号Ｓ
ＴＭ−４は、次に示す信号ＳＴＭ−１の並びから構成さ
れる。（１，１）、（２，１）、（１，２）、（４，１）また、第２番目の出力信号ＳＴＭ−４は、次に示す信号
ＳＴＭ−１の並びから構成される。（３，１）、（２，２）、（３，２）、（４，２）これは、図１０に示すテーブルＩにしたがって、制御部
Ｇが光学フィルタの状態を制御することにより得られ
る。すなわち、初めの時間幅ｄ（時間０〜ｄ）におい
て、光学フィルタＦ１，Ｆ２，Ｆ１１およびＦ１６の各
々は、波長Ｌ１，Ｌ３，Ｌ１およびＬ１の光信号の透過
をそれぞれ許可する一方、他の光学フィルタは、不動作
状態、すなわち、あらゆる光信号を遮断する状態とな
る。次に、２番目の時間幅ｄ（時間ｄ〜２ｄ）におい
て、光学フィルタＦ１，Ｆ６，Ｆ１１およびＦ１６の各
々は、波長Ｌ２，Ｌ２，Ｌ２およびＬ２の光信号の透過
をそれぞれ許可する一方、他の光学フィルタは不動作状
態となる。以下同様に、各光学フィルタの状態が、図１
０に示すテーブルＩにしたがった制御部Ｇによって制御
される。

【００３９】なお、この実施例の光分配器では、様々な
光学的接続を光ファイバによって構成したが、この光分
配器を集積化することによって、集積化光導波路で構成
することも可能である。

【００４０】次に、この発明による第３実施例について
説明する。図７は、この実施例の構成を示すブロック図
である。この図に示す実施例の光分配器は、図３に示す
第２実施例の光分配器に対し、光ファイバＦＥ１〜ＦＥ
４、フォトダイオードＰ１〜Ｐ４、デマルチプレクサＤ
１〜Ｄ４、電気／光変換器ＥＯ１〜ＥＯ１６、出力の光
結合器ＣＳ１〜ＣＳ４および光ファイバＦＳ１〜ＦＳ４
から構成される点で同様であるが、光結合器ＣＯ１〜Ｃ
Ｏ４の出力端数、デマルチプレクサｄ１〜ｄ４、光スイ
ッチの格子状配列およびこの出力光を結合する光結合器
Ｃ１１〜Ｃ１４，Ｃ２１〜Ｃ２４，Ｃ３１〜Ｃ３４およ
びＣ４１〜Ｃ４４において相違する。

【００４１】各プロセッシング・モジュールＭＴ１〜Ｍ
Ｔ４には、１つの入力端と４つの出力端とを有する波長
デマルチプレクサ（ｄ１〜ｄ４）と、４つの入力端と１
つの出力端とを有する光結合器（ＣＯ１〜ＣＯ４）と、
がそれぞれ備えられる。また、図７に示す光分配器の各
プロセッシング・モジュールＭＴ１〜ＭＴ４の各々に
は、４行４列のマトリックス状に配列した光スイッチが
それぞれ備えられる。これら各光スイッチは、それぞれ
光スイッチングポイントを有し、電気光学変調器や光増
幅器等の技術を用いて構成することができる。

【００４２】ここで、各プロセッシング・モジュールＭ
Ｔ１〜ＭＴ４における一般的な光スイッチをＩｉｊ（ｉ
は行を表す「１」〜「４」の整数、ｊは列を表す「１」
〜「４」までの整数である）とする。そして、図７に示
すように、各行におけるＬＯ１〜ＬＯ１６は、それぞれ
対応する波長デマルチプレクサの出力端に接続されてい
る光信号線であり、この光信号線には対応する光スイッ
チが直列に接続されている。例えば、光スイッチＩ１
１、Ｉ１２、Ｉ１３およびＩ１４は、プロセッシング・
モジュールＭＴ１に属する波長デマルチプレクサｄ１の
光信号線ＬＯ１に直列に接続される。

【００４３】また、各プロセッシング・モジュールＭＴ
１〜ＭＴ４には、それぞれ４つの光結合器が備えられ
る。プロセッシング・モジュールＭＴ１には光結合器Ｃ
１１〜Ｃ１４が対応し、以下同様に、プロセッシング・
モジュールＭＴ４には光結合器Ｃ４１〜Ｃ４４が対応す
る。このように対応する光結合器は、光スイッチ配列の
各列に関連付けられるもので、各々が４つの入力端と１
つの出力端とを有している。

【００４４】この光結合器の４つ入力端は、対応するプ
ロセッシング・モジュール光スイッチの列における４つ
の光スイッチにそれぞれ接続される一方、その１つの出
力端は、出力の光結合器ＣＳ１〜ＣＳ４の内の１つに接
続される。すなわち、光結合器Ｃｉｊは、プロセッシン
グ・モジュールＭＴｉ（１＜ｉ＜４）と出力の光結合器
ＣＳｊ（１＜ｊ＜４）とに対応する。例えば、光結合器
Ｃ１１，Ｃ２１，Ｃ３１およびＣ４１の各出力端は、そ
れぞれ出力の光結合器ＣＳ１の４つの入力端にそれぞれ
接続され、同様に、光結合器Ｃ１４，Ｃ２４，Ｃ３４お
よびＣ４４の各出力端は、それぞれ出力の光結合器ＣＳ
４の４つの入力端にそれぞれ接続される。

【００４５】図７に示す実施例では、制御部Ｇ１が、再
編器Ｍ１〜Ｍ４および光スイッチのすべてを制御する。
光スイッチは、開状態においてその瞬間に入力する光信
号を通過させる一方、閉状態においてその瞬間に入力す
る光信号を、その光スイッチに関連付けられた４入力１
出力の光結合器の１入力端に、反射供給する。

【００４６】上述した実施例の各プロセッシング・モジ
ュールは、その動作において、入力信号を電気的に振り
分け、次に、対応する信号ＳＴＭ−１の時間的な再編成
を行い、そして、この再編成された信号ＳＴＭ−１を４
つの異なる波長の光へと変換を行なう。光信号は、デマ
ルチプレクサによって異なる４つの波長の光に振り分け
られた後に、対応する光結合器によってプールされる。
つまり、デマルチプレクサの各出力端から、異なる４つ
の波長Ｌ１〜Ｌ４の光信号が供給される。これら光信号
は、制御部Ｇ１の制御の下に、マトリックス状に配列し
た光スイッチによって取り込まれる。

【００４７】ここで、図３に示した実施例の説明を流用
する。すなわち、信号ＳＴＭ−１（３，１）と（１，
２）とを入れ換えた場合について説明する。この場合、
第３の実施例では、図１１に示すテーブルＩＩにしたが
って、光スイッチを閉状態にする必要がある。すなわ
ち、初めの時間幅ｄ（時間０〜ｄ）において、プロセッ
シング・モジュールＭＴ１における光スイッチＩ１１，
Ｉ３２、プロセッシング・モジュールＭＴ３における光
スイッチＩ１３およびプロセッシング・モジュールＭＴ
４における光スイッチＩ１４がそれぞれ閉状態となる一
方、他のすべての光スイッチは開状態となる。次に、２
番目の時間幅ｄ（時間ｄ〜２ｄ）において、プロセッシ
ング・モジュールＭＴ１における光スイッチＩ２１、プ
ロセッシング・モジュールＭＴ２における光スイッチＩ
２２、プロセッシング・モジュールＭＴ３における光ス
イッチＩ２３およびプロセッシング・モジュールＭＴ４
における光スイッチＩ２４がそれぞれ閉状態となる一
方、他のすべての光スイッチは開状態となる。以下同様
に、各光スイッチの開閉状態が、図１１に示すテーブル
ＩＩにしたがった制御部Ｇ１によって制御される。

【００４８】図７に示す光分配器は、電気光学や音響光
学等の効果に基づくスイッチングを行なう物質、例え
ば、LiNbO₃（三酸化ニオブ・リチウム）やInP（インジ
ウム・リン）等の物質における光集積化技術を用いて製
造することができる。

【００４９】なお、図７に示す光分配器において、光結
合器ＣＯ１〜ＣＯ４および波長デマルチプレクサｄ１〜
ｄ４は、必ずしも必要とされない。すなわち、各電気／
光変換器を直接、対応する光信号線に接続することによ
って、光結合器ＣＯ１〜ＣＯ４および波長デマルチプレ
クサｄ１〜ｄ４を廃することが可能であり、これによ
り、光分配器における光ケーブルの配線を簡略化するこ
とが可能となる。

【００５０】図３および図７に示す光分配器では、再編
成された出力信号ＳＴＭ−４が光ファイバＦＳ１〜ＦＳ
４によって送信されるようになっていた。しかしながら
この場合、出力信号ＳＴＭ−４は、光ファイバＦＳ１〜
ＦＳ４の色分散によって妨害を受ける可能性がある、と
いう問題がある。この問題を除去するには、出力の各光
結合器ＣＳ１〜ＣＳ４によって供給される光信号を一旦
電気信号に変換するとともに、この電気信号を光信号に
再変換する必要がある。

【００５１】このための構成を図８に示す。この図に示
すように、出力の各光結合器ＣＳ１〜ＣＳ４は、フォト
ダイオードｐ１〜ｐ４にそれぞれ接続され、さらに、フ
ォトダイオードｐ１〜ｐ２の各出力端は、電気／光変換
器ＤＬ１〜ＤＬ４の入力端にそれぞれ接続される。これ
ら電気／光変換器ＤＬ１〜ＤＬ４には、例えば、レーザ
・ダイオードが用いられる。そして、電気／光変換器Ｄ
Ｌ１〜ＤＬ４の各出力端は、対応する出力光ファイバＦ
Ｓ１〜ＦＳ４に接続される。これによって、再編成され
た出力信号ＳＴＭ−４をすべて同一波長の信号ＳＴＭ−
１によって供給することが可能となる。

【００５２】次に、第４の実施例による光分配器につい
て図９を参照して説明する。図９はこの実施例の構成を
示すブロック図である。この図に示す光分配器は、図３
に示した光分配器とは次の点で相違する。すなわち、こ
れらの相違点は、それぞれ有効波長の光を放つ電気／光
変換器ＥＯ１〜ＥＯ１６を、波長可変の光を放つ電気／
光変換器ＥＯＡ１〜ＥＯＡ１６にそれぞれ置換した点、
波長可変の光学フィルタＦ１〜Ｆ１６を、予め決められ
た単一波長の光のみを透過する光学フィルタＦＦ１〜Ｆ
Ｆ１６にそれぞれ置換した点、および、制御部Ｇを、再
編器Ｍ１〜Ｍ４とともに電気／光変換器ＥＯＡ１〜ＥＯ
Ａ１６を制御する制御部Ｇ２に置換した点である。

【００５３】図９に示す光分配器の制御は、図３に示す
光分配器の制御に対して、最終アドレスに対応する波長
を選択可能な点以外では、同等である。これは、各出力
信号ＳＴＭ−４において、同一波長の信号ＳＴＭ−１を
得ることが必要なためである。したがって、色分散に
よる悪影響を受けることなく、伝送線に情報を直接送出
することが可能である。

【００５４】図９に示す光分配器において、光学フィル
タＦＦ１，ＦＦ５，ＦＦ９およびＦＦ１３は、波長Ｌ１
の光のみを透過させ、光学フィルタＦＦ２，ＦＦ６，Ｆ
Ｆ１０およびＦＦ１４は、波長Ｌ２の光のみを透過さ
せ、光学フィルタＦＦ３，ＦＦ７，ＦＦ１１およびＦＦ
１５は、波長Ｌ３の光のみを透過させ、光学フィルタＦ
Ｆ４，ＦＦ８，ＦＦ１２およびＦＦ１６は、波長Ｌ４の
光のみを透過させる。これによって、番号「１」，
「２」，「３」，「４」が付与された各出力信号ＳＴＭ
−４は、それぞれ波長Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４の光信号
となる。

【００５５】図３に示す実施例では、光学フィルタを高
速にスイッチングすることにより（約１ナノ秒）、大容
量の光分配器を構成することが可能となる。また、１６
個のプロセッシング・モジュールの各々に、１６波長の
光信号から各々成る１６もの信号ＳＴＭ−１６を供給す
ることにより、２５６フレームの信号ＳＴＭ−１を再編
成することが可能となる。この場合、各プロセッシング
・モジュールには、高速にスイッチングを行なう波長可
変の光学フィルタがそれぞれ１６個備えられる。

【００５６】上述した各実施例の光分配器では、その構
成をモジュール化したことによって、プロセッシング・
モジュールの追加に応じ、その処理容量を飛躍的に増大
させることが可能という利点がある。

【００５７】なお、必要ならば、上述した各実施例の光
分配器における各出力端に、対応する光結合器によって
供給される光信号を増幅させる光増幅器を備えても良
い。また、図３、図７および図９に示した実施例に光分
配器では、光ファイバＦＥ１〜ＦＥ４を介して光信号を
それぞれ入力していたが、デマルチプレクサＤ１〜Ｄ４
の各入力端に直接電気信号をそれぞれ供給する構成とし
て、光ファイバＦＥ１〜ＦＥ４およびフォトダイオード
Ｐ１〜Ｐ４を廃しても良い。

【００５８】また、この発明では、その伝送モードが同
期式な信号の処理に限定されない。すなわち、パケット
形式の基本信号を用いて、非同期の信号を送出する構成
としても良い。この場合、各プロセッシング・モジュー
ルは、その入力端で受信するパケットの流れのうちのＮ
個の並行するパケットを同時に処理する。これによっ
て、入力端におけるパケットの流れは、Ｎ個のパケット
あるいはモジュールに分類される。ここで、Ｎは例え
ば、「４」である。次に、各デマルチプレクサは、Ｎ個
の並行する時間幅ｄをカウントするとともに、その時間
幅Ｎ・ｄに供給されるパケットの振り分けを行なう。な
お、この発明は、以上説明した各実施例および添付図面
に制限されることはない。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したこの発明によれば、各プロ
セッシング・モジュールにおける、限られた波長の数を
用いた再編成によって大容量の情報を処理することがで
きるとともに、光−光で情報を高速に処理するので、光
情報伝送網に対し適合させることが結果、その入力端で
の情報を、その出力端のすべてに、あるいは一部分に供
給することができる、という効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による第１実施例の光分配器の構成を
示すブロック図である。

【図２】（ａ），（ｂ），（ｃ）ともに同実施例の動作
説明するためのタイミングチャートである。

【図３】この発明による第２実施例の光分配器の構成を
示すブロック図である。

【図４】同実施例の動作説明するためのタイミングチャ
ートである。

【図５】同実施例の動作説明するためのタイミングチャ
ートである。

【図６】同実施例の動作説明するためのタイミングチャ
ートである。

【図７】この発明による第３実施例の光分配器の構成を
示すブロック図である。

【図８】同実施例における色分散の影響を除去するため
の構成を示すブロック図である。

【図９】この発明による第４実施例の光分配器の構成を
示すブロック図である。

【図１０】第２実施例における光学フィルタＦ１〜Ｆ１
６の制御状態の一例を示すテーブルＩである。

【図１１】第３実施例における各光スイッチの制御状態
の一例を示すテーブルＩＩである。

【符号の説明】

ＳＴＭ−４……信号（基本信号）ＦＥ１〜ＦＥ４……光ファイバ（入力手段）ＭＴ１〜ＭＴ４……プロセッシング・モジュール１０、ＣＳ１〜ＣＳ４……光結合器（第１の光結合手
段）６，Ｇ，Ｇ１，Ｇ２……制御部（制御手段）２，Ｄ１〜Ｄ４……デマルチプレクサ（第１の分配手
段）４，Ｍ１〜Ｍ４……再編器（再編手段）ｅｏ１〜ｅｏ４、ＥＯ１〜ＥＯ１６……電気／光変換器
（第１の電気／光変換手段）８，ＣＯ１〜ＣＯ４，ｃｏ１〜ｃｏ４……光結合器（第
２の光結合手段）、ｆ１〜ｆ４，Ｆ１〜Ｆ１６……光学
フィルタ（第１の光学フィルタ）Ｉ１１〜Ｉ４４……光スイッチＣ１１〜Ｃ１４，Ｃ１１〜Ｃ１４，Ｃ１１〜Ｃ１４，Ｃ
１１〜Ｃ１４……光結合器（第３の光結合手段）ｐ１〜ｐ４……フォトダイオード（光／電気変換手段）ＤＬ１〜ＤＬ４……電気／光変換器（第２の電気／光変
換手段）ＥＯＡ１〜ＥＯＡ１６……電気／光変換器（第３の電気
／光変換手段）ＦＦ１〜ＦＦ１６……光学フィルタ（第２の光学フィル
タ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基本信号がそれぞれ入力されるＭ個（Ｍ
は少なくとも１より大きい整数）の入力手段と、それぞれが、前記Ｍ個の入力端子に接続されるととも
に、並行するＮ個の前記基本信号を同時に処理して、Ｎ
個（Ｎは少なくとも１より大きい整数）の出力端子に各
々供給するＭ個のプロセッシング・モジュールと、Ｎ個の出力手段と、前記Ｍ個のプロセッシング・モジュールに各々関連付け
られるＭ個の入力端子と、前記Ｎ個の出力手段のうちの
１つに接続される１つの出力端子とを有する第１の光結
合手段のＮ個と、前記基本信号をスクランブルして、前記Ｍ個の入力端子
に入力された前記基本信号の各々が、前記Ｎ個の出力手
段のうちの所望の１つにそれぞれ供給されるように、前
記Ｍ個のプロセッシング・モジュールを制御する制御手
段と、を具備し、前記各プロセッシング・モジュールが、前記Ｎ個の基本信号を電気的に振り分けて電気信号で供
給し、振り分けられた前記Ｎ個の基本信号を、前記制御手段の
制御によって、要求される出力形態にしたがってタイム
ベースに再編成し、前記制御手段の制御にもとに、再編成された前記Ｎ個の
基本信号を、互いに異なる波長を有するＮ個の光信号に
変換するとともに、要求される出力形態にしたがってス
イッチすることを特徴とする光分配器。
【請求項２】前記各プロセッシング・モジュールが、対応するプロセッシング・モジュールの入力手段に接続
された１つの入力端子と、振り分けられた前記Ｎ個の基
本信号を各々供給するＮ個の出力端子とを有する第１の
分配手段と、そのＮ個の入力端子が、前記第１の分配手段のＮ個の出
力端子に各々接続され、前記制御手段の制御によって振
り分けられた前記Ｎ個の基本信号をタイムベースに再編
成して、そのＮ個の出力端子にそれぞれ供給する再編手
段と、再編成された前記Ｎ個の基本信号を、互いに異なる波長
を有するＮ個の光信号に各々変換する第１の電気／光変
換手段のＮ個と、要求される出力形態にしたがって、前記制御手段の制御
のもとに、前記Ｎ個の光信号をスイッチするスイッチン
グ手段と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の光分配器。
【請求項３】前記スイッチング手段が、Ｎ個の入力端子に供給されたＮ個の光信号を結合して、
そのＮ個の各出力端子から供給する第２の光結合手段
と、その入力端子が、前記第２の光結合手段の出力端子のう
ちの１つに接続され、その出力端子が、前記第１の光結
合手段における入力端子のうちの１つに接続され、その
透過特性が前記制御手段によって制御される第１の光学
フィルタＮ個と、を備え、処理された前記基本信号の各々が、前記出力手
段のうちの１つにスイッチされることを特徴とする請求
項２に記載の光分配器。
【請求項４】前記スイッチング手段が、Ｎ行Ｎ列のマトリックス状に形成された光スイッチ群で
あって、各行の光スイッチが、前記第１の電気／光変換
手段のうちの１つの出力端からの光信号線にそれぞれ直
列に接続される光スイッチ群と、それぞれがＮ個の入力端子と１個の出力端子とを有し、
各Ｎ個の入力端子が前記光スイッチ群における１列の出
力端子にそれぞれ接続されるとともに、１個の出力端子
が前記第１の光結合手段における１つの入力端子に接続
される第３の光結合手段のＮ個と、を備えることを特徴とする請求項２に記載の光分配器。
【請求項５】前記スイッチング手段が、前記第１の電気／光変換手段のＮ個からのＮ個の光信号
を結合して１つの出力端子から供給する第４の光結合手
段と、前記第４の光結合手段によって結合された光信号を前記
光スイッチ群におけるＮ行の光信号線にそれぞれ分配す
る第２の分配手段と、を備えることを特徴とする請求項４に記載の光分配器。
【請求項６】前記第１の光結合手段のＮ個により結合
された各光信号を受信して、電気信号にそれぞれ変換す
る光／電気変換手段のＮ個と、前記光／電気変換手段による各電気信号を入力して、同
一波長の光信号に各々変換するとともに、前記出力手段
のそれぞれに供給する第２の電気／光変換手段のＮ個
と、を具備することを特徴とする請求項２に記載の光分配
器。
【請求項７】前記各プロセッシング・モジュールが、対応するプロセッシング・モジュールの入力手段に接続
された１つの入力端子と、振り分けられた前記Ｎ個の基
本信号を各々供給するＮ個の出力端子とを有する第１の
分配手段と、そのＮ個の入力端子が、前記第１の分配手段のＮ個の出
力端子に各々接続され、前記制御手段の制御によって振
り分けられた前記Ｎ個の基本信号をタイムベースに再編
成して、そのＮ個の出力端子にそれぞれ供給する再編手
段と、前記再編手段により再編成されたＮ個の基本信号の各々
を、前記制御手段の制御によって、Ｎ個の光信号にそれ
ぞれ変換する波長可変な第３の電気／光変換手段のＮ個
と、Ｎ個の光信号を結合して、そのＮ個の各出力端子から供
給する第２の光結合手段と、それぞれが単一波長の光のみを透過する第２の光学フィ
ルタであって、前記第２の光結合手段から供給されるＮ
個の光信号をそれぞれ入力して、その透過光を対応する
第１の光結合手段の入力端子にそれぞれ供給する第２の
光学フィルタのＮ個と、を具備し、前記第２の光学フィルタのＮ個における透過
波長を互いに異なるようにして、処理した基本信号を前
記出力手段の１つにスイッチすることを特徴とする請求
項１に記載の光分配器。
【請求項８】前記基本信号が、光信号で前記入力手段
の各々を介してフォトダイオードの各々にそれぞれ供給
され、各フォトダイオードによって電気信号に変換され
て、対応する前記各プロセッシング・モジュールにそれ
ぞれ供給されることを特徴とする請求項１に記載の光分
配器。
【請求項９】前記基本信号が、Ｎ列の同期単位で前記
入力手段の各々を介してそれぞれ供給され、前記各プロ
セッシング・モジュールが、基本信号の各々のうちの１
列の同期単位を同時にＮ個処理することを特徴とする請
求項１に記載の光分配器。
【請求項１０】前記基本信号が、非同期のパケット形
式で前記入力手段の各々を介してそれぞれ供給され、前
記各プロセッシング・モジュールが、それぞれＮ個の並
行するパケットを同時に処理することを特徴とする請求
項１に記載の光分配器。