JPH0545930B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は複数の入力ポートと出力ポートを有
して、該入力ポートに供給される光入力信号をマ
トリクス選択し、該出力ポートから光出力信号と
して出力する光マトリクススイツチに関するもの
である。

〔従来の技術〕

最近、光フアイバの伝送系への導入にともな
い、交換機においても、導波路型光スイツチを利
用する研究が盛んに行なわれている。

第２図はこのような導波路型光スイツチを用い
光マトリツクススイツチの構成を示す斜視図であ
る。LiNbO₃の電気光学効果をもつた基板９の上
には４行４列の正方格子状に16ケの２×２光スイ
ツチ９１が配列されている。４つの入力ポート１
ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄには、行を構成する２×２
光スイツチ９１のそれぞれの一方の入力と出力と
が直列に導波路９３を介して接続されており、最
後の列の２×２光スイツチ９１の出力は４つの出
力ポート２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに接続されてい
る。また、各々の２×２光スイツチ９１の出力
で、行構成をしない他方の出力は、後続する列の
隣接する２×２光スイツチ９１の行を構成しない
他方の入力に導波路９３を介して接続され、各２
×２光スイツチ９１を斜方に相互に接続する構成
となつている。そして、上記従来技術によると、
入力ポート１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄいずれかから
入力した情報は、行列の交点に配置された２×２
光スイツチ９１により出線の方向が、いわゆる直
通状態または交差状態に切替えられる。そして、
光スイツチを正方格子状に行列配置し、それぞれ
の光スイツチを直交接続して構成される最も基本
的な光マトリクススイツチに比較すると、同一数
の光スイツチで構成されているものの、どのよう
な入力ポート、出力ポートの組合せに対しても通
過する光スイツチの手段が常に一定であり、しか
も、基本的な光マトリクススイツチでの最悪時に
比べて1/2の手段で済むので、光のロス及びクロ
ストークを低減できる特徴をもつている。

しかしながら、上記従来技術によつてしても、
第２図中実線矢印に示す如く入力ポート１ｂから
入力された情報と、破線矢印に示す如く入力ポー
ト１ｄから入力された情報とは３行４列に位置す
る２×２光スイツチ９１においてクロストークを
生じるという欠点を有していた。

これに対して、クロストークを生じないように
改善された光マトリクススイツチの構成を第３図
の斜視図に示す。改善された従来技術によれば、
基板９の上には、入力ポート１ａ，１ｂ，１ｃ，
１ｄに接続される４行４列の正方格子状配列にな
る16ケの２×２光スイツチ９４と、出力ポート２
ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに接続される同様の２×２
光スイツチ９５とが配置されている。そして、入
力ポート側と出力ポート側のそれぞれの格子交点
に位置する２×２光スイツチ９４，９５は、入力
ポート側の列が１列進むごとに出力ポート側の行
を１行づつ位置するようにして、導波路９３によ
つて相互に接続されている。

これによると、１つの２×２光スイツチに異な
る情報が入力とされる場合がないので、クロスト
ークを殆んど生じさせることなく、入力ポートに
入力された情報をマトリクス選択して出力ポート
に出力することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら上記の従来技術では、単純な正方
格子状に配置された２×２光スイツチからなる光
マトリクススイツチに比較して、クロストークは
大幅に減少させることができるものの、入力ポー
ト側には、入力ポートの数に応じて正方格子状に
配置した光スイツチを要するとともに、入力ポー
ト側にも同数の正方格子状に配置した光スイツチ
を必要とする。このため、単純な正方格子状配置
にかかる光マトリクススイツチに比較して２倍の
光スイツチを要するので、光マトリクススイツチ
全体が大型化し、しかも、若干ではあるが、入力
ポートから出力ポートまでに通過する光スイツチ
の手段も増加してしまう。そして、光のロスも減
少できないという問題も有していた。

そこで本発明は、単純な正方格子状配置からな
る光マトリクススイツチにおけるのと同程度の数
の光スイツチによつて構成でき、入力ポートから
出力ポートまでの光スイツチの段数が少なく小型
に形成でき、優れたクロストーク特徴をもつ光マ
トリクススイツチを提供することも目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明による光マ
トリクススイツチは、2ⁱ⁺¹（ｉは自然数）個所の
入力ポートから入力される光入力信号を2⁽²ⁱ⁺¹⁾の
分岐信号に分岐するｉ段の１×２分波手段からな
るトリー構成された入力分岐トリーと、該入力分
波トリーに直列に接続されて重複トリー構成の一
段をなすとともに、相異なる該入力ポートから分
岐されて供給される２種類の該分岐信号を入力
し、２出力のいずれかに選択してスイツチ出力信
号を出力する2²ⁱ個の２×２光スイツチと、該２
×２光スイツチの該スイツチ出力信号を入力し
て、該2ⁱ⁺¹の出力ポートに光出力信号を出力する
ｉ段の２×１合波手段からなるトリー構成された
出力合波トリーとを備えることを特徴とするもの
である。

〔作用〕

本発明によれば、以上のように光マトリクスス
イツチを構成したので、2ⁱ⁺¹個所の入力ポートに
供給される光入力信号は、入力分波トリーを構成
するｉ段の１×２分波手段によつて2⁽²ⁱ⁺¹⁾の分岐
信号に分岐され、該入力分波トリーと相ともなつ
て重複トリーの一段を形成する2²ⁱ個の２×２光
スイツチの２入力に供給される相異なる該入力ポ
ートからの該分岐信号のいずれかが選択されて２
出力のいずれかにスイツチ出力信号として出力さ
れ、該スイツチ出力信号を入力する出力合波トリ
ーを構成するｉ段の２×１合波手段によつて2ⁱ⁺¹
の出力信号に分岐されて出力ポートから外部に供
給されるように作用する。

〔実施例〕

以下、添付図面の第１図及び第４図乃至第７図
を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図は一実施例の構成を示す機能回路であ
る。2ⁱ⁺¹（ｉは自然数）個所の入力ポート１（１
₍₁₎，１₍₂₎，１₍₃₎，…１ （2ⁱ⁺¹））からは光入力信号
が入力されている。入力ポート１にはｉ段の１×
２分波手段２₁₍₁₎，２₁₍₂₎，…２_i(1)，２_i(2)，… ２ ｉ（2²ⁱ）からなるトリー構成された入力分波ト
リー２が接続され、ｉ段目の１×２分波手段２_i(1
），２_i(2)，…２ ｉ（2²ⁱ）からは、2⁽²ⁱ⁺¹⁾種類の分岐信
号が得られている。そして、ｉ段目の１×２分波
手段２_iには、更に２²ⁱ個の２×２光スイツチ３
（３₍₁₎，３₍₂₎，…３ （2²ⁱ））がトリーのｉ＋１段目
として接続され、入力分波トリー２とともに複合
トリーを形成している。ここで、２²ⁱ個の２×２
光スイツチ３のそれぞれが有する２入力には、相
異なる入力ポート１から分岐された分岐信号が入
力されるように接続されている。更に、２×２光
スイツチ３からそれぞれについて２出力づつ出力
され、２×２光スイツチ３全体では2⁽²ⁱ⁺¹⁾種類と
なる出力は、ｉ段の合波トリー４を構成する１段
目の2²ⁱ個の２×１合波手段４₁₍₁₎，４₁₍₂₎，… ４ １（2²ⁱ）の入力に接続され、順次ｉ段の合波ト
リーを介してｉ段目の２×１合波手段４_i(1)，４_i(2
），…４ ｉ（2ⁱ⁺¹）の入力に接続し、ｉ段目の合波手
段４_iの出力は２ⁱ⁺¹個所の出力ポート５（５₍₁₎，
５₍₂₎，…５ （2ⁱ⁺¹））に接続されている。そして、
上記の入力ポート１と入力分波トリー２及び２×
２光スイツチ３並びに出力合波トリー４と出力ポ
ート５の接続は導波路６によつて形成され、しか
も、いずれの入力ポート（例えば１ａ）に入力さ
れる光入力信号も、入力分波トリー２及び２×２
光スイツチ３並びに出力合波トリー４を経て、全
ての出力ポート５（５₍₁₎，５₍₂₎，…５ （2ⁱ⁺¹））の
いずれからでも出力されるように構成されてい
る。

次に上記実施例の作用を説明する。２ⁱ⁺¹個の
入力ポート１（１₍₁₎，１₍₂₎，…１ （2ⁱ⁺¹））に入力
された光入力信号は、ｉ段の１×２分波手段（２
_ｉ（１），２_i(2)，…２ ｉ（2²ⁱ））によつて構成された入
力分波トリー２によつて２⁽²ⁱ⁺¹⁾種類の分岐信号に
分岐され、2²ⁱ個の２×２光スイツチ３（３₍₁₎，３
₍₂₎，…３ （2²ⁱ））の入力に入力する。それぞれの
２×２光スイツチ３は、２入力に相異なる入力ポ
ート１から分岐された分岐信号を入力し、２出力
のいずれかを選択してスイツチ出力信号を出力す
る。２×２光スイツチ３の出力に接続する１段目
の２×１合波手段、（４₁₍₁₎，４₁₍₂₎，…４ １（2²ⁱ））
は入力したスイツチ出力信号を合波して２段目の
２×１合波手段（４₂₍₁₎，４₂₍₂₎，…４ ２（2^2i-1））
に出力し、合波をｉ段の出力合波トリー４につい
て順次行ない、ｉ段目の２×１合波手段（４_i(1)，
４_i(2)，…４ ｉ（2ⁱ⁺¹））から分波した出力としての
２ⁱ⁺¹種類の光出力を出力ポート５に供給する。

次に、第４図を参照して本発明を４×４光マト
リクススイツチに適用する実施例を説明する。

Ａはこの実施例の構成を示す回路図、Ｂは重複
トリーを構成する２×２光スイツチの動作説明図
である。この実施例に係る４×４光マトリクスス
イツチは、第１図に図示される２ⁱ⁺¹×２ⁱ⁺¹光マ
トリクススイツチでのｉ＝１の場合に相当する。
４個所の入力ポート１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに入
力された光入力信号は、１段だけで構成される入
力分岐トリーの２×２分波手段２ａ，２ｂ，２
ｃ，２ｄを介して４個の２×２光スイツチ３ａ，
３ｂ，３ｃ，３ｄの８種類の入力に接続されてい
る。そして、２×２光スイツチ３ａ，３ｂ，３
ｃ，３ｄの８種類の出力は、１段だけで構成され
る出力合波トリーの２×１合波手段４ａ，４ｂ，
４ｃ，４ｄを介して４個所の出力ポート５ａ，５
ｂ，５ｃ，５ｄに接続されている。そして、４個
の２×２光スイツチ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、
入力分波トリーに対してはトリー構成の２段目を
構成すると同時に、出力合波に対しては、トリー
２×１合波手段４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄについて
の前段のトリー要素ともなつており、いわゆる重
複トリーの要素を構成しているものである。そし
て、導波路６を介してなされる、入力分岐トリー
の出力と２×２光スイツチの入力との接続及び、
２×２光スイツチと出力合波トリーの入力との接
続は下記の通りである。即ち、２×２光スイツチ
３ａの入力は、入力分波トリーの１×２分波手段
２ａの一方の出力と１×２分波手段２ｂの一方の
出力に接続され、２×２光スイツチ３ｂの入力は
１×２分波手段２ａの他方の出力と１×２分波手
段２ｂの他方の入力に接続され、２×２光スイツ
チ３ｃの入力は１×２分波手段２ｃの一方の出力
と１×２分波手段２ａの一方の出力に接続され、
２×２光スイツチ３ｄの入力は１×２分波手段２
ｃの他方の出力と１×２分波手段２ｄの他方の出
力に接続されている。また、２×２光スイツチ３
ａの出力は、出力合波トリーの２×１合波手段４
ａの一方の入力と２×１合波手段４ｂの一方の力
に、２×２光スイツチ３ｂの出力は２×１合波手
段４ｃの一方の入力と２×１合波手段４ｄの一方
の入力に、２×２光スイツチ３ｃの出力は、２×
１合波手段４ａの他方の入力と、２×１合波手段
４ｂの他方の入力に、２×２光スイツチ３ｄの出
力は、２×１合波手段４ｃの他方の入力と２×１
合波手段４ｄの他方の入力に、それぞれ接続され
ている。

次に、上記実施例の作用を説明する。入力ポー
ト１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄから入力される光入力
信号は、１×２分岐手段２ａ，２ｂ，３ｃ，３ｄ
からなる分波トリーによつて分岐され２×２光ス
イツチ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄに入力する。この
とき、２×２光スイツチ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ
のそれぞれの２入力には、相異なる入力ポート１
ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄから分岐される分岐信号が
供給されている。そして、２×２光スイツチ３
ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄから出力されるスイツチ出
力信号は、出力合波トリーによつて合波され、出
力ポート５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄに光出力信号と
して出力される。ここで、２×２光スイツチの動
作を第４図Ｂを参照してより詳細に説明する。２
×２光スイツチ３は、２入力３１ａ，３１ｂを入
力して２出力３２ａ，３２ｂを選択して出力する
作用をなし、同図の右側に示すトリーと機能的に
等価である。即ちこの重複トリーは、入力３１ａ
を分波する１×２光スイツチ３３ａと、トリー接
続される光スイツチ３４ａ，３４ｂと、入力３１
ｂを分波する１×２光スツチ３３ｂと、これら１
×２光スツチ３３ａ，３３ｂの出力を受けて合波
する光スイツチ３４ａ，３４ｂとから成る。同図
左側の２×２光スイツチは、このように分波手段
であつて、分波トリーの一部を構成しているとと
もに、合波手段であつて、合波トリーの一部を構
成している。これが重複トリーと呼ばれている所
以である。

その結果、第４図Ａの４×４光マトリクススイ
ツチは、いずれの入力ポート１ａ，１ｂ，１ｃ，
１ｄに入力される光入力信号をも、入力分波トリ
ー及び重複トリーを構成する２×２光スイツチ並
びに出力合波トリーを経由してすべての出力ポー
ト５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄに供給する作用をな
し、いわゆる非閉塞型の４×４光マトリクススイ
ツチと同等に作用する。そして、入力分波トリー
と出力合波トリーにおいてはクロストークを殆ん
ど生じることなく情報の分波又は合波を行い、重
複トリーでの一段となる２×２光スイツチ３ａ，
３ｂ，３ｃ，３ｄはトリーを単一の光スイツチで
置換した分、若干クロストークが増えるが、構成
を単純化し、小型化が容易となる。

尚第８図に示した回路構成は第４図Ａのものと
等価である。即ち第８図の出力合波手段４a′，４
b′，４c′および４d′がそれぞれ第４図Ａの４ａ，
４ｃ，４ｂおよび４ｄに対応し、出力ポート５
a′，５b′，５c′および５d′がそれぞれ出力ポート
５ａ，５ｃ，５ｂ，５ｄに対応している。

次に８×８光マトリクススイツチの実施例を説
明する。第５図は実施例の構成を示す回路図で、
第１図に示される光マトリクススイツチでのｉ＝
２の場合に相当する。そして、第４図に示される
実施例と異なる点は、入力ポート１ａ，１ｂ，…
１ｄが８ポートで構成され、入力分波トリーが２
段構成からなる１×２分波手段に２_1a，２_1b…２_2
ａ…２_2pによつて形成され、それによる32種類の
分岐信号が16ケの２×２光スイツチ３ａ，３ｂ，
…３ｐに入力され、更に、32種類のスイツチ出力
信号を入力する出力合波トリーが２段構成からな
る２×１合波手段４_1a，４_1b…４_1p，４_2a…４_2hに
よつて形成され、８ポートからなる出力ポート５
ａ，５ｂ…５ｈに出力信号が接続さている点であ
る。

そして、第５図の構成は、第４図の構成による
４×４光マトリクススイツチを１単位として単位
マトリクス７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを形成し、そ
れを４単位並列に配置し、入力ポート１ａ，１ｂ
…１ｈが４ポートづつの２群１ａ〜１ｄ，１ｅ〜
１ｈに分け、入力分波トリーの１段目を構成する
１×２分波手段２_1a，２_1b…２_2hによつて入力信
号をそれぞれの単位マトリクス７に割り振つたも
のとして把握することができる。

そして、このような単位化により一般化した光
マトリクススイツチの構成を示したのが、第６図
である。２ⁱ⁺¹個所の入力ポートに１₍₁₎，… １ （2ⁱ⁺¹）に入力された入力信号は２ⁱづつに２分
されたのち、１×２分波手段２₍₁₎，…２ （2ⁱ）又は
２ （2ⁱ＋１），…２ （2ⁱ⁺¹）により出力される２出
力は、それぞれ別の単位マトリクス７ａ，７ｂ又
は７ｃ，７ｄに供給される。そして単位マトリク
スからの出力は、再び２×１合波手段４₍₁₎，…４
（2ⁱ）又は４ （2ⁱ＋１），…４ （2ⁱ⁺¹）によつて合波
され、出力信号として２ⁱ⁺¹箇所の出力ポート５
₍₁₎，…５ （2ⁱ⁺¹）から出力される。

２ⁱ×２ⁱ単位マトリクス７ａ〜７ｄの各々は、
第６図でｉをｉ＋１と置き換えた構成を有する。
但し、これを繰り返してｉ＝１となつたとき、そ
の単位マトリクスは第４図Ｂに示す２×２光スイ
ツチである。

そして、上記の如く、単位マトリクスの概念を
導入することにより第４図Ａに示される４×４マ
トリクススイツチも、２×２光スイツチを１単位
の単位マトリクスを考えることにより、一般化さ
れて第６図に示される構成として把握されるもの
である。

第９図に示した回路構成は、第５図に示したも
のと等価である。第８図と第４図Ａの関係と同
様、出力側の合波手段および出力ポートの配置を
変えたに過ぎないと見ることができる。ただし、
このような違いは、光スイツチや分波手段等の一
段当りの寸法に影響を与えるので、いずれの回路
構成を採用するかにあたつてはそのことを考慮す
る必要がある。

なお、上記実施例において、１×２分波手段を
１×２光スイツチによつて構成するとともに２×
１合波手段を２×１光スイツチによつて構成する
ことも可能であるが、１×２分波手段のみを１×
２光スイツチによつて構成することも可能であ
る。

特に、分波手段を受動的な分岐手段で構成した
ときには、２×２光スイツチ３の２入力に、第７
図に示す如く、ON／OFFスイツチ３５ａ，３５
ｂを設けて光マトリクススイツチを構成すること
ができる。これによると、入力分波トリーおよび
出力合波トリーをそれぞれ受動的分岐および合波
によつて構成した場合には、光マトリクススイツ
チに２段の光スイツチを有する丈となるので、光
マトリクススイツチ全体の構成を小型化でき、特
に入力ポートの数が８以上のときには、著しく小
型化が可能となる。

尚第４図Ａ、第５図、第６図、第８図、第９図
において、入力ポートと出力ポートを交換したマ
トリクス構成とすることもできる。

第１０図Ａ〜Ｃは本発明にさらに他の実施例を
示したものである。これらの実施例は、導波路の
接続自体はそれぞれ第８図、第４図Ａ、第９図の
実施例と同じである。異なるのは、光スイツチ、
分波手段、合波手段を接続する導波路のうち、少
くとも一部を曲線によつて構成した点である。即
ち互いに同数の入力ポートと出力ポートのそれぞ
れ対応するものを結ぶ直線の方向を長手方向、こ
れに垂直な方向を横方向と呼ぶとき、横方向にず
れた位置にある光スイツチ、分波手段、合波手段
を結ぶ導波路６１の少くとも一部、例えば全部が
曲線によつて形成されている。曲線は図示の例で
は円弧の組み合せから成る。曲線導波路を用いる
と、光マトリクスの長手方向の寸法を減少させる
ことができる。

以下、その点につき第１１図を参照して説明す
る。同図は互いに交差する２本の曲線導波路Ｗ
１，Ｗ２を示したもので、曲線部分はそれぞれ点
Ｒ１〜Ｒ４を中心とする円弧の組合せから成つて
いる。

図示のように、光スイツチ、分波手段、合波手
段等の各素子Ｅ１〜Ｅ４が長手方向および横方向
に整列しているものとし、横方向における素子相
互間の距離をＹ、長手方向における素子相互間の
距離を曲り導波路の場合をＸ、直線導波路の場合
をX′とする。寸法Ｘ，X′を制約するのは、分岐
部の分岐角２αおよび交差部の交差角２θであ
る。即ち、分岐角２αは通常で2°程度以下であ
り、特殊なものを用いても4°程度までしか大きく
できない。一方、交差角２θはクロストークを避
けるため４〜7°程度以上とする必要がある。

直線導波路の場合の曲り導波路の場合とで、分
岐角２αが互いに同一とすると、直線導波路の比
べ曲り導波路の方が交差角２θを大きくすること
ができ、また素子相互間の距離Ｘを短くとができ
る。また、直線導波路の場合は交差角と分岐角が
同一であつ、所要の交差角（４〜7°）を得るには
特殊な光スイツチを必要とするが、曲り導波路の
場合には、分岐角を交差角に比べて小さくできる
ので特殊な光スイツチを必要としない。

このような曲り導波路を用いることの効果は、
互いに連結しようとする素子間の距離Ｙが大きい
場合程、より著しい。以下このことを第１２図を
参照して説明する。簡単のため、分岐角２αを０
とする。また２θ，Ｘ，Ｙは第１１図と同じもの
を指し、Ｒは曲り導波路の曲率半径を示す。

分岐点Ｅ１を、xy座標の原点とみると、円の
方程式より （Ｘ／２）²＋｛（Ｙ／２）−Ｒ｝²＝R² ……(1) 従つて、 Ｘ＝２（YR−Y²／４）^1/2 ……(2) ＹがＲに比して十分小さければ、 Ｘ＝（4YR）^1/2 ……(3) (3)式から分かるように、Ｙが増加してもＸはＹ
の（1/2）乗に比例して大きくなるのみである。
これに対し直線導波路の場合は、ＸはＹに比例し
て大きくなる。従つて互いに連結しようとする素
子間の距離Ｙが大きい程、曲り導波路を用いるこ
との効果（Ｘが比較的小さい）が著しくなる。ポ
ート数が多くなればなる程、横方向の隔たりのよ
り大きい素子間を連結する必要が生じ、より大き
なＹの値が存在することとなるから、ポート数が
多い程曲り導波路を用いることの効果が大きいと
言える。

光マトリクススイツチの全長の試算結果の例を
第１３図および第１４図に示す。第１３図はポー
ト数に対応してプロツトしたものであり、同図Ａ
は分波手段、合波手段に光スイツチを全く用いず
受動的手段で構成した場合（素子部の長さls＝
０）、同図Ｂは完全型、即ち分波手段、合波手段
のすべてを光スイツチで構成した場合（素子の長
さls＝２）、同図Ｃは簡易型、即ち分波手段また
は合波手段のいずれか一方のすべてを光スイツチ
で構成し（素子の長さls＝２）、他方のすべてを
受動的手段で構成した（素子の長さls＝０）場合
を示す。曲率半径Ｒ＝10、20、30mmについて示し
ている。同図Ａの場合、Ｒ＝10、20、30mmのそれ
ぞれの場合、２×２光スイツチの素子間距離Yu
（Ｙ＝方向）およびXu（Ｘ方向）はそれぞれ次の
通りである。

Ｒ＝10mmでは、Yu＝0.04mm、Xu＝1.2mm Ｒ＝20mmでは、Yu＝0.074mm、Xu＝2.4mm Ｒ＝30mmでは、Yu＝0.112mm、Xu＝3.6mm 尚、考査角２θは7°と仮定している。

第１４図は16×16型光マトリクススイツチの場
合について、その全長を曲率半径に対応してプロ
ツトしたものである。同図Ａは完全型、同図Ｂは
簡略型を示す。

〔発明の効果〕

以上の通り本発明によれば、入力ポートから入
力される入力信号を１×２分波手段からなる入力
分波トリーに入力し、それに接続して重複トリー
を構成する２×２光スイツチによりスイツチ出力
信号を得て、２×１合波手段からなる出力合波ト
リーに入力し、出力信号を出力ポートに得るよう
にしたので、入力ポートに入力される情報が通過
する光スイツチの段数を2log₂2ⁱ⁺¹−１とすること
ができ、光のロスが低減できる。また、本発明に
よれば、クロストークを増やすことなく、通常の
トリー構成に比較して３（ｉ＋１）²／４個の光ス
イツチで光マトリクススイツチが構成できる。そ
して、単純な正方格子状配置からなる光マトリク
ススイツチと比較しても、5/4倍程度の光スイツ
チ数で光マトリクススイツチが構成できるので、
優れた選択機能をもちながらクロストークが少な
く、しかも小形の光マトリクススイツチを提供で
きる効果を奏するものである。

さらに、曲り導波路を用いることとすれば、光
マトリクスの長さを一層小さくすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例の構成を示す回路図、第２図
及び第３図は従来技術の説明図、第４図は他の実
施例の構成を示す回路図及びその動作説明図、第
５図は更に他の実施例の構成を示す回路図、第６
図は本発明に係わる一般化した光マトリクススイ
ツチの構成を示す回路図、第７図は本発明に係わ
る実施例に適用できる光スイツチの他の構成を示
す回路図、第８乃至１０図は本発明の他の実施例
を示す図、第１１および１２図は曲り導波路を用
いた場合の寸法の変化を示す図、第１３および１
４図は光マトリクススイツチの全長の試算結果を
示す線図である。 １……入力ポート、２……入力分波トリー、３
……２×２光スイツチ、４……出力合波トリー、
５……出力ポート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 2ⁱ⁺¹（ｉは自然数）箇所の入力ポートと、2ⁱ⁺¹
   個所の出力ポートを有し、該入力ポートに供給さ
   れる光入力信号をマトリクス選択して該出力ポー
   トから光出力信号として出力する光マトリクスス
   ツチにおいて、 該光入力信号を入力して2⁽²ⁱ⁺¹⁾種類の分岐信号
   に分岐する、ｉ段の１×２分波手段によつてトリ
   ー構成された入力分波トリーと、 該入力分波トリーに直列接続されて重複トリー
   構成の一段をなすすともに、相異なる該入力ポー
   トから分岐されて供給される２種類の該分岐信号
   を入力し、２出力のいずれかを選択してスイツチ
   出力信号を出力する2²ⁱ個の２×２光スイツチと、 該２×２光スイツチの該スイツチ出力信号を入
   力して、該2ⁱ⁺¹の出力ポートに該光出力信号を出
   力する、ｉ段の２×１合波手段によつてトリー構
   成された出力合波トリーとを備えることを特徴と
   する光マトリクススイツチ。