JPH0545931B2 - - 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
た光マトリ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。

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、出力ポー
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。

この問題を解決するために、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性
をもつ光マトリツクススイツチが本出願人により
提案された（特願昭61−267700号）。その光マト
リクススイツチは、第４図ＡおよびＢにそれぞれ
４×４型および８×８型の光マトリツクススイツ
チについて示すようなものである。即ち、第４図
Ａにおいて、１ａ〜１ｄは入力導波路、５ａ〜５
ｄは出力導波路、２ａ〜２ｄ、４ａ〜４ｄは１×
２型と２×１型として用いている２×２型光スイ
ツチ、３ａ〜３ｄは２×２型光スイツチであり、
「○」印は光スイツチを示し、「−」は光スイツチ
間を結ぶ導波路を表わしている。これら光スイツ
チ及び導波路は同一の基板上に形成されている。

第４図Ｂにおいては、１ａ〜１ｈは入力導波
路、５ａ〜５ｈは出力導波路であり、２_1a〜２_1h
は、１×２型として用いられた２×２型光スイツ
チ、４_2a〜４_2hは、２×１型として用いられた２
×２型光スイツチである。７ａ〜７ｄの各々は、
４×４型光スイツチであり、第４図Ａに示す構造
の２×２光スイツチから成る。第４図Ｂで、入力
導波路１ａ〜１ｈ及び１×２型光スイツチ２_1a〜
２_1hはａ〜ｄの添字を付けられたものとｅ〜ｈの
添字を付けられたものの２つの群に分かれてお
り、出力側２×１型光スイツチ４_2a〜４_2h及び出
力導波路５ａ〜５ｈも２つの群に分かれている。

入力ポートla〜ldは、入力側の１×２型光スイ
ツチ２_1a〜２_1dにより、２つの出力ポート群につ
ながる４×４型光スイツチ７ａ，７ｂに一方に選
択的に接続される。同様に入力ポートle〜lhは、
入力側の１×２型光スイツチ２_1a〜２_1hにより、
２つの出力ポート群につながる４×４型光スイツ
チ７ｃ，７ｄの一方に選択的に接続される。一
方、出力側の２×１型光スイツチ４_2a〜４_2hで
は、２つの入力ポート群la〜ld，le〜lhにつなが
る４×４型光スイツチ７ａ，７ｂ；７ｃ，７ｄの
一方を選択して出力ポートに接続する。１つの群
の中でどの出力ポートを選ぶかは、４×４型光ス
イツチ７ａ〜７ｄを動作させ決定する。

この型の光マトリクススイツチは、一般に用い
られている正方格子型に比べ、小型であるという
大きな特徴をもつている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記の構成では、導波路の交差
点で光のロスが生じるために、クロストーク特性
が劣化するという欠点を有していた。例えば、第
４図ｃにおいて導波路７ｃ−４_2aを通る信号光４
１を考えてみる。導波路７ａ−４_2bにも信号光４
２が通つているとき交差点４３において、導波路
４１および４２は互いに交差しクロストークが生
じる。交差点４３における、導波路７ｃ〜４_2aへ
のクロストーク量が信号光４２の光量に対して
20dBであるとし、交差点で４４ａ〜４４ｆ、４
３でのロスは2dBであるとする。信号光４１およ
び４２が最初に同一の光量であつたとすると、信
号光４１は交差点４３を通り過ぎた時点では、そ
れまでに交差点４４ａ〜４４ｆ、４３を通つてる
ために、交差点４３の直後で信号光４２の光量よ
りも14dBだけ小さくなつている。したがつてク
ロストーク量は、信号光４１の光量に対しては
6dBに増加してしまう。

この発明は、以上述べた欠点を除去し、クロス
トーク特性を改善するとともに、光の出力強度を
均一とし得る光マトリクススイツチを提供するこ
とを目的とする。

〔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、ダミーの交差点を設けること
により、入力ポートから出力ポートに達するまで
のいかなる光の伝播経路についても交差点の数を
等しくした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。

そして、ダミー交差点を設けることにより、入
力ポートから出力ポートに至るいかなる光の伝播
経路についても交差点の数を等しくしたので、ど
の経路を通つた光についても同一強度で出力を得
ることができる。

〔実施例〕

以下、添付図面の第１図及び第５図乃至第８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図であ
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(22
i)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
波主段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１
ａ）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。

さらに、符号DWで示すように導波路に交差す
るダミー導波路が設けられ、ダミーの交差点を形
成している。このダミーの交差点は、入力ポート
から出力ポートに到るいかなる光の伝播経路につ
いても交差点の総数（真の交差点の数とダミーの
交差点の数の和）が等しくなるように設けられた
ものである。

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_i(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(22i-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。

また、上記のようにダミー交差点を設けたこと
によつて、あらゆる光の伝播経路についても交差
点の総数が等しくなるようにしたので、出力ポー
トで得られる光が略同一となる。

次に、第５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１×２分波手段２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ
を介して４個の２×２光スイツチ３ａ，３ｂ，３
ｃ，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，３ｃ，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，５ｂ，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２ｃ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３ａの出力
は、出力合波トリーの２×１合波手段４ａの一方
の入力と２×１合波手段４ｂの一方の入力に、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。

さらに、符号DWで示すように導波路に交差す
るダミー導波路が設けられ、ダミーの交差点を形
成している。このダミーの交差点は、入力ポート
から出力ポートに到るいかなる光の伝播経路上の
点についても交差点の総数（真の交差点の数とダ
ミーの交差点の数の和）が等しくなるように設け
られたものである。

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，３
ｄからなる分波トリーによつて分岐されて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１ａ，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
３ａ，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５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。即ちこのトリーは、入力３１ａを
分波する１×２光スツチ３３ａと、トリー接続さ
れる光スイツチ３４ａ，３４ｂと、入力３１ｂ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５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２重化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。

また、上記のように、ダミー導波路によつてダ
ミー交差点を設けたことにより、あらゆる光の伝
播経路上の点についても交差点の総数が等しくな
るようにしたので、出力ポートで得られる光が略
同一となる。

以下、この点につき、第６図を参照して詳細に
説明する。

導波路７ｃ−４_2aを通る信号光４１を考えてみ
る。導波路７ａ−４_2aにも信号光４２が通つてい
るとき、交差点４３において信号光４１と４２は
交差しクロストークが生じる。交差点４３におけ
る導波路７ａ−４_2aへのクロストーク量が信号光
４２の光量に対して20dBだとし、交差点４４ａ
〜４４ｆにおけるロスが2dBだとする。信号光４
１と４２が最初に同一の光量であつたとすると、
信号光４１は交差点４３を通り過ぎたところで
は、それまでに交差点４４ａ〜４４ｆ、４３を通
つているために、14dB減少している。光４２は
交差点４３に達したときには、それまでに交差点
４６ａ〜４６ｆを通つているために12dB減少し
ている。従つて、クロストーク量は、信号光４１
の光量に対して18dBとなり、従来の構成の一例
である第４図の場合に比べ12dB改善される。

以上は、交差導波路におけるクロストーク特性
を述べたものであるが、光スイツチ部で生じるク
ロストークもこの発明により改善される。この光
マトリクススイツチの光スイツチ部で生じるクロ
ストークは、第５図Ａで、３ａ，３ｂ，３ｃ，３
ｄの部分で生じるものが最も大きい。これらの２
×２形光スイツチでは２つの入力ポートに同時に
光が入つたときに最大のクロストークが生じる。

光スイツチ２ａから３ｂへ入つてくる光と、光
スイツチ２ｂから３ｂへ入つてくる光では、第４
図Ａでは前者が１回交差部を通過しているために
（第４図Ａのように）ダミーの導波路１１ｂがな
い場合には、光量に差が生じる。このため本発明
の適用により交差部におけるのと同様の効果が得
られる。光スイツチ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄのう
ちのいずれかの２つの入力ポートに同時に光を入
力できる経路は常に隣り合つており、ダミー導波
路のない場合には、片方の交差部が必ずlog₂n−
１だけ多い。

第７図Ａは、光スイツチ部３ａ〜３ｄで生じる
クロストークに対する、クロストーク量／信号光
量についての改善の度合を示している。第７図Ｂ
は、交差部で生じるクロストークに対する、クロ
ストーク量／信号光量の最悪の場合についての改
善の度合を示している。

第８図には、この発明により改善された後のＳ
×Ｒ値の最悪値を示してある。完全型、簡略型と
もに正方格子型より特性が改善されている。

次に８×８光マトリクススイツチの実施例を説
明する。第９図はこの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５図Ａに示
される実施例と異なる点は、入力ポート１ａ，１
ｈ，…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_2a…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５ａ，５ｂ…５ｈに出力信号が持続されて
いる点である。

そして、第９図の構成は、第５図Ａ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，１
ｂ…１ｈを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_1hによつて入力
信号をそれぞれ単位マトリクス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１０
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１１図でｉをｉ＋１と置き換えた構成を有す
る。但し、これをくり返してｉ＝１となつたと
き、その単位マトリクスは第５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５図Ａに示される４×４光
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１０図に示される構成として把握される
ものである。

これらのいずれの実施例においても、本発明で
は、ダミー導波路DWが設けられ、ダミーの交差
点が形成され、いずれの経路を通る光も同一数の
交差点を経由するよう構成されている。

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。

本発明はまた、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
によつて構成した光マトリクススイツチにも適用
できる。

〔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
する光スイツチの手段を21og₂２ⁱ⁺¹−１とするこ
とができ、光のロスが低減される。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、しかも小形な光マトリクススイツチを提
供できる効を奏するものである。

さらに、ダミー導波路によつてダミー交差点を
形成し、いかなる経路を通つたとしても伝播経路
中の交差点の数が同じとなるようにしたので、出
力ポートにおける光強度を略同一とすることがで
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
乃至第４図は従来技術の説明図、第５図は他の実
施例の構成を示す回路図、第６図はその動作説明
図、第７図および第８図はそれぞれSxR改善量お
よび最悪のSxRを示す線図、第９図は更に他の実
施例の構成を示す回路図、第１０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、DW……ダミー導波路。

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、 ダミーの交差点を設けることにより、入力ポー
   トから出力ポートに達するまでのいかなる光の伝
   播経路についても交差点の数を等しくした ことを特徴とする光マトリクススイツチ。