JPH061319B2 - WDM optical switching circuit - Google Patents
WDM optical switching circuitInfo
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- JPH061319B2 JPH061319B2 JP61049724A JP4972486A JPH061319B2 JP H061319 B2 JPH061319 B2 JP H061319B2 JP 61049724 A JP61049724 A JP 61049724A JP 4972486 A JP4972486 A JP 4972486A JP H061319 B2 JPH061319 B2 JP H061319B2
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- Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、複数波長の光信号の多重化した波長多重光通
信における波長多重光交換回路に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a wavelength division multiplexing optical switching circuit in wavelength division multiplexing optical communication in which optical signals of a plurality of wavelengths are multiplexed.
(従来の技術) 近年、事務処理等の複雑化に伴い、従来の電話機サービ
スのみならず、動画、静止画および各種高速データの伝
送が望まれ、通信網の大容量化が必要となってきてい
る。光ファイバ通信は大容量、無誘導雑音等の利点を有
し広く普及し始めているが、波長多重伝送により更に大
容量化が可能となる。(Prior Art) In recent years, along with the complexity of office processing, transmission of moving images, still images and various high-speed data is desired in addition to the conventional telephone service, and a large capacity of communication network is required. There is. Although optical fiber communication has advantages such as large capacity and non-induction noise, it is becoming widespread, but it is possible to further increase the capacity by wavelength division multiplexing transmission.
波長多重伝送は、回線容量を増大させるのに、時分割多
重伝送のようにハイウェイの伝送速度を上げる必要のな
いと、空間分割多重伝送のように光ファイバの本数を増
やす必要がないことなどの優れた特徴は有しており、将
来の重要な技術の1つであると考えられる。In wavelength division multiplex transmission, it is not necessary to increase the transmission speed of the highway like time division multiplex transmission to increase the line capacity, and it is not necessary to increase the number of optical fibers like space division multiplex transmission. It has excellent features and is considered to be one of the important technologies in the future.
伝送路に光ファイバを用いる場合には、通信網のもう1
つの構成要素である交換も交換動作自体は光のままで行
なうことが、光の高速性を活かす上から望まれる。波長
多重光通信における交換とは所望の波長の光信号を任意
の波長の光信号に変換する動作であり、第6図に示すよ
うな波長多重交換回路が従来提案されている。When using an optical fiber for the transmission line,
It is desirable that the exchanging operation itself, which is one of the constituent elements, is performed while keeping the light as it is, in order to utilize the high speed of the light. Switching in wavelength division multiplexing optical communication is an operation of converting an optical signal of a desired wavelength into an optical signal of an arbitrary wavelength, and a wavelength division multiplexing switching circuit as shown in FIG. 6 has been conventionally proposed.
第6図においてはλ1,λ2,λ3,λ4の4つの異な
る波長で多重化された場合を示している。入側光ファイ
バ20から波長多重光信号が入射してくると光分被回路
21によりλ1,λ2,λ3,λ4の波長成分の信号光
に分離する。各々の波長の光信号は波長変換回路22〜
25により光信号の持つ情報はそのままで波長のみを任
意のものに変換された後、光合波回路26により再び波
長多重され出側光ファイバ27へと導かれる。第6図に
おいて波長変換回路22,23,24,25の出射光の
波長λa,λb,λc,λdがそれぞれλa=λb,λ
b=λ1,λc=λ3,λd=λ4であれば、入側ファ
イバ20において波長λ1と波長λ2に乗せられていた
情報が互いに交換されたことになる。FIG. 6 shows a case in which four different wavelengths λ 1 , λ 2 , λ 3 and λ 4 are multiplexed. When a wavelength division multiplexed optical signal enters from the input side optical fiber 20, it is separated into signal lights having wavelength components of λ 1 , λ 2 , λ 3 and λ 4 by the optical splitting circuit 21. The optical signals of the respective wavelengths are transmitted by the wavelength conversion circuit 22 ...
The information held by the optical signal is converted by 25 into an arbitrary wavelength alone, and then wavelength-multiplexed again by the optical multiplexing circuit 26 and guided to the output side optical fiber 27. In FIG. 6, the wavelengths λ a , λ b , λ c , and λ d of the light emitted from the wavelength conversion circuits 22, 23, 24, and 25 are λ a = λ b and λ, respectively.
If b = λ 1 , λ c = λ 3 , and λ d = λ 4 , it means that the information carried on the wavelength λ 1 and the wavelength λ 2 in the incoming fiber 20 are exchanged with each other.
(発明が解決しようとする問題点) 第6図に示した波長多重光交換回路においては、波長変
換回路22〜25において、制御情報によりある特定の
波長の光信号を任意の波長の光信号に変換する必要があ
る。このような回路を全光回路で構成することは非常に
困難であり、実用に耐え得るものは未だ現われていな
い。このため第6図における1つの波長変換回路を第7
図に示すように受光器と固定波長で発振しその各々の発
振波長が異なる複数の半導体レーザーと半導体レーザ駆
動回路とゲートにより構成する方法が検討されている。
しかしながら上述の方法では1つの波長変換回路にチャ
ンネル数相当の半導体レーザが必要であり、余分の光分
波回路も必要であることからコスト,消費電力,信頼性
等の点で問題があるばかりでなく多分チャンネル化の妨
げとなる。(Problems to be Solved by the Invention) In the wavelength division multiplexing optical switching circuit shown in FIG. 6, in the wavelength conversion circuits 22 to 25, an optical signal of a specific wavelength is converted into an optical signal of an arbitrary wavelength by control information. Need to be converted. It is extremely difficult to form such a circuit with an all-optical circuit, and no one that can withstand practical use has yet been revealed. Therefore, one wavelength conversion circuit in FIG.
As shown in the figure, a method is being studied in which a semiconductor laser is oscillated at a fixed wavelength and a plurality of semiconductor lasers each having a different oscillation wavelength, a semiconductor laser drive circuit, and a gate are used.
However, in the above method, one wavelength conversion circuit requires a semiconductor laser corresponding to the number of channels, and an extra optical demultiplexing circuit is also required. Therefore, there are problems in cost, power consumption, reliability, etc. It is probably an obstacle to channelization.
また第6図の構成においては、まず最初に光分波回路に
よってλ1,λ2,λ3,λ4の波長成分の信号光を分
離してしまうので、波長λ1の信号光に乗った情報のみ
を波長λa,λb,λc,λd(ここでλa,λb,λ
c,λdはすべて異なるとする)の信号光すべてに乗せ
るいわゆる同報通信のような機能を待たせることはでき
ない。このように第6図の構成の波長多重交換回路にお
いては多種多様な融通性のあるサービスを行なうのは困
難である。In the configuration of FIG. 6, the signal light of the wavelength components λ 1 , λ 2 , λ 3 , and λ 4 is first separated by the optical demultiplexing circuit, so that the signal light of the wavelength λ 1 is used. Only the information has wavelengths λ a , λ b , λ c , λ d (where λ a , λ b , λ
It is not possible to wait for a function such as so-called broadcast communication in which all the signal lights of c and λ d are different). As described above, it is difficult for the wavelength multiplex switching circuit having the configuration shown in FIG. 6 to provide a wide variety of flexible services.
本発明の目的は、上述のような欠点を除去せしめて単純
な構成で高機能の交換サービスを実現できる波長多重光
交換回路を提供することにある。An object of the present invention is to provide a wavelength division multiplexing optical switching circuit capable of realizing a highly functional switching service with a simple structure by eliminating the above-mentioned drawbacks.
(問題点を解決するための手段) 本発明の波長多重交換回路は、入力光導波路中を伝搬す
る1つもしくは複数の異なる波長の光信号をN本の光導
波路に分配する光分岐回路と、それぞれが対応して接続
される前記光導波路中に分配された光信号のなかの任意
の波長の信号光のみを通過させるN個の通過波長可変の
光波長フィルタと、それぞれが対応する前記光波長フィ
ルタの通過光を特定の波長の光信号に変換するN個の光
波長変換器と、前記光波長変換器の出射信号光を合波し
て1本の出力光導波路に導く光合波回路とを含んで構成
される。(Means for Solving the Problems) A wavelength division multiplexing switching circuit of the present invention is an optical branching circuit for distributing optical signals of one or a plurality of different wavelengths propagating in an input optical waveguide to N optical waveguides. N wavelength-tunable optical wavelength filters that pass only signal light of an arbitrary wavelength among the optical signals distributed in the optical waveguides that are respectively connected to the optical waveguides, and the optical wavelengths that each corresponds to An N optical wavelength converter that converts the light passing through the filter into an optical signal of a specific wavelength, and an optical multiplexing circuit that multiplexes the outgoing signal light of the optical wavelength converter and guides it to one output optical waveguide. It is configured to include.
(作用) 本発明の原理を示すための波長多重交換回路の一例を構
成図を第1図に示す。まず光分岐回路102によって入
側光導波路101を伝搬してきた波長多重信号をN分岐
する。ここでは分波ではなく分岐を行なうので分岐され
た光信号は各々まだ波長多重化信号である。分岐された
波長多重化信号は各々通過波長可変の可変光波長フィル
タ103〜106を通り、制御信号によって定められた
波長の光信号のみがこの光波長フィルタを通過する。こ
こまでの動作により入側の光導波路101中では波長多
重化されていた光信号を空間的に分離することが可能と
なる。空間的に分離された各波長信号は各々特定の波長
の光信号へと波長変換回路107〜110により変換さ
れる。波長変換回路107〜110の出射光は光合波回
路111により再び波長多重化され出側光導波路112
へと導かれる。(Operation) FIG. 1 is a block diagram showing an example of a wavelength division multiplexing circuit for illustrating the principle of the present invention. First, the wavelength division multiplexing signal propagated through the input side optical waveguide 101 is branched into N by the optical branching circuit 102. Since the branching is performed here instead of demultiplexing, the branched optical signals are still wavelength-multiplexed signals. The branched wavelength-multiplexed signals pass through the variable optical wavelength filters 103 to 106 each having a variable passing wavelength, and only the optical signal having the wavelength determined by the control signal passes through this optical wavelength filter. By the operation up to this point, it becomes possible to spatially separate the wavelength-multiplexed optical signal in the optical waveguide 101 on the input side. The wavelength signals spatially separated are converted by the wavelength conversion circuits 107 to 110 into optical signals of specific wavelengths. Light emitted from the wavelength conversion circuits 107 to 110 is wavelength-multiplexed again by the optical multiplexing circuit 111, and output side optical waveguide 112 is output.
Be led to.
可変光波長フィルタ103〜106の通過光はそれぞれ
波長変換回路107〜110により特定の波長の光信号
へと変換されるため可変光波長フィルタ103〜106
の通過光の波長を制御すれば、波長変換回路107〜1
10の出射光が特定の波長であるので、光信号変換が可
能となる。The light passing through the tunable optical wavelength filters 103 to 106 is converted into optical signals of specific wavelengths by the wavelength converting circuits 107 to 110, respectively.
If the wavelength of the transmitted light is controlled, the wavelength conversion circuits 107 to 1
Since the emitted light of 10 has a specific wavelength, optical signal conversion is possible.
また本発明の構成においては入射で分波を行なっておら
ず、単なる分岐を行なった後可変光波長フィルタ103
〜106で多重化されていた光信号を空間的に分離す
る。この際N個(第1図では4個で例示)の可変光波長
フィルタ103〜106の通過光の波長をすべて同一と
することもできる。この時、波長変換回路107〜11
0の出射光の波長がすべて異なれば同報通信も可能とな
る。Further, in the configuration of the present invention, the tunable optical wavelength filter 103 is not subjected to demultiplexing upon incidence, but is simply branched.
The spatially separated optical signals multiplexed by ˜106. At this time, it is also possible to make all the wavelengths of the passing lights of the N (four in FIG. 1) variable optical wavelength filters 103 to 106 the same. At this time, the wavelength conversion circuits 107 to 11
If the wavelengths of the emitted light of 0 are all different, broadcast communication is also possible.
すなわち、第1図において波長変換回路107,10
8,109,110の出射光の波長λa,λb,λc,
λdがλa=λb,λ1=λ2,λc=λ3,λd=λ
4であるとする。このとき可変光波長フィルタ103,
104,105,106の透過光の波長をそれぞれ
λ4,λ2,λ3,λ1とすると波長変換回路107,
108,109,110でそれぞれλ4→λ1,λ2→
λ2,λ3→λ3,λ4→λ1の波長変換が行なわれる
ことになりλ4とλ4の信号が変換される。また可変光
波長フィルタ103,104,105,106の透過光
の波長をすべてλ2とすると、波長変換回路107,1
08,109,110でそれぞれλ2→λ1,λ2→λ
2,λ2→λ3,λ2→λ4の波長変換が行なわれ、出
側のすべての波長に入側のλ2の信号が乗り同報通信が
可能となる。That is, in FIG. 1, the wavelength conversion circuits 107 and 10
The wavelengths λ a , λ b , λ c of the emitted light of 8, 109 and 110,
λ d is λ a = λ b , λ 1 = λ 2 , λ c = λ 3 , λ d = λ
It is assumed to be 4 . At this time, the tunable optical wavelength filter 103,
When the wavelengths of the transmitted lights of 104, 105 and 106 are λ 4 , λ 2 , λ 3 and λ 1 , respectively, the wavelength conversion circuit 107,
108, 109 and 110 respectively have λ 4 → λ 1 and λ 2 →
The wavelength conversion of λ 2 , λ 3 → λ 3 , λ 4 → λ 1 is performed, and the signals of λ 4 and λ 4 are converted. Further, if all the wavelengths of the transmitted light of the variable light wavelength filters 103, 104, 105, 106 are λ 2 , the wavelength conversion circuits 107, 1
08, 109 and 110 respectively, λ 2 → λ 1 , λ 2 → λ
The wavelength conversion of 2 , λ 2 → λ 3 and λ 2 → λ 4 is performed, and the signal of λ 2 on the incoming side is carried on all wavelengths on the outgoing side to enable broadcast communication.
このように本発明の構成を用いれば、可変光波長フィル
タ103〜106通過光の波長を制御することにより同
報通信のみならずさまざまに交換サービスが可能とな
る。As described above, by using the configuration of the present invention, by controlling the wavelengths of the light passing through the variable optical wavelength filters 103 to 106, not only the broadcast communication but also various exchange services are possible.
なお本発明による構成では各波長変換回路の出射光の波
長は特定の波長で良いので第7図に示した波長変換回路
のように1つの波長変換回路が複数の半導体レーザを備
える必要はなく、1つの波長変換回路にはある1つの波
長で発振する半導体レーザを1つ備えていれば良い。In the structure according to the present invention, since the wavelength of the emitted light of each wavelength conversion circuit may be a specific wavelength, it is not necessary for one wavelength conversion circuit to have a plurality of semiconductor lasers like the wavelength conversion circuit shown in FIG. One wavelength conversion circuit may be provided with one semiconductor laser that oscillates at one certain wavelength.
(実施例) 以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。(Example) Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第2図に本発明による波長多重交換回路の第1の実施例
を示す。FIG. 2 shows a first embodiment of the wavelength division multiplexing switching circuit according to the present invention.
第2図において入射光ファイバ201が、光分岐回路と
可変光波長フィルタが1枚の基板上に集積化されたニオ
ブ酸リチウム基板200へと接続されている。ニオブ酸
リチウム基板200内のTi拡散導波路による光分岐回
路202により分岐された波長多重光信号は、各々ジオ
デシックレンズ203により平行光に変換された後、音
響光学効果によるプラグセル220を用いた可変光波長
フィルタにより所望の波長の光信号のみが回折されそれ
ぞれ波長変換回路208へと導かれる。波長変換回路2
08は、フォトダイオード、アバランシェ・フォトダイ
オード、フォト・コンダクター等の光受光素子と電気増
幅回路と半導体レーザ等の光発光素子が1枚の基板上に
集積化されたもので各々可変光波長フィルタの回折光の
情報を保ったまま波長のみを特定の波長λa〜λdへと
変換して、Ti拡散導波路により光合波回路209が形
成されたニオブ酸リチウム基板211へと導く。光合波
回路209が形成されたニオブ酸リチウム基板211の
出射光は出射光ファイバ21へと導かれる。以上により
本発明による波長多重光交換回路が構成される。In FIG. 2, an incident optical fiber 201 is connected to a lithium niobate substrate 200 in which an optical branch circuit and a variable optical wavelength filter are integrated on one substrate. The wavelength division multiplexed optical signal branched by the optical branching circuit 202 by the Ti diffusion waveguide in the lithium niobate substrate 200 is converted into parallel light by the geodesic lens 203, and then the variable light using the plug cell 220 by the acousto-optic effect. Only the optical signal of the desired wavelength is diffracted by the wavelength filter and guided to the wavelength conversion circuit 208. Wavelength conversion circuit 2
Reference numeral 08 denotes a light receiving element such as a photodiode, avalanche photodiode, or photo conductor, an electric amplification circuit, and a light emitting element such as a semiconductor laser integrated on a single substrate. Only the wavelength is converted into specific wavelengths λ a to λ d while maintaining the information of the diffracted light, and the wavelength is guided to the lithium niobate substrate 211 in which the optical multiplexing circuit 209 is formed by the Ti diffusion waveguide. The emitted light from the lithium niobate substrate 211 on which the optical multiplexing circuit 209 is formed is guided to the outgoing optical fiber 21. The wavelength multiplexing optical switching circuit according to the present invention is configured as described above.
入射光ファイバ201中を4つの異なる波長λ1,
λ2,λ3,λ4の信号光が多重化されて伝搬している
とき、光分岐回路202により波長多重信号光は4分岐
される。ここでは4本の分岐光ともλ1〜λ4の4つの
波長成分をいずれも含んでいる。光分岐回路202はニ
オブ酸リチウム基板にチタンを導波路パターン状に形成
しそれを熱拡散した導波形光分岐回路が用いられてい
る。可変光波長フイルタにおいては波長λ1〜λ4の信
号光のうち所望の波長の信号のみを選択的に通過させ
る。すなわちある時は4つの可変光波長フィルタの通過
波長はそれぞれλ3,λ4,λ2,λ1またある図はす
べてλ3というように制御情報により所望の波長の信号
光を任意に通過させる。In the incident optical fiber 201, four different wavelengths λ 1 ,
When the signal lights of λ 2 , λ 3 and λ 4 are multiplexed and propagated, the wavelength division multiplexed signal light is branched into four by the optical branching circuit 202. Here, the four branched lights include all four wavelength components λ 1 to λ 4 . As the optical branch circuit 202, a waveguide type optical branch circuit is used in which titanium is formed in a waveguide pattern on a lithium niobate substrate and is thermally diffused. In the variable optical wavelength filter, only the signal of a desired wavelength is selectively passed from the signal light of wavelengths λ 1 to λ 4 . That is, at one time, the wavelengths passed by the four tunable optical wavelength filters are λ 3 , λ 4 , λ 2 , and λ 1 , respectively, and in some figures, all are λ 3 , and the signal light of the desired wavelength is arbitrarily passed by the control information. .
このような可変光波長フィルタとして、本実施例におい
ては第3図に示すような音響光学効果を利用したブラク
セルを用いている。その動作原理は音波によって媒体中
に生じた周期的な密度の粗密がグレイティングの役目を
なし、光を回析させる現象を利用するものである。この
場合、回析角θは入射光の波長λと音波の波長Λの比の
関数であるから、音波の波長したがって音波の周波数を
適当に選ぶことにより、波長多重された光信号からある
波長の光のみを回析させ、他の波長の光は透過させるこ
とが可能である。第3図においてはLiNbO3基板3
01上にTiを熱拡散した光導波層302を設け、その
上にくし型電極303を形成している。くし型電極30
3に印加する電気信号の周波数を制御することにより任
意の波長の光信号のみを回析させることができる。第3
図に示す導波光305は第2図に示すジオデックレンズ
203を通った信号光に相当し、第3図の回析光306
は第2図の回析光206に相当し、第3図の透過光30
7は第2図の透過光207に相当する。In this embodiment, a Braxel utilizing the acousto-optic effect as shown in FIG. 3 is used as such a variable light wavelength filter. The principle of its operation is to utilize the phenomenon that periodic density of fine particles generated in a medium by sound waves plays a role of grating and diffracts light. In this case, the diffraction angle θ is a function of the ratio of the wavelength λ of the incident light and the wavelength Λ of the sound wave. Therefore, by appropriately selecting the wavelength of the sound wave and thus the frequency of the sound wave, It is possible to diffract only light and transmit light of other wavelengths. In FIG. 3, the LiNbO 3 substrate 3 is shown.
01, an optical waveguide layer 302 in which Ti is thermally diffused is provided, and a comb-shaped electrode 303 is formed thereon. Comb electrode 30
By controlling the frequency of the electric signal applied to 3, it is possible to diffract only the optical signal of an arbitrary wavelength. Third
The guided light 305 shown in the figure corresponds to the signal light that has passed through the Geodeck lens 203 shown in FIG. 2, and the diffracted light 306 shown in FIG.
Corresponds to the diffracted light 206 in FIG. 2 and the transmitted light 30 in FIG.
7 corresponds to the transmitted light 207 in FIG.
第2図においてはこのようなブラグセル型の可変波長フ
ィルタを4つと光分岐回路202を1枚のニオブ酸リチ
ウム基板200以上に集積化した例を示している。この
際、1つのブラグセル220によって発せられた音波が
他のブラグセルに影響を与えないように弾性表面波スト
ッパー204が各々のプラグセルに付加されている。FIG. 2 shows an example in which four such Bragg cell variable wavelength filters and an optical branching circuit 202 are integrated on one lithium niobate substrate 200 or more. At this time, a surface acoustic wave stopper 204 is added to each plug cell so that the sound wave emitted by one Bragg cell 220 does not affect the other Bragg cells.
第2図において、前述のブラグセル220を用いた可変
光波長フィルタの透過光すなわち回析光は各々波長変換
回路208に導かれ各々特定の波長λa,λb,λc,
λdの光信号に変換される。このような波長変換回路と
しては入力光信号を一坦受光器で受けて電気信号に変換
したのちこれを増幅し、この増幅した信号で発光素子を
駆動して再び電気信号を光信号に変換する回路が用いら
れている。In FIG. 2, the transmitted light, that is, the diffracted light of the variable optical wavelength filter using the above-mentioned Bragg cell 220 is guided to the wavelength conversion circuit 208, and the specific wavelengths λ a , λ b , λ c ,
It is converted into an optical signal of λ d . In such a wavelength conversion circuit, an input optical signal is received by a single-receiver and converted into an electric signal, which is then amplified, and a light emitting element is driven by this amplified signal to convert the electric signal into an optical signal again. Circuit is used.
本実施例は第1図に示した本発明の構成図を具現化する
ものであり、第2図に示した光回路により上述のような
同報通信をも含む波長多重光交換が可能であることは言
うまでもない。This embodiment embodies the configuration diagram of the present invention shown in FIG. 1, and the wavelength division multiplex optical switching including the above-mentioned broadcast communication is possible by the optical circuit shown in FIG. Needless to say.
本実施例に示した波長多重光交換回路は、光分岐回路と
可変光波長フィルタが1枚のニオブ酸リチウム基板20
0上い集積化されたおり、また波長変換回路も受光器、
増幅器、発光素子が1枚の基板上に集積化されているの
で非常に小型の光回路で構成できる。The wavelength division multiplexing optical switching circuit shown in the present embodiment is a lithium niobate substrate 20 having one optical branching circuit and one variable optical wavelength filter.
It is highly integrated, and the wavelength conversion circuit is also a light receiver,
Since the amplifier and the light emitting element are integrated on one substrate, it can be configured with a very small optical circuit.
本発明による波長多重光交換回路の第2の実施例を第4
図に示す。A second embodiment of the wavelength division multiplexing optical switching circuit according to the present invention is a fourth embodiment.
Shown in the figure.
第4図においては光分岐回路である光ファイバカップラ
401、光ファイバ出射光を平行光に変換するレンズア
レイ402、可変光波長フィルタであるエタロンアレイ
403、平行光を集光するためのレンズアレイ404、
波長変換回路である双安定レーザダイオードアレイ40
5、光合波回路である光ファイバカップラ406によ
り、第1図に示した波長多重光交換回路が構成されてい
る。In FIG. 4, an optical fiber coupler 401 which is an optical branching circuit, a lens array 402 which converts emitted light from the optical fiber into parallel light, an etalon array 403 which is a variable light wavelength filter, and a lens array 404 which collects parallel light. ,
Bistable laser diode array 40 which is a wavelength conversion circuit
5. The wavelength division multiplexing optical switching circuit shown in FIG. 1 is constituted by the optical fiber coupler 406 which is an optical multiplexing circuit.
4つの異なる波長λ1,λ2,λ3,λ4の信号光が多
重化されて伝搬している時、光ファイバカップラ401
によりこの波長多重信号光は4分岐される。ここでは4
つの分岐光ともλ1〜λ4の4つの波長成分のいずれを
もまだ含んでいる。光ファイバカップラ401は光ファ
イバを熱融着することにより容易に構成できる。光ファ
イバカップラ401の各々の出射光はレンズアレイ40
2により平行光に変換され、エタロンアレイ403へと
入射する。ここでエタロンアレイ403はフリーキヤリ
アプラズマ効果や電気光学効果等その屈折率を電流もし
くは電界により制御可能な物質を高反射率を有する薄膜
ではさんだ構造のエタロンをアレイ状に並べたものであ
る。例えばGaAsやInP等の化合物半導体は伝を注
入するとフリーキヤリアプラズマ効果によりその屈折率
が大きく変化するのでそれらの化合物半導体の両側に金
属の電極を形成すると、金属電極が電流注入用の電極と
しても反射膜としても利用でき、透過波長を電流により
制御することが可能な可変光波長フィルタとなる。可変
光波長フィルタであるエタロンアレイ403により所望
の波長の信号光のみが選択的に透過し、それら各々の信
号光はレンズアレイ404により波長変換回路である双
安定レーザダイオードアレイ405の端面へ集光され
る。When the signal lights of four different wavelengths λ 1 , λ 2 , λ 3 and λ 4 are multiplexed and propagated, the optical fiber coupler 401
As a result, this wavelength division multiplexed signal light is branched into four. 4 here
The two branched lights still contain any of the four wavelength components λ 1 to λ 4 . The optical fiber coupler 401 can be easily constructed by heat-sealing optical fibers. The light emitted from each of the optical fiber couplers 401 is transmitted through the lens array 40.
The light is converted into parallel light by 2 and enters the etalon array 403. Here, the etalon array 403 is an array of etalons each having a structure in which a substance whose refractive index such as a free carrier plasma effect or an electro-optical effect can be controlled by a current or an electric field is sandwiched by a thin film having a high reflectance. For example, when a compound semiconductor such as GaAs or InP is injected, the refractive index of the compound semiconductor changes greatly due to the free carrier plasma effect. Therefore, if metal electrodes are formed on both sides of these compound semiconductors, the metal electrode can be used as an electrode for current injection. The variable wavelength filter can be used as a reflection film and the transmission wavelength can be controlled by an electric current. Only the signal light of a desired wavelength is selectively transmitted by the etalon array 403 which is a variable optical wavelength filter, and the respective signal light is condensed by the lens array 404 onto the end face of the bistable laser diode array 405 which is a wavelength conversion circuit. To be done.
双安定レーザダイオードアレイ405を構成する双安定
レーザダイオードとは第5図に示すように基板および基
板上の各層が例えばn−InP,PInP,InGaA
sP,PInGaAsP等からなり、複数の電極50
2,504間に電極が無い領域である過飽和吸収領域5
03を設けることにより、活性層501への入射光Pi
n、出射光Poおよび電極502,504の電流におけ
る光入力−光出力特性および電流−光出力特性に双安定
性を持たせた半導体レーザであり、通常光メモリとして
用いられるが、入射光の波長依存性が比較的小さい光増
幅器としても用いることができる。しかも注入光である
入射光の波長によらず発酸波長は常に一定であるのでこ
れを増幅機能を有する波長変換回路として用いることが
できる。なおこのように波長変換回路として双安定レー
ザダイオードを用いるときはヒステリシス幅のできるだ
け小さい、いわゆる微分利得の双安定レーザダイオード
を用いることが、光メモリ性の除去の点から望ましい。
双安定レーザダイオードアレイ405により波長変換を
施された各々の信号光は光ファイバカップラ406によ
り合波され再び波長多重化される。As shown in FIG. 5, the bistable laser diode that constitutes the bistable laser diode array 405 includes a substrate and each layer on the substrate, for example, n-InP, PInP, InGaA.
A plurality of electrodes 50 made of sP, PInGaAsP, etc.
Supersaturated absorption region 5 which is a region where there is no electrode between 2 and 504
By providing 03, the incident light Pi to the active layer 501
n is a semiconductor laser having bistability in the light input-light output characteristics and the current-light output characteristics at the currents of the emitted light Po and the electrodes 502 and 504, and is usually used as an optical memory. It can also be used as an optical amplifier having a relatively small dependency. Moreover, since the acid generation wavelength is always constant regardless of the wavelength of the incident light which is the injection light, it can be used as a wavelength conversion circuit having an amplification function. When a bistable laser diode is used as the wavelength conversion circuit, it is desirable to use a bistable laser diode having a so-called differential gain, which has a hysteresis width as small as possible from the viewpoint of eliminating the optical memory property.
The respective signal lights wavelength-converted by the bistable laser diode array 405 are multiplexed by the optical fiber coupler 406 and wavelength-multiplexed again.
本実施例においても第1の実施例に述べたのと同様の同
報通信をも含む多様な波長多重光交換サービスを行なう
ことができることは言うまでもない。It goes without saying that in this embodiment as well, various wavelength division multiplexing optical switching services including broadcast communication similar to that described in the first embodiment can be performed.
本実施例に示した波長多重光交換回路は、面集積化に向
いたエタロンアレイ等を用いることによりいずれの構成
要素も面構成とすることが可能であり、大規模集積化に
適した構成となっている。In the wavelength division multiplexing optical switching circuit shown in the present embodiment, any component can be formed into a surface configuration by using an etalon array or the like suitable for surface integration, and a configuration suitable for large-scale integration can be obtained. Has become.
(発明が効果) 以上述べたように、本発明によれば、光分岐回路、可変
光波長フィルタ、波長変換回路とによる簡単な構成によ
り同報通信等も可能な高機能波長多重光交換回路を実現
することが可能である。(Advantages of the Invention) As described above, according to the present invention, a high-performance wavelength division multiplexing optical switching circuit capable of broadcast communication and the like with a simple configuration including an optical branch circuit, a variable optical wavelength filter, and a wavelength conversion circuit is provided. It can be realized.
また、大規模集積化にも適応可能な構成となっている。In addition, the structure is adaptable to large-scale integration.
なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではな
い。第1図においては実施例の説明の都合上波長は4多
重とし分岐数も4としたが、多重化波長数はこれに限る
ものではない。また多重化波長数と分岐数は必ずしも等
しい必要はない。光分岐回路もニオブ酸リチウム基板に
チタンを拡散したものや光ファイバカップラに限定され
るものではなく他の例としてはシリコン基板上に石英系
の光導波路を形成して構成したもので用いることもでき
る。The present invention is not limited to the above embodiment. In FIG. 1, the number of wavelengths is 4 and the number of branches is 4 for convenience of explanation of the embodiment, but the number of wavelengths to be multiplexed is not limited to this. Further, the number of multiplexed wavelengths and the number of branches do not necessarily have to be equal. The optical branch circuit is not limited to the one obtained by diffusing titanium on the lithium niobate substrate or the optical fiber coupler, but as another example, it may be used by forming a quartz optical waveguide on the silicon substrate. it can.
第1図は本発明の原理を示すための波長多重光交換回路
の一例の構成図、第2図および第4図はそれぞれ本発明
の波長多重交換回路の第1および第2の実施例を示す模
式図、第3図は第2図に示すジオデシックレンズ203
からの光を回折光206と透過光207に分ける可変波
長フィルタの一構成例を示す図、第5図は第4図に示す
双安定レーザダイオードアレイ405を構成する双安定
レーザダイオードの一例を示す図、第6図は従来の波長
多重光交換回路を示すブロック図、第7図は第6図に示
す波長変換回路22〜25のブロック図である。 102,202……光分岐回路、103……可変光波長
フィルタ、107,22,208……波長変換回路、1
11,26,42,209……光合波回路、21……光
分波回路、200,211,301……ニオブ酸リチウ
ム基板、302……チタン拡散導波路、205,303
……くし型電極、203……ジオデシックレンズ、22
0……ブラグセル、401,406……光ファイバカッ
プラ、402,404……レンズアレイ、403……エ
タロンアレイ、405……双安定レーザダイオードアレ
イ、31……受光器、32……半導体レーザ駆動回路、
38,39,40,41……半導体レーザ。FIG. 1 is a block diagram of an example of a wavelength division multiplexing optical switching circuit for illustrating the principle of the present invention, and FIGS. 2 and 4 show first and second embodiments of the wavelength division multiplexing optical switching circuit of the present invention, respectively. A schematic diagram and FIG. 3 are geodesic lenses 203 shown in FIG.
Showing an example of the configuration of a tunable wavelength filter that splits the light from light into diffracted light 206 and transmitted light 207, and FIG. 5 shows an example of the bistable laser diode that constitutes the bistable laser diode array 405 shown in FIG. 6 and 6 are block diagrams showing a conventional wavelength division multiplexing optical switching circuit, and FIG. 7 is a block diagram of the wavelength converting circuits 22 to 25 shown in FIG. 102, 202 ... Optical branch circuit, 103 ... Variable optical wavelength filter, 107, 22, 208 ... Wavelength conversion circuit, 1
11, 26, 42, 209 ... Optical multiplexing circuit, 21 ... Optical demultiplexing circuit, 200, 211, 301 ... Lithium niobate substrate, 302 ... Titanium diffusion waveguide, 205, 303
...... Comb type electrode, 203 ...... Geodesic lens, 22
0 ... Bragg cell, 401, 406 ... Optical fiber coupler, 402, 404 ... Lens array, 403 ... Etalon array, 405 ... Bistable laser diode array, 31 ... Photoreceiver, 32 ... Semiconductor laser drive circuit ,
38, 39, 40, 41 ... Semiconductor laser.
Claims (1)
数の異なる波長の光信号をN本の光導波路に分配する光
分岐回路と、それぞれが対応して接続される前記光導波
路中に分配された光信号のなかの任意の波長の信号光の
みを通過させるN個の通過波長可変の光波長フィルタ
と、それぞれが対応する前記光波長フィルタの通過光を
特定の波長の光信号に変換するN個の光波長変換器と、
前記光波長変換器の出射信号光を合波して1本の出力光
導波路に導く光合波回路とを含むことを特徴とする波長
多重光交換回路。1. An optical branching circuit for distributing one or a plurality of optical signals of different wavelengths propagating in an input optical waveguide to N optical waveguides, and distribution in the optical waveguides respectively corresponding to each other. Of N wavelength-variable optical wavelength filters that pass only the signal light of an arbitrary wavelength among the optical signals that have been transmitted, and the respective passing light of the corresponding optical wavelength filters are converted into optical signals of a specific wavelength. N optical wavelength converters,
An optical multiplexing circuit that multiplexes the signal light emitted from the optical wavelength converter and guides it to one output optical waveguide.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61049724A JPH061319B2 (en) | 1986-03-06 | 1986-03-06 | WDM optical switching circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61049724A JPH061319B2 (en) | 1986-03-06 | 1986-03-06 | WDM optical switching circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62206531A JPS62206531A (en) | 1987-09-11 |
| JPH061319B2 true JPH061319B2 (en) | 1994-01-05 |
Family
ID=12839133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61049724A Expired - Fee Related JPH061319B2 (en) | 1986-03-06 | 1986-03-06 | WDM optical switching circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH061319B2 (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60172841A (en) * | 1984-01-27 | 1985-09-06 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical switch |
-
1986
- 1986-03-06 JP JP61049724A patent/JPH061319B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62206531A (en) | 1987-09-11 |
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