(57)【要約】本発明は光デジタル伝送装置に関し、光デジタル伝送装置は、複数の電磁ビームを時間レベル、空間レベル、及び周波数レベルでクロス接続し、ルーティングし、そしてスイッチングする。前記装置は、複数のレーザ放射源または他の低／中電力磁界放射源を使用し、これらの放射源は所定数の光マトリクスヘッド、及び例えば光ファイバを利用する構造導波路から成る特定遅延ラインに接続され、遅延ラインは、受動／能動光メモリ構造素子、またはこれらの光メモリ構造のいずれかの組み合わせを持つか、または持たない天然結晶構造または特定の合成結晶構造により作製される。光学的であるかどうかに関係なく、複数の電磁放射ビームに対するクロス接続／ルーティング／スイッチング機能によって、このクロス接続／ルーティング／スイッチングを電気通信の種々の分野（例えば、自由空間におけるポイントツーポイント伝送、ポイントツーマルチポイント伝送のような）において利用することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光デジタル伝送装置（図１）であって、所定数の回転光ディスクであって、該回転光ディスクの（整列した、ジグザグ状に並んだ、平行な、）位置が用途によって変化してもよく、該回転光ディスクは所定数の回転に基づいて、同じ平面に位置するか、または同じ平面には位置しないように分割され、特定の回転速度を有する各回転光ディスクは、特定の刻面突出構造が配設される、（ｉ）所定数の回転光ディスクと、前記装置内における底面を有するか、または有さない空洞溝であって、該空洞溝はミラー及びフィルタの少なくとも１つを含むか、または含まず、該空洞溝は、反射、透過、屈折、または回折から成る所定数の特定の組み合わせを提供し、該空洞溝は、電磁流が伝播する両方向で使用されて、データまたはシンボルをファイバを経由するか、または経由しないで非常に速い速度で伝送するレーザまたは他のタイプのビームのような所定数の電磁ビームに対して、ミキシング／ルーティング／スイッチングを時間レベル、空間レベル、及び周波数レベル（例えば、ＤＷＤＭ方式）で実現する、（ｉｉ）空洞溝との少なくとも１つを特徴とする、光デジタル伝送装置。
【請求項２】
回転光ディスクは１つ、または２つの有効ディスク面を含む光回転ディスクであって、各有効ディスク面は、請求項１に記載の所定数の刻面及び空洞の少なくとも１つを有し、回転光ディスクは各有効ディスク面において、所定数のトラック、セクター、セクション、象限に従って分割され、選択肢に応じたトラック、セクター、セクション、象限、ミラー／フィルタは、取り外し可能か、または取り外し不能に、埋め込まれる形で、または重なり合う形で表面、または装置内に位置することを特徴とする、請求項１に記載の光デジタル伝送装置（図２及び図３）。
【請求項３】
回転光ディスクに専用に前記装置の表面、または内部に、例えば角度、高さ、向き、表面の種類を有するような特定の形状で収容される所定数のミラー／フィルタであって、該ミラー／フィルタは、例えばビームマトリクスレベルでの中心軸方向の並進移動、空洞及び／又はミラー／フィルタ間のリープ（跳躍）、セクション間のリープ、トラック間のリープ、セクター間のリープ、象限間のリープ、遅延ラインにおける挿入／抽出などのスイッチング／ルーティング／クロス接続の光学機能を実行し、所定の偏位を入射透過レーザビームに与え、装置の構成に従って、ミラー／フィルタの角度は、回転光ディスクの各トラックにおける特定のシーケンスに従って決定され、シーケンスはディスクごとに異ならせることができる、所定数のミラー／フィルタを特徴とする、請求項１に記載の光デジタル伝送装置（図３及び図４）。
【請求項４】
回転光ディスク上の所定数の制御刻面、及び空洞の少なくとも１つであって、すなわち、例えば同じ回転光ディスクの反対面のミラー／フィルタに到達させるか（ディスク面間のリープ）、または次の位置合わせされた、またはジグザグ状に並んだ回転光ディスクのミラー／フィルタに到達させる（ディスク間のリープ）一つ以上のビームを回転光ディスクの一方の面から別の面に通過させて、回転光ディスク内、または回転光ディスク間の交換／ルーティング／クロス接続を可能にする、回転光ディスク上の所定数の制御刻面、及び空洞の少なくとも１つを特徴とする、請求項２に記載の光デジタル伝送装置（図４）。
【請求項５】
所定数の特定の光遅延ラインであって、該光遅延ラインは、受動または能動であり、コイルに巻き付けた所定長さの光ファイバのような導波路から成り、受動／能動光メモリ素子、またはこれらの光メモリ素子のいずれかの組み合わせを有するか、または有さない特定の天然結晶構造または合成結晶構造により作製され、透過波に、導波路における伝搬時間に関する特定の制限または遅延を与えて、信号の伝搬時間の制御、従ってこれらの信号の同期を可能にする、所定数の特定の光遅延ライン所定数の特定の光遅延ラインを特徴とする、請求項１記載の光デジタル伝送装置（図１）。
【請求項６】
選択する複数軸構成によって変わるり、特定の回転速度を有する所定数の回転光ディスクが、例えば複数の回転光ディスクの面が重なるか、または重ならない構成で、例えばジグザグ状に並んで所定数の回転軸に取り付けられることを特徴とする、請求項１に記載の光デジタル伝送装置（図６、図７、図８、図９、図１０、図１１、及び図１２）。
【請求項７】
入力ビームであって、該入力ビームは、例えば王冠形／ピラミッド形の空間指定及び例えばミラー／フィルタのブロックの周波数指定の少なくとも１つを行なうマトリクスヘッドをルーティングする所定数の光ビームから到達するか又は到達しない入力ビームを特徴とし、選択する構成に従って、出力ビームが、空間指定及び周波数指定の少なくとも１つを行なう所定数の光ビームルーティングマトリクスヘッドに最終的に到達するか、または到達しない、請求項１に記載の光デジタル伝送装置（図１）。
【請求項８】
選択する実施形態によって変わる回転光ディスクであって、該回転光ディスクは、例えばビームの反射を可能にする所定数の機構によって、例えば微小電子機械ミラー型のコンポーネントによって、特定の構成に従って、例えば直線状に、ジグザグ状に並ぶように置き換えられるか、または補完され、装置は、入力及び出力の少なくとも１つにおいて、例えば王冠形／ピラミッド形の、またはブロック状の複数の光マトリクスヘッド、及び前記装置の障害を低減する所定数の偏位ペリスコープによって完結する、回転光ディスクを特徴とする、請求項１に記載の光デジタル伝送装置（図１３）。
【請求項９】
回転光ディスクの変形版であって、入射及び放出光ビームの少なくとも１つを各セクターのエッジに位置させることができる所定数の階層を備え、回転光ディスクの有効ディスク面は、構成によって変わるが、必要に応じて装置を偏位ペリスコープによって補完することができるように内側の面、及び外側の少なくとも１つの面とする、回転光ディスクの変形版を特徴とする、請求項２に記載の光デジタル伝送装置（図５）。
【請求項１０】
選択する種々の構成の中でもとりわけ、入力光束であって、該入力光束は、例えば３つなどの所定数のビームに例えば分離されるか、または増加され、次にこれらのビームの各々を光デジタル伝送において、光路を物理的に分離し、次に出力において回収／再合成して単一のストリームを形成することにより同時に処理し、この分離によってデータが安全確実に到達するようになり、この安全確実な到達は、全体における情報損失のリスクを減らし、そして装置の入力ステージと出力ステージとの間のデータフローの連続性を確保して、これらのフローの同期が光路差に起因して失われる現象を、所定数の遅延ラインによって防止することにより行なわれる、入力光束を特徴とする、請求項１に記載の光デジタル伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データまたはシンボルを伝送する所定数の電磁ビームの時間、空間、及び周波数レベルでのクロス接続、ルーティング、及びスイッチングを可能にする単方向または双方向の光デジタル伝送装置に関する。前記装置は、レーザまたは他の低／中電力放射源のような所定数の電磁放射源を使用し、これらの電磁放射源は所定数の光マトリクスヘッド、及び例えば光ファイバを利用する所定数の特定遅延ラインに接続される。
【０００２】
光ビームを利用する全ての光学的なクロス接続／ルーティング／スイッチング機能によって、このクロス接続／ルーティング／スイッチングを電気通信の種々の分野（例えば、導波路のような閉じた環境における、または自由空間におけるポイントツーポイント伝送、ポイントツーマルチポイント伝送等）において利用することができる。
【背景技術】
【０００３】
高密度波長分割多重方式（ＤＷＤＭ）を使用する非常に高速の電気通信ネットワークにおけるクロス接続、ルーティング、及びスイッチングは、光学型及び／又は光電子型、及び／又は電子型の受動及び／又は能動コンポーネントによって行なわれ、例えばアプリケーションソフトウェアによって構成される／駆動されるレイヤ処理、例えば物理レイヤ処理、及び／又はネットワークレイヤ処理を統合する。これらのシステムは、ＤＭＤ／ＭＥＭＳデジタルコマンドを有する微小電気機械ミラー、圧電アクチュエータを利用する種々のデバイスを含み、圧電アクチュエータは、液晶または光音響結晶を利用する。これらの技術のほとんどは、複数のコンポーネントを介して実行される電子処理に起因する誘発遅延（ｉｎｄｕｃｅｄ  ｌａｔｅｎｃｙ）が発生するという問題を有し、誘発遅延は、例えばソフトウェア、ハードウェア、またはソフトウェア及びハードウェアの両方の組み合わせによって行なわれる各レベルで必要になるプロトコル演算により発生する。最大の解決課題は、全ての光学的なデジタルクロス接続／ルーティング／スイッチングコンポーネントを実現することにある。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の原理は、クロス接続／ルーティング／スイッチングを光電気通信ネットワークにおいて、片面使用の、または両面使用のマルチセクション回転光ディスク、及び特定配置ミラー／フィルタ要素の組み合わせを利用することにより、空間／角度の詳細指定を可能にする装置に関するものであり、この指定は、所望の効果：クロス接続／ルーティング／スイッチングレベル、空洞リープ、セクターリープ、セクションリープ、回転光ディスクリープ、遅延ラインへの注入、及び遅延ライン出力でのビームの回収によって変わる。
【０００５】
種々の可能な構成によれば、この光デジタル伝送装置は、入力ステージ及び／又は出力ステージで完了させることができ、この場合、これらのステージには、例えば所定数の王冠形／ピラミッド形の光マトリクスヘッド、またはブロック状のミラー／フィルタ、及び／又は所定数の屈折式光学ペリスコープが配設される。この装置のマトリクスヘッドは、ペイロードを正しいコンジットに空間指定及び／又は周波数指定する役割を担い、これらの指定は、例えば特定の瞬間に接続されてガウス形ビームの効率的な伝搬を確保する、異なる仮想コンジット／パイプの間の一連の反射／透過による「空間」及び「時間」コリメーション法により実現される。
【０００６】
この装置を所定数の遅延ラインによって補完することにより、多数のマルチフレームを介して、異なる信号の再同期化を再処理する。所定数の同時ストリーム、例えば同じペイロードを持つ２つ、３つ、または更に多くの同時ストリームで前記装置を起動して、フローの連続性及び情報の完全性を確保する。ミラー／フィルタのような受動素子を使用することにより、装置の入力／出力の可逆性が実現する（双方向同時伝送）。
【０００７】
光デジタル伝送装置は、光電気通信ネットワークにおけるクロス接続／ルーティング／スイッチングに適用されるように構成されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は以下の図によって例示される。
図面を参照すると、透視図（図１）で示される光デジタル伝送装置は入力ステージから成り、入力ステージは、例えば所定数の光マトリクスヘッド、例えば所定数のリング及び所定数のピラミッド形中心要素により構成される光マトリクスヘッド（１），（２），及び（３）と、そして／または、例えばマトリクス構造の所定数の構造化されたミラー／フィルタステージから成る光マトリクスヘッド（４），（５），及び（６）と、を含み；所定数の回転光ディスク（７），（８），（９），（１０），及び（１１）により構成される光デジタル伝送ステージを含み、これらのディスクは平行であるか、または平行ではないように、位置合わせされているか、または位置合わせされていない、所定数の回転軸に装着されて同じ平面に位置するか、または同じ平面に位置せず、各回転光ディスクが所定の回転速度を有し、回転光ディスクの上には、特定の構成に従って、所定数のミラー／フィルタ、例えば（１２），（１３），（１４），（１５），及び（１６）が配置され；所定数の遅延ライン、例えば（１７），（１８），（１９），（２０），（２１），（２２），（２３），及び（２４）を含み、これらの遅延ラインは、例えば所定数の補償ミラー／フィルタ、例えば（２５）及び（２６）を通して指定されるか、または指定されず；そして出力ステージから成り、出力ステージは、例えば所定数のリング及び所定数の所定数のピラミッド形中心要素により構成される所定数のマトリクス形光学ヘッド（２７），（２８），及び（２９）と、そして／または、例えばマトリクス構造である所定数の構造化されたミラー／フィルタステージから成るマトリクス形光学ヘッド（３０），（３１），及び（３２）と、を備える。
【０００９】
実現可能な変形例によれば、入力ステージ及び出力ステージは同じとすることができるか、または同じとする必要はない。異なる回転光ディスク及び高速の電子操舵装置の特定の回転速度をデジタル的にロックすることにより、装置は−空洞／ミラー／フィルタ／遅延ラインの特定の組み合わせをいずれかの所定の時点で用いて−出力ステージの特定の角度指定を行ない、この角度指定は、装置がクロス処理を行なっている間の所定数のビームによって、そして入力ステージの所定数のビームの入射角によって同時に行なわれる異なる連続透過反射によって行なわれる。
【００１０】
実現可能な変形例（図２）によれば、光デジタル伝送装置の回転光ディスク（３３）は、装置内に収容されるか、または表面に特定の配置で収容される所定数のミラー／フィルタ（３４）により作製され、そして／または底面を持つか、または持たない所定数の空洞（３５）により作製される。全てのこれらの空洞及びミラー／フィルタは回転光ディスクの両面に、所定数のセクター、セクション、象限に従って分散配置される。これらの空洞及びミラー／フィルタは重ね合わせるか、または重ね合わせないか、取り外し可能であるか、または取り外し可能ではない。
【００１１】
回転光ディスク（３３）の一方の面（図３）では、異なるセクターのミラー／フィルタの構成及び特定の向きによって、所定数の入射ビームを、所定数の経路、例えば中心軸方向の並進（３６）、空洞／ミラー／フィルタ間のリープ（３７）、セクション間のリープ（３８）、セクター間のリープ（３９）、象限間のリープ（４０）、またはこれらの運動のいずれかの組み合わせに従って伝搬させることができる。同様に（図４）、底面を持つ、または持たず、かつ光デジタル伝送装置を構成する回転光ディスク、例えば（３３）及び（４２）の両面に特定の向きを有する所定数のミラー／フィルタによって補完される空洞構造によって、所定数のビームの面間のリープ、例えば（４３）及び（４４）、回転光ディスク間のリープ、及び／又は回転光ディスクの横断、例えば（４５），（４６），及び（４７）、遅延ラインにおける統合及び／又は抽出（４８）が可能になる。従って、いずれの所定の時点においても、入力ステージから入射する各ビームを、光デジタル伝送装置を通過する連続的な反射／透過を特定の形で組み合わせることによって案内して、ビームが出力ステージに特定の入射角で最終的に到達するようにする。
【００１２】
回転光ディスク（図５）の別の例では、異なる高さを有する所定数のセクターを実現する。回転光ディスクを外側の面（４９）または内側の面（５０）で使用することにより、入射ビームまたは放出ビームを各積層トラックのエッジで処理することができる。
【００１３】
障害物制限によって変わり、そして／または所望のクロス接続／ルーティング／スイッチングの組み合わせの数によって変わるが、所定数の回転光ディスク（例えば、図６）を一つの軸（５１）に沿って配置することができる。この図（図６）は、例えば所定数の回転光ディスク、例えば（５２），（５３），（５４），（５５），及び（５６）を一つの軸に沿って分散配置することができる様子を示している。
【００１４】
可能な別の構成では、複数の軸を有する光デジタル伝送装置を設け、この場合、所定数の回転光ディスクをジグザグ状に並べるか、またはジグザグ状に並べないで所定数の回転軸に装着する。複数の回転光ディスクを同一平面に配置することができるか、または同一平面に配置する必要はないか、重ね合わせることができるか、または重ね合わせる必要はない。
【００１５】
種々の可能な変形例の中でもとりわけ、光デジタル伝送装置（図７）は２つの回転軸（５１）及び（５７）を有し、これらの回転軸には、所定数の回転光ディスク、例えば（５２），（５３），（５４），（５５），及び（５６）が回転軸（５１）に、そして（５８），（５９），（６０），（６１），及び（６２）が回転軸（５７）に対応するように装着される。回転光ディスクを部分的に重ね合わせることにより、異なる軸を有する２つの回転光ディスク、例えば（５６）及び（６２）の間で空洞／ミラー／フィルタを所定数のポイントで位置合わせすることができるか、または回転光ディスクを同じ平面に配置し、そして特定のミラー／フィルタによって回転光ディスク間のリープ（跳躍）を行なうことができる。回転光ディスクの全てが同じ速度で、または同じではない速度で、かつ一定の、または一定ではない速度で回転する。
【００１６】
別の構成（図８）及び（図９）では、複数の軸を有する光デジタル伝送装置を、例えば３つの回転軸（５１），（５７），及び（６３）を有するように設ける。従って、回転光ディスクの回転軸の幾つかの構成が、例えば複数の回転光ディスクが同じ平面に在って、重なりを生じることなく可能になり（図８）、この場合、同じ平面の回転光ディスク、例えば（５６），（６２），及び（６４）は所定数のミラー／フィルタを含むことにより、単一の回転光ディスクの異なる面の間のリープ、及び／又は互いに対向して配置される、または配置されない回転光ディスクへのリープが可能になる。
【００１７】
複数の軸を有するこの構成によって実現する種々の可能性のなかでもとりわけ、回転光ディスクは：同じ平面に配置することができるか（例えば、図８）、または部分的に重なり合うことができる、例えば半分だけ重なり合う（図９及び図１０）ことができる。全てが異なる平面に配置される、例えばジグザグ状に並んで配置される（図１０または図９）回転光ディスクは所定数の軸、例えば（５１）及び（６３）を含むことにより、所定数の回転光ディスク、例えば（５６）及び（６４）を同じ平面に、所定数の他の回転光ディスク、例えば（６２）に対向するように位置決めすることができる。
【００１８】
同様に、多数の回転光ディスク、例えば２つのディスク（５６）及び（６２）が部分的に重なり合って、これらのディスクのセクターが重なり、多数の他の回転光ディスク、例えば（６４）が前に挙げた回転光ディスクのいずれとも重ならないように完成させた構成（図１１）を実現することができる。
【００１９】
別の構成（図１２）では、所定数の回転光ディスク、例えば３つのディスク（５６），（６２），及び（６４）が重なり合って、空洞またはミラー／フィルタの所定数の位置合わせポイント、例えば（６５），（６６），及び（６７）を回転光ディスクの面に設けることができる。
【００２０】
利用可能な種々の技術の可用性及び性能によって変わるが、回転光ディスクによって可能になる空間レベル、時間レベル、及び周波数レベルでのクロス接続、ルーティング、スイッチングは、所定数の微小電子機械ミラー、液晶、多角形スキャナなどによって置き換え、かつ／または補完することができる。光デジタル伝送（図１３）は、例えば所定数の微小電子機械ミラーマトリクス、例えば（６８），（６９），（７０），（７１），（７２），及び（７３）を利用して行なわれ、これらの微小電子機械ミラーマトリクスは、例えば王冠形／ピラミッド（７４）形の、またはブロック状のミラー／フィルタ（７６）の光マトリクスヘッドである入力ステージからの入射ビームを、例えば王冠形／ピラミッド（７５）形、またはブロック状のミラー／フィルタ（７７）の光マトリクスヘッドである出力ステージに向けて、一連の反射が特定の導波路を有する所定数のマトリクスで所定時点において行なわれる結果として生じる所定数の特定角度で反射する。電子制御によって、この特定の指定組み合わせを選択することができるので、光マトリクスヘッドの出力、または光マトリクスヘッド以外の出力でのビームのクロス接続／ルーティング／スイッチングが可能になる。
【００２１】
代替手段によって変わるが、光デジタル伝送、及び／又は例えば王冠形／ピラミッド（７５）形の、またはブロック状のミラー／フィルタ（７７）の光マトリクスヘッドは、所定数の屈折式光学ペリスコープによって補完されるか、または補完されない。
【００２２】
光デジタル伝送装置において、一方の面のミラー／フィルタによる偏向角を大きくする操作、及び異なる連続する回転光ディスクが為す角度を大きくする操作、例えば第１回転光ディスクに対して１度、第２回転光ディスクに対して５度、第３回転光ディスクに対して１０度などと大きくする操作を組み合わせることにより、連続する反射／透過の一連の特定の組み合わせを用いて、所定数のビームを利用する角度変換器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】光デジタル伝送装置を透視図で示し、光デジタル伝送装置は、所定数の回転光ディスク、所定数の遅延ライン、及び例えば、マトリクスとして、例えば王冠形／ピラミッド形の光マトリクスヘッド、またはブロック状のミラー／フィルタを備えるように体系化された、または体系化されていない所定数の放射源により構成される。
【図２】光デジタル伝送装置の一部分である回転光ディスクに関して考えられるアーキテクチャを断面図及び前面図として示す。
【図３】回転光ディスクの一方の面における所定数の使用可能な光ビーム光路を前面図として示す。
【図４】回転光ディスクの両側面における所定数のビームの通過を可能にする使用可能な空洞変形例を断面図として示す。
【図５】セクターの高さが異なっている状態の所定数の回転光ディスクによって実現する光デジタル伝送装置の変形例を断面図として示す。
【図６】所定数の回転光ディスクから成る光デジタル伝送装置の１軸構造を上面図及び前面図として示す。
【図７】光デジタル伝送装置の２軸構造の変形例を上面図及び前面図として示す。
【図８】光デジタル伝送装置の３軸構造の変形例を上面図及び前面図として示す。
【図９】光デジタル伝送装置の３軸構造の別の変形例を上面図として示す。
【図１０】光デジタル伝送装置の３軸構造の別の変形例を上面図として示す。
【図１１】光デジタル伝送装置の３軸構造の別の変形例を前面図として示し、３つの回転光ディスクの内の２つの回転光ディスクが部分的に重なっている。
【図１２】光デジタル伝送装置の３軸構造の別の変形例を前面図として示し、３つの回転光ディスクが部分的に重なっている。
【図１３】ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ−Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ：微小電気機械システム）ミラー素子により構成される光デジタル伝送装置の変形例を透視図として示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
2009525496.tif 000016
2009525496.tif 000017
2009525496.tif 000018
2009525496.tif 000019
2009525496.tif 000020
2009525496.tif 000021