JP2003143629A - 光信号交換装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 可変光減衰器ならびに利得等化器をその入出
力側にそなえることなく、経済化・小型化を測るととも
に、広帯域でＳＮＲの劣化を低減する。 【解決手段】 複数の入力ポートおよび出力ポートとと
もに、偏向手段２とメモリ手段７と駆動制御手段８とを
そなえ、駆動制御手段８が、前記の入力ポートに対する
出力ポートの割り当ての切替指示を受けると、当該切替
指示の対象となる入力ポートにおける切り替え先の出力
ポートについての偏向制御量をメモリ手段７から読み出
し、読み出した偏向制御量となるように偏向手段２を制
御する切替制御部５１と、切替制御部５１にて切替指示
に対する制御が行なわれた後の各出力ポートから出力さ
れる出力光信号のレベルを、設定された目標レベルとな
るようにフィードバック制御するレベル制御部５２とを
そなえるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高速・大容量のWD
Mシステムにおける光クロスコネクト装置、光アド／ド
ロップ装置、波長ルータ装置等として用いて好適の、光
信号交換装置およびその制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】大容量光通信網を構築する有力な手段と
して波長分割多重 (WDM: WavelengthDivision Multiple
xing) 方式があり、近年、インターネットの爆発的な普
及とともに、そのトラフィックが爆発的に増加してい
る。図１４は上述のＷＤＭ方式による基幹光ネットワー
クとしての一般的な光クロスコネクト (OXC: Optical C
ross-Connect)システムを模式的に示す図であり、この
図１４に示すＯＸＣシステム１００は、複数の光スイッ
チエレメント（図１４中においては４つのクロスコネク
ト装置１０１−１〜１０１−４）が、光ファイバ１０２
により相互に接続されてなるものである。光スイッチエ
レメント１０１−１〜１０１−４は、波長多重された光
信号が光ファイバを通じて入力されると、波長単位で光
信号の方路を切り替えるとともに、同一方路の光信号に
ついて波長多重して伝送し得るものである。

【０００３】この図１４に示すＯＸＣシステム１００に
おいては、ある通信ルートをなす光ファイバに障害が発
生した場合、即時に予備の光ファイバ１０２や別ルート
の光ファイバ１０２に自動的に迂回してシステムを高速
に復旧させることができる他、波長単位での光パスの編
集、波長変換可能な特徴を有する。ついで、図１５はＷ
ＤＭ方式による一般的な光アド／ドロップ(OADM: Optic
alAdd/Drop Multiplexing)リングシステム２００を模式
的に示す図であり、この図１５に示すＯＡＤＭリングシ
ステム２００は、複数の（図１５中においては５つの光
スイッチエレメント２０１−１〜２０１−５が光ファイ
バ２０６を通じてリング状に接続されてなるもので、各
光スイッチエレメント２０１−１，２０１−３，２０１
−４の配下にはそれぞれルータ２０２〜２０４が収容さ
れ、光スイッチエレメント２０１−１の配下には他の光
スイッチ２０１−６が、光スイッチエレメント２０１−
５の配下にはＳＯＮＥＴ（Synchronous Optical Networ
k）伝送装置２０５が、それぞれ収容される。

【０００４】このような構成を持つＯＡＤＭリングシス
テム２００は、基幹ネットワークの下位に位置する県内
・都市網で用いられ、1波長ごとの光信号を電気信号に
変換することなく、そのまま任意に出し入れできるよう
になっている。即ち、ある地点でトラフィックが増加し
た場合に、波長の割り当てをダイナミックに変更するこ
とによって帯域を自動的に拡張し，転送可能容量を増や
すなど，ユーザーの利用状況に合わせてネットワーク構
成を自動的に変更させること可能である。

【０００５】これらのＯＸＣシステム１００、ＯＡＤＭ
システム２００における光スイッチエレメント１１０
は、例えば図１６に示すような構成を有している。即
ち、この図１６に示す光スイッチエレメント１１０は、
光増幅器１１１，光分波器１１２，光スイッチ１１３，
可変光減衰器１１４，光合波器１１５，光増幅器１１６
および利得等化器１１７を備えて構成される。

【０００６】このように構成された光スイッチエレメン
ト１１０においては、光増幅器１１１において光ファイ
バを通じて長距離伝送後に低下した光レベルを増幅し、
光分波器１１２において光増幅器１１１からの波長多重
光信号を波長分波し、光スイッチ１１３において分波さ
れた波長の光信号について所望の交換（スイッチング）
を行なう。即ち、光スイッチ１１３の有する機能に応じ
て各波長の光信号について光クロスコネクト処理やアド
／ドロップ処理を行なう。

【０００７】また、可変光減衰器１１４では光スイッチ
１１３にてスイッチングがなされた（図１５の場合には
リング伝送系の）各波長の光信号のレベルを等化減衰さ
せ、光合波器１１５ではレベルが等化減衰された各波長
の光信号について波長多重し、光増幅器１１６において
は波長多重された光信号について増幅する。また、利得
等化器１１７では、光増幅器１１６にて増幅された光信
号を伝送先の装置に伝送する前段において、送信波長に
よる利得のバラツキを等化する。

【０００８】上述の図１４，図１５に示すようＯＸＣシ
ステム１００やＯＡＤＭシステム２００等のWDMシステ
ムは、光ファイバを介して遠隔した装置間で波長多重光
信号を伝送するものであり、各波長の光レベルにバラツ
キがあると、伝送路上での光の減衰等により、伝送帯域
の狭小化、信号のＳＮＲ（信号対雑音比）の劣化を招く
ことになる。

【０００９】また、現在、上述の光増幅器１１２，１１
６として一般に用いられているエルビウム添加ファイバ
増幅器(EDFA: Erbium Doped Fiber Amplifier)は、この
ＥＤＦＡ単体における利得帯域は数十nm程度であるが、
多段に接続された場合にはその波長利得特性が強調され
利得偏差が生じ、利得帯域が極端に狭まることが知られ
ている。さらに、ＥＤＦＡによる光増幅では、インコヒ
レントな自然放出光が発生し、わずかでも利得の低い波
長は、利得の高い近接波長の自然放出光に埋もれる形と
なり、ＳＮＲ（信号対雑音比）が劣化することが知られ
ている。

【００１０】従って、光増幅器１１２，１１６には多段
に接続した場合にもＳＮＲ劣化を保障するような利得平
坦性が望まれるが、一般にＥＤＦＡはその波長帯域内に
2つのピークを持った波長利得特性を示し、特性そのも
のが平坦な特性を持つものではない。可変減衰器１１２
は、上述の光増幅器１１１の増幅結果として図１７にお
ける（ａ）に示すようなレベルのバラツキが生じた各波
長の光信号について、（ｂ）に示すように等化減衰させ
るものである。なお、図１７中において利得等化器１１
７の図示は説明の簡便化のため省略している。

【００１１】また、利得等化器１１７は、光増幅器１１
６の増幅結果として図１８における（ａ）に示すような
バラツキが生じた波長多重光信号の光レベルを、利得等
化処理［即ち、（ｂ）に示すような光増幅器１１６にお
ける波長利得特性の逆特性の信号処理］を行なうことに
よって、（ｃ）に示すように等化するものである。な
お、図１８中において可変減衰器１１４の図示は説明の
簡便化のため省略している。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
図１６に示すような光スイッチエレメント１１０におい
ては、可変減衰器１１４および利得等化器１１７によっ
て以下に示すような課題がある。上述したように、図１
６に示す利得等化器１１７は、ＥＤＦＡとしての光増幅
器１１６の後段に挿入されたファブリペロ・エタロン・
フィルタやファイバグレーティング (FBG: Fiber Bragg
Grating) 等からなる光フィルタにより実現されるが、
実際のＥＤＦＡの波長利得特性は複雑であり、この逆特
性にフィルタ特性を合わせてフィルタを構成することは
非常に困難であった。

【００１３】また、フーリエ級数近似を行い、各フーリ
エ級数項に対応した複数の光フィルタを合成することに
より、ある程度高精度な利得等化フィルタを実現可能で
あるが、精度を向上させるには、光フィルタを多段に用
する必要があり、伝送損失の増加およびシステム規模の
増大を招いていた。さらに、上述のごとき可変光減衰器
１１４としては、各波長の光信号が伝搬する並列の光導
波路中に各々マッハツェンダ干渉計や半導体光増幅器
(SOA: Semiconductor Optical Amplifier) ゲートを設
け、それらを制御することで実現されているが、光導波
路を用いるため波長依存性および偏向依存性を保障する
ことが困難となる課題がある。

【００１４】また、上述の図１６に示すような構成で
は、光スイッチ１１３ごとに上述の可変光減衰器１１４
および利得等化器１１７の双方をそなえて構成すること
が必要となり、システム規模の増大を招くという課題が
あった。本発明はこのような課題に鑑み創案されたもの
で、可変光減衰器ならびに利得等化器をその入力側およ
び出力側にそなえることなく、経済化・小型化を測ると
ともに、広帯域でＳＮＲの劣化を低減できるようにし
た、光信号交換装置およびその制御方法を提供すること
を目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】このため、本発明の光信
号交換装置は、複数の入力ポートおよび出力ポートをそ
なえるとともに、前記複数の入力ポートから入力された
波長の互いに異なる複数の入力光信号を偏向して、各入
力ポートに割り当てられた出力ポートから出力する偏向
手段と、該偏向手段における前記の各入力ポートに対す
る出力ポートの割り当てに応じた偏向制御量に関する情
報を格納するメモリ手段と、該メモリ手段にて格納され
た偏向制御量に基づいて、該偏向手段における各入力光
信号の偏向状態を設定すべく偏向手段を駆動制御する駆
動制御手段とをそなえ、該駆動制御手段が、前記の入力
ポートに対する出力ポートの割り当ての切替指示を受け
ると、当該切替指示の対象となる入力ポートにおける切
り替え先の出力ポートについての偏向制御量を該メモリ
手段から読み出し、読み出した偏向制御量となるように
該偏向手段を制御する切替制御部と、該切替制御部にて
前記切替指示に対する制御が行なわれた後の各出力ポー
トから出力される出力光信号のレベルを、設定された目
標レベルとなるようにフィードバック制御するレベル制
御部とをそなえて構成されたことを特徴としている（請
求項１）。

【００１６】また、好ましくは、該駆動制御手段を、前
記各出力ポートから出力された出力光信号を分岐する光
分岐手段と、該光分岐手段で分岐された出力光信号を各
々モニタする光検出手段と、該偏向手段における各入力
光信号の偏向状態を駆動する駆動手段と、をそなえると
ともに、該レベル制御部を、該切替制御部にて前記切替
指示に対する制御が行なわれた後の各出力ポートから出
力される出力光信号レベルを該光モニタ手段から入力さ
れ、各出力光信号のレベルを、上記目標レベルとなるよ
うに、該偏向手段における各入力光信号の偏向状態をフ
ィードバック制御すべく構成することとしてもよい（請
求項２）。

【００１７】この場合においては、該レベル制御部を、
該光検出手段にてモニタされた各出力光信号のレベルと
各出力ポートの後段に接続される光デバイスの波長利得
特性とに基づいて、各出力光信号のレベルを等化減衰す
べくフィードバック制御するように構成したり（請求項
３）、該光検出手段にてモニタされた各出力光信号のレ
ベルと各出力ポートの後段に接続される光デバイスの波
長利得特性とから、当該光デバイスから出力される光信
号を等化させるための各出力光信号のレベル・利得等化
減衰量を算出し、前記算出されたレベル・利得等化減衰
量情報に基づいて、前記出力光信号レベルをフィードバ
ック制御するように構成してもよい（請求項４）。

【００１８】また、本発明の光信号交換装置の制御方法
は、上述の場合と同様の複数の入力ポートおよび出力ポ
ートと、偏向手段と、メモリ手段とをそなえ、該メモリ
手段にて格納された偏向制御量に基づいて、該偏向手段
における各入力光信号の偏向状態を設定すべく制御する
光信号交換装置の制御方法であって、前記の入力ポート
に対する出力ポートの割り当ての切替指示を受けると、
当該切替指示の対象となる入力ポートにおける切り替え
先の出力ポートについての偏向制御量を該メモリ手段か
ら読み出し、読み出した偏向制御量となるように該偏向
手段を制御する切替制御ステップと、該切替制御ステッ
プにおける制御が行なわれた後の各出力ポートから出力
される出力光信号レベルを、設定された目標レベルとな
るように、該偏向手段の偏向状態をフィードバック制御
するレベル制御ステップとをそなえて構成されたことを
特徴としている（請求項５）。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照することによ
り、本発明の実施の形態を説明する。 〔１〕光信号交換装置の構成の説明 本発明の一実施形態にかかる光信号交換装置は、前述の
図１６に示す光スイッチエレメント１１０の光スイッチ
１１３として適用しうるものであり、以下に示す本願発
明の構成によって、光スイッチエレメント１１０に設け
られた可変光減衰器１１４および利得等化器１１７の機
能を光スイッチとしての光信号交換装置に含めたもので
ある。

【００２０】すなわち、図１は本実施形態にかかる光信
号交換装置が適用された光スイッチエレメントを示すブ
ロック図であり、この図１に示す光スイッチエレメント
１０における光増幅器１１，光分波器１２，光合波器１
５および光増幅器１６は、それぞれ、前述の図１６にお
ける光増幅器１１１，光分波器１１２，光合波器１１５
および光増幅器１１６と同様の機能を有している。

【００２１】ここで、本実施形態にかかる光信号交換装
置１は、図１６に示す光スイッチ１１３と同様に、チャ
ンネル毎の入力光信号について所望のスイッチングを行
なうものであるが、詳細には光スイッチ２，光分岐カプ
ラ部３，光検出器４，制御回路５，駆動回路６およびメ
モリ７をそなえて構成されている。尚、光分岐カプラ部
３，光検出回路４，制御回路５および駆動回路６は、上
述のメモリ７にて格納された偏向制御量に基づいて、光
スイッチ２における各入力光信号の偏向状態を設定すべ
く光スイッチ２を駆動制御する駆動制御手段８として機
能する。

【００２２】ここで、光スイッチ（偏向手段）２は、光
分波器１２にて分波（波長分割）されたチャンネル毎の
入力光信号を対応する入力ポートから入力されて、これ
らの波長の互いに異なる複数の入力光信号を偏向して、
各入力ポートに割り当てられた出力ポートから交換後の
光信号として出力するもので、詳細には、例えば図２に
示すようなマイクロマシン（ＭＥＭＳ；Micro Electric
Mechanical System）技術を適用した光学系により構成
されている。

【００２３】この図２に示す光スイッチ２は、複数（Ｎ
チャンネル；Ｎは２以上の整数）チャンネルの各入力光
信号について整列する入力ポートとしてのＮ個のコリメ
ータ２１を２次元に配置した入力コリメータアレイ２Ａ
と、入力コリメータアレイ２Ａからのチャンネル毎の入
力光信号を偏向させるための第１ミラーアレイ２Ｂおよ
び第２ミラーアレイ２Ｃと、偏向された出力光信号を整
列する出力ポートとしてのＮ個のコリメータ２２を２次
元に配置した出力コリメータアレイ２Ｄと、をそなえて
構成さえている。

【００２４】なお、入力コリメータアレイ２Ａおよび出
力コリメータアレイ２Ｄを構成する各コリメータ２１，
２２にはそれぞれ、光ファイバ２５，２６が接続され、
光分波器１２からの各入力信号光を対応する光ファイバ
２５を通じてコリメータ２１に入力される一方、光ファ
イバ２６を通じて光合波器１５に対する出力信号光を出
力するようになっている。

【００２５】また、第１ミラーアレイ２Ｂおよび第２ミ
ラーアレイ２Ｃはそれぞれ、後述の駆動回路６としての
アクチュエータにより角度調整可能なティルトミラー２
３，２４を、コリメータ２１またはコリメータ２２の数
Ｎに対応して平面上に配置されたものである。更に、本
実施形態においては、入力コリメータアレイ２Ａおよび
出力コリメータアレイ２Ｄを並列的に配置するととも
に、第１ミラーアレイ２Ｂおよび第２ミラーアレイ２Ｃ
は互いに９０度の角度をなして配置する一方、入力コリ
メータアレイ２Ａおよび出力コリメータアレイ２Ｄと、
各ミラーアレイ２Ｂ，２Ｃは、それぞれ４５度の角度を
なして配置される。

【００２６】これにより、入力コリメータアレイ２Ａに
おけるコリメータ（入力ポート）２１を通じて入力され
た各入力光信号が、第１ミラーアレイ２Ｂおよび第２ミ
ラーアレイ２Ｃにより角度が調整されたティルトミラー
２３，２４を反射することによって、所望のコリメータ
（出力ポート）２２を通じて出力光信号として出力でき
るようになっている。

【００２７】さらに、メモリ（メモリ手段）７は、例え
ば図３に示すように、光スイッチ２における前記の各入
力ポート（入力チャンネル）としてのコリメータ２１に
対する出力ポート（出力チャンネル）としてのコリメー
タ２２の割り当てに応じた偏向制御量（駆動制御量）に
関する情報をデータベース７Ａとして格納するものであ
る。即ち、メモリ７の偏向制御量データベース７Ａにお
いては、コリメータ２１の位置に対応して割り当てられ
た位置のコリメータ２２から出力信号光が出力できるよ
うに、当該切替対象となる入力光信号を反射する位置に
あるティルトミラー２３，２４を角度調整するための情
報を記憶するようになっている。

【００２８】なお、メモリ７においては、初期状態にお
ける各チャンネルの割り当てに対応した偏向制御量とし
てのティルトミラー２３，２４の駆動制御量情報につい
ても初期設定データベース７Ｂとして記憶している。ま
た、光分岐カプラ部（光分岐手段）３は、前記各出力ポ
ートから出力された出力光信号を分岐するもので、個々
の光ファイバ２６からの出力光信号を分岐する光カプラ
３１により構成される。即ち、各光ファイバ２６には、
出力光信号について分岐するための光カプラ３１がそれ
ぞれ設けられて、一方を出力光信号として出力する一
方、他方を出力光信号レベルのフィードバック制御のた
めの光信号として出力するようになっている。

【００２９】さらに、光検出器（光検出手段）４は、光
分岐カプラ部３としての光カプラ３１で分岐された出力
光信号を各々モニタするもので、例えば各出力光信号の
レベルに応じた電気信号（フォトカレント；電流信号）
を出力するフォトダイオードおよび、フォトカレントを
電圧信号に変換して出力する電流／電圧変換器等により
構成される。

【００３０】また、駆動回路（駆動手段）６は、後述の
制御回路５からの制御（ディジタル制御量）を受けて、
これをアナログ制御量に変換することにより、上述の第
１ミラーアレイ２Ｂを構成する各ティルトミラー２３お
よび第２ミラーアレイ２Ｃを構成する各ティルトミラー
２４の角度の可変制御するもので、例えばアクチュエー
タにより構成される。即ち、駆動回路６としてのアクチ
ュエータにより、光スイッチ２における各入力光信号の
偏向状態を駆動することができるようになっている。

【００３１】また、制御回路（制御手段）５は、上述の
光検出器４からの各出力光信号のモニタ結果と、メモリ
７に格納された偏向制御量データとに基づいて、光スイ
ッチ２における偏向状態を設定すべく駆動回路６を制御
するものであり、例えば、ＦＰＧＡ（Field Programmab
le Gate Arrays）等のＡＳＩＣ（Application Specific
Integrated Circuit）により構成することができる。
また、制御回路５は、装置の初期状態においては、メモ
リ７の初期設定データベース７Ｂに記憶された、初期の
チャンネル設定に対応した各ティルトミラー２３，２４
の駆動制御量を読み出して駆動回路６を制御する初期制
御部５３としての機能を有するが、本願発明の特徴とな
る切替制御部５１およびレベル制御部５２としての機能
をも有している。

【００３２】ここで、切替制御部５１は、入力ポートに
対する出力ポートの割り当て（交換されるチャンネルの
割り当て）の切替指示を受けると、当該チャンネルの切
替指示の対象となる入力ポートにおける切り替え先の出
力ポートについての偏向制御量をメモリ７から読み出
し、読み出した偏向制御量となるように光スイッチ２を
制御するものである。

【００３３】すなわち、切替制御部５１では、上述のチ
ャンネル切替指示の対象となるティルトミラー２３，２
４を角度調整するための、駆動回路６の駆動制御量につ
いてメモリ７から読み出して、当該制御量で対象となる
ティルトミラー２３，２４の角度調整を行なうように駆
動回路６を制御するようになっている。また、レベル制
御部５２は、切替制御部５１にて前記切替指示に対する
制御が行なわれた後の各出力ポートとしてのコリメータ
２２から出力される出力光信号のレベルを、光検出器４
からのモニタ情報に基づいて、設定された目標レベルと
なるようにフィードバック制御するものであり、本実施
形態においては、このフィードバック制御の態様（レベ
ル等化モード）として、後で詳述する以下の３種類の態
様を設定することができる。

【００３４】各出力ポートとしてのコリメータ２２か
ら出力される出力光信号レベルの比較を行なって、各出
力光信号のレベルを、比較の結果最もレベルの低い出力
光信号のレベルとなるように減衰させるべく、光スイッ
チ２における偏向状態をフィードバック制御する態様。 光検出器４にてモニタされた各出力光信号のレベルと
各出力ポートの後段に接続される光デバイス（本実施形
態の場合には光増幅器１６）の波長利得特性とに基づい
て、第１に比較の結果最もレベルの低い出力光信号のレ
ベルとなるように減衰させ、第２に上述の減衰された出
力光信号レベルに加重して、当該光デバイス１６から出
力される光信号について等化させるべく、各出力光信号
のレベルを等化減衰させるべくフィードバック制御する
態様。

【００３５】光検出器４にてモニタされた各出力光信
号のレベルと各出力ポートとしてのコリメータ２２の後
段に接続される光デバイス１６の波長利得特性とから、
当該光デバイスから出力される光信号をレベル・利得等
化減衰させるための各出力光信号の等化減衰量を算出
し、前記算出された等化減衰量情報に基づいて、前記出
力光信号レベルを等化減衰すべくフィードバック制御す
る態様。

【００３６】したがって、上述の光スイッチ２のティル
トミラー２３，２４により、レベル制御部５２からの制
御を駆動回路６による駆動を通じて受けることにより、
出力光信号を可変に等化減衰させる等化減衰部２−１と
して機能している。なお、上述の光増幅器１６は、図４
に示すように、合波器１６ｂにて励起光源１６ａからの
励起光と合波された信号光がエルビウムドープファイバ
（ＥＤＦ）１６ｃを伝搬することにより、増幅された信
号光として出力するものであるが、利得一定制御部１６
−５により、出力される信号光の利得が一定となるよう
な利得一定制御を受けている。ここで、光分岐器１６−
１，１６−２，Ｏ／Ｅ変換部１６−３，１６−４および
利得一定制御部１６−５については、図１中は図示を省
略している。

【００３７】すなわち、光分岐器１６−１，１６−２に
おいて光増幅器１６による増幅前後の光信号を分岐し
て、Ｏ／Ｅ変換部１６−３，１６−４にてそれぞれの光
信号について電気信号に変換し、利得一定制御部１６−
５ではＯ／Ｅ変換部１６−３，１６−４からの電気信号
に基づいて、増幅後の光信号が一定となるように励起光
源１６ａからの励起光を制御するのである。

【００３８】このような利得一定制御を受けている光増
幅器１６においては、エルビウムドープファイバ１６ｃ
の反転分布状態が一定となるため、利得波長特性につい
ても一定とすることができる。即ち、反転分布は、入力
信号光パワー，励起光源１６ｂからの励起光パワーおよ
びエルビウムドープファイバ１６ｃの長さの関数である
が、ファイバ長を固定として所定の利得一定制御を行な
っている下においては、この反転分布状態も計算できる
ので、光増幅器１６としての波長利得特性についても予
め保持しておくことができるのである。

【００３９】上述の，の制御態様においては、光信
号交換装置１の後段に接続される光増幅器１６の波長利
得特性に基づいた等化減衰制御を行なっているが、この
光増幅器１６の波長利得特性は、上述のごとき利得一定
制御を行なっている場合における当該光増幅器１６の利
得Ｇに応じて、例えば図５に示すような波長利得特性デ
ータベース７Ｃとして、メモリ７に格納しておくことが
できる。

【００４０】この図５に示すデータベース７Ｃにおいて
は、光増幅器１６が利得一定制御部１６−５にて一定制
御が想定される利得Ｇ₁，Ｇ₂，…，Ｇ_mに応じて、各チ
ャンネル♯１〜♯Ｎの出力光信号λ₁〜λ_n（ｎ＝Ｎ）の
利得値ｇ₁₁〜ｇ_n1，ｇ₁₂〜ｇ _n2，…，ｇ_1m〜ｇ_nmを記憶
するようになっている。これにより、制御回路５のレベ
ル制御部５２では、上述のメモリ７に格納された波長利
得特性を読み取って、上述のごときまたはの態様の
フィードバック制御を行なうことで、ある程度リアルタ
イムな波長利得特性情報に基づくレベル制御を行なうこ
とができる。

【００４１】なお、この波長利得特性としては、上述の
メモリ７の代わりに、例えば図６に示すように、光信号
交換装置１の外部（光増幅器１６を利得一定制御する利
得一定制御部１６−５内に設けられた波長利得特性デー
タベース１６Ａ）から制御回路５のレベル制御部５２に
入力されるように構成してもよい。 〔２〕制御回路５における制御の説明 上述のごとく構成された光信号交換装置１においては、
コリメータ２１を通じて入力された各チャンネルの入力
光信号は、駆動回路６により角度が設定されたティルト
ミラー２３，２４により偏向されて、それぞれ割り当て
られたコリメータ２２を通じて出力される。

【００４２】ここでは、切替制御部５１において、上述
のチャンネル割り当て（入力側コリメータ２１に対する
出力側コリメータ２２割り当て）における切替指示を受
けた場合の切替制御部５１による制御、および切替制御
部５１における制御の行なわれた後のレベル制御部５２
によるフィードバック制御について、図７〜図１２を用
いて説明する。

【００４３】〔２−１〕切替制御部５１による制御の説
明 まず、本実施形態にかかる光信号交換装置１のチャンネ
ル切替時の制御について、図７（または図９，図１１）
に示すフローチャートのステップＡ１〜Ａ１４に従って
説明する。すなわち、切替制御部５１では、チャンネル
切替指示を受けると、当該切替指示の対象となるチャン
ネル情報（ＣＨ，入力ポートに対応する入力チャンネル
情報および出力ポートに対応する出力チャンネル情報）
をメモリ７のデータベース７Ａにアクセスすることによ
り読み出して（ステップＡ１）、決定された偏向角で光
スイッチ（偏向手段）２のティルトミラー２３，２４が
駆動されるように駆動回路６を制御する（切替制御ステ
ップ，ステップＡ２，Ａ３）。

【００４４】また、光検出器４において、チャンネル切
替のあった出力光信号のレベルをモニタし、異常が無け
れば、切替後の出力チャンネルから最適レベルの出力信
号光が出力されるようにキャリブレーション制御を行な
う（ステップＡ６〜ステップＡ１４）。換言すれば、切
替制御部５１において、光検出器４にてモニタされた出
力光信号レベルに基づいて、データベース７Ａから読み
出した偏向制御量による偏向状態について段階的に変化
させることによりキャリブレーション制御を行なう。

【００４５】具体的には、切替制御部５１による駆動回
路６の制御により、ティルトミラー２３，２４をなす偏
向角をある方向に一定量変化させ（ステップＡ６）、そ
のときの受信レベルを光検出器４にて検出する（ステッ
プＡ７）。ここで、切替制御部５１において変化前後の
受信レベルを比較し、受信レベルが増加した場合には、
同じ制御を繰り返す（ステップＡ８のＮＯルートからス
テップＡ６）。

【００４６】また、受信レベルが減少した場合には、最
適点（パワー最大点）を通り過ぎたと判断し偏向角を反
対の方向に一定量変化し（ステップＡ８のＹＥＳルート
からステップＡ９）、この反対方向の変化の前後で受信
レベルを比較する（ステップＡ１０）。受信レベルがこ
こで減少した場合には、誤動作が考えられるため制御を
リセットし（ステップＡ１０のＹＥＳルートからステッ
プＡ１１）、再スタートを行なう。

【００４７】受信レベルが反対に増加した場合には、こ
の点が最適点である可能性が高いため、偏向角の微調整
動作をN回繰り返す（ステップＡ１２，ステップＡ１３
のＮＯルートからステップＡ６）。フィードバック動作
がN回以上連続した場合にはこの点が最適点と判断し
（ステップＡ１３のＹＥＳルートからステップＡ１
４）、次のレベル制御部５２によるレベル等化のステッ
プに移行する。

【００４８】〔２−２〕レベル制御部５２による制御の
説明 上述のレベル制御部５２では、切替制御部５１における
チャンネル切替指示に対する制御が行なわれた後の各コ
リメータ２２から出力される出力光信号レベルを、設定
された目標レベルとなるように、光スイッチ２の偏向状
態（ティルトミラー２３，２４の角度）を前述の３つの
態様（〜）でフィードバック制御するが（レベル制
御ステップ）、各制御態様の詳細については以下の通り
となる。

【００４９】〔２−２−１〕レベル制御部５２による第
１の制御態様の説明 まず、第１の制御態様を図７のフローチャートのステッ
プＢ１〜Ｂ７および図８を用いて説明することとする。
なお、ステップのＢ５−１〜Ｂ５−Ｎ，Ｂ６−１〜Ｂ６
−ＮおよびＢ７−１〜Ｂ７−Ｎについては、ステップの
Ｂ５，Ｂ６およびＢ７と記載している場合がある。

【００５０】切替制御部５１による切替制御が終了する
と、レベル等化モード情報の設定を参照して（ステップ
Ｂ１）、前述のの態様によるレベル等化モードが設定
されている場合には、ステップＢ１に続いて、各コリメ
ータ２２から出力される出力信号光レベルをモニタし、
それぞれを比較する（レベル比較ステップ）。具体的に
は、上述の切替制御部５１による切替制御後の全チャン
ネルの受信レベルを光検出器４にて検出する（ステップ
Ｂ２）。なお、この光検出器４にて検出された全チャン
ネルの受信レベルは、例えば図８の（ａ）のようにな
る。

【００５１】レベル等化を行なうための光レベルの閾値
が例えばメモリ７に設定されている場合には、当該閾値
と、各チャンネルの光レベルとを比較して、光レベルが
閾値以下となるチャンネルについてはレベル等化の対象
から除外する（ステップＢ３）。尚、このステップＢ３
による閾値の比較については省略することも可能であ
る。

【００５２】閾値以上の光レベルを持つチャンネルの中
で最低の光レベルとなるチャンネルをλrefとして選択
すると〔ステップＢ４，図８の（ｂ）参照〕、このチャ
ンネルの光レベルを基準にレベル等化を行なう。具体的
には、この最低レベルと、最低レベルチャンネル以外の
チャンネルの光レベルとを比較し、各チャンネルについ
て差分を検出する（ステップＢ５）。

【００５３】次に、各コリメータ２２から出力される出
力信号光のレベルを、比較の結果最もレベルの低い出力
光信号のレベルとなるように減衰させるべく、偏向状態
をフィードバック制御する（減衰ステップ）。即ち、チ
ャンネル毎に、累積された減衰量と差分とが一致するま
で、光スイッチ２のティルトミラー２３，２４の偏向角
をある方向に一定量変化させて光レベルを徐々に減衰さ
せる（ステップＢ６，ステップＢ７）。これにより、光
信号交換装置1における各チャンネル（波長）の出力光
信号の光レベルは、最低レベルに均一化させることがで
きる〔ステップＢ７，図８の（ｃ）参照〕。

【００５４】〔２−２−２〕レベル制御部５２による第
２の制御態様の説明 ついで、第２の制御態様を図７のフローチャートのステ
ップＢ１１〜Ｂ２０および図９を用いて説明することと
する。尚、前述した第１の制御態様の場合と同様、ステ
ップのＢ１５−１〜Ｂ１５−Ｎ，…，Ｂ２０−１〜Ｂ２
０−Ｎについては、ステップのＢ１５，…Ｂ２０と記載
している場合がある。

【００５５】切替制御部５１による切替制御が終了する
と、レベル等化モード情報の設定を参照して（ステップ
Ｂ１１）、前述したの態様によるレベル等化モードが
設定されている場合には、ステップＢ１１に続いて、前
述した第１の制御態様と同様に最低レベルＣＨを選択し
〔レベル比較ステップ，図１０における（ｂ）参照〕、
選択した最低レベルに各チャンネルの出力光信号〔図１
０における（ａ）参照〕の光レベルを等化する〔減衰ス
テップ，ステップＢ１２〜Ｂ１７，図１０における
（ｃ）参照〕。ステップＢ３に相当するステップＢ１３
において閾値の比較を省略できることも同様である。

【００５６】続いて、減衰ステップにて減衰された出力
光信号レベルに加重して、記憶された利得等化減衰量情
報（波長利得特性情報）に基づいて、光増幅器１６から
出力される光信号について等化させるべく、偏向状態
（ティルトミラー２３，２４の設定角度の状態）をフィ
ードバック制御する（等化ステップ）。具体的には、光
増幅器１６の波長利得特性を、メモリ７（または利得一
定制御部１６−５；図６参照）のデータベース７Ｃ（ま
たは１６Ａ）を参照することにより読み出す（ステップ
Ｂ１８）。更に、レベル制御部５２では読み出した波長
利得特性の逆特性を導出し、導出した逆特性に相当する
各チャンネルのレベル減衰量を導出する。この各波長の
ゲインに応じた減衰量については、レベル制御部５２内
の演算機能により求めることができる。

【００５７】次に、チャンネル毎に、累積された減衰量
と差分とが一致するまで、光スイッチ２のティルトミラ
ー２３，２４の偏向角をある方向に一定量変化させて光
レベルを徐々に減衰させる（ステップＢ１９，ステップ
Ｂ２０）。これにより、光スイッチ２に入力された光信
号のレベル等化と、後段に接続した光増幅器１６の波長
利得特性をキャンセルする利得等化を同時に実現し、光
増幅器１６の出力は、各チャンネル（波長）の光レベル
が均一な光信号となる〔図１０における（ｄ）参照〕。

【００５８】〔２−２−３〕レベル制御部５２による第
３の制御態様の説明 ついで、第３の制御態様を図１１のフローチャートのス
テップＢ２１〜Ｂ２７および図１２を用いて説明する。
尚、前述した第１，第２の制御態様の場合と同様、ステ
ップのＢ２４−１〜Ｂ２４−Ｎ，…，Ｂ２７−１〜Ｂ２
７−Ｎについては、ステップのＢ２４，…Ｂ２７と記載
している場合がある。

【００５９】切替制御部５１による切替制御が終了する
と、レベル等化モード情報の設定を参照して（ステップ
Ｂ２１）、前述したの態様によるレベル等化モードが
設定されている場合には、ステップＢ２１に続いて、全
チャンネル♯１〜♯Ｎの受信レベルを検出（モニタ）す
る〔モニタステップ，ステップＢ２２，図１２における
（ａ）参照〕。

【００６０】続いて、モニタステップにてモニタされた
各出力光信号レベルと各コリメータ２２の後段に接続さ
れる光増幅器１６の波長利得特性とから、当該光増幅器
１６から出力される光信号を、レベル・利得等化減衰さ
せるための各出力光信号の等化減衰量を算出する（算出
ステップ）。具体的には、後段に接続した光増幅器１６
の波長利得特性情報を、メモリ７（または利得一定制御
部１６−５；図６参照）のデータベース７Ｃ（または１
６Ａ）を参照することにより読み出す〔ステップＢ２
３，図１２における（ａ）の符号ｇ参照〕。そして、検
出した光レベルと前記特性情報ｇとから、光増幅器１６
出力後の各チャンネルの出力光信号における光レベルを
予測する〔ステップＢ２４，図１２の（ｂ）参照〕。次
に、各チャンネルにおける予測された光レベルを比較し
て、最低の予測光レベルとなるチャンネルλrefを選択
し（図１２の（ｂ）参照）、チャンネルλref以外のチ
ャンネルについては、当該チャンネルの予測光レベルと
チャンネルλrefの予測光レベル（最低予測光レベル）
との差分を算出する（ステップＢ２５）。

【００６１】続いて、算出ステップにて算出された等化
減衰量情報に基づいて、当該光増幅器１６から出力され
る光信号についてレベル・利得等化減衰させるべく、偏
向状態（ティルトミラー２３，２４の設定角度の状態）
をフィードバック制御する（等化減衰ステップ）。具体
的には、チャンネル毎に、累積された減衰量と差分とが
一致するまで、光スイッチ２におけるティルトミラー２
３，２４の偏向角をある方向に一定量変化させて光レベ
ルを徐々に減衰させる（ステップＢ２６，ステップＢ２
７）。これにより、光スイッチ２に入力した光信号のレ
ベル等化〔図１２の（ｃ）参照〕と、後段に接続した光
増幅器１６の波長利得特性をキャンセルする利得等化
〔図１２の（ｄ）参照〕とを同時に実現することができ
る。 〔３〕本実施形態による効果の説明 このように、本実施形態にかかる光信号交換装置によれ
ば、光信号交換装置内部の光結合効率を制御することに
より、可変光減衰器を用いることなく各波長の光レベル
を等化できるので、課題となっていた可変光減衰器の波
長依存性、偏波依存性を考慮する必要がなくなり、柔軟
なシステム設計が可能となる。

【００６２】また、波長利得依存性を持つ光デバイスと
しての光増幅器１６の後段に利得等化器を用いることな
く、光増幅器１６出力の各波長の光レベルを等化できる
ので、課題となっていた利得等化器を構成するための光
フィルタ特性を考慮する必要がなくなり、高精度なレベ
ル等化が可能となる。したがって、帯域幅の劣化および
光ＳＮＲの劣化を最小限にとどめ、信号伝送品質の低下
を防ぐことができる。

【００６３】また、波長多重伝送システムにおける光ス
イッチ２の後段に設けられていた可変光減衰器および利
得等化器等の機能部を削減させることができるので、部
品点数の削減・装置構成のためのコスト低廉化の観点か
らも、WDMシステムに寄与するところが大きい。 〔４〕その他 上述のレベル制御部５２による第１〜第３の制御態様に
おいては、図７，９および１１に示すように、それぞれ
各チャンネル♯１〜♯Ｎの出力信号光のレベルについて
の等化制御を並列的に行なうようになっているが、各チ
ャンネル毎に、またはＮ／２以下の数チャンネルを単位
として順次制御するようにしてもよい。

【００６４】また、上述の本実施形態においては、光ス
イッチ（偏向手段）２として図２に示すような入力コリ
メータアレイ２Ａ，第１ミラーアレイ２Ｂ，第２ミラー
アレイ２Ｃおよび出力コリメータアレイ２Ｄからなる光
学系により構成しているが、本発明によればこれに限定
されず、例えば図１３に示すような光学系により構成す
ることもできる。

【００６５】すなわち、この図１３に示すように、光ス
イッチ２として、波長多重されるチャンネル数に対応し
て配置された複数の入力コリメートレンズ（入力ポー
ト）２Ｅおよび出力コリメートレンズ（出力ポート）２
Ｆとともに、入力ポートまたは出力ポートの数に対応し
て同一平面上に並列した入力側電気光学材料（第１の光
偏向素子）２Ｇおよび出力側電気光学材料（第２の光偏
向素子）２Ｈを有する平面型光スイッチをそなえ、入力
コリメートレンズ２Ｅからの入力光信号を、それぞれが
対応する入力側電気光学材料２Ｇで屈折させた後に出力
側電気光学材料２Ｈで屈折させ、割り当てられた出力コ
リメートレンズ２Ｆから出力されるように構成すること
としてもよい。

【００６６】なお、上述の電気光学材料２Ｇ，２Ｈは、
駆動回路６から印加される電気信号によって、入射され
る光信号の偏向角を可変制御しうるものであり、このよ
うに構成された光スイッチ２により、小型の光スイッチ
２としながら、制御回路５にてレベル等化，利得等化を
行なうことができる。さらに、上述の図１３の場合にお
いて、第１，第２偏向素子としては電気光学材料に限定
されず、これ以外の公知の偏向素子を用いることも、も
ちろん可能である。 〔５〕付記 （付記１） 複数の入力ポートおよび出力ポートをそな
えるとともに、前記複数の入力ポートから入力された波
長の互いに異なる複数の入力光信号を偏向して、各入力
ポートに割り当てられた出力ポートから交換後の光信号
として出力する偏向手段と、該偏向手段における前記の
各入力ポートに対する出力ポートの割り当てに応じた偏
向制御量に関する情報を格納するメモリ手段と、該メモ
リ手段にて格納された偏向制御量に基づいて、該偏向手
段における各入力光信号の偏向状態を設定すべく該偏向
手段を駆動制御する駆動制御手段とをそなえ、該駆動制
御手段が、前記の入力ポートに対する出力ポートの割り
当ての切替指示を受けると、当該切替指示の対象となる
入力ポートにおける切り替え先の出力ポートについての
偏向制御量を該メモリ手段から読み出し、読み出した偏
向制御量となるように該偏向手段を制御する切替制御部
と、該切替制御部にて前記切替指示に対する制御が行な
われた後の各出力ポートから出力される出力光信号のレ
ベルを、設定された目標レベルとなるようにフィードバ
ック制御するレベル制御部とをそなえて構成されたこと
を特徴とする、光信号交換装置。

【００６７】（付記２） 該駆動制御手段が、前記各出
力ポートから出力された出力光信号を分岐する光分岐手
段と、該光分岐手段で分岐された出力光信号を各々モニ
タする光検出手段と、該偏向手段における各入力光信号
の偏向状態を駆動する駆動手段と、該メモリ手段にて格
納された偏向制御量に基づいて、該偏向手段における各
入力光信号の偏向状態を設定すべく該駆動手段を制御す
る制御手段とをそなえ、該レベル制御部が、該切替制御
部にて前記切替指示に対する制御が行なわれた後の各出
力ポートから出力される出力光信号レベルを該光モニタ
手段から入力され、各出力光信号のレベルを、上記目標
レベルとなるように、該偏向手段における各入力光信号
の偏向状態をフィードバック制御すべく構成されたこと
を特徴とする、付記１記載の光信号交換装置。

【００６８】（付記３） 該レベル制御部が、各出力ポ
ートから出力される出力光信号レベルの比較を行なっ
て、各出力光信号のレベルを、前記比較の結果最もレベ
ルの低い出力光信号のレベルとなるように減衰させるべ
く、前記偏向状態をフィードバック制御するように構成
されたことを特徴とする、付記１記載の光信号交換装
置。

【００６９】（付記４） 該レベル制御部が、該光検出
手段にてモニタされた各出力光信号のレベルと各出力ポ
ートの後段に接続される光デバイスの波長利得特性とに
基づいて、各出力光信号のレベルを等化減衰すべくフィ
ードバック制御するように構成されたことを特徴とす
る、付記２記載の光信号交換装置。 （付記５） 該レベル制御部が、該光検出手段にてモニ
タされた各出力光信号のレベルと各出力ポートの後段に
接続される光デバイスの波長利得特性とから、当該光デ
バイスから出力される光信号を等化させるための各出力
光信号の等化減衰量を算出し、前記算出された等化減衰
量情報に基づいて、前記出力光信号レベルを等化減衰す
べくフィードバック制御するように構成されたことを特
徴とする、付記２記載の光信号交換装置。

【００７０】（付記６） 該メモリ手段が、各出力ポー
トの後段に接続される光デバイスの波長利得特性につい
ても記憶しておき、該レベル制御部が、該メモリ手段に
て記憶された波長利得特性を用いることにより前記フィ
ードバック制御を行なうように構成されたことを特徴と
する、付記４または５記載の光信号交換装置。 （付記７） 前記光デバイスが光増幅器であることを特
徴とする、付記４〜６のいずれか一項記載の光信号交換
装置。

【００７１】（付記８） 該切替制御部が、該光検出手
段にてモニタされた前記各出力光信号レベルに基づい
て、前記読み出した偏向制御量による偏向状態をキャリ
ブレーション制御すべく構成されたことを特徴とする、
付記２記載の光信号交換装置。 （付記９） 該偏向手段が、上記複数の入力ポートから
の入力光信号について整列する入力コリメータアレイ
と、該駆動手段による駆動により角度調整可能なティル
トミラーを上記の入力ポートまたは出力ポートの数に対
応して平面上に配置されて該入力コリメータアレイから
のチャンネル毎の入力光信号を偏向させる第１ミラーア
レイおよび第２ミラーアレイと、上記の第１ミラーアレ
イおよび第２ミラーアレイにて偏向された各出力光信号
を整列して上記割り当てられた出力ポートに供給する出
力コリメータアレイと、をそなえて構成されたことを特
徴とする、付記１〜８のいずれか一項記載の光信号交換
装置。

【００７２】（付記１０） 該偏向手段が、上記複数の
入力ポートおよび出力ポートとともに、上記の入力ポー
トまたは出力ポートの数に対応して同一平面上に並列し
た第１の光偏向素子および第２の光偏向素子を有する平
面型光スイッチをそなえ、前記入力ポートからの入力光
信号を、それぞれが対応する第1の光偏向素子で屈折さ
せた後に第２の光偏向素子で屈折させ、前記割り当てら
れた出力ポートから出力されるように構成されたことを
特徴とする、付記１〜８のいずれか一項記載の光信号交
換装置。

【００７３】（付記１１） 複数の入力ポートおよび出
力ポートをそなえるとともに、前記複数の入力ポートか
ら入力された波長の互いに異なる複数の入力光信号を偏
向して、各入力ポートに割り当てられた出力ポートから
出力する偏向手段と、該偏向手段における前記の各入力
ポートに対する出力ポートの割り当てに応じた偏向制御
量に関する情報を格納するメモリ手段とをそなえ、該メ
モリ手段にて格納された偏向制御量に基づいて、該偏向
手段における各入力光信号の偏向状態を設定すべく制御
する光信号交換装置の制御方法であって、前記の入力ポ
ートに対する出力ポートの割り当ての切替指示を受ける
と、当該切替指示の対象となる入力ポートにおける切り
替え先の出力ポートについての偏向制御量を該メモリ手
段から読み出し、読み出した偏向制御量となるように該
偏向手段を制御する切替制御ステップと、該切替制御ス
テップにおける制御が行なわれた後の各出力ポートから
出力される出力光信号レベルを、設定された目標レベル
となるように、該偏向手段の偏向状態をフィードバック
制御するレベル制御ステップとをそなえて構成されたこ
とを特徴とする、光信号交換装置の制御方法。

【００７４】（付記１２） 該レベル制御ステップが、
各出力ポートから出力される出力光信号レベルをモニタ
し、それぞれを比較するレベル比較ステップと、各出力
ポートから出力される出力光信号のレベルを、前記比較
の結果最もレベルの低い出力光信号のレベルとなるよう
に減衰させるべく、前記偏向状態をフィードバック制御
する減衰ステップとをそなえて構成されたことを特徴と
する、付記１１記載の光信号交換装置の制御方法。

【００７５】（付記１３） 該メモリ手段が、各出力ポ
ートの後段に接続される光デバイスの波長利得特性に基
づき当該光デバイスから出力される光信号を等化させる
ための各出力光信号の等化減衰量情報についても記憶し
ておき、該レベル制御ステップが、各出力ポートから出
力される出力光信号レベルをモニタし、それぞれを比較
するレベル比較ステップと、各出力ポートから出力され
る出力光信号のレベルを、前記比較の結果最もレベルの
低い出力光信号のレベルとなるように減衰させるべく、
前記偏向状態をフィードバック制御する減衰ステップと
前記減衰ステップにて減衰された出力光信号レベルに加
重して、該メモリ手段にて記憶された利得等化減衰量情
報に基づいて、当該光デバイスから出力される光信号に
ついて等化させるべく、前記偏向状態をフィードバック
制御する等化ステップとをそなえて構成されたことを特
徴とする、付記１１記載の光信号交換装置の制御方法。

【００７６】（付記１４） 該レベル制御ステップが、
各出力ポートから出力される出力光信号レベルをモニタ
するモニタステップと、該モニタステップにてモニタさ
れた各出力光信号レベルと各出力ポートの後段に接続さ
れる光デバイスの波長利得特性とから、当該光デバイス
から出力される光信号をレベル・利得等化減衰させるた
めの各出力光信号の等化減衰量を算出する算出ステップ
と、前記算出ステップにて算出された等化減衰量情報に
基づいて、当該光デバイスから出力される光信号につい
て等化減衰させるべく、前記偏向状態をフィードバック
制御する等化減衰ステップとをそなえて構成されたこと
を特徴とする、付記１１記載の光信号交換装置の制御方
法。

【００７７】（付記１５） 該レベル比較ステップにお
いて、各出力ポートから出力される出力光信号レベルの
比較を行なうにあたり、予め設定した閾値以下のレベル
の出力光信号がある場合には、該閾値よりも大きいレベ
ルの出力光信号の中でレベル比較を行なうことを特徴と
する、付記１２または１３記載の光信号交換装置の制御
方法。

【００７８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の光信号交
換装置およびその制御方法によれば、駆動制御手段の制
御により、光信号交換装置内部の光結合効率を制御する
ことができ、可変光減衰器を用いることなく各波長の光
レベルを等化できるので、課題となっていた可変光減衰
器の波長依存性、偏波依存性を考慮する必要がなくな
り、柔軟なシステム設計が可能となる。

【００７９】また、波長利得依存性を持つ光デバイスと
しての光増幅器の後段に利得等化器を用いることなく、
光増幅器出力の各波長の光レベルを等化できるので、課
題となっていた利得等化器を構成するための光フィルタ
特性を考慮する必要がなくなり、高精度なレベル等化が
可能となる。したがって、帯域幅の劣化および光ＳＮＲ
の劣化を最小限にとどめ、信号伝送品質の低下を防ぐこ
とができる。

【００８０】また、ＷＤＭシステムにおけるＯＸＣシス
テムやＯＡＤＭシステムにおける光スイッチとして機能
する偏向手段の後段に設けられていた可変光減衰器およ
び利得等化器等の機能部を削減させることができるの
で、部品点数の削減させて、装置構成のためのコストを
大幅に低廉化させることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態にかかる光信号交換装置が適用され
た光スイッチエレメントを示すブロック図である。

【図２】本実施形態における光スイッチの構成例を示す
模式図である。

【図３】本実施形態において光スイッチにおける入力側
コリメータに対する出力側コリメータの割り当てに応じ
た偏向制御量に関するデータベースを示す図である。

【図４】本実施形態において利得一定制御される光増幅
器を示すブロック図である。

【図５】本実施形態における波長利得特性に関するデー
タベースを示す図である。

【図６】本実施形態における変形例を示すブロック図で
ある。

【図７】本実施形態における切替制御部およびレベル制
御部の第１の制御態様について説明するためのフローチ
ャートである。

【図８】（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態におけるレベル
制御部の第１の制御態様について説明するための図であ
る。

【図９】本実施形態における切替制御部およびレベル制
御部の第２の制御態様について説明するためのフローチ
ャートである。

【図１０】（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態におけるレベ
ル制御部の第２の制御態様について説明するための図で
ある。

【図１１】本実施形態における切替制御部およびレベル
制御部の第３の制御態様について説明するためのフロー
チャートである。

【図１２】（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態におけるレベ
ル制御部の第３の制御態様について説明するための図で
ある。

【図１３】本実施形態における光スイッチの変形例を示
す模式図である。

【図１４】ＷＤＭ方式による基幹光ネットワークとして
の一般的な光クロスコネクトシステムを模式的に示す図
である。

【図１５】ＷＤＭ方式による一般的な光アド／ドロップ
リングシステムを模式的に示す図である。

【図１６】図１４に示すＯＸＣシステムや図１５に示す
ＯＡＤＭシステムにおける光スイッチエレメントを示す
ブロック図である。

【図１７】図１５に示す光スイッチエレメントの課題に
ついて説明するための図である。

【図１８】図１５に示す光スイッチエレメントの課題に
ついて説明するための図である。

【符号の説明】

１ 光信号交換装置 ２ 光スイッチ（偏向手段） ２Ａ，２Ｄ コリメータアレイ ２Ｂ，２Ｃ ミラーアレイ ２Ｅ，２Ｆ コリメートレンズ ２Ｇ，２Ｈ 電気光学材料 ２−１ 等化減衰部 ３ 光分岐カプラ部（光分岐手段） ４ 光検出器（光検出手段） ５ 制御回路（制御手段） ６ 駆動回路（駆動手段） ７ メモリ（メモリ手段） ７Ａ〜７Ｃ，１６Ａ データベース ８ 駆動制御手段 １１，１６ 光増幅器 １２ 光分波器 １５ 光合波器 １６ａ 励起光源 １６ｂ 光合波器 １６ｃ エルビウムドープファイバ １６−１，１６−２ 光分岐器 １６−３，１６−４ Ｏ／Ｅ変換部 １６−５ 利得一定制御部 ２１ 入力側コリメータ ２２ 出力側コリメータ ２３，２４ ティルトミラー ２５，２６ 光ファイバ ３１ 光カプラ ５１ 切替制御部 ５２ レベル制御部 ５３ 初期設定部 １００ ＯＸＣシステム １０１−１〜１０１−４ 光スイッチ １０２ 光ファイバ １１０ 光スイッチエレメント １１１ 光増幅器 １１２ 光分波器 １１３ 光スイッチ １１４ 可変光減衰器 １１５ 光合波器 １１６ 光増幅器 １１７ 利得等化器 ２００ ＯＡＤＭシステム ２０１−１〜２０１−６ 光スイッチ ２０２〜２０４ ルータ ２０５ ＳＯＮＥＴ伝送装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｊ 14/00 14/02 Ｆターム(参考） 5K002 BA06 CA08 CA10 DA02 DA09 DA13 5K069 AA16 BA09 CB10 DB33 EA24 EA25 EA28

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の入力ポートおよび出力ポートをそ
   なえるとともに、 前記複数の入力ポートから入力された波長の互いに異な
   る複数の入力光信号を偏向して、各入力ポートに割り当
   てられた出力ポートから交換後の光信号として出力する
   偏向手段と、 該偏向手段における前記の各入力ポートに対する出力ポ
   ートの割り当てに応じた偏向制御量に関する情報を格納
   するメモリ手段と、 該メモリ手段にて格納された偏向制御量に基づいて、該
   偏向手段における各入力光信号の偏向状態を設定すべく
   該偏向手段を駆動制御する駆動制御手段とをそなえ、 該駆動制御手段が、 前記の入力ポートに対する出力ポートの割り当ての切替
   指示を受けると、当該切替指示の対象となる入力ポート
   における切り替え先の出力ポートについての偏向制御量
   を該メモリ手段から読み出し、読み出した偏向制御量と
   なるように該偏向手段を制御する切替制御部と、 該切替制御部にて前記切替指示に対する制御が行なわれ
   た後の各出力ポートから出力される出力光信号のレベル
   を、設定された目標レベルとなるようにフィードバック
   制御するレベル制御部とをそなえて構成されたことを特
   徴とする、光信号交換装置。
2. 【請求項２】 該駆動制御手段が、 前記各出力ポートから出力された出力光信号を分岐する
   光分岐手段と、 該光分岐手段で分岐された出力光信号を各々モニタする
   光検出手段と、 該偏向手段における各入力光信号の偏向状態を駆動する
   駆動手段と、をそなえるとともに、 該レベル制御部が、 該切替制御部にて前記切替指示に対する制御が行なわれ
   た後の各出力ポートから出力される出力光信号レベルを
   該光モニタ手段から入力され、各出力光信号のレベル
   を、上記目標レベルとなるように、該偏向手段における
   各入力光信号の偏向状態をフィードバック制御すべく構
   成されたことを特徴とする、請求項１記載の光信号交換
   装置。
3. 【請求項３】 該レベル制御部が、該光検出手段にてモ
   ニタされた各出力光信号のレベルと各出力ポートの後段
   に接続される光デバイスの波長利得特性とに基づいて、
   各出力光信号のレベルを等化減衰すべくフィードバック
   制御するように構成されたことを特徴とする、付記２記
   載の光信号交換装置。
4. 【請求項４】 該レベル制御部が、該光検出手段にてモ
   ニタされた各出力光信号のレベルと各出力ポートの後段
   に接続される光デバイスの波長利得特性とから、当該光
   デバイスから出力される光信号を等化させるための各出
   力光信号のレベル・利得等化減衰量を算出し、前記算出
   されたレベル・利得等化減衰量情報に基づいて、前記出
   力光信号レベルをフィードバック制御するように構成さ
   れたことを特徴とする、請求項２記載の光信号交換装
   置。
5. 【請求項５】 複数の入力ポートおよび出力ポートをそ
   なえるとともに、前記複数の入力ポートから入力された
   波長の互いに異なる複数の入力光信号を偏向して、各入
   力ポートに割り当てられた出力ポートから出力する偏向
   手段と、該偏向手段における前記の各入力ポートに対す
   る出力ポートの割り当てに応じた偏向制御量に関する情
   報を格納するメモリ手段とをそなえ、該メモリ手段にて
   格納された偏向制御量に基づいて、該偏向手段における
   各入力光信号の偏向状態を設定すべく制御する光信号交
   換装置の制御方法であって、 前記の入力ポートに対する出力ポートの割り当ての切替
   指示を受けると、当該切替指示の対象となる入力ポート
   における切り替え先の出力ポートについての偏向制御量
   を該メモリ手段から読み出し、読み出した偏向制御量と
   なるように該偏向手段を制御する切替制御ステップと、 該切替制御ステップにおける制御が行なわれた後の各出
   力ポートから出力される出力光信号レベルを、設定され
   た目標レベルとなるように、該偏向手段の偏向状態をフ
   ィードバック制御するレベル制御ステップとをそなえて
   構成されたことを特徴とする、光信号交換装置の制御方
   法。