JP2003505731A

JP2003505731A - 波長分割多重ルーティング用の電子ホログラフィック波長選択光スイッチ

Info

Publication number: JP2003505731A
Application number: JP2001512981A
Authority: JP
Inventors: アハロン，ジェイ．アグラナット，; エロンリトヴィッツ，; メイアラズヴァグ，; アッサフルビッサ，
Original assignee: トレリスフォトニクスリミテッド
Priority date: 1999-07-26
Filing date: 2000-07-19
Publication date: 2003-02-12
Also published as: EP1206718A1; CA2384310A1; AU6012200A; CN1376274A; WO2001007946A1; IL131118A0

Abstract

(57)【要約】より離散的な波長の１つの光を、１つまたはそれ以上の出力導線（１０６）へ切り換えるための装置（１１０）である。装置（１１０）は、各波長および各出力導線（１０６）用のファイバ（ａ-ｂ）、各波長の光の制御可能部分を各出力導線（１０６）に切り換えるための電子ホログラフィックスイッチ（１００ａａ-ａｄ）を備えており、共通出力導線（１０６）の電子ホログラフィックスイッチ（１００ａａ-ｂｂ）が光結合されており、共通波長の電子ホログラフィックスイッチ（１００ａａ-ｂｂ）が光結合されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】技術分野本発明は、波長分割多重（ＷＤＭ）に基づいた光通信で有効なスイッチアレイ
に関し、より詳細には、波長選択クロスコネクトとその使用方法に関するもので
ある。

【０００２】背景技術光ファイバ通信チャネルは、光ファイバのような媒体内で伝播され、また、チ
ャネル上で送信するデータに従い、これに合わせて強度が変調される光線である
。ＷＤＭ（波長分割多重）では、同一の光ファイバ上で、Ｎチャネルの各々が異
なる搬送波長にて搬送される。現在の技術においてこのようなＷＤＭリンクは、
最低１００ＧＨｚの周波数分離に関連する波長差異Δλで分離された８０の離散
的波長にて、最大で８０チャネルを備えることができる。

【０００３】高速な多次元スイッチは、高速データ通信システム、マルチメディアサービス
、または高パフォーマンスの並列コンピュータにおいて必須のビルディングブロ
ックである。しかしながら、このようなスイッチの電子実現は、既にその固有の
限界に近い。現存の電子スイッチ技術では、最新の広帯域通信アプリケーション
の要求を満たせないことが明らかである。さらに、電子切り換え装置は、優勢な
通信技術となりつつある光ファイバ通信システムへの直接統合が不可能である。
切り換え装置の光実現には、電子等価物と比較していくつかの固有的利点がある
。

【０００４】ホログラフィック光要素および体積ホログラムは、近年、特に高速並列コンピ
ュータインターコネクト用の光インターコネクトネットワークにおける光線の２
次元ステアリングに使用されている。しかし、一般にこのようなシステムは、少
なくとも体積ホログラムの場合、固定ホログラムの使用数か、各ステアリング動
作を実行する直前の実時間における所望ホログラムの上書きのいずれかに依存す
る。上記の固定ホログラムの所望の１つは、その波長または入射方向の手段によ
って選択した基準ビームを用いて再構成されている。そのため、このようなホロ
グラムは直接電気の切り換えを行うことができず、従って、単純なシステム構成
と高速オペレーションを提供することができない。

【０００５】ＷＤＭを用いた光ファイバ通信システムにおけるビットスループット値の増加
に伴い、費用効率の高い、非常に狭いスペクトルライン帯域光源が開発されてき
た。このような光通信用のレーザの開発により、体積（厚み）ホログラムをルー
ティング装置として使用することが可能になった。このようなホログラムは極度
に波長を感知し易い特性を持つため、これまで、これを商用として使用すること
は困難であった。しかし現在では、厚いホログラムの使用によって、異なるＷＤ
Ｍ通信チャネルを同一のネットワーク内の異なる受端先へルーティングすること
が可能になり、これにより３次元ステアリングが可能となった。しかし、これま
でのところ、直接の電気切り換えが不可能な従来技術のホログラムの使用に基づ
く光スイッチは、現在使用されている、または開発中の光通信システムで使用で
きる十分な速度も、十分に低いクロストークレベルも備えていない。

【０００６】電子ホログラフィーは、グレーティングを含有した媒体に電界を付加する手段
による体積グレーティングからの回折の制御に基づいた、一般的なビーム切り換
え方法である。電子ホログラフィーは、電気光学効果が２次的な、常誘電性の光
屈折結晶内で実現された、電圧制御した光屈折効果により実現することができる
。ここでは、グレーティングは、まず誘導性偏波グレーティングを誘導し、その
結果、媒体に電界を付加した際に２次元電気光学効果によって屈折（複屈折）グ
レーティングの指数に変換される光屈折性空間電荷の形態で媒体内に保存される
。あるいは、電子ホログラフィーは、グレーティングがまず誘電率のグレーティ
ングの形態で保存され、媒体に電界を付加した際に２次元の電気光学効果により
屈折（複屈折）グレーティングの指数に変換される誘電性の光屈折効果によって
実現される。この場合、誘電性グレーティングは、結晶内に、相転移温度の空間
変化を誘発する化学組織の空間変化を生じることで作成できる。

【０００７】本願明細書中で、完全に説明するように全目的について援用しているＡｈａｒ
ｏｎＡｇｒａｎａｔ等によるＰＣＴ／ＩＬ９９／００３６８は、光通信におい
て特に有益な電子ホログラフィックスイッチを示唆している。電子ホログラフィ
ーは、外部から付加した電界の手段による、体積ホログラムの再構成工程の制御
を可能にする。電子ホログラフィーは、電気光学効果が２次元の常誘電相におけ
る、電圧制御した光屈折効果の使用に基づく。常誘電性結晶中に空間電荷の空間
分布として保存された体積ホログラムは、結晶に電界を付加することにより再構
成することができる。この電界は、データを含有した光線のルーティングを決定
する、事前保存されたホログラムを活性化する。

【０００８】電子ホログラフィーに基づく装置を実現するには、本願明細書中で完全に説明
するように全目的について援用している、Ｈｏｆｍｅｉｓｔｅｒ等による米国特
許第５６１４１２９号、第５７８５８９８号において示唆されているように、タ
ンタル酸ニオブ酸カリウム（ＫＴＮ）、ニオブ酸ストロンチウムバリウム（ＳＢ
Ｎ）、あるいは特にタンタル酸ニオブ酸カリウムリチウム（ＫＬＴＮ）のような
、適切な特性を備えた常誘電性光屈折結晶を使用する必要がある。銅とバナジウ
ムを添加したＫＬＴＮは、電子ホログラフィック装置用の媒体としての使用に特
に適している。

【０００９】可視状態においてのみ書き込みおよび読み出しが可能な、従来型の光屈折結晶
に基づいた従来のホログラフィックメモリ構成要素とは異なり、ＫＬＴＮおよび
類似の材料に基づいた電子ホログラフィック装置は、現在、標準的な通信システ
ムで一般に使用されている１．３μｍおよび１．５５μｍでの波長を含むスペク
トルの近赤外領域での動作が可能である。

【００１０】図１Ａ、図１Ｂは、事前に保存した電子ホログラフィック（ＥＨ）グレーティ
ングを採用した単一常誘電性光屈折結晶１０に基づいた、Ａｇｒａｎａｔ等によ
る電子ホログラフィック１×２スイッチ１００の２つの状態を示す略図である。
結晶１０の対向する２つの面には１対の電極１２、１４が配置されている。常誘
電性光屈折結晶１０は、ＫＴＮ、ＳＢＮ、また特にＫＬＴＮのような材料のもの
であってよい。電極１２、１４に電圧Ｖを印加すると、空間変調された空間電荷
フィールドから結晶１０の屈折率の空間変調が生じ、結晶１０に事前に書き込み
した体積ホログラムが含有する情報に従って設定される。従って、電極の対１２
-１４に電圧差異Ｖを付加することで、回折グレーティング１７が決勝１０に効
率的に確立される。

【００１１】図１Ａは、結晶１０に電圧Ｖ_０（すなわちＶ＝Ｖ_０）を印加して作動させたス
イッチ１００の１つの状態を示す。この状態で、パス１６に沿って入力された光
信号が出力ポート１８へ送られる。この場合、入力ビーム中に残っている残余電
力が出力ポート２０へ送られる。図１Ｂは、このスイッチ１００の第２状態を示
す。ここでは、結晶１０にゼロ電圧（すなわちＶ＝０）が印加される。パス１６
に沿って入力した光信号が出力ポート２０へ送られる。いずれの場合にも、グレ
ーティング１７に影響されない搬送波長λを含むチャネル上の光信号が（ブラッ
グ条件によって決定される）、無分岐状態でポート２０へ送られる。ＩＬ１２
５２４１に詳細に説明してあるように、ポート２０で画成した光路内に光検出器
２１を配置することができ、この場合、入力ビーム１６がこのスイッチ１００を
横断した後に残った残余電力が、管理および監視目的で使用される。

【００１２】図１Ｃ、図１Ｄは、Ａｇｒａｎａｔ等による、２つの常誘電性光屈折結晶１０
、１１に基づいた電子ホログラフィック１×２スイッチ１００の２つの状態を示
す略図である。各結晶１０または１１は、結晶１０の対向する２つの面に配置し
た電極の対１２、１４、結晶１１の対向する２つの面に配置した電極の対１３、
１５と共に、事前保存した電子ホログラフィック（ＥＨ）グレーティングを採用
している。常誘電性光屈折結晶１０、１１は、ＫＴＮ、ＳＢＮ、また特にＫＬＴ
Ｎのような材料であってよい。２対の電極１２、１４および１３、１５のいずれ
かに電圧Ｖ_０を印加すると、空間変調した空間電荷フィールドから各結晶の屈折
率の空間変調が生じ、結晶１０または１１に事前に書き込んだ体積ホログラムが
含有する情報に基づいて設定される。そのため、各結晶の電極への電圧の印加に
より、結晶１０または１１内に、回折グレーティング（結晶１０内の１７、また
は結晶１１内の１９）が効率的に確立される。

【００１３】図１Ｃは、結晶１０に電圧Ｖ_０（すなわちＶ_１＝Ｖ_０）を印加して、また、結
晶１１にゼロ電圧（すなわちＶ_２＝０）を印加して作動したこのスイッチ１００
の１つの状態を示す。この状態において、パス１６に沿って入力した光信号が出
力ポート１８へ送信される。図１Ｄは、このスイッチ１００の第２状態を示す。
ここでは、結晶１０にゼロ電圧（すなわちＶ_１＝０）が印加され、結晶１１に電
圧Ｖ_０（すなわちＶ_２＝Ｖ_０）が印加される。またここでは、パス１６に沿って
入力した光信号が出力ポート２０へ送られる。両方の場合において、入力ビーム
に残った残余電力がブロック２１によって遮断される。ブロック２１の代わりに
光検出器を使用してもよく、この場合には、入力ビーム１６がこのスイッチ１０
０を横断した後に残った残余電力は、ＩＬ１２５２４１に詳細に説明されてい
るように、管理および監視目的で使用される。

【００１４】Ｖ_１、Ｖ_２の両方がＶ_０と等しく設定された場合、光信号のある部分が出力ポ
ート１８へ回折され、また、出力ポート１８に回折されなかった残余部分は出力
ポート２０へ回折される。異なる波長の光を回折するために回折グレーティング
１７、１９を異なるグレーティング間隔で設定している場合には、図１Ｃ、図１
Ｄのスイッチ１００が、図１Ａ、図１Ｂに示す直列構成された２つのスイッチと
して機能する。

【００１５】電子ホログラフィックスイッチを動作する機構は、ＯｐｔｉｃｓＬｅｔｔｅ
ｒｓ、Ｖｏｌ．１４（１９８９年）、１０１７〜１０１９頁、Ａ．Ｊ．Ａｇｒａ
ｎａｔ、Ｖ．Ｌｅｙｖａ、Ａ．Ｙａｒｉｖ著の“Ｖｏｌｔａｇｅ−ｃｏｎｔｒｏ
ｌｌｅｄｐｈｏｔｏｒｅｆｒａｃｔｉｖｅｅｆｆｅｃｔｉｎｐａｒａｅ
ｌｅｃｔｒｉｃＫＴａ_１-ｘＮｂ_ｘＯ_３ＣｕＶ”に説明されている電圧制御し
た光屈折効果の使用に基づくものである。この光屈折効果により、結晶内に、吸
収する光エネルギーに応じてその屈折率を空間変調することで光情報を記憶する
ことが可能になる。吸収した光が、そのトラップからの電荷担体を伝導帯（電子
）または価電子帯（正孔）に光電離する。光電離した電荷担体は、励起証明と空
間的に相関した空間電荷フィールドを形成しながら、また、電気光学効果を介し
て屈折率における変調を誘起しながら、移送され、その後再トラップされる。こ
の機構は、適切な波長および角度で再構成（読み出し）光線を付加することで選
択的な検索が可能な、位相ホログラムの形式での情報記憶の基本である。

【００１６】近年、低周波数誘電率の空間変調を導入することにより、光屈折結晶内に双極
子ホログラフィックグレーティングを導入することも可能であることがわかった
。この効果については、ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＯｐｔｉｃａｌＳｏ
ｃｉｅｔｙｏｆＡｍｅｒｉｃａＢ、Ｖｏｌ．１４（１９９７年）、２０４
３〜２０４８頁、Ａ．Ｊ．Ａｇｒａｎａｔ、Ｍ．Ｒａｚｖａｇ、Ｍ．Ｂａｌｂｅ
ｒｇ著の“Ｄｉｐｏｌａｒｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃｇｒａｔｉｎｇｓｉｎ
ｄｕｃｅｄｂｙｔｈｅｐｈｏｔｏｒｅｆｒａｃｔｉｖｅｐｒｏｃｅｓｓ
ｉｎｐｏｔａｓｓｉｕｍｌｉｔｈｉｕｍｔａｎｔａｌａｔｅｎｉｏｂ
ａｔｅａｔｔｈｅｐａｒａｅｌｅｃｔｒｉｃｐｈａｓｅ”に説明されて
いる。

【００１７】常誘電位相では、読み出し（再構成）段階中に、結晶に外部電界を付加するこ
とでこれら効果の効率を制御することができる。電子ホログラフィーはこの機能
に基づいている。

【００１８】上述したように、電子ホログラフィーの物理基礎は電圧制御した光屈折（ＰＲ
）効果である。一般に、ＰＲ効果により、結晶が吸収する光エネルギーに応じて
結晶の屈折指数を空間変調することによる結晶内の光情報の読み出しが可能にな
る。光屈折効果はその最も簡素な形式において、２つの相関的なコヒーレントビ
ームの干渉縞で結晶を照射することで開始される。吸収された光が、電荷担体を
トラップから伝導帯（電子）または価電子帯（正孔）へ光電離する。光電離され
た電荷担体は、励起照明と空間的に相関した空間電荷フィールドを形成しながら
、また、電気光学効果を介して結晶の屈折率における変調を誘起しながら、移送
され、その後再トラップされる。

【００１９】多くのＰＲ結晶において電気光学効果は１次である。しかし、常誘電位相にお
けるＰＲ結晶では、電気光学効果は２次である。そのため、屈折率において誘導
された変更は、次式のように示される。

【数１】ここで、Δｎは屈折率における誘導された変更、ｎ_０は屈折率、ｇ_ｅｆｆ．は効
率的な２次元電気光学係数、Ｐは低周波数電気分極である。結晶内で空間電荷フ
ィールド

【数２】が形成されると、分極は次のようになる。

【数３】ここで、εは誘電率（ε／ε_０＞＞１に従う相転移に近い。ここで、ε_０は真空
の誘電性であり、８．８５４×１０^-１２Ｆ／ｍ）、Ｅ_０は外部より付加したフ
ィールドであり、また、分極は線形範囲内にあることが推測され、ここで、Ｐ＝
ε_０（ε／ε_０-１）Ｅとなる。方程式（２）を方程式（１）に置き換えること
により、３項を含んだ、空間電荷フィールドの空間分布の式が得られる。すなわ
ち、

【数４】

【００２０】結晶に角度θで入射する、ブラッグ条件を満たす波長λの光線の回折を考慮す
ると次式が得られる。すなわち、

【数５】ここで、ΔはＰＲ構成によって形成されたグレーティングの周期、ｎ_０は結晶の
屈折率である。方程式（３）中の第１項は空間的に一定であり、これが回折に貢
献する。原則として、ブラッグ条件を離調することで、この項が、屈折ｎ_０の体
積率に影響するように、回折の効率に影響するということはない。しかし、対称
的な伝送グレーティングにおいて、ブラッグ条件の離調は、ビームが結晶に入る
際の屈折によって生じた入射の内角の変更（スネルの法則）によって相殺される
。方程式（３）中の第３項が、Δ／２の周期のグレーティングを誘導する。その
ため、このグレーティングは入射ビームとブラッグ適合せず、回折に貢献しない
。従って、方程式（３）中で回折に貢献するのは第２項だけである。これにより
誘導される屈折率グレーティングの度数は次式から求めることができる。

【数６】空間電荷フィールドの空間分布が、外部から電界を付加した場合にのみ光を回折
する屈折率の変調に変換されることがわかる。

【００２１】常誘電相にて記憶された正弦相伝送グレーティングによる平面波回折の回折効
率は次式により求められる。（ＢｅｌｌＳｙｓｔ．Ｔｅｃｈ．Ｊ．ｖｏｌ．
４８（１９６９年）、２９０９〜２９４９頁、Ｈ．Ｋｏｇｌｅｎｉｋ著の“Ｃｏ
ｕｐｌｅｄｗａｖｅｔｈｅｏｒｙｆｏｒｔｈｉｃｋｈｏｌｏｇｒａｍ
ｇｒａｔｉｎｇｓ”）すなわち、

【数７】ここで、ｄは結晶の厚みであり、ブラッグ条件は満たされると仮定する。この回
折効率の定義には、結晶の欠陥による散乱と、結晶ファセットからの反射とは含
まれないことに注意すること。方程式（６）から、付加した外部フィールドＥ_０が、空間電荷によって誘発されたグレーティングの回折効率を制御することがわ
かる。

【００２２】従って、２次電気光学効果を用いることにより、情報の再構成のアナログ制御
が可能になる。これは上述の電圧制御されたＰＲ効果である。

【００２３】上述したように、対称的な伝送ホログラムの場合を除いて、方程式（３）中の
第１項により、分布空間電荷の形態のホログラムを含有した結晶への電界の付加
もブラッグ条件の離調を生じる。この現象は、ＡｐｐｌｉｅｄＯｐｔｉｃｓ、
ｖｏｌ．３７（１９９８年）、８４１〜８４７頁、Ｍ．Ｂａｌｂｅｒｇ，Ｍ．Ｒ
ａｚｖａｇ、Ｅ．Ｒｅｆａｅｌｌｉ、Ａ．Ｊ．Ａｇｒａｎａｔ著の“Ｅｌｅｃｔ
ｒｉｃｆｉｅｌｄｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇｏｆｖｏｌｕｍｅｈｏｌ
ｏｇｒａｍｓｉｎｐａｒａｅｌｅｃｔｒｉｃｃｒｙｓｔａｌｓ”に詳細に
説明されている。

【００２４】ＫＬＴＮは、光屈折効果が電圧制御されている常誘電相にて動作するように構
成された光屈折結晶である。この結晶の製造の構成および方法は、米国特許第５
６１４１２９号、米国特許第５７８５８９８号に説明されている。スイッチ１０
０で使用している好ましいＫＬＴＮ結晶の化学構成は、Ｋ_{０．９９４５}Ｌｉ_０． _００５５Ｔａ_０．６５Ｎｂ_０．３５Ｏ_３である。使用するＫＬＴＮ結晶の相転移
温度は、誘電率の温度依存の測定により求めることができるが、この場合はＴｃ
＝２６℃である。結晶の性能を向上するために、ホログラムの書き込み前に、結
晶にポーリング処理を施す。このポーリング処理は、結晶を、２．１ｋＶ／ｃｍ
の外部フィールド下で０．５℃／分にて４０℃から１０℃にまで徐々に冷却して
ゆき、次に、同じ値の操作温度で暖める。動作中、結晶は常誘電相内で、その相
転移温度よりも６℃高い３２℃に保たれる。結晶１０、１１と並列位置にある、
安定化した熱電気要素（図示せず）の手段によってこの温度が維持される。

【００２５】発明の概要本発明によれば、（ａ）各波長および各出力導線について、各波長の光の制御
可能部分を、各出力導線に切り換えるための電子ホログラフィックスイッチを有
し、共通出力導線の電子ホログラフィックスイッチが光結合しており、共通波長
の光ホログラフィックスイッチが光結合している、複数の離散的波長のいずれか
の光を複数の出力導線のいずれかに切り換える装置が得られる。

【００２６】本発明によれば、（ａ）各波長および各出力導線について、対応する電子ホロ
グラフィックスイッチを提供する段階と、（ｂ）各波長について、各波長の光を
、各波長の電子ホログラフィックスイッチへ逸らす段階と、（ｃ）各電子ホログ
ラフィックスイッチについて、各スイッチの対応する波長の光の所望部分を、各
スイッチの対応する出力導線へさらに逸らすべく、各スイッチの状態を設定する
段階とを有する、複数の離散的波長のいずれかの光を複数の出力導線のいずれか
に切り換える方法が得られる。

【００２７】本発明によれば、（ａ）第１モジュールが、（ｉ）第１複数の各波長および各
出力導線について、各波長の光の制御可能部分を、第１複数の各出力導線に切り
換えるための電子ホログラフィックスイッチを有し、第１複数の共通出力導線の
電子ホログラフィックスイッチが光結合しており、共通波長の電子ホログラフィ
ックスイッチが光結合しており、（ｂ）第２モジュールが、（ｉ）第２複数の各
波長および各出力導線について、各波長の光の制御可能部分を、第２複数の各出
力導線に切り換えるための電子ホログラフィックスイッチを有し、第２複数の共
通出力導線の電子ホログラフィックスイッチが光結合しており、共通波長の電子
ホログラフィックスイッチが光結合している、複数の離散的波長のいずれかの光
を第１、第２複数の出力導線のいずれかに切り換える装置が得られる。

【００２８】本発明によれば、（ａ）アップリンク導線を有し、（ｂ）第１モジュールをさ
らに有し、第１モジュールが、（ｉ）第１複数の波長の各波長と、第１複数の出
力導線の各出力とについて、各波長の光の制御可能部分を各出力導線に切り換え
るための電子ホログラフィックスイッチを有し、共通出力導線の電子ホログラフ
ィックスイッチが光結合しており、共通波長の電子ホログラフィックスイッチが
光結合しており、（ｉｉ）第１複数の各波長について、各波長の光の制御可能部
分を第１複数の出力導線に切り換えた後に残った各波長の光をアップリンク導線
に逸らす機構を有し、（ｃ）第２モジュールをさらに有し、第２モジュールが、
（ｉ）複数の波長の各波長と、第２複数の出力導線の各出力導線とについて、各
波長の光の制御部分を各出力導線に切り換えるための電子ホログラフィックスイ
ッチを有し、共通出力導線の電子ホログラフィックスイッチが光結合しており、
共通波長の電子ホログラフィックスイッチが光結合しており、（ｉｉ）第２複数
の各波長について、各波長の光を、その他全ての波長の光を通過させながら、各
電子ホログラフィックスイッチに逸らすための、アップリンク導線と光結合して
いる機構を有する、第１および第２複数の離散的波長のいずれかの光を第１およ
び第２複数の出力導線のいずれかに切り換える装置が得られる。

【００２９】本発明によれば、（ａ）第１モジュールを有し、第１モジュールが、（ｉ）第
１複数の各波長と、各出力導線とについて、第１複数の各波長の光の制御可能部
分を各出力導線に切り換えるための電子ホログラフィックスイッチを有し、共通
出力導線の電子ホログラフィックスイッチが光結合しており、第１複数の共通波
長の電子ホログラフィックスイッチが光結合しており、（ｂ）さらに第２モジュ
ールを有し、第２モジュールが、（ｉ）第２複数の各波長と、各出力導線とにつ
いて、第２複数の各波長の光の制御可能部分を、各出力導線に切り換えるための
電子ホログラフィックスイッチを有し、共通出力導線の電子ホログラフィックス
イッチが光結合されており、第２複数の共通波長の電子ホログラフィックスイッ
チが光結合されている、第１および第２複数の離散的波長のいずれかの光を複数
の出力導線のいずれかに切り換えるための装置が得られる。

【００３０】本発明によれば、（ａ）各入力導線についてモジュールを有し、モジュールが
、（ｉ）各波長および各出力導線について、各波長の光の制御可能部分を各出力
導線に切り換えるための電子ホログラフィックスイッチを有し、共通出力導線の
電子ホログラフィックスイッチが光結合されており、共通波長の電子ホログラフ
ィックスイッチが光結合されており、（ｉｉ）各波長について、各入力導線から
の各波長の光を、他の全ての波長の光を通過させながら、対応する電子ホログラ
フィックスイッチへ逸らすための機構を有し、（ｂ）各出力導線について、全て
の対応する電子ホログラフィックスイッチの出力を各出力導線内に組み合わせる
ための合波器を有する、複数の入力導線の少なくとも１つからの複数の離散的波
長のいずれかの光を、複数の出力導線のいずれかに切り換えるための装置が得ら
れる。

【００３１】本発明によれば、第１、第２複数の数が等しく、第２複数の離散的波長の光を
複数の出力導線のいずれかに切り換え、（ａ）第１モジュールを有し、第１モジ
ュールが、（ｉ）第１複数の波長と同数の、複数のトランスポンダを有し、トラ
ンスポンダの各々が、第２複数の対応する波長の光を出力し、（ｉｉ）第１複数
の各波長と、各トランスポンダとについて、第１複数の各波長の光の制御可能部
分を各トランスポンダに切り換えるための電子ホログラフィックスイッチを有し
、共通トランスポンダの前記電子ホログラフィックスイッチが光結合されており
、第１複数の共通波長の電子ホログラフィックスイッチが光結合されており、（
ｂ）第２モジュールをさらに有し、第２モジュールが、（ｉ）第２複数の各波長
と、各出力導線とについて、第２複数の各波長の光の制御可能部分を各出力導線
に切り換えるための電子ホログラフィックスイッチを有し、共通出力導線の電子
ホログラフィックスイッチが光結合されており、第２複数の共通波長の電子ホロ
グラフィックスイッチが光結合されている、第１複数の離散的波長のいずれかの
光を、第２複数の離散的波長のいずれかの光に変換するための装置が得られる。

【００３２】本発明によれば、（ａ）アップリンク導線と、（ｂ）ドロップモジュールとを
有し、ドロップモジュールが、（ｉ）複数の分岐導線を有し、（ｉｉ）副複数の
各波長と、各分岐導線とについて、副複数の各波長の光の制御可能部分を各分岐
導線に切り換えるための電子ホログラフィックスイッチをさらに有し、共通分岐
導線の電子ホログラフィックスイッチが光結合されており、副複数の共通波長の
電子ホログラフィックスイッチが光結合されており、（ｉｉｉ）副複数の各波長
の光を、他の全ての波長の光をアップリンク導線に送りながら、対応する電子ホ
ログラフィックスイッチへ逸らすための機構をさらに有し、（ｃ）アッドモジュ
ールをさらに有し、アッドモジュールが、（ｉ）複数の置き換え導線と、（ｉｉ
）各置き換え導線からの副複数の波長の光を、アップリンク導線へ逸らすための
機構とを有する、各々が対応する離散的波長の光を有する複数のチャネルで信号
が送信される光通信システムにおいて、少なくとも１つの入力信号を対応する副
複数のチャネル上の関連する少なくとも１つの出力信号と置き換えるためのアッ
ド／ドロップ合波器が得られる。

【００３３】本発明によれば、各々が対応する離散的波長を有する複数のチャネル内で共通
の導線を介して信号が送信される光通信システムにおいて、（ａ）各チャネルに
ついて、各チャネルの信号の制御可能部分を共通導線から逸らすための対応する
電子ホログラフィックスイッチを有する、チャネルをタッピングする装置が得ら
れる。

【００３４】本発明によれば、（ａ）複数の電子ホログラフィックグレーティングを含む光
屈折材料の結晶を有し、電子ホログラフィックグレーティングが、結晶内で横方
向に向かって離間しており、（ｂ）電子ホログラフィックグレーティングの各々
について、各グレーティングを作動するための２つの電極をさらに有する、特定
の波長の光を切り換えるための電子ホログラフィックスイッチが得られる。

【００３５】本発明によれば、付加された電界の手段によって再構成が制御可能な複数の重
ね合わせたホログラムを収容している、常誘電性の光屈折材料を有する光スイッ
チが得られる。

【００３６】本発明によれば、（ａ）光信号を１次出力導線に切り換えるための電子ホログ
ラフィックスイッチを少なくとも１つ提供する段階と、（ｂ）電子ホログラフィ
ックスイッチを介して、光信号の第１部分を１次出力導線へ逸らし、電子ホログ
ラフィックスイッチを介して、光信号の第２部分を２次出力導線へ逸らす段階と
、（ｃ）第２部分の電力を検出する段階と、（ｄ）検出した第２部分の電力に基
づいて、第１部分の電力を調整する段階とを有する、光信号を１次出力導線に切
り換えるために、光信号の増幅のレベルを決定する方法が得られる。

【００３７】本発明によれば、（ａ）分析のために、光信号の少なくとも１部分を逸らすた
めの電子ホログラフィックスイッチを提供する段階と、（ｂ）分析のために、光
信号の少なくとも１部分を逸らす段階と、（ｃ）少なくとも１つの品質特性を決
定するために、光信号の少なくとも１部分を分析する段階とを有する、光信号の
少なくとも１つの品質特性を分析する方法が得られる。

【００３８】本発明によれば、光信号が、光媒体内に伝播される複数のチャネル内で記号化
されており、（ａ）各チャネル内の残りの光信号が光媒体内で伝播を続ける一方
で、各チャネルにおいて光信号の１部分のみを逸らす段階と、（ｂ）各部分を電
子信号に変換する段階と、（ｃ）ネットワークを、電子信号に基づいて管理する
段階とを有する、光通信ネットワークを介して光信号が送信される通信方法が得
られる。

【００３９】本発明の基本装置は、各々が異なる搬送波長λ_ｉにおけるデータを含んだ複数
の並行ＷＤＭデータストリーム（チャネル）ｉを入力導線から受信し、１つまた
はそれ以上のデータストリームを、無分岐から完全分岐までの任意の所望の度合
いで、１つまたはそれ以上の出力導線へ逸らし、無分岐の残余データストリーム
を共通出力導線へ送信する。最も一般的には、入力および出力導線は光ファイバ
である。

【００４０】図２は、本発明による基本装置の基本実施例を示す略図である。装置１１０は
、入力光ファイバ１０２から複数の並行ＷＤＭデータストリームを受信する。搬
送波長がλ_１、λ_２の２つのデータストリームが、部分的または全体的に出力光
ファイバ１０４ａ、１０４ｂへ逸らされる。残りの入力データストリームは、共
通出力光ファイバ１０６への無分岐を続ける。

【００４１】装置１１０は、２つの波長専用フィルタ１１２ａ、１１２ｂ、図１に示すタイ
プの、図２に示したマトリックスに配列したスイッチ４つ、スイッチ１００ａａ
、スイッチ１００ａｂ、スイッチ１００ｂａ、スイッチ１００ｂｂを備えている
。フィルタ１１２ａは、搬送波長がλ_１のデータストリームをスイッチ１００ａ
ａ、１００ｂａへ逸らす。フィルタ１１２ｂは、搬送波長がλ_２のデータストリ
ームをスイッチ１００ａｂ、１００ｂｂへ逸らす。フィルタ１１２は、デマルチ
プレクシング狭帯域フィルタ、例えばインターフェースフィルタまたはブラッグ
グレーティングフィルタである。このようなフィルタは従来技術において公知で
あり、例えば、米国カリフォルニア州サンノゼのＥ-ＴＥＫｄｙｎａｍｉｃｓ
，Ｉｎｃ．より市販されているＤＷＤＭ１Ｆシリーズのデマルチプレクサに使用
されている。あるいは、フィルタ１１２は、グレーティング１７、１９のような
回折グレーティングを内蔵し、各データストリームをほぼ完全に分岐するべく適
切な電圧により作動される、結晶１０、１１のような光屈折結晶である。

【００４２】図中で、スイッチ１００は方形グリッド内に配置されている。一般にグリッド
は、ブラッグ条件に従って、選択したスイッチ１００のホログラフィックグレー
ティングのグリッド角度およびグレーティング間隔で傾斜しているため、スイッ
チ１００ａａ、１００ｂａが、搬送波長λ_１周囲の波長の狭帯域（Δλよりも狭
い）における光上のみで機能し、その他全ての波長の光を通過させることができ
、また、スイッチ１００ａｂ、１００ｂｂが、搬送波長λ_２周囲の波長の狭帯域
における光上のみで機能し、その他全ての波長の光を通過させることができる。
装置１１０の好ましい実施例では、アラインメントおよびコリメーションのよう
な点に関して、可能な限りコンパクトな装置１１０を得るために、また、装置１
１０の製造を単純化するために、グリッドは実際に方形である（あるいは、より
一般には矩形。グリッド角度は９０°）。ホログラフィックグレーティングのグ
レーティング空間は、関連する波長に対して４５°のブラッグ角度を形成するよ
うに選択される。

【００４３】スイッチ１００ａａ、１００ｂａに印加する電圧を適切に調整することで、搬
送波長λ_１のデータストリームが、無分岐からほぼ完全な分岐の範囲内における
任意の所望の度合いで、出力光ファイバ１０４の一方または両方へ逸らされる。
同様に、スイッチ１００ａｂ、１００ｂｂに印加する電圧を適切に調整すること
で、搬送波長λ_２のデータストリームが、無分岐からほぼ完全な分岐の範囲内に
おける任意の所望の度合いで、出力光ファイバ１０４の一方または両方へ逸らさ
れる。搬送波長λ_１のデータストリームの分岐は、搬送波長λ_２のデータストリ
ームの分岐とは完全に無関係である。いずれの出力光ファイバ１０４も、搬送波
長λ_１のデータストリームのみ、搬送波長λ_２のデータストリームのみ、両方の
データストリームを受信できるか、あるいは、どちらのデータストリームも受信
しない。スイッチ１００ａｂ、１００ｂｂは、波長λ_１のデータストリームに対
して無効であるため、波長λ_１のデータストリームが無影響状態でスイッチ１０
０ａｂ、１００ｂｂを通過することができる。そのため、装置１１０内のスイッ
チ１００の各行が光結合器として機能する。

【００４４】装置１１０の最も好ましい実施例では、４つのスイッチ１００全てが１つの光
屈折結晶内に組み込まれている。このような電子ホログラフィックスイッチのア
レイまたはマトリックスはそれ自体が発明である。

【００４５】装置１１０のある拡張実施例では、スイッチ１００の列が、スイッチ１００に
よって逸らされていない波長λ_１、λ_２の光を受容する検出器内まで続いている
。これらの検出器は、無分岐の光を、この無分岐の光の強度に比例した電気電圧
に変換する。一般にこれらの検出器は、エラー検出、ネットワーク監視および分
析、データ管理および分析のようなシステム機能を実行する電子装置内に一体形
成されている。

【００４６】装置１１０の第２実施例では、スイッチ１００の列が、スイッチ１００によっ
て逸らされなかった波長λ_１、λ_２の光を共通アップリンク導線へ逸らすための
追加の電子ホログラフィックスイッチ内まで続いている。

【００４７】装置１１０の第３、第４の拡張実施例は、スイッチ１００が実際にデータスト
リームを所望の通りに切り換えることを確認するための機構を備えている。第３
の拡張実施例では、ビームスプリッタまたはその他の電子ホログラフィックスイ
ッチのような分岐機構が、スイッチ１００の各列と関連する出力光ファイバ１０
４の間に介入している。この分岐機構は、その列のスイッチ１００から発光され
た光の好ましい制御可能部分を検出器へ逸らす。装置１１０の第４の拡張実施例
では、スイッチ１００の各列は、スイッチ１００の列によって切り換えられた波
長以外の波長におけるコヒーレント光を発する光源を備えている。さらにこの光
は、その列のスイッチ１００のホログラフィックグレーティングによって、しか
しその列方向以外の方向に向かって、適当な検出器で検出されるべく、少なくと
も部分的に逸らされる。

【００４８】本発明による複合装置は、モジュールとして使用されている本発明の基本装置
に基づくものである。

【００４９】２つのモジュールに基づいた本発明の第１複合装置では、第２モジュールがフ
ィルタ１１２を備えておらず、第１モジュールのスイッチ１００の列によって切
り換えられなかった光が第２モジュールのスイッチ１００の列へ直接向かい、そ
こで、全体または部分的に第２モジュールの出力光ファイバ１０４へ切り換えら
れる。

【００５０】やはり２つのモジュールに基づいた本発明の第２複合装置では、第１モジュー
ルは、上述した拡張モジュールであり、スイッチ１００の列が、列から発光され
る光を共通アップリンク導線へ逸らす追加の電子ホログラフィックスイッチ内ま
で続いている。次に、アップリンク導線が第２モジュールの入力導線１０２とし
て機能する。

【００５１】やはり２つのモジュールに基づいた本発明の第３複合装置では、両モジュール
が上述の拡張モジュールであり、スイッチ１００の列が、列から発光された光を
共通アップリンク導線へ逸らす追加の電子ホログラフィックスイッチ内まで続い
ており、両モジュールがアップリンク導線を共用している。さらに、第１モジュ
ールのスイッチ１００の行を第２モジュールのスイッチ１００の行と光結合する
か、あるいは、第１モジュールの出力光ファイバ１０４を第２モジュールの出力
光ファイバ１０４とｙ接合において結合することにより、２つのモジュールのス
イッチ１００の行が共通出力光ファイバ１０４内で結合される。

【００５２】各々が各自の入力出力ファイバ１０２を備える複数のモジュールに基づいた本
発明の第４複合装置では、様々なモジュールの関連する出力光ファイバ１０４が
共通合波器まで続いている。次に、各合波器の入力が、その合波器から延びた共
通出力ファイバ内に組み合わされる。

【００５３】２つのモジュールに基づいた本発明の第５複合装置では、第１モジュールがス
イッチ１００の行および列と等数であり、第１モジュールの出力導線が光ファイ
バ１０４ではなくトランスポンダであり、このトランスポンダの各々が、入力光
を対応する出力波長の類似の光に変換する。各トランスポンダは、第２モジュー
ルのスイッチ１００の対応する列と光結合している。

【００５４】本発明によるアッド／ドロップ合波器は、搬送波長λ_１、λ_２のデータストリ
ームを、これらの波長とその他の波長におけるデータストリームを含む並行デー
タストリームの集合体から除去し、これらを搬送波長λ_１、λ_２の別のデータス
トリームで置き換えるためのものであり、ドロップモジュールとアッドモジュー
ルを備えている。ドロップモジュールは本発明の基本装置である。ドロップモジ
ュールの出力光ファイバ１０４は分岐導線であり、各々の受端先へのドロッピン
グ途中にあるデータストリームを伝送する。アッドモジュールは、残っているデ
ータストリームをドロップモジュールから受信し、また、置き換えデータストリ
ームを各々の対応する搬送波長λ_１またはλ_２にて伝送する置き換え導線から入
力を受信する。置き換えデータストリームは、ｙ接合のような光構成要素を用い
てドロップモジュールからの入力と結合される。あるいは、装置１１０の第２拡
張実施例のものと類似した形式の電子ホログラフィックスイッチを用いて、波長
λ_１、λ_２の無分岐光を共通アップリンク導線に結合する。

【００５５】本発明のホログラフィックタップは、選択したチャネルの搬送波長専用の電子
ホログラフィックスイッチ１００を用いて、選択したチャネルのある部分を共通
光ファイバから逸らす。逸らされた光は適当な検出器によって電子信号に変換さ
れ、この信号がネットワーク管理機能に使用される。例えば、増幅器の下流にあ
るホログラフィックタップでは、タッピングされたチャネル内の電力を等化する
ために、スイッチ１００に印加された電圧が調整される。

【００５６】波長専用光切り換え技術は、オールオプティカルパス、すなわちデータパスに
よる仲介なしで光送信に「アクセス」する方法を提供する。これは、電子ホログ
ラフィックスイッチにおける光信号の切り換えからの残余（「残りの」）信号を
使用することで達成される。残余信号はオリジナル信号の十分に定義された部分
であるので、ネットワーク管理分析のためにオリジナル波の特性を復元する際に
使用できる。残余波長を出力信号として出力導線へ逸らしたり、および／または
、電力、エラー、データ分析の目的で、検出器で電気信号に変換することができ
る。従って、これらの信号を、残余波長の分析に従って送信の効率を決定できる
ネットワーク管理装置により分析することが可能である。

【００５７】以下にさらに詳細に説明するように、光スイッチの多数の異なる実施例はこれ
らのネットワーク管理装置との共用に適しているが、しかし当然ながら、これ以
外の光スイッチの実現を用いることも可能である。本発明によるネットワーク管
理装置は、光信号送信の品質を確固たるものにするため、また、このような送信
の品質が任意の光スイッチにおける最低レベルよりも下がった際に、これを検出
するために使用することができる。

【００５８】本発明による装置の拡張および複合実施例の様々な特徴を、本発明による１つ
の拡張／複合装置内で使用可能であることが理解されるであろう。

【００５９】図面の詳細な記述次に、添付の図面を参照しながら、本発明を例証の方法のみにおいて説明する
。図１は本発明が基本とする、従来技術による電子ホログラフィックスイッチの
動作を示す略図である。図２は本発明の基本装置の最も基本的な実施例を示す略図である。図３は図２の装置の拡張実施例を示す略図である。図４は図２の装置の別の拡張実施例を示す略図である。図５は図２の装置の第３拡張実施例を示す略図である。図６は本発明のある複合装置を示す略図である。図７は本発明の別の複合装置を示す略図である。図８は本発明の第３複合装置を示す略図である。図９は本発明の第４複合装置を示す略図である。図１０は本発明の第５複合装置を示す略図である。図１１は本発明の第６複合装置を示す略図である。図１２は電力等化のための、本発明による電子ホログラフィックタップの使用
を示す略図である。図１３は本発明のアッド／ドロップ合波器を示す略図である。図１４は図１３のアッド／ドロップ合波器用の別のアッドモジュールを示す略
図である。図１５は図１３のアッド／ドロップ合波器における、電力等化の別方法を示す
図である。図１６Ａ、１６Ｂは同一の光屈折結晶上に組み立てた２つの電子ホログラフィ
ックスイッチを示す側面図および正面図である。図１７は本発明の好ましい検出モジュールを示す略ブロック線図である。図１８は本発明の好ましい光信号電力レベル決定装置を示す略ブロック線図で
ある。図１９は単一チャネル専用の、本発明による管理分析装置の第１の好ましい実
施例である。図２０はチャネルの切り換えが可能な、本発明による管理分析器の第２の好ま
しい実施例である。図２１は混合した形態における、本発明による管理分析装置の第３の好ましい
実施例である。

【００６０】好ましい実施の形態の詳細な説明本発明は、複数の出力チャネル間のスイッチ入力光データストリームに使用で
きる波長特定クロスコネクトに関する。詳細には、本発明を、クロスコネクティ
ングチャネル、グルーピング、ブロードキャスティング、マルチキャスティング
に使用することができる。

【００６１】本発明による波長特定クロスコネクトの原理および動作は、図面と添付の説明
を参照することでより明確に理解することができる。

【００６２】ここでは、説明を簡素化するためという理由から、本発明の基本装置を２行、
２列のスイッチ１００で示している。一般に、本発明の基本装置は、３２列、８
行のスイッチ１００を含む。

【００６３】再び図面を参照すると、図３は、本発明による基本装置の拡張された実施例１
２０を示す略図である。装置１２０は、装置１１０の構成要素に加えて、スイッ
チ１００の各列の出力端に、光ダイオードのような２つの検出器１１４、スイッ
チ１００の各行の出力端に２つのビームスプリッタ１１６、ビームスプリッタ１
１６によって各出力光ファイバ１０４への到達を逸らされた光を受光するための
、検出器１１４と類似の検出器１１８を備えている。

【００６４】検出器１１４ａは、フィルタ１１２ａによってスイッチ１００ａａ、１００ｂ
aへ逸らされるが、スイッチ１００ａａ、１００ｂａによって出力光ファイバ１
０４へは逸らされない光の強度を検出する。同様に、検出器１１４ｂは、フィル
タ１１２ｂによってスイッチ１００ａｂ、１００ｂｂへ逸らされるが、スイッチ
１００ａｂ、１００ｂｂによって出力光ファイバ１０４へは逸らされない光の強
度を検出する。検出器１１４は、入射する光を、その光の強度と比例する電気電
圧に変換する。一般に、これらの検出器は、エラー検出、ネットワークの監視・
分析、データの監視・分析のようなシステム機能を実施する電子装置内に一体形
成されている。そのため、これらの検出器により非干渉ネットワーク管理の実現
が可能になる。従来型の、光チャネルを電子信号に変換するネットワーク管理方
法と異なり、ネットワーク管理機能は、これらの電子信号を処理し、最終的に光
信号に変換し戻すことにより実現され、本発明のネットワーク管理方法は、光チ
ャネルの逸らされた部分から生成した信号の電子処理に基づいており、光チャネ
ルの逸らされていない部分は、ネットワークの光ファイバ内で伝播を続ける。

【００６５】検出器１１４と関連する電子機器のこのような使用には電力の等化がある。任
意のスイッチ１００によって逸らされた光の割合は、スイッチに印加される電圧
の公知の関数である。従って、出力光ファイバ１０４に切り換えられたチャネル
の電力は、検出器１１４で得た強度度数から計算することができる。次に、スイ
ッチ１００に印加された電圧を帰還ループにおいて調整し、出力光ファイバ１０
４内の搬送波長λ_１、λ_２のチャネルの電力を等化することができる。

【００６６】ビームスプリッタ１１６ａは、スイッチ１００ａａ、１００ａｂから発せられ
た１部分の光を検出器１１８ａへ逸らす。同様に、ビームスプリッタ１１６ｂは
、スイッチ１００ｂａ、１００ｂｂから発せられた１部分の光を検出器１１８ｂ
へ逸らす。検出器１８８が検出した強度は、実際にスイッチ１００が、フィルタ
１１２から受光した光の所望の割合を、スイッチ１００に印加された電圧の関数
として出力光ファイタ１０４へ逸らしていることを確認するために使用される。
検出器１１４、１１８により生成された電気信号はさらに、セルフテストモード
にて、スイッチ１００に印加された電圧が所望の（行、列）対を実際に作動する
ことを確認するためにも使用される。

【００６７】あるいは、ビームスプリッタ１１６の代わりに広帯域電子ホログラフィックス
イッチを使用してもよい。広帯域電子ホログラフィックスイッチは、スイッチ１
００と類似した電子ホログラフィックスイッチであるが、明確な搬送波長を分離
する波長差Δλではなく、各入射角において、より広範囲の波長と相互作用し、
これを回折するホログラフィックグレーティングを含んでいる。広帯域電子ホロ
グラフィックスイッチは同調可能であるという点でビームスプリッタ１１６より
も有益であり、スイッチに印加された電圧を調整することで、検出器１１８へ逸
らされた１部分の光を調整できる。

【００６８】図４は、本発明による基本装置の拡張実施例１３０を示す略図である。装置１
３０は、装置１１０の構成要素に加え、コヒーレント光線１２６の源１２２を２
つと、検出器１２４を４つ備えている。光線源１２２は、例えば、適当なレーザ
および適当な照準レンズを含んでいてよい。光線源１２２ａは、コヒーレント光
の照準ビーム１２６ａを、帯域λ_１±Δλ／２外の波長にて、スイッチ１００の
左側の列へと逸らす。ビーム１２６ａは、スイッチ１００ａａ、１００ｂａのホ
ログラフィックグレーティングにより回折され、これにより、スイッチ１００ａ
ａ、１００ｂａによって、各々の検出器１２４ａａ、１２４ｂａへ少なくとも部
分的に逸らされる。ビーム１２６ａの波長はλ_１と異なるため、回折されたビー
ム１２８ａａ、１２８ｂａがスイッチ１００ａａ、１００ｂａから、スイッチ１
００ａａ、１００ｂａが、フィルタ１１２ａから受光した光を出力光ファイバ１
０４へ逸らす角度ではなく、ブラッグ条件に従い入射ビーム１２６ａに対して異
なる角度で発せられる。この違いを示すために、図４は、スイッチ１００ａａ、
１００ｂａがフィルタ１１２ａから受光した光を逸らす角度、つまり直角と、ま
た、入射ビーム１２６ａと回折されたビーム１２８ａａ、１２８ｂａ間の角度、
つまり斜角とで示している。同様に、源１２２ｂはコヒーレント光の照準ビーム
１２６ｂを、帯域λ_２±Δλ／２以外の波長にて、スイッチ１００の右側の列へ
送る。ビーム１２６ｂは、スイッチ１００ａｂ、１００ｂｂのホログラフィック
グレーティングによって回折されることによって、スイッチ１００ａｂ、１００
ｂｂにより各々の検出器１２４ａｂ、１２４ｂｂへ少なくとも部分的に逸らされ
る。ビーム１２６ｂの波長はλ_２と異なるため、回折されたビーム１２８ａｂ、
１２８ｂｂは、入射ビーム１２６に対して、スイッチ１００ａｂ、１００ｂｂが
フィルタ１１２ｂから受光した光を出力光ファイバ１０４へ分ける角度とは異な
る角度でスイッチ１００ａｂ、１００ｂｂから発せられる。さらに、ビーム１２
６ａ、１２６ｂは、λ_１、λ_２と異なる波長を各々有するため、共通の出力光フ
ァイバ１０６へ逸らされることなくフィルタ１１２を通過する。そのため、光源
１２２からの光が出力光ファイバ１０４、１０６に入り、その内部で伝播されて
いるデータストリームを汚染する。図３の検出器１１８の場合と同様に、検出器
１２４が測定した強度は、スイッチ１００がフィルタ１１２から受光した光の所
望の割合を、スイッチ１００に印加された電圧の関数として実際に出力光ファイ
バ１０４へ逸らしていることを確認するために使用される。

【００６９】図５は、本発明の基本装置の拡張実施例１４０を示す略図である。装置１４０
は、装置１１０の構成要素に加え、スイッチ１００の各列の出力端に電子ホログ
ラフィックスイッチ１００'をさらに２つ、スイッチ１００'から光を受光するア
ップリンク光ファイバ１３６を備えている。スイッチ１００'ａは波長λ_１の光
専用のものであり、スイッチ１００ａａ、１００ｂａから発せられた波長λ_１の
光をアップリンク光ファイバ１３６へ向ける。同様に、スイッチ１００'ｂは波
長λ_２の光専用のものであり、スイッチ１００ａｂ、１００ｂｂから発せられた
波長λ_２の光をアップリンク光ファイバ１３６へ向ける。共通出力光ファイバ１
０６により包囲され、スイッチ１００'用の入力光ファイバ１３４となる。その
ため、λ_１、λ_２以外の波長にて入力光ファイバ１０２から装置１４０へ入る光
が、出力光ファイバ１０４へ逸らされていない波長λ_１、λ_２の光と結合され、
アップリンク１３６が装置１４０の実際の共通出力光ファイバとして機能する。

【００７０】図３の実施例１２０および図５の実施例１４０の両方の特徴を備えた、本発明
による基本装置の１実施例では、スイッチ１００'に印加された電圧が、スイッ
チ１００の各々の列から発せられた光の１部分のみをアップリンク光ファイバ１
３６へ向ける。この光のそれ以外の部分は、検出器１１４のような検出器により
検出される。

【００７１】図６は、装置１１０とほぼ同一の一方のモジュール１１０'と、装置１２０と
類似したもう一方のモジュール１２０'の２つのモジュールに基づくが、フィル
タ１１２、ビームスプリッタ１１６、検出器１１８を備えない、本発明による複
合装置１５０を示す略図である。モジュール１１０'は、波長λ_１の光を切り換
える２つのスイッチ１００ａａ、１００ｂａと、波長λ_２の光を切り換える２つ
のスイッチ１００ａｂ、１００ｂｂとを備えている。モジュール１２０'は、波
長λ_１の光を切り換える２つのスイッチ１００ｃａ、１００ｄａと、波長λ２の
光を切り換える２つのスイッチ１００ｃｂ、１００ｄｂとを備えている。装置１
１０と同様に、スイッチ１００ａａ、１００ａｂは各々の入力の１部分を出力光
ファイバ１０４ａへ逸らし、スイッチ１００ｂａ、１００ｂｂは各々の入力の１
部分を出力光ファイバ１０４ｂへ逸らす。同様に、スイッチ１００ｃａ、１００
ｃｂは各々の入力の１部分を出力光ファイバ１０４ｃへ逸らし、スイッチ１００
ｄａ、１００ｄｂは各々の入力を出力光ファイバ１０４ｄへ逸らす。スイッチ１
００ａａ、１００ｂａは、中間光ファイバ１４２ａによってスイッチ１００ｃａ
、１００ｄａと光結合される。同様に、スイッチ１００ａｂ、１００ｂｂは、中
間光ファイバ１４２ｂによってスイッチ１００ｃｂ、１００ｄｂと光結合される
。また任意で、モジュール１１０'のスイッチ１００は、中間光ファイバ１４２
の介入なしで、自由空間を横切ってモジュール１２０'のスイッチ１００と結合
される。これにより、装置１５０が、出力光ファイバ１０４の数が２倍の、本発
明の基本装置として機能する。

【００７２】図７は、モジュールとして使用した２つの装置１４０に基づく、本発明の複合
装置１６０を示す略図である。左側のモジュール１４０のアップリンク光ファイ
バ１３６は、右側のモジュール１４０へ入力を供給するために、右側のモジュー
ル１４０の入力光ファイバ１０２内へ続いている。図５の装置１４０と同様に、
光側のモジュール１４０のフィルタ１１２が、波長λ_１、λ_２の光を各々逸らす
。右側のモジュール１４０のフィルタ１１２は、別の２つの波長λ_３、λ_４の光
を各々逸らす。これにより、装置１６０が、２倍数のデータストリームを２倍数
の出力光ファイバ１０４へ切り換える本発明の基本装置として機能する。

【００７３】図８は、装置１４０とほぼ同一の２つのモジュール１４０'、１４０''に基づ
く、本発明の複合装置１７０を示す略図である。モジュール１４０'は、波長λ
_１の光を２つのスイッチ１００ａａ、１００ｂａへ逸らす波長専用フィルタ１１
２ａと、波長λ_２の光をスイッチ１００ａｂ、１００ｂｂへ逸らす波長専用フィ
ルタ１１２ｂとを備える。スイッチ１００ａａ、１００ａｂは、受光した光の１
部分または全てを中間光ファイバ１６４ａへ逸らす。スイッチ１００ｂａ、１０
０ｂｂは、受光した光の１部分または全てを中間光ファイバ１６４ｂへ逸らす。
フィルタ１１２ａ、１１２ｂによって逸らされなかった光は中間光ファイバ１６
２によってモジュール１４０''へ伝播され、ここで、波長専用フィルタ１１２ｃ
が波長λ_３の光を２つのスイッチ１００ａｃ、１００ｂｃへ逸らし、波長専用フ
ィルタ１１２ｄが波長λ_４の光を２つのスイッチ１００ａｄ、１００ｂｄへ逸ら
す。スイッチ１００ａｃ、１００ａｄは、受光した光の１部分または全てを出力
光ファイバ１０４ａへ逸らす。スイッチ１００ｂｃ、１００ｂｄは、受光した光
の１部分または全てを出力光ファイバ１０４ｂへ逸らす。フィルタ１１２ｃ、１
１２ｄによって逸らされなかった光は共通出力光ファイバ１０６内へ入る。中間
光ファイバ１６４ａがフィルタ１００ａａ、１００ａｂをフィルタ１００ａｃ、
１００ａｄと光結合し、中間光ファイバ１６４ａを介して、フィルタ１００ａａ
、１００ａｂによってフィルタ１００ａｃ、１００ａｄへ逸らされた光が、フィ
ルタ１００ａｃ、１００ａｄを通過して出力光ファイバ１０４ａへ達する。同様
に、中間光ファイバ１４６ｂがフィルタ１００ｂａ、１００ｂｂをフィルタ１０
０ｂｃ、１００ｂｄと結合し、光ファイバ１６４ｂを介して、フィルタ１００ｂ
ａ、１００ｂｂによってフィルタ１００ｂｃ、１００ｂｄへ逸らされた光が、フ
ィルタ１００ｂｃ、１００ｂｄを通過して出力光ファイバ１０４ｂへ達する。装
置１４０と同様に、共通出力光ファイバ１０６によって包囲され、入力光ファイ
バ１３４となり、モジュール１４０'によって入力光ファイバ１３４から受光し
た光が、フィルタ１００ａａ、１００ｂａ、１００ａｂ、１００ｂｂによって逸
らされなかった光と結合され、電子ホログラフィックスイッチ１００'ａ、１０
０'ｂによって中間光ファイバ１６６へ向けられる。モジュール１４０''内では
、中間光ファイバ１６６から受光した光が、フィルタ１００ａｃ、１００ｂｃ、
１００ａｄ、１００ｂｄによって逸らされなかった光と結合され、電子ホログラ
フィックスイッチ１００'ｃ、１００'ｄによってアップリンク光ファイバ１３６
へ向けられる。これにより、装置１７０が、２倍数のデータストリームを同数の
出力光ファイバに切り換える本発明の基本装置として機能する。

【００７４】図９は、本発明による複合装置１８０を形成するべくモジュール１４０'、１
４０''を結合する別方法を示す略図である。中間光ファイバ１６４は、モジュー
ル１４０''のフィルタ１００と光結合する代わりに、ｙ接合１７２ａ、１７２ｂ
において出力光ファイバ１０４と直接結合している。さらに、モジュール１４０
'、１４０''のアップリンク光ファイバ１３６は、ｙ接合１７２ｃにおいて相互
結合している。これにより、装置１８０が、２倍数のデータストリームを同数の
出力光ファイバに切り換える本発明の基本装置に匹敵する。

【００７５】図１０は、モジュールとして使用された３つの装置１１０に基づく本発明の複
合装置１９０を示す略図である。３つの出力光ファイバ１０４ａは全て合波器１
８２ａへ続いている。合波器１８２ａは、装置１１０内で出力光ファイバ１０４
ａへ切り換えられたデータストリームを受信し、これらのデータストリームを、
共通出力光ファイバ１８４ａ上の組み合わされたデータストリームと組み合わせ
る。同様に、３つの出力光ファイバ１０４ｂは全て合波器１８２ｂへ続いている
。合波器１８２ｂは、装置１１０内で出力光ファイバ１０４ｂに切り換えられた
データストリームを受信し、これらのデータストリームを、共通出力光ファイバ
１８４ｂ上の組み合わされたデータストリームと組み合わせる。装置１９０は、
３つの入力からの２つの波長を２つの出力とクロスコネクトする３×２×２の光
クロスコネクトとして機能する

【００７６】図１１は、２つのモジュール１１０''、１１０'''に基づく本発明の複合装置
２２０を示す略図である。モジュール１１０''は装置１１０とほぼ同一である。
モジュール１１０''内では、波長専用フィルタ１１２ａが、波長λ_１の光を２つ
のスイッチ１００ａａ、１００ｂａへ逸らし、波長専用フィルタ１１２ｂが、波
長λ_２の光を２つのスイッチ１００ａｂ、１００ｂｂへ逸らす。スイッチ１００
ａａ、１００ａｂは、受光した光の１部分または全てをトランスポンダ２２２ａ
へ逸らす。一般に、トランスポンダは、適切な応答信号を受信すると自動的に信
号の送信を行う受送信装置である。この場合には、トランスポンダ２２２ａは、
受信した信号を再形成、再生成、また任意でリタイムし、これらの信号を、λ_１、λ_２とは異なる波長λ_３の搬送波を用いて出力する。同様に、スイッチ１００
ｂａ、１００ｂｂは、受光した光の１部分または全てをトランスポンダ２２２ｂ
へ逸らす。このトランスポンダ２２２ｂは、受信した信号を再形成、再生成、ま
た任意でリタイムし、これらの出力を、λ_１、λ_２、λ_３とは異なる波長λ_４の
搬送波を用いて出力する。モジュール１１０'''は装置１１０と類似しているが
、波長専用フィルタ１１２を備えていない。その代わりに、トランスポンダ２２
２ａから発せられた光が、波長λ_３の光専用のスイッチ１００ａｃ、１００ａｄ
、１００ａｅの列を横断し、トランスポンダ２２２ｂから発せられた光が、波長
λ_４の光専用のスイッチ１００ｂｃ、１００ｂｄ、１００ｂｅの列を横断する。
スイッチ１００ａｃ、１００ｂｃは、受光した光の全てまたは１部分を出力光フ
ァイバ１０４ｃへ逸らし、スイッチ１００ａｄ、１００ｂｄは、受講した光の全
てまたは１部分を出力光ファイバ１０４ｄへ逸らし、スイッチ１００ａｅ、１０
０ｂｅは、受光した光の全てまたは１部分を出力光ファイバ１０４ｅへ逸らす。
図１１に示したようなモジュール１１０'''内のスイッチ１００の行と列の順序
は、モジュール１１０''内のスイッチ１００の行と列の順序に関連して入れ換え
られることに注意すること。基本実施例１４０と同様に、モジュール１１０''の
共通出力光ファイバ１０６は、アップリンクの目的で、モジュール１１０'''の
入力光ファイバ１３４として機能する。

【００７７】図３の基本実施例１２０と同様に、モジュール１１０''の列とモジュール１１
０'''の行は、一般に電子装置に一体形成された、エラー検出、ネットワーク監
視・分析、データ監視・分析のようなシステム機能を実行する検出器１１４、１
１５にて終端している。

【００７８】装置２２０の目的は波長変換である。この用途において、モジュール１１０''
は、ブロードキャストモードやマルチキャストモードではなく、クロスコネクト
モードでのみ動作するべきであり、１列について１つのスイッチ１００のみ、１
行について１つのスイッチ１００のみを作動することができる。波長の変換は、
度のスイッチ１００が作動されているかによって決定される。スイッチ１００ａ
ａ、１００ｂｂが作動されている場合には、搬送波長λ_１のデータストリームの
１部分または全てが搬送波長λ_３のデータストリームに変換され、搬送波長λ_２のデータストリームの１部分または全てが搬送波長λ_４のデータストリームに変
換される。同様に、スイッチ１００ａｂ、１００ｂａが作動されている場合には
、搬送波長λ_１のデータストリームの１部分または全てが搬送波長λ_４のデータ
ストリームに変換され、搬送波長λ_２のデータストリームの１部分または全てが
搬送波長λ_３のデータストリームに変換される。モジュール１１０'''はクロス
コネクト、搬送波長λ_３、λ_４のデータストリームのブロードキャストおよびマ
ルチキャストを有効にする。

【００７９】図１２は、光ファイバ２０６のような共通光導線の右側に伝播される搬送波長
λ_１、λ_２、λ_３のチャネルの電力を、これらのチャネルをエルビウムドープ光
ファイバを用いた光増幅器のような増幅器２０２で増幅した後に等化するべく使
用される、本発明の電子ホログラフィックタップ２００を示す略図である。この
ような等化は、一般に増幅器２０２が波長の関数のように平坦でない応答を有す
るために必要である。従って、たとえ３つのチャネルが増幅器２０２に入った際
に等しい電力を有していても、これらのチャネルは増幅器２０２から出るときに
は異なる電力を有することができる。電子ホログラフィックタップ２００は３つ
の電子ホログラフィックスイッチ１００を備え、その各々は、３つの波長λ_１、
λ_２、λ_３の１つと、検出器１１４に類似した３つの検出器２１０の１つの専用
になっている。タップ２００に入る波長λ_１の光の１部分が、スイッチ１００ａ
によって検出器２１０ａへ逸らされ、タップ２００に入る波長λ_２の光の１部分
が、スイッチ１００ｂによって検出器２１０ｂへ逸らされ、タップ２００に入る
波長λ_３の光の１部分が、スイッチ１００ｃによって検出器２１０ｃへ逸らされ
る。左側からタップ２００に入る光の残りの部分は右側でタップ２００を出て、
光ファイバ２０６内で伝播を続ける。

【００８０】図１２にはさらに、電力を等化するための制御モジュール２１２を示しており
、この制御モジュール２１２は、検出器２１０から電子信号を受信し、スイッチ
１００に制御電圧を印加する。検出器２１０と制御モジュール２１２を組み合わ
せることで、搬送波長λ_１、λ_２、λ_３のチャネルの電力を等化するための帰還
ループが得られる。制御モジュール２１２は、スイッチ１００によって検出器２
１０へ逸らされた光の強度を示す電気信号を検出器２１０から受信する。次に、
制御モジュール２１２がスイッチ１００に印加された電圧を調整することで、光
ファイバ２０６内における搬送波長λ_１、λ_２、λ_３のチャネルの電力を等化す
る。

【００８１】図１３は、本発明のアッド／ドロップ合波器２３０を示す略図である。アッド
・ドロップ合波器２３０は２つのモジュール、すなわち、装置１４０と同一のド
ロップモジュール２３１と、アッドモジュール２３４に基づいている。アッド／
ドロップ合波器の目的は、入力光ファイバ１０２に入ってくる複数の並行ＷＤＭ
データストリームから搬送波長λ_１、λ_２を含むデータストリームを除去し、こ
れら２つのデータストリームを、搬送波長λ_１、λ_２を含む別の２つのデータス
トリームで置き換えることである。出力光ファイバ１０４ａ、１０４ｂは分岐導
線として機能し、搬送波長λ_１、λ_２を含む入力データストリームが、ドロップ
モジュール２３１によって、出力光ファイバ１０４ａ、１０４ｂのいずれか、ま
たは両方に逸らされる。

【００８２】残りのデータストリームは、アップリンク光ファイバ１３６を介して、アッド
モジュール１３４へ進む。アッドモジュール２３４には、一方が搬送波長λ_１を
含み、他方が搬送波長λ_２を含んだ２つの置き換えデータストリームも入力され
る。搬送波長λ_１を含む置き換えデータストリームは、置き換え導線として機能
する入力光ファイバ２３６ａを介して、アッドモジュール２３４に導入される。
搬送波長λ_２を含む置き換えデータストリームは、置き換え導線として機能する
入力光ファイバ２３６ｂを介して、アッドモジュール２３４に導入される。

【００８３】アッドモジュール２３４は、搬送波長λ_１、λ_２を含み、入力光ファイバ２３
６を介してモジュール２３４に入力されるデータストリームを、アップリンク光
ファイバ２３６を介してアッドモジュール２３４に入力されるデータストリーム
と結合する２つの光構成要素２３２ａ、２３２ｂを備えている。２つの置き換え
データストリームは、光構成要素２３２によって別のデータストリームと結合さ
れ、また、アッドモジュール２３４に入力される全てのデータストリームが、ア
ッド／ドロップ合波器２３０の出力導線として機能するアップリンク光ファイバ
１３６の延長部分２４０を介して出力される。

【００８４】光構成要素２３２の３つの実現が可能である。第１の実現では、光構成要素２
３２は、図９の装置１８０のｙ接合１７２と類似したｙ接合である。第２の実現
では、光構成要素２３２は広帯域電子ホログラフィックスイッチである。第３の
実現では、光構成要素２３２は、電子ホログラフィックスイッチ１００のような
狭帯域電気光学スイッチである。

【００８５】光構成要素２３２の第２、第３の実現の下で、アップリンク光ファイバ１３６
は構成要素２３２と、図５の入力光ファイバ１３６が電子ホログラフィックスイ
ッチ１００'と光結合しているのと同様の方法で光結合し、入力光ファイバ２３
６ａは構成要素２３２ａと、スイッチ１００ａａ、１００ｂａが図５の電子ホロ
グラフィックスイッチ１００'ａと光結合しているのと同様の方法で光結合し、
入力光ファイバ２３６ｂは構成要素２３２ｂと、スイッチ１００ａｂ、１００ｂ
ｂが図５の電子ホログラフィックスイッチ１００'ｂと光結合しているのと同様
の方法で光結合している。光構成要素２３２の第２実現の下で、入力光ファイバ
各々は、２つの搬送波長のセットが離れている限り、広帯域電気光学スイッチ２
３２の帯域に応じて、複数の搬送波長（例えば入力光ファイバ２３６ａ上のλ_１ _ａ、λ_１ｂ等、また、入力光ファイバ２３６ｂ上のλ_２ａ、λ_２ｂ等）の複数の
データストリームを送信することが可能である。

【００８６】光構成要素２３２の第２、第３の実現の下で、ドロップモジュール２３１が装
置１４０、装置１２０の両方の特徴を備えていることが好ましい。広帯域または
狭帯域電気光学スイッチ２３２は、各々の入力光ファイバ２３６からの光の１部
分のみを延長部分２４０へ逸らす。スイッチ２３２によって逸らされなかった光
は、検出器１１４、１１８と類似した検出器２３８により検出され、また、置き
換えデータストリームの電力を、置き換えるデータストリームの電力と等化する
べく、ドロップモジュール２３１の電子ホログラフィックスイッチ１００、電気
光学スイッチ２３２に印加された電圧を調整するために、検出器１１４、１１８
、２３８からの電気信号が制御システムによって使用される。

【００８７】アッドモジュール２３４が、図１０に示した装置１９０の合波器１８２として
機能することが理解されるであろう。

【００８８】図１４は、本発明による別のアッドモジュール２３４'を示す略図である。ア
ッドモジュール２３４'は、図３、図５に示した基本実施例１２０、１４０の特
徴を組み合わせることにより、１つの装置で、アッドモジュール２３４の第２、
第３実現の個別の利点を提供する。入力光ファイバ２３６ａと入力光ファイバ２
３６ｂの両方は、搬送波長λ_１、λ_２両方の置き換えデータストリームを送る。
これらデータストリームの制御可能な部分は、電子ホログラフィックスイッチ１
００ａａ、１００ａｂ、１００ｂａ、１００ｂｂによって、電子ホログラフィッ
クスイッチ１００'ａ、１００'ｂに向けられる。残りの置き換えデータストリー
ムは、右方向への伝播を続けて破棄されるか、またはネットワーク管理の目的で
、検出器１１４と類似の検出器（図示せず）によって検出される。スイッチ１０
０'ａ、１００'ｂは、下から入ってくるデータストリームの制御可能部分を、ア
ップリンク光ファイバ２３６を介して左側から入ってくるデータストリームと結
合し、この結合されたデータストリームが右側の延長部分２４０から出力される
。データストリームの、下からスイッチ１００'ａ、１００'ｂに入ってくる、右
側からアップリンク光ファイバ１３６を介して入ってくるデータストリームと結
合されない部分は、検出器２３８と類似した検出器２３８'ａ、２３８'ｂによっ
て検出され、その結果生じた電子信号が、電力等化のようなネットワーク管理機
能に使用される。

【００８９】図１５は、アッド／ドロップ合波器２３０における別の電力等化実現方法を示
している。ドロップモジュール２３１の出力光ファイバ１０４と、アッドモジュ
ール２３４の関連する入力光ファイバ２３６には、タップ２００'、２００''の
電子ホログラフィックスイッチに印加された電圧を制御するタップ２００'、２
００''の検出器からの電子信号を受信する共通制御モジュール２１２を共用する
電子ホログラフィックタップ２００'、２００''が各々設けられている。制御モ
ジュール２１２は、タップ２００'の検出器から受信した信号から、出力光ファ
イバ１０４中のデータストリームの電力レベルを推論する。次に、制御モジュー
ルは、タップ２００''の検出器からのフィードバックで、タップ２００''の電子
ホログラフィックスイッチに印加された電圧を調整することにより、入力光ファ
イバ２３６中の置き換えデータストリームの電力レベルを、出力光ファイバ１０
４中の関連するデータストリームの電力レベルと等化する。

【００９０】本発明の範囲はさらに、常誘電光屈折結晶１０または１１が、ブラッグ条件に
従って複数の異なる波長の光を切り換えるために、各々が異なる間隔を有する数
段に重ね合わせたホログラフィックグレーティング１７または１９を備えた電子
ホログラフィックスイッチを網羅する。図１は、これらのタイプのスイッチを、
参照符号１７、１９が単一のホログラフィックグレーティングではなく、複数の
重ね合わせたホログラフィックグレーティングであることを理解しながら示すの
に適している。同一の電極対１２、１４または１３、１５にかけての同一の電圧
差によって、全ての重ね合わせたグレーティングが作動される点に注意すること
。このようなスイッチにより、装置１３０のスイッチ１００の応用型ができる。
詳細には、各々の応用型電子ホログラフィックスイッチは、結晶１０または１１
について２つのホログラフィックグレーティング１７または１９を備えており、
各グレーティングは異なる間隔を有する。グレーティングの１つは、電子ホログ
ラフィックスイッチの切り換え機能、すなわち、波長λ_１またはλ_２の光の切り
換えを実現するべく使用される。別のグレーティングは、ビーム１２６を、搬送
波長λ_１またはλ_２のデータストリームが出力光ファイバ１０４へ逸らされる範
囲と比例する範囲にまで逸らすべく使用される。この応用により、検出器１２４
の、関連した電子ホログラフィックスイッチに対する位置決めをより柔軟に行う
ことが可能になる。

【００９１】図１６Ａ、図１６Ｂは、単一の光屈折結晶２５０内またはその上に組み立てら
れた電子ホログラフィックスイッチ１００ａａ、１００ｂａをそれぞれ示す略側
面図と略正面図である。スイッチ１００ａａは、結晶２５０内に、結晶２５０の
対向する面２５２、２５４に設けられた２つの電極１２ａａ、１４ａａで挟まれ
た状態のホログラフィックグレーティグ１７ａａを備え、また、結晶２５０内に
、結晶２５０の対向する面２５２、２５４上の２つの電極１５ａａ、１３ａａに
挟まれた状態のホログラフィックグレーティング１９ａａを備えている。同様に
、スイッチ１００ｂａは、結晶２５０内に、結晶２５０の対向する面２５２、２
５４上の２つの電極１２ｂａ、１４ｂａに挟まれた状態のホログラフィックグレ
ーティング１７ｂａを備え、また、結晶２５０内に、結晶２５０の対向する面２
５２、２５４上の２つの電極１５ｂａ、１３ｂａに挟まれた状態のホログラフィ
ックグレーティング１９ｂａを備えている。各々の電極対１２ａａ-１４ａａ、
１３ａａ-１５ａａ、１２ｂａ-１４ｂａ、１３ｂａ-１５ｂａに印加された電圧
差により、グレーティング１７ａａ、１９ａａ、１７ｂａ、１９ｂａにかけて確
立された電界は、そのグレーティング１７ａａ、１９ａａ、１７ｂａ、１９ｂａ
の付近に限定され、他のグレーティングとのクロストークを生じることがない。
グレーティング間にクロストークが全くない状態にするために、連続する電極対
の極性を以下のように変更することが好ましい。すなわち、面２５２上の連続電
極は接地した電極１５ａａ、有効電極１２ａａ、接地した電極１５ｂａ、有効電
極１２ｂａであり、面２５４上の連続電極は、有効電極１３ａａ、接地した電極
１４ａａ、有効電極１３ｂａ、接地した電極１４ｂａである。ここでは「有効電
極」という用語を、図１に示すように、地面に関連する電圧Ｖが印加された電極
を意味するものとして使用している。

【００９２】図面を簡素化する目的から、図１６は、１つの結晶２５０内に組み立てられた
装置１１０のスイッチ１００の１列のみを示す。装置１１０の４つ全てのスイッ
チ１００を、スイッチ１００の２次元アレイとして、１つの光屈折結晶内に組み
立てられることが理解できるであろう。さらに、フィルタ１１２が電子ホログラ
フィックスイッチとして実現される装置１１０の１実施例では、フィルタ１１２
も、スイッチ１１０として同一の光屈折結晶内に組み立てられることが理解され
るであろう。

【００９３】スイッチ１００ａａ、１００ｂａのある応用実施例において、電極１２、１４
は結晶２５０の同一側に配置され、電極１３、１５は結晶２５０の同一側（電極
１２、１４が配置されている側である必要はない）に配置されている。

【００９４】本発明による波長専用光スイッチ用の装置の様々な実施例に加えて、本発明の
範囲内にある管理装置がいくつか考えられる。これらの管理装置により、光信号
のエラー検出のようなネットワーク管理目的で、オリジナルの、または無分岐の
信号の残余部分を分析することが可能になる。これらの管理装置の好ましい実施
例を図１７〜図２１に示す。これらの図中には、本発明による好ましい検出モジ
ュールと例証的出力（図１７）、本発明による好ましい光信号電力レベル決定装
置（図１８）、本発明による管理分析装置の３つの好ましい実施例（図１９〜図
２１）が含まれている。特に図１〜図１４に示した波長専用光スイッチ装置を参
照しているが、図１７〜図２１の管理装置を、別タイプの光スイッチ装置と共に
任意で使用できることを理解するべきである。これらの管理装置の各々は光信号
の品質特性を決定することができ、これについて以下により詳細に説明する。

【００９５】図１７は、本発明による例証的な検出モジュールを示す略ブロック線図である
。本発明による検出モジュール３００は、例えば図１〜図１４に示した電気光学
スイッチのいずれかのような本発明の電気光学スイッチと連絡している。スイッ
チインターフェース３０２は電気光学スイッチ（図示せず）から残余信号を受信
する。電気光学スイッチは、分析のために光信号のこの部分を分割する。次に、
スイッチインターフェース３０２は、残余信号を光検出器３０４へ送る。スイッ
チインターフェース３０２は任意で、複数の光検出器３０４と接続していること
が好ましく、電気光学スイッチが波長専用スイッチである場合には、これらの光
検出器３０４の各々は特定の波長と関連している。

【００９６】各光検出器３０４は、残余信号から受信した光を電圧に変換する。次に、この
電圧が、図に示すように高圧コンパレータ３０６と低圧コンパレータ３０８を含
む複数の電圧コンパレータへ送られる。高圧コンパレータ３０６と低圧コンパレ
ータ３０８は、本発明による分析器の総体的な１例である。高圧コンパレータ３
０６は、受容した電圧を最大の所定高しきい値と比較する。受容した電圧がこの
高圧しきい値よりも大きい場合には、高圧コンパレータ３０６によって高圧表示
が行われる。高圧表示は、切り換えコアの入力信号のレベルが飽和していること
を示すため、この飽和は光信号の品質特性である。

【００９７】例えば、高圧コンパレータ３０６は、発光ダイオード（ＬＥＤ）を発光させる
ことができる。別の例として、高圧コンパレータ３０６は、このような高圧表示
をホストインターフェース３０９へ送ることができる。ホストインターフェース
３０９は、高圧コンパレータ３０６から高圧信号を受信するための第１電子ハー
ドウェア入力３１０を特徴とすることが好ましい。この高圧信号は、高電力表示
を決定するべく比較を行った結果のデジタル生成である。ホストインターフェー
ス３０９はさらに、高圧表示を受信した際に、システムマネージャまたはネット
ワークの他の構成要素に通告するための出力アラームモジュール３１２を特徴と
することが好ましい。出力アラームモジュール３１２は、任意で、ソフトウェア
、ハードウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせとして実現される
。

【００９８】同様に、低圧コンパレータ３０８は、受容した電圧を、最小の所定低しきい値
と比較する。受容した電圧がこの低圧しきい値よりも小さい場合には、低圧コン
パレータ３０８によって低圧表示が生成される。低圧表示は、光切り換えコアへ
の入力信号のレベルが最小値よりも低い旨を示す。そのため、この低レベルは光
信号の品質特性である。上述の高圧コンパレータ３０６と同様に、このような低
圧コンパレータ３０８は発光ダイオード（ＬＥＤ）を発光させるか、あるいは、
このような低圧表示をホストインターフェース３０９へ送ることができる。ホス
トインターフェース３０９は、高圧コンパレータ３０６から低圧信号を受信する
ための第２電子ハードウェア入力３１４を特徴とすることが好ましい。ホストイ
ンターフェース３０９はさらに、高圧表示を受信した際に、システムマネージャ
またはネットワークの他の構成要素に通告するための出力アラームモジュール３
１２を特徴とすることが好ましい。

【００９９】ホストインターフェース３０９は、高圧コンパレータ３０６および低圧コンパ
レータ３０８について、高圧および低圧検出しきい値をそれぞれ構成できること
が好ましい。しきい値は、コンパレータの基準電圧のレベルを設定することによ
り定義される。この基準電圧は、可変抵抗器またはＤ／Ａによって供給すること
ができる。さらに、ホストインターフェース３０９が、これらのしきい値をどの
ように構成するかを決定するために、システムマネージャ（図示せず）のような
外部ソースから構成指示を受信できることがより好ましい。例えば、任意で、出
力信号をより正確に制御するために、システムマネージャは、高圧コンパレータ
３０６のしきい値の低下、および／または、低圧コンパレータ３０８のしきい値
の上昇をホストインターフェース３０９に要求することが可能である。当然なが
ら、１つのみの高圧コンパレータ３０６および／または低圧コンパレータ３０８
について、しきい値を任意で調整することもできる。

【０１００】図１８は、本発明による光信号電力レベル決定装置の略ブロック線図である。
信号電力レベル決定装置３１６は、ここでも、例えば図１〜図１４に示した電気
光学スイッチのいずれかのような、本発明の電気光学スイッチと連絡している。
信号電力レベル決定し３１６は、図１７のスイッチインターフェースと同一また
は異なるスイッチインターフェース３０２と連絡している。この場合も、スイッ
チインターフェース３０２は、電気光学スイッチ（図示せず）から残余信号を受
信し、電気光学スイッチは、分析のために光信号のこの部分を分割する。次に、
スイッチインターフェース３０２はこの残余信号をトランジスタ３１８へ送る。
トランジスタ３１８は、受信した残余光信号を電圧に変換する。次に、この電圧
が、Ａ／Ｄ（アナログからデジタル）変換器３２０によってデジタル信号に変換
され、その結果、システムの要求に従って解像度が決定される。トランジスタ３
１８およびＡ／Ｄ変換器３２０は、本発明による分析器の総体的な別例である。

【０１０１】受信した光信号の電力のデジタル値が各チャネルレジスタ３２２内にラッチさ
れることにより、この電力が光信号の品質特性となる。次に、レジスタ３２２か
らの値がホストインターフェース３０９へ送られ、続いて、ホストの要求があれ
ばホスト（図示せず）へ送られる。ホストの要求には、選択するチャネルまたは
選択する波長の数を特定するためのホストからの命令が含まれる。情報が選択さ
れ（図示せず）、ホストに送信される。

【０１０２】任意で、信号電力レベル決定装置３１６は、図１７に示した検出モジュール３
００用の構成可能なしきい値インジケータ（図示せず）を特徴とすることが好ま
しい。構成可能なしきい値インジケータは、受信したデジタル値を、予め定義さ
れた高しきい値、予め定義された低しきい値と比較し、続いて、より好ましくは
、必要に応じてアラーム表示および／または状態レジスタの両方を生成する。ま
た、電力監視、光信号の予想される電力レベルからの小さな逸脱の検出の細かい
調整にとって構成の可能性が必須であるため、しきい値インジケータが完全に構
成可能であることが最も好ましい。

【０１０３】任意で、Ａ／Ｄ（アナログからデジタル）変換器３２０としきい値変換器の両
方が、ＤＳＰまたはアナログＡＳＩＣチップとして実現される。また任意で、検
出器の出力を、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨデータオーバヘッドモニタ用の専用装置を用
いたエラー検出のための入力として使用することができる。

【０１０４】さらに任意で、検出器の出力を、クロックおよびデータリカバリ用の専用装置
を用いたデータ値およびプロトコルの決定のために使用することができる。

【０１０５】図１９〜図２１は、本発明による例証的な管理分析器の異なる３つの好ましい
実施例を示す。このような管理分析器の各々は、信号品質を評価するために光信
号を分析し、また、光信号の品質特性を決定するためにエラー検出を実行するこ
とができる。以下の説明はネットワーキングモデルの物理層（層１）用の光信号
の分析を中心としているが、このような分析を、ネットワーク上で送信されるＩ
Ｐパケット（層３）のためといった、より高いレベルのプロトコルおよびデータ
構造にも使用できることを理解するべきである。

【０１０６】図１９は、本発明による例証的な管理分析器３２４の第１実施例を示す。この
実施例では、管理分析器３２４を、光信号の特定波長専用として設けている。こ
の場合にも、管理分析器３２４は、例えば図１〜図１４に示したような電気光学
スイッチのいずれかのような電気光学スイッチ、またはタップと連絡している。
このような通信は、やはり図１７または１８のスイッチインターフェースと同一
または異なるスイッチインターフェース３０２を介して行われる。またこの場合
も、スイッチインターフェース３０２は電気光学スイッチ（図示せず）から残余
信号を受信し、電気光学スイッチは、分析のために光信号のこの部分を分割する
。次に、スイッチインターフェース３０２はこの残余信号を受信機３２６へ送信
し、受信機３２６は光信号を電子デジタル信号に変換し、さらにクロック３２８
でクロックリカバリを実行することが好ましい。この実施例では、受信機３２６
を、光の単一波長専用として設けている。直列（シングルビット）電子信号は、
データ変換器３３０によって、８、１６、３２ビット信号の並列フォーマットに
変換される。受信機３２６、クロック３２８、データ変換器３３０は、本発明に
よる分析器のさらに別の総体的な例である。

【０１０７】変換されたデータは、次に分析エンジン３３２へ送られる。分析エンジン３３
２は、しきい値データのあらゆる必要な統計分析を実行することで光信号を評価
する。例えば、過負荷は電気光学スイッチの、そしてネットワークの飽和を示す
ので、分析エンジン３３２は、高しきい値の電力過負荷の相対周波数を評価する
ことで、使用可能な帯域を決定することができる。さらに、分析エンジン３３２
は、光ネットワークにかけての信号変換の制御の評価であり、また、光信号の別
の品質特性である、光信号中の相対変化を計算することができる。

【０１０８】分析エンジン３３２の好ましい実施例によれば、例えばトラフィックカウンタ
によって提供された情報のような、光信号について収集された情報は比較的単純
である。このような情報は、ホストインターフェース３０９を介してホストに供
給され、次に、予め定義されたサンプリング値で検索されることがさらに好まし
い。リカバリされたクロックが、データ値の識別に使用されることが好ましい。
任意で、少なくとも２．５Ｇｂｐｓの飽和値でのデータ分析を提供するために、
分析エンジン３３２が、ＤＳＰ、ＣＰＵ、ＡＳＩＣチップの組み合わせおよび／
またはファームウェアとして構成されることが好ましい。また任意で、光信号に
ついて複数の異なる波長の光を受容するために、複数の受信機３２６が分析エン
ジン３３２を共用することがさらに好ましい。

【０１０９】図２０は、本発明による例証的な管理分析器の第２実施例を示す。この実施例
では、例証的な管理分析器３３４は、図１９で示した実施例と同様に、スイッチ
インターフェース３０２と接続している。しかしながら、ここでは、管理分析器
３３４は、光チャネルセレクタ３３８と接続した単一の受信機３３６を特徴とす
る。光チャネルセレクタ３３８は、光チャネルを選択し、その波長の光を受信機
３３６へ送る。光チャネルセレクタ３３８が、「連続」選択で、各チャネルから
順に光を選択することが好ましい。任意で、光チャネルセレクタ３３８が、例え
ばホストインターフェース３０９を介したホスト（図示せず）からの指示によっ
て構成可能であることがさらに好ましい。クロック３２８、データ変換器３３０
、分析エンジン３３２を含む、管理分析器３３４の残りの構成要素は、図１９の
場合と同様に実現される。任意で、光チャネルセレクタは電子ホログラフィック
スイッチであることが好ましい。

【０１１０】図２１は、本発明による管理分析器の第３の例証的実施例を示しており、これ
は、光信号分析のための信号チャネル選択と、連続した光信号監視の両方を可能
にする混合構成を備えている。任意で、この分析器に電力レベル監視機能を採用
することができる。また任意で、さらにエラー検出機能を特徴とすることがより
好ましい。図１９、図２０の実施例と同様に、ここでも管理分析器３４０はスイ
ッチインターフェース３０２と接続している。図２０と同様に、管理分析器３４
０はやはり、光チャネルセレクタ３３８と接続した単一の受信機３３６を特徴と
している。またここでも、光チャネルセレクタ３３８は光チャネルを選択し、そ
の波長の光を受信機３３６へ送信する。ホストインターエース３０９、クロック
３２８、データ変換器３３０、分析エンジン３３２を含む、管理分析器３４０の
別の構成要素は、図１９、図２０の場合と同様に実現される。

【０１１１】連続した光信号の監視を行うために、管理分析器３４０は、受信した光信号を
さらなる分析のためにデジタル電圧信号に変換する光検出器３４２を特徴として
いる。分析エンジン３３２３は、電力レベルにおける、許容範囲外の（この範囲
の上下の）あらゆる変化を検出できることが好ましい。任意で、このような検出
は、光信号の品質特性のさらなる例である、データ値の識別とデータエラーの検
出に使用されることがより好ましい。また、このような検出をしきい値分析と結
合することで、光信号が許容範囲から外れた際にアラームが鳴るようにすること
がより好ましい。光信号の電力レベルのさらに正確な決定を行うために、分析エ
ンジン３３２が、光スイッチによって実施される光減衰を推定できることが最も
好ましい。

【０１１２】本発明を、限定された数の実施例に関連して説明してきたが、本発明の多くの
応用、変更、その他の用途が可能であることが理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】本発明が基本とする、従来技術による電子ホログラフィックスイッチの動作を
示す略図である。

【図１Ｂ】本発明が基本とする、従来技術による電子ホログラフィックスイッチの動作を
示す略図である。

【図１Ｃ】本発明が基本とする、従来技術による電子ホログラフィックスイッチの動作を
示す略図である。

【図１Ｄ】本発明が基本とする、従来技術による電子ホログラフィックスイッチの動作を
示す略図である。

【図２】本発明の基本装置の最も基本的な実施例を示す略図である。

【図３】図２の装置の拡張実施例を示す略図である。

【図４】図２の装置の別の拡張実施例を示す略図である。

【図５】図２の装置の第３拡張実施例を示す略図である。

【図６】本発明のある複合装置を示す略図である。

【図７】本発明の別の複合装置を示す略図である。

【図８】本発明の第３複合装置を示す略図である。

【図９】本発明の第４複合装置を示す略図である。

【図１０】本発明の第５複合装置を示す略図である。

【図１１】本発明の第６複合装置を示す略図である。

【図１２】電力等化のための、本発明による電子ホログラフィックタップの使用を示す略
図である。

【図１３】本発明のアッド／ドロップ合波器を示す略図である。

【図１４】図１３のアッド／ドロップ合波器用の別のアッドモジュールを示す略図である
。

【図１５】図１３のアッド／ドロップ合波器における、電力等化の別方法を示す図である
。

【図１６Ａ】同一の光屈折結晶上に組み立てた２つの電子ホログラフィックスイッチを示す
側面図である。

【図１６Ｂ】同一の光屈折結晶上に組み立てた２つの電子ホログラフィックスイッチを示す
正面図である。

【図１７】本発明の好ましい検出モジュールを示す略ブロック線図である。

【図１８】本発明の好ましい光信号電力レベル決定装置を示す略ブロック線図である。

【図１９】単一チャネル専用の、本発明による管理分析装置の第１の好ましい実施例であ
る。

【図２０】チャネルの切り換えが可能な、本発明による管理分析器の第２の好ましい実施
例である。

【図２１】混合した形態における、本発明による管理分析装置の第３の好ましい実施例で
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者ルビッサ，アッサフイスラエル， 20155 ミスガヴ，ヤード 102 Ｆターム(参考） 2H049 AA25 AA44 AA50 AA59 AA62 2K002 AA02 AB05 BA06 CA02 DA01 EA07 EA14 EA30 EB02 EB09 HA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の離散的波長のいずれかの光を複数の出力導線のいずれ
かに切り換える装置であって、（ａ）各波長および各出力導線について、前記各波長の光の制御可能部分を前
記各出力導線に切り換えるための電子ホログラフィックスイッチを有し、共通出
力導線の前記電子ホログラフィックスイッチが光結合しており、共通波長の前記
光ホログラフィックスイッチが光結合していることを特徴とする装置。
【請求項２】（ｂ）各波長について、前記各波長の光を、その他全ての
波長の光を通過させながら、前記関連する電子ホログラフィックスイッチへ逸ら
す機構をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】前記機構がフィルタを有することを特徴とする請求項２に記
載の装置。
【請求項４】前記各電子ホログラフィックスイッチが、前記各電子ホログ
ラフィックスイッチによって切り換えられた前記波長に特定のグレーティングを
含んだ光屈折結晶を少なくとも１つ有することを特徴とする請求項３に記載の装
置。
【請求項５】前記グレーティングが、前記結晶内にホログラムとして保存
されることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】前記光屈折結晶が、タンタル酸ニオブ酸カリウム、ニオブ酸
ストロンチウムバリウム、タンタル酸ニオブ酸カリウムリチウムから成るグルー
プより選択した光屈折材料を有することを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項７】前記光屈折結晶が、銅およびバナジウムをドープしたタンタ
ル酸ニオブ酸カリウムリチウムを含むことを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】前記グレーティングの各々が、実質的に９０°と等しい角度
にて前記切り換えを行うことを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項９】（ｂ）前記波長の少なくとも１部分の各々について、前記
各波長の光の前記制御可能部分を前記出力導線に切り換えた後に残った前記各波
長の光を受容する検出器をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の装置
。
【請求項１０】前記検出器がさらに、（ｉ）前記電子ホログラフィックスイッチと接続し、前記各波長の光の前記制
御部分を前記出力導線に切り換えた後に残った前記各波長の光を受容するための
スイッチインターフェースを有し、（ｉｉ）前記各波長の光の制御可能部分を前記出力導線に切り換えた後に残っ
た前記各波長の光に従って、前記スイッチインターフェースから光信号を受信し
、分析のために前記光信号を電圧に変換するための分析器を有することを特徴と
する請求項９に記載の装置。
【請求項１１】前記分析器がさらに、（１）前記スイッチインターフェースから前記光信号を受信し、前記光信号を
前記電圧に変換するための光検出器を有し、（２）前記電圧を高圧しきい値と比較するための高しきい値電圧コンパレータ
を有し、これにより、前記電圧が前記高圧しきい値よりも高い場合には、高圧表
示が表示され、（３）前記電圧を低圧しきい値と比較するための低しきい値電圧コンパレータ
を有し、これにより、前記電圧が前記低圧しきい値よりも低い場合には、低圧表
示が表示されることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】前記低圧表示と前記高圧表示の少なくとも１つがＬＥＤで
あることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】前記装置がホストと連絡しており、前記装置がさらに、前
記ホストへ情報を送信するためのホストインターフェースを有し、前記低圧表示
および前記高圧表示の少なくとも１つが、前記ホストへ送信するためのアラーム
表示であることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】前記装置がホストと連絡しており、前記装置がさらに、前
記ホストへ情報を送信するためのホストインターフェースを有し、前記分析器が
さらに、（１）前記スイッチインターフェースから光信号を受信し、前記光信号を前記
電圧に変換するためのトランジスタを有し、（２）前記電圧をデジタル信号に変換し、前記ホストインターフェースを介し
て前記デジタル信号を前記ホストへ送信するための、アナログからデジタルへの
（Ａ／Ｄ）変換器を有することを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１５】前記Ａ／Ｄ変換器が、前記ホストインターフェースを介し
て前記ホストから要求を受信すると、前記ホストへ前記デジタル信号を送信する
ことを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】前記検出器がさらに、（ｉ）前記電子ホログラフィックスイッチと接続し、前記各波長の光の前記制
御部分を前記出力導線に切り換えた後に残った前記各波長の光を受信するための
スイッチインターフェースを有し、（ｉｉ）前記光信号の品質を決定するために、前記光信号の少なくとも１つの
波長を分析するための管理分析器を有することを特徴とする請求項９に記載の装
置。
【請求項１７】前記光信号が複数の波長を備え、前記検出器がさらに、前
記光信号の前記複数の波長の１つを前記管理分析器に切り換えるための電子ホロ
グラフィックスイッチを有することを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】前記管理分析器がさらに、（１）前記光信号の単一波長を受信し、前記光信号の前記信号波長をデジタル
信号に変換するための受信機を少なくとも１つ有し、（２）前記光信号の前記品質を決定するべく、前記デジタル信号を分析するた
めの分析エンジンを有することを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】前記受信機からの前記デジタル信号が、直列デジタル信号
であり、前記管理分析器がさらに、（３）前記直列デジタル信号を並列デジタル信号に変換し、前記並列デジタル
信号を前記分析エンジンへ送信するためのデータ変換器を有することを特徴とす
る請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】前記管理分析器がさらに、（１）前記光信号の波長を選択するための光信号波長セレクタを有し、（２）前記光信号の前記波長を受信し、前記光信号の前記波長をデジタル信号
に変換するための単一受信機を有し、（３）前記光信号の前記品質を決定するべく、前記デジタル信号を分析するた
めの分析エンジンを有することを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項２１】前記管理分析器がさらに、（４）前記光信号波長セレクタからの前記光信号の電力を監視するための光検
出器を有することを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】前記光信号波長セレクタが電子ホログラフィックスイッチ
であることを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【請求項２３】（ｂ）各波長について、前記各波長の光の前記制御可能
部分を前記出力導線に切り換えた後に残った前記各波長の光をアップリンク導線
へ逸らす機構をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項２４】前記残りの光を前記アップリンク導線へ逸らす機構が、電
子ホログラフィックスイッチを有することを特徴とする請求項２３に記載の装置
。
【請求項２５】前記出力導線の少なくとも１つが、前記少なくとも１つの
出力導線へ切り換えられた前記光の前記制御可能部分を受容し、単一出力波長の
関連する光を発するためのトランスポンダを有することを特徴とする請求項１に
記載の装置。
【請求項２６】（ｂ）前記出力導線の少なくとも１部分の各々について
、（ｉ）検出器と、（ｉｉ）前記各出力導線へ切り換えられた前記光の前記制御可能な部分の各々
の副部分を前記検出器へ逸らす機構とをさらに有することを特徴とする請求項１
に記載の装置。
【請求項２７】前記副部分を逸らす機構が、ビームスプリッタと電子ホロ
グラフィックスイッチから成るグループより選択した構成要素を有することを特
徴とする請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】（ｂ）前記波長の少なくとも１部分の各々について、（ｉ）前記各波長以外の波長の光を発光する光源をさらに有し、（ｉｉ）前記出力導線の各々について、前記各波長の前記光の前記制御可能部
分を前記各出力導線へ切り換える前記電子ホログラフィックスイッチから前記他
の波長の前記光を受容する検出器を有することを特徴とする請求項１に記載の装
置。
【請求項２９】複数の離散的波長のいずれかの光を複数の出力導線のいず
れかに切り換える方法であって、（ａ）各波長および各出力導線について、対応する電子ホログラフィックスイ
ッチを提供する段階と、（ｂ）各波長について、前記各波長の光を、前記各波長の前記電子ホログラフ
ィックスイッチへ逸らす段階と、（ｃ）各電子ホログラフィックスイッチについて、前記各スイッチの前記対応
する波長の光の所望部分を、前記各スイッチの前記対応する出力導線へさらに逸
らすべく、前記各スイッチの状態を設定する段階とを有することを特徴とする方
法。
【請求項３０】前記各スイッチの前記状態の前記設定が、前記各スイッチ
の前記対応する波長の光の前記所望部分を、前記各スイッチの前記対応する出力
導線へさらに逸らすのに有効な電圧を前記各スイッチに印加することにより実行
されることを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】（ｄ）各波長について、前記各波長の光の前記所望部分
が前記出力導線に逸らされた後に残った前記各波長の光の強度を測定する段階と
、（ｅ）前記測定した強度に基づいて、前記電圧を調整する段階とをさらに有す
ることを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】（ｄ）各出力導線について、前記各波長の所望部分が前
記各出力導線に逸らされたことを証明する段階をさらに有することを特徴とする
請求項２９に記載の方法。
【請求項３３】前記証明が、各出力導線について、（ｉ）前記各出力導線に逸らされた前記光の前記各所望部分の副部分を逸らす
段階と、（ｉｉ）前記副部分の強度を測定する段階とを含む段階によって実行されるこ
とを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】前記証明が、各波長について、（ｉ）前記各波長以外の波長の光を、前記対応する電子ホログラフィックスイ
ッチにおいて逸らす段階と、（ｉｉ）各出力導線について、前記対応する電子ホログラフィックスイッチに
よって逸らされた、前記各波長以外の前記波長の前記光の強度を測定する段階と
を含む段階によって実行されることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】複数の離散的波長のいずれかの光を第１、第２複数の出力
導線のいずれかに切り換える装置であって、（ａ）第１モジュールが、（ｉ）前記第１複数の各波長および各出力導線について、前記各波長の光の
制御可能部分を、前記第１複数の前記各出力導線に切り換えるための電子ホログ
ラフィックスイッチを有し、前記第１複数の共通出力導線の前記電子ホログラフ
ィックスイッチが光結合しており、前記共通波長の電子ホログラフィックスイッ
チが光結合しており、（ｂ）第２モジュールが、（ｉ）前記第２複数の各波長および各出力導線について、前記各波長の光の
制御可能部分を、前記第２複数の前記各出力導線に切り換えるための電子ホログ
ラフィックスイッチを有し、前記第２複数の共通出力導線の前記電子ホログラフ
ィックスイッチが光結合しており、前記共通波長の電子ホログラフィックスイッ
チが光結合していることを特徴とする装置。
【請求項３６】前記第１モジュールがさらに、（ｉｉ）各波長について、前記各波長の光を、その他全ての波長の光を通過
させながら、前記対応する電子ホログラフィックスイッチへ逸らす機構をさらに
有することを特徴とする請求項３５に記載の装置。
【請求項３７】前記各波長について、前記第２モジュールの前記対応する
電子ホログラフィックスイッチが、前記第１モジュールの前記対応する電子ホロ
グラフィックスイッチと光結合していることを特徴とする請求項３５に記載の装
置。
【請求項３８】第１および第２複数の離散的波長のいずれかの光を第１
および第２複数の出力導線のいずれかに切り換える装置であって、（ａ）アップリンク導線を有し、（ｂ）第１モジュールをさらに有し、前記第１モジュールが、（ｉ）前記第１複数の波長の各波長と、前記第１複数の出力導線の各出力と
について、前記各波長の光の制御可能部分を前記各出力導線に切り換えるための
電子ホログラフィックスイッチを有し、共通出力導線の前記電子ホログラフィッ
クスイッチが光結合しており、共通波長の前記電子ホログラフィックスイッチが
光結合しており、（ｉｉ）前記第１複数の各波長について、前記各波長の光の前記制御可能部
分を前記第１複数の出力導線に切り換えた後に残った前記各波長の前記光を前記
アップリンク導線に逸らす機構を有し、（ｃ）第２モジュールをさらに有し、前記第２モジュールが、（ｉ）前記複数の波長の各波長と、前記第２複数の出力導線の各出力導線と
について、前記各波長の光の制御部分を前記各出力導線に切り換えるための電子
ホログラフィックスイッチを有し、共通出力導線の前記電子ホログラフィックス
イッチが光結合しており、共通波長の前記電子ホログラフィックスイッチが光結
合しており、（ｉｉ）前記第２複数の各波長について、前記各波長の光を、その他全ての
波長の光を通過させながら、前記各電子ホログラフィックスイッチに逸らすため
の、前記アップリンク導線と光結合した機構を有することを特徴とする装置。
【請求項３９】第１および第２複数の離散的波長のいずれかの光を複数の
出力導線のいずれかに切り換えるための装置であって、（ａ）第１モジュールを有し、前記第１モジュールが、（ｉ）前記第１複数の各波長と、各出力導線とについて、前記第１複数の前
記各波長の光の制御可能部分を前記各出力導線に切り換えるための電子ホログラ
フィックスイッチを有し、共通出力導線の前記電子ホログラフィックスイッチが
光結合しており、前記第１複数の共通波長の前記電子ホログラフィックスイッチ
が光結合しており、（ｂ）さらに第２モジュールを有し、前記第２モジュールが、（ｉ）前記第２複数の各波長と、各出力導線とについて、前記第２複数の前
記各波長の光の制御可能部分を、前記各出力導線に切り換えるための電子ホログ
ラフィックスイッチを有し、共通出力導線の前記電子ホログラフィックスイッチ
が光結合されており、前記第２複数の共通波長の前記電子ホログラフィックスイ
ッチが光結合されていることを特徴とする装置。
【請求項４０】前記各モジュールがさらに、前記対応する複数の各波長に
ついて、（ｉｉ）前記対応する複数の前記各波長の光を、他の全ての波長の光を通過
させながら、前記対応する電子ホログラフィックスイッチへ逸らすための機構を
有することを特徴とする請求項３９に記載の装置。
【請求項４１】各出力導線について、前記第１モジュールの前記対応する
電子ホログラフィックスイッチが、前記第２モジュールの前記対応する電子ホロ
グラフィックスイッチと光結合していることを特徴とする請求項３９に記載の装
置。
【請求項４２】（ｃ）アップリンク導線をさらに有し、各前記モジュールが、前記対応する複数の各波長について、（ｉｉｉ）前記対応する複数の前記波長の各々の光の制御可能部分を前記出
力導線へ逸らした後に残った前記対応する複数の前記各波長の光を前記アップリ
ンク導線へ逸らすための機構をさらに有することを特徴とする請求項３９に記載
の装置。
【請求項４３】複数の入力導線の少なくとも１つからの複数の離散的波長
のいずれかの光を、複数の出力導線のいずれかに切り換えるための装置であって
、（ａ）各入力導線についてモジュールを有し、前記モジュールが、（ｉ）各波長および各出力導線について、前記各波長の光の制御可能部分を
前記各出力導線に切り換えるための電子ホログラフィックスイッチを有し、共通
出力導線の前記電子ホログラフィックスイッチが光結合されており、共通波長の
前記電子ホログラフィックスイッチが光結合されており、（ｉｉ）各波長について、前記各入力導線からの前記各波長の光を、他の全
ての波長の光を通過させながら、前記対応する電子ホログラフィックスイッチへ
逸らすための機構を有し、（ｂ）各出力導線について、全ての前記対応する電子ホログラフィックスイッ
チの出力を前記各出力導線内に組み合わせるための合波器を有することを特徴と
する装置。
【請求項４４】第１複数の離散的波長のいずれかの光を、第２複数の離散
的波長のいずれかの光に変換するための装置であって、前記第１、第２複数の数
が等しく、前記第２複数の離散的波長の光を複数の出力導線のいずれかに切り換
え、（ａ）第１モジュールを有し、前記第１モジュールが、（ｉ）前記第１複数の波長と同数の、複数のトランスポンダを有し、前記ト
ランスポンダの各々が、前記第２複数の対応する波長の光を出力し、（ｉｉ）前記第１複数の各波長と、各トランスポンダとについて、前記第１
複数の前記各波長の光の制御可能部分を前記各トランスポンダに切り換えるため
の電子ホログラフィックスイッチを有し、共通トランスポンダの前記電子ホログ
ラフィックスイッチが光結合されており、前記第１複数の共通波長の前記電子ホ
ログラフィックスイッチが光結合されており、（ｂ）第２モジュールをさらに有し、前記第２モジュールが、（ｉ）前記第２複数の各波長と、各出力導線とについて、前記第２複数の前
記各波長の光の制御可能部分を前記各出力導線に切り換えるための電子ホログラ
フィックスイッチを有し、共通出力導線の前記電子ホログラフィックスイッチが
光結合されており、前記第２複数の共通波長の前記電子ホログラフィックスイッ
チが光結合されていることを特徴とする装置。
【請求項４５】前記第１モジュールがさらに、前記第１複数の各波長につ
いて、（ｉｉｉ）前記第１複数の前記各波長の光を、他の全ての波長の光を通過させ
ながら、前記対応する電子ホログラフィックスイッチへ逸らすための機構を有す
ることを特徴とする請求項４４に記載の装置。
【請求項４６】前記第１モジュールがさらに、（ｉｉｉ）前記第１複数の前記波長の少なくとも１部分の各々について、前記
各波長の光の前記制御可能部分を前記トランスポンダに切り換えた後に残った前
記各波長の光を受容するための検出器を有することを特徴とする請求項４４に記
載の装置。
【請求項４７】前記第２モジュールがさらに、（ｉｉ）前記第２複数の波長の少なくとも１部分の各々について、前記各波長
の光の前記制御可能部分を前記出力導線に切り換えた後に残った前記各波長の光
を受容するための検出器を有することを特徴とする請求項４６に記載の装置。
【請求項４８】各々が対応する離散的波長の光を有する複数のチャネルで
信号が送信される光通信システムにおいて、少なくとも１つの入力信号を前記対
応する副複数のチャネル上の関連する少なくとも１つの出力信号と置き換えるた
めのアッド／ドロップ合波器が、（ａ）アップリンク導線と、（ｂ）ドロップモジュールとを有し、前記ドロップモジュールが、（ｉ）複数の分岐導線を有し、（ｉｉ）前記副複数の各波長と、前記各分岐導線とについて、前記副複数の
前記各波長の光の制御可能部分を前記各分岐導線に切り換えるための電子ホログ
ラフィックスイッチをさらに有し、共通分岐導線の前記電子ホログラフィックス
イッチが光結合されており、前記副複数の共通波長の前記電子ホログラフィック
スイッチが光結合されており、（ｉｉｉ）前記副複数の前記各波長の光を、他の全ての波長の光を前記アッ
プリンク導線に送りながら、前記対応する電子ホログラフィックスイッチへ逸ら
すための機構をさらに有し、（ｃ）アッドモジュールをさらに有し、前記アッドモジュールが、（ｉ）複数の置き換え導線と、（ｉｉ）前記各置き換え導線からの前記副複数の波長の光を、前記アップリ
ンク導線へ逸らすための機構とを有することを特徴とするアッドドロップ合波器
。
【請求項４９】前記各置き換え導線からの前記副複数の波長の光を前記ア
ップリンクへ逸らすための前記機構が、前記各置き換え導線について１つのｙ接
合を有することを特徴とする請求項４８に記載のアッドドロップ合波器。
【請求項５０】前記置き換え導線からの前記副複数の波長の光を前記アッ
プリンクへ逸らすための前記機構が、前記置き換え導線の各々について１つの広
帯域スイッチを有することを特徴とする請求項４８に記載のアッドドロップ合波
器。
【請求項５１】前記置き換え導線からの前記副複数の波長の光を前記アッ
プリンクへ逸らすための前記機構が、前記置き換え導線の各々について１つの電
子ホログラフィックスイッチを有することを特徴とする請求項４８に記載のアッ
ドドロップ合波器。
【請求項５２】各々が対応する離散的波長を有する複数のチャネル内で共
通の導線を介して信号が送信される光通信システムにおいて、前記チャネルをタ
ッピングする装置を有し、前記装置が、（ａ）各チャネルについて、前記各チャネルの前記信号の制御可能部分を共通
導線から逸らすための対応する電子ホログラフィックスイッチを有することを特
徴とする装置。
【請求項５３】（ｂ）各チャネルについて、前記各チャネルの前記信号
の前記制御可能部分の強度を測定する機構をさらに有することを特徴とする請求
項５２に記載の装置。
【請求項５４】（ｃ）前記電子ホログラフィックスイッチの上流に、前
記チャネルの強度を増幅するための増幅器をさらに有し、（ｄ）前記増幅器の上流に、測定した前記信号の前記制御部分の前記強度に基
づいて、前記チャネルの強度を調整するための機構をさらに有することを特徴と
する請求項５３に記載の装置。
【請求項５５】特定の波長の光を切り換えるための電子ホログラフィック
スイッチであって、（ａ）複数の電子ホログラフィックグレーティングを含む光屈折材料の結晶を
有し、前記電子ホログラフィックグレーティングが、前記結晶内で横方向に向か
って離間しており、（ｂ）前記電子ホログラフィックグレーティングの各々について、前記各グレ
ーティングを作動するための２つの電極をさらに有することを特徴とする電子ホ
ログラフィックスイッチ。
【請求項５６】前記光屈折材料が、タンタル酸ニオブ酸カリウム、ニオブ
酸ストロンチウムバリウム、タンタル酸ニオブ酸カリウムリチウムから成るグル
ープより選択されていることを特徴とする請求項５５に記載の装置。
【請求項５７】付加された電界の手段によって再構成が制御可能な複数の
重ね合わせたホログラムを収容していることを特徴とする、常誘電性の光屈折材
料を有する光スイッチ。
【請求項５８】光信号を１次出力導線に切り換えるために、前記光信号の
増幅のレベルを決定する方法であって、前記方法が、（ａ）前記光信号を前記１次出力導線に切り換えるための電子ホログラフィッ
クスイッチを少なくとも１つ提供する段階と、（ｂ）前記電子ホログラフィックスイッチを介して、前記光信号の第１部分を
前記１次出力導線へ逸らし、前記電子ホログラフィックスイッチを介して、前記
光信号の第２部分を２次出力導線へ逸らす段階と、（ｃ）前記第２部分の電力を検出する段階と、（ｄ）前記検出した前記第２部分の電力に基づいて、前記第１部分の電力を調
整する段階とを有することを特徴とする方法。
【請求項５９】前記第１部分の前記電力の前記調整が、前記少なくとも１
つの電子ホログラフィックスイッチの各々に、関連する電圧を印加することによ
って実施されることを特徴とする請求項５８に記載の方法。
【請求項６０】前記光信号が複数の波長を有し、前記複数の波長の各々が
、対応する電子ホログラフィックスイッチによって、対応する１次出力導線に切
り換えられることを特徴とする請求項５８に記載の方法。
【請求項６１】光信号の少なくとも１つの品質特性を分析する方法であっ
て、前記方法が、（ａ）分析のために、前記光信号の少なくとも１部分を逸らすための電子ホロ
グラフィックスイッチを提供する段階と、（ｂ）分析のために、前記光信号の少なくとも１部分を逸らす段階と、（ｃ）前記少なくとも１つの品質特性を決定するために、前記光信号の前記少
なくとも１部分を分析する段階とを有することを特徴とする方法。
【請求項６２】前記少なくとも１つの品質特性が、前記光信号のレベルの
前記光ホログラフィックスイッチへの飽和であり、前記段階（ｃ）がさらに、（ｉ）前記光信号の前記少なくとも１部分を電圧に変換する段階と、（ｉｉ）前記電圧を最大の事前設定高しきい値と比較する段階と、（ｉｉｉ）前記電圧が前記最大の事前設定高しきい値よりも高い場合に、前記
電子ホログラフィックスイッチへの前記光信号の前記レベルが飽和していること
を決定する段階とを有することを特徴とする請求項６１に記載の方法。
【請求項６３】前記少なくとも１つの品質特性が、前記電子ホログラフィ
ックスイッチへの低レベルの光信号であり、前記段階（ｃ）がさらに、（ｉ）前記光信号の前記少なくとも１部分を電圧に変換する段階と、（ｉｉ）前記電圧を最小の事前低しきい値と比較する段階と、（ｉｉｉ）前記電圧が前記最小の事前設定低しきい値よりも低い場合に、前記
電子ホログラフィックスイッチへの前記光信号の前記レベルが前記低レベルにあ
ることを決定する段階とを有することを特徴とする請求項６１に記載の方法。
【請求項６４】前記少なくとも１つの品質特性が、前記電子ホログラフィ
ックスイッチへの前記光信号の電力であり、前記段階（ｃ）がさらに、（ｉ）前記光信号の前記少なくとも１部分を電圧に変換する段階と、（ｉｉ）前記電圧をデジタル信号に変換する段階と、（ｉｉｉ）前記デジタル信号からの前記光信号の前記電力を決定する段階とを
有することを特徴とする請求項６１に記載の方法。
【請求項６５】前記少なくとも１つの品質特性が、前記光信号の減衰であ
ることを特徴とする請求項６１に記載の方法。
【請求項６６】前記光信号が複数の波長を含み、前記段階（ａ）がさらに
、複数の電子ホログラフィックスイッチを提供する段階を有し、前記複数の電子
ホログラフィックスイッチの各々が前記複数の波長の１つの専用であり、かくし
て、前記複数の波長の各々について前記段階（ｂ）、（ｃ）が実施されることを
特徴とする請求項６１に記載の方法。
【請求項６７】前記複数の波長の各々について、前記段階（ｂ）、（ｃ）
が連続して実施されることを特徴とする請求項６６に記載の方法。
【請求項６８】前記複数の波長の少なくとも２つについて、前記段階（ｂ
）、（ｃ）が実質的に同時に実施されることを特徴とする請求項６６に記載の方
法。
【請求項６９】光通信ネットワークを介して光信号が送信される通信方法
であって、前記光信号が、光媒体内に伝播される複数のチャネル内で記号化され
、前記方法が、（ａ）各チャネル内の残りの前記光信号が前記光媒体内で伝送を続ける一方で
、各チャネルにおいて前記光信号の１部分のみを逸らす段階と、（ｂ）各部分を電子信号に変換する段階と、（ｃ）前記ネットワークを、前記電子信号に基づいて管理する段階とを有する
ことを特徴とする方法。