JP2004135238A - 光分岐挿入装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来構成の光分岐挿入装置では挿入側インタフェース部の波長が固定されているため、光パスを自由に移設することができない。本発明は、このような問題を解決するために、光レベルでパスの変更が可能な光分岐挿入装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、入力ポート及び挿入ポートからの信号光を任意の出力ポート又は分岐ポートに方路変更できる光マトリクススイッチと、第一の光伝送路からの波長多重された信号光を波長毎の信号光に分波して前記光マトリクススイッチの入力ポートに出力する光分波器と、前記光マトリクススイッチの出力ポートからの信号光を合波して第二の光伝送路に送出する光合波器と、を利用して光レベルでパスの変更を行う。
【選択図】 図５
【解決手段】本発明は、入力ポート及び挿入ポートからの信号光を任意の出力ポート又は分岐ポートに方路変更できる光マトリクススイッチと、第一の光伝送路からの波長多重された信号光を波長毎の信号光に分波して前記光マトリクススイッチの入力ポートに出力する光分波器と、前記光マトリクススイッチの出力ポートからの信号光を合波して第二の光伝送路に送出する光合波器と、を利用して光レベルでパスの変更を行う。
【選択図】 図５
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長多重ネットワークにおいて信号光を挿抜する光分岐挿入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光分岐挿入装置の適用される光分岐挿入型リングネットワークの構成を図１に示す。図１において、８１は光分岐挿入装置、８２は各光分岐挿入装置を接続する光伝送路、８３はネットワークの外から各光分岐挿入装置にアクセスする光又は電気の挿入側信号、８４は各光分岐挿入装置からネットワークの外に送出される光又は電気の分岐側信号である。複数の光分岐挿入装置８１は光伝送路８２で接続され、リングネットワークを構成している。
【０００３】
光分岐挿入装置８１に入力された光又は電気の挿入側信号は、当該光分岐挿入装置８１においてネットワーク内を伝達するのに適切な信号光に変換された後、波長多重された信号光として光伝送路８２に送出される。当該波長多重された信号光は光伝送路８２を伝達して隣接する光分岐挿入装置に入力する。当該隣接する光分岐挿入装置では、当該波長多重された信号光から目的の信号光が分波され、分岐側信号８３として出力される。図１では、光伝送路の向きは反時計回りだけが記載されているが、信頼性向上のために、時計回りの光伝送路も用いたネットワークもある。
【０００４】
従来の光分岐挿入装置の構成（例えば、特許文献１参照。）を図２に示す。図２は片方向回りの光伝送路を使用する場合の装置構成を示している。図２において、８３はネットワークの外から各光分岐挿入装置にアクセスする光又は電気の挿入側信号、８４は各光分岐挿入装置からネットワークの外に送出される光又は電気の分岐側信号、９１は隣接する光分岐挿入装置からの波長多重された信号光を伝達する光伝送路、９２は波長多重された信号光を分離する光分波器、９３は光信号を挿入したり分岐したりする光分岐挿入スイッチ、９４は異なる波長の信号光を波長多重する光合波器、９５は隣接する光分岐挿入装置に波長多重された信号光を伝達する光伝送路、９６はネットワークの外から入力される信号を、ネットワークを伝達する光信号に変換する挿入側インタフェース部、９７はネットワーク内を伝達する信号光をネットワークの外に出力する分岐側インタフェース部である。
【０００５】
光分岐挿入スイッチ９３−１乃至９３−４は２×２の光スイッチである。その構成を図３に示す。図３において、９３は光分岐挿入スイッチ、９８−１は入力ポート、９８−２は挿入ポート、９８−３は出力ポート、９８−４は分岐ポートである。この光分岐挿入スイッチは２つの接続状態を持つ。即ち、ｔｈｒｏｕｇｈ状態とａｄｄ ＆ ｄｒｏｐ状態である。ｔｈｒｏｕｇｈ状態では入力ポート９８−１と出力ポート９８−３が接続され、ａｄｄ ＆ ｄｒｏｐ状態では挿入ポート９８−２と出力ポート９８−３とが接続され、入力ポート９８−１と分岐ポート９８−４とが接続される。
【０００６】
図２において、各光分岐挿入スイッチ９３の入力ポートには、光分波器９２の出力線が接続され、挿入ポートには挿入側インタフェース部９６が接続される。挿入側インタフェース部９６には挿入側信号８３が入力される。各光分岐挿入スイッチ９３の出力ポートは、光合波器９４の入力線に接続され、分岐ポートは、分岐側インタフェース部９７に接続される。分岐側インタフェース部９７からは分岐側信号８４が出力される。
【０００７】
波長多重された信号光が第一の光伝送路９１を介して、光分岐挿入装置に入力されると、必要な場合は前置増幅器によって増幅される。ここでは、前置増幅器は図示していない。増幅された信号光は光分波器９２によって個々の波長の信号光に分離される。分離された信号光は、その波長に従って光分岐挿入スイッチ９３の１つに入力される。光分岐挿入スイッチ９３がｔｈｒｏｕｇｈ状態のときは、入力された信号光は光合波器９４に出力され、他の光分岐挿入スイッチからの信号光と多重されて、第二の光伝送路９５に送信される。必要であれば、後置光増幅器で増幅される。ここでは、後置増幅器は図示していない。光分岐挿入スイッチ９３がａｄｄ ＆ ｄｒｏｐ状態のときは、光分波器９２から光分岐挿入スイッチ９３に入力された信号光は分岐側インタフェース部９７に出力され、ネットワークの外に伝達される。また、挿入側インタフェース部９６から光分岐挿入スイッチ９３に入力された信号光は、光合波器９４に出力され、他の光分岐挿入スイッチからの信号光と多重されて、第二の光伝送路９５に送信される。
【０００８】
光分波器９２の各出力線から出力される信号光の波長、及び光合波器９４の各入力線に入力される信号光の波長は固定されており、固定された波長以外の波長を持つ信号光は伝達することができない。例えば、図２において光分岐挿入スイッチ９３−１に接続する光分波器９２の出力線からの信号光の波長をλ１とすれば、光分岐挿入スイッチ９３−１が接続する光合波器９４の入力線に入力できる信号光の波長はλ１でなければならないため、光分岐挿入スイッチ９３−１を介して分岐挿入できる信号光の波長はλ１に限定され、他の波長は分岐挿入することができない。λ１と異なる波長の信号光は該当する光分岐挿入スイッチ９３を介して分岐挿入されなければならない。従って、それぞれの挿入側インタフェース部９６から光分岐挿入スイッチ９３に出力する信号光の波長は、接続する光分岐挿入スイッチによって決定され、それ以外の波長に変更することは不可能である。
【０００９】
ネットワーク内の光分岐挿入装置間に新規に光パスを設定する場合に、当該光分岐挿入装置間を結ぶ経路の途中にある既設の光パスの波長を変更することが必要な場合がある。光パスの変更例を図４に示す。図４はλ１乃至λ４の波長を収容可能なリングネットワークの一部を示している。図４において、８１−１乃至８１−４は光分岐挿入装置、白丸は光パスの始点、黒丸は光パスの終点である。図４（１）では、光分岐挿入装置８１−１から８１−３までλ１の光パス、光分岐挿入装置８１−２から８１−３までλ２の光パス、光分岐挿入装置８１−２から８１−４までλ３の光パス、光分岐挿入装置８１−３から８１−４までλ４の光パスが設定さている。この状態では光分岐挿入装置８１−１から８１−４まで新規に光パスを設定する余裕がない。そこで、図４（２）に示すように、光分岐挿入装置８１−３と８１−４を接続している波長λ４の光パスを、当該区間で未使用となっている波長λ２の光パスに移設することにより、光分岐挿入装置８１−１から８１−４までの光パスを確保できる。その結果、図４（３）に示すように、光分岐挿入装置８１−１から８１−４まで波長λ４の光パスを設定することができる。
【００１０】
しかし、既設の光パスを異なる波長に移設する必要が生じた場合に、従来構成の光分岐挿入装置では挿入側インタフェース部の波長が固定されているため、光パスを移設することができない。実効的に信号の流れを変更するためには、挿入側インタフェース部の前段と分岐側インタフェース部の後段に、電気信号で行うクロスコネクト機能を新設して、電気信号でパスの入れ替えを行わなければならない。しかし、近年は信号光の速度が高速であり、高速の時間スイッチや空間スイッチの実現が困難であるため、高速の電気信号でクロスコネクト機能を実現することができない。電気信号でクロスコネクトを行う替わりに、手動で接続線を変更することも考えられる。しかし、手動変更では遠隔制御もできず、また、ネットワークの制御保守に多大の稼動を要する。
【００１１】
【特許文献１】
特開２０００−３５４００６号公報 （第（７）頁〜第（８）頁、第１図）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題を解決するために、光レベルでパスの変更が可能な光分岐挿入装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本願第一発明は、入力ポート及び挿入ポートからの信号光を任意の出力ポート又は分岐ポートに方路変更できる光マトリクススイッチと、第一の光伝送路からの波長多重された信号光を波長毎の信号光に分波して前記光マトリクススイッチの入力ポートに出力する光分波器と、前記光マトリクススイッチの出力ポートからの信号光を合波して第二の光伝送路に送出する光合波器と、前記光マトリクススイッチの分岐ポートからの信号光を外部に出力する信号に変換する分岐側インタフェース部と、光伝送路に送出する信号を光伝送路で伝達される信号光に変換して出力する挿入側インタフェース部と、該挿入側インタフェース部から出力される信号光を光伝送路で伝達される任意の波長に変換して前記光マトリクススイッチの挿入ポートに出力する波長変換部と、を備える光分岐挿入装置である。
【００１４】
本願第二発明は、入力ポート及び挿入ポートからの信号光を任意の出力ポート又は分岐ポートに方路変更できる光マトリクススイッチと、第一の光伝送路からの波長多重された信号光を波長毎の信号光に分波して前記光マトリクススイッチの入力ポートに出力する光分波器と、前記光マトリクススイッチの出力ポートからの信号光を合波して第二の光伝送路に送出する光合波器と、前記光マトリクススイッチの分岐ポートからの信号光を外部に出力する信号に変換する分岐側インタフェース部と、光伝送路に送出する信号を変換して光伝送路で伝達される任意の波長で前記光マトリクススイッチの挿入ポートに出力する挿入側信号変換部と、を備える光分岐挿入装置である。
【００１５】
本願第三発明は、入力ポートからの信号光を対応する通過ポート又は任意の分岐ポートに方路変更できる光分岐スイッチ部、及び、該光分岐スイッチ部の通過ポートが対応する結合ポートに接続され、かつ、出力ポートには前記対応する結合ポート又は任意の挿入ポートからの信号光が方路変更できる光挿入スイッチ部で構成される光マトリクススイッチと、第一の光伝送路からの波長多重された信号光を波長毎の信号光に分波して前記光マトリクススイッチの入力ポートに出力する光分波器と、前記光マトリクススイッチの出力ポートからの信号光を合波して第二の光伝送路に送出する光合波器と、前記光マトリクススイッチの分岐ポートからの信号光を外部に出力する信号に変換する分岐側インタフェース部と、光伝送路に送出する信号を光伝送路で伝達される信号光に変換して出力する挿入側インタフェース部と、該挿入側インタフェース部から出力される信号光を光伝送路で伝達される任意の波長に変換して前記光マトリクススイッチの挿入ポートに出力する波長変換部と、を備える光分岐挿入装置である。
【００１６】
本願第四発明は、入力ポートからの信号光を対応する通過ポート又は任意の分岐ポートに方路変更できる光分岐スイッチ部、及び、該光分岐スイッチ部の通過ポートが対応する結合ポートに接続され、かつ、出力ポートには前記対応する結合ポート又は任意の挿入ポートからの信号光が方路変更できる光挿入スイッチ部で構成される光マトリクススイッチと、第一の光伝送路からの波長多重された信号光を波長毎の信号光に分波して前記光マトリクススイッチの入力ポートに出力する光分波器と、前記光マトリクススイッチの出力ポートからの信号光を合波して第二の光伝送路に送出する光合波器と、前記光マトリクススイッチの分岐ポートからの信号光を外部に出力する信号に変換する分岐側インタフェース部と、光伝送路に送出する信号を変換して光伝送路で伝達される任意の波長で前記光マトリクススイッチの挿入ポートに出力する挿入側信号変換部と、を備える光分岐挿入装置である。
【００１７】
本願第五の発明は、本願第三又は第四発明の光分岐挿入装置において、前記光マトリクススイッチは入力ポートからの信号光を対応する出力ポート又は任意の分岐ポートに方路変更でき、さらに、出力ポートには前記対応する入力ポート又は任意の挿入ポートからの信号光が方路変更できるように、前記光分岐スイッチ部と前記光挿入スイッチ部とが一体化されていることを特徴とする光分岐挿入装置である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
（実施の形態１）
本発明の実施の形態である光分岐挿入装置の構成を図５に示す。図５は、信号光伝達の片方向分の光分岐挿入装置の構成である。図５において、１１は隣接する光分岐挿入装置からの波長多重された信号光が入力される第一の光伝送路、１２は波長多重された信号光を分離する光分波器、１３は自由に方路設定の可能な光マトリクススイッチ、１４は波長の異なる信号光を波長多重する光合波器、１５は隣接する光分岐挿入装置に向かって波長多重された信号光を送出する第二の光伝送路、１６はネットワークの外から入力される信号をネットワークを伝達する信号光に変換する挿入側インタフェース部、１７はネットワークからの信号光をネットワークの外に出力する分岐側インタフェース部、２０は挿入側インタフェース部１６からの信号光をネットワークで使用する任意の波長に変換する波長変換部である。光マトリクススイッチ１３はノンブロッキングのマトリクス構成であり、そのクロスポイントの切替は外部の制御装置から制御できる。波長変換部２０の変換する波長も外部の制御装置から制御できる。
【００１９】
ここでは、光分波器１２の出力線数、光合波器１４の入力線数、挿入側インタフェース部１６の数、分岐側インタフェース部１７の数、波長変換部２０の数はそれぞれ４とし、光マトリクススイッチ１３の入力ポートの数と挿入ポートの数との合計及び出力ポートの数と分岐ポートの数との合計はその２倍の８としている。この結果、光分波器１２の総ての出力線からの信号光の波長を任意に変換して、光合波器１４の出力線に出力することができる。以下の実施の形態でも同様である。なお、発明の実施は、これらの数に限定されるものではない。
【００２０】
図５において、光分波器１２から出力された信号光は、光マトリクススイッチ１３の入力ポートに入力し、出力ポートから光合波器１４に出力されるか、光マトリクススイッチ１３の方路設定によって、分岐ポートから分岐側インタフェース部１７に出力される。挿入側インタフェース部１６から出力された信号光は、波長変換部２０によって所定の波長に波長変換され、光マトリクススイッチ１３の挿入ポートから入力し、光マトリクススイッチ１３の方路設定により、出力ポートから出力し、波長変換部２０で変換された波長に対応する光合波器１４の入力線に入力され、第二の光伝送路１５に送出される。
【００２１】
従って、本実施の形態の光分岐挿入装置では、光マトリクススイッチ１３により、光レベルで自由にパスの設定を行うことができるため、制御装置からの遠隔制御により光パスの設定、変更が可能となり、ネットワークの制御保守稼動を軽減することができた。
【００２２】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態である光分岐挿入装置の構成を図６に示す。図６は、信号光伝達の片方向分の光分岐挿入装置の構成である。図６において、１１は隣接する光分岐挿入装置からの波長多重された信号光が入力される第一の光伝送路、１２は波長多重された信号光を分離する光分波器、１３は自由に方路設定の可能な光マトリクススイッチ、１４は波長の異なる信号光を波長多重する光合波器、１５は隣接する光分岐挿入装置に向かって波長多重された信号光を送出する第二の光伝送路、１６はネットワークの外から入力される信号をネットワークを伝達する信号光に変換する挿入側インタフェース部、１７はネットワークからの信号光をネットワークの外に出力する分岐側インタフェース部、２０は挿入側インタフェース部１６からの信号光をネットワークで使用する任意の波長に変換する波長変換部である。光マトリクススイッチ１３はノンブロッキングのマトリクス構成であり、そのクロスポイントの切替は外部の制御装置から制御できる。波長変換部２０の変換する波長も外部の制御装置から制御できる。
【００２３】
本実施の形態では、挿入側インタフェース部１６の数、分岐側インタフェース部１７の数、波長変換部２０の数は、光分波器１２の出力線数や光合波器１４の入力線数よりも少なくしている。また、光マトリクススイッチ１３の入力ポートの数と挿入ポートの数との合計は光分波器１２の出力線数と挿入側インタフェース部１６の数との合計と同じくし、光マトリクススイッチ１３の出力ポートの数と分岐ポートの数との合計は光合波器１４の入力線数と分岐側インタフェース部１７の数との合計と同じくしている。
【００２４】
一般に、光マトリクススイッチは、その入出力数を少なくして規模を小さくすれば、低価格、高信頼になる。本実施の形態では、挿入側インタフェース部１６の数、及び分岐側インタフェース部１７の数が光分波器１２の出力線数又は光合波器１４の入力線数よりも少ないため、光マトリクススイッチ１３の入力ポート数と挿入ポート数、又は出力ポート数と分岐ポート数を削減することができ、装置の低価格化、高信頼化を実現することができた。
【００２５】
ここでは、光分波器１２の出力線数、光合波器１４の入力線数はそれぞれ４とし、挿入側インタフェース部１６の数、分岐側インタフェース部１７の数、波長変換部２０の数はそれぞれ３とし、光マトリクススイッチ１３の入力ポートの数と挿入ポートの数との合計、及び出力ポートの数と分岐ポートの数との合計はそれぞれ７としている。つまり、光マトリクススイッチ１３の入力ポートの数と挿入ポートの数との合計が光分波器１２の出力線数よりも多く、且つその２倍以下であり、さらに、光マトリクススイッチ１３の出力ポートの数と分岐ポートの数との合計が光合波器１２の入力線数よりも多く、且つその２倍以下としている。この結果、光分波器１２の一部の出力線からの信号光の波長を任意に変換して、光合波器１４の出力線に出力することができるが、ポート数を削減することはできる。以下の実施の形態でも同様である。なお、発明の実施は、これらの数に限定されるものではない。
【００２６】
図６において、光分波器１２から出力された信号光は、光マトリクススイッチ１３の入力ポートに入力し、出力ポートから光合波器１４に出力されるか、光マトリクススイッチ１３の方路設定によって、分岐ポートから分岐側インタフェース部１７に出力される。挿入側インタフェース部１６から出力された信号光は、波長変換部２０によって所定の波長に波長変換され、光マトリクススイッチ１３の挿入ポートから入力し、光マトリクススイッチ１３の方路設定により、出力ポートから出力し、波長変換部２０で変換された波長に対応する光合波器１４の入力線に入力され、第二の光伝送路１５に送出される。
【００２７】
従って、本実施の形態の光分岐挿入装置では、光レベルで自由にパスの設定を行うことができるため、制御装置からの遠隔制御により光パスの設定、変更が可能となり、ネットワークの制御保守稼動を軽減することができた。
【００２８】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態である光分岐挿入装置の構成を図７に示す。図７は、信号光伝達の片方向分の光分岐挿入装置の構成である。図７において、１１は隣接する光分岐挿入装置からの波長多重された信号光が入力される第一の光伝送路、１２は波長多重された信号光を分離する光分波器、１３は自由に方路設定の可能な光マトリクススイッチ、１４は波長の異なる信号光を波長多重する光合波器、１５は隣接する光分岐挿入装置に向かって波長多重された信号光を送出する第二の光伝送路、１７はネットワークからの信号光をネットワークの外に出力する分岐側インタフェース部、１８はネットワークの外から入力される信号を、ネットワークを伝達する信号形式であって、ネットワークで使用する任意の波長の信号光で出力する挿入側信号変換部である。光マトリクススイッチ１３はノンブロッキングのマトリクス構成であり、そのクロスポイントの切替は外部の制御装置から制御できる。挿入側信号変換部１８の出力する波長も外部の制御装置から制御できる。
【００２９】
ここでは、光分波器１２の出力線数、光合波器１４の入力線数、挿入側信号変換部１８の数、分岐側インタフェース部１７の数はそれぞれ４とし、光マトリクススイッチ１３の入力ポートの数と挿入ポートの数との合計及び出力ポート数の数と分岐ポートの数との合計はその２倍の８としている。この結果、光分波器１２の総ての出力線からの信号光の波長を任意に変換して、光合波器１４の出力線に出力することができる。なお、発明の実施は、これらの数に限定されるものではない。
【００３０】
図７において、光分波器１２から出力された信号光は、光マトリクススイッチ１３の入力ポートに入力し、出力ポートから光合波器１４に出力されるか、光マトリクススイッチ１３の方路設定によって、分岐ポートから分岐側インタフェース部１７に出力される。挿入側信号変換部１８は所定の波長で信号光を出力し、出力された信号光は、光マトリクススイッチ１３の挿入ポートから入力し、光マトリクススイッチ１３の方路設定により、出力ポートから出力し、挿入側信号変換部で出力された信号光の波長に対応する光合波器１４の入力線に入力され、第二の光伝送路１５に送出される。
【００３１】
従って、本実施の形態の光分岐挿入装置では、光レベルで自由にパスの設定を行うことができるため、制御装置からの遠隔制御により光パスの設定、変更が可能となり、ネットワークの制御保守稼動を軽減することができた。さらに、本実施の形態では、挿入側信号変換部１８が所定の波長で信号光を出力するため、波長変換部を不要とすることができた。
【００３２】
本実施の形態においても、実施の形態２と同様に、挿入側信号変換部１８の数、分岐側インタフェース部１７の数を、光分波器１２の出力線数、光合波器１４の入力線数よりも少なくし、また、光マトリクススイッチ１３の入力ポートの数と挿入ポートの数との合計を光分波器１２の出力線数と挿入側信号変換部１８の数との合計と同じくし、光マトリクススイッチ１３の出力ポートの数と分岐ポートの数との合計を光合波器１４の入力線数と分岐側インタフェース部１７の数との合計と同じくすれば、光マトリクススイッチ１３の入力ポートの数と挿入ポートの数、及び出力ポートの数と分岐ポートの数を削減することができ、装置の低価格化、光信頼化を実現することができる。
【００３３】
（実施の形態４）
本願発明の実施の形態における光マトリクススイッチは、ノンブロキングでかつ信号光のまま方路設定ができる構成であれば適用が可能である。このような光マトリクススイッチとしては、２次元ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｗｉｔｃｈ）、３次元ＭＥＭＳ、石英導波路上に熱光学効果型光スイッチ（ＴＯ−ＳＷ）を集積した構成がある。またｏｌｉｖｅスイッチ（参考文献：佐藤誠他、“熱毛細管現象を用いた交差導波路型マイクロ光スイッチの開発”、ＮＴＴ Ｒ＆Ｄ、Ｖｏｌ．４８、１月号、ｐｐ．９−１４）、跳ね橋型スイッチ（参考文献：Ｔａｋｅｓｈｉ Ｓａｉｔｏ他、”Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｗｉｔｃｈ ｕｓｉｎｇ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ ｗａｖｅｇｕｉｄｅ”， Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ， ＯＦＣ２００２， ＴｕＣ２， ｐｐ．１４−１５）等のクロス状に配置された導波路の各叉点において、信号光をそのまま直進させるか、又は交叉する導波路に反射結合させるかを切り替える構造の光マトリクススイッチであれば、本発明に適用することができる。
【００３４】
５×４の２次元ＭＥＭＳの構成を図８に示す。図８において、３０はＭＥＭＳミラー素子、３１乃至３３は入出力ポートである。これらの入出力ポートはいずれも光ファイバコリメータを備える。光ファイバコリメータは光ファイバからの光線を平行光線として出射したり、平行光線を光ファイバに収束させたりする機能を持つ。光ファイバコリメータにより、各入出力ポートからの信号光は平行光線で出射し、平行光線が光ファイバコリメータに入射すると、接続する光ファイバに集光されるように調整されている。ＭＥＭＳミラー素子３０は各入出力ポートの交点に配置され、外部からの制御でＯｎ状態にしたり、Ｏｆｆ状態にしたりすることができる。ここでは、５×４の２次元ＭＥＭＳの構成を示したが、ＭＥＭＳの構成はこの例に限定されるものではない。なお、図８において、行側の入出力ポート数と列側の入出力ポート数が等しい場合は正方２次元ＭＥＭＳの構成となる。３次元ＭＥＭＳは立体的に構成されたものである。
【００３５】
ＭＥＭＳミラー素子３０がＯｎ状態の場合、ミラーが露出し、信号光を交差する入出力ポートに反射する。ＭＥＭＳミラー素子３０がＯｆｆ状態の場合、ミラーは隠蔽されて信号を対向する入出力ポートに通過させる。光路上のＭＥＭＳミラー３０がすべてＯｆｆ状態になると、入出力ポート３１からの信号光は直進して、入出力ポート３２に入射する。例えば、図８におけるＭＥＭＳミラー３０をマトリクス（ｍ、ｎ）で表現する。（１、２）ＭＥＭＳミラーがＯｎ状態とすると、入出力ポート３１−１から出射した信号光はＭＥＭＳミラーで反射されて、入出力ポート３３−２に入射する。反対に、入出力ポート３３−２から出射した信号光はＭＥＭＳミラーで反射されて、入出力ポート３１−１に入射する。（４、１）〜（４、４）ＭＥＭＳミラーがすべてＯｆｆ状態とすると、入出力ポート３１−４から出射した信号光は入出力ポート３２−４に入射する。反対に、入出力ポート３２−４から出射した信号光は入出力ポート３１−４に入射する。
【００３６】
従って、ＭＥＭＳを光マトリクススイッチとして使用すると、先の実施の形態で説明した光分岐挿入装置を構成することができる。
【００３７】
（実施の形態５）
２次元ＭＥＭＳを適用した光分岐挿入装置の構成を図９に示す。図９は、信号光伝達の片方向分の光分岐挿入装置の構成である。図９において、１１は隣接する光分岐挿入装置からの波長多重された信号光が入力される第一の光伝送路、１２は波長多重された信号光を分離する光分波器、１４は波長の異なる信号光を波長多重する光合波器、１５は隣接する光分岐挿入装置に向かって波長多重された信号光を送出する第二の光伝送路、１６はネットワークの外から入力される信号をネットワークを伝達する信号光に変換する挿入側インタフェース部、１７はネットワークからの信号光をネットワークの外に出力する分岐側インタフェース部、２０は挿入側インタフェース部１６からの信号光をネットワークで使用する任意の波長に変換する波長変換部、４１は光合波器１２からの信号光を通過、分岐する分岐用ＭＥＭＳ、４２は光合波器への信号光を通過、挿入する挿入用ＭＥＭＳである。
【００３８】
波長変換部２０の変換する波長は外部の制御装置から制御できる。分岐用ＭＥＭＳ４１、挿入用ＭＥＭＳ４２のクロスポイントの切替も外部の制御装置から制御できる。光分波器１２、挿入用ＭＥＭＳ４２、分岐側インタフェース部１７と接続される分岐用ＭＥＭＳ４１の各入出力ポートは、それぞれ図８における入出力ポート３１、３２、３３が対応する。分岐用ＭＥＭＳ４１、光合波器１４、波長変換部２０と接続される挿入用ＭＥＭＳ４２の各入出力ポートは、それぞれ図８における入出力ポート３１、３２、３３が対応する。
【００３９】
実施の形態２で説明した光マトリクススイッチで、本実施の形態２と同等の機能を実現しようとすると９×９の光マトリクススイッチが必要になる。その叉点の数は８１になる。本実施の形態では５×４の光マトリクススイッチが２組である。その叉点の数は２０が２組となり、叉点の数を半減することができた。
【００４０】
図９において、光分波器１２から出力された信号光は、分岐用ＭＥＭＳ４１の入力ポートに入力し、通過ポートから出力して挿入用ＭＥＭＳ４２の結合ポートに入力し、挿入用ＭＥＭＳ４２の出力ポートを通過して光合波器１４に出力されるか、分岐用ＭＥＭＳ４１の方路設定によって、分岐ポートから分岐側インタフェース部１７に出力される。挿入側インタフェース部１６から出力された信号光は、波長変換部２０によって所定の波長に波長変換され、挿入用ＭＥＭＳ４２の挿入ポートから入力し、挿入用ＭＥＭＳ４２の方路設定により、出力ポートから出力し、波長変換部２０で変換された波長に対応する光合波器１４の入力線に入力され、第二の光伝送路１５に送出される。
【００４１】
なお、波長変換部２０及び挿入側インタフェース部１６を図７の挿入側信号変換部１８に置き換えても同等の動作が可能である。
従って、本実施の形態の光分岐挿入装置では、光レベルで自由にパスの設定を行うことができるため、制御装置からの遠隔制御により光パスの設定、変更が可能となり、また、ネットワークの制御保守稼動を軽減することができた。
【００４２】
本実施の形態において、挿入側インタフェース部１６の数あるいは分岐側インタフェース部１７の数が、光分波器１２の出力線数あるいは光合波器１４の入力線数に等しい場合、本光分岐挿入装置を通過するすべての信号光を任意に分岐、挿入することができる。挿入側インタフェース部１６の数あるいは分岐側インタフェース部１７の数を、光分波器１２の出力線数あるいは光合波器１４の入力線数に比較して少なくした場合、本光分岐挿入装置を通過する一部の信号光のみが分岐、挿入できる反面、分岐用ＭＥＭＳ４１及び挿入用ＭＥＭＳ４２のポート数を少なくすることができるため、装置の低価格化、高信頼化を実現することができた。以下の実施の形態でも同様である。
【００４３】
ここでは、光分波器１２の出力線数、光合波器１４の入力線数を５とし、挿入側インタフェース部１６の数、分岐側インタフェース部１７の数、波長変換部２０の数はそれぞれ４としているが、これらの数に限定されるものではない。
【００４４】
（実施の形態６）
先の実施の形態では、光マトリクススイッチとして２次元ＭＥＭＳを適用した場合を示したが、本発明では光マトリクススイッチが入力光を通過させるか分岐するか、又は２つの入力光のいずれかを出力させるかの機能を有していることが要件であり、光マトリクススイッチの種類について限定するものではない。図８に示す２次元ＭＥＭＳと同等の機能を有する光マトリクススイッチを図９に示す本光分岐挿入装置に適用できれば足りる。
【００４５】
このような光マトリクススイッチとして石英系光導波路で光マトリクススイッチを構成した例を図１０に示す。図１０において、３５乃至３７は入出力ポート、３９は本光マトリクススイッチの構成要素である２×２光スイッチである。入出力ポート３５、３６、３７はいずれも光ファイバコリメータを備える。２×２光スイッチ３８は熱によって石英系導波路の光学定数が変化して切替動作をする熱光学効果型光スイッチである。切替動作は２×２光スイッチ３８がバー状態とクロス状態のいずれかによって決定される。
【００４６】
２×２光スイッチ３９の切替動作を図１１で説明する。図１１において、３８−１、３８−２は入力端子、３８−３、３８−４は出力端子である。図１１において、バー状態では入力端子３８−１は出力端子３８−３に接続され、入力端子３８−２は出力端子３８−４に接続される。クロス状態では、入力端子３８−１は出力端子３８−４に接続され、入力端子３８−２は出力端子３８−３に接続される。
【００４７】
図１０において、２×２光スイッチが総てクロス状態のときは、入出力ポート３５−１乃至３５−４はそれぞれ入出力ポート３６−１乃至３６−４に接続される。２×２光スイッチが総てバー状態のときは、入出力ポート３５−１乃至３５−４はそれぞれ入出力ポート３７−１乃至３７−４に接続される。それぞれの２×２光スイッチの切替動作を制御することにより、入出力ポート３５は任意の入出力ポート３６又は入出力ポート３７と接続できる。この光マトリクススイッチの動作は、２×２光スイッチのバー状態とクロス状態をそれぞれ、図８におけるＭＥＭＳミラー素子のＯｎ状態、Ｏｆｆ状態と対応させれば、図８の２次元ＭＥＭＳの動作と全く等価となる。従って、図９における、分岐用ＭＥＭＳ４１と挿入用ＭＥＭＳ４２に代えて、図１０の光マトリクススイッチを適用すると、同等の機能を持つ光分岐挿入装置を実現することができた。ここでは、４×４の光マトリクススイッチで説明したが、４×４に限定されるものではない。なお、図１０において、入出力ポート３５の数と入出力ポート３７の数が等しい場合は正方マトリクスの光マトリクススイッチの構成となる。
【００４８】
また、前記ｏｌｉｖｅスイッチ、跳ね橋型スイッチ等のクロス状に配置された導波路の各叉点において、信号光を通過させるか、交叉する導波路に反射結合させるかを切り替える構造の光マトリクススイッチも、図８のＭＥＭＳのように、３方に入出力ポートを持たせれば、ＭＥＭＳと同等の機能を持つ光マトリクススイッチを構成することができる。従って、このような構成の光マトリクススイッチを図９の光分岐挿入装置に適用すると、ＭＥＭＳを適用した光分岐挿入装置と同等の機能を実現することができる。
【００４９】
（実施の形態７）
本発明の他の実施の形態を図１２に示す。図１２は２次元ＭＥＭＳを適用した信号光伝達の片方向分の光分岐挿入装置の構成例である。図１２において、１１は隣接する光分岐挿入装置からの波長多重された信号光が入力される第一の光伝送路、１２は波長多重された信号光を分離する光分波器、１４は波長の異なる信号光を波長多重する光合波器、１５は隣接する光分岐挿入装置に向かって波長多重された信号光を送出する第二の光伝送路、１６はネットワークの外から入力される信号をネットワークを伝達する信号光に変換する挿入側インタフェース部、１７はネットワークからの信号光をネットワークの外に出力する分岐側インタフェース部、２０は挿入側インタフェース部１６からの信号光をネットワークで使用する任意の波長に変換する波長変換部、４３は信号光を通過、分岐、挿入するＭＥＭＳである。ＭＥＭＳ４３のクロスポイントの切替は外部の制御装置から制御できる。波長変換部２０の変換する波長も外部の制御装置から制御できる。
【００５０】
分岐、挿入用のＭＥＭＳ４３の構造を図１３に示す。図１３において、３０はＭＥＭＳミラー素子、５１は入力ポート、５２は出力ポート、５３は分岐ポート、５４は挿入ポートである。これらの入出力ポートはいずれも光ファイバコリメータを備える。入力ポート５１は図１２の光分波器１２の出力線に、分岐ポート５３は図１２の分岐側インタフェース部１７に、出力ポート５２は図１２の光合波器１４に、挿入ポート５４は図１２の波長変換部２０にそれぞれ接続される。ＭＥＭＳミラーは外部からＯｎ状態かＯｆｆ状態かを制御することができる。図１３では、入力ポート５１からの信号光を切り替えるＭＥＭＳミラー素子と、挿入ポート５４からの信号光を切り替えるＭＥＭＳミラー素子は対称に傾斜させているが、図１４に示すように、総てのＭＥＭＳミラー素子を同一方向に傾斜させても同じ機能が得られる。
【００５１】
図１３又は図１４に示す２次元ＭＥＭＳの構成は、図８に示した２次元ＭＥＭＳを２個、入出力ポート３２同士を接続した形で一体化したものである。従って、図１２に示したＭＥＭＳ４３は、図９における分岐用ＭＥＭＳ４１及び挿入用ＭＥＭＳ４２を一体化したものと同等の機能を有している。
【００５２】
図１２では、光分波器１２の出力線数、光合波器１４の入力線数を４とし、挿入側インタフェース部１６の数、分岐側インタフェース部１７の数、波長変換部２０の数はそれぞれ３としているが、これらの数に限定されるものではない。
【００５３】
実施の形態２で説明した光マトリクススイッチで、本実施の形態２と同等の機能を実現しようとすると７×７の光マトリクススイッチが必要になる。その叉点の数は４９になる。本実施の形態では４×３の光マトリクススイッチが２組である。その叉点の数は１２が２組となり、叉点の数を半減することができた。
【００５４】
図１２において、光分波器１２から出力された信号光は、ＭＥＭＳ４３の入力ポートから入力し、ＭＥＭＳ４３を通過して出力ポートから光合波器１４に出力されるか、ＭＥＭＳ４３の方路設定によって、分岐ポートから分岐側インタフェース部１７に出力される。挿入側インタフェース部１６から送出された信号光は、波長変換部２０によって所定の波長に波長変換され、ＭＥＭＳ４３の挿入ポートから入力し、ＭＥＭＳ４３の方路設定により出力ポートから出力し、波長変換部２０で変換された波長に対応する光合波器１４の入力線に入力され、第二の光伝送路１５に送出される。
【００５５】
なお、波長変換部２０及び挿入側インタフェース部１６を図７の挿入側信号変換部１８に置き換えても同等の動作が可能である。
従って、本実施の形態の光分岐挿入装置では、光レベルで自由にパスの設定を行うことができるため、制御装置からの遠隔制御により光パスの設定、変更が可能となり、また、ネットワークの制御保守稼動を軽減することができた。
【００５６】
本実施の形態において、挿入側インタフェース部１６の数あるいは分岐側インタフェース部１７の数が、光分波器１２の出力線数あるいは光合波器１４の入力線数に等しい場合、本光分岐挿入装置を通過するすべての信号光を任意に分岐、挿入することができる。挿入側インタフェース部１６の数あるいは分岐側インタフェース部１７の数を、光分波器１２の出力線数あるいは光合波器１４の入力線数に比較して少なくした場合、本光分岐挿入装置を通過する一部の信号光のみが分岐、挿入できる反面、ＭＥＭＳ４３のポート数を少なくすることができるため、装置の低価格化、高信頼化を実現することができた。
【００５７】
本実施の形態では光マトリクススイッチとして２次元ＭＥＭＳを適用した場合について説明しているが、本実施の形態の特徴は、分岐用ＭＥＭＳと挿入用ＭＥＭＳとを一体化して用いることにあり、光マトリクススイッチの種類について特に限定するものではない。従って、図１０に示したような石英系光導波路技術を適用した２個の光マトリクススイッチを同一の基板上に作成し、分岐用光導波路マトリクススイッチと挿入用光導波路マトリクススイッチを一体化すれば、図１３又は図１４に示したＭＥＭＳと同等の構成が実現できる。また、前記ｏｌｉｖｅスイッチ、跳ね橋型スイッチ等のクロス状に配置された導波路の各叉点において、信号光をそのまま直進させるか、又は交叉する導波路に反射結合させるか切り替える構造の光マトリクススイッチにおいても、分岐用光マトリクススイッチと挿入用光マトリクススイッチとを一体化することにより、図１３又は図１４のＭＥＭＳと同等の機能を持たせることができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光分岐挿入装置において光レベルで自由にパスの設定ができるため、制御装置からの遠隔制御により光パスの設定、変更が可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】光分岐挿入型リングネットワークの構成を説明する図である。
【図２】従来の光分岐挿入装置の構成を説明する図である。
【図３】従来の光分岐挿入スイッチを説明する図である。
【図４】光分岐挿入装置間を結ぶ経路の途中にある既設の光パスの波長を変更する例を説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態である光分岐挿入装置の構成を説明する図である。
【図６】本発明の他の実施の形態である光分岐挿入装置の構成を説明する図である。
【図７】本発明の他の実施の形態である光分岐挿入装置の構成を説明する図である。
【図８】２次元ＭＥＭＳの構成を説明する図である。
【図９】本発明の他の実施の形態である光分岐挿入装置の構成を説明する図である。
【図１０】石英系光導波路で光マトリクススイッチを構成した例を説明する図である。
【図１１】石英系光導波路の２×２光スイッチの動作を説明する図である。
【図１２】本発明の他の実施の形態である光分岐挿入装置の構成を説明する図である。
【図１３】分岐用ＭＥＭＳと挿入用のＭＥＭＳとを一体化した光マトリクススイッチの構造を説明する図である。
【図１４】分岐用ＭＥＭＳと挿入用のＭＥＭＳとを一体化した光マトリクススイッチの構造を説明する図である
【符号の説明】
１１：第一の光伝送路
１２：光分波器
１３：光マトリクススイッチ
１４：光合波器
１５：第二の光伝送路
１６：挿入側インタフェース部
１７：分岐側インタフェース部
１８：挿入側信号変換部
２０：波長変換部
３０：ＭＥＭＳミラー素子
３１〜３３：入出力ポート
３５〜３７：入出力ポート
３８：入力端子、出力端子
３９：２×２光スイッチ
４１：分岐用ＭＥＭＳ
４２：挿入用ＭＥＭＳ
４３：ＭＥＭＳ
５１：入力ポート
５２：出力ポート
５３：分岐ポート
５４：挿入ポート
８１：光分岐挿入装置
８２：光伝送路
８３：挿入側信号
８４：分岐側信号
９１：第一の光伝送路
９２：光分波器
９３：光分岐挿入スイッチ
９４：光合波器
９５：第二の光伝送路
９６：挿入側インタフェース部
９７：分岐側インタフェース部
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長多重ネットワークにおいて信号光を挿抜する光分岐挿入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光分岐挿入装置の適用される光分岐挿入型リングネットワークの構成を図１に示す。図１において、８１は光分岐挿入装置、８２は各光分岐挿入装置を接続する光伝送路、８３はネットワークの外から各光分岐挿入装置にアクセスする光又は電気の挿入側信号、８４は各光分岐挿入装置からネットワークの外に送出される光又は電気の分岐側信号である。複数の光分岐挿入装置８１は光伝送路８２で接続され、リングネットワークを構成している。
【０００３】
光分岐挿入装置８１に入力された光又は電気の挿入側信号は、当該光分岐挿入装置８１においてネットワーク内を伝達するのに適切な信号光に変換された後、波長多重された信号光として光伝送路８２に送出される。当該波長多重された信号光は光伝送路８２を伝達して隣接する光分岐挿入装置に入力する。当該隣接する光分岐挿入装置では、当該波長多重された信号光から目的の信号光が分波され、分岐側信号８３として出力される。図１では、光伝送路の向きは反時計回りだけが記載されているが、信頼性向上のために、時計回りの光伝送路も用いたネットワークもある。
【０００４】
従来の光分岐挿入装置の構成（例えば、特許文献１参照。）を図２に示す。図２は片方向回りの光伝送路を使用する場合の装置構成を示している。図２において、８３はネットワークの外から各光分岐挿入装置にアクセスする光又は電気の挿入側信号、８４は各光分岐挿入装置からネットワークの外に送出される光又は電気の分岐側信号、９１は隣接する光分岐挿入装置からの波長多重された信号光を伝達する光伝送路、９２は波長多重された信号光を分離する光分波器、９３は光信号を挿入したり分岐したりする光分岐挿入スイッチ、９４は異なる波長の信号光を波長多重する光合波器、９５は隣接する光分岐挿入装置に波長多重された信号光を伝達する光伝送路、９６はネットワークの外から入力される信号を、ネットワークを伝達する光信号に変換する挿入側インタフェース部、９７はネットワーク内を伝達する信号光をネットワークの外に出力する分岐側インタフェース部である。
【０００５】
光分岐挿入スイッチ９３−１乃至９３−４は２×２の光スイッチである。その構成を図３に示す。図３において、９３は光分岐挿入スイッチ、９８−１は入力ポート、９８−２は挿入ポート、９８−３は出力ポート、９８−４は分岐ポートである。この光分岐挿入スイッチは２つの接続状態を持つ。即ち、ｔｈｒｏｕｇｈ状態とａｄｄ ＆ ｄｒｏｐ状態である。ｔｈｒｏｕｇｈ状態では入力ポート９８−１と出力ポート９８−３が接続され、ａｄｄ ＆ ｄｒｏｐ状態では挿入ポート９８−２と出力ポート９８−３とが接続され、入力ポート９８−１と分岐ポート９８−４とが接続される。
【０００６】
図２において、各光分岐挿入スイッチ９３の入力ポートには、光分波器９２の出力線が接続され、挿入ポートには挿入側インタフェース部９６が接続される。挿入側インタフェース部９６には挿入側信号８３が入力される。各光分岐挿入スイッチ９３の出力ポートは、光合波器９４の入力線に接続され、分岐ポートは、分岐側インタフェース部９７に接続される。分岐側インタフェース部９７からは分岐側信号８４が出力される。
【０００７】
波長多重された信号光が第一の光伝送路９１を介して、光分岐挿入装置に入力されると、必要な場合は前置増幅器によって増幅される。ここでは、前置増幅器は図示していない。増幅された信号光は光分波器９２によって個々の波長の信号光に分離される。分離された信号光は、その波長に従って光分岐挿入スイッチ９３の１つに入力される。光分岐挿入スイッチ９３がｔｈｒｏｕｇｈ状態のときは、入力された信号光は光合波器９４に出力され、他の光分岐挿入スイッチからの信号光と多重されて、第二の光伝送路９５に送信される。必要であれば、後置光増幅器で増幅される。ここでは、後置増幅器は図示していない。光分岐挿入スイッチ９３がａｄｄ ＆ ｄｒｏｐ状態のときは、光分波器９２から光分岐挿入スイッチ９３に入力された信号光は分岐側インタフェース部９７に出力され、ネットワークの外に伝達される。また、挿入側インタフェース部９６から光分岐挿入スイッチ９３に入力された信号光は、光合波器９４に出力され、他の光分岐挿入スイッチからの信号光と多重されて、第二の光伝送路９５に送信される。
【０００８】
光分波器９２の各出力線から出力される信号光の波長、及び光合波器９４の各入力線に入力される信号光の波長は固定されており、固定された波長以外の波長を持つ信号光は伝達することができない。例えば、図２において光分岐挿入スイッチ９３−１に接続する光分波器９２の出力線からの信号光の波長をλ１とすれば、光分岐挿入スイッチ９３−１が接続する光合波器９４の入力線に入力できる信号光の波長はλ１でなければならないため、光分岐挿入スイッチ９３−１を介して分岐挿入できる信号光の波長はλ１に限定され、他の波長は分岐挿入することができない。λ１と異なる波長の信号光は該当する光分岐挿入スイッチ９３を介して分岐挿入されなければならない。従って、それぞれの挿入側インタフェース部９６から光分岐挿入スイッチ９３に出力する信号光の波長は、接続する光分岐挿入スイッチによって決定され、それ以外の波長に変更することは不可能である。
【０００９】
ネットワーク内の光分岐挿入装置間に新規に光パスを設定する場合に、当該光分岐挿入装置間を結ぶ経路の途中にある既設の光パスの波長を変更することが必要な場合がある。光パスの変更例を図４に示す。図４はλ１乃至λ４の波長を収容可能なリングネットワークの一部を示している。図４において、８１−１乃至８１−４は光分岐挿入装置、白丸は光パスの始点、黒丸は光パスの終点である。図４（１）では、光分岐挿入装置８１−１から８１−３までλ１の光パス、光分岐挿入装置８１−２から８１−３までλ２の光パス、光分岐挿入装置８１−２から８１−４までλ３の光パス、光分岐挿入装置８１−３から８１−４までλ４の光パスが設定さている。この状態では光分岐挿入装置８１−１から８１−４まで新規に光パスを設定する余裕がない。そこで、図４（２）に示すように、光分岐挿入装置８１−３と８１−４を接続している波長λ４の光パスを、当該区間で未使用となっている波長λ２の光パスに移設することにより、光分岐挿入装置８１−１から８１−４までの光パスを確保できる。その結果、図４（３）に示すように、光分岐挿入装置８１−１から８１−４まで波長λ４の光パスを設定することができる。
【００１０】
しかし、既設の光パスを異なる波長に移設する必要が生じた場合に、従来構成の光分岐挿入装置では挿入側インタフェース部の波長が固定されているため、光パスを移設することができない。実効的に信号の流れを変更するためには、挿入側インタフェース部の前段と分岐側インタフェース部の後段に、電気信号で行うクロスコネクト機能を新設して、電気信号でパスの入れ替えを行わなければならない。しかし、近年は信号光の速度が高速であり、高速の時間スイッチや空間スイッチの実現が困難であるため、高速の電気信号でクロスコネクト機能を実現することができない。電気信号でクロスコネクトを行う替わりに、手動で接続線を変更することも考えられる。しかし、手動変更では遠隔制御もできず、また、ネットワークの制御保守に多大の稼動を要する。
【００１１】
【特許文献１】
特開２０００−３５４００６号公報 （第（７）頁〜第（８）頁、第１図）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題を解決するために、光レベルでパスの変更が可能な光分岐挿入装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本願第一発明は、入力ポート及び挿入ポートからの信号光を任意の出力ポート又は分岐ポートに方路変更できる光マトリクススイッチと、第一の光伝送路からの波長多重された信号光を波長毎の信号光に分波して前記光マトリクススイッチの入力ポートに出力する光分波器と、前記光マトリクススイッチの出力ポートからの信号光を合波して第二の光伝送路に送出する光合波器と、前記光マトリクススイッチの分岐ポートからの信号光を外部に出力する信号に変換する分岐側インタフェース部と、光伝送路に送出する信号を光伝送路で伝達される信号光に変換して出力する挿入側インタフェース部と、該挿入側インタフェース部から出力される信号光を光伝送路で伝達される任意の波長に変換して前記光マトリクススイッチの挿入ポートに出力する波長変換部と、を備える光分岐挿入装置である。
【００１４】
本願第二発明は、入力ポート及び挿入ポートからの信号光を任意の出力ポート又は分岐ポートに方路変更できる光マトリクススイッチと、第一の光伝送路からの波長多重された信号光を波長毎の信号光に分波して前記光マトリクススイッチの入力ポートに出力する光分波器と、前記光マトリクススイッチの出力ポートからの信号光を合波して第二の光伝送路に送出する光合波器と、前記光マトリクススイッチの分岐ポートからの信号光を外部に出力する信号に変換する分岐側インタフェース部と、光伝送路に送出する信号を変換して光伝送路で伝達される任意の波長で前記光マトリクススイッチの挿入ポートに出力する挿入側信号変換部と、を備える光分岐挿入装置である。
【００１５】
本願第三発明は、入力ポートからの信号光を対応する通過ポート又は任意の分岐ポートに方路変更できる光分岐スイッチ部、及び、該光分岐スイッチ部の通過ポートが対応する結合ポートに接続され、かつ、出力ポートには前記対応する結合ポート又は任意の挿入ポートからの信号光が方路変更できる光挿入スイッチ部で構成される光マトリクススイッチと、第一の光伝送路からの波長多重された信号光を波長毎の信号光に分波して前記光マトリクススイッチの入力ポートに出力する光分波器と、前記光マトリクススイッチの出力ポートからの信号光を合波して第二の光伝送路に送出する光合波器と、前記光マトリクススイッチの分岐ポートからの信号光を外部に出力する信号に変換する分岐側インタフェース部と、光伝送路に送出する信号を光伝送路で伝達される信号光に変換して出力する挿入側インタフェース部と、該挿入側インタフェース部から出力される信号光を光伝送路で伝達される任意の波長に変換して前記光マトリクススイッチの挿入ポートに出力する波長変換部と、を備える光分岐挿入装置である。
【００１６】
本願第四発明は、入力ポートからの信号光を対応する通過ポート又は任意の分岐ポートに方路変更できる光分岐スイッチ部、及び、該光分岐スイッチ部の通過ポートが対応する結合ポートに接続され、かつ、出力ポートには前記対応する結合ポート又は任意の挿入ポートからの信号光が方路変更できる光挿入スイッチ部で構成される光マトリクススイッチと、第一の光伝送路からの波長多重された信号光を波長毎の信号光に分波して前記光マトリクススイッチの入力ポートに出力する光分波器と、前記光マトリクススイッチの出力ポートからの信号光を合波して第二の光伝送路に送出する光合波器と、前記光マトリクススイッチの分岐ポートからの信号光を外部に出力する信号に変換する分岐側インタフェース部と、光伝送路に送出する信号を変換して光伝送路で伝達される任意の波長で前記光マトリクススイッチの挿入ポートに出力する挿入側信号変換部と、を備える光分岐挿入装置である。
【００１７】
本願第五の発明は、本願第三又は第四発明の光分岐挿入装置において、前記光マトリクススイッチは入力ポートからの信号光を対応する出力ポート又は任意の分岐ポートに方路変更でき、さらに、出力ポートには前記対応する入力ポート又は任意の挿入ポートからの信号光が方路変更できるように、前記光分岐スイッチ部と前記光挿入スイッチ部とが一体化されていることを特徴とする光分岐挿入装置である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
（実施の形態１）
本発明の実施の形態である光分岐挿入装置の構成を図５に示す。図５は、信号光伝達の片方向分の光分岐挿入装置の構成である。図５において、１１は隣接する光分岐挿入装置からの波長多重された信号光が入力される第一の光伝送路、１２は波長多重された信号光を分離する光分波器、１３は自由に方路設定の可能な光マトリクススイッチ、１４は波長の異なる信号光を波長多重する光合波器、１５は隣接する光分岐挿入装置に向かって波長多重された信号光を送出する第二の光伝送路、１６はネットワークの外から入力される信号をネットワークを伝達する信号光に変換する挿入側インタフェース部、１７はネットワークからの信号光をネットワークの外に出力する分岐側インタフェース部、２０は挿入側インタフェース部１６からの信号光をネットワークで使用する任意の波長に変換する波長変換部である。光マトリクススイッチ１３はノンブロッキングのマトリクス構成であり、そのクロスポイントの切替は外部の制御装置から制御できる。波長変換部２０の変換する波長も外部の制御装置から制御できる。
【００１９】
ここでは、光分波器１２の出力線数、光合波器１４の入力線数、挿入側インタフェース部１６の数、分岐側インタフェース部１７の数、波長変換部２０の数はそれぞれ４とし、光マトリクススイッチ１３の入力ポートの数と挿入ポートの数との合計及び出力ポートの数と分岐ポートの数との合計はその２倍の８としている。この結果、光分波器１２の総ての出力線からの信号光の波長を任意に変換して、光合波器１４の出力線に出力することができる。以下の実施の形態でも同様である。なお、発明の実施は、これらの数に限定されるものではない。
【００２０】
図５において、光分波器１２から出力された信号光は、光マトリクススイッチ１３の入力ポートに入力し、出力ポートから光合波器１４に出力されるか、光マトリクススイッチ１３の方路設定によって、分岐ポートから分岐側インタフェース部１７に出力される。挿入側インタフェース部１６から出力された信号光は、波長変換部２０によって所定の波長に波長変換され、光マトリクススイッチ１３の挿入ポートから入力し、光マトリクススイッチ１３の方路設定により、出力ポートから出力し、波長変換部２０で変換された波長に対応する光合波器１４の入力線に入力され、第二の光伝送路１５に送出される。
【００２１】
従って、本実施の形態の光分岐挿入装置では、光マトリクススイッチ１３により、光レベルで自由にパスの設定を行うことができるため、制御装置からの遠隔制御により光パスの設定、変更が可能となり、ネットワークの制御保守稼動を軽減することができた。
【００２２】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態である光分岐挿入装置の構成を図６に示す。図６は、信号光伝達の片方向分の光分岐挿入装置の構成である。図６において、１１は隣接する光分岐挿入装置からの波長多重された信号光が入力される第一の光伝送路、１２は波長多重された信号光を分離する光分波器、１３は自由に方路設定の可能な光マトリクススイッチ、１４は波長の異なる信号光を波長多重する光合波器、１５は隣接する光分岐挿入装置に向かって波長多重された信号光を送出する第二の光伝送路、１６はネットワークの外から入力される信号をネットワークを伝達する信号光に変換する挿入側インタフェース部、１７はネットワークからの信号光をネットワークの外に出力する分岐側インタフェース部、２０は挿入側インタフェース部１６からの信号光をネットワークで使用する任意の波長に変換する波長変換部である。光マトリクススイッチ１３はノンブロッキングのマトリクス構成であり、そのクロスポイントの切替は外部の制御装置から制御できる。波長変換部２０の変換する波長も外部の制御装置から制御できる。
【００２３】
本実施の形態では、挿入側インタフェース部１６の数、分岐側インタフェース部１７の数、波長変換部２０の数は、光分波器１２の出力線数や光合波器１４の入力線数よりも少なくしている。また、光マトリクススイッチ１３の入力ポートの数と挿入ポートの数との合計は光分波器１２の出力線数と挿入側インタフェース部１６の数との合計と同じくし、光マトリクススイッチ１３の出力ポートの数と分岐ポートの数との合計は光合波器１４の入力線数と分岐側インタフェース部１７の数との合計と同じくしている。
【００２４】
一般に、光マトリクススイッチは、その入出力数を少なくして規模を小さくすれば、低価格、高信頼になる。本実施の形態では、挿入側インタフェース部１６の数、及び分岐側インタフェース部１７の数が光分波器１２の出力線数又は光合波器１４の入力線数よりも少ないため、光マトリクススイッチ１３の入力ポート数と挿入ポート数、又は出力ポート数と分岐ポート数を削減することができ、装置の低価格化、高信頼化を実現することができた。
【００２５】
ここでは、光分波器１２の出力線数、光合波器１４の入力線数はそれぞれ４とし、挿入側インタフェース部１６の数、分岐側インタフェース部１７の数、波長変換部２０の数はそれぞれ３とし、光マトリクススイッチ１３の入力ポートの数と挿入ポートの数との合計、及び出力ポートの数と分岐ポートの数との合計はそれぞれ７としている。つまり、光マトリクススイッチ１３の入力ポートの数と挿入ポートの数との合計が光分波器１２の出力線数よりも多く、且つその２倍以下であり、さらに、光マトリクススイッチ１３の出力ポートの数と分岐ポートの数との合計が光合波器１２の入力線数よりも多く、且つその２倍以下としている。この結果、光分波器１２の一部の出力線からの信号光の波長を任意に変換して、光合波器１４の出力線に出力することができるが、ポート数を削減することはできる。以下の実施の形態でも同様である。なお、発明の実施は、これらの数に限定されるものではない。
【００２６】
図６において、光分波器１２から出力された信号光は、光マトリクススイッチ１３の入力ポートに入力し、出力ポートから光合波器１４に出力されるか、光マトリクススイッチ１３の方路設定によって、分岐ポートから分岐側インタフェース部１７に出力される。挿入側インタフェース部１６から出力された信号光は、波長変換部２０によって所定の波長に波長変換され、光マトリクススイッチ１３の挿入ポートから入力し、光マトリクススイッチ１３の方路設定により、出力ポートから出力し、波長変換部２０で変換された波長に対応する光合波器１４の入力線に入力され、第二の光伝送路１５に送出される。
【００２７】
従って、本実施の形態の光分岐挿入装置では、光レベルで自由にパスの設定を行うことができるため、制御装置からの遠隔制御により光パスの設定、変更が可能となり、ネットワークの制御保守稼動を軽減することができた。
【００２８】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態である光分岐挿入装置の構成を図７に示す。図７は、信号光伝達の片方向分の光分岐挿入装置の構成である。図７において、１１は隣接する光分岐挿入装置からの波長多重された信号光が入力される第一の光伝送路、１２は波長多重された信号光を分離する光分波器、１３は自由に方路設定の可能な光マトリクススイッチ、１４は波長の異なる信号光を波長多重する光合波器、１５は隣接する光分岐挿入装置に向かって波長多重された信号光を送出する第二の光伝送路、１７はネットワークからの信号光をネットワークの外に出力する分岐側インタフェース部、１８はネットワークの外から入力される信号を、ネットワークを伝達する信号形式であって、ネットワークで使用する任意の波長の信号光で出力する挿入側信号変換部である。光マトリクススイッチ１３はノンブロッキングのマトリクス構成であり、そのクロスポイントの切替は外部の制御装置から制御できる。挿入側信号変換部１８の出力する波長も外部の制御装置から制御できる。
【００２９】
ここでは、光分波器１２の出力線数、光合波器１４の入力線数、挿入側信号変換部１８の数、分岐側インタフェース部１７の数はそれぞれ４とし、光マトリクススイッチ１３の入力ポートの数と挿入ポートの数との合計及び出力ポート数の数と分岐ポートの数との合計はその２倍の８としている。この結果、光分波器１２の総ての出力線からの信号光の波長を任意に変換して、光合波器１４の出力線に出力することができる。なお、発明の実施は、これらの数に限定されるものではない。
【００３０】
図７において、光分波器１２から出力された信号光は、光マトリクススイッチ１３の入力ポートに入力し、出力ポートから光合波器１４に出力されるか、光マトリクススイッチ１３の方路設定によって、分岐ポートから分岐側インタフェース部１７に出力される。挿入側信号変換部１８は所定の波長で信号光を出力し、出力された信号光は、光マトリクススイッチ１３の挿入ポートから入力し、光マトリクススイッチ１３の方路設定により、出力ポートから出力し、挿入側信号変換部で出力された信号光の波長に対応する光合波器１４の入力線に入力され、第二の光伝送路１５に送出される。
【００３１】
従って、本実施の形態の光分岐挿入装置では、光レベルで自由にパスの設定を行うことができるため、制御装置からの遠隔制御により光パスの設定、変更が可能となり、ネットワークの制御保守稼動を軽減することができた。さらに、本実施の形態では、挿入側信号変換部１８が所定の波長で信号光を出力するため、波長変換部を不要とすることができた。
【００３２】
本実施の形態においても、実施の形態２と同様に、挿入側信号変換部１８の数、分岐側インタフェース部１７の数を、光分波器１２の出力線数、光合波器１４の入力線数よりも少なくし、また、光マトリクススイッチ１３の入力ポートの数と挿入ポートの数との合計を光分波器１２の出力線数と挿入側信号変換部１８の数との合計と同じくし、光マトリクススイッチ１３の出力ポートの数と分岐ポートの数との合計を光合波器１４の入力線数と分岐側インタフェース部１７の数との合計と同じくすれば、光マトリクススイッチ１３の入力ポートの数と挿入ポートの数、及び出力ポートの数と分岐ポートの数を削減することができ、装置の低価格化、光信頼化を実現することができる。
【００３３】
（実施の形態４）
本願発明の実施の形態における光マトリクススイッチは、ノンブロキングでかつ信号光のまま方路設定ができる構成であれば適用が可能である。このような光マトリクススイッチとしては、２次元ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｗｉｔｃｈ）、３次元ＭＥＭＳ、石英導波路上に熱光学効果型光スイッチ（ＴＯ−ＳＷ）を集積した構成がある。またｏｌｉｖｅスイッチ（参考文献：佐藤誠他、“熱毛細管現象を用いた交差導波路型マイクロ光スイッチの開発”、ＮＴＴ Ｒ＆Ｄ、Ｖｏｌ．４８、１月号、ｐｐ．９−１４）、跳ね橋型スイッチ（参考文献：Ｔａｋｅｓｈｉ Ｓａｉｔｏ他、”Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｗｉｔｃｈ ｕｓｉｎｇ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ ｗａｖｅｇｕｉｄｅ”， Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ， ＯＦＣ２００２， ＴｕＣ２， ｐｐ．１４−１５）等のクロス状に配置された導波路の各叉点において、信号光をそのまま直進させるか、又は交叉する導波路に反射結合させるかを切り替える構造の光マトリクススイッチであれば、本発明に適用することができる。
【００３４】
５×４の２次元ＭＥＭＳの構成を図８に示す。図８において、３０はＭＥＭＳミラー素子、３１乃至３３は入出力ポートである。これらの入出力ポートはいずれも光ファイバコリメータを備える。光ファイバコリメータは光ファイバからの光線を平行光線として出射したり、平行光線を光ファイバに収束させたりする機能を持つ。光ファイバコリメータにより、各入出力ポートからの信号光は平行光線で出射し、平行光線が光ファイバコリメータに入射すると、接続する光ファイバに集光されるように調整されている。ＭＥＭＳミラー素子３０は各入出力ポートの交点に配置され、外部からの制御でＯｎ状態にしたり、Ｏｆｆ状態にしたりすることができる。ここでは、５×４の２次元ＭＥＭＳの構成を示したが、ＭＥＭＳの構成はこの例に限定されるものではない。なお、図８において、行側の入出力ポート数と列側の入出力ポート数が等しい場合は正方２次元ＭＥＭＳの構成となる。３次元ＭＥＭＳは立体的に構成されたものである。
【００３５】
ＭＥＭＳミラー素子３０がＯｎ状態の場合、ミラーが露出し、信号光を交差する入出力ポートに反射する。ＭＥＭＳミラー素子３０がＯｆｆ状態の場合、ミラーは隠蔽されて信号を対向する入出力ポートに通過させる。光路上のＭＥＭＳミラー３０がすべてＯｆｆ状態になると、入出力ポート３１からの信号光は直進して、入出力ポート３２に入射する。例えば、図８におけるＭＥＭＳミラー３０をマトリクス（ｍ、ｎ）で表現する。（１、２）ＭＥＭＳミラーがＯｎ状態とすると、入出力ポート３１−１から出射した信号光はＭＥＭＳミラーで反射されて、入出力ポート３３−２に入射する。反対に、入出力ポート３３−２から出射した信号光はＭＥＭＳミラーで反射されて、入出力ポート３１−１に入射する。（４、１）〜（４、４）ＭＥＭＳミラーがすべてＯｆｆ状態とすると、入出力ポート３１−４から出射した信号光は入出力ポート３２−４に入射する。反対に、入出力ポート３２−４から出射した信号光は入出力ポート３１−４に入射する。
【００３６】
従って、ＭＥＭＳを光マトリクススイッチとして使用すると、先の実施の形態で説明した光分岐挿入装置を構成することができる。
【００３７】
（実施の形態５）
２次元ＭＥＭＳを適用した光分岐挿入装置の構成を図９に示す。図９は、信号光伝達の片方向分の光分岐挿入装置の構成である。図９において、１１は隣接する光分岐挿入装置からの波長多重された信号光が入力される第一の光伝送路、１２は波長多重された信号光を分離する光分波器、１４は波長の異なる信号光を波長多重する光合波器、１５は隣接する光分岐挿入装置に向かって波長多重された信号光を送出する第二の光伝送路、１６はネットワークの外から入力される信号をネットワークを伝達する信号光に変換する挿入側インタフェース部、１７はネットワークからの信号光をネットワークの外に出力する分岐側インタフェース部、２０は挿入側インタフェース部１６からの信号光をネットワークで使用する任意の波長に変換する波長変換部、４１は光合波器１２からの信号光を通過、分岐する分岐用ＭＥＭＳ、４２は光合波器への信号光を通過、挿入する挿入用ＭＥＭＳである。
【００３８】
波長変換部２０の変換する波長は外部の制御装置から制御できる。分岐用ＭＥＭＳ４１、挿入用ＭＥＭＳ４２のクロスポイントの切替も外部の制御装置から制御できる。光分波器１２、挿入用ＭＥＭＳ４２、分岐側インタフェース部１７と接続される分岐用ＭＥＭＳ４１の各入出力ポートは、それぞれ図８における入出力ポート３１、３２、３３が対応する。分岐用ＭＥＭＳ４１、光合波器１４、波長変換部２０と接続される挿入用ＭＥＭＳ４２の各入出力ポートは、それぞれ図８における入出力ポート３１、３２、３３が対応する。
【００３９】
実施の形態２で説明した光マトリクススイッチで、本実施の形態２と同等の機能を実現しようとすると９×９の光マトリクススイッチが必要になる。その叉点の数は８１になる。本実施の形態では５×４の光マトリクススイッチが２組である。その叉点の数は２０が２組となり、叉点の数を半減することができた。
【００４０】
図９において、光分波器１２から出力された信号光は、分岐用ＭＥＭＳ４１の入力ポートに入力し、通過ポートから出力して挿入用ＭＥＭＳ４２の結合ポートに入力し、挿入用ＭＥＭＳ４２の出力ポートを通過して光合波器１４に出力されるか、分岐用ＭＥＭＳ４１の方路設定によって、分岐ポートから分岐側インタフェース部１７に出力される。挿入側インタフェース部１６から出力された信号光は、波長変換部２０によって所定の波長に波長変換され、挿入用ＭＥＭＳ４２の挿入ポートから入力し、挿入用ＭＥＭＳ４２の方路設定により、出力ポートから出力し、波長変換部２０で変換された波長に対応する光合波器１４の入力線に入力され、第二の光伝送路１５に送出される。
【００４１】
なお、波長変換部２０及び挿入側インタフェース部１６を図７の挿入側信号変換部１８に置き換えても同等の動作が可能である。
従って、本実施の形態の光分岐挿入装置では、光レベルで自由にパスの設定を行うことができるため、制御装置からの遠隔制御により光パスの設定、変更が可能となり、また、ネットワークの制御保守稼動を軽減することができた。
【００４２】
本実施の形態において、挿入側インタフェース部１６の数あるいは分岐側インタフェース部１７の数が、光分波器１２の出力線数あるいは光合波器１４の入力線数に等しい場合、本光分岐挿入装置を通過するすべての信号光を任意に分岐、挿入することができる。挿入側インタフェース部１６の数あるいは分岐側インタフェース部１７の数を、光分波器１２の出力線数あるいは光合波器１４の入力線数に比較して少なくした場合、本光分岐挿入装置を通過する一部の信号光のみが分岐、挿入できる反面、分岐用ＭＥＭＳ４１及び挿入用ＭＥＭＳ４２のポート数を少なくすることができるため、装置の低価格化、高信頼化を実現することができた。以下の実施の形態でも同様である。
【００４３】
ここでは、光分波器１２の出力線数、光合波器１４の入力線数を５とし、挿入側インタフェース部１６の数、分岐側インタフェース部１７の数、波長変換部２０の数はそれぞれ４としているが、これらの数に限定されるものではない。
【００４４】
（実施の形態６）
先の実施の形態では、光マトリクススイッチとして２次元ＭＥＭＳを適用した場合を示したが、本発明では光マトリクススイッチが入力光を通過させるか分岐するか、又は２つの入力光のいずれかを出力させるかの機能を有していることが要件であり、光マトリクススイッチの種類について限定するものではない。図８に示す２次元ＭＥＭＳと同等の機能を有する光マトリクススイッチを図９に示す本光分岐挿入装置に適用できれば足りる。
【００４５】
このような光マトリクススイッチとして石英系光導波路で光マトリクススイッチを構成した例を図１０に示す。図１０において、３５乃至３７は入出力ポート、３９は本光マトリクススイッチの構成要素である２×２光スイッチである。入出力ポート３５、３６、３７はいずれも光ファイバコリメータを備える。２×２光スイッチ３８は熱によって石英系導波路の光学定数が変化して切替動作をする熱光学効果型光スイッチである。切替動作は２×２光スイッチ３８がバー状態とクロス状態のいずれかによって決定される。
【００４６】
２×２光スイッチ３９の切替動作を図１１で説明する。図１１において、３８−１、３８−２は入力端子、３８−３、３８−４は出力端子である。図１１において、バー状態では入力端子３８−１は出力端子３８−３に接続され、入力端子３８−２は出力端子３８−４に接続される。クロス状態では、入力端子３８−１は出力端子３８−４に接続され、入力端子３８−２は出力端子３８−３に接続される。
【００４７】
図１０において、２×２光スイッチが総てクロス状態のときは、入出力ポート３５−１乃至３５−４はそれぞれ入出力ポート３６−１乃至３６−４に接続される。２×２光スイッチが総てバー状態のときは、入出力ポート３５−１乃至３５−４はそれぞれ入出力ポート３７−１乃至３７−４に接続される。それぞれの２×２光スイッチの切替動作を制御することにより、入出力ポート３５は任意の入出力ポート３６又は入出力ポート３７と接続できる。この光マトリクススイッチの動作は、２×２光スイッチのバー状態とクロス状態をそれぞれ、図８におけるＭＥＭＳミラー素子のＯｎ状態、Ｏｆｆ状態と対応させれば、図８の２次元ＭＥＭＳの動作と全く等価となる。従って、図９における、分岐用ＭＥＭＳ４１と挿入用ＭＥＭＳ４２に代えて、図１０の光マトリクススイッチを適用すると、同等の機能を持つ光分岐挿入装置を実現することができた。ここでは、４×４の光マトリクススイッチで説明したが、４×４に限定されるものではない。なお、図１０において、入出力ポート３５の数と入出力ポート３７の数が等しい場合は正方マトリクスの光マトリクススイッチの構成となる。
【００４８】
また、前記ｏｌｉｖｅスイッチ、跳ね橋型スイッチ等のクロス状に配置された導波路の各叉点において、信号光を通過させるか、交叉する導波路に反射結合させるかを切り替える構造の光マトリクススイッチも、図８のＭＥＭＳのように、３方に入出力ポートを持たせれば、ＭＥＭＳと同等の機能を持つ光マトリクススイッチを構成することができる。従って、このような構成の光マトリクススイッチを図９の光分岐挿入装置に適用すると、ＭＥＭＳを適用した光分岐挿入装置と同等の機能を実現することができる。
【００４９】
（実施の形態７）
本発明の他の実施の形態を図１２に示す。図１２は２次元ＭＥＭＳを適用した信号光伝達の片方向分の光分岐挿入装置の構成例である。図１２において、１１は隣接する光分岐挿入装置からの波長多重された信号光が入力される第一の光伝送路、１２は波長多重された信号光を分離する光分波器、１４は波長の異なる信号光を波長多重する光合波器、１５は隣接する光分岐挿入装置に向かって波長多重された信号光を送出する第二の光伝送路、１６はネットワークの外から入力される信号をネットワークを伝達する信号光に変換する挿入側インタフェース部、１７はネットワークからの信号光をネットワークの外に出力する分岐側インタフェース部、２０は挿入側インタフェース部１６からの信号光をネットワークで使用する任意の波長に変換する波長変換部、４３は信号光を通過、分岐、挿入するＭＥＭＳである。ＭＥＭＳ４３のクロスポイントの切替は外部の制御装置から制御できる。波長変換部２０の変換する波長も外部の制御装置から制御できる。
【００５０】
分岐、挿入用のＭＥＭＳ４３の構造を図１３に示す。図１３において、３０はＭＥＭＳミラー素子、５１は入力ポート、５２は出力ポート、５３は分岐ポート、５４は挿入ポートである。これらの入出力ポートはいずれも光ファイバコリメータを備える。入力ポート５１は図１２の光分波器１２の出力線に、分岐ポート５３は図１２の分岐側インタフェース部１７に、出力ポート５２は図１２の光合波器１４に、挿入ポート５４は図１２の波長変換部２０にそれぞれ接続される。ＭＥＭＳミラーは外部からＯｎ状態かＯｆｆ状態かを制御することができる。図１３では、入力ポート５１からの信号光を切り替えるＭＥＭＳミラー素子と、挿入ポート５４からの信号光を切り替えるＭＥＭＳミラー素子は対称に傾斜させているが、図１４に示すように、総てのＭＥＭＳミラー素子を同一方向に傾斜させても同じ機能が得られる。
【００５１】
図１３又は図１４に示す２次元ＭＥＭＳの構成は、図８に示した２次元ＭＥＭＳを２個、入出力ポート３２同士を接続した形で一体化したものである。従って、図１２に示したＭＥＭＳ４３は、図９における分岐用ＭＥＭＳ４１及び挿入用ＭＥＭＳ４２を一体化したものと同等の機能を有している。
【００５２】
図１２では、光分波器１２の出力線数、光合波器１４の入力線数を４とし、挿入側インタフェース部１６の数、分岐側インタフェース部１７の数、波長変換部２０の数はそれぞれ３としているが、これらの数に限定されるものではない。
【００５３】
実施の形態２で説明した光マトリクススイッチで、本実施の形態２と同等の機能を実現しようとすると７×７の光マトリクススイッチが必要になる。その叉点の数は４９になる。本実施の形態では４×３の光マトリクススイッチが２組である。その叉点の数は１２が２組となり、叉点の数を半減することができた。
【００５４】
図１２において、光分波器１２から出力された信号光は、ＭＥＭＳ４３の入力ポートから入力し、ＭＥＭＳ４３を通過して出力ポートから光合波器１４に出力されるか、ＭＥＭＳ４３の方路設定によって、分岐ポートから分岐側インタフェース部１７に出力される。挿入側インタフェース部１６から送出された信号光は、波長変換部２０によって所定の波長に波長変換され、ＭＥＭＳ４３の挿入ポートから入力し、ＭＥＭＳ４３の方路設定により出力ポートから出力し、波長変換部２０で変換された波長に対応する光合波器１４の入力線に入力され、第二の光伝送路１５に送出される。
【００５５】
なお、波長変換部２０及び挿入側インタフェース部１６を図７の挿入側信号変換部１８に置き換えても同等の動作が可能である。
従って、本実施の形態の光分岐挿入装置では、光レベルで自由にパスの設定を行うことができるため、制御装置からの遠隔制御により光パスの設定、変更が可能となり、また、ネットワークの制御保守稼動を軽減することができた。
【００５６】
本実施の形態において、挿入側インタフェース部１６の数あるいは分岐側インタフェース部１７の数が、光分波器１２の出力線数あるいは光合波器１４の入力線数に等しい場合、本光分岐挿入装置を通過するすべての信号光を任意に分岐、挿入することができる。挿入側インタフェース部１６の数あるいは分岐側インタフェース部１７の数を、光分波器１２の出力線数あるいは光合波器１４の入力線数に比較して少なくした場合、本光分岐挿入装置を通過する一部の信号光のみが分岐、挿入できる反面、ＭＥＭＳ４３のポート数を少なくすることができるため、装置の低価格化、高信頼化を実現することができた。
【００５７】
本実施の形態では光マトリクススイッチとして２次元ＭＥＭＳを適用した場合について説明しているが、本実施の形態の特徴は、分岐用ＭＥＭＳと挿入用ＭＥＭＳとを一体化して用いることにあり、光マトリクススイッチの種類について特に限定するものではない。従って、図１０に示したような石英系光導波路技術を適用した２個の光マトリクススイッチを同一の基板上に作成し、分岐用光導波路マトリクススイッチと挿入用光導波路マトリクススイッチを一体化すれば、図１３又は図１４に示したＭＥＭＳと同等の構成が実現できる。また、前記ｏｌｉｖｅスイッチ、跳ね橋型スイッチ等のクロス状に配置された導波路の各叉点において、信号光をそのまま直進させるか、又は交叉する導波路に反射結合させるか切り替える構造の光マトリクススイッチにおいても、分岐用光マトリクススイッチと挿入用光マトリクススイッチとを一体化することにより、図１３又は図１４のＭＥＭＳと同等の機能を持たせることができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光分岐挿入装置において光レベルで自由にパスの設定ができるため、制御装置からの遠隔制御により光パスの設定、変更が可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】光分岐挿入型リングネットワークの構成を説明する図である。
【図２】従来の光分岐挿入装置の構成を説明する図である。
【図３】従来の光分岐挿入スイッチを説明する図である。
【図４】光分岐挿入装置間を結ぶ経路の途中にある既設の光パスの波長を変更する例を説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態である光分岐挿入装置の構成を説明する図である。
【図６】本発明の他の実施の形態である光分岐挿入装置の構成を説明する図である。
【図７】本発明の他の実施の形態である光分岐挿入装置の構成を説明する図である。
【図８】２次元ＭＥＭＳの構成を説明する図である。
【図９】本発明の他の実施の形態である光分岐挿入装置の構成を説明する図である。
【図１０】石英系光導波路で光マトリクススイッチを構成した例を説明する図である。
【図１１】石英系光導波路の２×２光スイッチの動作を説明する図である。
【図１２】本発明の他の実施の形態である光分岐挿入装置の構成を説明する図である。
【図１３】分岐用ＭＥＭＳと挿入用のＭＥＭＳとを一体化した光マトリクススイッチの構造を説明する図である。
【図１４】分岐用ＭＥＭＳと挿入用のＭＥＭＳとを一体化した光マトリクススイッチの構造を説明する図である
【符号の説明】
１１：第一の光伝送路
１２：光分波器
１３：光マトリクススイッチ
１４：光合波器
１５：第二の光伝送路
１６：挿入側インタフェース部
１７：分岐側インタフェース部
１８：挿入側信号変換部
２０：波長変換部
３０：ＭＥＭＳミラー素子
３１〜３３：入出力ポート
３５〜３７：入出力ポート
３８：入力端子、出力端子
３９：２×２光スイッチ
４１：分岐用ＭＥＭＳ
４２：挿入用ＭＥＭＳ
４３：ＭＥＭＳ
５１：入力ポート
５２：出力ポート
５３：分岐ポート
５４：挿入ポート
８１：光分岐挿入装置
８２：光伝送路
８３：挿入側信号
８４：分岐側信号
９１：第一の光伝送路
９２：光分波器
９３：光分岐挿入スイッチ
９４：光合波器
９５：第二の光伝送路
９６：挿入側インタフェース部
９７：分岐側インタフェース部
Claims (14)
- 入力ポート及び挿入ポートからの信号光を任意の出力ポート又は分岐ポートに方路変更できる光マトリクススイッチと、
第一の光伝送路からの波長多重された信号光を波長毎の信号光に分波して前記光マトリクススイッチの入力ポートに出力する光分波器と、
前記光マトリクススイッチの出力ポートからの信号光を合波して第二の光伝送路に送出する光合波器と、
前記光マトリクススイッチの分岐ポートからの信号光を外部に出力する信号に変換する分岐側インタフェース部と、
光伝送路に送出する信号を光伝送路で伝達される信号光に変換して出力する挿入側インタフェース部と、
該挿入側インタフェース部から出力される信号光を光伝送路で伝達される任意の波長に変換して前記光マトリクススイッチの挿入ポートに出力する波長変換部と、を備える光分岐挿入装置。 - 入力ポート及び挿入ポートからの信号光を任意の出力ポート又は分岐ポートに方路変更できる光マトリクススイッチと、
第一の光伝送路からの波長多重された信号光を波長毎の信号光に分波して前記光マトリクススイッチの入力ポートに出力する光分波器と、
前記光マトリクススイッチの出力ポートからの信号光を合波して第二の光伝送路に送出する光合波器と、
前記光マトリクススイッチの分岐ポートからの信号光を外部に出力する信号に変換する分岐側インタフェース部と、
光伝送路に送出する信号を変換して光伝送路で伝達される任意の波長で前記光マトリクススイッチの挿入ポートに出力する挿入側信号変換部と、を備える光分岐挿入装置。 - 請求項１又は２に記載の光分岐挿入装置において、前記光マトリクススイッチの入力ポートの数と挿入ポートの数との合計が前記光分波器の出力線数よりも多く、且つその２倍以下であり、さらに、前記光マトリクススイッチの出力ポートの数と分岐ポートの数との合計が前記光合波器の入力線数よりも多く、且つその２倍以下であることを特徴とする光分岐挿入装置。
- 請求項１乃至３に記載の前記光マトリクススイッチが、２次元ＭＥＭＳ又は３次元ＭＥＭＳで構成されていることを特徴とする光分岐挿入装置。
- 請求項１乃至３に記載の前記光マトリクススイッチが、石英導波路型光スイッチで構成されていることを特徴とする光分岐挿入装置。
- 請求項１乃至３に記載の前記光マトリクススイッチが、導波路がクロス状に交叉された叉点であって、信号光を直進させるか、又は交叉する導波路に反射結合させるかを切り替える叉点を有することを特徴とする光分岐挿入装置。
- 入力ポートからの信号光を対応する通過ポート又は任意の分岐ポートに方路変更できる光分岐スイッチ部、及び、該光分岐スイッチ部の通過ポートが対応する結合ポートに接続され、さらに、出力ポートには前記対応する結合ポート又は任意の挿入ポートからの信号光が方路変更できる光挿入スイッチ部を有する光マトリクススイッチと、
第一の光伝送路からの波長多重された信号光を波長毎の信号光に分波して前記光マトリクススイッチの入力ポートに出力する光分波器と、
前記光マトリクススイッチの出力ポートからの信号光を合波して第二の光伝送路に送出する光合波器と、
前記光マトリクススイッチの分岐ポートからの信号光を外部に出力する信号に変換する分岐側インタフェース部と、
光伝送路に送出する信号を光伝送路で伝達される信号光に変換して出力する挿入側インタフェース部と、
該挿入側インタフェース部から出力される信号光を光伝送路で伝達される任意の波長に変換して前記光マトリクススイッチの挿入ポートに出力する波長変換部と、を備える光分岐挿入装置。 - 入力ポートからの信号光を対応する通過ポート又は任意の分岐ポートに方路変更できる光分岐スイッチ部、及び、該光分岐スイッチ部の通過ポートが対応する結合ポートに接続され、さらに、出力ポートには前記対応する結合ポート又は任意の挿入ポートからの信号光が方路変更できる光挿入スイッチ部を有する光マトリクススイッチと、
第一の光伝送路からの波長多重された信号光を波長毎の信号光に分波して前記光マトリクススイッチの入力ポートに出力する光分波器と、
前記光マトリクススイッチの出力ポートからの信号光を合波して第二の光伝送路に送出する光合波器と、
前記光マトリクススイッチの分岐ポートからの信号光を外部に出力する信号に変換する分岐側インタフェース部と、
光伝送路に送出する信号を変換して光伝送路で伝達される任意の波長で前記光マトリクススイッチの挿入ポートに出力する挿入側信号変換部と、を備える光分岐挿入装置。 - 請求項７又は８に記載の光分岐挿入装置において、前記光分波器の出力線数と、前記光マトリクススイッチの入力ポート数と、前記光マトリクススイッチの通過ポート数と、前記光マトリクススイッチの結合ポート数と、前記光マトリクススイッチの出力ポート数と、前記光合波器の入力線数とが等しく、かつ、前記光マトリクススイッチの分岐ポート数及び前記光マトリクススイッチの挿入ポート数が前記光分波器の出力線数よりも少ないことを特徴とする光分岐挿入装置。
- 請求項７又は８に記載の光分岐挿入装置において、前記光マトリクススイッチは入力ポートからの信号光を対応する出力ポート又は任意の分岐ポートに方路変更でき、さらに、出力ポートには前記対応する入力ポート又は任意の挿入ポートからの信号光が方路変更できるように、前記光分岐スイッチ部と前記光挿入スイッチ部とが一体化されていることを特徴とする光分岐挿入装置。
- 請求項１０に記載の光分岐挿入装置において、前記光分波器の出力線数と、前記光マトリクススイッチの入力ポート数と、前記光マトリクススイッチの出力ポート数と、前記光合波器の入力線数とが等しく、かつ、前記光マトリクススイッチの分岐ポート数及び前記光マトリクススイッチの挿入ポート数が前記光分波器の出力線数よりも少ないことを特徴とする光分岐挿入装置。
- 請求項７乃至１１に記載の前記光マトリクススイッチが、２次元ＭＥＭＳで構成されていることを特徴とする光分岐挿入装置。
- 請求項７乃至１１に記載の前記光マトリクススイッチが、石英導波路型光スイッチで構成されていることを特徴とする光分岐挿入装置。
- 請求項７乃至１１に記載の前記光マトリクススイッチが、導波路がクロス状に交叉された叉点であって、信号光を直進させるか、又は交叉する導波路に反射結合させるかを切り替える叉点を有することを特徴とする光分岐挿入装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002300221A JP2004135238A (ja) | 2002-10-15 | 2002-10-15 | 光分岐挿入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002300221A JP2004135238A (ja) | 2002-10-15 | 2002-10-15 | 光分岐挿入装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004135238A true JP2004135238A (ja) | 2004-04-30 |
Family
ID=32289127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002300221A Pending JP2004135238A (ja) | 2002-10-15 | 2002-10-15 | 光分岐挿入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004135238A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101754060A (zh) * | 2008-12-16 | 2010-06-23 | 株式会社日立制作所 | 光分插复用系统、光分插复用装置及光路径迂回程序 |
| WO2017018034A1 (ja) * | 2015-07-27 | 2017-02-02 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 光スイッチ装置及びその設計方法 |
-
2002
- 2002-10-15 JP JP2002300221A patent/JP2004135238A/ja active Pending
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| JPWO2017018034A1 (ja) * | 2015-07-27 | 2018-06-21 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 光スイッチ装置及びその設計方法 |
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