JP2005501495A - 波長分割多重（ｗｄｍ）電気通信ネットワーク用光スイッチ装置 - Google Patents

波長分割多重（ｗｄｍ）電気通信ネットワーク用光スイッチ装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2005501495A
JP2005501495A JP2003524293A JP2003524293A JP2005501495A JP 2005501495 A JP2005501495 A JP 2005501495A JP 2003524293 A JP2003524293 A JP 2003524293A JP 2003524293 A JP2003524293 A JP 2003524293A JP 2005501495 A JP2005501495 A JP 2005501495A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mirror
input
array
switch device
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003524293A
Other languages
English (en)
Inventor
ウーゴ チェラート
Original Assignee
マルコニ コミュニケイションズ ソシエタ ペル アチオニ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by マルコニ コミュニケイションズ ソシエタ ペル アチオニ filed Critical マルコニ コミュニケイションズ ソシエタ ペル アチオニ
Publication of JP2005501495A publication Critical patent/JP2005501495A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/3564—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details
    • G02B6/3566—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details involving bending a beam, e.g. with cantilever
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29304—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating
    • G02B6/29305—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating as bulk element, i.e. free space arrangement external to a light guide
    • G02B6/2931—Diffractive element operating in reflection
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29304—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating
    • G02B6/29305—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating as bulk element, i.e. free space arrangement external to a light guide
    • G02B6/29313—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating as bulk element, i.e. free space arrangement external to a light guide characterised by means for controlling the position or direction of light incident to or leaving the diffractive element, e.g. for varying the wavelength response
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0005—Switch and router aspects
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/351—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements
    • G02B6/3512—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being reflective, e.g. mirror
    • G02B6/3518—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being reflective, e.g. mirror the reflective optical element being an intrinsic part of a MEMS device, i.e. fabricated together with the MEMS device
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/354—Switching arrangements, i.e. number of input/output ports and interconnection types
    • G02B6/3554—3D constellations, i.e. with switching elements and switched beams located in a volume
    • G02B6/3556—NxM switch, i.e. regular arrays of switches elements of matrix type constellation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/354—Switching arrangements, i.e. number of input/output ports and interconnection types
    • G02B6/356—Switching arrangements, i.e. number of input/output ports and interconnection types in an optical cross-connect device, e.g. routing and switching aspects of interconnecting different paths propagating different wavelengths to (re)configure the various input and output links
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0005—Switch and router aspects
    • H04Q2011/0007—Construction
    • H04Q2011/0016—Construction using wavelength multiplexing or demultiplexing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0005—Switch and router aspects
    • H04Q2011/0007—Construction
    • H04Q2011/0024—Construction using space switching
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0005—Switch and router aspects
    • H04Q2011/0007—Construction
    • H04Q2011/0026—Construction using free space propagation (e.g. lenses, mirrors)

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

光波長分割多重（WDM）電気通信ネットワークにおいて利用するためのスイッチ装置（１３）であって、複数の入力DWDM放射（i/p-1からi/p-4）から選択される出力（o/p-1からo/p-4）へ光学的に波長キャリア（i/p-1@λ1からi/p-4@λ1）を切り替えるスイッチ装置（１３）を開示する。前記スイッチ装置（１３）は、複数の光学的入力経路及び複数の光学的出力経路と、各ミラーがそれぞれの入力経路からの光放射を受信するために存在している、個々に選択可能に傾動可能なMEMSミラーの第１のアレー（１８）と、各ミラーがそれぞれの出力経路に沿って光放射の入射を偏向させるために存在している、個々に選択可能に傾動可能なMEMSミラーの第２のアレー（２３）と、を備えている。前記装置は、前記第１及び第２のミラーアレー（１８、２３）が共通する面に配置され、単一軸について選択的に傾動可能で、固定された反射器（２４）が２つのミラーアレー上に配置されていることを特徴とする。動作上、各入力経路に沿って受信される光放射は、前記第１アレーのそのそれぞれのミラーによって、その固定されたミラーを介して、前記第２アレーの選択されたミラーへ偏向し、そこからそのそれぞれの出力経路へ偏向する。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、WDM電気通信ネットワークにおいて利用する光スイッチ装置であって、選択される出力に対してWDM放射のスイッチ波長成分（波長キャリア）を選択的に切り替える光スイッチ装置に関する。より詳細には、本発明は、スイッチがMEMS（Micro Electro Mechanical System）可動型反射器又はミラーを光学的に利用して実行される光スイッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の入力ファイバから選択される出力ファイバに到達するWDM光放射を切り替えることができる光クロスコネクト（OXCs）が知られている。１つの知られているOXCは、互いに面するMEMS可動型ミラーの２つのアレーを備えており、前記第１及び第２のアレーが前記入力ファイバ及び出力ファイバとそれぞれ協働する。各アレーはミラーの２次元平面アレーを備え、アレーの各ミラーは独立して制御可能であり、２つの直交軸について傾動可能である。入力コリメータ装置は、前記入力ファイバの各々から前記第１アレーの各ミラーにWDM放射を誘導するように提供されており、出力コリメータ装置は、前記第２アレーのミラーの各々から各出力ファイバに受信されるWDM放射を結合するように提供される。前記第１アレーの各ミラーは、前記第２アレーの任意の１つのミラーに放射を選択的に誘導するように傾き、前記第２平面の各ミラーは、そこで各出力コリメータに受信される放射を誘導するように適切に方向付けされる。
【０００３】
前記複数の入力ファイバの任意の１つを前記複数の出力ファイバの任意の１つに選択的に接続し、前記装置をファイバスイッチとして理想的に適応させることができるという点で、前記光スイッチ装置は、全体として、柔軟である。しかしながら、２軸について個別に前記アレーの各ミラーを正確に傾動可能にするという要求により制御が複雑になる。また、設計が３次元（３Ｄ）の正確なアライメントを必要とするために光学的に複雑である。さらに、前記OXCが選択的に接続可能である入力数が、前記ミラーの各々の最大傾斜角によって拘束され、これは前記アレーのサイズを限定する。正確に前記ミラーを方向付けするための多くの解決策が提案されているが、これらは、高電圧静電気駆動部部材を使用する結果として、多くの入力/出力がOXCを高価かつ大型にしている。
【０００４】
限定された数の入力ファイバから個々の波長を切り替えることを必要とする場合、各入出力間の全接続性は、もはや必要とされず、装置を単純化することが可能である。本発明は、既知の装置の上述した欠点を少なくとも部分的に克服する光スイッチ装置を提供する努力の結果として生じた。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に従うと、複数の光学的入力経路及び複数の光学的出力経路と、
各ミラーが各々の入力経路からの光放射を受信するために存在する、個々に選択可能に傾動可能なMEMSミラーの第１アレーと、
各ミラーが各々の出力経路に沿って入射する光放射を偏向させるために存在する、個々に選択可能に傾動可能なMEMSミラーの第２アレーと、を備えている光スイッチ装置であって、
ミラーの前記第１及び第２のアレーが共通の面に配置され、単一軸について選択可能に傾動可能であり、固定反射器が前記２つのミラーのアレー上に配置され、動作上、各入力経路に沿って受信される光放射は、前記第１のアレーのそのそれぞれのミラーによって、前記固定反射器を介して、前記第２のアレーの選択されたミラーへ偏向し、そこからそのそれぞれの出力経路へ偏向することを特徴とする光スイッチ装置が提供される。
【０００６】
望ましくは、前記スイッチ装置は、複数の入力DWDM放射入力から選択されるDWDM出力に波長キャリア（成分）を切り替えるために存在し、前記第１及び第２のアレーのミラーは、行及び列に配置され、各列はDWDM放射入力と協働し、各行は各々の波長キャリアと協働する。
【０００７】
優位性として、前記スイッチ装置は、前記複数の入力DWDM放射の各々をそのそれぞれの波長キャリアに分散させる手段をさらに備えている。望ましくは、前記分散手段は、前記DWDM放射をその構成波長成分（キャリア）に空間的に分散させるために回折格子またはAWGのような波長選択成分を含んでいる。優位性として、前記分散手段は、各々の入力経路に沿って各波長キャリアをコリメートして誘導するコリメート手段をさらに含んでいる。
【０００８】
望ましくは、前記スイッチ装置は、複数の出力経路から放射を結合してDWDM出力を生成する手段をさらに備えている。
【０００９】
波長キャリアが選択的に前記スイッチ装置に追加されるように、又は前記スイッチ装置から取り出されるように、そして、それによって再生及び選択されたキャリアの波長変換を可能にするために、望ましくは、前記スイッチ装置は、個々に選択可能な傾動可能なMEMSミラーの付加アレーをさらに含んでおり、前記ミラーは、前記第１及び第２のアレーのミラーの軸に対して直角である単一軸について傾動可能であり、その中で、前記付加アレーが出力経路に向けられる放射を取り出している入力経路に対してそれぞれ選択的に放射を付加するために存在する。
【００１０】
望ましくは、前記ミラー配列の各々は、単一シリコン基板で作られている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
ここで、本発明がより理解されるように、添付図を参照し、もっぱら例を通して本発明の実施例を述べる。
【００１２】
図１を参照すると、DWDM（高密度WDM）電気通信ネットワークに利用するための本発明に従う光スイッチ装置１０のブロック概略表現が示されている。前記スイッチ装置１０は、DWDM放射11aから11d及び12aから12dを受信して出力するために４つの光学的入力（i/p-1からi/p-4まで）及び４つの光学的出力（o/p-1からo/p-4まで）を備えている。描写した例では、前記DWDM放射は、n波長キャリアλ1からλn、例えば16波長キャリアを備えている。
【００１３】
前記光スイッチ装置１０は、前記４つの入力i/p-1からi/p-4に適用される前記個々の波長成分λ1からλn（波長キャリア）を選択される出力o/p-1からo/p-4に対して選択的に切り替える。前記装置は、前記入力及び出力の間に波長分散ユニット（分波器）１４、光スイッチ装置１３、及び波長結合器ユニット（多重化装置）１５を順番に備えている。前記波長分散ユニット１４は、前記入力DWDM放射11aから11dの各々をその構成波長成分（キャリア/チャネル）に分散でき、各々の経路に沿って前記スイッチ装置１３に対して入力される。明瞭のために、図１においては、１つの入力に対する経路のみが例証され、λ1からλnに示されている。前記波長結合器ユニット１５は、前記スイッチ装置１３から出力される前記放射成分を結合でき、前記スイッチ装置から出力されるDWDM放射12aから12dを生成する。
【００１４】
前記波長分散ユニット１４を図２により詳細に示す。前記DWDM入力放射をその構成波長成分に分散させるために、実績のある周波数（波長）選択装置１６（回折格子）が利用される。各入力DWDM放射が平行ビームの形態で色彩（波長）成分を分散させるために回折格子に誘導される。レンズ１７によって前記各波長の放射ビームが平行にされ、コリメータ１９によってコリメートされ、λ1からλnと表示された経路に沿って前記スイッチ装置１３のMEMSアレー１８の各ミラーに誘導される。従って、各DWDM入力の各波長成分は、前記MEMSアレー１８の各ミラーに集束される。再度、明瞭のために、単一入力i/p-1のための経路のみを図２に例証している。
【００１５】
択一的な前記周波数選択成分１６は、前記スイッチ装置の外側に配置され、この場合、単一波長キャリア専用にされるファイバが前記コリメータを与えるために供給される。
【００１６】
前記スイッチ装置の出力に接続される前記波長結合器ユニット（多重化装置）１５は、ちょうど入力及び出力が交換されて描写されている前記波長分散ユニットに類似しており、それは当業者によって確実に認識されるのでさらなる描写はしない。
【００１７】
図３は、前記光スイッチ装置１３の機能幾何学的形状を例証する。示されているように、これは入力設定i/p-x@λiから出力設定o/p-x@λiに波長を新ルートで送るための装置であり、この場合において、xは前記DWDM入力/出力の数であり、iは波長キャリアである。同じ幾何学的形状はWDMグリッド（例えばITU-T100GHzに対して40チャネル）で各波長キャリアに対して繰り返される。組立ての簡単のために、前記スイッチ装置は、4x4スイッチ（すなわち、DWDM入力及び出力を有する）を備えることが望ましい。5入力以上を有するスイッチ装置を実現するためは、分離したスイッチプレーンの複数の4x4スイッチ装置を用いてこれらを作ることが望ましい。各スイッチプレーンにおける任意のDWDM入力からの任意の波長成分は、所望の出力の対応するチャネル（すなわち、同じキャリア波長）に切り替えられ得る。実際の問題は、レイヤーの前記DWDMネットワークを拡張し、異なるプレーン間を除くことなくプレーンで相互接続して新しいスイッチプレーンを追加することである。
【００１８】
本発明の前記スイッチ装置の基本的な‘ビルディングブロック’は、単一軸について回転可能な（傾動可能な）可動型ミラーの２つのアレーを備えている光スイッチ装置１３である。ミラー１８の入力アレーは、前記スイッチ装置１３の入力に提供され、出力には出力アレーが提供される。各ミラーアレーは、mがDWDM入力（述べられている例では4）の数、nが各DWDM入力内の波長チャネルの数である、個々に制御可能なミラーのmxnアレーを備えている。図４は、前記波長キャリアλ1からλnの各々に対する単一入力i/p-1を表した光線図を有するミラーの入力アレー１８を概略的に示している。前記ミラーアレーは、望ましくは、通常試行される手順でシリコン表面にエッチングされた前記ミラー（反射器）を有するシリコンMEMSとして組み立てられている。各ミラーは、（示されていない）協働する駆動部によって個々に偏向し（傾き）得る。
【００１９】
ミラーアレーは、概略的に図５（側面図）及び図６（平面図）に示される。これらの図は、複数の平行で柔軟なシリコンストリップ２０を示し、上側の面がそれを反射させるように加工処理されている。各駆動部２１は、単一軸について所望の傾斜角αにストリップの偏向を制御するために各ストリップの下に提供されている。
【００２０】
図５及び６は、前記ミラーアレーの概念のみを記述しており、実際の実現について当業者は確実に想像できる。二次元反射面を改善するために、前記ミラーは、ストリップそれ自体を反射させる代わりに択一的に柔軟なシリコンストリップに固定される。これは図７に概略的に示されており、ミラー２２は柔軟なストリップ２０に取り付けられている。
【００２１】
択一的な単一軸として、カルダン（cardan）装着装置が用いられ得る。図８は、前記入力１８及び出力２３のミラーアレーを示している4入力（m=4）4出力スイッチ装置に対するスイッチ装置１３の構造を示す。４つの入力の各々に対する光線は、単一波長キャリアλ1に対して例証される。
【００２２】
前記MEMSミラーアレー１８及び２３は、共通する参照面に平行に配置され、固定反射面（天井）２４がアセンブリを介して提供される。前記固定反射面は、望ましくは、前記入力及び出力のミラーアレーが取り付けられる面と平行である。
【００２３】
i/p-1@λ1からi/p-4@λ1で表示される光線は、前記入力コリメータから到達し、o/p-1@λ1からo/p-4@λ1で表示される光線は、前記出力コリメータに誘導される。図８において、光線は、i/p-1及びi/p-2がo/p-1及びo/p-2に接続される一方で、i/p-3及びi/p-4がo/p-4及びo/p-3にそれぞれ交差接続されていることを示す。破線は、その対応する出力o/p-3に対するi/p-3に接続される選択肢を示す。前記入力と出力の間の相互接続は、前記入力アレー１８内のミラーの傾斜角によって決定される。
【００２４】
断面である図８では、単一波長キャリアλ1に対するミラーのみを例証する。前記スイッチ装置の構造は、方向zに拡張するものとして理解され、前記波長キャリアλ1からλnの全ての同時スイッチを許すものである。前記スイッチ装置の概念を明らかにするために、図９に概略的に示すように、それは複数のストリップを備えるものとして考えられ得る。明瞭のために、i/p-4に対する光線経路を例証する。
【００２５】
単純な再生及び変換を許容するために、前記スイッチ装置によって処理されるトラフィックの一部が、単一波長チャネルに基づいて受け入れ可能であるべきである。前記機能性により、前記再生装置において調整可能なDWDM多重化装置及び分波器の必要性がなくなるので、付加的な費用を減らすことができる。
【００２６】
ブロック図レベルの前記スイッチ装置を図１０に示す。この図に示されるように、前記スイッチ装置１３は、変換及び再生ブロック３１に接続するために多くのADD入力（λチャネルイン）４０及びDROP出力（λチャネルアウト）４１をさらに含んでいる。前記ブロック３１は、波長を変換し、波長キャリアを再生するために動作する。変換及び再生装置は当業者に知られており、さらに描写することや示すことはしない。
【００２７】
前記スイッチ装置の複雑性を低減させる鍵となるのは、全数の波長キャリアを介する再生のうちの定義される割合のみを許可することであるが、所定の波長キャリアに対する各再生チャネルを制限することはない。より明確には、各ADD入力又はDROP出力は任意の所望の波長キャリアに対して利用できるべきである。
【００２８】
前記ブロック３１に対して及びから波長キャリアを選択的に取り出して追加するために、さらなるMEMSミラーのアレーが前記スイッチ装置１３内に提供される。これらのミラーアレーは、ミラーの角度が異なる軸についての動きであることを除いて上述のアレーと類似しており、望ましくは、前記入力及び出力MEMSの軸のミラーアレーに直交する軸について動く。図１１を参照すると、（ａ）横方向に作用する軸の動きを有するミラーアレーと、（ｂ）通常の軸の動きを有するミラーアレーが示されている。
【００２９】
添付図の下に、‘横方向に作用する’アレーが文字Tによって定義される。
【００３０】
前記スイッチ経路内の波長キャリアを取り出して挿入する前記ADD/DROP機能を含む前記スイッチ装置１３を図１２（側面図）及び１３（平面図）に示す。これらの図に示すように、図８を参照して上述した実施例と対照すると、前記スイッチ装置１３は、横方向に作用するミラーアレーの組３５及び３６、３７及び３８をさらに含み、前記スイッチ装置の入力及び出力に位置している。前記スイッチの入力における横方向に作用するアレー３５及び３６の組は、ADD入力からの入力放射を受信し、選択的にそれを前記入力アレー１８に誘導するために存在する。前記スイッチ装置の出力における横方向に作用するアレー３７、３８の組は、前記出力アレー２３からDROP出力４０に放射を選択的に誘導するために存在する。
【００３１】
前記横方向に作用するアレー２５、３６、３７及び３８によって成し遂げられる機能は、図１２の方向“A”を含む平面図である図１３を参照してより明確に理解される。この図において、前記通常のアレー１８、２３のミラーは、図に表示されるように垂直方向に回転する回転軸を有しており、一方で、前記横方向に作用するアレー３５、３６、３７、３８は、水平方向に回転する回転軸を有している。示されているように、前記ADD入力の放射は、コリメータ４２によって前記第１の横方向に作用するアレー３５に集束される。前記アレー３５は、前記装置の前記反射天井２４を介してそこから前記横方向アレー３６の選択されるミラーでこの放射を反射し、前記放射を前記アレー１８と２３の間の通常経路に向け直す。波長キャリアを前記DROP出力４１に取り出すことが必要とされる場合、前記アレー２３の各ミラーが方向付けされ、その放射は前記天井２４によって前記横方向アレー３８の各ミラーで反射され、順次それを前記アレー３７に誘導し、そこからコリメータ４３を介して前記出力４１に結合される。類似する手法では、各波長キャリアは、単一軸について動作可能であるミラーのアレーを用いて追加されるか取り出される。単純化のために、図１２及び１３は、拡大することなく、前記出力４１に取り出される単一波長キャリアλ1及び前記入力４０を介して追加される単一波長キャリアλ4を例証している。
【００３２】
１つのチャネルのみを示した実施例において、各波長キャリアは、追加され再び差し込まれることもあり、それによって、再生されるか変換される。横方向アレーの組を共に追加することによって、同じ波長を有する幾つかのチャネルは、同時に処理され得る。
【００３３】
前記光スイッチ装置（光クロスコネクト）の大きさを測る際に、C＋Lバンド商用伝送システムの前記本質的構造は、より大きな拡張性を許すように波長キャリアの分割をサブバンドに示している。基本的なスイッチ装置の大きさは、それゆえ、ITU-T100GHzグリッドに従って40波長チャネル（キャリア）であると考えられ得る。25％再生又は変換容量に対して、各DWDM入力に対して10の入力及び出力を有する再生ポートが必要とされる。従って、基本的な4X4ビルディングブロックに対しては、40の再生入力４０及び出力４１が必要とされる。
【００３４】
本発明の前記スイッチ装置に従って、単一スイッチ装置は、160チャネル、すなわちバンドCの最初の100GHzグリッドの40チャネルを切り替えることができる。前記装置は、その後、連続的に640波長チャネルに更新され得る。前記スイッチ装置の全スイッチ容量がもはや交差するトラフィック全てを経路指定するのに十分でない場合、多重の層が提供され得る。前記層の間の限定される相互接続が各層のそれぞれの再生及び変換を介して可能であるが、層の間の経路指定は望ましくは避けられる。これは、図１４のブロック図に示され、スイッチ装置の構成成分は、確実に当業者には識別可能である。前記階層構造により、例えば、1280波長チャネル（キャリア）のスイッチを実現することができる。
【００３５】
前記スイッチ装置の将来的な更新のために、前記光スイッチ装置には、前記波長分散及び結合ユニット１４及び１５において必要とされる成分のような波長選択成分がないことが望ましい。従って、前記DWDM放射から/へ個々の波長キャリアを分散させる/結合するのに用いられる前記波長選択フィルタ又はAWGsの全てが、このアセンブリの一部であるよりもむしろ前記MEMS光スイッチ装置１３の外側に配置されていることが望ましい。多数ファイバ光コネクタは、外部の光回路に対して前記光スイッチ装置を接続するのに用いられ得る。前記スイッチ装置への入力及びからの出力は、例えば、各DWDM入力/出力に対する多数ファイバ光コネクタにおいて有機的に構成される個々のファイバを用いて提供され得る。
【００３６】
アセンブリ費用を低減し、より信頼性を高めるためには、単一ウェハMEMS構造の形態で前記スイッチ装置の全ての前記ミラーアレーを作ることが望ましい。これは、図１５における平面図の例のように示され、MEMSアレーが単一シリコン基板４５に作られている。入力ミラーアレーは４６に示され、出力ミラーアレーは４７に示されている。２つの付加的なアレー４８、４９（横方向アレー）は、前記ADD及びDROP機能をそれぞれに提供するために与えられている。各波長に対して１つのチャネルのみ（全体通過容量の25％）が、追加されるか抽出され得る。
【００３７】
図１６（側面図）及び１７（平面図）に概略的に示されるように、前記反射面２４（天井）がハウジングの面する内壁によって定義され、処理されるシリコン基板４５は、その後、ハウジング５０の内壁に取り込まれる。ハウジングの内壁に基板４５が取り付けられ、コリメータ５１は前記ADD機能に対し、コリメータ５２は前記入力に対して基板の１つの側面に与えられる。前記基板４５の反対側に、前記DROP機能に対するコリメータアレー５３が提供され、コリメータアレー５４が前記出力に対して与えられる。
【００３８】
この実施例において、前記ADD及びDROP機能に対する前記入力/出力コネクタ又はファイバは、特定のDWDM帯域に割り当てられることが想定されている。
【００３９】
図１７に示されるように、追加されるチャネルは、前記コリメータアレー５１のコリメータの前記第１列を介して接続され、入力コリメータアレー５２の第１列を介して入力される入力チャネルに専用される。コリメータアレー５４におけるコリメータの第１列を介して追加されるチャネルは、出力コリメータアレーの第１列を介して入力チャネルから到達する。同じ対応が、アレーの残りの列に適用される。
【００４０】
ここで、N番目の入力/出力列の任意の波長が、N番目の列の任意のADD/DROPコリメータによって遮断され得ることに注目すべきである。
【００４１】
前記光スイッチ装置の物理的な次元数の指示を与えるために、図１８は、ミラーアレーが取り付けられる面上の反射天井の高さhの関数としてミラーの傾斜角αの角度の増加分Δαのグラフを示す。図１９は、前記光スイッチ装置の幾何図を例証し、図１８のデータの計算に含まれるパラメータを示す。出力アレーの次の列の出力ミラーに放射を誘導するのに必要とされる傾斜角の増加Δαは、以下の関係によって与えられる。
【００４２】
Figure 2005501495
【００４３】
ここで、Lは入力アレーのミラーと出力アレーの対応するミラーの間の分離度であり、ΔLは入力及び出力アレーにおけるミラー列の間隔（ピッチ）である。
【００４４】
図１８にプロットされたデータは、ピッチΔL=20mm、L=20mmに対するものであり、hは0から500mmまで変化する。グラフにおいて、角度変化Δαは減少を示している。15cmよりも大きい長さLで20mmシフトのピッチが必要とされるため、5度よりも小さい傾斜角の変化が必要とされることに注目すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に従う光スイッチ装置の概略ブロック表現である。
【図２】図１の前記スイッチ装置の波長分散ユニットの概略表現である。
【図３】本発明の前記スイッチ装置のさらなるブロック図である。
【図４】本発明の前記光スイッチ装置において用いられるMEMミラーの入力アレーの概略投射表現である。
【図５】MEMミラーアレーの概略の側面図及び平面図を示す。
【図６】MEMミラーアレーの概略の側面図及び平面図を示す。
【図７】図５の前記MEMミラーアレーの変形を示す。
【図８】本発明に従う光スイッチ装置の概略側面図である。
【図９】図８の装置の概略投射図である。
【図１０】再生及び変換ユニットを含む光スイッチ装置のブロック図である。
【図１１ａ】本発明に従う光スイッチ装置において用いられる２つのミラーアレーのミラー動作を例証する。
【図１１ｂ】本発明に従う光スイッチ装置において用いられる２つのミラーアレーのミラー動作を例証する。
【図１２】図１０の前記光スイッチ装置の概略の側面図及び平面図である。
【図１３】図１０の前記光スイッチ装置の概略の側面図及び平面図である。
【図１４】C＋LバンドDWDM放射を利用するための本発明に従う光スイッチ装置のブロック図を示す。
【図１５】本発明の前記光スイッチ装置に従うミラーアレーを含んでいるシリコン基板の図である。
【図１６】本発明に従うスイッチ装置の実施例の概略の側面図及び正面図である。
【図１７】本発明に従うスイッチ装置の実施例の概略の側面図及び正面図である。
【図１８】前記ミラーの振幅角度の増加についてのグラフである。
【図１９】図１８のグラフに含まれる大きさについての図を示す。

Claims (7)

  1. 複数の光学的入力経路及び複数の光学的出力経路と、
    各ミラーが各々の入力経路からの光放射を受信するために存在する、個々に選択可能に傾動可能なMEMSミラーの第１アレーと、
    各ミラーが各々の出力経路に沿って入射する光放射を偏向させるために存在する、個々に選択可能に傾動可能なMEMSミラーの第２アレーと、を備えている光スイッチ装置であって、
    ミラーの前記第１及び第２のアレーが共通の面に配置され、単一軸について選択可能に傾動可能であり、固定反射器が前記２つのミラーのアレー上に配置され、動作上、各入力経路に沿って受信される光放射は、前記第１アレーのそのそれぞれのミラーによって、前記固定反射器を介して、前記第２アレーの選択されたミラーへ偏向し、そこからそのそれぞれの出力経路へ偏向することを特徴とする光スイッチ装置。
  2. 前記装置が、複数の入力DWDM放射（i/p-1からi/p-4）から選択されるDWDM出力（o/p-1からo/p-4）に波長キャリア（i/p-1@λiからi/p-4@λi）を切り替えるために存在し、前記第１及び第２のアレーの前記ミラーが列及び行に配置され、各列がDWDM入力に協働し、各行がそれぞれの波長キャリア（λi）に協働する請求項１に記載のスイッチ装置。
  3. 前記複数の入力DWDM放射の各々をそのそれぞれの波長キャリアに分散させ、各キャリアをそれぞれの入力経路に沿って導く手段をさらに備えている請求項２に記載のスイッチ装置。
  4. DWDM出力を生成するために複数の出力経路からの放射を結合する手段をさらに備えている請求項２又は請求項３に記載のスイッチ装置。
  5. 波長キャリアを分散するか又は結合する手段が、波長選択部材を含んでいる請求項４又は請求項５に記載のスイッチ装置。
  6. 個々に選択可能に傾動可能なMEMSミラーの付加アレーをさらに備え、前記ミラーが、前記第１及び第２のアレーのミラーの軸に対して横方向に作用する単一軸について傾動可能であり、前記付加アレーが、それぞれに選択的に、入力経路に対して放射を追加し、出力経路に向けられる放射を取り出すために存在している上記請求項のいずれか１つに記載のスイッチ装置。
  7. 前記ミラーアレーの各々が、単一シリコン基板上に作られている上記請求項のいずれか１つに記載の装置。
JP2003524293A 2001-08-28 2002-08-28 波長分割多重（ｗｄｍ）電気通信ネットワーク用光スイッチ装置 Pending JP2005501495A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT2001MI001817A ITMI20011817A1 (it) 2001-08-28 2001-08-28 Dispositivi per la commutazione ottica di lunghezze d'onda in reti ditelecomunicazione
PCT/IB2002/003889 WO2003019974A1 (en) 2001-08-28 2002-08-28 Optical switching device for wavelength division multiplex (wdm) telecommunications network

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005501495A true JP2005501495A (ja) 2005-01-13

Family

ID=11448306

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003524293A Pending JP2005501495A (ja) 2001-08-28 2002-08-28 波長分割多重（ｗｄｍ）電気通信ネットワーク用光スイッチ装置

Country Status (9)

Country Link
US (1) US7106926B2 (ja)
EP (1) EP1428407B1 (ja)
JP (1) JP2005501495A (ja)
CN (1) CN1575618B (ja)
AT (1) ATE457114T1 (ja)
CA (1) CA2458722A1 (ja)
DE (1) DE60235281D1 (ja)
IT (1) ITMI20011817A1 (ja)
WO (1) WO2003019974A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006119638A (ja) * 2004-10-06 2006-05-11 Lg Electronics Inc 投影ディスプレイシステム

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7239774B1 (en) * 2004-08-13 2007-07-03 Lightconnect, Inc. Optical steering element and method
DE602006015388D1 (de) * 2005-05-09 2010-08-26 Lg Electronics Inc Optisches System eines tragbaren Projektors und mobiles Kommunikationsendgerät damit
DE602006015748D1 (de) * 2005-08-31 2010-09-09 Lg Electronics Inc Tragbarer Projektor
US8705960B2 (en) 2007-02-08 2014-04-22 Jds Uniphase Corporation M×N wavelength selective switch (WSS)
US8081875B2 (en) * 2007-02-08 2011-12-20 Jds Uniphase Corporation Wavelength switch
WO2011048599A1 (en) * 2009-10-22 2011-04-28 Yissum Research Development Company Of The Hebrew University Of Jerusalem Ltd. Method and system for switching optical channels
EP2810451A1 (en) * 2012-02-03 2014-12-10 Lightfleet Corporation Scalable optical broadcast interconnect
CN109814208B (zh) * 2019-03-29 2023-07-14 蘅东光通讯技术(深圳)股份有限公司 一种波长选择开关、波长选择方法及光交叉连接装置
JP7294461B2 (ja) * 2020-02-04 2023-06-20 日本電信電話株式会社 波長クロスコネクト装置及び波長クロスコネクト方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4767625A (en) * 1985-09-02 1988-08-30 Kao Corporation Lamella type single phase liquid crystal composition and oil-base cosmetic compositions using the same
US5380455A (en) * 1992-06-01 1995-01-10 Kao Corporation Detergent composition
US5694233A (en) * 1996-07-23 1997-12-02 Macro-Vision Communications, Llc Switchable wavelength router
FR2755370B1 (fr) * 1996-11-04 1998-12-04 Oreal Composition nettoyante sous la forme d'un gel transparent rincable
US6204946B1 (en) * 1997-08-21 2001-03-20 Lucent Technologies Inc. Reconfigurable wavelength division multiplex add/drop device using micromirrors
US6212309B1 (en) * 1998-01-24 2001-04-03 Mitel Corporation Optical cross point switch using deformable micromirror
US6188814B1 (en) * 1999-08-03 2001-02-13 Lucent Technologies Inc. Packaged microelectromechanical devices and systems
WO2001055751A2 (en) * 2000-01-26 2001-08-02 Photuris, Inc. System and method for optically switching/routing optical channels of any wavelength to any fiber
US6330102B1 (en) * 2000-03-24 2001-12-11 Onix Microsystems Apparatus and method for 2-dimensional steered-beam NxM optical switch using single-axis mirror arrays and relay optics
US6816640B2 (en) * 2000-09-29 2004-11-09 Texas Instruments Incorporated Optical add drop multiplexer
US6731833B2 (en) * 2001-01-16 2004-05-04 T-Rex Enterprises Corp. Optical cross connect switch
US6694073B2 (en) * 2001-04-13 2004-02-17 Movaz Networks, Inc. Reconfigurable free space wavelength cross connect
US6640023B2 (en) * 2001-09-27 2003-10-28 Memx, Inc. Single chip optical cross connect

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006119638A (ja) * 2004-10-06 2006-05-11 Lg Electronics Inc 投影ディスプレイシステム
JP4669769B2 (ja) * 2004-10-06 2011-04-13 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド 投影ディスプレイシステム

Also Published As

Publication number Publication date
ITMI20011817A0 (it) 2001-08-28
ATE457114T1 (de) 2010-02-15
WO2003019974A1 (en) 2003-03-06
ITMI20011817A1 (it) 2003-02-28
CA2458722A1 (en) 2003-03-06
DE60235281D1 (de) 2010-03-25
US20050117837A1 (en) 2005-06-02
US7106926B2 (en) 2006-09-12
EP1428407A1 (en) 2004-06-16
EP1428407B1 (en) 2010-02-03
CN1575618A (zh) 2005-02-02
CN1575618B (zh) 2010-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7302134B2 (en) Wavelength selective switch with a 2D arrangement of optical ports
US7164859B2 (en) Free-space dynamic wavelength routing systems with interleaved channels for enhanced performance
US8854597B2 (en) Wavelength selective switch
JP4678530B2 (ja) 波長操作システムおよび方法
EP1052868B1 (en) Free-space and arrayed-waveguide router
US6005993A (en) Deflection optical matrix switch
US8693819B2 (en) Method and system for switching optical channels
JP2009508159A (ja) 光波長選択ルータ
EP2585866B1 (en) Port array topology for high port count wavelength selective switch
KR20160029139A (ko) 다파장 스위치, 광 스위치, 광 빔의 파장 성분을 입력 포트로부터 적어도 하나의 출력 포트로 유도하는 방법 및 광 전환 장치
US6449407B1 (en) Optical switch having equalized beam spreading in all connections
US6865310B2 (en) Multi-layer thin film optical waveguide switch
JP2005501495A (ja) 波長分割多重（ｗｄｍ）電気通信ネットワーク用光スイッチ装置
CN113671770B (zh) 一种光选择开关、节点装置
US7039267B2 (en) Optical switch
US6690849B1 (en) Optical switch having MEMS array with reduced optical loss
JP4170124B2 (ja) 光デバイス
US20020085793A1 (en) Optical switch
CA2363624C (en) Optical switch
EP0916982A2 (en) Optical switch
CA2252134A1 (en) Optical switch