JP2006086854A - 光クロスコネクト装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 大規模なＷＤＭ光ネットワークの構築に有利であり、ルート間の損失のバラツキが小さい光ＸＣ装置を提供する。
【解決手段】 マトリックススイッチの各交点に音響光学フィルタからなる２入力２出力波長ルーチング素子を有するスイッチモジュールＳＷＭ１〜４を用い、入力ポートをＳＷＭ１とＳＷＭ３の入力ポート、出力ポートをＳＷＭ２とＳＷＭ４の出力ポートとし、ＳＷＭ１とＳＷＭ３の出力ポートおよび予備出力ポートをＳＷＭ２とＳＷＭ４の入力ポートおよび予備入力ポートに接続して光ＸＣ装置を構成する。通過素子数が規則的になるように接続することで、入力ポートと出力ポートにレベル調整器３０，３２，３４，３６を設けて入力レベルに対する出力の相対レベルをルートによらず均一にすることができる。
【選択図】 図８

Description

本発明は、波長数の増加に対応した大規模な光ネットワークを構築するための光クロスコネクト装置に関する。
伝送すべき情報の高速化・大容量化に伴い、ネットワークならびに伝送システムの広帯域化・大容量化が要求されている。その一実現手段として、ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技術をベースとした光ネットワークの構築が進められている。そして光ネットワークを構築する上で核となる装置が光クロスコネクト（光ＸＣ）装置である。図１は、光ＸＣシステムを有する光ネットワークの構成例を示している。光ＸＣ１０は複数の入出力光伝送路を収容し、入力光伝送路から波長多重されて入ってきた光信号を、波長毎に所望の出力光伝送路にルーチングする装置である。光ＸＣ１０の局間リンク１２間には長距離伝送の場合、光アンプ１４が挿入され、局内リンク１６を介して他の通信装置（例えば電気クロスコネクト：電気ＸＣ１８）と接続される。そしてこれら装置はネットワーク全体を管理しているオペレーションシステム２０により制御される。
伝送容量の増加に伴い光ネットワークでは必要とされる波長の数が急激に増加してきている。しかし、波長数が増加すると光ＸＣ装置に必要な光スイッチの規模が大きくなり実現が困難になってくる。
図２に従来の波長固定型の光クロスコネクト装置、また、図３に従来の光スイッチの拡張の手法を示す。図２に示すように一旦、波長分離部２２において波長多重信号を各波長毎に分離し、波長毎にｋ×ｋ光スイッチ２４を用いて所望の出力ポートにルーチングした後、再度、波長多重部２６において波長多重し出力伝送路に転送する。ここで、２×２スイッチ素子をｋ2個用いて構成されたｋ×ｋスイッチを用いて光スイッチのスイッチサイズを拡張する場合、図３のようにｋ×ｋスイッチ２４をマトリックス状に配置し、図中横方向および縦方向に隣接するスイッチと入出力ポートを接続する構成となっている。
図２，３のような光クロスコネクト装置および光スイッチでは、大容量な光スイッチを構成する場合、波長数の増加に伴って各波長毎に光スイッチを用意する必要がある。また、入出力ポート数が増加する場合、大規模な光スイッチが必要となるが、スイッチサイズが大きくなると最も長いパスはスイッチモジュールを３つ通過し、例えば図３のような８×８スイッチの場合は入力１から出力８までは１５個のスイッチ素子を通過することになり光信号の損失が大きくなる。またこれに対して、入力８から出力１の場合には通過するスイッチ素子の数は１つであり、損失のばらつきも大きい。
特公平６−６６９８２号公報 特開２００２−１２４９１８号公報 特開平１０−２３４７９号公報
したがって本発明の目的は、大規模なＷＤＭ光ネットワークの構築に有利であり、ルート間の損失のバラツキも小さい光クロスコネクト装置を提供することにある。
本発明によれば、波長分割多重信号に含まれる複数の波長のそれぞれについて互いに独立にクロス接続およびバー接続の１つをとり得る複数の２入力２出力波長ルーチング素子を有する４つのスイッチモジュールを具備し、入力ポートをその第１および第３のスイッチモジュールに、出力ポートをその第２および第４のスイッチモジュールに有し、該第１および第３のスイッチモジュールの光出力が該第２および第４のスイッチモジュールへ入力される光クロスコネクト装置が提供される。
前記第１〜第４のスイッチモジュールの各々は、例えば、マトリックスの各交点に前記２入力２出力波長ルーチング素子を有して、該複数の波長のそれぞれについて互いに独立なマトリックススイッチを実現するものである。
前記第１のスイッチモジュールの出力ポートの各々は前記第２のスイッチモジュールの予備入力ポートの１つにそれぞれ接続され、前記第３のスイッチモジュールの出力ポートの各々は前記第４のスイッチモジュールの予備入力ポートの１つにそれぞれ接続され、前記第１のスイッチモジュールの予備出力ポートの各々は前記第４のスイッチモジュールの入力ポートの１つにそれぞれ接続され、前記第３のスイッチモジュールの予備出力ポートの各々は前記第２のスイッチモジュールの入力ポートの１つにそれぞれ接続されることが望ましい。
前記第１のスイッチモジュールの出力ポートの各々は前記第２のスイッチモジュールの予備入力ポートの、入力ポートからの深さが等しいものにそれぞれ接続され、前記第３のスイッチモジュールの出力ポートの各々は前記第４のスイッチモジュールの予備入力ポートの、入力ポートからの深さが等しいものにそれぞれ接続され、前記第１のスイッチモジュールの予備出力ポートの各々は前記第４のスイッチモジュールの入力ポートの、出力ポートからの深さが等しいものにそれぞれ接続され、前記第３のスイッチモジュールの予備出力ポートの各々は前記第２のスイッチモジュールの入力ポートの、出力ポートからの深さが等しいものにそれぞれ接続されることがさらに望ましい。
或いはまた、前記第１〜第４のスイッチモジュールの各々は、その各交点に前記２入力２出力波長ルーチング素子が配置されたＰＩ−ＬＯＳＳ（Ｐａｔｈ Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｌｏｓｓ）型スイッチである。
本発明によれば、４つのスイッチモジュールを具備し、その各スイッチモジュールは、マトリックスの各交点に、波長分割多重信号に含まれる複数の波長のそれぞれについて互いに独立にクロス接続およびバー接続の１つをとり得る２入力２出力波長ルーチング素子を有して、該複数の波長のそれぞれについて互いに独立なマトリックススイッチを実現するサブモジュールを４つ具備し、各スイッチモジュールは、入力ポートをその第１および第３のサブモジュールに、出力ポートをその第２および第４のサブモジュールに有し、該第１および第３のサブモジュールの光出力が該第２および第４のサブモジュールへ入力され、入力ポートをその第１および第３のスイッチモジュールに、出力ポートをその第２および第４のスイッチモジュールに有し、該第１および第３のスイッチモジュールの光出力が該第２および第４のスイッチモジュールへ入力される光クロスコネクト装置もまた提供される。
図４は本発明の一実施形態に係る光ＸＣ装置の構成を示す。図４に示す光ＸＣ装置は、図３に示した従来技術の光スイッチと同様に、４つのｋ×ｋスイッチマトリックスからなるスイッチモジュールＳＷＭ１〜４で構成されるが、各スイッチマトリックスの交点には、２×２スイッチ素子に代えて、波長分割多重信号に含まれる複数の波長のそれぞれについて互いに独立にクロス接続またはバー接続をとり得る２入力２出力波長ルーチング素子が使用されている。
この２入力２出力波長ルーチング素子は、例えば図５〜７に示すような音響光学フィルタ（ＡＯＴＦ：Ａｃｏｕｓｔｏ−Ｏｐｔｉｃ Ｔｕｎａｂｌｅ Ｆｉｌｔｅｒ）で実現することができる。このＡＯＴＦは図５に示すように、周波数ｆ1の制御信号が与えられればそれに対応するλ1の波長についてバー状態となり、周波数ｆ2〜ｆ4の制御信号が与えられるとそれらに対応するλ2〜λ4の波長についてそれぞれバー状態となる。従って例えば、図６に示すように左上の入力から波長λ1，λ2，λ3，λ4の信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを含むＷＤＭ信号が入力され、左下の入力から波長λ1，λ2，λ3，λ4の信号Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈを含むＷＤＭ信号が入力され、制御信号として周波数ｆ1の信号が与えられると、波長λ1についてのみバー状態となり、他の波長についてはクロス状態のままであるので、右上の出力からは信号Ａ，Ｆ，Ｇ，Ｈを含むＷＤＭ信号が出力され、右下の出力からは信号Ｆ，Ｂ，Ｃ，Ｄを含むＷＤＭ信号が出力される。図７に示すように周波数ｆ2とｆ4の制御信号が与えられると、波長λ2とλ4についてバー状態となり、波長λ1とλ3についてはクロス接続となる。
図４に戻って、例えば左上のスイッチモジュールＳＷＭ１に着目すると、波長ルーチング素子Ｓ１４に例えば制御信号ｆ1を与えると、入力ポートＩ１から入力されるＷＤＭ信号に含まれる各波長λ1〜λnのうち、λ1のみが出力ポートＯ４から出力され、それ以外の波長は予備出力ポートＸＯ１から出力される。すなわち、各スイッチモジュールＳＷＭ１〜４は、入力されるＷＤＭ信号に含まれる各波長について互いに独立にルーチングすることの可能なスイッチマトリックスとなる。
従って本発明の光ＸＣに用いられるスイッチマトリックスは、各入力ポートから入力されるＷＤＭ信号に含まれる各波長を、波長ごとに分離することなく、直接所望の出力ポートへルーチングすることができる。
スイッチモジュールＳＷＭ１〜４の接続関係については、ＳＷＭ１およびＳＷＭ３の入力ポートＩ１〜Ｉ４がこの装置全体の入力ポート＃１〜＃８となり、ＳＷＭ２およびＳＷＭ４の出力ポートＯ１〜Ｏ４がこの装置全体の出力ポート＃１〜＃８となる。そして、ＳＷＭ１およびＳＷＭ３の光出力はすべてＳＷＭ２およびＳＷＭ４へ入力される。
より詳細には、各スイッチモジュールＳＷＭ１〜ＳＷＭ４について、入力ポートＩ１〜Ｉ４の反対側に位置し同じ行の波長ルーチング素子がすべてクロス接続のときに入力ポートＩ１〜Ｉ４にそれぞれ接続されるポートを予備出力ポートＸＯ１〜ＸＯ４とし、出力ポートＯ１〜Ｏ４の反対側に位置し同じ列の波長ルーチング素子がすべてクロス接続であるとき出力ポートＯ１〜Ｏ４にそれぞれ接続されるポートを予備入力ポートＸＩ１〜ＸＩ４と定めると、ＳＷＭ１の出力ポートＯ１〜Ｏ４の各々はＳＷＭ２の予備入力ポートＸＩ１〜ＸＩ４の１つにそれぞれ接続され、ＳＷＭ３の出力ポートＯ１〜Ｏ４の各々はＳＷＭ４の予備入力ポートＸＩ１〜ＸＩ４の１つにそれぞれ接続され、ＳＷＭ１の予備出力ポートＸＯ１〜ＸＯ４の各々はＳＷＭ４の入力ポートＩ１〜Ｉ４の１つにそれぞれ接続され、ＳＷＭ３の予備出力ポートＸＯ１〜ＸＯ４の各々はＳＷＭ２の入力ポートＩ１〜Ｉ４の１つにそれぞれ接続される。
このように接続することにより、すべての波長が経路によらず必ず２つのスイッチモジュールを通過することになって、経路間の損失のバラツキを最小限にすることができる。
各スイッチモジュールにおいて、出力ポートＯ１〜Ｏ４および予備入力ポートＸＩ１〜ＸＩ４のそれぞれが入力ポートからどれだけ離れているかを出力ポートおよび予備入力ポートの「入力ポートからの深さ」と定義する。例えば出力ポートＯ１と予備入力ポートＸＩ１はマトリックスの同じ列に属し入力ポートに最も近くて互いに同じ深さにあり、出力ポートＯ４と予備入力ポートＸＩ４はマトリックスの同じ列に属し入力ポートから最も離れていて、互いに同じ深さにある。
また、予備出力ポートＸＯ１〜ＸＯ４および入力ポートＩ１〜Ｉ４のそれぞれが出力ポートからどれだけ離れているかを予備出力ポートおよび入力ポートの「出力ポートからの深さ」と定義する。例えば予備出力ポートＸＯ４と入力ポートＩ４はマトリックスの同じ行に属し出力ポートに最も近くて互いに同じ深さにあり、予備出力ポートＸＯ１と予備入力ポートＩ１はいずれもそれぞれのスイッチモジュールの出力ポートから最も離れていて互いに同じ深さにある。
これらの定義のもとで図４のルーチング装置における接続関係をさらに特定すれば、ＳＷＭ１の出力ポートＯ１〜Ｏ４は、ＳＷＭ２の、入力ポートからの深さが等しい予備入力ポートＸＩ１〜ＸＩ４にそれぞれ接続され、ＳＷＭ３の出力ポートＯ１〜Ｏ４は、ＳＷＭ４の、入力ポートからの深さが等しい予備入力ポートＸＩ１〜ＸＩ４にそれぞれ接続され、ＳＷＭ１の予備出力ポートＸＯ１〜ＸＯ４は、ＳＷＭ４の、出力ポートからの深さが等しい入力ポートＩ１〜Ｉ４にそれぞれ接続され、ＳＷＭ３の予備出力ポートＸＯ１〜ＸＯ４は、ＳＷＭ２の、出力ポートからの深さが等しい入力ポートＩ１〜Ｉ４にそれぞれ接続されている。
このように接続することにより、経路間の損失が表１に示すように規則的になり、後に説明するように、入力ポートと出力ポートにおいてＷＤＭ信号の光パワーレベルを調整するだけで波長間のレベル差をなくすことができる。
Figure 2006086854
図４には４つのスイッチモジュールの各々が４×４スイッチマトリックスを構成するものとして示されているが、一般にｋを２以上の整数として、ｋ×ｋスイッチマトリックスを構成するスイッチモジュールを４個用いた光クロスコネクト装置にこれまでおよびこれからの議論を適用することができる。
図４および以後に説明する図において、各波長ルーチング素子に与えられている記号Ｓｘｙ（ｘ，ｙ＝１，２，３…）は、それが入力ポートｘから出力ポートｙへルーチングするための波長ルーチング素子であることを意味している。例えば波長ルーチング素子Ｓ１４に、周波数ｆtの制御信号を与えてそれに対応する波長λtについてバー接続とすれば、図４中太線で示すように、入力ポート＃１から入力されるＷＤＭ信号に含まれる波長λtが出力ポート＃４へルーチングされる。同様にＳ７８にｆtを与えればλtの波長が入力ポート＃７から出力ポート＃８へルーチングされる。
図８は、図４の光クロスコネクトの入力ポート＃１〜＃８と出力ポート＃１〜＃８に光パワーレベルを調整するための光アンプ３０，３２，３４，３６を設けることによって、各波長の相対レベルをルートによらず均一にする例を示す。
図８中、各光アンプ３０，３２，３４，３６内の数字は、そのアンプによる利得を２入力２出力波長ルーチング素子１個分の損失を単位として示すものである。
図８に示すように、入力ポート＃１〜＃４から入力されるＷＤＭ信号には光アンプ３０によってＳＷＭ１の出力ポートからの深さに応じてそれぞれ＋３，＋２，＋１，０の利得が与えられ、入力ポート＃５〜＃８から入力されるＷＤＭ信号には光アンプ３２によってＳＷＭ３の出力ポートからの深さに応じてそれぞれ＋３，＋２，＋１，０の利得が与えられる。
これによって、例えば入力ポート＃１から入力されＳＷＭ１のＳ１１のバー接続によりＳＷＭ１の出力ポートＯ１から出力される波長は、光アンプ３０で＋３の利得が与えられた後に４個の波長ルーチング素子を通過するので、その入力レベルに対する相対レベルは＋３−４＝−１となり、＃３から入力される場合でも＋１−２＝−１となる。すなわち＃１〜＃４のどこから入力されても出力ポートＯ１から出力されるときの入力レベルに対する相対レベルは常に−１である。同様にして、出力ポートＯ２，Ｏ３，Ｏ４から出力される波長の相対レベルは＃１〜＃４のどこから入力されたかによらず常にそれぞれ−２，−３，−４である。ＳＷＭ３の場合も同様で、出力ポートＯ１〜Ｏ４から出力される波長の相対レベルは、入力ポート＃５〜＃８のどこから入力されたかによらず常にそれぞれ−１，−２，−３，−４である。また、ＳＷＭ１およびＳＷＭ３の予備出力ポートＸＯ１〜ＸＯ４から出力される波長の相対レベルは、いずれの場合でも４個の波長ルーチング素子を通過するので、それぞれ−１，−２，−３，−４である。
前述したように、ＳＷＭ１の予備出力ポートＸＯ１〜ＸＯ４とＳＷＭ４の入力ポートＩ１〜Ｉ４との間はそれぞれのモジュールの出力ポートからの深さが同じものどうしで接続されているから、入力ポート＃１〜＃４のいずれかから入力され、ＳＷＭ１のＸＯ１〜ＸＯ４およびＳＷＭ４のＩ１〜Ｉ４を経てＳ１５，Ｓ２５，Ｓ３５，Ｓ４５のいずれかのバー接続により選択されて出力ポート＃５へ達する波長の相対レベルは＃１〜＃４のどの入力ポートから入力されたかによらず光アンプ３６の入力において−５である。出力ポート＃６〜＃８についても同様に、−６，−７，−８となる。また、ＳＷＭ３の出力ポートＯ１〜Ｏ４とＳＷＭ４の予備入力ポートＸＩ１〜ＸＩ４との間はそれぞれのモジュールの入力ポートからの深さが同じものどうしで接続されているから、入力ポート＃５〜＃８から入力された波長の相対レベルは出力ポート＃５〜＃８への出力が選択されるとき光アンプ３６の入力においてそれぞれ−５，−６，−７，−８のレベルとなる。したがって、入力ポートからの深さに応じた利得を与える光アンプ３６により、すべての波長の相対レベルを入力ポート＃１〜＃８のどこから入力されたかによらず一定にすることができる。同様にして、光アンプ３４により、すべての波長の相対レベルをどの入力ポートから入力されたかによらず同じにすることができる。
すなわち、光アンプ３０，３２，３４，３６を入出力ポートに設けることにより、この光ＸＣ装置を通過するＷＤＭ信号の各波長の入力レベルに対する相対レベルを、ルートによらず一定にすることができる。
光アンプを使ってレベル調整を行う代わりに、図９に示すように、光減衰器３８，４０，４２，４４を使ってレベル調整を行なっても良い。
図１０は図４の光ＸＣ装置の第１の変形を示す。スイッチモジュール間の結線は図４と同じであるが、ＳＷＭ１とＳＷＭ３の予備入力ポートＸＩ１〜ＸＩ４をこの光ＸＣ装置の入力ポートとし、ＳＷＭ２とＳＷＭ４の予備出力ポートをこの光ＸＣ装置の出力ポートとする。この場合も通過する波長ルーチング素子の数が図４の場合と同様に規則的であるので、図１１に示すように、光アンプまたは光減衰器によるレベル調整器を入力ポートと出力ポートに設けることにより、すべての波長の相対レベルをルートによらず等しくすることができる。
図１２は図４の構成を有する光ＸＣ装置をモジュールとして４つ用いてさらに大規模な光ＸＣ装置に拡張する例を示す。すなわち、図１２の光ＸＣ装置は４つのスイッチモジュールＳＷＭ１〜４から構成され、そのＳＷＭ１〜４の各々は、４つのサブモジュールＳＭ１〜４で構成されている。そして４つのサブモジュールＳＭ１〜４間の接続関係は図４における４つのスイッチモジュールＳＷＭ１〜４のこれまでに説明した接続関係と同じである。サブモジュールＳＭ１とＳＭ３の入力ポートＩが各スイッチモジュールＳＷＭ１〜４の入力ポートＩ１〜Ｉｍとなり、サブモジュールＳＭ２とＳＭ４の出力ポートＯが各スイッチモジュールＳＷＭ１〜４の出力ポートＯ１〜Ｏｍとなり、サブモジュールＳＭ１とＳＭ３の予備入力ポートＸＩが各スイッチモジュールＳＷＭ１〜４の予備入力ポートＸＩ１〜ＸＩｍとなり、サブモジュールＳＭ２とＳＭ４の予備出力ポートＸＯが各スイッチモジュールＳＷＭ１〜４の予備出力ポートＸＯ１〜ＸＯｍとなる。図１２のスイッチモジュールＳＷＭ１〜４の各ポート間の接続は各スイッチモジュールＳＷＭ１〜４を構成するサブモジュールＳＭ１〜４の各ポート間の接続あるいは図４におけるスイッチモジュールＳＷＭ１〜４の各ポート間の接続と同様であり、各ポート内では、サブモジュールＳＭ１〜４における入力ポートまたは出力ポートからの深さが同じものどうしで接続される。
図１３にその詳細を示す。例えばスイッチモジュールＳＷＭ１の予備出力ポートＸＯ１〜ＸＯ８とスイッチモジュールＳＷＭ４の入力ポートＩ１〜Ｉ８の間の接続は、それぞれのサブモジュールにおける出力ポートからの深さの等しいものどうしが接続されている。図１３には、スイッチングモジュールＳＷＭ１のサブモジュールＳＭ１の左上の波長ルーチング素子に制御信号ｆtを与えてｆtに対応する波長λtについてバー接続にすることによって波長λtについて入力１を出力１に接続し、スイッチングモジュールＳＷＭ３のサブモジュールＳＭ３の右下の波長ルーチング素子に制御信号ｆtを与えてｆtに対応する波長λtについてバー接続にすることによって波長λtについて入力１６を出力１６に接続し、スイッチングモジュールＳＷＭ４のサブモジュールＳＭ１の左下の波長ルーチング素子に制御信号ｆtを与えてｆtに対応する波長λtについてバー接続にすることによって波長λtについて入力８を出力９に接続する例が太線で示されている。
図１３には、４×４モジュールを４個用いて８×８モジュールを構成し、さらにこれを４個用いた１６×１６の光ＸＣ装置が示されているが、一般にｋ×ｋモジュールを４個用いて２ｋ×２ｋモジュールに拡張し、さらにこれを４個用いて４ｋ×４ｋの光ＸＣ装置に拡張することができ、同じ手法でこれをさらに拡張することも可能である。或る規模の光ＸＣ装置を設計するにあたって、ｋを小さくすればするほど通過素子数のバラツキを抑えることができるので損失のバラツキの点では２×２モジュールから出発することが最適であるが拡張の回数が多くなって分配線が複雑になる。したがってｋをいくつにするかは両者のトレードオフとなるが、ｋ＝４が最適と考えられる。
図１４は図１２および図１３に示した、二重に拡張した構成の光ＸＣ装置の入力ポートと出力ポートに光アンプ（または光減衰器）を設けて、光入力レベルに対する光出力の相対レベルを、ルートによらず一定にした構成を示す。各光アンプの増幅率（減衰率）は、各スイッチモジュールを構成するサブモジュールにおける出力ポートまたは入力ポートからの深さに応じて設定される。スイッチモジュールＳＭ１，ＳＭ３とスイッチモジュールＳＭ２，ＳＭ４を結ぶ経路の途中に光アンプをさらに設けても良い。この光アンプは光信号を単に増幅するもので、ルート間のレベル差を調整するものではない。
図１５は図１０の形式の接続を拡張した例を示す。内部の結線は図１２および図１３と同じであるが、スイッチモジュールＳＷＭ１とＳＷＭ３の予備入力ポートＸＩ１〜ＸＩｍがこの装置の入力ポートとなり、ＳＷＭ２とＳＷＭ４の予備出力ポートＸＯ１〜ＸＯｍがこの装置の出力ポートとなる。この場合も、図１４に示した例と同様に入力側と出力側にサブモジュールにおける入力ポートまたは出力ポートからの深さに応じたレベル差を与えるレベル調整器を設けることにより、相対レベルをルートによらず一定とすることができる。
図１６はスイッチモジュール間の結線の他の例を示す。図１０の結線と比較すると、ＳＷＭ１およびＳＷＭ３の出力がすべてＳＷＭ２またはＳＷＭ４へ入力される点およびＳＷＭ１，３の出力ポートがＳＷＭ２，４の予備入力ポートへ接続され、ＳＷＭ１，３の予備出力ポートがＳＷＭ２，４の入力ポートへ接続される点は図１０の結線と同じである。しかしながら、ＳＷＭ１のＸＯ１〜ＸＯ４とＳＷＭ２のＩ１〜Ｉ４との間の接続が、出力ポートＯ１〜Ｏ４からの深さが同じものどうしで接続されておらず、ＳＷＭ３のＸＯ１〜ＸＯ４とＳＷＭ４のＩ１〜Ｉ４との間の接続が、出力ポートＯ１〜Ｏ４からの深さの順に接続されていない。したがって、図１１のようにレベル調整器を設けて相対レベルをルートによらず一定にすることはできない。しかしながら、図３の従来技術の結線においては、通過素子数は最大１５最小１とルートによって素子１４個分の開きがあったのに対して、図１６の結線では図中太線で示すように最大１１最小５でその差は素子６個分に抑えられている。
図１７は図１６の結線方式のもとで図１２と同様な拡張を行った例を示す。
図１８はスイッチモジュール間の結線のさらに他の例を示す。図４の結線と比較すると、ＳＷＭ１，３の出力がすべてＳＷＭ２，４へ入力される点が共通している。したがって、図中太線で示すように通過素子数は最大１１最小５でその差は素子６個分である。
図１９は図１８の結線方式のもとで図１２と同様な拡張を行った例を示す。
図２０はスイッチモジュール間の結線のさらに他の例を示す。図４の結線と比較すると、ＳＷＭ１，３の出力がすべてＳＷＭ２，４へ入力される点が共通している。したがって、図中太線で示すように通過素子数は最大１１最小５でその差は素子６個分である。
図２１は図２０の結線方式のもとで図１２と同様な拡張を行った例を示す。
図２２は本発明に係る光ＸＣ装置のさらに他の例を示す。各スイッチモジュールＳＷＭ１〜４は、特公平６−６６９８２号公報に記載されているＰＩ−ＬＯＳＳ（Ｐａｔｈ Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｌｏｓｓ）型スイッチの２×２スイッチを２×２波長ルーチング素子で置き換えたものに相当する。そして、これまでに説明した光ＸＣ装置と同様に、ＳＷＭ１とＳＷＭ３の入力ポートがこの装置の入力ポートになり、ＳＷＭ２とＳＷＭ４の出力ポートがこの装置の出力ポートになる。また、図４の接続と同様に、ＳＷＭ１の予備出力ポートはＳＷＭ４の入力ポートに、ＳＷＭ１の出力ポートはＳＷＭ２の予備入力ポートに、ＳＷＭ３の予備出力ポートはＳＷＭ２の入力ポートに、ＳＷＭ２の出力ポートはＳＷＭ４の予備入力ポートに、それぞれ接続されている。この様に接続することで、ルートによらず通過素子数が一定であるというＰＩ−ＬＯＳＳ型のスイッチの特徴を保ったまま、規模を拡張することができる。
４個のＰＩ−ＬＯＳＳ型のスイッチモジュールＳＷＭ１〜４から光ＸＣ装置を構成するにあたり、図２２に示したように図４の接続を採用する以外にも、図１０、図１６、図１８、図２０の接続を採用することも同様に可能である。
図２３は、これまでに説明した本発明の光ＸＣ装置を光ネットワークのノードに用いた例を示す。図２と比較すれば、光スイッチを波長ごとに設ける必要がないので波長数が膨大なＷＤＭ信号を扱う光ＸＣ装置を現実的な規模で実現できることがわかる。
（付記１）波長分割多重信号に含まれる複数の波長のそれぞれについて互いに独立にクロス接続およびバー接続の１つをとり得る複数の２入力２出力波長ルーチング素子を有する４つのスイッチモジュールを具備し、
入力ポートをその第１および第３のスイッチモジュールに、出力ポートをその第２および第４のスイッチモジュールに有し、
該第１および第３のスイッチモジュールの光出力が該第２および第４のスイッチモジュールへ入力される光クロスコネクト装置。 （１）
（付記２）前記第１〜第４のスイッチモジュールの各々は、マトリックスの各交点に前記２入力２出力波長ルーチング素子を有して、該複数の波長のそれぞれについて互いに独立なマトリックススイッチを実現する付記１記載の光クロスコネクト装置。 （２）
（付記３）前記第１のスイッチモジュールの出力ポートの各々は前記第２のスイッチモジュールの予備入力ポートの１つにそれぞれ接続され、
前記第３のスイッチモジュールの出力ポートの各々は前記第４のスイッチモジュールの予備入力ポートの１つにそれぞれ接続され、
前記第１のスイッチモジュールの予備出力ポートの各々は前記第４のスイッチモジュールの入力ポートの１つにそれぞれ接続され、
前記第３のスイッチモジュールの予備出力ポートの各々は前記第２のスイッチモジュールの入力ポートの１つにそれぞれ接続される付記２記載の光クロスコネクト装置。（３）
（付記４）前記第１のスイッチモジュールの出力ポートの各々は前記第２のスイッチモジュールの予備入力ポートの、入力ポートからの深さが等しいものにそれぞれ接続され、
前記第３のスイッチモジュールの出力ポートの各々は前記第４のスイッチモジュールの予備入力ポートの、入力ポートからの深さが等しいものにそれぞれ接続され、
前記第１のスイッチモジュールの予備出力ポートの各々は前記第４のスイッチモジュールの入力ポートの、出力ポートからの深さが等しいものにそれぞれ接続され、
前記第３のスイッチモジュールの予備出力ポートの各々は前記第２のスイッチモジュールの入力ポートの、出力ポートからの深さが等しいものにそれぞれ接続される付記３記載の光クロスコネクト装置。 （４）
（付記５）入力ポートは前記第１および第３のスイッチモジュールの入力ポートであり、出力ポートは前記第２および第４のスイッチモジュールの出力ポートである付記４記載の光クロスコネクト装置。 （５）
（付記６）入力ポートは前記第１および第３のスイッチモジュールの予備入力ポートであり、出力ポートは前記第２および第４のスイッチモジュールの予備出力ポートである付記４記載の光クロスコネクト装置。 （６）
（付記７）前記第１および第３のスイッチモジュールの入力ポートへ入力される波長分割多重信号に対して、出力ポートからの深さに応じたレベル差を与える第１のレベル調整器と、
前記第２および第４のスイッチモジュールの出力ポートから出力される波長分割多重信号に対して、入力ポートからの深さに応じたレベル差を与える第２のレベル調整器とをさらに具備する付記５記載の光クロスコネクト装置。 （７）
（付記８）前記第１および第３のスイッチモジュールの予備入力ポートへ入力される波長分割多重信号に対して、予備出力ポートからの深さに応じたレベル差を与える第１のレベル調整器と、
前記第２および第４のスイッチモジュールの予備出力ポートから出力される波長分割多重信号に対して、予備入力ポートからの深さに応じたレベル差を与える第２のレベル調整器とをさらに具備する付記６記載の光クロスコネクト装置。
（付記９）４つのスイッチモジュールを具備し、その各スイッチモジュールは、
マトリックスの各交点に、波長分割多重信号に含まれる複数の波長のそれぞれについて互いに独立にクロス接続およびバー接続の１つをとり得る２入力２出力波長ルーチング素子を有して、該複数の波長のそれぞれについて互いに独立なマトリックススイッチを実現するサブモジュールを４つ具備し、
各スイッチモジュールは、入力ポートをその第１および第３のサブモジュールに、出力ポートをその第２および第４のサブモジュールに有し、
該第１および第３のサブモジュールの光出力が該第２および第４のサブモジュールへ入力され、
入力ポートをその第１および第３のスイッチモジュールに、出力ポートをその第２および第４のスイッチモジュールに有し、
該第１および第３のスイッチモジュールの光出力が該第２および第４のスイッチモジュールへ入力される光クロスコネクト装置。 （８）
（付記１０）前記第１のサブモジュールの出力ポートの各々は前記第２のサブモジュールの予備入力ポートの１つにそれぞれ接続され、
前記第３のサブモジュールの出力ポートの各々は前記第４のサブモジュールの予備入力ポートの１つにそれぞれ接続され、
前記第１のサブモジュールの予備出力ポートの各々は前記第４のサブモジュールの入力ポートの１つにそれぞれ接続され、
前記第３のサブモジュールの予備出力ポートの各々は前記第２のサブモジュールの入力ポートの１つにそれぞれ接続され、
前記第１〜第４のスイッチモジュールのそれぞれにおいて、第１および第３のサブモジュールの入力ポートおよび予備入力ポートはそのスイッチモジュールの入力ポートおよび予備入力ポートをそれぞれ構成し、第２および第４のスイッチモジュールの出力ポートおよび予備出力ポートはそのスイッチモジュールの出力ポートおよび予備出力ポートをそれぞれ構成し、
該第１のスイッチモジュールの出力ポートの各々は該第２のスイッチモジュールの予備入力ポートの１つにそれぞれ接続され、
該第３のスイッチモジュールの出力ポートの各々は該第４のスイッチモジュールの予備入力ポートの１つにそれぞれ接続され、
該第１のスイッチモジュールの予備出力ポートの各々は該第４のスイッチモジュールの入力ポートの１つにそれぞれ接続され、
該第３のスイッチモジュールの予備出力ポートの各々は該第２のスイッチモジュールの入力ポートの１つにそれぞれ接続される付記９記載の光クロスコネクト装置。
（付記１１）前記第１のサブモジュールの出力ポートの各々は前記第２のサブモジュールの予備入力ポートの、入力ポートからの深さが等しいものにそれぞれ接続され、
前記第３のサブモジュールの出力ポートの各々は前記第４のサブモジュールの予備入力ポートの、入力ポートからの深さが等しいものにそれぞれ接続され、
前記第１のサブモジュールの予備出力ポートの各々は前記第４のサブモジュールの入力ポートの、出力ポートからの深さが等しいものにそれぞれ接続され、
前記第３のサブモジュールの予備出力ポートの各々は前記第２のサブモジュールの入力ポートの、出力ポートからの深さが等しいものにそれぞれ接続され、
前記第１のスイッチモジュールの出力ポートの各々は前記第２のスイッチモジュールの予備入力ポートの、サブモジュールにおける入力ポートからの深さが等しいものにそれぞれ接続され、
前記第３のスイッチモジュールの出力ポートの各々は前記第４のスイッチモジュールの予備入力ポートの、サブモジュールにおける入力ポートからの深さが等しいものにそれぞれ接続され、
前記第１のスイッチモジュールの予備出力ポートの各々は前記第４のスイッチモジュールの入力ポートの、サブモジュールにおける出力ポートからの深さが等しいものにそれぞれ接続され、
前記第３のスイッチモジュールの予備出力ポートの各々は前記第２のスイッチモジュールの入力ポートの、サブモジュールにおける出力ポートからの深さが等しいものにそれぞれ接続される付記１０記載の光クロスコネクト装置。
（付記１２）入力ポートは前記第１および第３のスイッチモジュールの入力ポートであり、出力ポートは前記第２および第４のスイッチモジュールの出力ポートであり、
各スイッチモジュールの入力ポートは前記第１および第３のサブモジュールの入力ポートであり、各スイッチモジュールの出力ポートは前記第２および第４のサブモジュールの出力ポートである付記１１記載の光クロスコネクト装置。
（付記１３）入力ポートは前記第１および第３のスイッチモジュールの予備入力ポートであり、出力ポートは前記第２および第４のスイッチモジュールの予備出力ポートであり、
各スイッチモジュールの入力ポートは前記第１および第３のサブモジュールの予備入力ポートであり、各スイッチモジュールの出力ポートは前記第２および第４のサブモジュールの予備出力ポートである付記１１記載の光クロスコネクト装置。
（付記１４）前記第１および第３のスイッチモジュールの入力ポートへ入力される波長分割多重信号に対して、サブモジュールにおける出力ポートからの深さに応じたレベル差を与える第１のレベル調整器と、
前記第２および第４のスイッチモジュールの出力ポートから出力される波長分割多重信号に対して、サブモジュールにおける入力ポートからの深さに応じたレベル差を与える第２のレベル調整器とをさらに具備する付記１２記載の光クロスコネクト装置。
（付記１５）前記第１および第３のスイッチモジュールの予備入力ポートへ入力される波長分割多重信号に対して、サブモジュールにおける予備出力ポートからの深さに応じたレベル差を与える第１のレベル調整器と、
前記第２および第４のスイッチモジュールの予備出力ポートから出力される波長分割多重信号に対して、サブモジュールにおける予備入力ポートからの深さに応じたレベル差を与える第２のレベル調整器とをさらに具備する付記１３記載の光クロスコネクト装置。
（付記１６）前記第１〜第４のスイッチモジュールの各々は、その各交点に前記２入力２出力波長ルーチング素子が配置されたＰＩ−ＬＯＳＳ（Ｐａｔｈ Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｌｏｓｓ）型スイッチである付記１記載の光クロスコネクト装置。 （９）
（付記１７）前記第１のＰＩ−ＬＯＳＳ型スイッチの出力ポートの各々は前記第２のＰＩ−ＬＯＳＳ型スイッチの予備入力ポートの１つにそれぞれ接続され、
前記第３のＰＩ−ＬＯＳＳ型スイッチの出力ポートの各々は前記第４のＰＩ−ＬＯＳＳ型スイッチの予備入力ポートの１つにそれぞれ接続され、
該第１のＰＩ−ＬＯＳＳ型スイッチの予備出力ポートの各々は該第４のＰＩ−ＬＯＳＳ型スイッチの入力ポートの１つにそれぞれ接続され、
該第３のＰＩ−ＬＯＳＳ型スイッチの予備出力ポートの各々は該第２のＰＩ−ＬＯＳＳ型スイッチの入力ポートの１つにそれぞれ接続される付記１６記載の光クロスコネクト装置。 （１０）
光ＸＣを有する光ネットワークの一例を示す図である。 従来の光ＸＣ装置の構成を示す図である。 従来の光スイッチの拡張の手法を示す図である。 本発明の一実施形態に係る光ＸＣ装置の構成を示す図である。 ＡＯＴＦの動作を説明する図である。 ＡＯＴＦの動作の一例を示す図である。 ＡＯＴＦの動作の他の例を示す図である。 図４の光ＸＣ装置に光アンプによるレベル調整器を追加することにより波長間のレベルをルートによらず均一にする例を示す図である。 光減衰器によるレベル調整器を追加することにより波長間のレベルをルートによらず均一にする例を示す図である。 図４の光ＸＣ装置の一変形を示す図である。 図１０の光ＸＣ装置にレベル調整器を追加することにより波長間のレベルをルートによらず均一にする例を示す図である。 図４の光ＸＣ装置をさらに拡張した例を示す図である。 図１２の光ＸＣ装置における接続の詳細を示す図である。 図１２の光ＸＣ装置にレベル調整器を追加する例を示す図である。 図１０の光ＸＣ装置をさらに拡張した例を示す図である。 本発明の光ＸＣ装置のさらに他の例を示す図である。 図１６の光ＸＣ装置をさらに拡張した例を示す図である。 本発明の光ＸＣ装置のさらに他の例を示す図である。 図１８の光ＸＣ装置をさらに拡張した例を示す図である。 本発明の光ＸＣ装置のさらに他の例を示す図である。 図２０の光ＸＣ装置をさらに拡張した例を示す図である。 本発明の光ＸＣ装置のさらに他の例を示す図である。 本発明の光ＸＣ装置を光ネットワークのノードに用いた例を示す図である。

Claims (10)

  1. 波長分割多重信号に含まれる複数の波長のそれぞれについて互いに独立にクロス接続およびバー接続の１つをとり得る複数の２入力２出力波長ルーチング素子を有する４つのスイッチモジュールを具備し、
    入力ポートをその第１および第３のスイッチモジュールに、出力ポートをその第２および第４のスイッチモジュールに有し、
    該第１および第３のスイッチモジュールの光出力が該第２および第４のスイッチモジュールへ入力される光クロスコネクト装置。
  2. 前記第１〜第４のスイッチモジュールの各々は、マトリックスの各交点に前記２入力２出力波長ルーチング素子を有して、該複数の波長のそれぞれについて互いに独立なマトリックススイッチを実現する請求項１記載の光クロスコネクト装置。
  3. 前記第１のスイッチモジュールの出力ポートの各々は前記第２のスイッチモジュールの予備入力ポートの１つにそれぞれ接続され、
    前記第３のスイッチモジュールの出力ポートの各々は前記第４のスイッチモジュールの予備入力ポートの１つにそれぞれ接続され、
    前記第１のスイッチモジュールの予備出力ポートの各々は前記第４のスイッチモジュールの入力ポートの１つにそれぞれ接続され、
    前記第３のスイッチモジュールの予備出力ポートの各々は前記第２のスイッチモジュールの入力ポートの１つにそれぞれ接続される請求項２記載の光クロスコネクト装置。
  4. 前記第１のスイッチモジュールの出力ポートの各々は前記第２のスイッチモジュールの予備入力ポートの、入力ポートからの深さが等しいものにそれぞれ接続され、
    前記第３のスイッチモジュールの出力ポートの各々は前記第４のスイッチモジュールの予備入力ポートの、入力ポートからの深さが等しいものにそれぞれ接続され、
    前記第１のスイッチモジュールの予備出力ポートの各々は前記第４のスイッチモジュールの入力ポートの、出力ポートからの深さが等しいものにそれぞれ接続され、
    前記第３のスイッチモジュールの予備出力ポートの各々は前記第２のスイッチモジュールの入力ポートの、出力ポートからの深さが等しいものにそれぞれ接続される請求項３記載の光クロスコネクト装置。
  5. 入力ポートは前記第１および第３のスイッチモジュールの入力ポートであり、出力ポートは前記第２および第４のスイッチモジュールの出力ポートである請求項４記載の光クロスコネクト装置。
  6. 入力ポートは前記第１および第３のスイッチモジュールの予備入力ポートであり、出力ポートは前記第２および第４のスイッチモジュールの予備出力ポートである請求項４記載の光クロスコネクト装置。
  7. 前記第１および第３のスイッチモジュールの入力ポートへ入力される波長分割多重信号に対して、出力ポートからの深さに応じたレベル差を与える第１のレベル調整器と、
    前記第２および第４のスイッチモジュールの出力ポートから出力される波長分割多重信号に対して、入力ポートからの深さに応じたレベル差を与える第２のレベル調整器とをさらに具備する請求項５記載の光クロスコネクト装置。
  8. ４つのスイッチモジュールを具備し、その各スイッチモジュールは、
    マトリックスの各交点に、波長分割多重信号に含まれる複数の波長のそれぞれについて互いに独立にクロス接続およびバー接続の１つをとり得る２入力２出力波長ルーチング素子を有して、該複数の波長のそれぞれについて互いに独立なマトリックススイッチを実現するサブモジュールを４つ具備し、
    各スイッチモジュールは、入力ポートをその第１および第３のサブモジュールに、出力ポートをその第２および第４のサブモジュールに有し、
    該第１および第３のサブモジュールの光出力が該第２および第４のサブモジュールへ入力され、
    入力ポートをその第１および第３のスイッチモジュールに、出力ポートをその第２および第４のスイッチモジュールに有し、
    該第１および第３のスイッチモジュールの光出力が該第２および第４のスイッチモジュールへ入力される光クロスコネクト装置。
  9. 前記第１〜第４のスイッチモジュールの各々は、その各交点に前記２入力２出力波長ルーチング素子が配置されたＰＩ−ＬＯＳＳ（Ｐａｔｈ Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｌｏｓｓ）型スイッチである請求項１記載の光クロスコネクト装置。
  10. 前記第１のＰＩ−ＬＯＳＳ型スイッチの出力ポートの各々は前記第２のＰＩ−ＬＯＳＳ型スイッチの予備入力ポートの１つにそれぞれ接続され、
    前記第３のＰＩ−ＬＯＳＳ型スイッチの出力ポートの各々は前記第４のＰＩ−ＬＯＳＳ型スイッチの予備入力ポートの１つにそれぞれ接続され、
    該第１のＰＩ−ＬＯＳＳ型スイッチの予備出力ポートの各々は該第４のＰＩ−ＬＯＳＳ型スイッチの入力ポートの１つにそれぞれ接続され、
    該第３のＰＩ−ＬＯＳＳ型スイッチの予備出力ポートの各々は該第２のＰＩ−ＬＯＳＳ型スイッチの入力ポートの１つにそれぞれ接続される請求項９記載の光クロスコネクト装置。
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