JP2012060577A

JP2012060577A - 光マトリクススイッチ及び通信方法

Info

Publication number: JP2012060577A
Application number: JP2010204453A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Hiramatsu; 淳平松
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2010-09-13
Filing date: 2010-09-13
Publication date: 2012-03-22

Abstract

【課題】波長変換機能を利用した光信号の同報型通信を簡易な構成で実現する。
【解決手段】Ｎ個の波長可変光源のそれぞれから出力された光信号のそれぞれをＮ個の第１の入力端子のそれぞれにて受け付け、設定された入出力特性に基づいてＮ個の第１の出力端子のいずれかから出力する第１の回折格子と、Ｎ本の入力用ファイバのそれぞれに接続され、Ｎ個の第１の出力端子のそれぞれから出力された光信号のそれぞれをＮ本の入力用ファイバのそれぞれから入力された光信号のそれぞれの強度に基づき変調して出力するＮ個の変調器と、Ｎ個の変調器のそれぞれから出力された光信号のそれぞれをＮ個の第２の入力端子のそれぞれにて受け付け、上記の入出力特性に基づき、Ｎ本の出力用ファイバのそれぞれに接続されたＮ個の第２の出力端子のいずれかから出力する第２の回折格子と、Ｎ個の波長可変光源のそれぞれが出力する光信号の波長を選択する波長制御部とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の入力用ファイバと複数の出力用ファイバとに接続された光マトリクススイッチ及び通信方法に関する。

電気通信の分野では、広帯域信号を伝達できる光信号のスイッチングを行うための様々な光マトリクススイッチが提案されている。

光マトリクススイッチの一例として、光信号の波長を変換する波長変換機能と回折格子とを組み合わせた光マトリクススイッチがある。

このような光マトリクススイッチでは、光信号を入力する複数の入力用ファイバのそれぞれから入力された光信号のそれぞれを、光信号を出力する複数の出力用ファイバのうちの所望の出力用ファイバに対応する波長の光信号に変換する。そして、波長が変換された光信号を回折格子によって振り分ける。つまり、入力された光信号の波長を変更するだけで、所望の出力用ファイバへその光信号を出力することができる。

このような光マトリクススイッチの一例として、波長可変光源と変調器との組み合わせにより実現した波長変換機能と、アレイ導波路型回折格子とを備えた光マトリクススイッチについて説明する。

ここでは、Ｎ本の入力用ファイバとＮ本の出力用ファイバとに接続されたＮ入力Ｎ出力の光マトリクススイッチについて説明する。Ｎは２以上の整数である。なお、アレイ導波路型回折格子を備えた光マトリクススイッチに関する技術が例えば、非特許文献１に開示されている。

図４は、波長可変光源と変調器との組み合わせにより実現した波長変換機能とアレイ導波路型回折格子とを備えた光マトリクススイッチの構成の一例を示すブロック図である。また、図５は、図４に示した光マトリクススイッチの動作を説明するための図であり、（ａ）は図４に示したアレイ導波路型回折格子が有する入出力特性の一例を示す図、（ｂ）は図４に示した光マトリクススイッチにおける対応関係を示す図である。

図４に示す光マトリクススイッチは、８入力８出力の光マトリクススイッチであり、波長可変光源１１〜１８と、変調器２１〜２８と、アレイ導波路型回折格子１００と、波長制御部１５０とを備えている。

波長可変光源１１〜１８のそれぞれは、アレイ導波路型回折格子１００が有する入出力特性に合わせた８つの波長（λ１〜λ８）のいずれかの光信号を一定強度で出力する。なお、波長可変光源１１〜１８のそれぞれが出力する光信号の波長は、後述する波長制御部１５０にて選択される。

変調器２１〜２８のそれぞれは、入力用ファイバ１〜８のそれぞれに接続されている。変調器２１〜２８のそれぞれは、波長可変光源１１〜１８のそれぞれから出力された光信号のそれぞれを、入力用ファイバ１〜８のそれぞれから入力された光信号の強度に基づき変調する。これにより、波長可変光源１１〜１８のそれぞれから出力された光信号のそれぞれは、入力用ファイバ１〜８のそれぞれから入力された光信号のそれぞれと同じように変調された光信号となる。そして、変調器２１〜２８のそれぞれは、変調した光信号を出力する。すなわち、変調器２１〜２８のそれぞれから出力される光信号のそれぞれは、変調はされているものの、その波長は、波長可変光源１１〜１８のそれぞれから出力された光信号のそれぞれの波長と同じ波長となっている。このように、波長可変光源１１〜１８のそれぞれと変調器２１〜２８のそれぞれとを組み合わせることにより、入力用ファイバ１〜８から入力された光信号の波長を変換する機能が実現されている。

アレイ導波路型回折格子１００は、変調器２１〜２８のそれぞれから出力された光信号のそれぞれを受け付ける入力端子１３１〜１３８を備えている。また、アレイ導波路型回折格子１００は、出力用ファイバ６１〜６８のそれぞれに接続され、入力端子１３１〜１３８が受け付けた光信号のそれぞれを出力する出力端子１４１〜１４８を備えている。アレイ導波路型回折格子１００は、複数の波長が一定間隔を隔てて多重された波長多重光信号を入力端子１〜８のそれぞれにて受け付けると、受け付けた光信号を出力する出力端子を複数の波長のそれぞれに応じて振り分ける。アレイ導波路型回折格子１００は、この振分の際に、波長多重光信号を受け付ける入力端子に応じて出力端子を周回的に変化させる。すなわち、入力端子１３１〜１３８と出力端子１４１〜１４８との間には、出力端子１４１〜１４８のうち受け付けた光信号を出力する出力端子を、その受け付けた光信号の波長に応じて周回的に変化させる入出力特性が設定されている。この入出力特性が図５（ａ）に示されている。なお、アレイ導波路型回折格子の入出力光信号の波長については例えば、非特許文献２に記載されている。

波長制御部１５０は、図５（ｂ）に示す対応関係を記憶している。この対応関係は、図４に示す光マトリクススイッチの構成と図５（ａ）に示す入出力特性とから定まるものである。この対応関係では、波長可変光源１１〜１８のそれぞれと入力用ファイバ１〜８のそれぞれとが対応付けられている。この対応関係を用いることにより、入力用ファイバ１〜８のそれぞれと、出力用ファイバ６１〜６８のうち当該入力用ファイバから入力された光信号を出力する出力用ファイバとに応じ、波長可変光源１１〜１８のそれぞれが出力する光信号の波長が決定される。具体的には、波長制御部１５０は、入力用ファイバ１〜８のそれぞれと、出力用ファイバ６１〜６８のうち当該入力用ファイバから入力された光信号を出力する出力用ファイバとに応じた波長を、図５（ｂ）に示す対応関係から選択する。そして、波長制御部１５０は、選択した波長を、波長可変光源１１〜１８のうち図５（ｂ）に示す対応関係において当該入力用ファイバに対応する波長可変光源が出力する光信号の波長に設定する。なお、波長制御部１５０は、同一の出力用ファイバに対して、複数の入力用ファイバからの光信号が同時に到着することがないように制御するものとする。

以下に、上記のように構成された光マトリクススイッチにおいて入力用ファイバから入力された光信号を出力用ファイバへ出力する動作について具体的な例を用いて説明する。

ここでは、入力用ファイバ１から入力された光信号を出力用ファイバ６７へ出力する場合について説明する。

波長制御部１５０は、図５（ｂ）に示す対応関係において入力用ファイバ１と出力用ファイバ６７とに対応する波長λ７を選択する。そして、波長制御部１５０は、図５（ｂ）に示す対応関係において入力用ファイバ１に対応する波長可変光源１１が出力する光信号の波長をλ７に設定する。

波長可変光源１１は、波長制御部１５０にて選択された波長λ７の光信号を出力する。

変調器２１は、波長可変光源１１が出力した波長λ７の光信号を、入力用ファイバ１から入力された光信号の強度に基づき変調して出力する。この結果、変調器２１は、入力用ファイバ１から入力された光信号と同じように変調された波長λ７の光信号を出力することになる。

アレイ導波路型回折格子１００は、変調器２１から出力された波長λ７の光信号を、入力端子１３１にて受け付ける。

入力端子１３１が受け付けた波長λ７の光信号は、図５（ａ）に示した入出力特性に基づいて出力端子１４７から出力される。これにより、入力用ファイバ１から入力された光信号が出力用ファイバ６７へ出力されることになる。

Toru Segawa, et al., "Semiconductor Double-Ring-Resonator-Coupled Tunable Laser for Wavelength Routing", IEEE Journal of quantum electronics, vol. 45, No. 7, pp.892-899. K. Sasayama,他、"Photonic ATM switch using frequency-routing-type time-division interconnection network", Electronics Letters, Vol. 29, No. 20, pp.1778-1780.

ここで、現在のパケット通信では、ブロードキャストやマルチキャスト等、同報型通信が多様なプロトコルで利用されている。

図４及び図５を参照しながら説明したような波長変換機能を利用した光マトリクススイッチでは、Ｎ個の波長可変光源のそれぞれと、Ｎ本の入力用ファイバのそれぞれとが対応付けられている。この場合、Ｎ個の波長可変光源のそれぞれは、Ｎ本の出力用ファイバのうち、入力された光信号を出力する１つの出力用ファイバに応じた波長の光信号を出力することになる。

従って、図４及び図５を参照しながら説明した光マトリクススイッチは、１つの入力用ファイバから入力された光信号を複数の出力用ファイバへ出力することができず、同報型通信に対応できないため、その適用領域が大きく制約されてしまう。

そこで、波長変換機能を利用した光マトリクススイッチに別のスイッチ等を追加して同報型通信に対応できるようにすることも可能ではあるが、この場合、構成が複雑になってしまうという問題点がある。

本発明は、波長変換機能を利用した光信号の同報型通信を簡易な構成で実現できる光マトリスクスイッチ及び通信方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の光マトリクススイッチは、光信号を入力するＮ（Ｎは２以上の整数）本の入力用ファイバのそれぞれと、光信号を出力するＮ本の出力用ファイバのそれぞれとに接続された光マトリクススイッチであって、
相互に異なるＮ個の波長のいずれかの光信号を出力するＮ個の波長可変光源と、
前記Ｎ個の波長可変光源のそれぞれから出力された光信号のそれぞれを受け付けるＮ個の第１の入力端子と、Ｎ個の第１の出力端子とを備え、前記Ｎ個の第１の入力端子と前記Ｎ個の第１の出力端子との間に、前記Ｎ個の第１の出力端子のうち受け付けた光信号を出力する第１の出力端子を当該受け付けた光信号の波長に応じて周回的に変化させる入出力特性が設定された第１の回折格子と、
前記Ｎ本の入力用ファイバのそれぞれに接続され、前記Ｎ個の第１の出力端子のそれぞれから出力された光信号のそれぞれを前記Ｎ本の入力用ファイバのそれぞれから入力された光信号のそれぞれの強度に基づき変調して出力するＮ個の変調器と、
前記Ｎ個の変調器のそれぞれから出力された光信号のそれぞれを受け付けるＮ個の第２の入力端子と、前記Ｎ本の出力用ファイバのそれぞれに接続されたＮ個の第２の出力端子とを備え、前記Ｎ個の第２の入力端子と前記Ｎ個の第２の出力端子との間に、前記入出力特性と同じ入出力特性が設定された第２の回折格子と、
前記Ｎ本の入力用ファイバのそれぞれと、前記Ｎ本の出力用ファイバのうち当該入力用ファイバから入力された光信号を出力する出力用ファイバとに応じ、前記Ｎ個の波長の中から、前記Ｎ個の波長可変光源のそれぞれが出力する光信号の波長を選択する波長制御部と、を有する。

また、上記目的を達成するために本発明の通信方法は、相互に異なるＮ（Ｎは２以上の整数）個の波長のいずれかの光信号を出力するＮ個の波長可変光源と、光信号を受け付けるＮ個の第１の入力端子とＮ個の第１の出力端子とを備えた第１の回折格子と、光信号を入力するＮ本の入力用ファイバのそれぞれに接続されたＮ個の変調器と、光信号を受け付けるＮ個の第２の入力端子と光信号を出力するＮ本の出力用ファイバのそれぞれに接続されたＮ個の第２の出力端子とを備えた第２の回折格子と、を有する光マトリクススイッチにおける通信方法であって、
前記Ｎ個の第１の入力端子と前記Ｎ個の第１の出力端子との間には、前記Ｎ個の第１の出力端子のうち受け付けた光信号を出力する第１の出力端子を当該受け付けた光信号の波長に応じて周回的に変化させる入出力特性が設定され、
前記Ｎ個の第２の入力端子と前記Ｎ個の第２の出力端子との間には、前記入出力特性と同じ入出力特性が設定され、
前記Ｎ本の入力用ファイバのそれぞれと、前記Ｎ本の出力用ファイバのうち当該入力用ファイバから入力された光信号を出力する出力用ファイバとに応じ、前記Ｎ個の波長の中から、前記Ｎ個の波長可変光源のそれぞれが出力する光信号の波長を選択する選択処理と、
前記選択された波長の光信号を前記Ｎ個の波長可変光源のそれぞれから出力する処理と、
前記Ｎ個の波長可変光源のそれぞれから出力された光信号のそれぞれを前記Ｎ個の第１の入力端子のそれぞれにて受け付け、該受け付けた光信号のそれぞれを、前記入出力特性に基づいて前記Ｎ個の第１の出力端子のいずれかから出力する処理と、
前記Ｎ個の変調器のそれぞれにおいて、前記Ｎ個の第１の出力端子のそれぞれから出力された光信号のそれぞれを、前記Ｎ本の入力用ファイバのそれぞれから入力された光信号のそれぞれの強度に基づき変調して出力する処理と、
前記Ｎ個の変調器のそれぞれから出力された光信号のそれぞれを前記Ｎ個の第２の入力端子のそれぞれにて受け付け、該受け付けた光信号のそれぞれを、前記入出力特性に基づいて前記Ｎ個の第２の出力端子のいずれかから出力する処理と、を有する。

本発明は以上説明したように構成されているので、Ｎ個の波長可変光源のそれぞれから出力された光信号のそれぞれを、Ｎ個の変調器のうちのいずれか１つの変調器に入力することができる。それぞれの１つの変調器には、１つ、または、複数の波長可変光源からの光信号が入力することができる。変調器は、これらの入力された光信号を、それぞれに入力用ファイバから入力された光信号に基づき、波長可変光源から入力された１つ、または複数の光信号を一括して変調することができる。また、それぞれの変調器にて変調された１つ、または複数の光信号のそれぞれを、その光信号の波長に応じてＮ本の出力用ファイバのうちのいずれかの出力用ファイバへ出力することができる。そのため、１つの入力用ファイバから入力された光信号を複数の出力用ファイバへ出力することが可能となる。

従って、波長変換機能を利用した光信号の同報型通信を簡易な構成で実現できる。

本発明を実現するための構成を説明するための図であり、（ａ）は２つのアレイ導波路型回折格子の構成を示すブロック図、（ｂ）、（ｃ）は２つのアレイ導波路型回折格子のそれぞれが有する入出力特性を示す図である。本発明の光マトリクススイッチの実施の一形態の構成を示すブロック図である。図２に示した光マトリクススイッチにおける対応関係を示す図である。波長可変光源と変調器との組み合わせにより実現した波長変換機能とアレイ導波路型回折格子とを備えた光マトリクススイッチの構成の一例を示すブロック図である。図４に示した光マトリクススイッチの動作を説明するための図であり、（ａ）は図４に示したアレイ導波路型回折格子が有する入出力特性の一例を示す図、（ｂ）は図４に示した光マトリクススイッチにおける対応関係を示す図である。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明するが、その前に、本発明を実現するための構成について説明する。

本発明は、Ｎ個の入力端子とＮ個の出力端子とを備えたアレイ導波路型回折格子を２つ用いることによって実現される。なお、Ｎは２以上の整数である。

２つのアレイ導波路型回折格子のうちの一方は、Ｎ個の波長可変光源とＮ個の変調器との間に挿入される。他方は、Ｎ個の変調器とＮ本の出力用ファイバとの間に挿入される。

本発明においてアレイ導波路型回折格子を２つ用いるのは、Ｎ個の波長可変光源のそれぞれを、Ｎ本の入力用ファイバのそれぞれに対応付けるのではなく、Ｎ本の出力用ファイバのそれぞれに対応付けて制御することを可能にするためである。

図１は、本発明を実現するための構成を説明するための図であり、（ａ）は２つのアレイ導波路型回折格子の構成を示すブロック図、（ｂ）、（ｃ）は２つのアレイ導波路型回折格子のそれぞれが有する入出力特性を示す図である。なお、ここでは、Ｎが８の場合を一例として説明する。

図１（ｂ）は、第１の回折格子であるアレイ導波路型回折格子１００が有する入出力特性を示し、図１（ｃ）は、第２の回折格子であるアレイ導波路型回折格子２００が有する入出力特性を示している。

図１（ｂ）を参照すると、アレイ導波路型回折格子１００において、第１の入力端子である入力端子１３１〜１３８と、第１の出力端子である出力端子１４１〜１４８との間には、出力端子１４１〜１４８のうち入力端子１３１〜１３８のそれぞれが受け付けた光信号を出力する出力端子を、その受け付けた光信号の波長に応じて周回的に変化させる入出力特性が設定されている。また、図１（ｃ）を参照すると、アレイ導波路型回折格子２００において、第２の入力端子である入力端子２３１〜２３８と、第２の出力端子である出力端子２４１〜２４８との間にも、同じ入出力特性が設定されている。

図１（ａ）に示す構成では、アレイ導波路型回折格子１００の出力端子１４１〜１４８は、アレイ導波路型回折格子２００の入力端子２３１〜２３８に接続されている。

このような構成で接続されている場合、入力端子１３１〜１３８のうち、図中上から数えてｋ番目の入力端子が受け付けた光信号は、その光信号の波長にかかわらず、出力端子２４１〜２４８のうち、図中上から数えてｋ番目の出力端子から出力されることになる。これは、アレイ導波路型回折格子１００，２００が有する入出力特性の対称性によるものである。

アレイ導波路型回折格子１００の入力端子１３１が、波長λ１〜λ８の波長多重光信号を受け付けた場合、図１（ｂ）に示す入出力特性に基づき、波長λ１の光信号は出力端子１４１から出力され、波長λ２の光信号は出力端子１４２から出力される。他の波長についても同様であり、８つの波長の光信号は、それぞれに出力端子１４１〜１４８の異なる出力端子から出力される。

アレイ導波路型回折格子２００の入力端子２３１〜２３８のそれぞれがこれら８つの光信号のそれぞれを受け付けると、図１（ｃ）に示す入出力特性に基づき、入力端子２３１〜２３８のそれぞれが受け付けた８つの光信号は全て、出力端子２４１から出力される。

これは、アレイ導波路型回折格子１００の入力端子１３２〜１３８のいずれについても同様である。

従って、図１（ａ）に示す構成では、アレイ導波路型回折格子２００のｋ番目の出力端子から光信号を出力させる場合、アレイ導波路型回折格子１００のｋ番目の入力端子からλ１からλ８までのいずれかの波長をもつ光信号を入力すればよく、またその入力する光信号の波長によって、アレイ導波路型回折格子１００とアレイ導波路型回折格子２００との間のどの経路を経由した上で、アレイ導波路型回折格子２００の当該の出力端子に出力するかを選択することができる。出力端子２４１〜２４８のそれぞれに対して異なる入力端子１３１〜１３８が対応しているため、それぞれの出力端子が相互に独立してアレイ導波路型回折格子１００とアレイ導波路型回折格子２００との間のどの経路を経由するかを選択することができる。

例えば、アレイ導波路型回折格子２００の出力端子２４４に、アレイ導波路型回折格子１００の出力端子１４１とアレイ導波路型回折格子２００の入力端子２３１との間の経路を経由した光信号を出力させるためには、アレイ導波路型回折格子１００の入力端子１３４に波長λ４の光信号を入力すればよい。アレイ導波路型回折格子１００の入力端子１３４が波長λ４の光信号を受け付けた場合、図１（ｂ）に示す入出力特性に基づき、その光信号は出力端子１４１から出力される。そして、出力端子１４１から出力された波長λ４の光信号が、アレイ導波路型回折格子１００の出力端子１４１とアレイ導波路型回折格子２００の入力端子２３１との間の経路を経由して、アレイ導波路型回折格子２００の入力端子２３１にて受け付けられると、図１（ｃ）に示す入出力特性に基づき、その光信号は出力端子２４４から出力される。

また、アレイ導波路型回折格子２００の出力端子２４６に、上述の例と同様のアレイ導波路型回折格子１００の出力端子１４１とアレイ導波路型回折格子２００の入力端子２３１との間の経路を経由した光信号を出力させるためには、アレイ導波路型回折格子１００の入力端子１３６に波長λ６の光信号を入力すればよい。入力端子１３６が波長λ６の光信号を受け付けた場合、入力端子１３４が波長λ４の光信号を受け付けた場合と同様に、その光信号は出力端子１４１及び入力端子２３１を経由することとなる。しかし、波長λ４の光信号と波長λ６の光信号とでは波長が異なるため、アレイ導波路型回折格子２００の入力端子２３１に入力された波長λ６の光信号は、出力端子２４４ではなく、出力端子２４６から出力されることになる。

このように、アレイ導波路型回折格子のそれぞれの出力端子２４１〜２４８に、アレイ導波路型回折格子１００の出力端子１４１とアレイ導波路型回折格子２００の入力端子２３１との間の経路を経由した光信号を出力させるかは、相互に独立に選択することができ、かつ、選択した経路が相互に同じであってもよい。

ここで、アレイ導波路型回折格子１００とアレイ導波路型回折格子２００との間に、８本の入力用ファイバのそれぞれに接続された８個の変調器を挿入した場合を考えてみる。この場合、アレイ導波路型回折格子２００のｋ番目の出力端子に、８個の変調器のうちどの変調器を経由した光信号を出力させるかは、アレイ導波路型回折格子１００のｋ番目の入力端子が受け付ける光信号の波長によって制御することができる。

従って、本発明においては、Ｎ個の波長可変光源のそれぞれが出力する光信号の波長は、Ｎ本の入力用ファイバのうちのどの入力用ファイバに接続された変調器を経由した光信号を、Ｎ本の出力用ファイバのそれぞれへ出力させるかという観点で選択される。複数の出力用ファイバが、Ｎ本の入力用ファイバのうちの同じ１つの入力用ファイバに接続された変調器を選択することも可能であり、同一の変調器を経由することで同様に変調された光信号を、複数の出力用ファイバのそれぞれへ出力させることも可能となる。

次に、上述したような本発明を実現するための構成を適用した光マトリクススイッチの実施の形態について図面を参照して説明する。

図２は、本発明の光マトリクススイッチの実施の一形態の構成を示すブロック図である。また、図３は、図２に示した光マトリクススイッチにおける対応関係を示す図である。

本実施形態の光マトリクススイッチは図２に示すように、８本の入力用ファイバ１〜８及び８本の出力用ファイバ６１〜６８に接続された８入力８出力の光マトリクススイッチである。なお、入力用ファイバ及び出力用ファイバの数は増減させることが可能である。

また、本実施形態の光マトリクススイッチは、アレイ導波路型回折格子１００と、アレイ導波路型回折格子２００と、波長可変光源１１〜１８と、変調器２１〜２８と、波長制御部５０とを備えている。

波長可変光源１１〜１８のそれぞれは、アレイ導波路型回折格子１００，２００が有する入出力特性に合わせた８つの波長（λ１〜λ８）のいずれかの光信号を一定強度で出力する。なお、波長可変光源１１〜１８のそれぞれが出力する光信号の波長は、後述する波長制御部５０にて選択される。

アレイ導波路型回折格子１００は、波長可変光源１１〜１８のそれぞれから出力された光信号のそれぞれを受け付ける入力端子１３１〜１３８を備えている。また、アレイ導波路型回折格子１００は、入力端子１３１〜１３８のそれぞれが受け付けた光信号のそれぞれを出力する出力端子１４１〜１４８を備えている。アレイ導波路型回折格子１００は、入力端子１３１〜１３８のそれぞれが受け付けた光信号の波長に応じ、当該受け付けた光信号を図１（ｂ）に示した入出力特性に基づいて出力端子１４１〜１４８のいずれかから出力する。

変調器２１〜２８のそれぞれは、入力用ファイバ１〜８のそれぞれに接続されている。変調器２１〜２８のそれぞれは、出力端子１４１〜１４８のそれぞれから出力された光信号のそれぞれを、入力用ファイバ１〜８のそれぞれから入力された光信号のそれぞれの強度に基づき変調して出力する。なお、出力端子１４１〜１４８のそれぞれは、波長が異なる複数の光信号を同時に出力する場合もある。この場合、変調器２１〜２８のそれぞれは、これらの複数の光信号を同時に受け付けることになる。このとき、変調器２１〜２８のそれぞれは、受け付けた複数の光信号を一括して変調する。

アレイ導波路型回折格子２００は、変調器２１〜２８のそれぞれから出力された光信号のそれぞれを受け付ける入力端子２３１〜２３８を備えている。また、アレイ導波路型回折格子２００は、出力用ファイバ６１〜６８のそれぞれに接続され、入力端子２３１〜２３８のそれぞれが受け付けた光信号のそれぞれを出力する出力端子２４１〜２４８を備えている。アレイ導波路型回折格子２００は、入力端子２３１〜２３８のそれぞれが受け付けた光信号の波長に応じ、当該受け付けた光信号を図１（ｃ）に示した入出力特性に基づいて出力端子２４１〜２４８のいずれかから出力する。

波長制御部５０は、図３に示す対応関係を記憶している。この対応関係は、図２に示す光マトリクススイッチの構成と図１（ｂ）及び図１（ｃ）に示す入出力特性とから定まるものである。この対応関係では、出力用ファイバ６１〜６８のそれぞれに対して利用する波長可変光源１１〜１８のそれぞれが対応付けられている。また、出力用ファイバ６１〜６８のそれぞれに対して、入力用ファイバ１〜８のいずれかを選択した場合に利用すべき波長が定められている。この対応関係を用いることにより、入力用ファイバ１〜８のそれぞれと、出力用ファイバ６１〜６８のうち当該入力用ファイバから入力された光信号を出力する出力用ファイバとに応じ、波長可変光源１１〜１８のそれぞれが出力する光信号の波長が決定される。具体的には、波長制御部５０は、入力用ファイバ１〜８のそれぞれと、出力用ファイバ６１〜６８のうち当該入力用ファイバから入力された光信号を出力する出力用ファイバとに応じた波長を、図３に示す対応関係から選択する。そして、波長制御部５０は、選択した波長を、波長可変光源１１〜１８のうち、図３に示す対応関係において当該出力用ファイバに対応する波長可変光源が出力する光信号の波長とする。

まず、入力用ファイバ２から入力された光信号を出力用ファイバ６４へ出力する場合について説明する。

波長制御部５０は、図３に示す対応関係において入力用ファイバ２と出力用ファイバ６４とに対応する波長λ５を選択する。そして、波長制御部５０は、図３に示す対応関係において出力用ファイバ６４に対応する波長可変光源１４が出力する光信号の波長をλ５とする。

波長可変光源１４は、波長制御部５０にて選択された波長λ５の光信号を出力する。

アレイ導波路型回折格子１００は、波長可変光源１４から出力された波長λ５の光信号を入力端子１３４にて受け付ける。

入力端子１３４が受け付けた波長λ５の光信号は、図１（ｂ）に示した入出力特性に基づいて出力端子１４２から出力される。

変調器２２は、出力端子１４２から出力された波長λ５の光信号を、入力用ファイバ２から入力された光信号の強度に基づき変調して出力する。この結果、変調器２２は、入力用ファイバ２から入力された光信号と同じように変調された波長λ５の光信号を出力することになる。

変調器２２から出力された光信号は、アレイ導波路型回折格子２００の入力端子２３２にて受け付けられる。

入力端子２３２が受け付けた波長λ５の光信号は、図１（ｃ）に示した入出力特性に基づいて出力端子２４４から出力される。これにより、入力用ファイバ２から入力された光信号が出力用ファイバ６４へ出力されることになる。

次に、入力用ファイバ６から入力された光信号を出力用ファイバ６１，６２，６６へ出力する場合について説明する。

波長制御部５０は、図３に示す対応関係において入力用ファイバ６と出力用ファイバ６１とに対応する波長λ６を選択する。そして、波長制御部５０は、図３に示す対応関係において出力用ファイバ６１に対応する波長可変光源１１が出力する光信号の波長をλ６とする。

また、波長制御部５０は、図３に示す対応関係において入力用ファイバ６と出力用ファイバ６２とに対応する波長λ７を選択する。そして、波長制御部５０は、図３に示す対応関係において出力用ファイバ６２に対応する波長可変光源１２が出力する光信号の波長をλ７とする。

また、波長制御部５０は、図３に示す対応関係において入力用ファイバ６と出力用ファイバ６６とに対応する波長λ３を選択する。そして、波長制御部５０は、図３に示す対応関係において出力用ファイバ６６に対応する波長可変光源１６が出力する光信号の波長をλ３とする。

波長可変光源１１は、波長制御部５０にて選択された波長λ６の光信号を出力する。そして、出力された波長λ６の光信号は、入力端子１３１にて受け付けられ、図１（ｂ）に示した入出力特性に基づいて出力端子１４６から出力される。

また、波長可変光源１２は、波長制御部５０にて選択された波長λ７の光信号を出力する。そして、出力された波長λ７の光信号は、入力端子１３２にて受け付けられ、図１（ｂ）に示した入出力特性に基づいて出力端子１４６から出力される。

また、波長可変光源１６は、波長制御部５０にて選択された波長λ３の光信号を出力する。そして、出力された波長λ３の光信号は、入力端子１３６にて受け付けられ、図１（ｂ）に示した入出力特性に基づいて出力端子１４６から出力される。

変調器２６は、出力端子１４６から出力された波長λ３、λ６、λ７の光信号を一括して入力用ファイバ６から入力された光信号の強度に基づき変調して出力する。

変調された波長λ６、λ７、λ３の光信号は、アレイ導波路型回折格子２００の入力端子２３６にて受け付けられる。受け付けられた波長λ６，λ７，λ３の光信号のそれぞれは、図１（ｃ）に示した入出力特性に基づき、出力端子２４１，２４２，２４６のそれぞれから出力される。これにより、入力用ファイバ６から入力された光信号と同様に変調された光信号が出力用ファイバ６１，６２，６６へ同報して出力されることになる。

このように本実施形態において光マトリクススイッチは、相互に異なる波長のいずれかの光信号を出力する波長可変光源１１〜１８を有する。

また、光マトリクススイッチは、波長可変光源１１〜１８のそれぞれから出力された光信号のそれぞれを受け付ける入力端子１３１〜１３８と、出力端子１４１〜１４８とを備えたアレイ導波路型回折格子１００を有する。そして、入力端子１３１〜１３８と出力端子１４１〜１４８との間には、出力端子１４１〜１４８のうち受け付けた光信号を出力する出力端子を、その受け付けた光信号の波長に応じて周回的に変化させる入出力特性が設定されている。

また、光マトリクススイッチは、入力用ファイバ１〜８のそれぞれに接続され、出力端子１４１〜１４８のそれぞれから出力された光信号のそれぞれを入力用ファイバ１〜８のそれぞれから入力された光信号のそれぞれの強度に基づき変調して出力する変調器２１〜２８を有する。

また、光マトリクススイッチは、変調器２１〜２８のそれぞれから出力された光信号のそれぞれを受け付ける入力端子２３１〜２３８と、出力用ファイバ６１〜６８のそれぞれに接続された出力端子２４１〜２４８とを備えたアレイ導波路型回折格子２００を有する。そして、入力端子２３１〜２３８と出力端子２４１〜２４８との間には、入力端子１３１〜１３８と出力端子１４１〜１４８との間に設定されたのと同じ入出力特性が設定されている。

また、光マトリクススイッチは、入力用ファイバ１〜８のそれぞれと、出力用ファイバ６１〜６８のうち当該入力用ファイバから入力された光信号を出力する出力用ファイバとに応じ、波長可変光源１１〜１８のそれぞれが出力する光信号の波長を選択する波長制御部５０を有する。

これにより、Ｎ個の波長可変光源のそれぞれから出力された光信号のそれぞれを、Ｎ個の変調器のうちの１つの変調器にて変調することができる。また、その１つの変調器にて変調された光信号を、その光信号の波長に応じてＮ本の出力用ファイバのうちの複数の出力用ファイバのそれぞれへ出力することができる。そのため、１つの入力用ファイバから入力された光信号を複数の出力用ファイバへ出力することが可能となる。

従って、波長変換機能を用いた光信号の同報型通信を簡易な構成で実現できる。

Ｎ本の出力用ファイバ毎に独立して入力用ファイバを選択できることから、１つの入力用ファイバから入力された光信号をＮ−１本の出力用ファイバの全てへ同報して出力することも可能である。それとともに、他の入力用ファイバから入力された光信号を、別の１つの出力用ファイバに１対１の通信として出力することも可能である。

つまり、アレイ導波路型回折格子を１つ追加し、Ｎ個の波長可変光源のそれぞれが出力する光信号の波長を制御するアルゴリズムを変更するだけで、同報型通信と１対１の通信との両方を自由に混在させて行うことが可能な光マトリクススイッチを実現できる。

なお、本実施形態において利用する波長可変光源や変調器等の数は、従来の光マトリクススイッチと同数である。そのため、小さな付加コストで本発明の実現は可能であり、光マトリクススイッチの適用領域の拡大に大きな効果がある。

また、Ｎ本の出力用ファイバのうちの１本をモニタ用の出力用ファイバとして定めておけば、他の入力用ファイバと出力用ファイバとの通信とは独立して、任意の１つの入力用ファイバから入力された光信号をモニタ用の出力用ファイバへ出力させるようなことも可能である。

１〜８入力用ファイバ
１１〜１８波長可変光源
２１〜２８変調器
５０波長制御部
６１〜６８出力用ファイバ
１００，２００アレイ導波路型回折格子
１３１〜１３８，２３１〜２３８入力端子
１４１〜１４８，２４１〜２４８出力端子

Claims

光信号を入力するＮ（Ｎは２以上の整数）本の入力用ファイバのそれぞれと、光信号を出力するＮ本の出力用ファイバのそれぞれとに接続された光マトリクススイッチであって、
相互に異なるＮ個の波長のいずれかの光信号を出力するＮ個の波長可変光源と、
前記Ｎ個の波長可変光源のそれぞれから出力された光信号のそれぞれを受け付けるＮ個の第１の入力端子と、Ｎ個の第１の出力端子とを備え、前記Ｎ個の第１の入力端子と前記Ｎ個の第１の出力端子との間に、前記Ｎ個の第１の出力端子のうち受け付けた光信号を出力する第１の出力端子を当該受け付けた光信号の波長に応じて周回的に変化させる入出力特性が設定された第１の回折格子と、
前記Ｎ本の入力用ファイバのそれぞれに接続され、前記Ｎ個の第１の出力端子のそれぞれから出力された光信号のそれぞれを前記Ｎ本の入力用ファイバのそれぞれから入力された光信号のそれぞれの強度に基づき変調して出力するＮ個の変調器と、
前記Ｎ個の変調器のそれぞれから出力された光信号のそれぞれを受け付けるＮ個の第２の入力端子と、前記Ｎ本の出力用ファイバのそれぞれに接続されたＮ個の第２の出力端子とを備え、前記Ｎ個の第２の入力端子と前記Ｎ個の第２の出力端子との間に、前記入出力特性と同じ入出力特性が設定された第２の回折格子と、
前記Ｎ本の入力用ファイバのそれぞれと、前記Ｎ本の出力用ファイバのうち当該入力用ファイバから入力された光信号を出力する出力用ファイバとに応じ、前記Ｎ個の波長の中から、前記Ｎ個の波長可変光源のそれぞれが出力する光信号の波長を選択する波長制御部と、を有する光マトリクススイッチ。
請求項１に記載の光マトリクススイッチにおいて、
前記波長制御部は、前記Ｎ個の波長の中から、前記Ｎ本の入力用ファイバのそれぞれと、前記Ｎ本の出力用ファイバのうち当該入力用ファイバから入力された光信号を出力する出力用ファイバとに応じて定まる波長を選択し、前記Ｎ個の波長可変光源のうち当該出力用ファイバに応じて定まる波長可変光源が出力する光信号の波長を前記選択した波長とする光マトリクススイッチ。
相互に異なるＮ（Ｎは２以上の整数）個の波長のいずれかの光信号を出力するＮ個の波長可変光源と、光信号を受け付けるＮ個の第１の入力端子とＮ個の第１の出力端子とを備えた第１の回折格子と、光信号を入力するＮ本の入力用ファイバのそれぞれに接続されたＮ個の変調器と、光信号を受け付けるＮ個の第２の入力端子と光信号を出力するＮ本の出力用ファイバのそれぞれに接続されたＮ個の第２の出力端子とを備えた第２の回折格子と、を有する光マトリクススイッチにおける通信方法であって、
前記Ｎ個の第１の入力端子と前記Ｎ個の第１の出力端子との間には、前記Ｎ個の第１の出力端子のうち受け付けた光信号を出力する第１の出力端子を当該受け付けた光信号の波長に応じて周回的に変化させる入出力特性が設定され、
前記Ｎ個の第２の入力端子と前記Ｎ個の第２の出力端子との間には、前記入出力特性と同じ入出力特性が設定され、
前記Ｎ本の入力用ファイバのそれぞれと、前記Ｎ本の出力用ファイバのうち当該入力用ファイバから入力された光信号を出力する出力用ファイバとに応じ、前記Ｎ個の波長の中から、前記Ｎ個の波長可変光源のそれぞれが出力する光信号の波長を選択する選択処理と、
前記選択された波長の光信号を前記Ｎ個の波長可変光源のそれぞれから出力する処理と、
前記Ｎ個の波長可変光源のそれぞれから出力された光信号のそれぞれを前記Ｎ個の第１の入力端子のそれぞれにて受け付け、該受け付けた光信号のそれぞれを、前記入出力特性に基づいて前記Ｎ個の第１の出力端子のいずれかから出力する処理と、
前記Ｎ個の変調器のそれぞれにおいて、前記Ｎ個の第１の出力端子のそれぞれから出力された光信号のそれぞれを、前記Ｎ本の入力用ファイバのそれぞれから入力された光信号のそれぞれの強度に基づき変調して出力する処理と、
前記Ｎ個の変調器のそれぞれから出力された光信号のそれぞれを前記Ｎ個の第２の入力端子のそれぞれにて受け付け、該受け付けた光信号のそれぞれを、前記入出力特性に基づいて前記Ｎ個の第２の出力端子のいずれかから出力する処理と、を有する通信方法。
請求項３に記載の通信方法において、
前記選択処理は、前記Ｎ個の波長の中から、前記Ｎ本の入力用ファイバのそれぞれと、前記Ｎ本の出力用ファイバのうち当該入力用ファイバから入力された光信号を出力する出力用ファイバとに応じて定まる波長を選択し、前記Ｎ個の波長可変光源のうち当該出力用ファイバに応じて定まる波長可変光源が出力する光信号の波長を前記選択した波長とする処理である通信方法。