JP2017055258A - 光スイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パワー透過率を低減させることなく、入出力ポート数を従来よりも増やすことができる光スイッチ装置を提供すること。【解決手段】Ｍ×Ｎ入力Ｍ×Ｎ出力（Ｍ，Ｎともに２以上の整数）の光スイッチ装置１は、光スイッチ装置の入力ポートに接続され、入力ポートからの信号を所望の信号波長に変換して送出するＭ×Ｎ個の波長可変送信器２０１と、波長可変送信器２０１のいずれかと接続され、当該波長可変送信器からの信号を入力するＭ個の１入力Ｍ出力型光スイッチ２０２と、光スイッチ２０２とメッシュ接続されたＭ個のＭ入力１出力の第１波長選択スイッチ２０３とを１組とする分配合流型スイッチ２０６をＮ組と、分配合流型光スイッチ２０６とメッシュ接続されたＭ個のＮ入力１出力型の第２波長選択スイッチ２０４と、第２波長選択スイッチ２０４の各々と接続されたＭ個の１入力Ｎ出力型波長ルーティング装置２０５とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、光通信ネットワークに用いられる光スイッチ装置に関する。

インターネットの普及に伴い、データ通信ネットワークに対する需要が急激に増えている。特に局内（LAN: Local Area network）系のネットワーク用途では、極めてポート数の多い光スイッチの実用化が求められる。このような要求に対し、現実に実用化されている光スイッチのポート数は、全部で数10程度に留まる。

近年、波長可変送信器と、Ｍ入力Ｍ出力の分配合流型（DC: Delivery and Couple）光スイッチ（Ｎ個）と、アレイ導波路回折格子と同等の波長入出力特性を有するＮ入力Ｎ出力デバイス（Ｍ個）とを使用することで、最大でＭ×Ｎの入出力ポート数を有する、拡張性の高い光スイッチ装置が提案されている（非特許文献１）。

図１は、かかる光スイッチ装置１００の構成を示す図である。この従来の光スイッチ装置１００は、入力された信号を所望の信号波長で送出するＭ×Ｎ個の波長可変送信器１０１と、Ｎ個のＭ入力Ｍ出力分配合流型光スイッチ１０６と、Ｍ個のＮ入力１出力型光カプラ１０４と、Ｍ個の１入力Ｎ出力型アレイ導波路回折格子１０５とを備える。ＭおよびＮは自然数である。図１では、Ｍ＝３、Ｎ＝４で示してある。

Ｎ個の分配合流型光スイッチ１０６の各々は、スイッチングにより、入力光を所望のアレイ導波路回折格子１０４へ出力するように構成されており、Ｍ個の１入力Ｍ出力型光スイッチ１０２と、Ｍ個のＭ入力１出力型光カプラ１０３とを備える。

なお、以下の説明では、Ｍ×Ｎ個の波長可変送信器１０１はいずれも同一の機能を有しており、各々に共通の説明では単に波長可変送信器１０１として参照し、同様にＭ×Ｎ個の光スイッチ１０２は光スイッチ１０２として参照し、Ｍ×Ｎ個の光カプラ１０３は光カプラ１０３として参照する。さらに、Ｍ個のアレイ導波路回折格子１０４、Ｍ個の１入力Ｎ出力型波長ルーティング装置１０５、およびＮ個の分配合流型光スイッチ１０６についても同様に、それぞれ、アレイ導波路回折格子１０４、波長ルーティング装置１０５、および分配合流型光スイッチ１０６として参照する。

４個の分配合流型光スイッチ１０６の各々において、Ｍ個の光スイッチ１０２とＭ個の光カプラ１０３との間はフルメッシュ接続される。さらに、同一の分配合流型光スイッチ１０６に属する３個の光カプラ１０３の各々は、それぞれ、異なるアレイ導波路回折格子１０４と接続され、アレイ導波路回折格子１０４は、対応する波長ルーティング装置１０５と接続される。

光信号を入力した光スイッチ装置１００は、波長可変送信器１０１でその信号を適切な波長にして光スイッチ１０２に送出する。光スイッチ１０２では、光スイッチ装置の所望の出力ポートへ信号を出力することができるように、当該信号を所望の光カプラ１０３へ出力する。光カプラ１０３からの信号は、光カプラ１０４を介して、アレイ導波路回折格子１０５へ入力され、入力ポートと信号波長とにより決定される出力ポートへ出力される。このように、光スイッチ装置１００では、波長可変送信器１０１から所定の波長を有する信号を送出すること、および光スイッチ１０２の出力ポートを適切に設定（選択）することで、当該信号を所望のポートに送ることができる。

従来の光スイッチ装置１００では、最大で４（＝Ｎ）個の波長可変送信器１０１が同一のアレイ導波路回折格子１０５に信号を同時に送ることがあるため、光カプラ１０３，１０４によって、波長可変送信器１０１から送出される信号を合流できるようにする必要がある。ただし、最大で４（＝Ｎ）個の波長可変送信器１０１から送出される信号が同一のアレイ導波路回折格子１０４に同時に送出されるために合流する場合には、最終的にそれらの信号が出力されるポート先が異なるようになるから、当該信号の波長は全て異なる。

従来の光スイッチ装置１００では、光カプラ１０３とアレイ導波路回折格子１０４との間で同一の配線を経由して信号が送出されることになるが、上記のとおり、信号の波長が異なるため、混信することなく信号出力させることができる。

T. Niwa, H. Hasegawa, K. Sato, "A 270 × 270 optical cross-connect switch utilizing wavelength routing with cascaded AWGs," Optical Fiber Communication Conference and Exposition and the National Fiber Optic Engineers Conference (OFC/NFOEC) 2013，OTh1A.3 (2013).

従来の光スイッチ装置では、Ｍ入力１出力型光カプラ、およびＮ入力１出力型光カプラが使用されることになるが、光カプラは一般に、その分岐数により光スイッチ装置のパワー透過率が低減し損失が生じる。例えば、Ｍ入力１出力の光カプラの場合には、パワー透過率は１／Ｍとなり、Ｎ入力１出力の光カプラの場合には、パワー透過率は１／Ｎとなり、結果として、光スイッチ装置全体のパワー透過率が１／（Ｍ×Ｎ）に低減する。

光スイッチ装置の出力信号のパワーは、一定値以上にする必要があるものの、光カプラの分岐数を増やした場合には、パワー透過率の低下により出力信号のパワーが一定値よりも小さくなり得る。このため、従来の光スイッチ装置では、光カプラの分岐数が制限され、結果として、合流分配型光スイッチ装置の入出力ポート数も制限されるという問題があった。

本発明は、このような状況下においてなされたものであり、その目的は、パワー透過率を低減させることなく、入出力ポート数を従来よりも増やすことができる光スイッチ装置を提供することである。

上記の課題を解決するための発明は、Ｍ×Ｎ入力Ｍ×Ｎ出力（Ｍ，Ｎともに２以上の整数）の光スイッチ装置であって、前記光スイッチ装置の入力ポートに接続され、前記入力ポートからの信号を所望の信号波長に変換して送出するＭ×Ｎ個の波長可変送信器と、前記波長可変送信器のいずれかと接続され、当該波長可変送信器からの信号を入力するＭ個の１入力Ｍ出力型光スイッチと、前記Ｍ個の光スイッチとフルメッシュ接続されたＭ個のＭ入力１出力の第１波長選択スイッチとを１組とする分配合流型スイッチをＮ組と、前記分配合流型スイッチとフルメッシュ接続されたＭ個のＮ入力１出力型の第２波長選択スイッチと、前記第２波長選択スイッチの各々と接続されたＭ個の１入力Ｎ出力型波長ルーティング装置とを備える。

上記の課題を解決するための発明は、Ｍ×Ｎ入力Ｍ×Ｎ出力（Ｍ，Ｎともに２以上の整数）の光スイッチ装置であって、前記光スイッチ装置の入力ポートに接続され、前記入力ポートからの信号を所望の信号波長に変換して送出するＭ×Ｎ個の波長可変送信器と、前記波長可変送信器のいずれかと接続され、当該波長可変送信器からの信号を入力するＭ個の１入力Ｍ出力型光スイッチと、前記Ｍ個の光スイッチとフルメッシュ接続されたＭ個のＭ入力１出力の第１波長選択スイッチとを１組とする分配合流型スイッチをＮ組と、前記分配合流型スイッチとフルメッシュ接続されたＭ個のＮ入力Ｎ出力の第２波長選択スイッチとを備える。

上記の課題を解決するための発明は、Ｍ×Ｎ入力Ｍ×Ｎ出力（Ｍ，Ｎともに２以上の整数）の光スイッチ装置であって、前記光スイッチ装置の入力ポートに接続され、前記入力ポートからの信号を所望の信号波長に変換して送出するＭ×Ｎ個の波長可変送信器と、前記波長可変送信器の各々と接続されたＭ×Ｎ個の１入力Ａ（Ａは２以上の整数）出力の第１光スイッチと、前記第１光スイッチのいずれかと接続され、当該第１光スイッチからの信号を入力するＭ個の１入力（Ｍ／Ａ）出力の第２光スイッチと、前記第２光スイッチの各々と接続されたＡ個のＭ入力（Ｍ／Ａ）出力の第１波長選択スイッチと１組とする分配合流型スイッチをＮ×Ａ組と、前記分配合流型スイッチとフルメッシュ接続されたＭ個のＮ入力Ｎ出力の第２波長選択スイッチとを備える。

Ｍ個の第１光スイッチは、モジュールとして構成するようにしてもよい。

前記分配合流型スイッチは、モジュールとして構成するようにしてもよい。

前記Ｎ入力Ｎ出力の第２波長選択スイッチは、波長多重されて入力された信号を、波長ごとにそれぞれ所望の出力ポートから送出する機能を有するようにしてもよい。

前記Ｎ入力Ｎ出力の第２波長選択スイッチは、入力された信号の波長がすべて異なる場合に動作するようにしてもよい。

本発明によれば、パワー透過率を低減させることなく、入出力ポート数を従来よりも増やすことができる。

従来の光スイッチ装置の構成を示す図である。 本発明の第１実施形態における光スイッチ装置の構成例を示す図である。 本発明の第２実施形態における光スイッチ装置の構成例を示す図である。 本発明の第３実施形態における光スイッチ装置の構成例を示す図である。

＜第１実施形態＞
以下、第１実施形態の光スイッチ装置１について説明する。この実施形態の光スイッチ装置１は、Ｍ×Ｎ個の入力、およびＭ×Ｎ個の出力を有する。ＭおよびＮは２以上の整数である。

図２は、第１実施形態における光スイッチ装置１の構成例を示す概略図である。図２では、一例として、Ｍ＝４、Ｎ＝３とし、１２入力１２出力の光スイッチ装置１を示している。なお、Ｍ，Ｎの数はこの例に限られず変更するようにしてもよい。

図２に示すように、光スイッチ装置１は、１２個の波長可変送信器２０１と、１２個の１入力４（＝Ｍ）出力型光スイッチ２０２と、１２個の４（＝Ｍ）入力１出力型の第１波長選択スイッチ２０３と、４個の３（＝Ｎ）入力１出力型の第２波長選択スイッチ２０４と、４個の１入力３（＝Ｎ）出力型波長ルーティング装置２０５とを備える。

この実施形態では、１２個の光スイッチ２０２および１２個の波長選択スイッチ２０３は、４個１組で、分配合流型光スイッチ２０６が構成され、分配合流型光スイッチ２０６は全部で３個構成されている。換言すると、１個の分配合流型スイッチ２０６は、４個の１入力Ｍ出力型光スイッチ２０２と、４個の光スイッチ２０２とフルメッシュ接続された４個の４入力１出力の第１波長選択スイッチ２０３とを１組とする構成で実現される。

本実施形態の以下の説明では、１２個の波長可変送信器２０１はいずれも同一の機能を有しており、各々に共通の説明では波長可変送信器２０１として参照し、同様に１２個の光スイッチ２０２は光スイッチ２０２として参照し、１２個の第１波長選択スイッチ２０３は第１波長選択スイッチ２０３として参照する。４個の第２波長選択スイッチ２０４、４個の波長ルーティング装置２０５、および３個の分配合流型光スイッチ２０６についても同様に、それぞれ、第２波長選択スイッチ２０４、波長ルーティング装置２０５、および分配合流型光スイッチ２０６として参照する。

波長可変送信器１０１は、光スイッチ装置１の入力ポートＩｎ１，Ｉｎ２，・・・，Ｉｎ１２に対応して接続され、入力ポートからの信号を、所望の波長に変換して光スイッチ２０２へ送出する。

光スイッチ２０２は１入力４出力で構成されており、第１波長選択スイッチ２０３は４入力１出力で構成されている。４個の光スイッチ２０２および４個の第１波長選択スイッチ２０３を備えた分配合流型光スイッチ２０６は、スイッチングにより、入力光を所望の第２波長選択スイッチ２０４へ出力する。なお、３個の分配合流型光スイッチ２０６のうち、全てあるいは１個以上をモジュール化してもよい。モジュールを作製する方法は、例えば、文献（Yuichiro Ikuma, Kenya Suzuki, Naru Nemoto, Etsu Hashimoto, Osamu Moriwaki, and Tetsuo Takahashi, “8 × 24 Wavelength Selective Switch for Low-loss Transponder Aggregator,” Proceedings of Optical Fiber Communication Conference 2015, Th5A.4）に示されている。

同一の分配合流型光スイッチ２０６において、光スイッチ２０２は、同一の分配合流型光スイッチ２０６を構成する４個すべての第１波長選択スイッチ２０３への経路選択ができるように、第１波長選択スイッチ２０３とフルメッシュ接続されている。

分配合流型光スイッチ２０６は、すべての第２波長選択スイッチ２０４と接続され、第２波長選択スイッチ２０４は、対応する波長ルーティング装置２０５と接続されている。

波長選択スイッチ２０３，２０４は、WSS (Wavelength Selective Switch)であり、信号波長ごとに、１つの入力ポートを選択してこの入力ポートと出力ポートとを結合させるように構成される。WSSの場合、パワーの透過率は、入力ポート数にかぎらず、一定の値を維持することができる。

波長ルーティング装置２０５は、入力された信号を、その信号波長ごとに応じた出力ポートから送出するように構成される。波長ルーティング装置２０５は、例えば、プリズム機能を有するアレイ導波路回析格子（AWG: Arrayed Waveguide Grating）であるが、複数入力１出力の波長選択スイッチ２０３，２０４に対して、WSSの入出力ポートを反転して適用したものでもよい。

波長ルーティング装置２０５の出力ポートは、光スイッチ装置１の出力ポートＯｕｔ１，Ｏｕｔ２，・・・，Ｏｕｔ１２に対応して接続されている。

［光スイッチ装置での経路設定の概略］
光スイッチ装置１で実現される経路設定の概略について、再度図２を参照して説明する。

なお、光スイッチ装置１では、入力ポートＩｎ１，Ｉｎ２，・・・，Ｉｎ１２から出力ポートＯｕｔ１，Ｏｕｔ２，・・・，Ｏｕｔ１２までの経路が設定されるが、各入力ポートから各出力ポートまでの経路は、複数あるのではなく、一つに限られる。

この光スイッチ装置１では、波長ルーティング装置２０５において、入力ポートから所望の出力ポートに透過可能な信号の波長をλとする。この実施形態では、波長ルーティング装置２０５では、波長ルーティング装置２０５の出力ポートごとに、異なる波長が対応付けられていればよいので、上記波長λは、例えば、３種類の波長λ1，λ2，λ3を含む。

第１波長選択スイッチ２０３および第２波長選択スイッチ２０４は、波長ルーティング装置２０５が使用する上記３種類の波長λ1,λ2,λ3に対応する必要がある。

光スイッチ２０２において、入力ポートを、光スイッチ装置１の出力ポートＯｕｔ１，Ｏｕｔ２，・・・，Ｏｕｔ１２のうち、信号を出力したいポートにつながる出力ポートと接続する。さらに、第１波長選択スイッチ２０３および第２波長選択スイッチ２０４において、波長λ（＝λ1，λ2，λ3）を有する入力信号を出力したいポートにつながる出力ポートから送出するように設定する。これにより、波長ルーティング装置２０５において、第２波長選択スイッチ２０４からの波長λ（＝λ1，λ2，λ3）の信号が出力され、結果として、その出力光が、所望の（信号を出力したい）出力ポートＯｕｔ１，Ｏｕｔ２，・・・，Ｏｕｔ１２のいずれかから出力される。

以上説明したように、本実施形態の光スイッチ装置１によれば、波長可変送信器２０１からの信号が、光スイッチ２０２、第１波長選択スイッチ２０３、および第２波長選択スイッチ２０４を介して、波長ルーティング装置２０５へ送出されて出力ポートＯｕｔ１，Ｏｕｔ２，・・・，Ｏｕｔ１２のいずれかから出力される。ここで、第１波長選択スイッチ２０３および第２波長選択スイッチ２０４は、入力ポート数にかぎらず、パワーの透過率を一定の値に維持しつつ、信号の波長により所望の波長ルーティング装置２０５へ当該信号を送出することができるので、仮に、波長選択スイッチ２０３，２０４の入力ポート数を増やした場合でも、一定以上のパワー透過率とすることができる。この点で、この光スイッチ装置１によれば、光カプラを備えた従来の光スイッチ装置よりも、多ポートを有する大規模の光スイッチ装置を構成することができる。

＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態の光スイッチ装置１Ａについて、図３を参照して説明する。

図３は、第２実施形態の光スイッチ装置１Ａの構成例を示す概略図である。

第１実施形態の光スイッチ装置１では、Ｎ入力１出力の第２波長選択スイッチ２０４と、１入力Ｎ出力の波長ルーティング装置２０５とを備えていたが、必ずしもこの構成とする必要はない。本実施形態の光スイッチ装置１Ａは、第１実施形態のものと同様に、Ｍ×Ｎ個の入力、およびＭ×Ｎ個の出力を実現するものである（ＭおよびＮは２以上の整数である。）が、第２波長選択スイッチ２０４および波長ルーティング装置２０５に代えて、Ｎ入力Ｎ出力の第２波長選択スイッチ３０４を備える。図３においても、第１実施形態と同様に、一例として、Ｍ＝４、Ｎ＝３とし、１２入力１２出力の光スイッチ装置１Ａを示している。なお、Ｍ，Ｎの数はこの例に限られず変更するようにしてもよい。

図３において、光スイッチ装置１Ａは、１２個の波長可変送信器３０１と、１２個の１入力４（＝Ｍ）出力型光スイッチ３０２と、１２個の４（＝Ｍ）入力１出力の第１の波長選択スイッチ３０３と、４個の３（＝Ｎ）入力３（＝Ｎ）出力の第２波長選択スイッチ３０４とを備える。

４個の光スイッチ３０２および４個の第１波長選択スイッチ３０３を組み合わせることによって、１個の分配合流型光スイッチ３０５が構成されている。１個または全部（３個）の分配合流型光スイッチ３０５は、本実施形態においても図２で示した分配合流型光スイッチ２０６と同様にモジュールとして構成することができる。

本実施形態の以下の説明では、１２個の波長可変送信器３０１はいずれも同一の機能を有しており、各々に共通の説明では波長可変送信器３０１として参照し、同様に１２個の光スイッチ３０２は光スイッチ３０２として参照し、１２個の第１波長選択スイッチ３０３は第１波長選択スイッチ３０３として参照し、４個の第２波長選択スイッチ３０４は第２波長選択スイッチ３０４として参照する。

図３における波長可変送信器３０１と、光スイッチ３０２と、第１波長選択スイッチ３０３はそれぞれ、図２における波長可変送信器２０１と、光スイッチ２０２と、第１波長選択スイッチ２０３と同一である。

第２波長選択スイッチ３０４は、複数の入力ポートからの、波長多重されて入力した信号を、波長ごとに、所望の出力ポートから送出するように構成されている。第２波長選択スイッチ３０４は、例えば、３（＝Ｎ）個の３（＝Ｎ）入力１出力型WSS (Wavelength Selective Switch)と、３（＝Ｎ）個の１入力３（＝Ｎ）出力型WSS (Wavelength Selective Switch)とを備えて構成されている（例えば、文献「Yuichiro Ikuma, Kenya Suzuki, Naru Nemoto, Etsu Hashimoto, Osamu Moriwaki, and Tetsuo Takahashi, “8 × 24 Wavelength Selective Switch for Low-loss Transponder Aggregator,” Proceedings of Optical Fiber Communication Conference 2015, Th5A.4」のFigure 1 (b)参照）。

なお、この実施形態では、第２波長選択スイッチ３０４の出力ポートは、それぞれ、光スイッチ装置１Ａの出力ポートＯｕｔ１，Ｏｕｔ２，・・・，Ｏｕｔ１２の各々と１対１で接続されるので、単一の信号のみを出力するように構成すればよい。このとき、第２波長選択スイッチ３０４は、例えば、３（＝Ｎ）個の１入力３（＝Ｎ）出力型WSS (Wavelength Selective Switch)と、３（＝Ｎ）個の１入力３（＝Ｎ）出力型WSS (Wavelength Selective Switch)とを備えて構成するようにしてもよい（例えば、文献「Yuichiro Ikuma, Kenya Suzuki, Naru Nemoto, Etsu Hashimoto, Osamu Moriwaki, and Tetsuo Takahashi, “8 × 24 Wavelength Selective Switch for Low-loss Transponder Aggregator,” Proceedings of Optical Fiber Communication Conference 2015, Th5A.4」のFigure 1 (c)参照）。

あるいは、第２波長選択スイッチ３０４は、１入力５（＝２Ｎ−１）出力のWSS内部において、信号波長別に設けられたスイッチ機構（MEMS: Micro Electro Mechanical Systemsのミラー、またはLCOS: Liquid crystal on silicon等で構成されたもの）を機能拡張することで、上記１入力５出力のWSSの２（＝Ｎ−１）個の出力ポートと他のＮ個の出力ポートとの間も接続するようにした機能部品であってもよい（例えば、文献「Jochen Schroder, Joel Carpenter, Steve Frisken, Michael Roelensv, and Benjamin J. Egglelon, “6 port 3x3 Wavelength Selective Cross-Connect by Software-Only Reprogramming of a lxN Wavelength Selective Switch,” Proceedings of Optical Fiber Communication Conference 2015, W2A.15」参照）。この場合、機能部品において、全入出力ポート間で信号波長毎に１つのスイッチ機構を共用するため、入力される信号の波長は全て異なるようにすることが必要である。

［光スイッチ装置での経路設定の概略］
光スイッチ装置１Ａで実現される経路選択の設定の概略について、再度図３を参照して説明する。

なお、光スイッチ装置１Ａでも、入力ポートＩｎ１，Ｉｎ２，・・・，Ｉｎ１２から出力ポートＯｕｔ１，Ｏｕｔ２，・・・，Ｏｕｔ１２までの経路が設定されるが、各入力ポートから各出力ポートまでの経路は、複数あるのではなく、一つに限られる。

この光スイッチ装置１Ａでは、第２波長選択スイッチ３０４において、入力ポートから所望の出力ポートに透過可能な信号の波長をλaとする。この実施形態では、第２波長選択スイッチ３０４では、第２波長選択スイッチ３０４の出力ポートごとに、異なる波長が対応付けられていればよいので、上記波長λａは、３種類の波長λa1，λa2，λa3を含む。

光スイッチ３０２では、同一の分配合流型光スイッチ３０５を構成する４個すべての第１波長選択スイッチ３０３に対して信号を送出するように、４個の出力ポートが第１波長選択スイッチ３０３の入力ポートとフルメッシュ接続される。

第１波長選択スイッチ３０３の出力ポートは、すべての第２波長選択スイッチ３０４の入力ポートと接続される。

光スイッチ装置１Ａでは、光スイッチ装置１Ａの入力ポートＩｎ１，Ｉｎ２，・・・，Ｉｎ１２からの信号は、波長可変送信器３０１によって所望の波長に変換されて光スイッチ３０２へ送出され、さらに第１波長選択スイッチ３０３へ送出される。第１波長選択スイッチ３０３からの信号は、第２波長選択スイッチ３０４を介して、出力ポートＯｕｔ１，Ｏｕｔ２，・・・，Ｏｕｔ１２のいずれかから出力される。

この場合、先ず、信号波長λaが決められる。信号波長λａの決め方の一例として、第２波長選択スイッチ３０４の１〜３番目の出力ポートそれぞれに信号波長を１対１で割り当てている場合は、そのポートに割り当てられる信号波長をλaとする。

次に、上記信号がたどる唯一の経路として、光スイッチ３０２から、第１波長選択スイッチ３０３を介した第２波長選択スイッチ３０４までの経路を設定する。

なお、光スイッチ装置１Ａにおいて、出力ポート毎に異なる波長を使うように設定する場合、１個の第２波長選択スイッチ３０４に同じ波長の信号は２つ以上入力されないので、１入力５（＝２Ｎ−１）出力のWSS内部において信号波長別に設けられたスイッチ機構を機能拡張することで、上記１入力５出力のWSSの２（＝Ｎ−１）個の出力ポートと他のＮ個の出力ポートとの間も接続するようにした機能部品を適用することもできる。

以上説明したように、本実施形態の光スイッチ装置１Ａのように構成しても、第１波長選択スイッチ３０３および第２波長選択スイッチ３０４は、光カプラと異なり、入力ポート数にかかわらず、パワーの透過率を一定の値に維持して所望の出力ポートに信号を送出することができるので、一定以上のパワー透過率とすることができる。よって、光カプラを備えた従来の光スイッチ装置よりも、多ポートを有する大規模の光スイッチ装置１Ａを構成することができる。

＜第３実施形態＞
以下、第３実施形態の光スイッチ装置１Ｂについて、図４を参照して説明する。

図４は、第３実施形態の光スイッチ装置１Ｂの構成例を示す概略図である。

第２実施形態の光スイッチ装置１Ａでは、（Ｍ×Ｎ）個の１入力Ｍ出力型光スイッチ３０２を備えていたが、必ずしもこの構成とする必要はない。本実施形態の光スイッチ装置１Ｂは、第２実施形態のものと同様に、Ｍ×Ｎ個の入力、およびＭ×Ｎ個の出力を実現するものである（ＭおよびＮは２以上の整数である。）が、（Ｍ×Ｎ）個の１入力Ｍ出力型光スイッチ３０２に代えて、（Ｍ×Ｎ）個の１入力Ａ出力型の光スイッチ４０２と、（Ａ×Ｍ×Ｎ）個の１入力（Ｍ／Ａ）出力型の光スイッチ４０３とを備える（Ａは２以上の整数である。）。

図４では、一例として、Ｍ＝４、Ｎ＝３、Ａ＝２とし、１２入力１２出力の光スイッチ装置１を示している。なお、Ｍ，Ｎ，Ａの数はこの例に限られず変更するようにしてもよい。

図４において、光スイッチ装置１Ａは、１２個の波長可変送信器４０１と、１２個の１入力２出力型光スイッチ４０２と、２４個の１入力２出力型光スイッチ４０３と、４入力１出力の第１波長選択スイッチ４０４と、４個の３入力３出力の第２波長選択スイッチ４０５とを備える。

光スイッチ４０２は、４個１組でモジュール４０７として構成されている。さらに、４個の光スイッチ４０３および２個の第１波長選択スイッチ４０４を組み合わせることによって、１個の分配合流型光スイッチ４０６が構成されている。１個または全部（６個）の分配合流型光スイッチ４０６は、本実施形態においても図３で示した分配合流型光スイッチ３０５と同様にモジュールとして構成することができる。

本実施形態の以下の説明では、１２個の波長可変送信器４０１はいずれも同一の機能を有しており、各々に共通の説明では波長可変送信器４０１として参照し、同様に１２個の光スイッチ４０２は光スイッチ４０２として参照し、２４個の光スイッチ４０３は光スイッチ４０３として参照する。１２個の第１波長選択スイッチ４０４、および４個の第２波長選択スイッチ４０５についても同様に、それぞれ、第１波長選択スイッチ４０４、および第２波長選択スイッチ４０５として参照する。

図４における波長可変送信器４０１と、第１波長選択スイッチ４０４と、第２波長選択スイッチ４０５はそれぞれ、図３における波長可変送信器３０１と、第１波長選択スイッチ３０４と、第２波長選択スイッチ３０５と同一である。

光スイッチ４０２では、異なる２個の分配合流型光スイッチ４０６内のいずれかの光スイッチ３０３に対して信号を送出するように、２個の出力ポートが光スイッチ４０３の入力ポートと接続される。

光スイッチ４０３の出力ポートは、この光スイッチ４０３を備える分配合流型光スイッチ４０６内の２個の第１波長選択スイッチ４０４の入力ポートと接続される。

光スイッチ装置１Ｂでは、光スイッチ装置の入力ポートＩｎ１，Ｉｎ２，・・・，Ｉｎ１２からの信号は、波長可変送信器４０１によって所望の波長に変換されて光スイッチ４０２へ送出され、さらに光スイッチ４０３へ送出される。光スイッチ４０３からの信号は、第１波長選択スイッチ４０４および第２波長選択スイッチ４０５を介して、出力ポートＯｕｔ１，Ｏｕｔ２，・・・，Ｏｕｔ１２のいずれかから出力される。

以上説明したように、本実施形態の光スイッチ装置１Ｂのように構成しても、第２実施形態と同様に第１波長選択スイッチ４０４および第２波長選択スイッチ４０５は、光カプラと異なり、入力ポート数にかかわらず、パワーの透過率を一定の値に維持して所望の出力ポートに信号を送出することができるので、一定以上のパワー透過率とすることができる。よって、光カプラを備えた従来の光スイッチ装置よりも、多ポートを有する大規模の光スイッチ装置１Ｂを構成することができる。

さらに、光スイッチ装置１Ｂによれば、第２実施形態の１入力Ｍ出力型光スイッチ２０２に代えて、（Ｍ×Ｎ）個の１入力Ａ出力型の光スイッチ４０２と、（Ａ×Ｍ×Ｎ）個の１入力（Ｍ／Ａ）出力型の光スイッチ４０３とを備えることで、分配合流型光スイッチ４０６内の第１波長選択スイッチ４０４の個数が第２実施形態の分配合流型光スイッチ３０５に示したものよりも２個少なくなる。複雑な機能を持つ波長選択スイッチの数が２個少なくなる分、光スイッチ装置１Ｂの作製が容易になる。また、第２実施形態のものよりもポート数の多い光スイッチ装置を実現できる。

各実施形態を詳述してきたが、具体的な光スイッチ装置１，１Ａ，１Ｂの入出力ポートの数等は各実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更なども含まれる。

１，１Ａ，１Ｂ 光スイッチ装置
２０１，３０１，４０１ 波長可変送信器
２０２，３０２，３０３，４０２，４０３ 光スイッチ
２０３，３０３，３０４，４０４，４０５ 波長選択スイッチ
２０５ 波長ルーティング装置

Claims (7)

1. Ｍ×Ｎ入力Ｍ×Ｎ出力（Ｍ，Ｎともに２以上の整数）の光スイッチ装置であって、
   前記光スイッチ装置の入力ポートに接続され、前記入力ポートからの信号を所望の信号波長に変換して送出するＭ×Ｎ個の波長可変送信器と、
   前記波長可変送信器のいずれかと接続され、当該波長可変送信器からの信号を入力するＭ個の１入力Ｍ出力型光スイッチと、前記Ｍ個の光スイッチとフルメッシュ接続されたＭ個のＭ入力１出力の第１波長選択スイッチとを１組とする分配合流型スイッチをＮ組と、
   前記分配合流型スイッチとフルメッシュ接続されたＭ個のＮ入力１出力型の第２波長選択スイッチと、
   前記第２波長選択スイッチの各々と接続されたＭ個の１入力Ｎ出力型波長ルーティング装置と
   を備えたことを特徴とする光スイッチ装置。
2. Ｍ×Ｎ入力Ｍ×Ｎ出力（Ｍ，Ｎともに２以上の整数）の光スイッチ装置であって、
   前記光スイッチ装置の入力ポートに接続され、前記入力ポートからの信号を所望の信号波長に変換して送出するＭ×Ｎ個の波長可変送信器と、
   前記波長可変送信器のいずれかと接続され、当該波長可変送信器からの信号を入力するＭ個の１入力Ｍ出力型光スイッチと、前記Ｍ個の光スイッチとフルメッシュ接続されたＭ個のＭ入力１出力の第１波長選択スイッチとを１組とする分配合流型スイッチをＮ組と、
   前記分配合流型スイッチとフルメッシュ接続されたＭ個のＮ入力Ｎ出力の第２波長選択スイッチと
   を備えたことを特徴とする光スイッチ装置。
3. Ｍ×Ｎ入力Ｍ×Ｎ出力（Ｍ，Ｎともに２以上の整数）の光スイッチ装置であって、
   前記光スイッチ装置の入力ポートに接続され、前記入力ポートからの信号を所望の信号波長に変換して送出するＭ×Ｎ個の波長可変送信器と、
   前記波長可変送信器の各々と接続されたＭ×Ｎ個の１入力Ａ（Ａは２以上の整数）出力の第１光スイッチと、
   前記第１光スイッチのいずれかと接続され、当該第１光スイッチからの信号を入力するＭ個の１入力（Ｍ／Ａ）出力の第２光スイッチと、前記第２光スイッチの各々と接続されたＡ個のＭ入力（Ｍ／Ａ）出力の第１波長選択スイッチと１組とする分配合流型スイッチをＮ×Ａ組と、
   前記分配合流型スイッチとフルメッシュ接続されたＭ個のＮ入力Ｎ出力の第２波長選択スイッチと
   を備えたことを特徴とする光スイッチ装置。
4. Ｍ個の第１光スイッチは、モジュールとして構成されていることを特徴とする請求項３に記載の光スイッチ装置。
5. 前記分配合流型スイッチは、モジュールとして構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光スイッチ装置。
6. 前記Ｎ入力Ｎ出力の第２波長選択スイッチは、波長多重されて入力された信号を、波長ごとにそれぞれ所望の出力ポートから送出する機能を有することを特徴とする請求項２ないし５のいずれか１項に記載の光スイッチ装置。
7. 前記Ｎ入力Ｎ出力の第２波長選択スイッチは、入力された信号の波長がすべて異なる場合に動作するように構成されていることを特徴とする請求項２ないし６のいずれか１項に記載の光スイッチ装置。

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