JP2023158534A - 光スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】通信用の光源を用いて、ＭＥＭＳミラー等の異常を検出できるようにすること。【解決手段】光スイッチ１２０は、光信号の反射方向を変えることのできるＭＥＭＳミラーを制御することで、入力ポートから入力される光信号を、複数の出力ポートから選択された一つの出力ポートに反射させて、その入力ポートと、その一つの出力ポートとを光学的に連結する光スイッチ部１２１と、複数の出力ポートに含まれる未使用の出力ポートである検査ポートから入力される光信号の入力パワーを測定する光測定部１２２と、その入力パワーから、異常の有無を判定する異常判定部１２４とを備えることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本開示は、光スイッチに関する。

光通信システムの冗長機能を担う装置として、光スイッチが知られている。通信経路に異常が発生した際に、異常を検知し、光スイッチにより即座に予備経路に切り替えることで、通信断時間を最小限に抑えることができる。

光スイッチは、経路異常発生時に確実に動作することが必要とされるため、光通信装置が通常運用の場合においても、切替動作が正常に行われるか否かを確認する正常性確認を実施することがある。

光スイッチの経路切替には、光ファイバから入力された入力光をレンズで集光し、光反射部を使用して所望の出力ポートに出力するものがある。光反射部の代表的な駆動方式としてはＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術を応用したものがある。

ＭＥＭＳ方式の光反射部（以下、ＭＥＭＳミラーという）は、一次元動作する場合はＸ軸の１軸、二次元動作する場合はＸ軸及びＹ軸の２軸の支持部を有する。軸周りにＭＥＭＳミラーを回転駆動するために、駆動電圧を電極に印加し、電極で発生する静電引力を用いてＭＥＭＳミラーの傾斜角度を変更する。これにより、入力ポートからの入力信号と任意の出力ポートとをＭＥＭＳミラーを介して光学的に結合することができる。

従来、波長分割多重方式（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技術を利用したＷＤＭ通信システムにおいて、波長毎に対応付けられた複数のＭＥＭＳミラーから成るＭＥＭＳアレイの故障を判定する方法がある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１には、光スイッチの未使用ポートに対し故障を判定する判定光を入力し、ＭＥＭＳミラーの反射方向を変更しても未使用ポートで継続して判定光が検出された場合にＭＥＭＳミラーの故障と判定している。

特開２０１３－２４６２６０号公報

従来の技術は、判定用の光源を個別に準備する必要があり、通信用の光源と兼用することができない。

そこで、本開示の一又は複数の態様は、通信用の光源を用いて、ＭＥＭＳミラー等の異常を検出できるようにすることを目的とする。

本開示の一態様に係る光スイッチは、光信号の反射方向を変えることのできる光反射部を制御することで、入力ポートから入力される光信号を、複数の出力ポートから選択された一つの出力ポートに反射させて、前記入力ポートと、前記一つの出力ポートとを光学的に連結する光スイッチ部と、前記複数の出力ポートに含まれる未使用の出力ポートである検査ポートから入力される光信号の入力パワーを測定する光測定部と、前記入力パワーから、異常の有無を判定する異常判定部と、を備えることを特徴とする。

本開示の一又は複数の態様によれば、通信用の光源を用いて、ＭＥＭＳミラー等の異常を検出することができる。

実施の形態１に係る光スイッチを含む光通信システムの構成を概略的に示すブロック図である。 実施の形態１における１対９光スイッチ部の動作を説明するための概略図である。 実施の形態１において、異常を判定する動作を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る光スイッチを含む光通信システムの構成を概略的に示すブロック図である。 実施の形態２における１対１２光スイッチ部の動作を説明するための概略図である。 実施の形態２において、異常を判定する動作を示す第１のフローチャートである。 実施の形態２において、異常を判定する動作を示す第２のフローチャートである。 実施の形態３に係る光スイッチを含む光通信システムの構成を概略的に示すブロック図である。 実施の形態３に係る光スイッチの構成を概略的に示すブロック図である。 実施の形態３の１対Ｎ光スイッチ部の動作を説明するための概略図である。 （Ａ）および（Ｂ）は、ハードウェア構成例を示すブロック図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る光スイッチ１２０を含む光通信システム１００の構成を概略的に示すブロック図である。
ここでは、光スイッチ１２０を、ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムに適用した例について説明するが、この実施の形態により開示技術が限定されるものではない。

光通信システム１００は、上位装置１０１と、通信会社の局側に設置される局側終端装置であるＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）１１０と、光スイッチ１２０と、２対２カプラ１０２Ａ、１０２Ｂと、加入者宅側に設置される加入者側終端装置であるＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）１０３Ａ～１０３Ｄとを備える。

上位装置１０１は、ＯＬＴ１１０を介して、ＯＮＵ１０３Ａ～１０３Ｄと通信を行う。
ＯＬＴ１１０は、局側において、光回線を終端する。例えば、ＯＬＴ１１０は、各加入者へ送信する光信号を合成して光回線に送出する。
ＯＬＴ１１０は、集線部１１１と、通常系インタフェース部（以下、通常系Ｉ／Ｆ部という）１１２Ａ～１１２Ｄと、予備系インタフェース部（以下、予備系Ｉ／Ｆ部という）１１３と、通信部１１４と、制御部１１５とを備える。

集線部１１１は、上位装置１０１からの下り信号を複数のＩ／Ｆ部１１２Ａ～１１２Ｄ、１１３へ出力する集線処理を行う。

通常系Ｉ／Ｆ部１１２Ａ～１１２Ｄのそれぞれは、集線部１１１からの下り信号である電気信号を光信号に変換して、ＯＮＵ１０３Ａ～１０３Ｄのそれぞれに出力する。

予備系Ｉ／Ｆ部１１３は、通常系Ｉ／Ｆ部１１２Ａ～１１２Ｄに異常が発生した場合に使用されるＩ／Ｆ部である。予備系Ｉ／Ｆ部１１３の機能は、通常系Ｉ／Ｆ部１１２Ａ～１１２Ｄのそれぞれと同様であり、集線部１１１からの下り信号である電気信号を光信号に変換して、その光信号を光スイッチ１２０に出力する。

通信部１１４は、光スイッチ１２０と通信を行う。例えば、通信部１１４は、図示しないネットワークを介して、光スイッチ１２０と通信を行う。

制御部１１５は、ＯＬＴ１１０での処理を制御する。例えば、制御部１１５は、通常系Ｉ／Ｆ部１１２Ａ～１１２Ｄの何れかで異常が発生した場合に、集線部１１１を制御することで、異常が発生したＩ／Ｆ部の代わりに、予備系Ｉ／Ｆ部１１３を介して、下り信号を送信するようにする。

光スイッチ１２０は、ＯＬＴ１１０と、ＯＮＵ１０３Ａ～１０３Ｄとの間で、冗長経路を提供する。
ここでは、光スイッチ１２０は、一又は複数の通常系Ｉ／Ｆ部１１２Ａ～１１２Ｄを、一つの予備系Ｉ／Ｆ部１１３で冗長する１対Ｎ冗長構成としている。ここで、Ｎは１以上の整数である。
光スイッチ１２０は、光スイッチ部１２１と、光測定部１２２と、メモリ部１２３と、異常判定部１２４と、通信部１２５と、制御部１２６とを備える。

光スイッチ部１２１は、予備系Ｉ／Ｆ部１１３と接続するＯＮＵ１０３Ａ～１０３Ｄを切り替える。ここでは、光スイッチ部１２１は、一つの光伝送路に接続する光伝送路を、九個の光伝送路の中から切り替える１対９光スイッチ部であるものとする。

光測定部１２２は、光スイッチ部１２１から入力される光信号の入力パワーを測定する。例えば、光測定部１２２は、後述するように、光スイッチ部１２１において選択されている検査ポートから入力される光信号の入力パワーを測定する。光測定部１２２は、測定された入力パワーをメモリ部１２３に記憶するとともに、異常判定部１２４に与える。

メモリ部１２３は、光測定部１２２で測定された入力パワーを記憶する。

異常判定部１２４は、光測定部１２２で測定された入力パワーに基づいて、異常の有無を判定する。なお、異常判定部１２４は、光測定部１２２から直接与えられる入力パワーに基づいて、異常の有無を判定してもよく、メモリ部１２３に記憶されている入力パワーを用いて異常の有無を判定してもよい。

通信部１２５は、ＯＬＴ１１０と通信を行う。例えば、通信部１２５は、図示しないネットワークを介して、ＯＬＴ１１０と通信を行う。

制御部１２６は、光スイッチ１２０での処理を制御する。例えば、制御部１２６は、通信部１２５を介して、ＯＬＴ１１０の制御部１１５と通信を行うことで、光スイッチ部１２１を制御して、予備系Ｉ／Ｆ部１１３からの下り信号を、ＯＮＵ１０３Ａ～１０３Ｄの何れかに送信するようにする。

２対２カプラ１０２Ａ、１０２Ｂは、それぞれ、通常系Ｉ／Ｆ部１１２Ａ～１１２Ｄの何れかと、光スイッチ１２０との何れかから入力される光信号を、ＯＮＵ１０３Ａ～１０３Ｄの二つに出力する。

ＯＮＵ１０３Ａ～１０３Ｄは、それぞれ、光信号を受信して、その光信号を電気信号に変換し、その電気信号を図示しないユーザ端末に出力する。

次に、通常系Ｉ／Ｆ部１１２Ａ～１１２Ｄの何れかに異常が発生した場合の上位装置１０１からＯＬＴ１１０を介してＯＮＵ１０３Ａ～１０３Ｄの何れかに到達する信号である下り信号の経路切替について説明する。

ＯＮＵ１０３Ｃ及びＯＮＵ１０３Ｄを配下にもつ通常系Ｉ／Ｆ部１１２Ｄで異常が発生した場合、ＯＬＴ１１０の制御部１１５は、集線部１１１を制御することで、上位装置１０１からの下り信号が、集線部１１１及び予備系Ｉ／Ｆ部１１３を介して、光スイッチ１２０に到達するよう経路切替を実施する。

光スイッチ１２０の制御部１２６は、異常が発生した通常系Ｉ／Ｆ部１１２Ｄに接続されている２対２カプラ１０２Ｂに出力する出力ポートに、１対９光スイッチ部１２１の経路切替を実施する。

以上により、通常系Ｉ／Ｆ部１１２Ｄで障害が発生した場合においても、予備系Ｉ／Ｆ部１１３を介してＯＮＵ１０３Ｃ及びＯＮＵ１０３Ｄとの通信を継続することが可能となる。

次に、実施の形態１における異常判定について説明する。
通常系Ｉ／Ｆ部１１２Ｄで運用されている場合において、制御部１２６は、１対９光スイッチ部１２１の選択ポートを検査ポートに切り替える。ここで検査ポートとして、配下にＯＮＵが接続されていない未使用の出力ポートが使用される。

そして、ＯＬＴ１１０の制御部１１５は、予備系Ｉ／Ｆ部１１３に発光を開始させる。また、光スイッチ１２０の制御部１２６は、光測定部１２２に入力パワーを測定させる。異常判定部１２４は、光測定部１２２で測定された入力パワーに基づいて異常の有無を判定する。

なお、異常判定部１２４は、光測定部１２２で測定され、異常判定部１２４に直接入力された入力パワーから、異常の有無を判定してもよく、メモリ部１２３に記憶されている一又は複数の入力パワーを用いて、異常の有無を判定してもよい。

図２は、実施の形態１の１対９光スイッチ部１２１の動作を説明するための概略図である。
ここでは、１対９光スイッチ部１２１は、出力ポートのファイバアレイが３対３でＸ軸及びＹ軸の正軸方向に２次元に配置され、運用ポートが１入力８出力、検査ポートが１ポートになっている。

入力ポート１２１ａから入力された光信号は、レンズ１２１ｂで集光され、ＭＥＭＳミラー１２１ｃで反射する。
ＭＥＭＳミラー１２１ｃは、Ｘ軸及びＹ軸の両端にそれぞれ正負の電極を持ち、電圧を印加することにより発生する静電引力と、ＭＥＭＳミラー１２１ｃが回転することによるミラー支持部１２１ｄの捻じれを元に戻そうとする反発力とが均衡した位置において、その角度が安定する。以上から、ＭＥＭＳミラー１２１ｃは、印加電圧を調整し傾きを適切に制御することで、所望の出力ポートに光信号を反射することができる。

図２に示されている例の場合、Ｘ軸及びＹ軸ともに傾きが最大角度となる未使用ポートを検査ポート１２１ｅとする。

ＭＥＭＳミラー１２１ｃに異常が生じた場合、その異常は、Ｘ軸及びＹ軸ともに傾きが最大角度となる検査ポート１２１ｅに最も顕著にパワー変動として現れるため、検査ポート１２１ｅの入力パワーに異常がないことが確認できれば、他のポートも網羅的に異常がないと判断することができる。

以上のように、実施の形態１における光スイッチ部１２１は、光信号の反射方向を変えることのできる光反射部であるＭＥＭＳミラー１２１ｃを制御することで、入力ポート１２１ａから入力される光信号を、複数の出力ポートから選択された一つの出力ポートに反射させて、その入力ポート１２１ａと、その一つの出力ポートとを光学的に連結することができる。
そして、ＭＥＭＳミラー１２１ｃは、Ｘ軸及びＸ軸と交差するＹ軸の二次元の角度で光信号の反射方向を変えることができるようにされている。実施の形態１では、Ｘ軸及びＹ軸の両方において最大角度で反射される光信号が入力される位置に配置されている出力ポートが検査ポート１２１ｅとして選択されている。

次に、検査ポートで異常を検出するまでの動作について説明する。
図３は、実施の形態１において異常を判定する動作を示すフローチャートである。
まず、光スイッチ１２０の制御部１２６は、検査ポート１２１ｅに、入力ポート１２１ａから入力された光信号が出力されるように、光スイッチ部１２１を制御し、光測定部１２２に入力パワーを測定させる（Ｓ１０）。測定された入力パワーは、異常判定部１２４に与えられる。

次に、異常判定部１２４は、測定された入力パワーが第１の閾値以上であるか否かを判断する（Ｓ１１）。ここで、入力パワーが低い場合には、何らかの異常があると判断することができる。このため、第１の閾値は、そのような判断を行うことのできる値であり、予め、実験等により設定されていればよい。入力パワーが第１の閾値以上である場合（Ｓ１１でＹｅｓ）には、処理はステップＳ１２に進み、入力パワーが第１の閾値未満である場合（Ｓ１１でＮｏ）には、経路のいずれかに異常が発生していると判断され、処理はステップＳ１４に進む。

ステップＳ１２では、異常判定部１２４は、光測定部１２２で測定された複数の入力パワーから選択された任意の二つの入力パワーの差である入力パワー差が第２の閾値以上であるか否かを判断する。例えば、異常判定部１２４は、光測定部１２２から与えられた入力パワーと、メモリ部１２３に記憶されている過去の入力パワーとの差分を算出することで、入力パワー差を算出することができる。入力パワー差が安定していない場合にも、何らかの異常があると判断することができる。このため、第２の閾値は、そのような判断を行うことのできる値であり、予め、実験等により設定されていればよい。入力パワー差が第２の閾値以上である場合（Ｓ１２でＹｅｓ）には、経路のいずれかに異常が発生していると判断され、処理はステップＳ１４に進む。入力パワー差が第２の閾値未満である場合（Ｓ１２でＮｏ）には、処理はステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３では、異常判定部１２４は、異常が発生していないと判断する。

ステップＳ１４では、異常判定部１２４は、光信号の経路上に存在する光スイッチ部１２１以外の構成要素、例えば、光ファイバ又は予備系Ｉ／Ｆ部１１３の光トランシーバ（図示せず）等を変更しても、入力パワー差が第２の閾値以上である状態が継続するか否かを判断する。そして、入力パワー差が第２の閾値以上である状態が継続しない場合（Ｓ１４でＮｏ）には、処理はステップＳ１５に進み、入力パワー差が第２の閾値以上である状態が継続する場合（Ｓ１４でＹｅｓ）には、処理はステップＳ１６に進む。

ステップＳ１５では、異常判定部１２４は、光スイッチ部１２１以外の構成要素の異常と判定する。この場合、異常判定部１２４は、光スイッチ部１２１に異常は発生していないと判定することになる。
一方、ステップＳ１６では、異常判定部１２４は、光スイッチ部１２１の異常と判定する。

以上のように、異常判定部１２４は、入力パワーが第１の閾値未満である場合に、異常があると判定する。
また、異常判定部１２４は、測定された複数の入力パワーの差分である入力パワー差が第２の閾値以上である場合にも、異常があると判定する。
そして、異常判定部１２４は、異常があると判定した後に、さらに、その異常が、光スイッチ部１２１に原因があるのか、光スイッチ部１２１以外に原因があるのかを判定する。

なお、ステップＳ１２において、検査ポート１２１ｅにおける複数回の測定と測定の間は、検査ポート１２１ｅを継続して選択している必要はない。検査ポートでの測定頻度は任意のＩ／Ｆ部で異常が発生した場合に、運用ポートに切り替えるタイミングと、検査ポート１２１ｅでの測定が重なる確率がシステム運用上許容できるよう設定されていればよい。

また、実施の形態１のように、一つの検査ポート１２１ｅが設けられている場合、入力パワーの変動が光スイッチ１２０によるものか、ＯＬＴ１１０のＩ／Ｆ部１１２Ａ～１１２Ｄ、１１３の光源等の外部要因によるものか、を１回の測定による絶対値だけでは判定することはできない。このため、過去に計測された入力パワーとの差分から算出される相対値を判定条件に加えることで、そのような判別を行うことができる。

以上、実施の形態１によれば、光スイッチ１２０のＭＥＭＳミラー１２１ｃの異常を適切に判定することができる。

なお、実施の形態１では、ＰＯＮシステムに適用する場合について述べたが、ＭＥＭＳ方式の光スイッチを適用する装置であれば、どのようなシステムにも実施の形態１を適用することができる。

実施の形態２．
実施の形態１では光スイッチ部１２１の出力ポートをＸ軸及びＹ軸の正軸方向に二次元配置し、検査ポート１２１ｅをＸ軸及びＹ軸ともに最大角度となる出力ポートに設ける場合を説明したが、実施の形態２では、検査ポートをＸ軸、Ｙ軸それぞれで最大角度となる出力ポートに設けた場合を説明する。

図４は、実施の形態２に係る光スイッチ２２０を含む光通信システム２００の構成を概略的に示すブロック図である。
光通信システム２００は、上位装置１０１と、ＯＬＴ１１０と、光スイッチ２２０と、２対２カプラ１０２Ａ、１０２Ｂと、ＯＮＵ１０３Ａ～１０３Ｄとを備える。

実施の形態２における光通信システム２００の上位装置１０１、ＯＬＴ１１０、２対２カプラ１０２Ａ、１０２Ｂ及びＯＮＵ１０３Ａ～１０３Ｄは、実施の形態１における光通信システム１００の上位装置１０１、ＯＬＴ１１０、２対２カプラ１０２Ａ、１０２Ｂ及びＯＮＵ１０３Ａ～１０３Ｄと同様である。

光スイッチ２２０は、ＯＬＴ１１０と、ＯＮＵ１０３Ａ～１０３Ｄとの間で、冗長経路を提供する。
ここでは、光スイッチ２２０は、一又は複数の通常系Ｉ／Ｆ部１１２Ａ～１１２Ｄを、一つの予備系Ｉ／Ｆ部１１３で冗長する１対Ｎ冗長構成としている。
光スイッチ２２０は、光スイッチ部２２１と、第１の光測定部２２２Ａと、第２の光測定部２２２Ｂと、メモリ部２２３と、異常判定部２２４と、通信部１２５と、制御部２２６とを備える。

実施の形態２に係る光スイッチ２２０の通信部１２５は、実施の形態１に係る光スイッチ１２０の通信部１２５と同様である。

光スイッチ部２２１は、予備系Ｉ／Ｆ部１１３と接続するＯＮＵ１０３Ａ～１０３Ｄを切り替える。ここでは、光スイッチ部２２１は、一つの光伝送路に接続する光伝送路を、十二個の光伝送路の中から切り替える１対１２光スイッチ部であるものとする。

第１の光測定部２２２Ａは、光スイッチ部２２１から入力される光信号の入力パワーである第１の入力パワーを測定する。第１の光測定部２２２Ａは、測定された第１の入力パワーをメモリ部２２３に記憶するとともに、異常判定部２２４に与える。ここで、第１の入力パワーは、後述するように、１対１２光スイッチ部２２１において、Ｘ軸で最大角度となる出力ポートを検査ポートとして、その検査ポートに光信号を入力した場合の入力パワーである。

第２の光測定部２２２Ｂは、光スイッチ部２２１から入力される光信号の入力パワーである第２の入力パワーを測定する。第２の光測定部２２２Ｂは、測定された第２の入力パワーをメモリ部２２３に記憶するとともに、異常判定部２２４に与える。ここで、第２の入力パワーは、後述するように、１対１２光スイッチ部２２１において、Ｙ軸で最大角度となる出力ポートを検査ポートとして、その検査ポートに光信号を入力した場合の入力パワーである。
実施の形態２では、光スイッチ２２０に、第１の光測定部２２２Ａ及び第２の光測定部２２２Ｂの二つ光測定部２２２が備えられている。

メモリ部２２３は、第１の光測定部２２２Ａで測定された第１の入力パワー及び第２の光測定部２２２Ｂで測定された第２の入力パワーを記憶する。

異常判定部２２４は、第１の光測定部２２２Ａで測定された第１の入力パワー及び第２の光測定部２２２Ｂで測定された第２の入力パワーに基づいて、光スイッチ部２２１の異常の有無を判定する。なお、異常判定部２２４は、第１の光測定部２２２Ａ及び第２の光測定部２２２Ｂから直接与えられる第１の入力パワー及び第２の入力パワーに基づいて、異常の有無を判定してもよく、メモリ部２２３に記憶されている過去の第１の入力パワー及び第２の入力パワーを用いて異常の有無を判定してもよい。

制御部２２６は、光スイッチ２２０での処理を制御する。例えば、制御部２２６は、通信部１２５を介して、ＯＬＴ１１０の制御部１１５と通信を行うことで、光スイッチ部２２１を制御して、予備系Ｉ／Ｆ部１１３からの下り信号を、ＯＮＵ１０３Ａ～１０３Ｄの何れかに送信するようにする。

次に、実施の形態２における異常判定について説明する。
通常系Ｉ／Ｆ部１１２Ｄで運用されている場合において、まず、光スイッチ２２０の制御部２２６は、１対１２光スイッチ部２２１の選択ポートを第１の光測定部２２２Ａが接続された検査ポートに切り替える。

続いて、ＯＬＴ１１０の制御部１１５は、予備系Ｉ／Ｆ部１１３の発光を開始させ、光スイッチ２２０の制御部２２６は、第１の光測定部２２２Ａで第１の入力パワーを測定させる。第１の入力パワーは、メモリ部２２３に記録され、異常判定部２２４において異常有無が判定される。

次に、光スイッチ２２０の制御部２２６は、１対１２光スイッチ部２２１の選択ポートを第２の光測定部２２２Ｂが接続された検査ポートに切り替える。

続いて、ＯＬＴ１１０の制御部１１５は、予備系Ｉ／Ｆ部１１３の発光を開始させ、光スイッチ２２０の制御部２２６は、第２の光測定部２２２Ｂで第２の入力パワーを測定させる。第２の入力パワーは、メモリ部２２３に記録され、異常判定部２２４において異常有無が判定される。

図５は、実施の形態２の１対１２光スイッチ部２２１の動作を説明するための概略図である。
ここでは、例として、４対３の１２個の出力ポートの内、８ポートが運用ポート、２ポートが検査ポート、２ポートが未使用ポートである場合の例を説明する。
実施の形態１との違いは、検査ポートがＸ軸方向の傾きが最大角度となる第１の検査ポート２２１ｅＡ、Ｙ軸方向に傾きが最大角度となる第２の検査ポート２２１ｅＢとなっている点である。言い換えると、実施の形態２では、光スイッチ部２２１は、第１の検査ポート２２１ｅＡ及び第２の検査ポート２２１ｅＢからなる複数の検査ポートを備えている。

実施の形態２の場合、Ｘ軸、Ｙ軸の傾きが最大角度となる未使用ポートが、第１の検査ポート２２１ｅＡ及び第２の検査ポート２２１ｅＢとなる。言い換えると、第１の検査ポート２２１ｅＡは、複数の出力ポートの内、Ｘ軸における最大角度で反射される光信号が入力される位置に配置されている出力ポートであり、第２の検査ポート２２１ｅＢは、複数の出力ポートの内、Ｙ軸における最大角度で反射される光信号が入力される位置に配置されている出力ポートである。なお、第１の検査ポート２２１ｅＡは、Ｘ軸における最大角度で反射される光信号が入力される位置に配置され、第２の検査ポート２２１ｅＢと異なる出力ポートであれば、どの出力ポートであってもよい。また、第２の検査ポート２２１ｅＢも、Ｙ軸における最大角度で反射される光信号が入力される位置に配置され、第１の検査ポート２２１ｅＡと異なる出力ポートであれば、どの出力ポートであってもよい。ここでは、第１の検査ポート２２１ｅＡは、Ｘ軸における最大角度で反射され、Ｙ軸における最小角度で反射される光信号が入力される位置に配置されている出力ポートであり、第２の検査ポート２２１ｅＢは、Ｙ軸における最大角度で反射され、Ｘ軸における最小角度で反射される光信号が入力される位置に配置されている出力ポートであるが、このような例に限定されない。

ＭＥＭＳミラー１２１ｃに異常が生じた場合、第１の検査ポート２２１ｅＡ及び第２の検査ポート２２１ｅＢの何れか、又は、それらの両方にパワー変動として現れるため、第１の検査ポート２２１ｅＡ及び第２の検査ポート２２１ｅＢの入力パワーに異常がないことが確認できれば、他のポートも網羅的に異常がないと判断できる。

次に、実施に形態２において検査ポートで異常を検出するまでの動作について説明する。
図６及び図７は、実施の形態２において、異常を判定する動作を示すフローチャートである。
まず、光スイッチ２２０の制御部２２６は、Ｘ軸方向の傾き最大角度の第１の検査ポート２２１ｅＡの入力パワーである第１の入力パワー、及び、Ｙ軸方向の傾き最大角度の第２の検査ポート２２１ｅＢの入力パワーである第２の入力パワーを測定させる（Ｓ２０）。

次に、異常判定部２２４は、第１の入力パワー及び第２の入力パワーの両方が第３の閾値以上であるか否かを判断する（Ｓ２１）。ここで、入力パワーが低い場合には、何らかの異常があると判断することができる。このため、第３の閾値は、そのような判断を行うことのできる値であり、予め、実験等により設定されていればよい。第１の入力パワー及び第２の入力パワーの両方が第３の閾値以上である場合（Ｓ２１でＹｅｓ）には、処理はステップＳ２２に進み、第１の入力パワー及び第２の入力パワーの少なくとも何れか一方が第３の閾値未満である場合（Ｓ２１でＮｏ）には、処理は図７のステップＳ２７に進む。

ステップＳ２２では、異常判定部２２４は、第１の入力パワーと、第２の入力パワーとの差である入力パワー差を算出し、その入力パワー差が第４の閾値以上であるか否かを判断する。入力パワー差が安定している場合にも、異常が発生していないと判断することができる。このため、第４の閾値は、そのような判断を行うことのできる値であり、予め、実験等により設定されていればよい。入力パワー差が第４の閾値未満である場合（Ｓ２２でＮｏ）には、処理はステップＳ２３に進み、入力パワー差が第４の閾値以上である場合（Ｓ２２でＹｅｓ）には、処理はステップＳ２４に進む。

ステップＳ２３では、異常判定部２２４は、異常は発生していないと判断する。

ステップＳ２４では、異常判定部２２４は、入力パワー差が第５の閾値以上であるか否かを判断する。入力パワー差が安定していない場合にも、何らかの異常があると判断することができる。このため、第５の閾値は、そのような判断を行うことのできる値であり、予め、実験等により設定されていればよい。なお、第５の閾値は、第４の閾値よりも大きい値である。入力パワー差が第５の閾値未満である場合（Ｓ２４でＮｏ）には、処理はステップＳ２５に進み、入力パワー差が第５の閾値以上である場合（Ｓ２４でＹｅｓ）には、処理はステップＳ２６に進む。

ステップＳ２５では、光スイッチ２２０の制御部２２６は、ＭＥＭＳミラー１２１ｃへの印加電圧の調整で改善可能な範囲の入力パワーの変動と判断し、第１の検査ポート２２１ｅＡ及び第２の検査ポート２２１ｅＢの入力パワーに基づき、ＭＥＭＳミラー１２１ｃへの印加電圧を変更して、フィードバックを行い、第１の検査ポート２２１ｅＡ及び第２の検査ポート２２１ｅＢへの入力パワーを補正する。

一方、ステップＳ２６では、異常判定部２２４は、光スイッチ部２２１の異常と判定する。

また、ステップＳ２１において、第１の入力パワー及び第２の入力パワーの少なくとも何れか一方が第３の閾値未満であると判断された場合（Ｓ２１でＮｏ）には、処理は、図７のステップＳ２７に進み、そのステップＳ２７では、異常判定部２２４は、第１の入力パワー及び第２の入力パワーの何れか一方のみが第３の閾値未満であるか否かを判断する。第１の入力パワー及び第２の入力パワーの何れか一方のみが第３の閾値未満である場合（Ｓ２７でＹｅｓ）には、処理はステップＳ３０に進み、第１の入力パワー及び第２の入力パワーの両方が第３の閾値以上である場合（Ｓ２７でＮｏ）には、処理はステップＳ２８に進む。

ステップＳ２８では、異常判定部２２４は、光信号の経路上に存在する光スイッチ部２２１以外の構成要素、例えば、光ファイバ又は予備系Ｉ／Ｆ部１１３の光トランシーバ（図示せず）等を変更しても、第１の入力パワー及び第２の入力パワーが第３の閾値未満である状態が継続するか否かを判断する。第１の入力パワー及び第２の入力パワーが第３の閾値未満である状態が継続しない場合（Ｓ２８でＮｏ）には、処理はステップＳ２９に進み、第１の入力パワー及び第２の入力パワーが第３の閾値未満である状態が継続する場合（Ｓ２８でＹｅｓ）には、処理はステップＳ３０に進む。

ステップＳ２９では、異常判定部２２４は、光スイッチ部２２１以外の構成要素の異常と判定する。この場合、異常判定部２２４は、光スイッチ部２２１に異常は発生していないと判定することになる。
一方、ステップＳ３０では、異常判定部２２４は、光スイッチ部２２１の異常と判定する。

以上のように、実施の形態２では、異常判定部２２４は、第１の入力パワー及び第２の入力パワーの少なくとも何れか一方が第３の閾値未満である場合に、異常があると判定する。
一方、異常判定部２２４は、第１の入力パワー及び第２の入力パワーの両方が第３の閾値以上であり、かつ、第１の入力パワーと、第２の入力パワーとの差分である入力パワー差が第４の閾値未満である場合に、異常がないと判定する。

また、異常判定部２２４は、入力パワー差が第４の閾値よりも大きい第５の閾値以上である場合に、光スイッチ部２２１に異常があると判定する。
そして、制御部２２６は、入力パワー差が第４の閾値以上で、第５の閾値未満である場合に、光信号の反射方向を変えるためにＭＥＭＳミラー１２１ｃに印加する電圧を調整することで、その入力パワー差を修正する。

さらに、異常判定部２２４は、第１の入力パワー及び第２の入力パワーの何れか一方のみが第３の閾値未満である場合に、光スイッチ部２２１に異常があると判定する。
一方、異常判定部２２４は、第１の入力パワー及び第２の入力パワーの両方が第３の閾値未満である場合に、異常が、光スイッチ部２２１に原因があるのか、光スイッチ部２２１以外に原因があるのかを判定する。

以上のように、実施の形態２では、複数の検査ポート２２１ｅＡ、２２１ｅＢを設け入力パワーの相対値を取得できるように構成したため、光源である予備系Ｉ／Ｆ部１１３の出力パワー変動を考慮した上で、光スイッチ部２２１の異常検出が可能となる。また、検査ポート２２１ｅＡ、２２１ｅＢの入力パワーに基づきＭＥＭＳミラー１２１ｃへの印加電圧を調整することで入力パワーの補正が可能になる。

実施の形態３．
実施の形態３では、出力ポートがＸ軸及びＹ軸の正側に加え、Ｘ軸及びＹ軸の負側にも二次元配置され、複数の検査ポートで必要となる光測定を、光カプラを介すことで集約する場合について説明する。

図８は、実施の形態３に係る光スイッチ３２０を含む光通信システム３００の構成を概略的に示すブロック図である。
光通信システム３００は、上位装置１０１と、ＯＬＴ１１０と、光スイッチ３２０と、２対２カプラ１０２Ａ、１０２Ｂと、ＯＮＵ１０３Ａ～１０３Ｄとを備える。

実施の形態３における光通信システム３００の上位装置１０１、ＯＬＴ１１０、２対２カプラ１０２Ａ、１０２Ｂ及びＯＮＵ１０３Ａ～１０３Ｄは、実施の形態１における光通信システム１００の上位装置１０１、ＯＬＴ１１０、２対２カプラ１０２Ａ、１０２Ｂ及びＯＮＵ１０３Ａ～１０３Ｄと同様である。

図９は、実施の形態３に係る光スイッチ３２０の構成を概略的に示すブロック図である。
光スイッチ３２０は、ＯＬＴ１１０と、ＯＮＵ１０３Ａ～１０３Ｄとの間で、冗長経路を提供する。
ここでは、光スイッチ３２０は、一又は複数の通常系Ｉ／Ｆ部１１２Ａ～１１２Ｄを、一つの予備系Ｉ／Ｆ部１１３で冗長する１対Ｎ冗長構成としている。
光スイッチ３２０は、光スイッチ部３２１と、光測定部３２２と、メモリ部３２３と、異常判定部３２４と、通信部１２５と、制御部３２６と、Ｍ対１光カプラ３２７とを備える。

実施の形態３に係る光スイッチ３２０の通信部１２５は、実施の形態１に係る光スイッチ１２０の通信部１２５と同様である。

光スイッチ部３２１は、予備系Ｉ／Ｆ部１１３と接続するＯＮＵ１０３Ａ～１０３Ｄを切り替える。ここでは、光スイッチ部３２１は、一つの光伝送路に接続する光伝送路を、Ｌ個の光伝送路の中から切り替える１対Ｌ光スイッチ部であるものとする。ここで、Ｌは、２以上の整数であるものとする。
実施の形態３における光スイッチ部３２１は、複数の出力ポートに含まれる未使用のＭ個の出力ポートであるＭ個の検査ポートを持ち、Ｍ個の検査ポートは、Ｍ対１光カプラ３２７に接続される。ここで、Ｍは、１＜Ｍ＜Ｌを満たす整数である。

Ｍ対１光カプラ３２７は、Ｍ個の入力を合流させて、一つの出力から出力する光カプラである。Ｍ対１光カプラ３２７を介することで、光測定部３２２を１つに集約することが可能となる。言い換えると、Ｍ対１光カプラ３２７は、Ｍ個の検査ポートと、一つのポートとを結合する。そして、その一つのポートは、光測定部３２２に接続されている。

光測定部３２２は、光スイッチ部３２１から入力される光信号の入力パワーを測定する。光測定部３２２は、測定された入力パワーをメモリ部３２３に記憶するとともに、異常判定部３２４に与える。ここで、光測定部３２２は、制御部３２６からの指示に応じて、Ｍ個の検査ポートのそれぞれから出力される入力パワーを、第１の入力パワー～第Ｍの入力パワーとして、それぞれ検出する。

メモリ部３２３は、光測定部３２２で測定された入力パワーを記憶する。ここでは、メモリ部３２３は、第１の入力パワー～第Ｍの入力パワーを記憶する。

異常判定部３２４は、光測定部３２２で測定された入力パワーに基づいて、光スイッチ部３２１の異常の有無を判定する。なお、異常判定部３２４は、光測定部３２２から直接与えられる入力パワーに基づいて、異常の有無を判定してもよく、メモリ部３２３に記憶されている過去の入力パワーを用いて異常の有無を判定してもよい。ここでは、異常判定部３２４は、第１の入力パワー～第Ｍの入力パワーに基づいて、光スイッチ部３２１の異常の有無を判定する。

制御部３２６は、光スイッチ３２０での処理を制御する。例えば、制御部３２６は、通信部１２５を介して、ＯＬＴ１１０の制御部１１５と通信を行うことで、光スイッチ部３２１を制御して、予備系Ｉ／Ｆ部１１３からの下り信号を、ＯＮＵ１０３Ａ～１０３Ｄの何れかに送信するようにする。

図１０は、実施の形態３の１対Ｌ光スイッチ部３２１の動作を説明するための概略図である。

ここでは、１対Ｌ光スイッチ部３２１は、一例として、Ｘ軸及びＹ軸の正負軸の２軸４方向に、ファイバアレイが配置され、運用ポートが１入力１６出力、検査ポートが４ポートになっている。

入力ポート１２１ａから入力された光信号は、レンズ１２１ｂで集光され、ＭＥＭＳミラー１２１ｃで反射され、所望の出力ポートに結合する。

ＭＥＭＳミラー１２１ｃの印加電圧を調整し、傾斜角度を適切に制御することで、所望の出力ポートに光信号が反射する。

出力ポートのファイバアレイは、＋Ｘ軸及び＋Ｙ方向の最大角度に第１の検査ポート２２１ｅＡを、－Ｘ軸及び＋Ｙ軸方向の最大角度に第２の検査ポート３２１ｅＢを、－Ｘ軸及び－Ｙ軸方向の最大角度に第３の検査ポート３２１ｅＣを、＋Ｘ軸及び－Ｙ軸方向の最大角度に第４の検査ポート３２１ｅＤを配置する。

なお、実施の形態３における検査動作については、検査ポートの数が増えただけで、実施の形態２の動作とほぼ同様である。

ＭＥＭＳミラー１２１ｃに異常が生じた場合、第１の検査ポート３２１ｅＡ～第４の検査ポート３２１ｅＤの何れか、又は、これらの全てにパワー変動として現れるため、第１の検査ポート３２１ｅＡ～第４の検査ポート３２１ｅＤの入力パワーに異常がないことが確認できれば、他のポートも網羅的に異常がないと判断できる。

実施の形態３の変形として、Ｍ対１光カプラ３２７ではなく、Ｍ対１光スイッチを使用し、検査ポートに応じてＭ対１光スイッチを切り替えてもよい。

以上のように、実施の形態３によれば、検査ポートを複数配置する必要がある場合、検査ポートにＭ対１光カプラ３２７又はＭ対１光スイッチを用いることで一つの光測定部３２２に集約することができる。

以上に記載された異常判定部１２４、２２４、３２４及び制御部１２６、２２６、３２６の一部又は全部は、例えば、図１１（Ａ）に示されているように、メモリ１０と、メモリ１０に格納されているプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサ１１とにより構成することができる。このようなプログラムは、ネットワークを通じて提供されてもよく、また、記録媒体に記録されて提供されてもよい。即ち、このようなプログラムは、例えば、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。

また、異常判定部１２４、２２４、３２４及び制御部１２６、２２６、３２６の一部又は全部は、例えば、図１１（Ｂ）に示されているように、単一回路、複合回路、プログラムで動作するプロセッサ、プログラムで動作する並列プロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）又はＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の処理回路１２で構成することもできる。
以上のように、異常判定部１２４、２２４、３２４及び制御部１２６、２２６、３２６は、処理回路網により実現することができる。

光スイッチ部１２１、２２１、３２１は、例えば、ＭＥＭＳミラーを備える光スイッチング回路により構成することができる。
光測定部１２２、２２２、３２２は、ＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）を備える光測定器により構成することができる。
なお、メモリ部１２３、２２３、３２３は、不揮発性メモリ又は揮発性メモリにより構成することができる。
通信部１２５は、ＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃａｒｄ）等の通信インタフェースにより構成することができる。

１００，２００，３００ 光通信システム、 １０１ 上位装置、 １１０ ＯＬＴ、
１２０，２２０，３２０ 光スイッチ、 １２１，２２１，３２１ 光スイッチ部、 １２１ａ 入力ポート、 １２１ｂ レンズ、 １２１ｃ ＭＥＭＳミラー、 １２１ｅ 検査ポート、 ２２１ｅＡ 第１の検査ポート、 ２２１ｅＢ 第２の検査ポート、 １２２，３２２ 光測定部、 ２２２Ａ 第１の光測定部、 ２２２Ｂ 第２の光測定部、 １２３，２２３，３２３ メモリ部、 １２４，２２４，３２４ 異常判定部、 １２５ 通信部、 １２６，３２６ 制御部、 １０２ ２対２カプラ、 １０３ ＯＮＵ。

Claims (13)

1. 光信号の反射方向を変えることのできる光反射部を制御することで、入力ポートから入力される光信号を、複数の出力ポートから選択された一つの出力ポートに反射させて、前記入力ポートと、前記一つの出力ポートとを光学的に連結する光スイッチ部と、
   前記複数の出力ポートに含まれる未使用の出力ポートである検査ポートから入力される光信号の入力パワーを測定する光測定部と、
   前記入力パワーから、異常の有無を判定する異常判定部と、を備えること
   を特徴とする光スイッチ。
2. 前記光反射部は、Ｘ軸及び前記Ｘ軸と交差するＹ軸の二次元の角度で光信号の反射方向を変えることができ、
   前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸の両方において最大角度で反射される光信号が入力される位置に配置されている出力ポートが前記検査ポートであること
   を特徴とする請求項１に記載の光スイッチ。
3. 前記異常判定部は、前記入力パワーが第１の閾値未満である場合に、前記異常があると判定すること
   を特徴とする請求項２に記載の光スイッチ。
4. 前記異常判定部は、測定された複数の前記入力パワーの差分である入力パワー差が第２の閾値以上である場合に、前記異常があると判定すること
   を特徴とする請求項２に記載の光スイッチ。
5. 前記異常判定部は、前記異常があると判定した後に、さらに、前記異常が、前記光スイッチ部に原因があるのか、前記光スイッチ部以外に原因があるのかを判定すること
   を特徴とする請求項３又は４に記載の光スイッチ。
6. 前記光スイッチ部は、第１の検査ポート及び第２の検査ポートからなる複数の前記検査ポートを備え、
   前記光反射部は、Ｘ軸及び前記Ｘ軸と交差するＹ軸の二次元の角度で光信号の反射方向を変えることができ、
   前記複数の出力ポートの内、Ｘ軸における最大角度で反射される光信号が入力される位置に配置されている出力ポートが前記第１の検査ポートであり、前記複数の出力ポートの内、前記Ｙ軸における最大角度で反射される光信号が入力される位置に配置されている出力ポートが前記第２の検査ポートであること
   を特徴とする請求項１に記載の光スイッチ。
7. 前記第１の検査ポートから入力される光信号の入力パワーである第１の入力パワーを測定する第１の光測定部、及び、前記第２の検査ポートから入力される光信号の入力パワーである第２の入力パワーを測定する第２の光測定部からなる複数の前記光測定部を備え、
   前記異常判定部は、前記第１の入力パワー及び前記第２の入力パワーの少なくとも何れか一方が第３の閾値未満である場合に、前記異常があると判定すること
   を特徴とする請求項６に記載の光スイッチ。
8. 前記異常判定部は、前記第１の入力パワー及び前記第２の入力パワーの両方が前記第３の閾値以上であり、かつ、前記第１の入力パワーと、前記第２の入力パワーとの差分である入力パワー差が第４の閾値未満である場合に、前記異常がないと判定すること
   を特徴とする請求項７に記載の光スイッチ。
9. 前記異常判定部は、前記入力パワー差が前記第４の閾値よりも大きい第５の閾値以上である場合に、前記光スイッチ部に前記異常があると判定すること
   を特徴とする請求項８に記載の光スイッチ。
10. 前記入力パワー差が前記第４の閾値以上で、前記第５の閾値未満である場合に、光信号の反射方向を変えるために前記光反射部に印加する電圧を調整することで、前記入力パワー差を修正する制御部をさらに備えること
    を特徴とする請求項９に記載の光スイッチ。
11. 前記異常判定部は、前記第１の入力パワー及び前記第２の入力パワーの何れか一方のみが前記第３の閾値未満である場合に、前記光スイッチ部に前記異常があると判定すること
    を特徴とする請求項７に記載の光スイッチ。
12. 前記異常判定部は、前記第１の入力パワー及び前記第２の入力パワーの両方が前記第３の閾値未満である場合に、前記異常が、前記光スイッチ部に原因があるのか、前記光スイッチ部以外に原因があるのかを判定すること
    を特徴とする請求項７に記載の光スイッチ。
13. 光信号の反射方向を変えることのできる光反射部を含み、前記光反射部を制御することで、入力ポートから入力される光信号を、複数の出力ポートから選択された一つの出力ポートに反射させて、前記入力ポートと、前記一つの出力ポートとを光学的に連結する光スイッチ部と、
    前記複数の出力ポートに含まれる未使用のＭ個（Ｍは、２以上の整数）の出力ポートであるＭ個の検査ポートと、一つのポートとを結合するＭ対１光カプラと、
    前記一つのポートから出力された光信号の入力パワーを測定する光測定部と、
    前記入力パワーから、異常の有無を判定する異常判定部と、を備えること
    を特徴とする光スイッチ。

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