JP3668016B2 - 光クロスコネクト装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、例えば光ネットワークの各ノードにおいて、波長多重された光信号を切り替えて他のノードや端末等に出力する機能を有する光クロスコネクト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信の分野において、波長多重技術は大容量伝送が期待され、大容量ネットワークの構築に極めて重要な技術となっている。波長多重技術は、複数チャネルの信号を波長を異ならせて多重化して共通の光伝送路で伝送する技術であり、大容量の光クロスコネクト装置への適用も有望視されている。光クロスコネクト装置は、光ネットワークの各ノードに配置され、複数の入力ポートにそれぞれ入力される波長多重光信号の各波長チャネルの光信号を目的の出力ポートから出力するように切り替えたり、さらには光信号の分岐・挿入を行う機能を有する。
【０００３】
図８に、従来の光クロスコネクト装置の一例を示す。入力ポート８１−１，８１−２にはそれぞれ波長多重光信号が入力され、光分波器８２−１，８２−２によって各波長チャネル毎に分波される。分波された各波長チャネルの光信号は波長変換器８３−１，８３−２により波長変換された後、光マトリクススイッチ８４により切り替えられ、光合波器８６−１，８６−２により合波されて出力ポート８７−１，８７−２から出力される。波長変換器８３−１，８３−２では、出力ポート８７−１，８７−２の各一つに同じ波長チャネルの信号が出力されないように波長変換を行う。
【０００４】
このような光クロスコネクト装置において、波長多重光信号の各波長チャネルの光信号がどの出力ポートに出力されるべきかは予め分かっており、これに従って光マトリクススイッチ８４では、各入力端に入力された各波長チャネルの光信号が目的の出力ポートに接続されている光合波器に入力されるように所定の出力端から出力される。この結果、特定の出力ポートに容量以上の情報が集中しない限り、任意の入力ポートへの波長多重信号の任意の波長チャネルの光信号を任意の出力ポートに出力することが可能となる。
【０００５】
また、光マトリクススイッチ８４では、光クロスコネクト装置が設けられる当該ノードで分岐されるべき波長チャネルの光信号が選択され、光合波器８８を経て出力ポート８７−３から出力される。
【０００６】
さらに、もう一つの入力ポート８１−３からは当該ノードで挿入されるべき波長チャネルを含む波長多重光信号が入力され、光分波器８９により波長チャネル毎に分波され、波長変換器９０−２で波長が変換された後、光マトリクススイッチ８４に入力され、挿入されるべき波長チャネルの光信号が選択されて、出力ポート８７−１，８７−２から適宜出力される。
【０００７】
一般に、光マトリクススイッチは２つの入力端に入力される光信号を任意の組み合わせで２つの出力端から出力する２×２スイッチ要素を単位として構成される。２×２スイッチ要素の数は、光マトリクススイッチの入力端子数の２乗に比例する。図８に示した従来の光クロスコネクト装置では、光マトリクススイッチ８４の入力端子数は入力ポート８１−１，８１−２，８１−３にそれぞれ入力される波長多重光信号の波長チャネル数と入力ポート８１−１，８１−２，８１−３の数の積であり、この積が例えば４０を超えると、光マトリクススイッチ８４の実現が実質上困難となる。
【０００８】
例えば、近年の波長多重数は１６波を越え、３２波や６４波といった値が実用化されようとしているが、従来の光クロスコネクト装置では、このような波長多重数に対応できるようにすることは光マトリクススイッチの実現性から難しく、実現できたとしても装置の大型化、消費電力の増大、価格の上昇および信頼性の低下などの問題があり、到底実用に適さない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように従来の光クロスコネクト装置では、扱う波長多重光信号の波長多重数が多くなると、光マトリクススイッチの入力端子数が増えて必要な２×２スイッチ要素の数が膨大なものとなるため、装置の実現が困難になるという問題点があった。
【００１０】
本発明の目的は、扱う波長多重光信号の波長多重数が多くなっても小さな規模で実現でき、小型、低消費電力、低価格および高信頼性の利点を有する光クロスコネクト装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る光クロスコネクト装置では、少なくとも一つの第１入力ポートに入力される波長多重光信号が少なくとも一つの第１の光分波器に入力され、複数の波長チャネルを収容した波長バンド毎に分波される。この第１の光分波器により分波された各波長バンドの光信号は、第１の光マトリクススイッチの複数の第１入力端にそれぞれ入力され、この光マトリクススイッチの複数の第１出力端の各一つからそれぞれ一括して出力される。第１の光マトリクススイッチの任意の複数の第１出力端から出力される各波長バンドの光信号は、第１の光合波器により合波された後、複数の第１出力ポートより出力される。
【００１２】
一方、光クロスコネクト装置が設けられる当該ノードからの波長チャネル単位の光信号の分岐、および当該ノードへの波長チャネル単位の光信号の挿入は、次のようにして行われる。
【００１３】
すなわち、第１の光マトリクススイッチの少なくとも一つの第２出力端から、当該ノードから分岐されるべき波長チャネルを含む波長バンドの光信号が出力され、この波長バンドの光信号は第２の光分波器により波長チャネル毎に分波される。この第２の光分波器により分波された各波長チャネルの光信号は、第２の光マトリクススイッチの複数の第１入力端にそれぞれ入力され、第２の光マトリクススイッチの複数の第１出力端の各一つから第２出力ポートへ出力されることにより、波長チャネル単位の光信号の分岐が行われる。
【００１４】
一方、少なくとも一つの第２入力ポートより当該ノードに挿入されるべき各波長チャネルの光信号が入力され、この波長チャネルの光信号は、第２の光マトリクススイッチの複数の第２入力端にそれぞれ入力され、複数の第２出力端の各一つから出力される。そして、第２の光合波器により第２の光マトリクススイッチの第２出力端から出力される各波長チャネルの光信号が合波されて第１の光マトリクススイッチの少なくとも一つの第２入力端に入力されることにより、波長チャネル単位の光信号の挿入が行われる。
【００１５】
このように本発明の光クロスコネクト装置では、第１の光マトリクススイッチにおいて例えばノード間の転送のための光信号の切り替えを波長バンド単位で行い、第２の光マトリクススイッチにおいて光信号の分岐・挿入のための切り替えを波長チャネル単位で行うことにより、光マトリクススイッチ全体として必要な２×２スイッチ要素の数は格段に低減される。これにより、波長多重光信号の波長多重数が多くなっても光マトリクススイッチの規模は小さく抑えられ、小型、低消費電力、低価格および高信頼性が確保される。
【００１６】
本発明の一つの態様においては、第１の光分波器と第１の光マトリクススイッチの第１入力端との間に、第１の光分波器により分波された各波長バンドの光信号を共通の一つの波長バンドの光信号に波長変換する第１の波長変換器が設けられ、第１の光マトリクススイッチの第１出力端と第１の光合波器の入力端との間に、第１出力端より出力される前記共通の波長バンドの光信号をそれぞれ異なる波長バンドの光信号に波長変換する第２の波長変換器が設けられる。このようにすると、第１の光分波器は入力される光信号の波長バンドが共通であるから、全て同一の構成でよく、設計・製作が容易となる。
【００１７】
本発明の他の態様によれば、第１の光分波器により分波される波長バンドの間隔と第２の光分波器の自由スペクトル間隔とが一致しており、さらに第１の光マトリクススイッチの第１出力端と第１の光合波器の入力端との間、または第１の光分波器の出力端と第１の光マトリクススイッチの前記第１入力端との間に、第１の光合波器が入力の光信号を合波できるようにするための波長変換を行う波長変換器が設けられる。このような構成にすると、第２の光分波器では各波長バンドの光信号から同じ条件で波長チャネル単位の分波を行うことができるので、第１の光マトリクススイッチの入力側に第１の光分波器で分波された各波長バンドの光信号を共通の波長バンドに変換するための波長変換器を設ける必要がなくなり、光クロスコネクト装置全体の規模はさらに小さくなる。
【００１８】
本発明の別の態様においては、波長バンド内の波長チャネルの間隔は一定とされ、さらに第１の光マトリクススイッチの第２出力端と第２の光分波器の入力端との間、または第２の光合波器の出力端と第１光マトリクススイッチの第２入力端との間に、第２の光分波器に常に特定の波長バンドの光信号が入力されるようにするための波長変換を行う波長変換器が設けられる。このように構成すると、第２の光分波器に対して光分波器の特性が良好な特定の波長バンドの光信号が入力されるように波長変換を行うことによって、第２の光分波器に対する特性的な要求が大幅に緩和される。
【００１９】
さらに、本発明においては第１の光マトリクススイッチの任意の少なくとも一つの第３出力端から出力される任意の波長バンドの光信号をＯＡＭ処理部、例えばビット誤り率測定器などに導く構成としてもよい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光クロスコネクト装置の構成を示す図である。複数の第１入力ポート１−１，１−２には、それぞれ波長多重光信号が入力される。これら第１入力ポート１−１，１−２に入力された波長多重光信号は、第１の光分波器２−１，２−２にそれぞれ入力され、各波長バンド毎に分波される。ここで、波長バンドとは図２に示すようにある程度広い波長幅を有する帯域であり、１つの波長バンドの中に複数の波長チャネルを収容している。各波長チャネルには、光変調された１つの光信号が割り当てられている。また、図２に示す例では波長バンドの一つとして光パスの管理・制御を行うためにＳＶバンドが設けられており、このＳＶバンドを光ネットワークの各ノードで共用することにより、ネットワーク全体の管理・制御・運用が可能となっている。
【００２１】
図１に戻って説明を続けると、第１の光分波器２−１，２−２から出力される各波長バンドの光信号は、第１の波長変換器３−１，３−２によりそれぞれ一括に波長変換され、特定の共通の波長バンドの光信号に変換された後、第１の光マトリクススイッチ４の複数の第１入力端に入力される。第１の光マトリクススイッチ４では、第１入力端にそれぞれ入力される波長変換器３−１，３−２からの共通の波長バンドの光信号を波長バンド単位で切り替えて、複数の第１出力端よりそれぞれ出力する。
【００２２】
こうして第１の光マトリクススイッチ４の第１出力端よりそれぞれ出力される共通の波長バンドの光信号は、第２の波長変換器５−１，５−２により、第１の光合波器６−１，６−２で合波できるようなそれぞれ異なる波長バンドの光信号に変換された後、光合波器６−１，６−２に入力される。光合波器６−１，６−２で合波された各波長バンドの光信号は、第１出力ポート７−１，７−２より出力される。
【００２３】
第１入力ポート１−１，１−２には例えば光伝送路を介して他のノードからの波長多重光信号が入力され、また第１出力ポート７−１，７−２より出力される各波長バンドの光信号は、同様に光伝送路を介して他のノードへ転送される。例えば光ネットワークにおいて大都市間を接続する幹線などでは、ノード間の光信号の転送は波長チャネル単位でなく、このように波長バンド単位であっても構わない。
【００２４】
本実施形態の光クロスコネクト装置は、上記のように複数の第１入力ポート１−１，１−２から入力される波長多重光信号を第１出力ポート７−１，７−２より波長バンド単位で出力する機能とは別に、少なくとも一つの所望の波長チャネルの光信号を当該ノード（この光クロスコネクト装置が設けられたノード）から分岐（ｄｒｏｐ）させたり、少なくとも一つの所望の波長チャネルの光信号を当該ノードに挿入（ａｄｄ）する機能を有する。このような分岐・挿入機能を実現するために、本実施形態の光クロスコネクト装置では、少なくとも二つの第２の光分波器９−１，９−１、第２の光マトリクススイッチ１０、第３の波長変換器１１−１，１１−２および少なくとも二つの第２の光合波器１２−１，１２−２が設けられている。
【００２５】
すなわち、当該ノードで分岐されるべき波長チャネルを含む波長バンドの光信号８は、第１の光マトリクススイッチ４の少なくとも一つの第２出力端から出力される。この光信号８は、第２の光分波器９−１により各波長チャネル毎に分波された後、第２の光マトリクススイッチ１０の複数の第１入力端に入力される。第２の光マトリクススイッチ１０では、第１入力端に入力される複数の波長チャネルの光信号から、当該ノードで分岐されるべき波長チャネルの光信号を選択して複数の第１出力端から出力する。
【００２６】
第２の光マトリクススイッチ１０の第１出力端から出力される各波長チャネルの光信号は、第３の波長変換器１１−２により第２の光合波器１２−２で合波できるような波長の光信号に変換された後、光合波器１２−２を経て第２出力ポート７−３から出力される。このようにして、波長チャネル単位の光信号の分岐が行われる。
【００２７】
一方、当該ノードで挿入されるべき波長チャネルを含む波長バンドの光信号は、第２入力ポート１−３より入力され、もう一つの第２の光分波器９−２により各波長チャネル毎に分波された後、第２の光マトリクススイッチ１０の複数の第２入力端に入力される。第２の光マトリクススイッチ１０では、第２入力端に入力される複数の波長チャネルの光信号から、当該ノードで挿入されるべき波長チャネルの光信号を選択して第２出力端から出力する。
【００２８】
第２の光マトリクススイッチ１０の第２出力端から出力される各波長チャネルの光信号は、第３の波長変換器１１−１により第２の合波器１２−１で合波できるような波長の光信号に変換された後、光合波器１２−１を経て第１の光マトリクススイッチ４の少なくとも一つの第２入力端に入力される。このようにして、波長チャネル単位の光信号の挿入が行われる。
【００２９】
さらに、本実施形態の光クロスコネクト装置は、ＯＡＭ（Operation Administration and Maintenance: 運用管理保守）処理機能を有し、このＯＡＭ処理についても波長バンド毎に行うことができる構成となっている。すなわち、第１の光マトリクススイッチ４ではＯＡＭ処理対象の波長バンドの光信号が選択されて第３出力端から出力され、このＯＡＭ処理対象の波長バンドの光信号が光分波器９−３によって各波長チャネル毎に分波された後、ビット誤り率測定器１４に入力され、ビット誤り率が測定される。
【００３０】
ここで、もしＯＡＭ処理対象の波長バンドを運用しながらビット誤り率を測定するのであれば、光マトリクススイッチ４のＯＡＭ処理ポートである第３出力端に接続されているスイッチ要素は、一部の光を分配するような動作点に設定すればよい。また、光分波器９−３へ供給される光信号の電力が小さい場合は、第１の光マトリクススイッチ４と光分波器９−３との間、または光分波器９−３とビット誤り率測定器１４との間に光増幅器を挿入すればよい。
【００３１】
上記のように構成された本実施形態の光クロスコネクト装置では、第１の光マトリクススイッチ４において複数の波長チャネルを束ねた波長バンド単位での切り替えを行い、第２の光マトリクススイッチ１０において光信号の分岐・挿入のための光信号の切り替えを波長チャネル単位で行うことにより、第１の光マトリクススイッチ４の入力端子数は波長チャネル数より格段に少なくて済むようになり、光マトリクススイッチ４の実現が容易となると共に、第２の光マトリクススイッチ１０の規模も小さくて済み、光クロスコネクト装置全体の規模を小さくすることができる。
【００３２】
以下、この効果について具体的に説明する。
今、第１入力ポート１−１，１−２にそれぞれ入力される波長多重光信号の波長バンド数をＭ、１つの波長バンド内の波長チャネル数をＮとすると、波長多重光信号の全波長チャネル数はＭ×Ｎである。ここで、図８に示した従来の光クロスコネクト装置では、入力ポート８１−１，８１−２の数をＬとし、挿入のための入力ポート８１−３の数を１とすれば、光マトリクススイッチ８４には（Ｍ×Ｎ×（Ｌ＋１））2 個の２×２スイッチ要素が必要となる。
【００３３】
これに対して、本実施形態の光クロスコネクト装置では、同じく入力ポート１−１，１−２の数をＬとし、挿入のための入力ポート１−３の数を１とすれば、第１の光マトリクススイッチ４に必要な２×２スイッチ要素の数は（Ｍ×Ｌ）2 個、第２の光マトリクススイッチ１０に必要な２×２スイッチ要素の数は（２×Ｎ）2 個となり、光マトリクススイッチ４，１０に必要な２×２スイッチ要素の合計の数は大幅に低減される。具体的な数値例を挙げると、例えばＭ＝Ｎ＝Ｌ＝８とすれば、図８に示した従来の構成では光マトリクススイッチ８４に（８×８×９）2 ＝３３１，７７６個の２×２スイッチ要素が必要であるのに対し、本実施形態の構成では（８×８）2 ＋（２×８）2 ＝４，３５２個の２×２スイッチ要素で済むことになり、必要な２×２スイッチ要素の数は１／７６にも低減されることになる。
【００３４】
なお、本実施形態は分岐されるべき波長チャネルや挿入されるべき波長チャネルが一つの場合であるが、これらの分岐・挿入されるべき波長チャネルがさらに多く存在するノードでは、必要に応じて第２の光分波器９−１，９−２、第２の光合波器１２−１，１２−２および第３の波長変換器１１−１，１１−２などを増設すればよい。この点は、後述する第２〜第５の実施形態においても同様である。ここで、本実施形態の光クロスコネクト装置では、第１の光マトリクススイッチ４からは共通の波長バンドの光信号が出力されるので、第２の光分波器９−１，９−２を増設する場合でも、全て同一構成の光分波器を用いることができるという利点がある。
【００３５】
また、本実施形態ではそれぞれ複数の第１の光分波器２−１，２−２と第１の光合波器４−１，４−２が設けられているが、規模の小さいノードでは第１の光分波器と第１の光合波器は単数の場合もある得る。このことは、後述する第２〜第５の実施形態においても同様である。
【００３６】
また、本実施形態ではノードから分岐される光信号として第２出力ポート７−３から波長多重信号が出力され、ノードに挿入される光信号として第２入力ポート１−３に波長多重光信号が入力されるとして説明したが、分岐・挿入される光信号は多重化されているとは限らず、第２の光合波器１２−２や第２の光分波器９−２を用いずに、複数のパラレル信号線で分岐・挿入される光信号の伝送を行うようにしてもよい。この点は、後述する第２〜第５の実施形態においても同様である。
【００３７】
さらに、本実施形態においては、第３の波長変換器１１−１，１１−２を第２の光マトリクススイッチ１０の出力端と第２の光合波器１２−１，１２−２の入力端との間に挿入したが、各波長チャネルの光信号がどの出力ポートに出力されるべきかは予め分かっているので、図１中に破線で示すように、第２の光分波器９−１，９−２の出力端と第２の光マトリクススイッチ１０の入力端との間に第３の波長変換器１５−１，１５−２を挿入してもよい。この点も、後述する第２〜第５の実施形態においても同様である。
【００３８】
（第２の実施形態）
次に、図３および図４を用いて本発明の第２の実施形態を説明する。図３は本実施形態の原理を説明するための図であり、図４は本実施形態に係る光クロスコネクト装置の構成を示す図である。図１と同一部分に同一の参照符号を付して第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
【００３９】
本実施形態では、図３（ａ）に示す第１の光分波器２一１，２−２によって分波される波長バンドの間隔と図３（ｂ）に示す第２の光分波器９−１，９−２，９−３の自由スペクトル間隔ＦＳＲを一致させた点、および図１における第１の光分波器２−１，２−２の出力端と第１の光マトリクススイッチ４の第１入力端との間に設けられた第１の波長変換器３−１，３−２が除去されている点が第１の実施形態と異なっている。
【００４０】
一般に、光分波器は一つの出力端から唯一つの波長の光信号を出力するのではなく、図３（ｂ）に示すように一定間隔ずつ離れた複数の波長の光信号を出力する特性を持っている。この間隔を自由スペクトル間隔ＦＳＲという。本実施形態のように、第１の光分波器２一１，２−２によって分波される波長バンドの間隔を第２の光分波器９−１，９−２，９−３の自由スペクトル間隔ＦＳＲに等しく設定すると、第２の光分波器９−１，９−２，９−３は各波長バンドの光信号から同じ条件で波長チャネル単位の分波を行うことができるので、図１で必要であった第１の光マトリクススイッチ４の入力側の波長変換器３−１，３−２を省略することができる。従って、本実施形態によると波長変換器３−１，３−２を省略できる分だけ光クロスコネクト装置全体の規模がさらに小さくなり、小型化、低価格化、低消費電力化に一層有利となる。
【００４１】
第１の光マトリクススイッチ４の第１出力端よりそれぞれ出力される波長バンドの光信号は、図１における波長変換器５−１，５−２と同様に、波長変換器２１−１，２１−２により第１の光合波器４−１，４−２で合波できるような波長バンドの光信号に変換された後、光合波器４−１，４−２に入力される。なお、本実施形態では第１の光分波器２−１，２−２により分波される各波長バンドの光信号は、第１の実施形態のように波長変換器３−１，３−２によって同一の波長バンドに変換されないため、第１の光マトリクススイッチ４の出力側に設けられる波長変換器２１−１，２１−２は、図１における共通の波長バンドの光信号が入力される波長変換器５−１，５−２とはその機能が若干異なる。
【００４２】
（第３の実施形態）
図５は、図４に示した第２の実施形態を変形した本発明の第３の実施形態に係る光クロスコネクト装置の構成を示している。本実施形態においても、第２の実施形態と同様に、第１の光分波器２一１，２−２によって分波される波長バンドの間隔と、第２の光分波器９−１，９−２，９−３の自由スペクトル間隔ＦＳＲとを一致させている。
【００４３】
そして、本実施形態では図４中の第１の光マトリクススイッチ４の出力側に挿入された波長変換器２１−１，２１−２が除去され、代わりに第１の光マトリクススイッチ４の入力側に波長変換器２２−１，２２−２が挿入されている。第１の光分波器２−１，２−２から出力される各波長バンドの光信号がどの出力ポートに出力されるべきかは予め分かっており、これに従って波長変換器２２−１，２２−２ではある波長バンドの光信号が複数の出力ポート７−１，７−２から同時に出力されないように、また目的の出力ポートに接続された光合波器で合波されるように波長変換を行う。
【００４４】
波長変換器２２−１，２２−２は、入力された光信号を任意の波長バンドに変換する機能を必要とするため、波長変換器としてはやや複雑なものになるが、第２の光分波器９−１，９−３に対してはそれぞれある特定の波長バンドの光信号のみを供給することができので、第２の光分波器９−１，９−３に対する特性的な要求は大幅に緩和される。
【００４５】
すなわち、第１の光分波器２−１，２−２により分波される波長バンドの間隔を第２の光分波器９−１，９−３の自由スペクトル間隔と一致させたとしても、光分波器は通常、特定の波長バンドの光信号に対してクロストーク特性や光損失特性が最も良くなるように設計されており、この特定の波長バンドから入力の光信号が外れるに従い特性が劣化する傾向にある。従って、本実施形態に基づいて第２の光分波器９−１，９−２，９−３に光分波器の特性が良好な波長バンドの信号のみが入力されるようにすると、第２の光分波器９−１，９−２，９−３に対する特性的な要求が大幅に緩和されることになる。
【００４６】
（第４の実施形態）
図６は、本発明の第４の実施形態に係る光クロスコネクト装置の構成を示す図である。本実施形態では、第２の光分波器９−１，９−２，９−３の自由スぺクトル間隔に第２、第３の実施形態のような特別な条件はなく、代わって第１の光分波器２−１，２−２により分波される各波長バンド内の波長チャネルの間隔を一定としている。
【００４７】
そして、第２の光分波器９−１，９−２，９−３のうち、第１の光マトリクススイッチ４から出力される光信号が入力される９−１，９−３の入力側に、これらの光分波器９−１，９−３に対して常に特定の波長バンドの光信号が入力されるように光信号の波長変換を行うための波長変換器２１−３，２１−４が挿入されている。
【００４８】
本実施形態では、新たに波長変換器２１−３，２１−４が必要となるが、これらの波長変換器２１−３，２１−４により常に一定の波長バンドの光信号が第２の光分波器９−１，９−３に供給されるので、これらの光分波器９−１，９−３に対する特性的な要求が大幅に緩和されるという利点がある。
【００４９】
（第５の実施形態）
図７は、図６に示した第４の実施形態を変形した本発明の第５の実施形態に係る光クロスコネクト装置の構成を示す図であり、各波長バンド内の波長チャネルの間隔が一定という条件は第４の実施形態と同様である。
【００５０】
本実施形態では、図６において第１の光マトリクススイッチ４の出力側に挿入されていた波長変換器２１−１，２１−２，２１−３，２１−４が除去され、代わって第１の光マトリクススイッチ４の出力側に波長変換器２３−１，２３−２，２３−３が挿入されている。
【００５１】
第１の光分波器２−１，２−２から出力される各波長バンドの光信号がどの出力ポートに出力されるべきかは予め分かっており、これに従って波長変換器２３−１，２３−２ではある波長バンドの光信号が出力ポート７−１，７−２に同時に出力されないように、また目的の出力ポートに接続されている光合波器で合波されるように、さらに第２の光分波器９−１，９−３へ出力される光信号がこれらの光分波器９−１，９−３が分波する特定の波長バンドの光信号に変換されるように波長変換を行う。
【００５２】
また、第２の光合波器１２−１からは常に特定の波長バンドの光信号が出力されるため、これを所望の波長バンドの光信号に変換するための波長変換器２３−３が光合波器１２−１の出力端と第１の光マトリクススイッチ４の入力端との間に挿入されている。
【００５３】
これらの波長変換器２３−１，２３−２，２３−３は、光信号を任意の波長バンドに変換する機能を必要とするため、波長変換器としてはやや複雑なものになるが、必要な個数は図６の場合より一つ少なくなる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では第１の光マトリクススイッチにおいてモード間で転送される光信号の切り替えを波長バンド単位で行い、第２の光マトリクススイッチにおいて光信号の分岐・挿入のための切り替えを波長チャネル単位で行うことにより、光マトリクススイッチに必要なスイッチ要素数を大幅に低減することができる。
【００５５】
従って、本発明によれば波長多重光信号の波長多重数が増大しても、光マトリクススイッチの規模を小さく抑えることが可能であり、大容量の波長多重光信号を自在に切り替える機能を有する小型、低消費電力、低価格および高信頼性の光クロスコネクト装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光クロスコネクト装置の構成を示す図
【図２】本発明の光クロスコネクト装置で扱う光多重信号の構造を示す図
【図３】本発明の第２および第３の実施形態における光多重信号の波長バンドと第２の光分波器の自由空間スペクトル間隔の関係を示す図
【図４】本発明の第２の実施形態に係る光クロスコネクト装置の構成を示す図
【図５】本発明の第３の実施形態に係る光クロスコネクト装置の構成を示す図
【図６】本発明の第４の実施形態に係る光クロスコネクト装置の構成を示す図
【図７】本発明の第５の実施形態に係る光クロスコネクト装置の構成を示す図
【図８】従来の光クロスコネクト装置の構成を示す図
【符号の説明】
１−１，１−２，１−３…入力ポート
２−１，２−２…第１の光分波器
３−１，３−２…波長変換器
４…第１の光マトリクススイッチ
５−１，５−２…波長変換器
６−１，６−２，６−３…第１の光合波器
７−１，７−２，７−３…出力ポート
９−１，９−２…第２の光分波器
１０…第２の光マトリクススイッチ
１１−１，１１−２…波長変換器
１２−１，１２−２…第２の光合波器
１４…ビット誤り率測定器
２１−１，２１−２，２１−３，２１−４…波長変換器
２２−１，２２−２…波長変換器
２３−１，２３−２，２３−３…波長変換器
【発明の属する分野】
本発明は、例えば光ネットワークの各ノードにおいて、波長多重された光信号を切り替えて他のノードや端末等に出力する機能を有する光クロスコネクト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信の分野において、波長多重技術は大容量伝送が期待され、大容量ネットワークの構築に極めて重要な技術となっている。波長多重技術は、複数チャネルの信号を波長を異ならせて多重化して共通の光伝送路で伝送する技術であり、大容量の光クロスコネクト装置への適用も有望視されている。光クロスコネクト装置は、光ネットワークの各ノードに配置され、複数の入力ポートにそれぞれ入力される波長多重光信号の各波長チャネルの光信号を目的の出力ポートから出力するように切り替えたり、さらには光信号の分岐・挿入を行う機能を有する。
【０００３】
図８に、従来の光クロスコネクト装置の一例を示す。入力ポート８１−１，８１−２にはそれぞれ波長多重光信号が入力され、光分波器８２−１，８２−２によって各波長チャネル毎に分波される。分波された各波長チャネルの光信号は波長変換器８３−１，８３−２により波長変換された後、光マトリクススイッチ８４により切り替えられ、光合波器８６−１，８６−２により合波されて出力ポート８７−１，８７−２から出力される。波長変換器８３−１，８３−２では、出力ポート８７−１，８７−２の各一つに同じ波長チャネルの信号が出力されないように波長変換を行う。
【０００４】
このような光クロスコネクト装置において、波長多重光信号の各波長チャネルの光信号がどの出力ポートに出力されるべきかは予め分かっており、これに従って光マトリクススイッチ８４では、各入力端に入力された各波長チャネルの光信号が目的の出力ポートに接続されている光合波器に入力されるように所定の出力端から出力される。この結果、特定の出力ポートに容量以上の情報が集中しない限り、任意の入力ポートへの波長多重信号の任意の波長チャネルの光信号を任意の出力ポートに出力することが可能となる。
【０００５】
また、光マトリクススイッチ８４では、光クロスコネクト装置が設けられる当該ノードで分岐されるべき波長チャネルの光信号が選択され、光合波器８８を経て出力ポート８７−３から出力される。
【０００６】
さらに、もう一つの入力ポート８１−３からは当該ノードで挿入されるべき波長チャネルを含む波長多重光信号が入力され、光分波器８９により波長チャネル毎に分波され、波長変換器９０−２で波長が変換された後、光マトリクススイッチ８４に入力され、挿入されるべき波長チャネルの光信号が選択されて、出力ポート８７−１，８７−２から適宜出力される。
【０００７】
一般に、光マトリクススイッチは２つの入力端に入力される光信号を任意の組み合わせで２つの出力端から出力する２×２スイッチ要素を単位として構成される。２×２スイッチ要素の数は、光マトリクススイッチの入力端子数の２乗に比例する。図８に示した従来の光クロスコネクト装置では、光マトリクススイッチ８４の入力端子数は入力ポート８１−１，８１−２，８１−３にそれぞれ入力される波長多重光信号の波長チャネル数と入力ポート８１−１，８１−２，８１−３の数の積であり、この積が例えば４０を超えると、光マトリクススイッチ８４の実現が実質上困難となる。
【０００８】
例えば、近年の波長多重数は１６波を越え、３２波や６４波といった値が実用化されようとしているが、従来の光クロスコネクト装置では、このような波長多重数に対応できるようにすることは光マトリクススイッチの実現性から難しく、実現できたとしても装置の大型化、消費電力の増大、価格の上昇および信頼性の低下などの問題があり、到底実用に適さない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように従来の光クロスコネクト装置では、扱う波長多重光信号の波長多重数が多くなると、光マトリクススイッチの入力端子数が増えて必要な２×２スイッチ要素の数が膨大なものとなるため、装置の実現が困難になるという問題点があった。
【００１０】
本発明の目的は、扱う波長多重光信号の波長多重数が多くなっても小さな規模で実現でき、小型、低消費電力、低価格および高信頼性の利点を有する光クロスコネクト装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る光クロスコネクト装置では、少なくとも一つの第１入力ポートに入力される波長多重光信号が少なくとも一つの第１の光分波器に入力され、複数の波長チャネルを収容した波長バンド毎に分波される。この第１の光分波器により分波された各波長バンドの光信号は、第１の光マトリクススイッチの複数の第１入力端にそれぞれ入力され、この光マトリクススイッチの複数の第１出力端の各一つからそれぞれ一括して出力される。第１の光マトリクススイッチの任意の複数の第１出力端から出力される各波長バンドの光信号は、第１の光合波器により合波された後、複数の第１出力ポートより出力される。
【００１２】
一方、光クロスコネクト装置が設けられる当該ノードからの波長チャネル単位の光信号の分岐、および当該ノードへの波長チャネル単位の光信号の挿入は、次のようにして行われる。
【００１３】
すなわち、第１の光マトリクススイッチの少なくとも一つの第２出力端から、当該ノードから分岐されるべき波長チャネルを含む波長バンドの光信号が出力され、この波長バンドの光信号は第２の光分波器により波長チャネル毎に分波される。この第２の光分波器により分波された各波長チャネルの光信号は、第２の光マトリクススイッチの複数の第１入力端にそれぞれ入力され、第２の光マトリクススイッチの複数の第１出力端の各一つから第２出力ポートへ出力されることにより、波長チャネル単位の光信号の分岐が行われる。
【００１４】
一方、少なくとも一つの第２入力ポートより当該ノードに挿入されるべき各波長チャネルの光信号が入力され、この波長チャネルの光信号は、第２の光マトリクススイッチの複数の第２入力端にそれぞれ入力され、複数の第２出力端の各一つから出力される。そして、第２の光合波器により第２の光マトリクススイッチの第２出力端から出力される各波長チャネルの光信号が合波されて第１の光マトリクススイッチの少なくとも一つの第２入力端に入力されることにより、波長チャネル単位の光信号の挿入が行われる。
【００１５】
このように本発明の光クロスコネクト装置では、第１の光マトリクススイッチにおいて例えばノード間の転送のための光信号の切り替えを波長バンド単位で行い、第２の光マトリクススイッチにおいて光信号の分岐・挿入のための切り替えを波長チャネル単位で行うことにより、光マトリクススイッチ全体として必要な２×２スイッチ要素の数は格段に低減される。これにより、波長多重光信号の波長多重数が多くなっても光マトリクススイッチの規模は小さく抑えられ、小型、低消費電力、低価格および高信頼性が確保される。
【００１６】
本発明の一つの態様においては、第１の光分波器と第１の光マトリクススイッチの第１入力端との間に、第１の光分波器により分波された各波長バンドの光信号を共通の一つの波長バンドの光信号に波長変換する第１の波長変換器が設けられ、第１の光マトリクススイッチの第１出力端と第１の光合波器の入力端との間に、第１出力端より出力される前記共通の波長バンドの光信号をそれぞれ異なる波長バンドの光信号に波長変換する第２の波長変換器が設けられる。このようにすると、第１の光分波器は入力される光信号の波長バンドが共通であるから、全て同一の構成でよく、設計・製作が容易となる。
【００１７】
本発明の他の態様によれば、第１の光分波器により分波される波長バンドの間隔と第２の光分波器の自由スペクトル間隔とが一致しており、さらに第１の光マトリクススイッチの第１出力端と第１の光合波器の入力端との間、または第１の光分波器の出力端と第１の光マトリクススイッチの前記第１入力端との間に、第１の光合波器が入力の光信号を合波できるようにするための波長変換を行う波長変換器が設けられる。このような構成にすると、第２の光分波器では各波長バンドの光信号から同じ条件で波長チャネル単位の分波を行うことができるので、第１の光マトリクススイッチの入力側に第１の光分波器で分波された各波長バンドの光信号を共通の波長バンドに変換するための波長変換器を設ける必要がなくなり、光クロスコネクト装置全体の規模はさらに小さくなる。
【００１８】
本発明の別の態様においては、波長バンド内の波長チャネルの間隔は一定とされ、さらに第１の光マトリクススイッチの第２出力端と第２の光分波器の入力端との間、または第２の光合波器の出力端と第１光マトリクススイッチの第２入力端との間に、第２の光分波器に常に特定の波長バンドの光信号が入力されるようにするための波長変換を行う波長変換器が設けられる。このように構成すると、第２の光分波器に対して光分波器の特性が良好な特定の波長バンドの光信号が入力されるように波長変換を行うことによって、第２の光分波器に対する特性的な要求が大幅に緩和される。
【００１９】
さらに、本発明においては第１の光マトリクススイッチの任意の少なくとも一つの第３出力端から出力される任意の波長バンドの光信号をＯＡＭ処理部、例えばビット誤り率測定器などに導く構成としてもよい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光クロスコネクト装置の構成を示す図である。複数の第１入力ポート１−１，１−２には、それぞれ波長多重光信号が入力される。これら第１入力ポート１−１，１−２に入力された波長多重光信号は、第１の光分波器２−１，２−２にそれぞれ入力され、各波長バンド毎に分波される。ここで、波長バンドとは図２に示すようにある程度広い波長幅を有する帯域であり、１つの波長バンドの中に複数の波長チャネルを収容している。各波長チャネルには、光変調された１つの光信号が割り当てられている。また、図２に示す例では波長バンドの一つとして光パスの管理・制御を行うためにＳＶバンドが設けられており、このＳＶバンドを光ネットワークの各ノードで共用することにより、ネットワーク全体の管理・制御・運用が可能となっている。
【００２１】
図１に戻って説明を続けると、第１の光分波器２−１，２−２から出力される各波長バンドの光信号は、第１の波長変換器３−１，３−２によりそれぞれ一括に波長変換され、特定の共通の波長バンドの光信号に変換された後、第１の光マトリクススイッチ４の複数の第１入力端に入力される。第１の光マトリクススイッチ４では、第１入力端にそれぞれ入力される波長変換器３−１，３−２からの共通の波長バンドの光信号を波長バンド単位で切り替えて、複数の第１出力端よりそれぞれ出力する。
【００２２】
こうして第１の光マトリクススイッチ４の第１出力端よりそれぞれ出力される共通の波長バンドの光信号は、第２の波長変換器５−１，５−２により、第１の光合波器６−１，６−２で合波できるようなそれぞれ異なる波長バンドの光信号に変換された後、光合波器６−１，６−２に入力される。光合波器６−１，６−２で合波された各波長バンドの光信号は、第１出力ポート７−１，７−２より出力される。
【００２３】
第１入力ポート１−１，１−２には例えば光伝送路を介して他のノードからの波長多重光信号が入力され、また第１出力ポート７−１，７−２より出力される各波長バンドの光信号は、同様に光伝送路を介して他のノードへ転送される。例えば光ネットワークにおいて大都市間を接続する幹線などでは、ノード間の光信号の転送は波長チャネル単位でなく、このように波長バンド単位であっても構わない。
【００２４】
本実施形態の光クロスコネクト装置は、上記のように複数の第１入力ポート１−１，１−２から入力される波長多重光信号を第１出力ポート７−１，７−２より波長バンド単位で出力する機能とは別に、少なくとも一つの所望の波長チャネルの光信号を当該ノード（この光クロスコネクト装置が設けられたノード）から分岐（ｄｒｏｐ）させたり、少なくとも一つの所望の波長チャネルの光信号を当該ノードに挿入（ａｄｄ）する機能を有する。このような分岐・挿入機能を実現するために、本実施形態の光クロスコネクト装置では、少なくとも二つの第２の光分波器９−１，９−１、第２の光マトリクススイッチ１０、第３の波長変換器１１−１，１１−２および少なくとも二つの第２の光合波器１２−１，１２−２が設けられている。
【００２５】
すなわち、当該ノードで分岐されるべき波長チャネルを含む波長バンドの光信号８は、第１の光マトリクススイッチ４の少なくとも一つの第２出力端から出力される。この光信号８は、第２の光分波器９−１により各波長チャネル毎に分波された後、第２の光マトリクススイッチ１０の複数の第１入力端に入力される。第２の光マトリクススイッチ１０では、第１入力端に入力される複数の波長チャネルの光信号から、当該ノードで分岐されるべき波長チャネルの光信号を選択して複数の第１出力端から出力する。
【００２６】
第２の光マトリクススイッチ１０の第１出力端から出力される各波長チャネルの光信号は、第３の波長変換器１１−２により第２の光合波器１２−２で合波できるような波長の光信号に変換された後、光合波器１２−２を経て第２出力ポート７−３から出力される。このようにして、波長チャネル単位の光信号の分岐が行われる。
【００２７】
一方、当該ノードで挿入されるべき波長チャネルを含む波長バンドの光信号は、第２入力ポート１−３より入力され、もう一つの第２の光分波器９−２により各波長チャネル毎に分波された後、第２の光マトリクススイッチ１０の複数の第２入力端に入力される。第２の光マトリクススイッチ１０では、第２入力端に入力される複数の波長チャネルの光信号から、当該ノードで挿入されるべき波長チャネルの光信号を選択して第２出力端から出力する。
【００２８】
第２の光マトリクススイッチ１０の第２出力端から出力される各波長チャネルの光信号は、第３の波長変換器１１−１により第２の合波器１２−１で合波できるような波長の光信号に変換された後、光合波器１２−１を経て第１の光マトリクススイッチ４の少なくとも一つの第２入力端に入力される。このようにして、波長チャネル単位の光信号の挿入が行われる。
【００２９】
さらに、本実施形態の光クロスコネクト装置は、ＯＡＭ（Operation Administration and Maintenance: 運用管理保守）処理機能を有し、このＯＡＭ処理についても波長バンド毎に行うことができる構成となっている。すなわち、第１の光マトリクススイッチ４ではＯＡＭ処理対象の波長バンドの光信号が選択されて第３出力端から出力され、このＯＡＭ処理対象の波長バンドの光信号が光分波器９−３によって各波長チャネル毎に分波された後、ビット誤り率測定器１４に入力され、ビット誤り率が測定される。
【００３０】
ここで、もしＯＡＭ処理対象の波長バンドを運用しながらビット誤り率を測定するのであれば、光マトリクススイッチ４のＯＡＭ処理ポートである第３出力端に接続されているスイッチ要素は、一部の光を分配するような動作点に設定すればよい。また、光分波器９−３へ供給される光信号の電力が小さい場合は、第１の光マトリクススイッチ４と光分波器９−３との間、または光分波器９−３とビット誤り率測定器１４との間に光増幅器を挿入すればよい。
【００３１】
上記のように構成された本実施形態の光クロスコネクト装置では、第１の光マトリクススイッチ４において複数の波長チャネルを束ねた波長バンド単位での切り替えを行い、第２の光マトリクススイッチ１０において光信号の分岐・挿入のための光信号の切り替えを波長チャネル単位で行うことにより、第１の光マトリクススイッチ４の入力端子数は波長チャネル数より格段に少なくて済むようになり、光マトリクススイッチ４の実現が容易となると共に、第２の光マトリクススイッチ１０の規模も小さくて済み、光クロスコネクト装置全体の規模を小さくすることができる。
【００３２】
以下、この効果について具体的に説明する。
今、第１入力ポート１−１，１−２にそれぞれ入力される波長多重光信号の波長バンド数をＭ、１つの波長バンド内の波長チャネル数をＮとすると、波長多重光信号の全波長チャネル数はＭ×Ｎである。ここで、図８に示した従来の光クロスコネクト装置では、入力ポート８１−１，８１−２の数をＬとし、挿入のための入力ポート８１−３の数を１とすれば、光マトリクススイッチ８４には（Ｍ×Ｎ×（Ｌ＋１））2 個の２×２スイッチ要素が必要となる。
【００３３】
これに対して、本実施形態の光クロスコネクト装置では、同じく入力ポート１−１，１−２の数をＬとし、挿入のための入力ポート１−３の数を１とすれば、第１の光マトリクススイッチ４に必要な２×２スイッチ要素の数は（Ｍ×Ｌ）2 個、第２の光マトリクススイッチ１０に必要な２×２スイッチ要素の数は（２×Ｎ）2 個となり、光マトリクススイッチ４，１０に必要な２×２スイッチ要素の合計の数は大幅に低減される。具体的な数値例を挙げると、例えばＭ＝Ｎ＝Ｌ＝８とすれば、図８に示した従来の構成では光マトリクススイッチ８４に（８×８×９）2 ＝３３１，７７６個の２×２スイッチ要素が必要であるのに対し、本実施形態の構成では（８×８）2 ＋（２×８）2 ＝４，３５２個の２×２スイッチ要素で済むことになり、必要な２×２スイッチ要素の数は１／７６にも低減されることになる。
【００３４】
なお、本実施形態は分岐されるべき波長チャネルや挿入されるべき波長チャネルが一つの場合であるが、これらの分岐・挿入されるべき波長チャネルがさらに多く存在するノードでは、必要に応じて第２の光分波器９−１，９−２、第２の光合波器１２−１，１２−２および第３の波長変換器１１−１，１１−２などを増設すればよい。この点は、後述する第２〜第５の実施形態においても同様である。ここで、本実施形態の光クロスコネクト装置では、第１の光マトリクススイッチ４からは共通の波長バンドの光信号が出力されるので、第２の光分波器９−１，９−２を増設する場合でも、全て同一構成の光分波器を用いることができるという利点がある。
【００３５】
また、本実施形態ではそれぞれ複数の第１の光分波器２−１，２−２と第１の光合波器４−１，４−２が設けられているが、規模の小さいノードでは第１の光分波器と第１の光合波器は単数の場合もある得る。このことは、後述する第２〜第５の実施形態においても同様である。
【００３６】
また、本実施形態ではノードから分岐される光信号として第２出力ポート７−３から波長多重信号が出力され、ノードに挿入される光信号として第２入力ポート１−３に波長多重光信号が入力されるとして説明したが、分岐・挿入される光信号は多重化されているとは限らず、第２の光合波器１２−２や第２の光分波器９−２を用いずに、複数のパラレル信号線で分岐・挿入される光信号の伝送を行うようにしてもよい。この点は、後述する第２〜第５の実施形態においても同様である。
【００３７】
さらに、本実施形態においては、第３の波長変換器１１−１，１１−２を第２の光マトリクススイッチ１０の出力端と第２の光合波器１２−１，１２−２の入力端との間に挿入したが、各波長チャネルの光信号がどの出力ポートに出力されるべきかは予め分かっているので、図１中に破線で示すように、第２の光分波器９−１，９−２の出力端と第２の光マトリクススイッチ１０の入力端との間に第３の波長変換器１５−１，１５−２を挿入してもよい。この点も、後述する第２〜第５の実施形態においても同様である。
【００３８】
（第２の実施形態）
次に、図３および図４を用いて本発明の第２の実施形態を説明する。図３は本実施形態の原理を説明するための図であり、図４は本実施形態に係る光クロスコネクト装置の構成を示す図である。図１と同一部分に同一の参照符号を付して第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
【００３９】
本実施形態では、図３（ａ）に示す第１の光分波器２一１，２−２によって分波される波長バンドの間隔と図３（ｂ）に示す第２の光分波器９−１，９−２，９−３の自由スペクトル間隔ＦＳＲを一致させた点、および図１における第１の光分波器２−１，２−２の出力端と第１の光マトリクススイッチ４の第１入力端との間に設けられた第１の波長変換器３−１，３−２が除去されている点が第１の実施形態と異なっている。
【００４０】
一般に、光分波器は一つの出力端から唯一つの波長の光信号を出力するのではなく、図３（ｂ）に示すように一定間隔ずつ離れた複数の波長の光信号を出力する特性を持っている。この間隔を自由スペクトル間隔ＦＳＲという。本実施形態のように、第１の光分波器２一１，２−２によって分波される波長バンドの間隔を第２の光分波器９−１，９−２，９−３の自由スペクトル間隔ＦＳＲに等しく設定すると、第２の光分波器９−１，９−２，９−３は各波長バンドの光信号から同じ条件で波長チャネル単位の分波を行うことができるので、図１で必要であった第１の光マトリクススイッチ４の入力側の波長変換器３−１，３−２を省略することができる。従って、本実施形態によると波長変換器３−１，３−２を省略できる分だけ光クロスコネクト装置全体の規模がさらに小さくなり、小型化、低価格化、低消費電力化に一層有利となる。
【００４１】
第１の光マトリクススイッチ４の第１出力端よりそれぞれ出力される波長バンドの光信号は、図１における波長変換器５−１，５−２と同様に、波長変換器２１−１，２１−２により第１の光合波器４−１，４−２で合波できるような波長バンドの光信号に変換された後、光合波器４−１，４−２に入力される。なお、本実施形態では第１の光分波器２−１，２−２により分波される各波長バンドの光信号は、第１の実施形態のように波長変換器３−１，３−２によって同一の波長バンドに変換されないため、第１の光マトリクススイッチ４の出力側に設けられる波長変換器２１−１，２１−２は、図１における共通の波長バンドの光信号が入力される波長変換器５−１，５−２とはその機能が若干異なる。
【００４２】
（第３の実施形態）
図５は、図４に示した第２の実施形態を変形した本発明の第３の実施形態に係る光クロスコネクト装置の構成を示している。本実施形態においても、第２の実施形態と同様に、第１の光分波器２一１，２−２によって分波される波長バンドの間隔と、第２の光分波器９−１，９−２，９−３の自由スペクトル間隔ＦＳＲとを一致させている。
【００４３】
そして、本実施形態では図４中の第１の光マトリクススイッチ４の出力側に挿入された波長変換器２１−１，２１−２が除去され、代わりに第１の光マトリクススイッチ４の入力側に波長変換器２２−１，２２−２が挿入されている。第１の光分波器２−１，２−２から出力される各波長バンドの光信号がどの出力ポートに出力されるべきかは予め分かっており、これに従って波長変換器２２−１，２２−２ではある波長バンドの光信号が複数の出力ポート７−１，７−２から同時に出力されないように、また目的の出力ポートに接続された光合波器で合波されるように波長変換を行う。
【００４４】
波長変換器２２−１，２２−２は、入力された光信号を任意の波長バンドに変換する機能を必要とするため、波長変換器としてはやや複雑なものになるが、第２の光分波器９−１，９−３に対してはそれぞれある特定の波長バンドの光信号のみを供給することができので、第２の光分波器９−１，９−３に対する特性的な要求は大幅に緩和される。
【００４５】
すなわち、第１の光分波器２−１，２−２により分波される波長バンドの間隔を第２の光分波器９−１，９−３の自由スペクトル間隔と一致させたとしても、光分波器は通常、特定の波長バンドの光信号に対してクロストーク特性や光損失特性が最も良くなるように設計されており、この特定の波長バンドから入力の光信号が外れるに従い特性が劣化する傾向にある。従って、本実施形態に基づいて第２の光分波器９−１，９−２，９−３に光分波器の特性が良好な波長バンドの信号のみが入力されるようにすると、第２の光分波器９−１，９−２，９−３に対する特性的な要求が大幅に緩和されることになる。
【００４６】
（第４の実施形態）
図６は、本発明の第４の実施形態に係る光クロスコネクト装置の構成を示す図である。本実施形態では、第２の光分波器９−１，９−２，９−３の自由スぺクトル間隔に第２、第３の実施形態のような特別な条件はなく、代わって第１の光分波器２−１，２−２により分波される各波長バンド内の波長チャネルの間隔を一定としている。
【００４７】
そして、第２の光分波器９−１，９−２，９−３のうち、第１の光マトリクススイッチ４から出力される光信号が入力される９−１，９−３の入力側に、これらの光分波器９−１，９−３に対して常に特定の波長バンドの光信号が入力されるように光信号の波長変換を行うための波長変換器２１−３，２１−４が挿入されている。
【００４８】
本実施形態では、新たに波長変換器２１−３，２１−４が必要となるが、これらの波長変換器２１−３，２１−４により常に一定の波長バンドの光信号が第２の光分波器９−１，９−３に供給されるので、これらの光分波器９−１，９−３に対する特性的な要求が大幅に緩和されるという利点がある。
【００４９】
（第５の実施形態）
図７は、図６に示した第４の実施形態を変形した本発明の第５の実施形態に係る光クロスコネクト装置の構成を示す図であり、各波長バンド内の波長チャネルの間隔が一定という条件は第４の実施形態と同様である。
【００５０】
本実施形態では、図６において第１の光マトリクススイッチ４の出力側に挿入されていた波長変換器２１−１，２１−２，２１−３，２１−４が除去され、代わって第１の光マトリクススイッチ４の出力側に波長変換器２３−１，２３−２，２３−３が挿入されている。
【００５１】
第１の光分波器２−１，２−２から出力される各波長バンドの光信号がどの出力ポートに出力されるべきかは予め分かっており、これに従って波長変換器２３−１，２３−２ではある波長バンドの光信号が出力ポート７−１，７−２に同時に出力されないように、また目的の出力ポートに接続されている光合波器で合波されるように、さらに第２の光分波器９−１，９−３へ出力される光信号がこれらの光分波器９−１，９−３が分波する特定の波長バンドの光信号に変換されるように波長変換を行う。
【００５２】
また、第２の光合波器１２−１からは常に特定の波長バンドの光信号が出力されるため、これを所望の波長バンドの光信号に変換するための波長変換器２３−３が光合波器１２−１の出力端と第１の光マトリクススイッチ４の入力端との間に挿入されている。
【００５３】
これらの波長変換器２３−１，２３−２，２３−３は、光信号を任意の波長バンドに変換する機能を必要とするため、波長変換器としてはやや複雑なものになるが、必要な個数は図６の場合より一つ少なくなる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では第１の光マトリクススイッチにおいてモード間で転送される光信号の切り替えを波長バンド単位で行い、第２の光マトリクススイッチにおいて光信号の分岐・挿入のための切り替えを波長チャネル単位で行うことにより、光マトリクススイッチに必要なスイッチ要素数を大幅に低減することができる。
【００５５】
従って、本発明によれば波長多重光信号の波長多重数が増大しても、光マトリクススイッチの規模を小さく抑えることが可能であり、大容量の波長多重光信号を自在に切り替える機能を有する小型、低消費電力、低価格および高信頼性の光クロスコネクト装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光クロスコネクト装置の構成を示す図
【図２】本発明の光クロスコネクト装置で扱う光多重信号の構造を示す図
【図３】本発明の第２および第３の実施形態における光多重信号の波長バンドと第２の光分波器の自由空間スペクトル間隔の関係を示す図
【図４】本発明の第２の実施形態に係る光クロスコネクト装置の構成を示す図
【図５】本発明の第３の実施形態に係る光クロスコネクト装置の構成を示す図
【図６】本発明の第４の実施形態に係る光クロスコネクト装置の構成を示す図
【図７】本発明の第５の実施形態に係る光クロスコネクト装置の構成を示す図
【図８】従来の光クロスコネクト装置の構成を示す図
【符号の説明】
１−１，１−２，１−３…入力ポート
２−１，２−２…第１の光分波器
３−１，３−２…波長変換器
４…第１の光マトリクススイッチ
５−１，５−２…波長変換器
６−１，６−２，６−３…第１の光合波器
７−１，７−２，７−３…出力ポート
９−１，９−２…第２の光分波器
１０…第２の光マトリクススイッチ
１１−１，１１−２…波長変換器
１２−１，１２−２…第２の光合波器
１４…ビット誤り率測定器
２１−１，２１−２，２１−３，２１−４…波長変換器
２２−１，２２−２…波長変換器
２３−１，２３−２，２３−３…波長変換器
Claims (6)
- 第１入力ポートに入力される波長多重光信号を複数の波長チャネルを収容した波長バンド毎に分波する第１の光分波器と、
前記第１の光分波器により分波された各波長バンドの光信号を共通の一つの波長バンドの光信号に波長変換する第１の波長変換器と、
前記第１の波長変換器により波長変換された各波長バンドの光信号を複数の第１入力端でそれぞれ受け、複数の第１出力端から出力する第１の光マトリクススイッチと、
前記第１の光マトリクススイッチの前記第１出力端より出力される前記共通の波長バンドの光信号をそれぞれ異なる波長バンドの光信号に波長変換する第２の波長変換器と、
前記第２の波長変換器により波長変換された各波長バンドの光信号を合波して第１出力ポートへ出力する第１の光合波器と、
前記第１の光マトリクススイッチの少なくとも一つの第２出力端から出力される分岐されるべき波長チャネルを含む波長バンドの光信号を波長チャネル毎に分波する第２の光分波器と、
前記第２の光分波器により分波された波長バンドの各波長チャネルの光信号を複数の第１入力端でそれぞれ受けて複数の第１出力端の各一つから第２出力ポートへ出力し、挿入されるべき各波長チャネルの光信号を複数の第２入力端で受けて複数の第２出力端の各一つから出力する第２の光マトリクススイッチと、
前記第２の光マトリクススイッチの第２出力端から出力される各波長チャネルの光信号を合波して前記第１の光マトリクススイッチの少なくとも一つの第２入力端に入力する第２の光合波器とを具備することを特徴とする光クロスコネクト装置。 - 第１入力ポートに入力される波長多重光信号を複数の波長チャネルを収容した波長バンド毎に分波する第１の光分波器と、
前記第１の光分波器により分波された各波長バンドの光信号を複数の第１入力端でそれぞれ受け、複数の第１出力端から出力する第１の光マトリクススイッチと、
前記第１の光マトリクススイッチの前記第１出力端より出力される各波長バンドの光信号を波長変換する波長変換器と、
前記波長変換器により波長変換された各波長バンドの光信号を合波して第１出力ポートへ出力する第１の光合波器と、
前記第１の光マトリクススイッチの少なくとも一つの第２出力端から出力される分岐されるべき波長チャネルを含む波長バンドの光信号を波長チャネル毎に分波する第２の光分波器と、
前記第２の光分波器により分波された波長バンドの各波長チャネルの光信号を複数の第１入力端でそれぞれ受けて複数の第１出力端の各一つから第２出力ポートへ出力し、挿入されるべき各波長チャネルの光信号を複数の第２入力端で受けて複数の第２出力端の各一つから出力する第２の光マトリクススイッチと、
前記第２の光マトリクススイッチの第２出力端から出力される各波長チャネルの光信号を合波して前記第１の光マトリクススイッチの少なくとも一つの第２入力端に入力する第２の光合波器とを具備し、
前記第１の光分波器により分波される波長バンドの間隔と前記第２の光分波器により分波される光信号の自由スペクトル間隔とを一致させ、さらに前記波長変換器は前記第１の光合波器が入力の光信号を合波できるようにするための波長変換を行うことを特徴とする光クロスコネクト装置。 - 第１入力ポートに入力される波長多重光信号を複数の波長チャネルを収容した波長バンド毎に分波する第１の光分波器と、
前記第１の光分波器により分波された各波長バンドの光信号を波長変換する波長変換器と、
前記波長変換器により波長変換された各波長バンドの光信号を複数の第１入力端でそれぞれ受け、複数の第１出力端から出力する第１の光マトリクススイッチと、
前記第１の光マトリクススイッチの前記第１出力端より出力される各波長バンドの光信号を合波して第１出力ポートへ出力する第１の光合波器と、
前記第１の光マトリクススイッチの少なくとも一つの第２出力端から出力される分岐されるべき波長チャネルを含む波長バンドの光信号を波長チャネル毎に分波する第２の光分波器と、
前記第２の光分波器により分波された波長バンドの各波長チャネルの光信号を複数の第１入力端でそれぞれ受けて複数の第１出力端の各一つから第２出力ポートへ出力し、挿入されるべき各波長チャネルの光信号を複数の第２入力端で受けて複数の第２出力端の各一つから出力する第２の光マトリクススイッチと、
前記第２の光マトリクススイッチの第２出力端から出力される各波長チャネルの光信号を合波して前記第１の光マトリクススイッチの少なくとも一つの第２入力端に入力する第２の光合波器とを具備し、
前記第１の光分波器により分波される波長バンドの間隔と前記第２の光分波器により分波される光信号の自由スペクトル間隔とを一致させ、さらに前記波長変換器は前記第１の光合波器が入力の光信号を合波できるようにするための波長変換を行うことを特徴とする光クロスコネクト装置。 - 第１入力ポートに入力される波長多重光信号を複数の波長チャネルを収容した波長バンド毎に分波する第１の光分波器と、
前記第１の光分波器により分波された各波長バンドの光信号を複数の第１入力端でそれぞれ受け、複数の第１出力端から出力する第１の光マトリクススイッチと、
前記第１の光マトリクススイッチの前記第１出力端より出力される各波長バンドの光信号を波長変換する波長変換器と、
前記波長変換器により波長変換された各波長バンドの光信号を合波して第１出力ポートへ出力する第１の光合波器と、
前記第１の光マトリクススイッチの少なくとも一つの第２出力端から出力される分岐されるべき波長チャネルを含む波長バンドの光信号を波長チャネル毎に分波する第２の光分波器と、
前記第２の光分波器により分波された波長バンドの各波長チャネルの光信号を複数の第１入力端でそれぞれ受けて複数の第１出力端の各一つから第２出力ポートへ出力し、挿入されるべき各波長チャネルの光信号を複数の第２入力端で受けて複数の第２出力端の各一つから出力する第２の光マトリクススイッチと、
前記第２の光マトリクススイッチの第２出力端から出力される各波長チャネルの光信号を合波して前記第１の光マトリクススイッチの少なくとも一つの第２入力端に入力する第２の光合波器とを具備し、
前記波長バンド内の波長チャネルの間隔を一定とし、さらに前記波長変換器は前記第２の光分波器に常に特定の波長バンドの光信号が入力されるようにするための波長変換を行うことを特徴とする光クロスコネクト装置。 - 第１入力ポートに入力される波長多重光信号を複数の波長チャネルを収容した波長バンド毎に分波する第１の光分波器と、
前記第１の光分波器により分波された各波長バンドの光信号を波長変換する波長変換器と、
前記波長変換器により波長変換された各波長バンドの光信号を複数の第１入力端でそれぞれ受け、複数の第１出力端から出力する第１の光マトリクススイッチと、
前記第１の光マトリクススイッチの前記第１出力端より出力される各波長バンドの光信号を合波して第１出力ポートへ出力する第１の光合波器と、
前記第１の光マトリクススイッチの少なくとも一つの第２出力端から出力される分岐さ れるべき波長チャネルを含む波長バンドの光信号を波長チャネル毎に分波する第２の光分波器と、
前記第２の光分波器により分波された波長バンドの各波長チャネルの光信号を複数の第１入力端でそれぞれ受けて複数の第１出力端の各一つから第２出力ポートへ出力し、挿入されるべき各波長チャネルの光信号を複数の第２入力端で受けて複数の第２出力端の各一つから出力する第２の光マトリクススイッチと、
前記第２の光マトリクススイッチの第２出力端から出力される各波長チャネルの光信号を合波して前記第１の光マトリクススイッチの少なくとも一つの第２入力端に入力する第２の光合波器とを具備し、
前記波長バンド内の波長チャネルの間隔を一定とし、さらに前記波長変換器は前記第２の光分波器に常に特定の波長バンドの光信号が入力されるようにするための波長変換を行うことを特徴とする光クロスコネクト装置。 - 前記第１の光マトリクススイッチの任意の少なくとも一つの第３出力端から出力される任意の波長バンドの光信号をＯＡＭ処理部に導く構成としたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の光クロスコネクト装置。
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