JP3792454B2

JP3792454B2 - Optical circuit for optical path arrangement

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Publication number: JP3792454B2
Application number: JP27751699A
Authority: JP
Inventors: 俊哉佐藤; 常雄堀口
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1999-09-29
Filing date: 1999-09-29
Publication date: 2006-07-05
Anticipated expiration: 2019-09-29
Also published as: JP2001100260A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信用光回路に有効な光パス・アレンジ用光回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、広く知られている光クロスコネクト回路および光アド・ドロップ回路の構成例をそれぞれ図１０および図１１に示す。
【０００３】
両図において、１−１，１−２，１−３，１−４は光増幅器を、２−１，２−２，２−３，２−４は光波長合分波部を、３−ｊ（ｊ＝１，２，…，ｎ）は２入力２出力クロス・バー動作光スイッチ回路を示す。
【０００４】
光増幅器１−１，１−２，１−３，１−４は、光伝送路の損失の補償、並びに光クロスコネクト回路、光アド・ドロップ回路自体の光増幅器を除く部分の損失の補償のため用いられる。
【０００５】
光増幅器の構成は、図１２に示すように、一般の光伝送路上にコネクタ接続箇所等の光信号の反射点が存在するためこれら反射点からの反射光を遮断し安定して光増幅を行うために、光増幅部１−ｉ−１の前後に所望の光伝送方向のみに信号光の伝搬を制限する光アイソレータ１−ｉ−２−１，１−ｉ−２−２が配置されている構成となっており、このため波長多重光信号を光増幅する場合にもその伝搬方向は全て同一方向に制限されている。
【０００６】
光増幅器の構成要素である光増幅部としては、一般に、図１３（ａ）に示す励起用半導体レーザーによる双方向励起、図１３（ｂ）に示す前方励起、図１３（ｃ）に示す後方励起の希土類添加光ファイバ、或いは図１３（ｄ）に示す半導体型の光増幅部が用いられている。
【０００７】
前記希土類添加光ファイバのホストには、通常の石英系ガラスが、増幅波長帯域を拡大する目的でＺｒ系フッ化物ガラス、およびテルライド系ガラスが、用いられる。
【０００８】
また、添加希土類としては、１．５×１０^-6ｍ帯用にＥｒ³⁺が、１．３×１０^-6ｍにＰｒ³⁺が用いられている。（山田他、１９９５秋季信学会論文集Ｃ−２１６，Ａ．Ｍｏｒｉ，ｅｔａＩ．，ＯＦＣ’９７，ＰＤＰ１）
次に図１０に示す光クロスコネクト回路の動作について説明する。
【０００９】
外部入力ポート０−１，０−３から入力された波長多重信号光は、それぞれ光増幅器１−１，１−３で光増幅された後光波長合分波部２−１，２−３で各波長チャンネルの信号光毎に分波される。
【００１０】
波長チャンネル毎に分波された信号光はそれぞれ同じ波長チャンネルに対応する信号光のペア毎に互いに異なる２入力２出力クロス・バー動作光スイッチ回路３−ｊに入力されそれぞれ個別にクロス・バーの出力ポートの切り替え選択が行われ出力される。
【００１１】
出力された信号光は、それぞれ波長チャンネルに重複が生じないような２つの信号光の集まり毎に光波長合分波部２−２，２−４で合波され、後段の光増幅器１−２，１−４で光増幅された後、外部出力ポート０−２，０−４から出力される。
【００１２】
以上の様な動作により、光伝送路の損失補償と２つの波長多重信号光の波長チャンネルの組み替え、すなわち光クロスコネクトが実現される。
【００１３】
次に図１１に示す光アド・ドロップ回路の動作について説明する。
【００１４】
外部入力ポート０−１から入力された波長多重信号光は、光増幅器１−１で光増幅された後光波長合分波部２−１で各波長チャンネルの信号光毎に分波される。
【００１５】
波長チャンネル毎に分波された信号光と、各波長チャンネル毎に用意された外部入力ポート０−３−ｊ，（ｊ＝１，２，…，ｎ）から入力されるアド（ＡＤＤ）入力信号光は、それぞれ同じ波長チャンネルに対応する信号光のペア毎に互いに異なる２入力２出力クロス・バー動作光スイッチ回路３−ｊに入力されそれぞれ個別にクロス・バーの出力ポートの切り替え選択が行われ出力される。
【００１６】
出力された信号光は、それぞれ波長チャンネルに重複が生じないような２つの信号光の集まり毎に一方を光波長合分波部２−２で合波し、他方を各波長チャンネル毎に用意された外部出力ポート０−４−ｊ，（ｊ＝１，２，…，ｎ）からドロップ（ＤＲＯＰ）出力信号光として出力する。
【００１７】
波長合分波部２−２で合波した波長多重信号光は、後段の光増幅器１−２で光増幅された後、外部出力ポート０−２から出力される。
【００１８】
上述した光アド・ドロップ回路の動作により、光伝送路の損失補償と波長多重信号光の波長チャンネル毎の信号光のアド・ドロップが実現される。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述した従来の光クロスコネクト回路および光アド・ドロップ回路は、光伝送路及び光回路自体の損失を補償するために片方向光増幅器を用いているため波長多重信号光の伝搬方向に関しては全てあらかじめ決めた、ある同じ方向に固定となってしまい、その結果クロス・バー型の経路の二つの状態の切り替えのみに機能が制限されてしまうという問題がある。
【００２０】
本発明は上記に鑑みてなされたもので、光ファイバ中をそれぞれの波長チャンネル毎に上り下り方向に関して任意の伝搬方向に伝搬し、かつそれぞれの波長チャンネル毎に必要に応じて各々の伝搬方向を上りから下りに或いは下りから上りに切り替えるといった動的な変化を伴う二つのストリームに属する波長多重信号光をその時々に応じて信号光の伝搬方向へのアイソレーションを確保しつつ、光増幅し、さらに多数の光伝搬増幅状態を実現する光パス・アレンジ用光回路を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の本発明は、４つの外部光入出力ポートと２つの外部光信号アドポートと２つの外部光信号ドロップポートとを有する光パス・アレンジ用光回路であって、前記外部光入出力ポートと接続される入出力ポートと入力ポートと出力ポートとをそれぞれ有する４つの光サーキュレータと、これら光サーキュレータの出力ポートからの信号光を入力し増幅する４つの片方向光増幅手段と、これら４つの片方向光増幅手段からの出力光および前記２つの外部信号アドポートからの信号光の、前記光サーキュレータの入力ポートおよび２つの外部光信号ドロップポートへの出力を制御する光制御手段とを有し、前記光制御手段は、前記２つの外部光信号アドポートと４つの片方向光増幅手段の出力側と接続される第１の光波長合分波回路と、前記２つの外部光信号ドロップポートと４つの光サーキュレータの入力ポートと接続される第２の光波長合分波回路と、これら２つの光波長合分波回路の間に設けられる複数の光クロスコネクトアドドロップスイッチとからなり、前記光クロスコネクトアドドロップスイッチの少なくとも１つは、第１、第２、第３、第４の４つの２×１透過結合ポート選択光スイッチと第１、第２、第３の３つの２入力２出力クロスバー動作光スイッチによって構成され、前記第１の光波長合分波回路からの４つの出力が、第１、第２の２×１透過結合ポート選択光スイッチの各々２つの入力のいずれかに接続され、第１、第２の２×１透過結合ポート選択光スイッチの各々１つの出力が、第１の２入力２出力クロスバー動作光スイッチの２つの入力に接続され、第１の２入力２出力クロスバー動作光スイッチの第１の出力と第１の前記外部光信号アドポートが第２の２入力２出力クロスバー動作光スイッチの入力に接続され、第２の２入力２出力クロスバー動作光スイッチの第１の出力が第１の前記外部光信号ドロップポートに接続されるとともに第２の出力が第３の２×１透過結合ポート選択光スイッチの入力に接続され、第１の２入力２出力クロスバー動作光スイッチの第２の出力と第２の前記外部光信号アドポートが第３の２入力２出力クロスバー動作光スイッチの入力に接続され、第３の２入力２出力クロスバー動作光スイッチの第１の出力が第２の前記外部光信号ドロップポートに接続されるとともに第２の出力が第４の２×１透過結合ポート選択光スイッチの入力に接続され、第３、第４の２×１透過結合ポート選択光スイッチからの各々２つの出力が、前記第２の光波長合分波回路のいずれかの入力に接続されていることを要旨とする。
請求項１記載の本発明にあっては、例えば波長多重信号光をそれぞれの波長チャンネル毎に上り下り方向に関して、任意の入出力ポートに動的に伝搬することができる。
請求項２記載の本発明は、４つの外部光入出力ポートと２つの外部光信号アドポートと２つの外部光信号ドロップポートとを有する光パス・アレンジ用光回路であって、前記外部光入出力ポートと接続される入出力ポートと入力ポートと出力ポートとをそれぞれ有する４つの光サーキュレータと、これら光サーキュレータの出力ポートからの信号光を入力し増幅する４つの片方向光増幅手段と、これら４つの片方向光増幅手段からの出力光および前記２つの外部信号アドポートからの信号光の、前記光サーキュレータの入力ポートおよび２つの外部光信号ドロップポートへの出力を制御する光制御手段とを有し、前記光制御手段は、前記２つの外部光信号アドポートと４つの片方向光増幅手段の出力側と接続される第１の光波長合分波回路と、前記２つの外部光信号ドロップポートと４つの光サーキュレータの入力ポートと接続される第２の光波長合分波回路と、これら２つの光波長合分波回路の間に設けられる複数の光クロスコネクトアドドロップスイッチとからなり、前記光クロスコネクトアドドロップスイッチの少なくとも１つは、第１、第２、第３、第４の４つの２×１透過結合ポート選択光スイッチと第１、第２、第３の３つの２入力２出力クロスバー動作光スイッチによって構成され、前記第１の光波長合分波回路からの４つの出力が、第１、第２の２×１透過結合ポート選択光スイッチの各々２つの入力のいずれかに接続され、第１の２×１透過結合ポート選択光スイッチの出力と第１の前記外部光信号アドポートが、第１の２入力２出力クロスバー動作光スイッチの入力に接続され、第２の２×１透過結合ポート選択光スイッチの出力と第２の前記外部光信号アドポートが、第２の２入力２出力クロスバー動作光スイッチの入力に接続され、第１の２入力２出力クロスバー動作光スイッチの第１の出力が第１の前記外部光信号ドロップポートに接続されるとともに第２の出力が第３の２入力２出力クロスバー動作光スイッチの第１の入力に接続され、第２の２入力２出力クロスバー動作光スイッチの第１の出力が第２の前記外部光信号ドロップポートに接続されるとともに第２の出力が第３の２入力２出力クロスバー動作光スイッチの第２の入力に接続され、第３の２入力２出力クロスバー動作光スイッチの第１の出力が第３の２×１透過結合ポート選択光スイッチの入力に接続され、第２の出力が第４の２×１透過結合ポート選択光スイッチの入力に接続され、第３、第４の４つの２×１透過結合ポート選択光スイッチからの各々２つの出力が、前記第２の光波長合分波回路のいずれかの入力に接続されていることを要旨とする。
【００２２】
請求項３記載の本発明は、４つの外部光入出力ポートと２つの外部光信号アドポートと２つの外部光信号ドロップポートとを有する光パス・アレンジ用光回路であって、前記外部光入出力ポートと接続される入出力ポートと入力ポートと出力ポートとをそれぞれ有する４つの光サーキュレータと、これら光サーキュレータの出力ポートからの信号光を入力し増幅する４つの片方向光増幅手段と、これら４つの片方向光増幅手段からの出力光および前記２つの外部信号アドポートからの信号光の、前記光サーキュレータの入力ポートおよび２つの外部光信号ドロップポートへの出力を制御する光制御手段とを有し、前記光制御手段は、前記２つの外部光信号アドポートと４つの片方向光増幅手段の出力側と接続される第１の光波長合分波回路と、前記２つの外部光信号ドロップポートと４つの光サーキュレータの入力ポートと接続される第２の光波長合分波回路と、これら２つの光波長合分波回路の間に設けられる複数の光クロスコネクトアドドロップスイッチとからなり、前記光クロスコネクトアドドロップスイッチの少なくとも１つは、第１、第２、第３、第４の４つの２×１透過結合ポート選択光スイッチと第１、第２、第３、第４、第５、第６の６つの２入力２出力クロスバー動作光スイッチによって構成され、前記第１の光波長合分波回路からの４つの出力が、第１、第２の２入力２出力クロスバー動作光スイッチの各々２つの入力のいずれかに接続され、第１の２入力２出力クロスバー動作光スイッチの第１の出力と第２の２入力２出力クロスバー動作光スイッチの第１の出力が第１の２×１透過結合ポート選択光スイッチの入力に接続され、第１の２入力２出力クロスバー動作光スイッチの第２の出力と第２の２入力２出力クロスバー動作光スイッチの第２の出力が第２の２×１透過結合ポート選択光スイッチの入力に接続され、第１の２×１透過結合ポート選択光スイッチの出力と第１の前記外部光信号アドポートが、第３の２入力２出力クロスバー動作光スイッチの入力に接続され、第２の２×１透過結合ポート選択光スイッチの出力と第２の前記外部光信号アドポートが、第４の２入力２出力クロスバー動作光スイッチの入力に接続され、第３の２入力２出力クロスバー動作光スイッチの第１の出力が第１の前記外部光信号ドロップポートに接続されるとともに第２の出力が第３の２×１透過結合ポート選択光スイッチの入力に接続され、第４の２入力２出力クロスバー動作光スイッチの第１の出力が第２の前記外部光信号ドロップポートに接続されるとともに第２の出力が第４の２×１透過結合ポート選択光スイッチの入力に接続され、第３の２×１透過結合ポート選択光スイッチの第１の出力と第４の２×１透過結合ポート選択光スイッチの第１の出力が第５の２入力２出力クロスバー動作光スイッチの入力に接続され、第３の２×１透過結合ポート選択光スイッチの第２の出力と第４の２×１透過結合ポート選択光スイッチの第２の出力が第６の２入力２出力クロスバー動作光スイッチの入力に接続され、第５、第６の２入力２出力クロスバー動作光スイッチからの各々２つの出力が、前記第２の光波長合分波回路のいずれかの入力に接続されていることを要旨とする。
請求項４記載の本発明は、前記光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路（Ｓ１−ｊ）が、１又は複数のＰＬＣ基板上に作成され、２つの光入力ポートＣＳ−ｋ−Ｉ−１，ＣＳ−ｋ−Ｉ−２と光出力ポートＣＳ−ｋ−Ｏ−１，ＣＳ−ｋ−Ｏ−２をもちＣＳ−ｋ−Ｉ−１とＣＳ−ｋ−Ｏ−１間及びＣＳ−ｋ−Ｉ−２とＣＳ−ｋ−Ｏ−２間で信号光を透過させかつ、ＣＳ−ｋ−Ｉ−１とＣＳ−ｋ−Ｏ−１間及びＣＳ−ｋ−Ｉ−２とＣＳ−ｋ−Ｏ−２間を除く全ての光入出力ポート間で信号光を遮蔽するかまたは、ＣＳ−ｋ−Ｉ−１とＣＳ−ｋ−Ｏ−２間及びＣＳ−ｋ−Ｉ−２とＣＳ−ｋ−Ｏ−１間で信号光を透過させかつ、ＣＳ−ｋ−Ｉ−１とＣＳ−ｋ−Ｏ−２間及びＣＳ−ｋ−Ｉ−２とＣＳ−ｋ−Ｏ−１間を除く全ての光入出力ポート間で信号光を遮蔽するかを任意に選択する事が制御できる３つの２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−ｋ（ｋ＝１，２，３）と２つの分波側光入出力ポートＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｌ−１，ＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｌ−２，並びに１つの合波側光入出力ポートＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｒ−１をもちＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｌ−１とＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｒ−１間で信号光を透過させかつ、ＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｌ−１とＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｒ−１間を除く全ての光入出力ポート間で信号光を遮蔽するかまたは、ＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｌ−２とＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｒ−１間で信号光を透過させかつ、ＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｌ−２とＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｒ−１間を除く全ての光入出力ポート間で信号光を遮蔽するかを任意に選択する事が制御できる４つの２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）とをもち、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ１−ｊの光入力ポートＳ−ｊ−ＡＤＤ−１と何れかの２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−１の何れかの光入出力ポートＣＳ−１−Ｉ−１とを結ぶ光導波路と、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ１−ｊの光出力ポートＳ−ｊ−ＤＲＯＰ−１と前記光入出力ポートＣＳ−１−Ｉ−１に対してバー側の光入出力ポートＣＳ−１−Ｏ−１とを結ぶ光導波路と、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ１−ｊの光入力ポートＳ−ｊ−ＡＤＤ−２とＣＳ−１を除く何れかの２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−２の何れかの光入出力ポートＣＳ−２−Ｉ−２とを結ぶ光導波路と、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ１−ｊの光出力ポートＳ−ｊ−ＤＲＯＰ−２と前記光入出力ポートＣＳ−２−Ｉ−２に対してバー側の光入出力ポートＣＳ−２−Ｏ−２とを結ぶ光導波路と、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ１−ｊの光入力ポートＳ−ｊ−Ｉ−１と何れかの２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−１の光入出力ポートＳＳ−１−Ｉ／Ｏ−Ｌ−１とを結ぶ光導波路と、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ１−ｊの光入力ポートＳ−ｊ−Ｉ−２と該２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−１の光入出力ポートＳＳ−１−Ｉ／Ｏ−Ｌ−２とを結ぶ光導波路と、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ１−ｊの光出力ポートＳ−ｊ−Ｉ−３とＳＳ−１を除く何れかの２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−２の光入出力ポートＳＳ−２−Ｉ／Ｏ−Ｌ−２とを結ぶ光導波路と、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ１−ｊの光入力ポートＳ−ｊ−Ｉ−４と該２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−２の光入出力ポートＳＳ−２−Ｉ／Ｏ−Ｌ−１とを結ぶ光導波路と、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ１−ｊの光出力ポートＳ−ｊ−Ｏ−１とＳＳ−１，ＳＳ−２を除く何れかの２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−３の光入出力ポートＳＳ−３−Ｉ／Ｏ−Ｌ−２とを結ぶ光導波路と、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ１−ｊの光出力ポートＳ−ｊ−Ｏ−２と該２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−３の光入出力ポートＳＳ−３−Ｉ／Ｏ−Ｌ−１とを結ぶ光導波路と、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ１−ｊの光出力ポートＳ−ｊ−Ｏ−３とＳＳ−１，ＳＳ−２，ＳＳ−３を除く何れかの２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−４の光入出力ポートＳＳ−４−Ｉ／Ｏ−Ｌ−１とを結ぶ光導波路と、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ１−ｊの光出力ポートＳ−ｊ−Ｏ−４と該２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−４の光入出力ポートＳＳ−４−Ｉ／Ｏ−Ｌ−２とを結ぶ光導波路と、前記２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−１の光入出力ポートＳＳ−１−Ｉ／Ｏ−Ｒ−１とＣＳ−１，ＣＳ−２を除く２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−３の光入出力ポートＣＳ−３−Ｉ−１とを結ぶ光導波路と、前記２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−２の光入出力ポートＳＳ−２−Ｉ／Ｏ−Ｒ−１とＣＳ−１，ＣＳ−２を除く２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−３の光入出力ポートＣＳ−３−Ｉ−２とを結ぶ光導波路と、前記２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−３の光入出力ポートＳＳ−３−Ｉ／Ｏ−Ｒ−１と前記２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−１の光入出力ポートＣＳ−１−Ｏ−２とを結ぶ光導波路と、前記２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−４の光入出力ポートＳＳ−４−Ｉ／Ｏ−Ｒ−１と前記２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−２の光入出力ポートＣＳ−２−Ｏ−１とを結ぶ光導波路と、前記２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−１の光入出力ポートＣＳ−１−Ｉ−２と前記２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−３の光入出力ポートＣＳ−３−Ｏ−１とを結ぶ光導波路と、前記２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−２の光入出力ポートＣＳ−２−Ｉ−１と前記２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−３の光入出力ポートＣＳ−３−Ｏ−２とを結ぶ光導波路とからなる光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路であることを要旨とする。
【００２３】
また、請求項５記載の本発明は、前記光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路（Ｓ２−ｊ）が、１又は複数のＰＬＣ基板上に作成され、２つの光入力ポートＣＳ−ｋ−Ｉ−１，ＣＳ−ｋ−Ｉ−２と光出力ポートＣＳ−ｋ−Ｏ−１，ＣＳ−ｋ−Ｏ−２をもちＣＳ−ｋ−Ｉ−１とＣＳ−ｋ−Ｏ−１間及びＣＳ−ｋ−Ｉ−２とＣＳ−ｋ−Ｏ−２間で信号光を透過させかつ、ＣＳ−ｋ−Ｉ−１とＣＳ−ｋ−Ｏ−１間及びＣＳ−ｋ−Ｉ−２とＣＳ−ｋ−Ｏ−２間を除く全ての光入出力ポート間で信号光を遮蔽するかＣＳ−ｋ−Ｉ−１とＣＳ−ｋ−Ｏ−２間及びＣＳ−ｋ−Ｉ−２とＣＳ−ｋ−Ｏ−１間で信号光を透過させかつ、ＣＳ−ｋ−Ｉ−１とＣＳ−ｋ−Ｏ−２間及びＣＳ−ｋ−Ｉ−２とＣＳ−ｋ−Ｏ−１間を除く全ての光入出力ポート間で信号光を遮蔽するかを任意に選択可能な３つの２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−ｋ（ｋ＝１，２，３）及び相補的に働く、２つの分波側光入出力ポートＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｌ−１，ＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｌ−２，並びに１つの合波側光入出力ポートＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｒ−１をもちＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｌ−１とＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｒ−１側で信号光を透過させかつ、ＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｌ−１とＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｒ−１間を除く全ての光入出力ポート間で信号光を遮蔽するかＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｌ−２とＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｒ−１間で信号光を透過させかつ、ＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｌ−２とＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｒ−１間を除く全ての光入出力ポート間で信号光を遮蔽するかを任意に選択する事が制御できる４つの２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）をもち、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ２−ｊの光入力ポートＳ−ｊ−ＡＤＤ−１と何れかの２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−１の何れかの光入出力ポートＣＳ−１−Ｉ−１とを結ぶ光導波路と、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ２−ｊの光出力ポートＳ−ｊ−ＤＲＯＰ−１と前記光入出力ポートＣＳ−１−Ｉ−１に対してバー側の光入出力ポートＣＳ−１−Ｏ−１とを結ぶ光導波路と、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ２−ｊの光入力ポートＳ−ｊ−ＡＤＤ−２とＣＳ−１を除く何れかの２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−２の何れかの光入出力ポートＣＳ−２−Ｉ−２とを結ぶ光導波路と、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ２−ｊの光出力ポートＳ−ｊ−ＤＲＯＰ−２と前記光入出力ポートＣＳ−２−Ｉ−１に対してバー側の光入出力ポートＣＳ−２−Ｏ−２とを結ぶ光導波路と、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ２−ｊの光入力ポートＳ−ｊ−Ｉ−１と何れかの２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−１の光入出力ポートＳＳ−１−Ｉ／Ｏ−Ｌ−１とを結ぶ光導波路と、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ２−ｊの光入力ポートＳ−ｊ−Ｉ−２と該２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−１の光入出力ポートＳＳ−１−Ｉ／Ｏ−Ｌ−２とを結ぶ光導波路と、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ２−ｊの光出力ポートＳ−ｊ−Ｉ−３とＳＳ−１を除く何れかの２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−２の光入出力ポートＳＳ−２−Ｉ／Ｏ−Ｌ−２とを結ぶ光導波路と、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ２−ｊの光入力ポートＳ−ｊ−Ｉ−４と該２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−２の光入出力ポートＳＳ−２−Ｉ／Ｏ−Ｌ−１とを結ぶ光導波路と、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ２−ｊの光出力ポートＳ−ｊ−Ｏ−１とＳＳ−１，ＳＳ−２を除く何れかの２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−３の光入出力ポートＳＳ−３−Ｉ／Ｏ−Ｌ−２とを結ぶ光導波路と、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ２−ｊの光出力ポートＳ−ｊ−Ｏ−２と該２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−３の光入出力ポートＳＳ−３−Ｉ／Ｏ−Ｌ−１とを結ぶ光導波路と、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ２−ｊの光出力ポートＳ−ｊ−Ｏ−３とＳＳ−１，ＳＳ−２，ＳＳ−３を除く何れかの２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−４の光入出力ポートＳＳ−４−Ｉ／Ｏ−Ｌ−１とを結ぶ光導波路と、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ２−ｊの光出力ポートＳ−ｊ−Ｏ−４と該２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−４の光入出力ポートＳＳ−４−Ｉ／Ｏ−Ｌ−２とを結ぶ光導波路と、前記２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−１の光入出力ポートＳＳ−１−Ｉ／Ｏ−Ｒ−１と前記２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−１の光入出力ポートＣＳ−１−Ｉ−２とを結ぶ光導波路と、前記２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−２の光入出力ポートＳＳ−２−Ｉ／Ｏ−Ｒ−１と前記２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−２の光入出力ポートＣＳ−２−Ｉ−１とを結ぶ光導波路と、前記２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−３の光入出力ポートＳＳ−３−Ｉ／Ｏ−Ｒ−１とＣＳ−１，ＣＳ−２を除く２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−３の光入出力ポートＣＳ−３−Ｏ−１とを結ぶ光導波路と、前記２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−４の光入出力ポートＳＳ−４−Ｉ／Ｏ−Ｒ−１とＣＳ−１，ＣＳ−２を除く２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−３の光入出力ポートＣＳ−３−Ｏ−２とを結ぶ光導波路と、前記２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−１の光入出力ポートＣＳ−１−Ｏ−２と前記２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−３のＣＳ−３−Ｏ−１に対してバー側の光入出力ポートＣＳ−３−Ｉ−１とを結ぶ光導波路と、前記２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−２の光入出力ポートＣＳ−２−Ｏ−１と前記２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−３のＣＳ−３−Ｏ−２に対してバー側の光入出力ポートＣＳ−３−Ｉ−２とを結ぶ光導波路と、からなる光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路であることを要旨とする。
請求項６記載の本発明は、前記光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路（ＳＰ−ｊ）が、１又は複数のＰＬＣ基板上に作成され、４つの光入出力ポートＣＳ−ｋ−Ｉ−１，ＣＳ−ｋ−Ｉ−２、ＣＳ−ｋ−Ｏ−１，及び、ＣＳ−ｋ−Ｏ−２をもちＣＳ−ｋ−Ｉ−１とＣＳ−ｋ−Ｏ−１間及びＣＳ−ｋ−Ｉ−２とＣＳ−ｋ−Ｏ−２間で信号光を透過させかつ、ＣＳ−ｋ−Ｉ−１とＣＳ−ｋ−Ｏ−１間及びＣＳ−ｋ−Ｉ−２とＣＳ−ｋ−Ｏ−２間を除く全ての光入出力ポート間で信号光を遮蔽するかまたは、ＣＳ−ｋ−Ｉ−１とＣＳ−ｋ−Ｏ−２間及びＣＳ−ｋ−Ｉ−２とＣＳ−ｋ−Ｏ−１間で信号光を透過させかつ、ＣＳ−ｋ−Ｉ−１とＣＳ−ｋ−Ｏ−２間及びＣＳ−ｋ−Ｉ−２とＣＳ−ｋ−Ｏ−１間を除く全ての光入出力ポート間で信号光を遮蔽するかを任意に選択可能な６つの２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−ｋ（ｋ＝１，２，３，４，５，６）と２つの分波側光入出力ポートＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｌ−１，ＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｌ−２，並びに１つの合波側光入出力ポートＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｒ−１をもちＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｌ−１とＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｒ−１間で信号光を透過させかつ、ＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｌ−１とＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｒ−１間を除く全ての光入出力ポート間で信号光を遮蔽するかまたは、ＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｌ−２とＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｒ−１間で信号光を透過させかつ、ＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｌ−２とＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｒ−１間を除く全ての光入出力ポート間で信号光を遮蔽するかを任意に選択する事が制御できる４つの２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）とをもち、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路ＳＰ−ｊの光入力ポートＳ−ｊ−ＡＤＤ−１と何れかの２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−１の何れかの光入出力ポートＣＳ−１−Ｉ−１とを結ぶ光導波路と、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路ＳＰ−ｊの光出力ポートＳ−ｊ−ＤＲＯＰ−１と前記光入出力ポートＣＳ−１−Ｉ−１に対してバー側の光入出力ポートＣＳ−１−Ｏ−１とを結ぶ光導波路と、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路ＳＰ−ｊの光入力ポートＳ−ｊ−ＡＤＤ−２とＣＳ−１を除く何れかの２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−２の何れかの光入出力ポートＣＳ−２−Ｉ−２とを結ぶ光導波路と、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路ＳＰ−ｊの光出力ポートＳ−ｊ−ＤＲＯＰ−２と前記光入出力ポートＣＳ−２−Ｉ−２に対してバー側の光入出力ポートＣＳ−２−Ｏ−２とを結ぶ光導波路と、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路ＳＰ−ｊの光入力ポートＳ−ｊ−Ｉ−１とＣＳ−１，ＣＳ−２を除く何れかの２×１クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−３の光入出力ポートＣＳ−３−Ｉ−２とを結ぶ光導波路と、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路ＳＰ−ｊの光入力ポートＳ−ｊ−Ｉ−２と該２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−３の光入出力ポートＣＳ−３−Ｉ−１とを結ぶ光導波路と、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路ＳＰ−ｊの光出力ポートＳ−ｊ−Ｉ−３とＣＳ−１，ＣＳ−２，ＣＳ−３を除く何れかの２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−４の光入出力ポートＣＳ−４−Ｉ−１とを結ぶ光導波路と、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路ＳＰ−ｊの光入力ポートＳ−ｊ−Ｉ−４と該２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−４の光入出力ポートＣＳ−４−Ｉ−２とを結ぶ光導波路と、該２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−３の光入出力ポートＣＳ−３−Ｏ−１と何れかの２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−１の光入出力ポートＳＳ−１−Ｉ／Ｏ−Ｌ−２とを結ぶ光導波路と、該２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−４の光入出力ポートＣＳ−４−Ｏ−１と該２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−１の光入出力ポートＳＳ−１−Ｉ／Ｏ−Ｌ−１とを結ぶ光導波路と、該２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−３の光入出力ポートＣＳ−３−Ｏ−２とＳＳ−１を除く何れかの２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−２の光入出力ポートＳＳ−２−Ｉ／Ｏ−Ｌ−２とを結ぶ光導波路と、該２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−４の光入出力ポートＣＳ−４−Ｏ−２と該２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−２の光入出力ポートＳＳ−２−Ｉ／Ｏ−Ｌ−１とを結ぶ光導波路と、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路ＳＰ−ｊの光入力ポートＳ−ｊ−Ｏ−１とＣＳ−１，ＣＳ−２，ＣＳ−３，ＣＳ−４を除く何れかの２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−５の光入出力ポートＣＳ−５−Ｏ−２とを結ぶ光導波路と、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路ＳＰ−ｊの光入力ポートＳ−ｊ−Ｏ−２と該２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−５の光入出力ポートＣＳ−５−Ｏ−１とを結ぶ光導波路と、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路ＳＰ−ｊの光出力ポートＳ−ｊ−Ｏ−３とＣＳ−１，ＣＳ−２，ＣＳ−３，ＣＳ−４，ＣＳ−５を除く何れかの２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−６の光入出力ポートＣＳ−６−Ｏ−１とを結ぶ光導波路と、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路ＳＰ−ｊの光入力ポートＳ−ｊ−Ｏ−４と該２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−６の光入出力ポートＣＳ−６−Ｏ−２とを結ぶ光導波路と、該２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−５の光入出力ポートＣＳ−５−Ｉ−１とＳＳ−１，ＳＳ−２を除く何れかの２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−３の光入出力ポートＳＳ−３−Ｉ／Ｏ−Ｌ−１とを結ぶ光導波路と、該２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−６の光入出力ポートＣＳ−６−Ｉ−１と該２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−３の光入出力ポートＳＳ−３−Ｉ／Ｏ−Ｌ−２とを結ぶ光導波路と、該２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−５の光入出力ポートＣＳ−５−Ｉ−２とＳＳ−１，ＳＳ−２，ＳＳ−３を除く２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−４の光入出力ポートＳＳ−４−Ｉ／Ｏ−Ｌ−１とを結ぶ光導波路と、該２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−６の光入出力ポートＣＳ−６−Ｉ−２と該２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−４の光入出力ポートＳＳ−４−Ｉ／Ｏ−Ｌ−２とを結ぶ光導波路と、前記２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−１の光入出力ポートＳＳ−１−Ｉ／Ｏ−Ｒ−１と前記２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−１の光入出力ポートＣＳ−１−Ｉ−２とを結ぶ光導波路と、前記２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−２の光入出力ポートＳＳ−２−Ｉ／Ｏ−Ｒ−１と前記２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−２の光入出力ポートＣＳ−２−Ｉ−１とを結ぶ光導波路と、前記２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−３の光入出力ポートＳＳ−３−Ｉ／Ｏ−Ｒ−１と前記２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−１の光入出力ポートＣＳ−１−Ｏ−２とを結ぶ光導波路と、前記２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−４の光入出力ポートＳＳ−４−Ｉ／Ｏ−Ｒ−１と前記２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−２の光入出力ポートＣＳ−２−Ｏ−１とを結ぶ光導波路とからなることを要旨とする。
【００２４】
また、請求項７記載の本発明は、前記２入力２出力クロス・バー動作光スイッチ回路が、マッハ・ツェンダ型平面導波路光ＴＯスイッチ回路或いはダブルゲートマッハ・ツェンダ型平面導波路光ＴＯスイッチ回路または、マッハ・ツェンダ型平面導波路光ＬＮスイッチ回路或いはダブルゲートマッハ・ツェンダ型平面導波路光ＬＮスイッチ回路または、半導体光増幅器（ＳＯＡ）型２×２光スイッチ回路であることを要旨とする。
請求項８記載の本発明は、前記２入力２出力クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−３が、半導体光増幅器（ＳＯＡ）型２×２光スイッチ回路であるか、またはマッハ・ツェンダ型平面導波路光ＬＮスイッチ回路であるか、或いはダブルゲートマッハ・ツェンダ型平面導波路光ＬＮスイッチ回路であり、前記２入力２出力クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−１，ＣＳ−２が、マッハ・ツェンダ型平面導波路光ＴＯスイッチ回路であるか、或いはダブルゲートマッハ・ツェンダ型平面導波路光ＴＯスイッチ回路であることを要旨とする。
請求項９記載の本発明は、前記２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路が、マッハ・ツェンダ型平面導波路光ＴＯスイッチ回路の４つの光入出力ポートのうち、何れか３つの光入出力ポートを用いて実現したものであるか、或いはダブルゲートマッハ・ツェンダ型平面導波路光ＴＯスイッチ回路の４つの光入出力ポートのうち、何れか３つの光入出力ポートを用いて実現したものであるか、或いはダブルゲートマッハ・ツェンダ型平面導波路光ＴＯスイッチ回路の構成における４つのマッハ・ツェンダ型平面導波路光ＴＯスイッチ回路部とこれら４つのマッハ・ツェンダ型平面導波路光ＴＯスイッチ回路部の入出力ポート間を結ぶ光導波路のうち、何れか３つのマッハ・ツェンダ型平面導波路光ＴＯスイッチ回路部とこれら３つのマッハ・ツェンダ型平面導波路光ＴＯスイッチ回路部の入出力ポート間を結ぶ光導波路のみから構成される２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路であるか、または、マッハ・ツェンダ型平面導波路光ＬＮスイッチ回路の４つの光入出力ポートのうち、何れか３つの光入出力ポートを用いて実現したものであるか、或いはダブルゲートマッハ・ツェンダ型平面導波路光ＬＮスイッチ回路の４つの光入出力ポートのうち、何れか３つの光入出力ポートを用いて実現したものであるか、或いはダブルゲートマッハ・ツェンダ型平面導波路光ＬＮスイッチ回路の構成における４つのマッハ・ツェンダ型平面導波路光ＬＮスイッチ回路部とこれら４つのマッハ・ツェンダ型平面導波路光ＬＮスイッチ回路部の入出力ポート間を結ぶ光導波路のうち、何れか３つのマッハ・ツェンダ型平面導波路光ＬＮスイッチ回路部とこれら３つのマッハ・ツェンダ型平面導波路光ＬＮスイッチ回路部の入出力ポート間を結ぶ光導波路のみから構成される２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路であることを要旨とする。
【００２５】
また、請求項１０記載の本発明は、前記光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ１−ｊ、或いはＳ２−ｊで、一つのＰＬＣ基板平面上に全ての構成光回路が作成されており、基板上面から見て、時計回りに、Ｓ−ｊ−ＤＲＯＰ−１，Ｓ−ｊ−Ｏ−２，Ｓ−ｊ−Ｏ−１，Ｓ−ｊ−Ｏ−３，Ｓ−ｊ−Ｏ−４，Ｓ−ｊ−ＤＲＯＰ−２，Ｓ−ｊ−ＡＤＤ−２，Ｓ−ｊ−Ｉ−４，Ｓ−ｊ−Ｉ−３，Ｓ−ｊ−Ｉ−１，Ｓ−ｊ−Ｉ−２，Ｓ−ｊ−ＡＤＤ−１の順に各光入力・出力ポートが隣り合う様に配置され、かつ構成要素である３つの２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−ｋ（ｋ＝１，２，３）の光入出力ポートが基板上面から見て、時計回りにＣＳ−ｋ−Ｉ−２，ＣＳ−ｋ−Ｉ−１，ＣＳ−ｋ−Ｏ−１，ＣＳ−ｋ−Ｏ−２の順に隣り合うように配置され、かつ構成要素である４つの２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）の光入出力ポートが基板上から見て、時計回りにＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｌ−１，ＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｌ−２，ＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｒ−１の順に隣り合うように配置され更に、各々の２×２クロス・バー動作光スイッチ回路、並びに２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路の間隔が適度に与えられることにより構成要素である各々の２×２クロス・バー動作光スイッチ回路並びに２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路の光入力ポート、光出力ポート間を結ぶ何れの光導波路も交差しない配置となっている光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路であることを要旨とする。
請求項１１記載の本発明は、前記光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路ＳＰ−ｊで、一つのＰＬＣ基板平面上に全ての構成光回路が作成されており、基板上面から見て、時計回りに、Ｓ−ｊ−ＤＲＯＰ−１，Ｓ−ｊ−Ｏ−２，Ｓ−ｊ−Ｏ−１，Ｓ−ｊ−Ｏ−３，Ｓ−ｊ−Ｏ−４，Ｓ−ｊ−ＤＲＯＰ−２，Ｓ−ｊ−ＡＤＤ−２，Ｓ−ｊ−Ｉ−４，Ｓ−ｊ−Ｉ−３，Ｓ−ｊ−Ｉ−１，Ｓ−ｊ−Ｉ−２，Ｓ−ｊ−ＡＤＤ−１の順に各光入力・出力ポートが隣り合う様に配置され、かつ構成要素である３つの２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−ｋ（ｋ＝１，２，３）の光入出力ポートが基板上面から見て、時計回りにＣＳ−ｋ−Ｉ−２，ＣＳ−ｋ−Ｉ−１，ＣＳ−ｋ−Ｏ−１，ＣＳ−ｋ−Ｏ−２の順に隣り合うように配置され、かつ構成要素である４つの２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）の光入出力ポートが基板上面から見て、時計回りにＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｌ−１，ＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｌ−２，ＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｒ−１の順に隣り合うように配置され更に、各々の２×２クロス・バー動作光スイッチ回路、並びに２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路の間隔が適度に与えられることにより構成要素である各々の２×２クロス・バー動作光スイッチ回路並びに２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路の光入力ポート、光出力ポート間を結ぶ光導波路で、ＣＳ−３−Ｏ−２とＳＳ−２−Ｉ／Ｏ−Ｌ−２間、ＣＳ−４−Ｏ−１とＳＳ−１−Ｉ／Ｏ−Ｌ−１間をそれぞれ結ぶ光導波路とＣＳ−５−Ｉ−２とＳＳ−４−Ｉ／Ｏ−Ｌ−１間、ＣＳ−６−Ｉ−１とＳＳ−４−Ｉ／Ｏ−Ｌ−２間をそれぞれ結ぶ光導波路との二組がそれぞれ１カ所ずつ、計二カ所のみが交差し、それ以外の光入力ポート、光出力ポート間を結ぶ光導波路の交差が無い配置となっている光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路であることを要旨とする。
【００２６】
さらに、請求項１２記載の本発明は、光波長合分波回路がアレー導波路型平面光回路（ＡＷＧ）であることを要旨とする。
請求項１３記載の本発明は、波長合分波に関する集合Ａ−１，Ａ−２，Ａ−３，Ａ−４，Ａ−９，Ａ−１１を形成し且つ何れの光入出力用光導波路も互いに交差しない光入出力用導波路を全て持つ、１つのアレー導波路型平面光回路ＷＭ−１と、波長合分波に関する集合Ａ−５，Ａ−６，Ａ−７，Ａ−８，Ａ−１０，Ａ−１２を形成し且つ何れの光入出力用光導波路も互いに交差しない光入出力用導波路を全て持つ、１つのアレー導波路型平面光回路ＷＭ−２と、各波長チャンネルにそれぞれ対応して個別に配置され、かつ波長チャンネル毎にそれらの何れかが配置されるところの６入力６出力光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ１−ｊ，Ｓ２−ｊ，ＳＰ−ｊ及び光回路Ｓ３−ｊとこれらＷＭ−１，ＷＭ−２の光入出力ポート並びにＳｎ−ｊ（ｎ＝１ｏｒ２ｏｒ３ｏｒＰ；ｊ＝１，２，…，Ｎ）の光入力ポート、光出力ポートのそれぞれ対応するポート同士を結ぶ光導波路とからなる光波長合分波部および光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路部で、該アレー導波路型平面光回路ＡＷＧ−１の各々の集合の分波側の光入出力導波路で任意の波長チャンネルλｉに対応する光入出力ポートが時計回り或いは反時計回りの何れかの回りでＡ−Ｉ／Ｏ−ｄ−９−ｉ，Ａ−Ｉ／Ｏ−ｄ−２−ｉ，Ａ−Ｉ／Ｏ−ｄ−１−ｉ，Ａ−Ｉ／Ｏ−ｄ−３−ｉ，Ａ−Ｉ／Ｏ−ｄ−４−ｉ，Ａ−Ｉ／Ｏ−ｄ−１１−ｉの順番で並んでおり、かつこれら順番に並んでいる光入出力ポートの間にはその他の全ての合波側の光入出力ポート及び対応する波長チャンネルが異なる分波側の光入出力ポートが入り込まずに、対応する波長チャンネル毎に、光入出力ポートがそれぞれ位置的に集まって集団を成しておりかつ該アレー導波路型平面光回路ＡＷＧ−２の各々の集合の分波側の光入出力導波路で任意の波長チャンネルλｉに対応する光入出力ポートが該アレー導波路型平面光回路ＡＷＧ−１において光入出力ポートがＡ−Ｉ／Ｏ−ｄ−９−ｉ，Ａ−Ｉ／Ｏ−ｄ−２−ｉ，Ａ−Ｉ／Ｏ−ｄ−１−ｉ，Ａ−Ｉ／Ｏ−ｄ−３−ｉ，Ａ−Ｉ／Ｏ−ｄ−４−ｉ，Ａ−Ｉ／Ｏ−ｄ−１１−ｉの順番となる回りとは逆回りにＡ−Ｉ／Ｏ−ｄ−１０−ｉ，Ａ−Ｉ／Ｏ−ｄ−６−ｉ，Ａ−Ｉ／Ｏ−ｄ−５−ｉ，Ａ−Ｉ／Ｏ−ｄ−７−ｉ，Ａ−Ｉ／Ｏ−ｄ−８−ｉ，Ａ−Ｉ／Ｏ−ｄ−１２−ｉの順番で並んでおり、かつこれら順番に並んでいる光入出力ポートの間にはその他の全ての合波側の光入出力ポート及び対応する波長チャンネルが異なる分波側の光入出力ポートが入り込まずに、対応する波長チャンネル毎に、光入出力ポートがそれぞれ位置的に集まって集団を成しており、さらに分波側の波長チャンネル毎の光入出力ポートの集団同士の、対応する波長チャンネルに関しての並びの順番と該アレー導波路型平面光回路ＡＷＧ−１の分波側の波長チャンネル毎の光入出力ポートの集団同士の、対応する波長チャンネルに関しての並びの順番とが平面基盤を上から見たとき一方を時計回りで、他方を反時計回りで考えて同じ順番となっており、さらに各々のＳｎ−ｊ（ｎ＝１ｏｒ２ｏｒ３ｏｒＰ；ｊ＝１，２，…，Ｎ）の光出力ポートの集団同士の、対応する波長チャンネルに関しての並びの順番と該アレー導波路型平面光回路ＷＭ−１の分波側の波長チャンネル毎の光入出力ポートの集団同士の、対応する波長チャンネルに関しての並びの順番とが平面基盤を上から見たとき時計回りで同じ順番となっておりかつ各々のＳｎ−ｊ（ｎ＝１ｏｒ２ｏｒ３ｏｒＰ；ｊ＝１，２，…，Ｎ）の光入力ポートの集団同士の、対応する波長チャンネルに関しての並びの順番と該アレー導波路型平面光回路ＷＭ−１の分波側の波長チャンネル毎の光入出力ポートの集団同士の、対応する波長チャンネルに関しての並びの順番とが互いに逆回りで同じ順番となっていることにより同一平面上でＷＭ−１，ＷＭ−２とＳｎ−ｊ（ｎ＝１ｏｒ２ｏｒ３ｏｒＰ；ｊ＝１，２，…，Ｎ）とを結ぶ光導波路部同士で互いに交差するものが一つもない様な回路の配置・構成で、ＷＭ−１，ＷＭ−２，及び、Ｓｎ−ｊ（ｎ＝１ｏｒ２ｏｒ３ｏｒＰ；ｊ＝１，２，…，Ｎ）と、ＷＭ−１，ＷＭ−２，及び、Ｓｎ−ｊ（ｎ＝１ｏｒ２ｏｒ３ｏｒＰ；ｊ＝１，２，…，Ｎ）間をそれぞれ結ぶ光導波路とを同一平面基板上に作成するか、または、個別に作成された光波長合分波部の平面回路基板と光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路部の平面回路基板と、それぞれ互いの入出力ポートが突き合わさる形態で各々の光入出力ポート同士を結合し、一つの平面状光回路を形成することを要旨とする。
請求項１４記載の本発明は、光サーキュレータが、光入出力ポートＣＬ−Ｉ／Ｏ、光入力ポートＣＬ−Ｉ、光出力ポートＣＬ−Ｏをそれぞれ１つずつもち、光入力ポートＣＬ−Ｉに入力された光は、光入出力ポートＣＬ−Ｉ／Ｏから出力され、かつ光入出力ポートＣＬ−Ｉ／Ｏから入力された光は、光出力ポートＣＬ−Ｏから出力され、かつ光入出力ポートＣＬ−Ｉ／Ｏから入力され、光入力ポートＣＬ−Ｉから出力される光は十分に抑圧され、かつ光出力ポートＣＬ−Ｏから入力され、光入出力ポートＣＬ−Ｉ／Ｏから出力される光は十分に抑圧され、かつ光入力ポートＣＬ−Ｉと光出力ポートＣＬ−Ｏ間では光の入出力の向きに関わらず光が十分に抑圧される光サーキュレータであることを要旨とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【００２８】
まず最初に、本実施形態で用いる表現の定義を以下に記載する。
【００２９】
［定義１］
ある入出力ポートａと入出力ポートａを要素に含まない入出力ポートの集合Ｂとがあり、入出力ポートの集合Ｂを定義域として上記入出力ポートａとの間の透過波長チャンネルを対応させる上への１：１の写像（ｏｎｔｏｏｎｅ−ｔｏ−ｏｎｅｍａｐｐｉｎｇ）の値域である波長チャンネルの集合Ｌが存在する場合、入出力ポートａを唯一の要素とする入出力ポートの集合Ａ（Ａ＝｛ａ｝）と入出力ポートの集合Ｂの和集合Ｃ（Ｃ＝Ａ∪Ｂ）が波長チャンネルの集合Ｌに対する波長合分波に関しての集合を形成すると表現し、上記入出力ポートａを合波側の入出力ポート、上記入出力ポートの集合Ｂの要素である入出力ポートを分波側の入出力ポート、と表現する。
【００３０】
［定義２］
互いに素である二つの入出力ポート（導波路）の集合Ａ，Ｂ（Ａ∩Ｂ＝Φ）があり、入出力ポート（導波路）の集合Ａの要素である入出力ポート（導波路）と入出力ポート（導波路）の集合Ｂの要素である入出力ポート（導波路）との各々総ての入出力ポート（導波路）間に問題とする波長領域内の透過波長チャンネルが少なくとも一つずつ存在し、各々の集合内の入出力ポート（導波路）間では透過波長チャンネルが存在しない場合（すなわち、入出力ポート（導波路）の集合Ａの要素の、ある入出力ポート（導波路）ａから信号光Ｌが入力された場合、入出力ポート（導波路）の集合Ｂの要素の、何れか対応する入出力ポート（導波路）ｂから信号光Ｌが出力され、逆に、入出力ポート（導波路）の集合Ｂの要素の、入出力ポート（導波路）ｂから信号光Ｌが入力された場合、入出力ポート（導波路）の集合Ａの要素の、入出力ポート（導波路）ａから信号光Ｌが出力され、入出力ポートの集合Ａの要素間、並びに入出力ポートの集合Ｂの要素間では、信号光が入出力されない。）入出力ポート（導波路）の集合Ａ，Ｂは互いに相補的に入力ポート（導波路）・出力ポート（導波路）となると表現する。
【００３１】
次に、本発明の光パス・アレンジ用光回路において使用される光波長合分波回路として、望ましいＡＭＧの構成および本発明の光回路の構成上の重要な光部品であるＡＷＧの構成と該ＡＷＧが本発明の光回路を構成する光波長合分波回路に要求される特性、すなわち、１つのＡＷＧのもつ光入出力ポートが、ある波長チャンネルの集合に対する波長合分波に関する入出力ポートの集合で互いに素である複数の集合を形成し得るという特性を満足することの証明を示す。
【００３２】
まずＡＷＧの構成について図１を参照して説明する。
【００３３】
図１は、Ｎ×ＮＡＷＧ（Ｎ＝１６）の回路構成を示す図である。
【００３４】
図１に示すＮ×ＮＡＷＧ（Ｎ＝１６）は、２つのスラブ導波路部１０−１，１０−２と、この２つのスラブ導波路部１０−１，１０−２、それぞれからの光入出力導波路部９−１，９−２と、上記２つのスラブ導波路部１０−１，１０−２の間を結び、隣接導波路長がある適当な固定長ずつ単調増加（または単調減少）する光導波路の集まりからなるアレー導波路グレーティング部１１からなる。
【００３５】
また、光入出力導波路部９−１，９−２は、それぞれ、お互いに相補的に入力導波路および出力導波路となるそれぞれ要素数がＮ個の入出力導波路の集合から構成されている。
【００３６】
さらにＮ×ＮＡＷＧは、お互いに相補的入力ポート・出力ポートとなる入出力ポートの集合ＬＰ＝｛Ｌ−Ｐ．ｎ｝（ｎ＝１，２，…，１６），及び，ＲＰ＝｛Ｒ−Ｐ．ｍ｝（ｍ＝１，２，…，１６）を有している。
【００３７】
ただし、フリースペクトラルレンジ（ＦＳＲ）、波長チャンネル間隔（Δλ）及び片側の入出力ポート数Ｎとの間でＮ＝ＦＳＲ／Δλなる関係を満足しているＮ×ＮＡＷＧの一方のスラブ導波路１０−１から延びている光入出力導波路部９−１を構成する光導波路で、２つのスラブ導波路部１０−１，１０−２を結ぶアレー導波路部グレーティング部１１の導波路長の最も長い光導波路に隣接して延びている光導波路側から順にそれぞれの光導波路の導く入出力ポートに１，２，…，Ｎとポート番号を割り当て、一方のスラブ導波路１０−１から延びている入出力ポートの集合を他方のスラブ導波路１０−２から延びている入出力ポートの集合と識別する記号Ｌ−Ｐ．と併せてＬ−Ｐ．１，Ｌ−Ｐ．２，…，Ｌ−Ｐ．Ｎと表す。
【００３８】
さらに、他方のスラブ導波路１０−２から延びており２つのスラブ導波路部１０−１，１０−２を結ぶアレー導波路グレーティング部１１の導波路長の最も長い光導波路に隣接して延びている光入出力導波路部９−２を構成する光導波路側から順にそれぞれの光導波路の導く入出力ポートに１，２，…，Ｎとポート番号を割り当てスラブ導波路１０−２から延びている入出力ポートの集合をスラブ導波路１０−１から延びている入出力ポートの集合と識別する記号Ｒ−Ｐ．とあわせてＲ−Ｐ．１，Ｒ−Ｐ．２，…，Ｒ−Ｐ．Ｎと表すものとする。
【００３９】
次に、ＡＷＧが本発明の光増幅器を構成する光波長合分波回路に要求される特性を満足することについての証明を行う。
【００４０】
上述したように、各入出力ポートを、入出力ポートを識別する記号と入出力ポート番号からなるＬ−Ｐ．１，Ｌ−Ｐ．２，…，Ｌ−Ｐ．Ｎ，Ｒ−Ｐ．１，Ｒ−Ｐ．２，…，Ｒ−Ｐ．Ｎで表すとき、Ｎ×ＮＡＷＧ（中心透過波長チャンネル波長λｃ、波長チャンネル間隔Δλ）のお互いに相補的に入力ポート・出力ポートとなる入出力ポートＬ−Ｐ．ｎ（ｎはＮ以下の自然数）と入出力ポートＲ−Ｐ．ｍ（ｍはＮ以下の自然数）との透過波長λ（ｎ，ｍ），は、入出力ポート番号ｎ，ｍを用いて、
【数１】

と表すことができる。
【００４１】
例えば、上記の様に適宜入出力ポートに番号を割り当てた場合のＮ×ＮＡＷＧ（Ｎ＝１６、ＦＳＲ＝ＮΔλ）の入出力ポートＬ−Ｐ．６，Ｌ−Ｐ．７，Ｌ−Ｐ．８，Ｌ−Ｐ．９と入出力ポート｛Ｒ−Ｐ．ｍ｝（ｍ＝１，２，…，１６｝との間の透過波長は表１に示すような対応関係となる。
【００４２】
【表１】

ここでＮ×ＮＡＷＧが、本発明の光増幅器に必要となる光波長合分波回路に要求される特性を満足すること、すなわち
「０＜ｊ＜Ｎを満足する任意の整数ｊに対しての入出力ポートの集合｛Ｌ−Ｐ．ｊ，Ｒ−Ｐ．２ｋ’＋１（ｋ’＝０，１，２，…，Ｎ／２−１）｝と入出力ポートの集合｛Ｌ−Ｐ．ｊ−１，Ｒ−Ｐ．２ｋ '' ＋２（ｋ''＝０，１，２，…，Ｎ／２−１）｝とが互いに素であり、かつ、同一の波長チャンネルの集合に対する波長合分波に関しての集合となっている」
ことを示す。
【００４３】
まず、０＜ｊ＜Ｎを満足する任意の整数ｊと０≦ｋ≦Ｎ／２−１を満足する任意の整数ｋに対して、入出力ポートＬ−Ｐ．ｊと入出力ポートＲ−Ｐ．２ｋ＋１とのポート間の透過波長λ（ｊ，２ｋ＋１）と、入出力ポートＬ−Ｐ．ｊ−１と入出力ポートＲ−Ｐ．２ｋ＋２とのポート間の透過波長λ（ｊ−１，２ｋ＋２）との関係を以下で求める。
【００４４】
上記の二組の入出力ポートの組に於いてお互いの相補的に入力ポート・出力ポートとなるポート間のポート番号の和は、上記の任意の整数ｋ，ｊを用いて
ｎ＋ｍ＝２ｋ＋１＋ｊ＝２ｋ＋２＋（ｊ−１）
と表すことができ、両者の値が常に等しくなる。
【００４５】
従って、上記の透過波長λ（ｊ，２ｋ＋１）とλ（ｊ−１，２ｋ＋２）とは、いずれの場合でも上記の式（１），（２），或いは（３）の何れかの同じ式で表されるので透過波長λ（ｊ，２ｋ＋１）とλ（ｊ−１，２ｋ＋２）との差は、
【数２】

或いは
【数３】

或いは
【数４】

となり、いずれの場合でも同一波長であることがわかる。
【００４６】
従って、０＜ｊ＜Ｎを満足する任意の整数ｊに対する入出力ポートＬ−Ｐ．ｊと入出力ポートの集合Ｃ＝｛Ｒ−Ｐ．２ｋ’＋１：ｋ’＝０，１，２，…，Ｎ／２−１｝の要素である入出力ポートとの間の透過波長の集合Ｌ’＝｛λ（ｊ，２ｋ’＋１）：ｋ’＝０，１，２，…，Ｎ／２−１｝と、入出力ポートＬ−Ｐ．ｊ−１と入出力ポートの集合Ｄ＝｛Ｒ−Ｐ．２ｋ''＋２：ｋ''＝０，１，２，…，Ｎ／２−１｝の要素である入出力ポートとの間の透過波長の集合Ｌ”＝｛λ（ｊ−１，２ｋ''＋２）：ｋ''＝０，１，２，…，Ｎ／２−１｝と、はｋ’＝ｋ”を満足する要素同士がそれぞれ等しいので、等しい（Ｌ’＝Ｌ”）。
【００４７】
さらに、このとき分波側の入出力ポートの集合Ｃ＝｛Ｒ−Ｐ．２ｋ’＋１｝（ｋ’＝０，１，…，Ｎ／２−１）と入出力ポートの集合Ｄ＝｛Ｒ−Ｐ．２ｋ''＋２｝（ｋ''＝０，１，…，Ｎ／２−１）とのポート番号の差が（２ｋ’＋１）−（２ｋ''＋２）＝２（ｋ’−ｋ''）−１と表すことができ、いかなる自然数ｋ’，ｋ''の組み合わせに対しても決して値が０とならないことから入出力ポートの集合ＣとＤとが互いに素であり、互いに共通の要素（入出力ポート）を持たないことがわかる。
【００４８】
従って、０＜ｊ＜Ｎを満足する任意の整数ｊに対しての入出力ポートの集合｛Ｌ−Ｐ．ｊ，Ｒ−Ｐ．２ｋ’＋１（ｋ’＝０，１，２，…，Ｎ／２−１）｝と入出力ポートの集合｛Ｌ−Ｐ．ｊ−１，Ｒ−Ｐ．２ｋ''＋２（ｋ''＝０，１，２，…，Ｎ／２−１）｝とは互いに素であり、かつ、同一の波長チャンネルの集合に対する波長合分波に関しての集合である。
【００４９】
また、同様に０＜ｊ＜Ｎを満足する任意の整数ｊに対しての入出力ポートの集合｛Ｌ−Ｐ．ｊ，Ｒ−Ｐ．３ｋ’＋１（ｋ’＝０，１，２，…，Ｎ／３−１）｝と入出力ポートの集合｛Ｌ−Ｐ．ｊ−１，Ｒ−Ｐ．３ｋ''＋２（ｋ''＝０，１，２，…，Ｎ／３−１）｝と入出力ポートの集合｛Ｌ−Ｐ．ｊ−２，Ｒ−Ｐ．３ｋ''' ＋３（ｋ''' ＝０，１，２，…，Ｎ／３−１）｝とに関して０≦ｋ＜Ｎ／２を満足する任意の整数ｋに対して、お互いに相補的に入力ポート・出力ポートとなるポート間のポート番号の和が上記の任意の整数ｋ，ｊを用いて
【数５】

と表すことができ、三者の値が常に等しいこと、
および上記にあるそれぞれの入出力ポートの集合間の合波側ポートのポート番号の差、
【数６】
（３ｋ’＋１）−（３ｋ''＋２）＝３（ｋ’−ｋ''）−１
（３ｋ’＋１）−（３ｋ''' ＋３）＝３（ｋ’−ｋ''' ）−２
（３ｋ''＋２）−（３ｋ''' ＋３）＝３（ｋ''−ｋ''' ）−３
といかなる自然数ｋ’，ｋ''，ｋ''' に対しても決して０とならないことから０＜ｊ＜Ｎを満足する任意の整数ｊに対しての入出力ポートの集合｛Ｌ−Ｐ．ｊ，Ｒ−Ｐ．３ｋ’＋１（ｋ’＝０，１，２，…，Ｎ／３−１）｝と入出力ポートの集合｛Ｌ−Ｐ．ｊ−１，Ｒ−Ｐ．３ｋ''＋２（ｋ''＝０，１，２，…，Ｎ／３−１）｝と入出力ポートの集合｛Ｌ−Ｐ．ｊ−２，Ｒ−Ｐ．３ｋ''' ＋３（ｋ''' ＝０，１，２，…，Ｎ／３−１）｝とは互いに素であり、かつ、同一の波長チャンネルの集合に対する波長合分波に関しての集合である。
【００５０】
さらにまた、同様に０＜ｊ＜Ｎを満足する任意の整数ｊに対しての入出力ポートの集合｛Ｌ−Ｐ．ｊ，Ｒ−Ｐ．４ｋ’＋１（ｋ’＝０，１，２，…，Ｎ／４−１）｝と入出力ポートの集合｛Ｌ−Ｐ．ｊ−１，Ｒ−Ｐ．４ｋ''＋２（ｋ''＝０，１，２，…，Ｎ／４−１）｝と入出力ポートの集合｛Ｌ−Ｐ．ｊ−２，Ｒ−Ｐ．４ｋ''' ＋３（ｋ''' ＝０，１，２，…，Ｎ／４−１）｝と入出力ポートの集合｛Ｌ−Ｐ．ｊ−３，Ｒ−Ｐ．４ｋ''''＋４（ｋ''''＝０，１，２，…，Ｎ／４−１）｝とに関して、０≦ｋ＜Ｎ／２を満足する任意の整数ｋに対して、お互いに相補的に入力ポート・出力ポートとなるポート間のポート番号の和が上記の任意の整数ｋ，ｊを用いて
【数７】

と表すことができ、四者が常に等しいこと、および上記にあるそれぞれの入出力ポートの集合間の合波側ポートのポート番号の差、
【数８】
（４ｋ’＋１）−（４ｋ''＋２）＝４（ｋ’−ｋ''）−１
（４ｋ’＋１）−（４ｋ''' ＋３）＝４（ｋ’−ｋ''' ）−２
（４ｋ’＋１）−（４ｋ''''＋４）＝４（ｋ’−ｋ''''）−３
（４ｋ''＋２）−（４ｋ''' ＋３）＝４（ｋ''−ｋ''' ）−１
（４ｋ''＋２）−（４ｋ''''＋４）＝４（ｋ''−ｋ''''）−２
（４ｋ''' ＋３）−（４ｋ''''＋４）＝４（ｋ''' −ｋ''''）−１
といかなる自然数ｋ’，ｋ''，ｋ''' に対しても決して０とならないことから０＜ｊ＜Ｎを満足する任意の整数ｊに対しての入出力ポートの集合｛Ｌ−Ｐ．ｊ，Ｒ−Ｐ．４ｋ’＋１（ｋ’＝０，１，２，…，Ｎ／４−１）｝と入出力ポートの集合｛Ｌ−Ｐ．ｊ−１，Ｒ−Ｐ．４ｋ''＋２（ｋ''＝０，１，２，…，Ｎ／４−１）｝と入出力ポートの集合｛Ｌ−Ｐ．ｊ−２，Ｒ−Ｐ．４ｋ''' ＋３（ｋ''' ＝０，１，２，…，Ｎ／４−１）｝と入出力ポートの集合｛Ｌ−Ｐ．ｊ−３，Ｒ−Ｐ．４ｋ''''＋４（ｋ''''＝０，１，２，…，Ｎ／４−１）｝とは互いに素であり、かつ、同一の波長チャンネルの集合に対する波長合分波に関しての集合である。
【００５１】
以下、形成する入出力ポートの集合の数Ｎ’とＮとがＮ／Ｎ’−１≧０を満足する限りにおいて同様のことが言える。
【００５２】
以上からＮ×ＮＡＷＧは、互いに素であり、かつ、同一波長チャンネルの集合に対する波長合分波に関して集合を形成する複数の入出力ポートの集合を持ち、本発明の光増幅器に必要となる光波長合分波回路に要求される特性を満足することが証明される。
【００５３】
次に図２に示す光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ１−ｊが満たすべき動作を全て満足するスイッチ構成であることを示すとともに、図３に示す光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ２−ｊが満たすべき動作を全て満足するスイッチ構成であることを示すとともに、図４に示す光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路ＳＰ−ｊが満たすべき動作を全て満足するスイッチ構成であることとを示す。
【００５４】
光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ１−ｊ，Ｓ２−ｊはともに、３つの２入力２出力クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−ｉ，（ｉ＝１，２，３）及び４つの２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−ｉ，（ｉ＝１，２，３，４）から、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路ＳＰ−ｊは、６つの２入力２出力クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−ｉ，（ｉ＝１，２，３，４，５，６）及び４つの２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−ｉ，（ｉ＝１，２，３，４）からなる。
【００５５】
ここで、構成要素である２入力２出力クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−ｉの２つの光入力ポートＣＳ−ｉ−Ｉ−１，ＣＳ−ｉ−Ｉ−２と２つの光出力ポートＣＳ−ｉ−Ｏ−１，ＣＳ−ｉ−Ｏ−２間の透過・遮断スイッチ動作は一般的にクロス・バースイッチ動作と言われるものであり、表２（ａ）に示す様な二つの動作状態を任意に切り替える動作（本実施形態においてはＣＳ−ｊに関しての０−状態、１−状態）が可能で、かつ２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−ｉの一方の二つの光入出力ポートＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｌ−１，ＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｌ−２と他方の光入出力ポートＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｒ−１間の透過・遮断スイッチ動作は例えば上記２入力２出力クロス・バー動作スイッチ回路の光出力ポートＣＳ−ｉ−Ｏ−２を問題とせずに残りの光入出力ポートＣＳ−ｉ−Ｉ−１，ＣＳ−ｉ−Ｉ−２，ＣＳ−ｉ−Ｏ−１のみに注目した透過・遮断スイッチ動作と一致し、表２（ｂ）に示す様な２つの動作状態を任意に切り替える動作（本実施形態においてはＳＳ−ｊに関しての０−状態、１−状態）が可能なものである。
【００５６】
【表２】

【表３】

このようなクロス・バー型の透過・遮断スイッチ動作を実現する光スイッチ回路としては、マッハ・ツェンダ型平面導波路光ＴＯスイッチ回路（参考文献ＩＥＩＣＥ．Ｔｒａｎｓ．ＥＩｅｃｔｒｏｎ．，Ｅ７６−Ｃ，ｐ１２１５，１９９３）、ダブルゲートマッハ・ツェンダ型平面導波路光ＴＯスイッチ回路（参考文献ＥＩｅｃｔｒｏｎＬｅｔｔｅｒ３２．，ｐ１４７１，１９９６）、マッハ・ツェンダ型平面導波路光ＬＮスイッチ回路、ダブルゲートマッハ・ツェンダ型平面導波路光ＬＮスイッチ回路半導体光増幅器（ＳＯＡ）型２×２光スイッチ回路（参考文献小松啓郎、ＯＰＴＲＯＮＩＣＳＮｏ．１２，ｐｐ１３９−１４４，１９９７）、がある。
【００５７】
２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−ｉの動作は上記クロス・バー型の透過・遮断スイッチ動作を実現する光スイッチ回路の任意の一つの入出力ポートを使用しないか、スイッチ動作に影響を与えない範囲で回路を簡素化することにより実現される。
【００５８】
上述した２入力２出力クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−ｉ（ｉ＝１，２，３）と２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）と図２に示す光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路を構成し、各構成要素である光スイッチ回路の動作状態を表３（ａ−１），表３（ａ−２），表３（ａ−３）に示すような組合せとなるように同期させながら動作させることにより、光クロスコネクト用スイッチ回路Ｓ１−ｊにより光入力ポート、光出力ポート間の透過・遮断スイッチ動作を実現させ得る。
【００５９】
【表４】

【表５】

【表６】

また、２入力２出力クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−ｉ（ｉ＝１，２，３）と２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）と図３に示す光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路を構成し、各構成要素である光スイッチ回路の動作状態を表３（ｂ−１），表３（ｂ−２），表３（ｂ−３）に示すような組合せとなるように同期させながら動作させることにより光クロスコネクト用スイッチ回路Ｓ２−ｊにより光入力ポート、光出力ポート間の透過・遮断スイッチ動作を実現させることができる。
【００６０】
【表７】

【表８】

【表９】

また、２入力２出力クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−ｉ（ｉ＝１，２，３，４，５，６）と２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）と図４に示す様な光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路を構成し、各構成要素である光スイッチ回路の動作状態を表３（ｃ−１−１），表３（ｃ−１−２），表３（ｃ−２−１），表３（ｃ−２−２），表３（ｃ−３−１），表３（ｃ−３−２），表３（ｃ−４−１），表３（ｃ−４−２），表３（ｃ−５−１），表３（ｃ−５−２）に示すような組合せとなるように同期させながら動作させることにより、光クロスコネクト用スイッチ回路ＳＰ−ｊにより光入力ポート、光出力ポート間の透過・遮断スイッチ動作を実現させることができる。
【００６１】
【表１０】

【表１１】

【表１２】

【表１３】

【表１４】

【表１５】

【表１６】

【表１７】

【表１８】

【表１９】

更に、本発明における光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ１−ｊ，Ｓ２−ｊは、図２，図３からも分かる通り、構成要素である２入力２出力クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−ｉ（ｉ＝１，２，３）、２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）、および外部入出力ポートの間を結ぶ光導波路が交差することなく同一平面上に配置・作成する事が可能であり、本発明における光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路ＳＰ−ｊは、図４からも分かる通り、構成要素である２入力２出力クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−ｉ（ｉ＝１，２，３，４，５，６）、２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路ＳＳ−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）および外部入出力ポートの間を結ぶ光導波路が２箇所のみ交差しその他に交差する部分が無い様に同一平面上に配置・作成することが可能である。
【００６２】
１つの平面基板上に本発明における光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路を作成する場合、光導波路の交差部は、それぞれの光導波路間のクロストーク、および交差する構造にすることによる損失の増加を抑え作成する事が可能であるがクロストークを完全に零とすること、および交差する構造にすることによる損失の増加を完全に零にする事は現実の作成上困難であるため、本発明の光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路の配置構成は、１つの平面基板上に回路を集積化して作成する場合光導波路の交差構造に起因するクロストーク及び損失を完全に零にすることができるか、或いは、高々２箇所の交差部分を有し、その他に交差する部分が無い平面回路となるため損失及びクロストークに関する特性の優れた平面型光回路を作成することができ、有利である。
【００６３】
また、更に、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ１−ｊ，Ｓ２−ｊの構成要素である２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−３は、特に二つの信号光ストリームのクロスコネクトを制御するスイッチであり、このスイッチを特にマッハ・ツェンダ型平面導波路光ＬＮスイッチ回路、ダブルゲートマッハ・ツェンダ型平面導波路光ＬＮスイッチ回路、半導体光増幅器（ＳＯＡ）型２×２光スイッチ回路、の様な高速な光スイッチングが実現可能な光スイッチ回路とすることにより、切り替え速度がｎｓｅｃオーダからｓｕｂ−ｎｓｅｃオーダの信号光パケット単位での高速な切り替えが実現できる。
【００６４】
このとき、マッハ・ツェンダ型平面導波路光ＬＮスイッチ回路、ダブルゲートマッハ・ツェンダ型平面導波路光ＬＮスイッチ回路は挿入損失が比較的大きく、半導体光増幅器（ＳＯＡ）型２×２光スイッチ回路、はＳＯＡのＮＦにより、信号光を僅かながら劣化させてしまうので、２×２クロス・バー動作光スイッチ回路ＣＳ−３以外を、マッハ・ツェンダ型平面導波路光ＴＯスイッチ回路、或いはダブルゲートマッハ・ツェンダ型平面導波路光ＴＯスイッチ回路を用いて構成する事により、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ１−ｊ，Ｓ２−ｊの挿入損失、透過信号光の劣化を抑えることができる。
【００６５】
次に、図５および図６を参照して、本発明の実施形態に係る光パス・アレンジ用光回路および該光パス・アレンジ用光回路に使用されている光制御手段としての光回路部ＣＯＲＥの詳細について説明する。
【００６６】
図６に示す光回路部ＣＯＲＥの例では、光波長合分波回路として、ｑをＮ×ＮＡＷＧの入出力ポート数２Ｎに対してｑ＝ｉｎｔ［Ｎ／２］で定義される数（数Ｎを２で割った商）とするとき（図６参照）、同一の波長チャンネルの集合Ｌ０＝｛λ６ｋ＋ｑ＋１｝に対する波長合分波に関しての集合を形成し、互いに素である六つの光入出力ポートの集合
【数９】
ＰＧ−１＝Ａ−３＝｛Ｌ−Ｐ．ｑ，Ｒ−Ｐ．６ｋ＋ｑ＋１｝，
ＰＧ−２＝Ａ−１＝｛Ｌ−Ｐ．ｑ−１，Ｒ−Ｐ．６ｋ＋ｑ＋２｝，
ＰＧ−３＝Ａ−４＝｛Ｌ−Ｐ．ｑ＋１，Ｒ−Ｐ．６ｋ＋ｑ｝，
ＰＧ−４＝Ａ−２＝｛Ｌ−Ｐ．ｑ−２，Ｒ−Ｐ．６ｋ＋ｑ＋３｝，
ＰＧ−５＝Ａ−１１＝｛Ｌ−Ｐ．ｑ＋２，Ｒ−Ｐ．６ｋ＋ｑ−１｝，
ＰＧ−６＝Ａ−９＝｛Ｌ−Ｐ．ｑ−３，Ｒ−Ｐ．６ｋ＋ｑ＋４｝
をもつＮ×ＮＡＷＧＷＭ−１と、
【００６７】
【表２０】

【表２１】

【表２２】

【表２３】

【表２４】

上記波長チャンネルの集合Ｌ０に対する波長合分波に関しての集合を形成し互いに素である六つの光入出力ポートの集合
【数１０】
ＰＧ−７＝Ａ−７＝｛Ｒ−Ｐ．ｑ，Ｌ−Ｐ．６ｋ＋ｑ＋１｝，
ＰＧ−８＝Ａ−５＝｛Ｒ−Ｐ．ｑ−１，Ｌ−Ｐ．６ｋ＋ｑ＋２｝，
ＰＧ−９＝Ａ−８＝｛Ｒ−Ｐ．ｑ＋１，Ｌ−Ｐ．６ｋ＋ｑ｝，
ＰＧ−１０＝Ａ−６＝｛Ｒ−Ｐ．ｑ−２，Ｌ−Ｐ．６ｋ＋ｑ＋３｝，
ＰＧ−１１＝Ａ−１２＝｛Ｒ−Ｐ．ｑ＋２，Ｌ−Ｐ．６ｋ＋ｑ−１｝，
ＰＧ−１２＝Ａ−１０＝｛Ｒ−Ｐ．ｑ−３，ＬＲ−Ｐ．６ｋ＋ｑ＋４｝
をもつＮ×ＮＡＷＧＷＭ−２との計２つのＮ×ＮＡＷＧを用いた構成である。
なお透過波長チャンネルに対しての光入出力ポートの対応表表４（ａ），表４（ｂ），表４（ｃ），表４（ｄ），表４（ｅ）を参照されたい。また、表４（ａ）はｑ−６ｍ＜２の場合であり、表４（ｂ）は２≦ｑ−６ｍ＜４の場合であり、表４（ｃ）は４≦ｑ−６ｍの場合であり、表４（ｄ）はｑ−６ｍ＝０，Ｎ＝２ｑで完全周回特性を持つ場合であり、表４（ｅ）はＮ＝３２の場合の具体例である。
【００６８】
ただし、ここで、ｍ＝ｉｎｔ（ｑ／６），ｑ＝ｉｎｔ（Ｎ／２）であり、
【数１１】
ｑ−６ｍ＜２のときｋ＝−ｍ＋１，…，−１，０，１，…，ｍ−１
２≦ｑ−６ｍ＜４のとき、或いはｑ−６ｍ＝０，Ｎ＝２ｑかつ完全周回特性をもつとき、ｋ＝ｍ，−ｍ＋１，…，−１，０，１，…，ｍ−１であり、４≦ｑ−６ｍのときｋ＝ｍ，−ｍ＋１，…，−１，０，１，…，ｍ−１，ｍであり、さらに、光入出力ポート、Ａ−Ｉ／Ｏ−１，Ａ−Ｉ／Ｏ−２，Ａ−Ｉ／Ｏ−３，Ａ−Ｉ／Ｏ−４，Ａ−Ｉ／Ｏ−９，及びＡ−Ｉ／Ｏ−１１と光合分波回路Ｎ×ＮＡＷＧＷＭ−１の合波側の光入出力ポートＬ−Ｐ．ｑ，Ｌ−Ｐ．ｑ＋１，Ｌ−Ｐ．ｑ−１，Ｌ−Ｐ．ｑ−２，Ｌ−Ｐ．ｑ＋２，及びＬ−Ｐ．ｑ−３とはそれぞれ同一の光入出力ポートを表し、かつ、光入出力ポートＡ−Ｉ／Ｏ−ｄ−１−ｉ，Ａ−Ｉ／Ｏ−ｄ−２−ｉ，Ａ−Ｉ／Ｏ−ｄ−３−ｉ，Ａ−Ｉ／Ｏ−ｄ−４−ｉ，Ａ−Ｉ／Ｏ−ｄ−９−ｉ，及びＡ−Ｉ／Ｏ−ｄ−１１−ｉと光合分波回路Ｎ×ＮＡＷＧＷＭ−１の合波側の光入出力ポートＲ−Ｐ．ｉ＋１，Ｒ−Ｐ．ｉ，Ｒ−Ｐ．ｉ＋２．Ｒ−Ｐ．ｉ＋３，Ｒ−Ｐ．ｉ−１，及びＲ−Ｐ．ｉ＋４とはそれぞれ同一の光入出力ポートを表し、かつ、光入出力ポートＡ−Ｉ／Ｏ−５，Ａ−Ｉ／Ｏ−６，Ａ−Ｉ／Ｏ−７，Ａ−Ｉ／Ｏ−８，Ａ−Ｉ／Ｏ−１０，及びＡ−Ｉ／Ｏ−１２１と光合分波回路Ｎ×ＮＡＷＧＷＭ−２の合波側の光入出力ポートＲ−Ｐ．ｑ，Ｒ−Ｐ．ｑ＋１，Ｒ−Ｐ．ｑ−１，Ｒ−Ｐ．ｑ−２，Ｒ−Ｐ．ｑ＋２，及びＲ−Ｐ．ｑ−３とはそれぞれ同一の光入出力ポートを表し、かつ、光入出力ポートＡ−Ｉ／Ｏ−ｄ−５−ｉ，Ａ−Ｉ／Ｏ−ｄ−６−ｉ，Ａ−Ｉ／Ｏ−ｄ−７−ｉ，Ａ−Ｉ／Ｏ−ｄ−８−ｉ，Ａ−Ｉ／Ｏ−ｄ−１０−ｉ，及びＡ−Ｉ／Ｏ−ｄ−１２−ｉと光合分波回路Ｎ×ＮＡＷＧＷＭ−２の合波側の光入出力ポートＬ−Ｐ．ｉ＋１，Ｌ−Ｐ．ｉ，Ｌ−Ｐ．ｉ＋２．Ｌ−Ｐ．ｉ＋３，Ｌ−Ｐ．ｉ−１，及びＬ−Ｐ．ｉ＋４とはそれぞれ同一の光入出力ポートを表すものとする。
【００６９】
上記の様に光入出力ポートの組合せを選択する事により、表４ａ，ｂ，ｃ，ｄ及び図６からも判る様に、光入出力ポートの集合ＰＧ−ｎ（ｎ＝１，２，…，６）の同じ波長チャンネルに対応する分波側の光入出力ポート、および光入出力ポートの集合ＰＧ−ｎ（ｎ＝７，８，…，１２）の同じ波長チャンネルに対応する分波側の光入出力ポートは配置上その他の光入力ポートを中に入り込ませずに、すなわち入出力ポートの集合のみで（間を空けることなく）連なって並ばせることが可能となる。
【００７０】
従って、図６に示すように（但し、図６中にあっては光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路を一般化してＳｎ−ｍ’、Ｓｎ’− ( ｍ’＋１ ) 、Ｓｎ '' − ( ｍ’＋２ ) と記載している。また以下の記載では図６に示す定義及び凡例に従い、例えばｑ＝ｉｎｔ ( Ｎ／２ ) 、ｍ＝ｉｎｔ ( Ｎ／６ ) 、ｎ，ｎ’，ｎ '' ＝ 1 ｏｒ２ｏｒＰｏｒ３、ｍ’＝ｍ（但しｍとｍ’は意味の異なる符号であって、ｑ−６ｍ＜２の場合）、ｍ−１（但し２＜＝ｑ−６ｍの場合、或いはＮ＝２ｑ且つｑ−６ｍ＝０且つ完全周回特性をもつ場合）とし、さらにｍにｊを対応させる。）Ｎ×ＮＡＷＧＷＭ−１のＬ０に対する波長合分波に関する入出力ポートの集合ＰＧ−ｎ（ｎ＝１，２，…，６）の同じ波長チャンネルに対応する分波側の光入出力ポートＲ−Ｐ．６ｋ＋ｑ＋１，Ｒ−Ｐ．６ｋ＋ｑ，Ｒ−Ｐ．６ｋ＋ｑ＋２，Ｒ−Ｐ．６ｋ＋ｑ＋３，Ｒ−Ｐ．６ｋ＋ｑ−１，及びＲ−Ｐ．６ｋ＋ｑ＋４と、各波長チャンネルにそれぞれ対応して個別に配置され、かつ波長チャンネル毎にそれらの何れかが配置されるところの光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ１−ｊ，Ｓ２−ｊ，ＳＰ−ｊ（ｊ＝６ｋ＋ｑ＋１）および光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ３−ｊの光入力ポートＳ−ｊ−Ｉ−１，Ｓ−ｊ−Ｉ−２，Ｓ−ｊ−Ｉ−３，Ｓ−ｊ−Ｉ−４，Ｓ−ｊ−ＡＤＤ−１，及びＳ−ｊ−ＡＤＤ−２とをそれぞれ光導波路を結び、かつ、Ｎ×ＮＡＷＧＷＭ−２のＬ０に対する波長合分波に関する入出力ポートの集合Ｐ−ｎ（ｎ＝７，８，…，１２）の同じ波長チャンネルに対応する分波側の光入出力ポートＬ−Ｐ．６ｋ＋ｑ＋１，Ｌ−Ｐ．６ｋ＋ｑ，Ｌ−Ｐ．６ｋ＋ｑ＋２，Ｌ−Ｐ．６ｋ＋ｑ＋３，Ｒ−Ｐ．６ｋ＋ｑ−１，及びＬ−Ｐ．６ｋ＋ｑ＋４と、各波長チャンネルにそれぞれ対応して個別に配置され、かつ波長チャンネル毎にそれらの何れかが配置されるところの光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ１−ｊ，Ｓ２−ｊ，ＳＰ−ｊ（ｊ＝６ｋ＋ｑ＋１）および光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ３−ｊの光出力ポートＳ−ｊ−Ｏ−１，Ｓ−ｊ−Ｏ−２，Ｓ−ｊ−Ｏ−３，Ｓ−ｊ−Ｏ−４，Ｓ−ｊ−ＤＲＯＰ−１，及びＳ−ｊ−ＤＲＯＰ−２とをそれぞれ光導波路を結び回路配置にすることにより光合分波回路Ｎ×ＮＡＷＧＷＭ−１，ＷＭ−２、と各波長チャンネルにそれぞれ対応して個別に配置され、かつ波長チャンネル毎にそれらの何れかが配置されるところの光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ１−ｊ，Ｓ２−ｊ，ＳＰ−ｊ（ｊ＝６ｋ＋ｑ＋１）および光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ３−ｊの入出力ポート間を結ぶ光導波路を全て交差させることなく、これらの光回路を同一平面上に配置・作成する事が可能である。
【００７１】
光導波路の交差部は、それぞれの光導波路間のクロストーク、および交差する構造にすることによる損失の増加を抑え作成する事が可能であるがクロストークを完全に零とすること、および交差する構造にすることによる損失の増加を完全に零にすることは現実の作成上困難であるため、本発明の、光合分波回路Ｎ×ＮＡＷＧＷＭ−１，ＷＭ−２、と各波長チャンネルにそれぞれ対応して個別に配置され、かつ波長チャンネル毎にそれらの何れかが配置されるところの光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ１−ｊ，Ｓ２−ｊ，ＳＰ−ｊ（ｊ＝６ｋ＋ｑ＋１）および光回路Ｓ３−ｊとの入出力ポート間を結ぶ光導波路の配置構成は、一つの平面基板上に回路を集積化して作成する場合、及び光合分波回路Ｎ×ＮＡＷＧＷＭ−１，ＷＭ−２と光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ１−ｊ，Ｓ２−ｊ或いはＳＰ−ｊをそれぞれ個別に平面基板光回路として作成し、それぞれの光入出力ポートを付き合わせ接続する事により全体の回路を構成する場合（Ｉ．Ｏｇａｗａｅｔ．ａＩ，ＯＦＣ’９８ＰＤ４−１）、光導波路の交差構造に起因するクロストーク及び損失を完全に零にすることができ、有利である。
【００７２】
さらに、光回路部ＣＯＲＥの光入出力ポート間におけるそれぞれの波長チャンネルでの透過・遮断特性と、それぞれの波長チャンネルに対応して配置された光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ１−ｊ，Ｓ２−ｊ，ＳＰ−ｊ（ｊ＝６ｋ＋ｑ＋１）のスイッチ状態との間には、それぞれ表５（ａ−１），表５（ａ−２），表５（ａ−３）と表５（ｂ−１），表５（ｂ−２），表５（ｂ−３）及び表５（ｃ−１−１），表５（ｃ−１−２），表５（ｃ−２−１），表５（ｃ−２−２），表５（ｃ−３−１），表５（ｃ−３−２），表５（ｃ−４−１），表５（ｃ−４−２），表５（ｃ−５−１），表５（ｃ−５−２）に示す様な対応関係が成立する。
【００７３】
【表２５】

【表２６】

【表２７】

【表２８】

【表２９】

【表３０】

【表３１】

【表３２】

【表３３】

【表３４】

【表３５】

【表３６】

【表３７】

【表３８】

【表３９】

【表４０】

さらに、本発明の光パス・アレンジ用光回路の光入出力ポートＩ／Ｏ−ｎ（ｎ＝１，２，３，４）と、光サーキュレータＣＬ−ｎ（ｎ＝１，２，３，４）の光入出力ポートＣＬ−Ｉ／Ｏ−ｎ（ｎ＝１，２，３，４）とを光導波路でそれぞれ結び、かつ光サーキュレータＣＬ−ｎ（ｎ＝１，２，３，４）の光出力ポートＣＬ−Ｏ−ｎ（ｎ＝１，２，３，４）と、光回路部ＣＯＲＥの光入力ポートＡ−Ｉ／Ｏ−ｎ（ｎ＝１，２，３，４）との間に、光出力ポートＣＬ−Ｏ−ｎから光出力ポートＡ−Ｉ／Ｏ−ｎへ伝搬する方向に光増幅される向きに従来型の片方向光増幅器ＡＭＰ−ｎ（ｎ＝１−，２，３，４）がそれぞれ接続され、かつ光回路部ＣＯＲＥの光出力ポートＡ−Ｉ／Ｏ−ｎ（ｎ＝５，６，７，８）と、光サーキュレータＣＬ−ｎ（ｎ＝１，２，３，４）の光入力ポートＣＬ−ｉ−ｎ（ｎ＝１，２，３，４）とを光導波路でそれぞれ結び、かつ外部光入力ポートＡＤＤ−Ｉ−１，ＡＤＤ−Ｉ−２と、光回路部ＣＯＲＥの光入力ポートＡ−Ｉ／Ｏ−９，Ａ−Ｉ／Ｏ−１１とをそれぞれ光導波路で結び、かつ外部光入力ポートＤＲＯＰ−Ｏ−１，ＤＲＯＰ−Ｏ−２と、光回路部ＣＯＲＥの光出力ポートＡ−Ｉ／Ｏ−１０，Ａ−Ｉ／Ｏ−１２とをそれぞれ光導波路で結び、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ１−ｊ，Ｓ２−ｊ及びＳＰ−ｊ（ｊ＝６ｋ＋ｑ＋１）をそれぞれ用いた場合の光回路部ＣＯＲＥの光入出力ポート間における各波長チャンネルでの透過・遮断特性と、本発明の光パス・アレンジ用光回路のそれぞれ対応する波長チャンネルにおける外部入出力ポートＩ／Ｏ−ｎ（ｎ＝１，２，３，４），ＡＤＤ−Ｉ−１，ＡＤＤ−Ｉ−２，ＤＲＯＰ−Ｏ−１，及びＤＲＯＰ−Ｏ−２間の信号光の光伝搬増幅状態との間にはそれぞれ表６（ａ−１），表６（ａ−２），表６（ａ−３）と表６（ｂ−１），表６（ｂ−２），表６（ｂ−３）及び、表６（ｃ−１−１），表６（ｃ−１−２），表６（ｃ−２−１），表６（ｃ−２−２），表６（ｃ−３−１），表６（ｃ−３−２），表６（ｃ−４−１），表６（ｃ−４−２），表６（ｃ−５−１），表６（ｃ−５−２）に示す対応関係が成立する。
【００７４】
【表４１】

【表４２】

【表４３】

【表４４】

【表４５】

【表４６】

【表４７】

【表４８】

【表４９】

【表５０】

【表５１】

【表５２】

【表５３】

【表５４】

【表５５】

【表５６】

従って、それぞれの波長チャンネルに対応して個別に配置された何れかの光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ１−ｊ，Ｓ２−ｊ及び、ＳＰ−ｊ（ｊ＝６ｋ＋ｑ＋１）のスイッチ状態を制御する事により表５（ａ−１），表５（ａ−２），表５（ａ−３）と表６（ａ−１），表６（ａ−２），表６（ａ−３）間、表５（ｂ−１），表５（ｂ−２），表５（ｂ−３）と表６（ｂ−１），表６（ｂ−２），表６（ｂ−３）間、及び表５（ｃ−１−１），表５（ｃ−１−２），表５（ｃ−２−１），表５（ｃ−２−２），表５（ｃ−３−１），表５（ｃ−３−２），表５（ｃ−４−１），表５（ｃ−４−２），表５（ｃ−５−１），表５（ｃ−５−２）と表６（ｃ−１−１），表６（ｃ−１−２），表６（ｃ−２−１），表６（ｃ−２−２），表６（ｃ−３−１），表６（ｃ−３−２），表６（ｃ−４−１），表６（ｃ−４−２），表６（ｃ−５−１），表６（ｃ−５−２）間にそれぞれ示す対応関係に従い本発明の光パス・アレンジ用光回路のそれぞれ対応する波長チャンネルにおける外部入出力ポートＩ／Ｏ−ｎ（ｎ＝１，２，３，４），ＡＤＤ−Ｉ−１，ＡＤＤ−Ｉ−２，ＤＲＯＰ−Ｏ−１，及びＤＲＯＰ−Ｏ−２間の光伝搬増幅状態を制御することができる。
【００７５】
すなわち、それぞれ２つずつ外部光入力ポート、外部光出力ポートをもつ従来型の光クロスコネクト回路がクロス、バーのに種類の光伝搬増幅状態を切り替え制御できるのみ（図７参照）であるのに対して、本発明の光パス・アレンジ用光回路では、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ１−ｊ，或いは、Ｓ２−ｊを用いた場合は、クロス・バーの光伝搬増幅状態の切り替え制御に加え、外部光入出力ポートＩ／Ｏ−１，Ｉ／Ｏ−２間と、Ｉ／Ｏ−３，Ｉ／Ｏ−４間それぞれにおいて、波長チャンネル毎に個別の、上り下りの２つの光伝搬増幅方向の動的に切り替え制御が可能となるため、図８に示す様な、８通りの光伝搬増幅状態の切り替えを制御する事が可能となり、更に、外部入力ポートＡＤＤ−Ｉ−１，ＡＤＤ−Ｉ−２及び外部出力ポートＤＲＯＰ−Ｏ−１，及びＤＲＯＰ−Ｏ−２を介して光アド・ドロップの実行・非実行の動的な切り替え制御が実現されるためこれらの動的な状態制御の組合せで表６（ａ−１），表６（ａ−２），表６（ａ−３），並びに表６（ｂ−１），表６（ｂ−２），表６（ｂ−３）に示す３２通りもの光伝搬増幅状態を制御する事が可能となり、光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路ＳＰ−ｊを用いた場合は、クロス・バーの光伝搬増幅状態の切り替え制御に加え、外部光入出力ポートＩ／Ｏ−１，Ｉ／Ｏ−２，Ｉ／Ｏ−３，Ｉ／Ｏ−４の任意の２つのポート間において、波長チャンネル毎に個別の、上り下りの２つの光伝搬増幅方向の動的に切り替え制御が可能となるため、図９に示す様な、１２通りの光伝搬増幅状態の切り替えを制御することが可能となり、更に、外部入力ポートＡＤＤ−Ｉ−１，ＡＤＤ−Ｉ−２及び外部出力ポートＤＲＯＰ−Ｏ−１，及びＤＲＯＰ−Ｏ−２を介しての光アド・ドロップの実行・非実行の動的な切り替え制御が実現されるためこれらの動的な状態制御の組合せで表６（ｃ−１−１），表６（ｃ−１−２），表６（ｃ−２−１），表６（ｃ−２−２），表６（ｃ−３−１），表６（ｃ−３−２），表６（ｃ−４−１），表６（ｃ−４−２），表６（ｃ−５−１），表６（ｃ−５−２）に示す８４通りもの光伝搬増幅状態を制御する事が可能となる。
【００７６】
この機能は光ネットワーク上において信号光のパスを設定する際の自由度を飛躍的に拡大することができ、柔軟にトラフィック量の変動に対応する光ネットワークを構築・制御する目的に大変有効である。
【００７７】
また、現実の光ネットワークにおいて、幾つかの波長チャンネルのパスは固定で使用することが決まっている場合、上記の光クロスコネクト・アド・ドロップ用光回路Ｓ１−ｊ，Ｓ２−ｊ及びＳＰ−ｊに替え、前記固定のパスを実現するのに適合したスイッチ機能を伴わない固定の６入力６出力光回路Ｓ３−ｊを配置することにより、本発明の光パス・アレンジ用光回路の簡素化を図ること、不要な光スイッチ部分を省くことにより消費電力を抑えることができる。
【００７８】
更に、例えば、図６に示す回路構成で、Ｎ＝６４，波長チャンネル間隔Δλ＝２５ＧＨｚ、のＮ×ＮＡＷＧを光波長合分波回路として使用した場合、波長チャンネル数Ｎ／６＝１０、波長チャンネル間隔６Δλ＝１５０ＧＨｚ（〜１．２ｎｍ）の光パス・アレンジ用光回路を実現できる。
【００７９】
また、光増幅器ＡＭＰ−ｊ（ｊ＝１，２，３，４）の光増幅部として、半導体レーザ励起の希土類添加光ファイバ（図１３（ａ），（ｂ），（ｃ））を用い、さらにこの希土類添加ファイバとして、エルビウム添加光ファイバを用いると光増幅器の増幅波長帯域は、分散シフトファイバの零分散波長領域を含むおよそ１．５３×１０^-6ｍから１．５６×１０^-6ｍの間となり、さらに、上記実施例を示す図６の様に、光波長合分波回路として、Ｎ×ＮＡＷＧを用いると、光波長合分波回路一つ当たりの光損失は、理想的には１．０ｄＢ程度、（Ｊ．Ｃ．Ｃｈｅｎ，ｅｔ．ａＩ，ＩＥＥＥＰＴＬ，ｖｏＩ．１０，Ｎｏ．３，ｐｐ３７９−３８１，１９９８）、ダブルゲートマッハ・ツェンダ型平面導波路光ＴＯスイッチ回路を用いた場合の光クロスコネクト・アド・ドロップ用回路Ｓ１−ｊ，Ｓ２−Ｊ，ＳＰ−ｊの損失が５ｄＢ未満（Ａ．Ｈｉｍｅｎｏｅｔ．ａＩ，ＥＣＯＣ’９６ＴｈＤ．２．２）、半導体増幅器（ＳＯＡ）型２×２光スイッチ回路を用いた場合は光クロスコネクト・アド・ドロップ用回路Ｓ１−ｊ，Ｓ２−ｊ，ＳＰ−ｊの損失が０ｄＢ（Ｉ．Ｏｇａｗａｅｔ．ａＩ，ＯＦＣ’９８ＰＤ４−１）、光サーキュレータの損失が１回透過する毎に１ｄＢ程度、光ファイバへの結合一つ当たりの損失が、およそ０．２５ｄＢ、さらに回路接続用の光ファイバが十分短いものとして、その損失を無視できるものと見積もられ、更に、光増幅器の光増幅利得を入力信号強度−２０ｄＢｍのとき、およそ３０ｄＢ（船橋他１９９５秋季信学会論文集Ｃ−２１６）と見積もると、光パス・アレンジ用光回路の正味の光増幅利得は、３０−１．０×２−５．０（０）−１．０×２−０．２５×４＝３０−１０＝２０）（２５）ｄＢと見積もられる。
【００８０】
従って、中継間隔８０ｋｍ平均光ファイバ損失０．２３ｄＢ／ｋｍの光伝送システムでの各区間の損失１８．４ｄＢを補償する事が可能となる。
【００８１】
また、Ｎ×ＮＡＷＧの漏話量は、通常のものがおよそ−２５ｄＢ位相補償板を用い低クロストーク化を図ったものでおよそ−４０ｄＢ（山田他１９９７秋季信学会論文集Ｃ−３−１１９）と見積もられ、さらに光アイソレータのアイソレーションをおよそ４０ｄＢ光サーキュレータのアイソレーションをおよそ５０ｄＢと見積もると、任意の波長チャンネルでの発掘は通常の光増幅器と同様に抑えられる。
【００８２】
また、光増幅器外部の前後に近接して存在する２つのフレネル反射（−１４ｄＢ）点と伝搬方向の異なる任意の２つの波長チャンネルでループ状に構成される光共振器を想定すると３０×２（共振器一往復当たりの光増幅部の利得）−｛１４＋１．０×２＋２５［４０］×２｝×２（共振器一往復当たりの光損失）＝７２［−１３２］ｄＢと見積もられ、圧倒的に共振器内部損失が大きく正味の利得が得られないので、このような最悪の場合であっても本実施形態における光増幅器の発振は抑えられる。
【００８３】
以上から、本発明の光パス・アレンジ用光回路により、光ファイバ中をそれぞれの波長チャンネル毎に上り及び下り方向に関して任視の伝搬方向に伝搬し、かつそれぞれの波長チャンネル毎に必要に応じて各々の伝搬方向を上りから下りに或いは下りから上りに切り替え、といった動的な変化を伴う２つのストリームに属する波長多重信号光をその時々に応じて信号光の伝搬方向へのアイソレーションを確保しつつ、光増幅し、かつ各波長チャンネル毎に光クロスコネクトを行うことにより実現される８通りの光伝搬増幅状態（図８）に付随して各波長チャンネル毎に光アド・ドロップを行うことにより実現される、計３２通りの光伝搬増幅状態（表６（ａ−１），表６（ａ−２），表６（ａ−３），または、表６（ｂ−１），表６（ｂ−２），表６（ｂ−３）参照）を実現すること、および、各波長チャンネル毎に、４つの信号光入出力ポートに対してそれぞれ重複しない範囲で任意に入出力ポートを選び信号光を入出力させ、２つの信号光ストリームを伝搬増幅させる全ての組合せである１２通りの光伝搬増幅状態（図９）に付随して光アド・ドロップを行うことにより実現される、計８４通りの光伝搬増幅状態（表６（ｃ−１−１），表６（ｃ−１−２），表６（ｃ−２−１），表６（ｃ−２−２），表６（ｃ−３−１），表６（ｃ−３−２），表６（ｃ−４−１），表６（ｃ−４−２），表６（ｃ−５−１），表６（ｃ−５−２）参照）を実現することができる。
【００８４】
【発明の効果】
本発明により、光ファイバ中をそれぞれの波長チャンネル毎に上り及び下り方向に関して任視の伝搬方向に伝搬し、かつそれぞれの波長チャンネル毎に必要に応じて各々の伝搬方向を上りから下りに或いは下りから上りに切り替えるといった動的な変化を伴う二つのストリームに属する波長多重信号光をその時々に応じて信号光の伝搬方向へのアイソレーションを確保しつつ、光増幅し、かつ各波長チャンネル毎に光クロスコネクトを行うことにより実現される８通りの光伝搬増幅状態に付随して各波長チャンネル毎に光アド・ドロップを行うことにより実現される、計３２通りの光伝搬増幅状態を実現すると共に、各波長チャンネル毎に、４つの信号光入出力ポートに対してそれぞれ重複しない範囲で任意に入出力ポートを選び信号光を入出力させ、２つの信号光ストリームを伝搬増幅させる全ての組合せである１２通りの光伝搬増幅状態に付随して光アド・ドロップを行うことにより実現される、計８４通りの光伝搬増幅状態を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】アレー導波路型光合分波器の構成を示す図である。
【図２】本発明の光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路の構成を示す図である。
【図３】本発明の光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路の構成を示す図である。
【図４】本発明の光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路の構成を示す図である。
【図５】本発明の光パス・アレンジ用光回路の構成を示す図である。
【図６】本発明の光回路部ＣＯＲＥの詳細な構成を示す図である。
【図７】従来型光クロスコネクト回路が実現する各光入力ポート−光出力ポート間での２つの光伝搬増幅状態の図である。
【図８】本発明の光パス・アレンジ用光回路が実現する各光入出力ポート間での代表的な８つの光伝搬増幅状態の模式図（光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路Ｓ１−ｊ，Ｓ２−ｊを用いた場合）である。
【図９】本発明の光パス・アレンジ用光回路が実現する各光入出力ポート間での代表的な１２つの光伝搬増幅状態の模式図（光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路ＳＰ−ｊを用いた場合）である。
【図１０】従来型光クロスコネクト回路の構成を示すブロック図である。
【図１１】従来型光アド・ドロップ回路の構成を示すブロック図である。
【図１２】従来型片方向光増幅器の構成を示すブロック図である。
【図１３】光増幅部の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
０−１，０−３，０−３−ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）外部光入力ポート
０−２，０−４，０−４−ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）外部光出力ポート
１−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）光増幅器
１−ｉ−１光増幅部
１−ｉ−２−１，１−ｉ−２−２光アイソレータ
２−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）光波長合分波器
３−ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）２入力２出力クロス・バー動作光スイッチ回路
４希土類添加光ファイバ
５−１，５−２励起用レーザー
６−１，６−２光アイソレータ
７−１，７−２波長合分波カプラ
８平面型導波路基板
９−１，９−２光入出力導波路部
１０−１，１０−２スラブ導波路部
１１アレー導波路グレーティング部
Ｌ−Ｐ，ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）光入出力ポート
Ｒ−Ｐ，ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）光入出力ポート
Ｓ１−ｊ（ｊ＝１，２，…，ｎ）光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路
Ｓ２−ｊ（ｊ＝１，２，…，ｎ）光クロスコネクト・アド・ドロップ用スイッチ回路
Ｓｊ−Ｉ−ｉ（ｊ＝１，２，…，ｎ；ｉ＝１，２，３，４）光入力ポート
Ｓｊ−Ｏ−ｉ（ｊ＝１，２，…，ｎ；ｉ＝１，２，３，４）光出力ポート
Ｓ−ｊ−ＡＤＤ−１，Ｓ−ｊ−ＡＤＤ−２光入力ポート
Ｓ−ｊ−ＤＲＯＰ−１，Ｓ−ｊ−ＤＲＯＰ−２光出力ポート
ＣＳ−ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）２入力２出力クロス・バー動作光スイッチ回路
ＣＳ−ｉ−Ｉ−ｊ（ｉ＝１，２，…，ｎ；ｊ＝１，２）光入力ポート
ＣＳ−ｉ−Ｏ−ｊ（ｉ＝１，２，…，ｎ；ｊ＝１，２）光出力ポート
ＳＳ−ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）２×１透過結合ポート選択光スイッチ回路
ＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｌ−ｊ（ｉ＝１，２，…，ｎ；ｊ＝１，２）光入出力ポート
ＳＳ−ｉ−Ｉ／Ｏ−Ｒ−１光入出力ポート
Ｉ／Ｏ−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）外部光入出力ポート
ＡＤＤ−Ｉ−１，ＡＤＤ−Ｉ−２外部光入力ポート
ＤＲＯＰ−Ｏ−１，ＤＲＯＰ−Ｏ−２外部光出力ポート
ＣＬ−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）光サーキュレータ（３ポート型）
ＣＬ−Ｉ／Ｏ−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）光入出力ポート
ＣＬ−Ｉ−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）光入力ポート
ＣＬ−Ｏ−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）光出力ポート
ＡＭＰ−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）片方向光増幅器
ＣＯＲＥ光回路部
Ａ−Ｉ／Ｏ−ｉ（ｉ＝１，２，…，１２）光入出力ポート
ＷＭ−１，ＷＭ−２光波長合分波回路
Ｓ３−ｉ６入力６出力光回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical circuit for optical path arrangement that is effective for an optical circuit for communication.
[0002]
[Prior art]
10 and 11 respectively show configuration examples of conventionally known optical cross-connect circuits and optical add / drop circuits.
[0003]
In both figures, 1-1, 1-2, 1-3, 1-4 are optical amplifiers, 2-1, 2-2, 2-3, 2-4 are optical wavelength multiplexing / demultiplexing units, 3- j (j = 1, 2,..., n) denotes a 2-input 2-output crossbar operation optical switch circuit.
[0004]
The optical amplifiers 1-1, 1-2, 1-3, and 1-4 compensate for the loss of the optical transmission line and the loss of the optical cross-connect circuit and the optical add / drop circuit except for the optical amplifier. Used for.
[0005]
As shown in FIG. 12, the optical amplifier has a reflection point of an optical signal such as a connector connection point on a general optical transmission line, so that the reflected light from the reflection point is blocked and stable optical amplification is performed. For this purpose, optical isolators 1-i-2-1 and 1-i-2-2 that restrict the propagation of signal light only in a desired optical transmission direction are arranged before and after the optical amplifying unit 1-i-1. Therefore, even when a wavelength multiplexed optical signal is optically amplified, the propagation direction is limited to the same direction.
[0006]
As an optical amplifying unit that is a component of the optical amplifier, in general, bidirectional pumping by a pumping semiconductor laser shown in FIG. 13A, forward pumping shown in FIG. 13B, and backward pumping shown in FIG. A rare earth-doped optical fiber, or a semiconductor type optical amplifying unit shown in FIG.
[0007]
As the host for the rare earth-doped optical fiber, ordinary quartz glass is used, and Zr fluoride glass and telluride glass are used for the purpose of expanding the amplification wavelength band.
[0008]
Further, as the added rare earth, 1.5 × 10^-6Er for m band³⁺Is 1.3 × 10^-6Pr to m³⁺Is used. (Yamada et al., Proceedings of the 1995 Autumn Society, C-216, A. Mori, et al., OFC'97, PDP1)
Next, the operation of the optical cross-connect circuit shown in FIG. 10 will be described.
[0009]
The wavelength multiplexed signal lights input from the external input ports 0-1 and 0-3 are respectively optically amplified by the optical amplifiers 1-1 and 1-3, and then optical wavelength multiplexing / demultiplexing units 2-1 and 2-3. It is demultiplexed for each signal light of each wavelength channel.
[0010]
The signal light demultiplexed for each wavelength channel is input to different two-input two-output cross-bar operation optical switch circuits 3-j for each pair of signal lights corresponding to the same wavelength channel, and is individually input to the cross-bar. Output port switching is selected and output.
[0011]
The output signal light is multiplexed by the optical wavelength multiplexing / demultiplexing units 2-2 and 2-4 for each collection of two signal lights that do not overlap each other in the wavelength channel, and the subsequent optical amplifier 1-2. , 1-4 are output from external output ports 0-2, 0-4.
[0012]
By the operation as described above, loss compensation of the optical transmission line and recombination of the wavelength channels of the two wavelength multiplexed signal light, that is, optical cross-connect is realized.
[0013]
Next, the operation of the optical add / drop circuit shown in FIG. 11 will be described.
[0014]
The wavelength multiplexed signal light input from the external input port 0-1 is optically amplified by the optical amplifier 1-1 and then demultiplexed for each signal light of each wavelength channel by the optical wavelength multiplexing / demultiplexing unit 2-1.
[0015]
Signal light demultiplexed for each wavelength channel and an add (ADD) input signal input from external input ports 0-3-j (j = 1, 2,..., N) prepared for each wavelength channel Light is input to different two-input two-output crossbar operation optical switch circuits 3-j for each pair of signal lights corresponding to the same wavelength channel, and switching selection of the output port of the crossbar is performed individually. Is output.
[0016]
The output signal light is multiplexed by the optical wavelength multiplexing / demultiplexing unit 2-2 for each collection of two signal lights so that the wavelength channels do not overlap, and the other is prepared for each wavelength channel. The output signal light is output as drop (DROP) signal light from the external output ports 0-4-j, (j = 1, 2,..., N).
[0017]
The wavelength multiplexed signal light multiplexed by the wavelength multiplexing / demultiplexing unit 2-2 is output from the external output port 0-2 after being optically amplified by the subsequent optical amplifier 1-2.
[0018]
By the operation of the optical add / drop circuit described above, loss compensation of the optical transmission line and signal light add / drop for each wavelength channel of the wavelength multiplexed signal light are realized.
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the conventional optical cross-connect circuit and optical add / drop circuit described above use a one-way optical amplifier to compensate for the loss of the optical transmission line and the optical circuit itself, all of the propagation directions of the wavelength multiplexed signal light are all There is a problem that the predetermined direction is fixed in the same direction, and as a result, the function is limited only to switching between two states of the cross bar type path.
[0020]
  The present invention has been made in view of the above, and propagates in an optical fiber in an arbitrary propagation direction with respect to the upstream and downstream directions for each wavelength channel, and for each wavelength channel, sets each propagation direction as necessary. Wavelength multiplexed signal light belonging to two streams with dynamic changes such as switching from uplink to downlink or from downlink to uplink is optically amplified while ensuring isolation in the propagation direction of the signal light depending on the time, furtherManyAn object of the present invention is to provide an optical circuit for optical path arrangement that realizes an optical propagation amplification state.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the present invention according to claim 1 provides:FourAn optical circuit for optical path arrangement having an external optical input / output port, two external optical signal add ports, and two external optical signal drop ports, and an input / output port and an input port connected to the external optical input / output port And four optical circulators each having an output port, four unidirectional optical amplifying means for inputting and amplifying signal light from the output ports of these optical circulators, output light from these four unidirectional optical amplifying means, and Optical control means for controlling the output of the signal light from the two external signal add ports to the input port of the optical circulator and the two external optical signal drop ports; A first optical wavelength multiplexing / demultiplexing circuit connected to the optical signal add port and the output side of the four one-way optical amplifying means; and the two external optical signal drops A second optical wavelength multiplexing and demultiplexing circuit connected to the over bets and four input ports of the optical circulator, I and a plurality of optical cross-connect add-drop switch provided between the two optical wavelength multiplexing and demultiplexing circuitTheOptical cross-connect add / drop switchAt least one ofIsThe first, second, third and fourth 2 × 1 transparent coupling port selection optical switches and the first, second and third two-input two-output crossbar operation optical switches, Four outputs from one optical wavelength multiplexing / demultiplexing circuit are connected to one of two inputs of each of the first and second 2 × 1 transparent coupling port selection optical switches, and the first and second 2 × Each one output of the 1-transmission coupled port selection optical switch is connected to two inputs of the first 2-input 2-output crossbar operating optical switch, and the first 2-input 2-output crossbar operating optical switch first The output and the first external optical signal add port are connected to the input of the second 2-input 2-output crossbar operating optical switch, and the first output of the second 2-input 2-output crossbar operating optical switch is the first Connected to the external optical signal drop port and second The output is connected to the input of a third 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch, and the second output of the first 2-input 2-output crossbar operating optical switch and the second external optical signal add port are the third Connected to the input of the 2-input 2-output crossbar operating optical switch, the first output of the third 2-input 2-output crossbar operating optical switch is connected to the second external optical signal drop port and the second The output is connected to the input of the fourth 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch, and each of the two outputs from the third and fourth 2 × 1 transparent coupling port selection optical switches is the second optical wavelength combination. Connected to one input of the demultiplexerThis is the gist.
  In the first aspect of the present invention, for example, wavelength-division multiplexed signal light can be dynamically propagated to any input / output port in the upstream and downstream directions for each wavelength channel.
  The present invention described in claim 2FourAn optical circuit for optical path arrangement having an external optical input / output port, two external optical signal add ports, and two external optical signal drop ports, and an input / output port and an input port connected to the external optical input / output port And four optical circulators each having an output port, four unidirectional optical amplifying means for inputting and amplifying signal light from the output ports of these optical circulators, output light from these four unidirectional optical amplifying means, and Optical control means for controlling the output of the signal light from the two external signal add ports to the input port of the optical circulator and the two external optical signal drop ports; A first optical wavelength multiplexing / demultiplexing circuit connected to the optical signal add port and the output side of the four one-way optical amplifying means; and the two external optical signal drops A second optical wavelength multiplexing and demultiplexing circuit connected to the over bets and four input ports of the optical circulator, I and a plurality of optical cross-connect add-drop switch provided between the two optical wavelength multiplexing and demultiplexing circuitTheOptical cross-connect add / drop switchAt least one ofIsThe first, second, third and fourth 2 × 1 transparent coupling port selection optical switches and the first, second and third two-input two-output crossbar operation optical switches, Four outputs from one optical wavelength multiplexing / demultiplexing circuit are connected to one of two inputs of each of the first and second 2 × 1 transmission coupling port selection optical switches, and the first 2 × 1 transmission coupling is performed. The output of the port selection optical switch and the first external optical signal add port are connected to the input of the first 2-input 2-output crossbar operation optical switch, and the output of the second 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch A second external optical signal add port; The first output of the first two-input two-output crossbar operating optical switch is connected to the first external optical signal drop port and the second input is connected to the input of the two-input two-output crossbar operating optical switch. The output is connected to the first input of the third 2-input 2-output crossbar operating optical switch, and the first output of the second 2-input 2-output crossbar operating optical switch is the second external optical signal drop port. And the second output is connected to the second input of the third 2-input 2-output crossbar operating optical switch, and the first output of the third 2-input 2-output crossbar operating optical switch is Connected to the input of the third 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch, the second output is connected to the input of the fourth 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch, and the third and fourth four 2 × Is 1 transparent coupling port selection optical switch? Each two outputs of the is connected to one input of said second optical wavelength multiplexing and demultiplexing circuitThis is the gist.
[0022]
  The present invention described in claim 3FourAn optical circuit for optical path arrangement having an external optical input / output port, two external optical signal add ports, and two external optical signal drop ports, and an input / output port and an input port connected to the external optical input / output port And four optical circulators each having an output port, four unidirectional optical amplifying means for inputting and amplifying signal light from the output ports of these optical circulators, output light from these four unidirectional optical amplifying means, and Optical control means for controlling the output of the signal light from the two external signal add ports to the input port of the optical circulator and the two external optical signal drop ports; A first optical wavelength multiplexing / demultiplexing circuit connected to the optical signal add port and the output side of the four one-way optical amplifying means; and the two external optical signal drops A second optical wavelength multiplexing and demultiplexing circuit connected to the over bets and four input ports of the optical circulator, I and a plurality of optical cross-connect add-drop switch provided between the two optical wavelength multiplexing and demultiplexing circuitTheOptical cross-connect add / drop switchAt least one ofIsFirst, second, third, and fourth 2 × 1 transparent coupling port selection optical switches and first, second, third, fourth, fifth, and sixth two-input two-output crossbars The four outputs from the first optical wavelength multiplexing / demultiplexing circuit are connected to either one of the two inputs of the first and second two-input two-output crossbar operation optical switches. The first output of the first 2-input 2-output crossbar operating optical switch and the first output of the second 2-input 2-output crossbar operating optical switch are the first 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch. The second output of the first two-input two-output crossbar operating optical switch and the second output of the second two-input two-output crossbar operating optical switch connected to the input are the second 2 × 1 transparent coupling port A first 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch connected to the input of the selection optical switch; The output of the switch and the first external optical signal add port are connected to the input of the third 2-input 2-output crossbar operating optical switch, and the output of the second 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch and the second The external optical signal add port is connected to the input of a fourth 2-input 2-output crossbar operating optical switch, and the first output of the third 2-input 2-output crossbar operating optical switch is the first external light The second output is connected to the signal drop port and the second output is connected to the input of the third 2 × 1 transmission coupling port selection optical switch, and the first output of the fourth 2-input 2-output crossbar operation optical switch is the first output. And the second output is connected to the input of the fourth 2 × 1 transmission coupling port selection optical switch, and the second output of the third 2 × 1 transmission coupling port selection optical switch is connected. 1 output and 4th The first output of the × 1 transparent coupling port selection optical switch is connected to the input of the fifth two-input two-output crossbar operation optical switch, and the second output of the third 2 × 1 transmission coupling port selection optical switch The second output of the fourth 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch is connected to the input of the sixth 2-input 2-output crossbar operation optical switch, and the fifth and sixth 2-input 2-output crossbar operation light is connected. Two outputs each from the switch are connected to one input of the second optical wavelength multiplexing / demultiplexing circuitThis is the gist.
  The present invention described in claim 4SaidOptical cross-connect add / drop switch circuit(S1-j)Are formed on one or a plurality of PLC boards, and two optical input ports CS-k-I-1, CS-k-I-2 and optical output ports CS-k-O-1, CS-k-O. -2 is transmitted between CS-k-I-1 and CS-k-O-1, and between CS-k-I-2 and CS-k-O-2, and CS-k-I -1 and CS-k-O-1 and between all optical input / output ports except CS-k-I-2 and CS-k-O-2, or Signal light is transmitted between I-1 and CS-k-O-2 and between CS-k-I-2 and CS-k-O-1, and CS-k-I-1 and CS-k-O -2 and three 2 × 2 which can be controlled to arbitrarily select whether to block signal light between all optical input / output ports except between CS-k-I-2 and CS-k-O-1 Cross bar light switch Circuit CS-k (k = 1, 2, 3) and two demultiplexing side optical input / output ports SS-i-I / OL-1, SS-i-I / OL-2, and 1 It has two multiplexing side optical input / output ports SS-i-I / O-R-1, and transmits signal light between SS-i-I / OL-1 and SS-i-I / O-R-1. And shielding signal light between all optical input / output ports except between SS-i-I / OL-1 and SS-i-I / O-R-1, or SS-i-I / OL-2 and SS-i-I / O-R-1 are allowed to transmit signal light, and SS-i-I / OL-2 and SS-i-I / O-R-1 are transmitted. Four 2 × 1 transmissive coupling port selection optical switch circuits SS-i (i = 1, 2, 3, which can be controlled to arbitrarily select whether to block signal light between all optical input / output ports except for 4) with optical cross connect The optical input port Sj-ADD-1 of the drop / drop switch circuit S1-j and any optical input / output port CS-1-I of any 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-1 -1 to the optical output port Sj-DROP-1 of the optical cross-connect add / drop switch circuit S1-j and the optical input / output port CS-1-I-1 Except for the optical waveguide connecting the optical input / output port CS-1-O-1 on the side and the optical input ports Sj-ADD-2 and CS-1 of the switch circuit S1-j for the optical cross-connect add / drop An optical waveguide connecting any optical input / output port CS-2-I-2 of any 2 × 2 cross bar operation optical switch circuit CS-2, and an optical cross-connect add / drop switch circuit S1- j optical output port Sj-DR An optical waveguide connecting P-2 and the optical input / output port CS-2-O-2 on the bar side to the optical input / output port CS-2-I-2, and an optical cross-connect add / drop switch circuit The optical input port Sj-I-1 of S1-j is connected to the optical input / output port SS-1-I / OL-1 of any 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-1. Optical waveguide, optical input port Sj-I-2 of optical cross-connect add / drop switch circuit S1-j, and optical input / output port SS- of 2 × 1 transmission coupling port selection optical switch circuit SS-1 1 except for the optical waveguide connecting 1-I / O-L-2 and the optical output ports SjI-3 and SS-1 of the optical cross-connect add / drop switch circuit S1-j. × 1 Optical input / output port of transparent coupling port selection optical switch circuit SS-2 An optical waveguide connecting S-2-I / OL-2, an optical input port SjI-4 of the optical cross-connect add / drop switch circuit S1-j, and the 2 × 1 transparent coupling port An optical waveguide connecting the optical input / output port SS-2-I / OL-1 of the selection optical switch circuit SS-2, and an optical output port Sj of the optical cross-connect add / drop switch circuit S1-j -O-1 and optical link connecting the optical input / output port SS-3-I / OL-2 of the 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-3 except SS-1 and SS-2 Waveguide, optical output port Sj-O-2 of switch circuit S1-j for optical cross-connect add / drop, and optical input / output port SS-3 of 2 × 1 transmission coupling port selection optical switch circuit SS-3 -Optical waveguide connecting -I / OL-1 and optical cross-connect 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-4 excluding optical output ports Sj-O-3 and SS-1, SS-2, SS-3 of the de-drop switch circuit S1-j An optical waveguide connecting the optical input / output port SS-4-I / O-L-1, and an optical output port Sj-O-4 of the optical cross-connect add / drop switch circuit S1-j to the 2 An optical waveguide connecting the optical input / output port SS-4-I / OL-2 of the × 1 transmission coupling port selection optical switch circuit SS-4, and the 2 × 1 transmission coupling port selection optical switch circuit SS-1 Optical input / output port CS-3-I-1 of 2 × 2 cross bar operation optical switch circuit CS-3 excluding optical input / output port SS-1-I / O-R-1 and CS-1, CS-2 Of the 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-2 Optical input / output port CS-3-I-2 of 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-3 excluding optical input / output port SS-2-I / OR-1 and CS-1, CS-2 And an optical input / output port SS-3-I / O-R-1 of the 2 × 1 transmissive coupling port selection optical switch circuit SS-3 and the 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS. -1 optical input / output port CS-1-O-2, and the optical input / output port SS-4-I / O-R- of the 2 × 1 transmissive coupling port selection optical switch circuit SS-4 1 and the optical input / output port CS-2-O-1 of the 2 × 2 cross bar operation optical switch circuit CS-2, and the 2 × 2 cross bar operation optical switch circuit CS-1 Optical input / output port CS-1-I-2 and the 2 × 2 cross bar operation optical switch circuit CS The optical waveguide connecting the three optical input / output ports CS-3-O-1 and the optical input / output port CS-2-I-1 of the 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-2 to the 2 × The gist of the present invention is an optical cross-connect add / drop switch circuit including an optical waveguide connecting the optical input / output port CS-3-O-2 of the two-cross bar operation optical switch circuit CS-3.
[0023]
  Further, the present invention according to claim 5 provides:SaidAn optical cross-connect add / drop switch circuit (S2-j) is formed on one or a plurality of PLC boards, and two optical input ports CS-k-I-1, CS-k-I-2 and optical It has output ports CS-k-O-1, CS-k-O-2, between CS-k-I-1 and CS-k-O-1, and between CS-k-I-2 and CS-k-O-. All optical input / output except that the signal light is transmitted between the two, and between CS-k-I-1 and CS-k-O-1 and between CS-k-I-2 and CS-k-O-2 Block signal light between ports or transmit signal light between CS-k-I-1 and CS-k-O-2 and between CS-k-I-2 and CS-k-O-1, and Whether to block signal light between all optical input / output ports except between CS-k-I-1 and CS-k-O-2 and between CS-k-I-2 and CS-k-O-1 Arbitrarily selectable Three 2 × 2 crossbar operation optical switch circuits CS-k (k = 1, 2, 3) and two branching-side optical input / output ports SS-i-I / OL- 1, SS-i-I / OL-2, and one multiplexing-side optical input / output port SS-i-I / O-R-1, SS-i-I / OL-1 and SS -All optical input / output except signal light transmitted on the i-I / O-R-1 side and between SS-i-I / OL-1 and SS-i-I / O-R-1 Signal light is shielded between ports, or signal light is transmitted between SS-i-I / OL-2 and SS-i-I / O-R-1, and SS-i-I / OL -4 and 2 × 1 transparent coupling port selection light that can be controlled to arbitrarily select whether to block signal light between all optical input / output ports except between SS-i-I / O-R-1 Switch circuit SS-i (i 1, 2, 3, 4), the optical input port Sj-ADD-1 of the optical cross-connect add / drop switch circuit S2-j, and any 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS -1 and the optical output port S-j-DROP-1 of the optical cross-connect add-drop switch circuit S2-j and the optical input / output port CS-1-I-1 An optical waveguide connecting the optical input / output port CS-1-I-1 to the optical input / output port CS-1-O-1 on the bar side, and the light of the optical cross-connect add / drop switch circuit S2-j Optical connection connecting any optical input / output port CS-2-I-2 of any 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-2 except for the input port Sj-ADD-2 and CS-1. Waveguide and optical cross-connect add / drop switch The optical output port Sj-DROP-2 of the H circuit S2-j and the optical input / output port CS-2-O-1 on the bar side to the optical input / output port CS-2-I-1 Waveguide, optical input port Sj-I-1 of optical cross-connect add / drop switch circuit S2-j, and optical input / output port SS of any 2 × 1 transmission coupling port selection optical switch circuit SS-1 Optical waveguide connecting -1-I / O-L-1, optical input port Sj-I-2 of optical cross-connect add / drop switch circuit S2-j, and 2 × 1 transparent coupling port selection An optical waveguide connecting the optical input / output port SS-1-I / OL-2 of the optical switch circuit SS-1 and an optical output port Sj- of the optical cross-connect add / drop switch circuit S2-j Any 2x1 transparent coupling port except I-3 and SS-1 An optical waveguide connecting the optical input / output port SS-2-I / OL-2 of the optical switch circuit SS-2, and an optical input port Sj of the optical cross-connect add / drop switch circuit S2-j -I-4 and an optical waveguide connecting the optical input / output port SS-2-I / OL-1 of the 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-2, and for optical cross-connect add / drop Optical input / output port SS-3 of any 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-3 except for the optical output ports Sj-O-1 and SS-1, SS-2 of the switch circuit S2-j -Optical waveguide connecting I / O-L-2, optical output port Sj-O-2 of the optical cross-connect add / drop switch circuit S2-j, and the 2 × 1 transmission coupling port selection optical switch Optical input / output port SS-3-I / OL- of circuit SS-3 1 and any two except for the optical output ports Sj-O-3 and SS-1, SS-2, SS-3 of the optical cross-connect add / drop switch circuit S2-j. The optical waveguide connecting the optical input / output port SS-4-I / OL-1 of the × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-4 and the light of the optical cross-connect add / drop switch circuit S2-j An optical waveguide connecting the output port Sj-O-4 and the optical input / output port SS-4-I / OL-2 of the 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-4; The optical input / output port SS-1-I / O-R-1 of the 1-transmission coupling port selection optical switch circuit SS-1 and the optical input / output port CS-1 of the 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-1 -I-2 optical waveguide, and the 2 × 1 transmission coupling port selective light switch The optical input / output port SS-2-I / O-R-1 of the switch circuit SS-2 and the optical input / output port CS-2-I-1 of the 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-2 are connected. 2 × 2 cross-excluded optical waveguides except for optical input / output ports SS-3-I / OR-1 and CS-1 and CS-2 of the 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-3 The optical waveguide connecting the optical input / output port CS-3-O-1 of the bar operation optical switch circuit CS-3 and the optical input / output port SS-4- of the 2 × 1 transmission coupling port selection optical switch circuit SS-4. An optical waveguide connecting I / O-R-1 and the optical input / output port CS-3-O-2 of the 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-3 excluding CS-1 and CS-2; The optical input / output port CS-1-O-2 of the 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-1 and the above-mentioned × 2 cross bar operation An optical waveguide connecting the optical input / output port CS-3-I-1 on the bar side to CS-3-O-1 of the optical switch circuit CS-3; Light on the bar side with respect to the optical input / output port CS-2-O-1 of the bar operation optical switch circuit CS-2 and CS-3-O-2 of the 2 × 2 cross bar operation optical switch circuit CS-3 The gist of the present invention is an optical cross-connect add / drop switch circuit comprising an optical waveguide connecting the input / output port CS-3-I-2.
  The present invention described in claim 6SaidAn optical cross-connect add / drop switch circuit (SP-j) is formed on one or a plurality of PLC boards, and four optical input / output ports CS-k-I-1, CS-k-I-2, CS-k-O-1 and CS-k-O-2, CS-k-I-1 and CS-k-O-1, and CS-k-I-2 and CS-k-O- All optical input / output except that the signal light is transmitted between the two, and between CS-k-I-1 and CS-k-O-1 and between CS-k-I-2 and CS-k-O-2 Signal light is blocked between ports, or signal light is transmitted between CS-k-I-1 and CS-k-O-2 and between CS-k-I-2 and CS-k-O-1. In addition, signal light is shielded between all optical input / output ports except between CS-k-I-1 and CS-k-O-2 and between CS-k-I-2 and CS-k-O-1. Select any Six possible 2 × 2 cross bar operation optical switch circuits CS-k (k = 1, 2, 3, 4, 5, 6) and two demultiplexing side optical input / output ports SS-i-I / O- L- 1, SS-i-I / OL-2, and one multiplexing-side optical input / output port SS-i-I / O-R-1 and SS-i-I / OL-1 And all light except that between SS-i-I / OL-1 and SS-i-I / O-R-1 are transmitted. The signal light is shielded between the input / output ports, or the signal light is transmitted between SS-i-I / OL-2 and SS-i-I / O-R-1, and SS-i-I Four 2 × 1 transmissions that can be controlled to arbitrarily select whether to block signal light between all optical input / output ports except between / OL-2 and SS-i-I / OR-1 Coupled port selection optical switch circuit SS i (i = 1, 2, 3, 4), the optical input port Sj-ADD-1 of the optical cross-connect add / drop switch circuit SP-j and any 2 × 2 cross bar An optical waveguide connecting any optical input / output port CS-1-I-1 of the operating optical switch circuit CS-1 and an optical output port Sj- of the optical cross-connect add / drop switch circuit SP-j An optical waveguide connecting DROP-1 and the optical input / output port CS-1-O-1 on the bar side to the optical input / output port CS-1-I-1, and an optical cross-connect add / drop switch circuit Any optical input / output port CS-2-I- of any 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-2 except the optical input ports S-j-ADD-2 and CS-1 of SP-j 2 and optical cross-connect add-do The optical input / output port CS-2-O-2 on the bar side with respect to the optical output port Sj-DROP-2 and the optical input / output port CS-2-I-2 of the switch circuit SP-j 2 × 1 cross bar operation excluding optical input ports Sj-I-1 and CS-1 and CS-2 of optical cross-connect add / drop switch circuit SP-j An optical waveguide connecting the optical input / output port CS-3-I-2 of the optical switch circuit CS-3, and an optical input port Sj-I-2 of the optical cross-connect add / drop switch circuit SP-j An optical waveguide connecting the optical input / output port CS-3-I-1 of the 2 × 2 cross bar operation optical switch circuit CS-3, and an optical output port of the optical cross connect add / drop switch circuit SP-j SjI-3 and CS-1, CS-2, CS- An optical waveguide connecting the optical input / output port CS-4-I-1 of any 2 × 2 cross bar operation optical switch circuit CS-4 except for the optical cross-connect add / drop switch circuit SP-j An optical waveguide connecting the optical input port Sj-I-4 of the optical input / output port CS-4-I-2 of the 2 × 2 cross bar operation optical switch circuit CS-4, and the 2 × 2 cross The optical input / output port CS-3-O-1 of the bar operation optical switch circuit CS-3 and the optical input / output port SS-1-I / O of any 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-1 -L-2, an optical input / output port CS-4-O-1 of the 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-4, and the 2 × 1 transmission coupling port selection optical switch circuit SS -1 optical input / output port SS-1-I / OL-1 And any 2 × 1 transmissive coupling port selection optical switch circuit SS-2 except the optical input / output ports CS-3-O-2 and SS-1 of the 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-3 An optical waveguide connecting the optical input / output port SS-2-I / OL-2, and the optical input / output port CS-4-O-2 of the 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-4 An optical waveguide connecting the optical input / output port SS-2-I / OL-1 of the 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-2, and an optical cross-connect add / drop switch circuit SP-j Optical input / output port of any 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-5 except for the optical input ports S-O-0 and CS-1, CS-2, CS-3, and CS-4 An optical waveguide connecting CS-5-O-2 and an optical cross-connect add / drop switch An optical waveguide connecting the optical input port Sj-O-2 of the switch circuit SP-j and the optical input / output port CS-5-O-1 of the 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-5; Any one of the optical output ports Sj-O-3 and CS-1, CS-2, CS-3, CS-4, CS-5 of the optical cross-connect add / drop switch circuit SP-j An optical waveguide connecting the optical input / output port CS-6-O-1 of the 2 × 2 cross bar operation optical switch circuit CS-6, and an optical input port S of the optical cross connect add / drop switch circuit SP-j -J-O-4 and an optical waveguide connecting the optical input / output port CS-6-O-2 of the 2 × 2 cross bar operation optical switch circuit CS-6, and the 2 × 2 cross bar operation optical switch The optical input / output ports CS-5-I-1, SS-1, and SS-2 of the circuit CS-5 are connected. An optical waveguide connecting the optical input / output port SS-3-I / OL-1 of any 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-3, and the 2 × 2 crossbar operation optical switch The optical input / output port CS-6-I-1 of the circuit CS-6 is connected to the optical input / output port SS-3-I / OL-2 of the 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-3. 2 × 1 transparent coupling port excluding optical waveguide and optical input / output port CS-5-I-2 and SS-1, SS-2, SS-3 of the 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-5 An optical waveguide connecting the optical input / output port SS-4-I / OL-1 of the selection optical switch circuit SS-4, and the optical input / output port CS of the 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-6 -6-I-2 and the optical input / output port of the 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-4 An optical waveguide connecting S-4-I / O-L-2, the optical input / output port SS-1-I / O-R-1 of the 2 × 1 transmission coupling port selection optical switch circuit SS-1 and the above-mentioned An optical waveguide connecting the optical input / output port CS-1-I-2 of the 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-1 and the optical input / output of the 2 × 1 transmission coupling port selection optical switch circuit SS-2 An optical waveguide connecting the port SS-2-I / O-R-1 and the optical input / output port CS-2-I-1 of the 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-2; Optical input / output port SS-3-I / O-R-1 of the transparent coupling port selection optical switch circuit SS-3 and optical input / output port CS-1- of the 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-1 An optical waveguide connecting O-2 and the 2 × 1 transmission coupling port selection optical switch circuit SS-4. An optical waveguide connecting the input / output port SS-4-I / O-R-1 and the optical input / output port CS-2-O-1 of the 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-2. Is the gist.
[0024]
  The present invention according to claim 7 providesSaidThe 2-input 2-output cross bar operation optical switch circuit is a Mach-Zehnder type planar waveguide optical TO switch circuit, a double gate Mach-Zehnder type planar waveguide optical TO switch circuit, or a Mach-Zehnder type planar waveguide optical LN switch. The gist of the present invention is a circuit or a double gate Mach-Zehnder type planar waveguide optical LN switch circuit or a semiconductor optical amplifier (SOA) type 2 × 2 optical switch circuit.
  The present invention according to claim 8 provides:2 aboveThe input 2-output crossbar operation optical switch circuit CS-3 is a semiconductor optical amplifier (SOA) type 2 × 2 optical switch circuit, a Mach-Zehnder type planar waveguide optical LN switch circuit, or a double Is the gate Mach-Zehnder type planar waveguide optical LN switch circuit, and whether the 2-input 2-output crossbar operation optical switch circuits CS-1 and CS-2 are Mach-Zehnder type planar waveguide optical TO switch circuits? Or a double gate Mach-Zehnder type planar waveguide optical TO switch circuit.
  The present invention according to claim 92 aboveThe × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit is realized by using any three optical input / output ports among the four optical input / output ports of the Mach-Zehnder type planar waveguide optical TO switch circuit. Alternatively, it is realized by using any three optical input / output ports of the four optical input / output ports of the double gate Mach-Zehnder type planar waveguide optical TO switch circuit, or double gate Mach-Zehnder type planar Of the optical waveguides connecting the four Mach-Zehnder type planar waveguide optical TO switch circuit units and the input / output ports of these four Mach-Zehnder type planar waveguide optical TO switch circuit units in the configuration of the waveguide optical TO switch circuit Any three Mach-Zehnder type planar waveguide optical TO switch circuit units and these three Mach-Zehnder type planar waveguide optical TO switches 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit composed only of optical waveguides connecting the input / output ports of the H circuit section, or four optical inputs / outputs of a Mach-Zehnder type planar waveguide optical LN switch circuit It is realized by using any three optical input / output ports among the ports, or any three of the four optical input / output ports of the double gate Mach-Zehnder type planar waveguide optical LN switch circuit. The four Mach-Zehnder type planar waveguide optical LN switch circuit sections in the configuration of the double gate Mach-Zehnder type planar waveguide optical LN switch circuit and the four Mach · Zehnder type planar waveguide optical LN switch Optical waveguide connecting between input and output ports of the NN switch circuit unit, any three Mach-Zehnder type planar waveguides The gist of the present invention is a 2 × 1 transmissive coupling port selection optical switch circuit composed only of an optical waveguide connecting the input / output ports of the LN switch circuit section and the three Mach-Zehnder type planar waveguide optical LN switch circuit sections. To do.
[0025]
  The present invention according to claim 10SaidIn the optical cross-connect add / drop switch circuit S1-j or S2-j, all the constituent optical circuits are formed on one PLC board plane. j-DROP-1, Sj-O-2, Sj-O-1, Sj-O-3, Sj-O-4, Sj-DROP-2, Sj- Each optical input / output in the order of ADD-2, SjI-4, SjI-3, SjI-1, SjI-2, Sj-ADD-1. The optical input / output ports of the three 2 × 2 crossbar operation optical switch circuits CS-k (k = 1, 2, 3), which are arranged so that the ports are adjacent to each other, are viewed from the top surface of the substrate, The components are arranged in the order of CS-k-I-2, CS-k-I-1, CS-k-O-1, and CS-k-O-2 in the clockwise direction. The optical input / output ports of four 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuits SS-i (i = 1, 2, 3, 4) are SS-i-I / O-clockwise as viewed from the substrate. L-2, SS-i-I / OL-2, SS-i-I / O-R-1 are arranged adjacent to each other in this order, and each 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit, The 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit and the 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit, which are constituent elements of the 2 × 1 transmission coupling port selection optical switch circuit, are appropriately provided with an interval. The gist of the present invention is that it is an optical cross-connect add-drop switch circuit in which neither optical waveguide connecting the port and the optical output port intersects.
  The present invention according to claim 11SaidIn the optical cross-connect add / drop switch circuit SP-j, all the constituent optical circuits are formed on one PLC substrate plane. When viewed from the top surface of the substrate, Sj-DROP-1 , Sj-O-2, Sj-O-1, Sj-O-3, Sj-O-4, Sj-DROP-2, Sj-ADD-2, S -J-I-4, S-j-I-3, S-j-I-1, S-j-I-2, S-j-ADD-1 are arranged so that the optical input / output ports are adjacent to each other in this order. The optical input / output ports of the three 2 × 2 cross bar operation optical switch circuits CS-k (k = 1, 2, 3) which are the constituent elements are shown in FIG. Four 2 × 1 elements arranged adjacent to each other in the order of k-I-2, CS-k-I-1, CS-k-O-1, and CS-k-O-2 The optical input / output ports of the transmissive coupling port selection optical switch circuit SS-i (i = 1, 2, 3, 4) are SS-i-I / OL-1, SS- clockwise when viewed from the upper surface of the substrate. i-O / L-2 and SS-i-I / O-R-1 are arranged adjacent to each other in this order, and each 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit and 2 × 1 transmissive coupling Between the optical input port and the optical output port of each 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit and 2 × 1 transmission coupling port selection optical switch circuit which are constituent elements by appropriately providing the interval of the port selection optical switch circuit Optical waveguides connecting CS-3-O-2 and SS-2-I / OL-2, and CS-4-O-1 and SS-1-I / OL-1 Between optical waveguide and CS-5-I-2 and SS-4-I / OL-1, CS-6-I-1 and S Two sets of optical waveguides connecting -4-I / O-L-2, one each, only two in total intersect, and optical waveguides connecting other optical input ports and optical output ports The gist of the present invention is that it is an optical cross-connect add-drop switch circuit having no crossing.
[0026]
  Furthermore, the gist of the present invention described in claim 12 is that the optical wavelength multiplexing / demultiplexing circuit is an arrayed waveguide type planar optical circuit (AWG).
  The invention according to claim 13 forms a set A-1, A-2, A-3, A-4, A-9, A-11 for wavelength multiplexing / demultiplexing andNone of the optical input / output waveguides cross each otherOne array waveguide type planar optical circuit WM-1 having all optical input / output waveguides, and sets A-5, A-6, A-7, A-8, A-10 for wavelength multiplexing / demultiplexing Forming A-12 andNone of the optical input / output waveguides cross each otherOne arrayed waveguide type planar optical circuit WM-2 having all optical input / output waveguides, and individually arranged corresponding to each wavelength channel, and any one of them is arranged for each wavelength channel However, the 6-input 6-output optical cross-connect add / drop switch circuits S1-j, S2-j, SP-j, the optical circuit S3-j, the optical input / output ports of these WM-1, WM-2, and Sn- j (n = 1 or 2 or 3 or P; j = 1, 2,..., N), an optical wavelength multiplexing / demultiplexing unit including an optical waveguide connecting the corresponding ports of the optical output ports, and an optical cross-connect add / drop unit. In the drop switch circuit unit, the optical input / output port corresponding to an arbitrary wavelength channel λi is turned clockwise in the optical input / output waveguides on the demultiplexing side of each set of the arrayed waveguide type planar optical circuit AWG-1. Alternatively, AI / Od-9-i, AI / Od-2-i, AI / Od-1-i, AI / O-d-3-i, AI / O-d-4-i, AI / O-d-11-i are arranged in this order, and the optical input / output ports arranged in this order are arranged. All other optical input / output ports on the multiplexing side and optical input / output ports on the demultiplexing side where the corresponding wavelength channels are different do not enter between the optical input / output ports for each corresponding wavelength channel. InGather togetherAn optical input / output port corresponding to an arbitrary wavelength channel λi in the optical input / output waveguides on the demultiplexing side of each set of the arrayed waveguide type planar optical circuit AWG-2 is formed in the array waveguide. In the planar optical circuit AWG-1, the optical input / output ports are AI / Od-9-i, AI / Od-2-i, AI / Od-1-i, A -I / O-d-3-i, AI / O-d-4-i, AI / O-d-11-i in the reverse direction to AI / O-d-i d-10-i, AI / Od-6-i, AI / Od-5-i, AI / Od-7-i, AI / Od- 8-i, AI / O-d-12-i are arranged in this order, and all other optical input / output ports on the multiplexing side and between the optical input / output ports arranged in this order. Demultiplexing side with different wavelength channels To not enter the optical input and output ports, for each corresponding wavelength channel, the light input and output ports are positionally respectivelyGather togetherFurther, the order of arrangement of the optical input / output ports for each wavelength channel on the demultiplexing side with respect to the corresponding wavelength channel and the demultiplexing side of the arrayed waveguide type planar optical circuit AWG-1 The order of arrangement of the optical input / output ports for each wavelength channel with respect to the corresponding wavelength channelWhen looking at the flat base from the top, one is considered clockwise and the other is considered counterclockwise.Further, the order of arrangement of the optical output ports of each Sn-j (n = 1 or 2 or 3 or P; j = 1, 2,..., N) with respect to the corresponding wavelength channel and the arrayed waveguide type planar optical circuit WM- The order of arrangement of the optical input / output ports for each wavelength channel on the demultiplexing side with respect to the corresponding wavelength channel.When the plane base is viewed from above, it is clockwise.The order of arrangement of the optical input ports of the respective Sn-j (n = 1 or 2 or 3 or P; j = 1, 2,..., N) with respect to the corresponding wavelength channel, and the array waveguide. The same plane is obtained because the order of arrangement with respect to the corresponding wavelength channels of the groups of the optical input / output ports for each wavelength channel on the demultiplexing side of the mold plane optical circuit WM-1 is the same in the reverse direction. Arrangement of circuits such that there are no optical waveguide sections connecting WM-1, WM-2 and Sn-j (n = 1 or 2 or 3 or P; j = 1, 2,..., N). In the configuration, WM-1, WM-2, and Sn-j (n = 1 or 2 or 3 or P; j = 1, 2,..., N), WM-1, WM-2, and Sn-j (n = 1 or 2 or 3 or P) J = 1, 2, ... N) Optical waveguides connecting each of them are formed on the same planar substrate, or the planar circuit substrate of the optical wavelength multiplexing / demultiplexing unit and the plane of the switch circuit unit for optical cross-connect add / drop that are individually created With circuit boardIn the form that each input / output port abuts each otherThe gist is to couple each optical input / output port to form one planar optical circuit.
  In the present invention, the optical circulator has one optical input / output port CL-I / O, one optical input port CL-I, and one optical output port CL-O. The input light is output from the optical input / output port CL-I / O, and the light input from the optical input / output port CL-I / O is output from the optical output port CL-O, and the optical input / output Light input from the port CL-I / O and output from the optical input port CL-I is sufficiently suppressed, input from the optical output port CL-O, and output from the optical input / output port CL-I / O. The gist of the present invention is that the optical circulator is sufficiently suppressed, and the light is sufficiently suppressed between the optical input port CL-I and the optical output port CL-O regardless of the input / output direction of the light.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0028]
First, definitions of expressions used in this embodiment will be described below.
[0029]
[Definition 1]
There is a certain input / output port a and an input / output port set B that does not include the input / output port a, and the transmission wavelength channel between the input / output port a is associated with the input / output port set B as a domain. When there is a set L of wavelength channels that are in the range of 1: 1 mapping onto (one-to-to-one mapping), an input / output port set A (A = A = {A}) and the union set C (C = A∪B) of the set B of the input / output ports form a set relating to wavelength multiplexing / demultiplexing with respect to the set L of wavelength channels, and the input / output port a is combined. The input / output port on the side and the input / output port that is an element of the set B of the input / output ports are expressed as an input / output port on the demultiplexing side.
[0030]
[Definition 2]
There are sets A and B (A∩B = Φ) of two input / output ports (waveguides) that are relatively prime, and input / output ports (waveguides) that are elements of the set A of input / output ports (waveguides). There is at least one transmission wavelength channel in the wavelength region of interest between all input / output ports (waveguides) and input / output ports (waveguides) that are elements of the set B of input / output ports (waveguides). When there is no transmission wavelength channel between input / output ports (waveguides) in each set (that is, an input / output port (waveguide) of an element of the set A of input / output ports (waveguides)) When the signal light L is input from a, the signal light L is output from any corresponding input / output port (waveguide) b of the elements of the set B of the input / output ports (waveguides). Input / output ports (waveguides) of elements of set B of ports (waveguides) ) When the signal light L is input from b, the signal light L is output from the input / output port (waveguide) a of the elements of the input / output port (waveguide) set A, and the elements of the input / output port set A Signal light is not input / output between the elements of the input / output port set B.) The input / output port (waveguide) sets A and B are complementary to each other in the input port (waveguide) and output port (guide). (Waveguide).
[0031]
Next, as an optical wavelength multiplexing / demultiplexing circuit used in the optical circuit for optical path arrangement of the present invention, a desirable configuration of AMG and a configuration of AWG that is an important optical component in the configuration of the optical circuit of the present invention are described. The characteristics required for the optical wavelength multiplexing / demultiplexing circuit that constitutes the optical circuit of the present invention, that is, the optical input / output port of one AWG is an input / output port related to wavelength multiplexing / demultiplexing for a set of wavelength channels. We show proof that we satisfy the property that sets can form multiple disjoint sets.
[0032]
First, the configuration of the AWG will be described with reference to FIG.
[0033]
FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of N × N AWG (N = 16).
[0034]
The N × N AWG (N = 16) shown in FIG. 1 includes two slab waveguide sections 10-1 and 10-2 and light input from the two slab waveguide sections 10-1 and 10-2. The output waveguide sections 9-1 and 9-2 are connected to the two slab waveguide sections 10-1 and 10-2, and the adjacent waveguide length is monotonously increased (or monotonically decreased) by an appropriate fixed length. It comprises an arrayed waveguide grating section 11 consisting of a collection of optical waveguides.
[0035]
Each of the optical input / output waveguide sections 9-1 and 9-2 is composed of a set of N input / output waveguides each having an input waveguide and an output waveguide that are complementary to each other. Yes.
[0036]
Further, N × N AWG is a set of input / output ports LP = {LP. n} (n = 1, 2,..., 16) and RP = {RP. m} (m = 1, 2,..., 16).
[0037]
However, one N × N AWG slab waveguide 10 satisfying the relationship of N = FSR / Δλ among the free spectral range (FSR), the wavelength channel interval (Δλ), and the number N of input / output ports on one side. -1 is an optical waveguide constituting the optical input / output waveguide section 9-1, and the waveguide length of the array waveguide section grating section 11 connecting the two slab waveguide sections 10-1 and 10-2 is the longest. .., N and port numbers are assigned to the input / output ports leading from the respective optical waveguides in order from the side of the optical waveguide extending adjacent to the long optical waveguide, and extending from one slab waveguide 10-1. A symbol LP that identifies the set of input / output ports as the set of input / output ports extending from the other slab waveguide 10-2. And LP. 1, L-P. 2, ..., LP. N.
[0038]
Further, the optical waveguide extends from the other slab waveguide 10-2 and extends adjacent to the optical waveguide having the longest waveguide length of the arrayed waveguide grating portion 11 connecting the two slab waveguide portions 10-1 and 10-2. .., N and port numbers are assigned to the input / output ports guided by the respective optical waveguides in order from the side of the optical waveguides constituting the optical input / output waveguide section 9-2, which extend from the slab waveguide 10-2. The symbol RP.P is used to identify a set of input / output ports as a set of input / output ports extending from the slab waveguide 10-1. And RP. 1, RP. 2, ..., R-P. It shall be expressed as N.
[0039]
Next, it will be proved that the AWG satisfies the characteristics required for the optical wavelength multiplexing / demultiplexing circuit constituting the optical amplifier of the present invention.
[0040]
As described above, each input / output port is assigned to an LP that includes a symbol identifying the input / output port and an input / output port number. 1, L-P. 2, ..., LP. N, R-P. 1, RP. 2, ..., R-P. N, N × N AWG (center transmission wavelength channel wavelength λc, wavelength channel interval Δλ) are complementary to each other as input / output ports LP. n (n is a natural number equal to or less than N) and the input / output port RP. The transmission wavelength λ (n, m) with m (m is a natural number less than or equal to N) is expressed by using input / output port numbers n and m,
[Expression 1]

It can be expressed as.
[0041]
For example, the input / output port LP of N × N AWG (N = 16, FSR = NΔλ) when numbers are appropriately assigned to the input / output ports as described above. 6, L-P. 7, LP. 8, LP. 9 and the input / output port {RP. m} (m = 1, 2,..., 16} have correspondence relationships as shown in Table 1.
[0042]
[Table 1]

Here, N × N AWG satisfies the characteristics required for the optical wavelength multiplexing / demultiplexing circuit required for the optical amplifier of the present invention, that is,
“A set of input / output ports for an arbitrary integer j satisfying 0 <j <N {LPJ, RP.2k ′ + 1 (k ′ = 0, 1, 2,..., N / 2-1)} and a set of input / output ports {LPJ-1, RP.2k '' +2(K ″ = 0, 1, 2,..., N / 2-1)} are relatively prime and are a set of wavelength multiplexing / demultiplexing for the same set of wavelength channels.
It shows that.
[0043]
First, for any integer j satisfying 0 <j <N and any integer k satisfying 0 ≦ k ≦ N / 2-1, the input / output port LP. j and input / output port RP. 2k + 1 between the transmission wavelengths λ (j, 2k + 1) and the input / output ports LP. j-1 and input / output port RP. The relationship between 2k + 2 and the transmission wavelength λ (j−1,2k + 2) between the ports is obtained below.
[0044]
In the above two sets of input / output ports, the sum of the port numbers between the ports that are complementary to each other as input ports and output ports is calculated using the above-mentioned arbitrary integers k and j.
n + m = 2k + 1 + j = 2k + 2 + (j-1)
And both values are always equal.
[0045]
Therefore, the transmission wavelengths λ (j, 2k + 1) and λ (j−1, 2k + 2) are the same as the above equations (1), (2), or (3) in any case. Therefore, the difference between the transmission wavelength λ (j, 2k + 1) and λ (j−1, 2k + 2) is
[Expression 2]

Or
[Equation 3]

Or
[Expression 4]

It can be seen that the wavelength is the same in either case.
[0046]
Therefore, the input / output port LP for any integer j satisfying 0 <j <N is satisfied. j and a set of input / output ports C = {RP. 2k ′ + 1: set of transmission wavelengths to input / output ports which are elements of k ′ = 0, 1, 2,..., N / 2-1} L ′ = {λ (j, 2k ′ + 1): k '= 0, 1, 2,..., N / 2-1} and the input / output port LP. j-1 and a set of input / output ports D = {RP. 2k ″ +2: set of transmission wavelengths L ″ = {λ (j−1,2k ′) between input and output ports which are elements of k ″ = 0, 1, 2,..., N / 2-1} '+2): k ″ = 0, 1, 2,..., N / 2−1} are equal since the elements satisfying k ′ = k ″ are equal to each other (L ′ = L ″).
[0047]
Further, at this time, the set of input / output ports C = {RP. 2k ′ + 1} (k ′ = 0, 1,..., N / 2-1) and a set of input / output ports D = {RP. 2k ″ +2} (k ″ = 0, 1,..., N / 2-1) and the port number difference is (2k ′ + 1) − (2k ″ +2) = 2 (k′−k ″) ) −1, and since the value never becomes 0 for any combination of natural numbers k ′ and k ″, the sets C and D of the input / output ports are relatively prime and common to each other. It can be seen that there is no (input / output port).
[0048]
Therefore, the set of input / output ports {LP, for any integer j satisfying 0 <j <N. j, RP. 2k ′ + 1 (k ′ = 0, 1, 2,..., N / 2-1)} and a set of input / output ports {LP. j-1, RP. 2k ″ +2 (k ″ = 0, 1, 2,..., N / 2-1)} are primes and are sets related to wavelength multiplexing / demultiplexing for the same set of wavelength channels.
[0049]
Similarly, a set of input / output ports {LP to an arbitrary integer j satisfying 0 <j <N. j, RP. 3k ′ + 1 (k ′ = 0, 1, 2,..., N / 3-1)} and a set of input / output ports {LP. j-1, RP. 3k ″ +2 (k ″ = 0, 1, 2,..., N / 3-1)} and a set of input / output ports {LP. j-2, RP. 3k ′ ″ + 3 (k ′ ″ = 0, 1, 2,..., N / 3-1)} and complementary to each other for any integer k satisfying 0 ≦ k <N / 2 The sum of the port numbers between the ports that are input ports and output ports is the above-mentioned arbitrary integers k and j.
[Equation 5]

And the three values are always equal,
And the difference in the port number of the combining port between each set of input and output ports above,
[Formula 6]
(3k ′ + 1) − (3k ″ +2) = 3 (k′−k ″) − 1
(3k ′ + 1) − (3k ′ ″ + 3) = 3 (k′−k ′ ″) − 2
(3k ″ +2) − (3k ′ ″ + 3) = 3 (k ″ −k ′ ″) − 3
And any natural number k ′, k ″, k ′ ″ will never be 0, and the set of input / output ports {LP. j, RP. 3k ′ + 1 (k ′ = 0, 1, 2,..., N / 3-1)} and a set of input / output ports {LP. j-1, RP. 3k ″ +2 (k ″ = 0, 1, 2,..., N / 3-1)} and a set of input / output ports {LP. j-2, RP. 3k ′ ″ + 3 (k ′ ″ = 0, 1, 2,..., N / 3-1)} is a prime and a set of wavelength multiplexing / demultiplexing for the same set of wavelength channels. is there.
[0050]
Furthermore, a set of input / output ports {LP in the same way for any integer j that satisfies 0 <j <N. j, RP. 4k ′ + 1 (k ′ = 0, 1, 2,..., N / 4-1)} and a set of input / output ports {LP. j-1, RP. 4k ″ +2 (k ″ = 0, 1, 2,..., N / 4-1)} and a set of input / output ports {LP. j-2, RP. 4k ′ ″ + 3 (k ′ ″ = 0, 1, 2,..., N / 4-1)} and a set of input / output ports {LP. j-3, R-P. 4k ″ ″ + 4 (k ″ ″ = 0, 1, 2,..., N / 4-1)}, for any integer k satisfying 0 ≦ k <N / 2, The sum of the port numbers between the ports that are complementary to the input port and output port is the above-described arbitrary integers k and j.
[Expression 7]

The four are always equal, and the difference in the port number of the combining port between each set of input and output ports above,
[Equation 8]
(4k ′ + 1) − (4k ″ +2) = 4 (k′−k ″) − 1
(4k ′ + 1) − (4k ′ ″ + 3) = 4 (k′−k ′ ″) − 2
(4k ′ + 1) − (4k ″ ″ + 4) = 4 (k′−k ″ ″) − 3
(4k ″ +2) − (4k ′ ″ + 3) = 4 (k ″ −k ′ ″) − 1
(4k ″ +2) − (4k ″ ″ + 4) = 4 (k ″ −k ″ ″) − 2
(4k ′ ″ + 3) − (4k ″ ″ + 4) = 4 (k ′ ″ − k ″ ″) − 1
And any natural number k ′, k ″, k ′ ″ will never be 0, and the set of input / output ports {LP. j, RP. 4k ′ + 1 (k ′ = 0, 1, 2,..., N / 4-1)} and a set of input / output ports {LP. j-1, RP. 4k ″ +2 (k ″ = 0, 1, 2,..., N / 4-1)} and a set of input / output ports {LP. j-2, RP. 4k ′ ″ + 3 (k ′ ″ = 0, 1, 2,..., N / 4-1)} and a set of input / output ports {LP. j-3, R-P. 4k ″ ″ + 4 (k ″ ″ = 0, 1, 2,..., N / 4−1)} are relatively prime and are related to wavelength multiplexing / demultiplexing for the same set of wavelength channels. It is a set.
[0051]
Hereinafter, the same can be said as long as the numbers N ′ and N of the set of input / output ports to be formed satisfy N / N′−1 ≧ 0.
[0052]
As described above, the N × N AWG is disjoint and has a set of a plurality of input / output ports forming a set with respect to wavelength multiplexing / demultiplexing with respect to the set of the same wavelength channels, and is necessary for the optical amplifier of the present invention. It is proved that the characteristics required for the wavelength multiplexing / demultiplexing circuit are satisfied.
[0053]
Next, the optical cross-connect add / drop switch circuit shown in FIG. 3 shows that the switch configuration satisfies all the operations to be satisfied by the optical cross-connect add / drop switch circuit S1-j shown in FIG. The switch configuration satisfies all the operations to be satisfied by S2-j and also satisfies all the operations to be satisfied by the optical cross-connect add / drop switch circuit SP-j shown in FIG. It shows.
[0054]
The optical cross-connect add / drop switch circuits S1-j and S2-j have three two-input two-output cross-bar operation optical switch circuits CS-i, (i = 1, 2, 3) and four two From the × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-i, (i = 1, 2, 3, 4), the optical cross-connect add / drop switch circuit SP-j has six 2-input 2-output cross bars. Operation optical switch circuit CS-i, (i = 1, 2, 3, 4, 5, 6) and four 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuits SS-i, (i = 1, 2, 3, 4 ).
[0055]
Here, the two optical input ports CS-i-I-1, CS-i-I-2 and the two optical output ports CS- of the two-input two-output crossbar operation optical switch circuit CS-i which are constituent elements The transmission / cut-off switch operation between i-O-1 and CS-i-O-2 is generally called a cross bar switch operation, and has two operation states as shown in Table 2 (a). Any two optical input / output ports of the 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-i can be arbitrarily switched (0-state and 1-state with respect to CS-j in this embodiment). The transmission / cutoff switch operation between SS-i-I / OL-1, SS-i-I / OL-2 and the other optical input / output port SS-i-I / O-R-1 is, for example, Optical output port CS-i-O of the 2-input 2-output crossbar operation switch circuit Table 2 is consistent with the transmission / cutoff switch operation focusing on only the remaining optical input / output ports CS-i-I-1, CS-i-I-2, and CS-i-O-1 An operation for arbitrarily switching between two operation states as shown in (b) (in this embodiment, 0-state and 1-state with respect to SS-j) is possible.
[0056]
[Table 2]

[Table 3]

As an optical switch circuit that realizes such a cross bar type transmission / cutoff switch operation, a Mach-Zehnder type planar waveguide optical TO switch circuit (reference document IEICE. Trans. EI Electron., E76-C, p1215, 1993). ), Double gate Mach-Zehnder type planar waveguide optical TO switch circuit (reference document EItron Letter 32., p1471, 1996), Mach-Zehnder type planar waveguide optical LN switch circuit, double gate Mach-Zehnder type planar waveguide light There is an LN switch circuit semiconductor optical amplifier (SOA) type 2 × 2 optical switch circuit (reference literature: Hiroo Komatsu, OPTRONICS No. 12, pp139-144, 1997).
[0057]
The operation of the 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-i does not use any one input / output port of the optical switch circuit realizing the cross bar type transmission / cutoff switch operation or affects the switch operation. This is realized by simplifying the circuit within a range that does not give.
[0058]
The above-described 2-input 2-output crossbar operation optical switch circuit CS-i (i = 1, 2, 3) and 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-i (i = 1, 2, 3, 4) 2 and the operation state of the optical switch circuit as each component is shown in Table 3 (a-1), Table 3 (a-2), Table 3 ( By operating in synchronism so as to obtain a combination as shown in a-3), the transmission / cutoff switch operation between the optical input port and the optical output port can be realized by the optical cross-connect switch circuit S1-j.
[0059]
[Table 4]

[Table 5]

[Table 6]

Further, a 2-input 2-output crossbar operation optical switch circuit CS-i (i = 1, 2, 3) and a 2 × 1 transmission coupling port selection optical switch circuit SS-i (i = 1, 2, 3, 4). 3 and the operation state of the optical switch circuit as each component is shown in Table 3 (b-1), Table 3 (b-2), Table 3 ( By operating in synchronism so as to obtain a combination as shown in b-3), the optical cross-connect switch circuit S2-j can realize the transmission / cutoff switch operation between the optical input port and the optical output port. .
[0060]
[Table 7]

[Table 8]

[Table 9]

Further, a 2-input 2-output crossbar operation optical switch circuit CS-i (i = 1, 2, 3, 4, 5, 6) and a 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-i (i = 1, 1). 2, 3, 4) and an optical cross-connect add / drop switch circuit as shown in FIG. 4, and Table 3 (c-1-1), Table 3 3 (c-1-2), Table 3 (c-2-1), Table 3 (c-2-2), Table 3 (c-3-1), Table 3 (c-3-2), Table 3 (c-4-1), Table 3 (c-4-2), Table 3 (c-5-1), and Table 3 (c-5-2) By operating, the transmission / cutoff switch operation between the optical input port and the optical output port can be realized by the optical cross-connect switch circuit SP-j.
[0061]
[Table 10]

[Table 11]

[Table 12]

[Table 13]

[Table 14]

[Table 15]

[Table 16]

[Table 17]

[Table 18]

[Table 19]

Furthermore, the optical cross-connect add / drop switch circuits S1-j and S2-j according to the present invention are, as can be seen from FIGS. -I (i = 1, 2, 3), 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-i (i = 1, 2, 3, 4), and optical waveguide connecting external input / output ports intersect The switch circuit SP-j for optical cross-connect add / drop in the present invention can be arranged and created on the same plane without any need to do so, as can be seen from FIG. Cross bar operation optical switch circuit CS-i (i = 1, 2, 3, 4, 5, 6), 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-i (i = 1, 2, 3, 4) And optical waveguides connecting external I / O ports Can be arranged and created on the same plane so that only two places intersect and there is no other intersection.
[0062]
When the optical cross-connect add / drop switch circuit according to the present invention is formed on one flat substrate, the crossing portion of the optical waveguide is crosstalk between the optical waveguides, and the loss caused by the crossing structure. Although it is possible to reduce the increase, it is difficult to make the crosstalk completely zero, and it is difficult to make the increase in loss due to the crossing structure completely zero. The arrangement of the optical cross-connect add / drop switch circuit according to the present invention makes crosstalk and loss caused by the cross structure of the optical waveguide completely zero when the circuit is integrated on a single flat substrate. Or a flat circuit having at most two intersecting parts and no other intersecting parts, and having excellent characteristics regarding loss and crosstalk. Can create a type optical circuit, it is advantageous.
[0063]
Furthermore, the 2 × 2 cross bar operation optical switch circuit CS-3, which is a constituent element of the optical cross-connect add / drop switch circuits S1-j and S2-j, is particularly capable of cross-connecting two signal light streams. In particular, the switch is a Mach-Zehnder type planar waveguide optical LN switch circuit, a double gate Mach-Zehnder type planar waveguide optical LN switch circuit, a semiconductor optical amplifier (SOA) type 2 × 2 optical switch circuit By using an optical switch circuit capable of realizing high-speed optical switching as described above, it is possible to realize high-speed switching in units of signal optical packets with a switching speed of nsec order to sub-nsec order.
[0064]
At this time, the Mach-Zehnder type planar waveguide optical LN switch circuit and the double gate Mach-Zehnder type planar waveguide optical LN switch circuit have relatively large insertion loss, and are a semiconductor optical amplifier (SOA) type 2 × 2 optical switch circuit, Since the signal light is slightly deteriorated by the NF of the SOA, a Mach-Zehnder type planar waveguide optical TO switch circuit, or a double gate Mach By using a Zehnder type planar waveguide optical TO switch circuit, insertion loss of the optical cross-connect add / drop switch circuits S1-j and S2-j and deterioration of transmitted signal light can be suppressed.
[0065]
Next, referring to FIG. 5 and FIG. 6, an optical circuit for the optical path arrangement according to the embodiment of the present invention, and an optical circuit unit CORE as an optical control means used in the optical circuit for the optical path arrangement. Details will be described.
[0066]
  In the example of the optical circuit unit CORE shown in FIG. 6, as the optical wavelength multiplexing / demultiplexing circuit,When q is a number defined by q = int [N / 2] (the quotient obtained by dividing the number N by 2) with respect to the number of input / output ports 2N of N × N AWG (see FIG. 6).A set of six optical input / output ports that form a set related to wavelength multiplexing / demultiplexing for the set L0 = {λ6k + q + 1} of the same wavelength channel and are relatively prime
[Equation 9]
    PG-1 = A-3 = {LP. q, RP. 6k + q + 1},
    PG-2 = A-1 = {LP. q-1, RP. 6k + q + 2},
    PG-3 = A-4 = {LP. q + 1, RP. 6k + q},
    PG-4 = A-2 = {LP. q-2, RP. 6k + q + 3},
    PG-5 = A-11 = {LP. q + 2, RP. 6k + q-1},
    PG-6 = A-9 = {LP. q-3, RP. 6k + q + 4}
N × N AWG WM-1 withWhen,
[0067]
[Table 20]

[Table 21]

[Table 22]

[Table 23]

[Table 24]

A set of six optical input / output ports that form a set related to wavelength multiplexing / demultiplexing with respect to the set L0 of wavelength channels and are prime to each other
[Expression 10]
    PG-7 = A-7 = {RP. q, LP. 6k + q + 1},
    PG-8 = A-5 = {RP. q-1, LP. 6k + q + 2},
    PG-9 = A-8 = {RP. q + 1, LP. 6k + q},
    PG-10 = A-6 = {RP. q-2, LP. 6k + q + 3},
    PG-11 = A-12 = {RP. q + 2, LP. 6k + q-1},
    PG-12 = A-10 = {RP. q-3, LR-P. 6k + q + 4}
N × N AWG WM-2 withofThis is a configuration using a total of two N × N AWGs.
Table of correspondence of optical input / output port to transmission wavelength channel Refer to Table 4 (a), Table 4 (b), Table 4 (c), Table 4 (d), and Table 4 (e). Table 4 (a) shows the case of q-6m <2, Table 4 (b) shows the case of 2≤q-6m <4, and Table 4 (c) shows the case of 4≤q-6m. Yes, Table 4 (d) shows a case where q-6m = 0 and N = 2q and complete circulation characteristics, and Table 4 (e) shows a specific example when N = 32.
[0068]
Where m = int (q / 6), q = int (N / 2),
## EQU11 ##
When q−6m <2, k = −m + 1,..., −1, 0, 1,.
When 2 ≦ q−6m <4, or when q−6m = 0, N = 2q and complete circulation characteristics, k = m, −m + 1,..., −1, 0, 1,. Yes, when 4 ≦ q−6 m, k = m, −m + 1,..., −1, 0, 1,..., M−1, m, and optical input / output ports, AI / O−1, A-I / O-2, A-I / O-3, A-I / O-4, A-I / O-9, and A-I / O-11 and an optical multiplexing / demultiplexing circuit N × N AWG WM -1 optical input / output port LP on the multiplexing side. q, L-P. q + 1, L-P. q-1, L-P. q-2, LP. q + 2, and LP. q-3 represents the same optical input / output port, and the optical input / output ports AI / Od-1-i, AI / Od-2-i, AI / O. -D-3-i, AI / O-d-4-i, AI / O-d-9-i, and AI / O-d-11-i and optical multiplexing / demultiplexing circuit Nx Optical input / output port RP. On the multiplexing side of NAWG WM-1. i + 1, RP. i, RP. i + 2. RP. i + 3, R-P. i-1, and RP. i + 4 represents the same optical input / output port, and optical input / output ports AI / O-5, AI / O-6, AI / O-7, AI / O-8 , AI / O-10, and AI / O-121 and the optical input / output port RP on the multiplexing side of the optical multiplexing / demultiplexing circuit N × N AWG WM-2. q, R-P. q + 1, R-P. q-1, RP. q-2, RP. q + 2, and RP. q-3 represents the same optical input / output port, and the optical input / output ports AI / Od-5-i, AI / Od-6-i, AI / O -D-7-i, AI / O-d-8-i, AI / O-d-10-i, and AI / O-d-12-i and optical multiplexing / demultiplexing circuit Nx The optical input / output port LP on the multiplexing side of N AWG WM-2. i + 1, L-P. i, L-P. i + 2. LP. i + 3, LP. i-1, and LP. i + 4 represents the same optical input / output port.
[0069]
  By selecting a combination of optical input / output ports as described above, as can be seen from Tables 4a, b, c, d and FIG. 6, a set of optical input / output ports PG-n (n = 1, 2,... , 6) on the demultiplexing side corresponding to the same wavelength channel, and on the demultiplexing side corresponding to the same wavelength channel in the set PG-n (n = 7, 8,..., 12) of the optical input / output ports. The optical input / output port of the unit does not enter other optical input ports in the layout.In other words, just line up with a set of input and output ports (with no gaps)It becomes possible.
[0070]
  Therefore,As shown in FIG. 6 (however, in FIG. 6, the optical cross-connect add / drop switch circuit is generalized to Sn-m ′, Sn′- ( m '+ 1 ) , Sn '' − ( m '+ 2 ) It is described. In the following description, in accordance with the definition and legend shown in FIG. 6, for example, q = int ( N / 2 ) , M = int ( N / 6 ) , N, n ′, n '' = 1 or2orPor3, m ′ = m (where m and m ′ are codes having different meanings and q−6m <2), m−1 (where 2 <= q−6m, or N = 2q and q -6m = 0 and complete circulation characteristics), and j is made to correspond to m. )An optical input / output port R on the demultiplexing side corresponding to the same wavelength channel of the set PG-n (n = 1, 2,..., 6) of input / output ports related to wavelength multiplexing / demultiplexing for L0 of N × N AWG WM-1. -P. 6k + q + 1, RP. 6k + q, RP. 6k + q + 2, RP. 6k + q + 3, RP. 6k + q-1, and RP. 6k + q + 4, and optical cross-connect add / drop switch circuits S1-j, S2-j, SP which are individually arranged corresponding to each wavelength channel and any one of them is arranged for each wavelength channel. -J (j = 6k + q + 1) and lightCross-connect add / drop switchOptical input ports Sj-I-1, Sj-I-2, Sj-I-3, Sj-I-4, Sj-ADD-1, and S of circuit S3-j -J-ADD-2 is connected to each optical waveguide, and a set P-n of input / output ports Pn (n = 7, 8,..., 12) related to wavelength multiplexing / demultiplexing for L0 of N × N AWG WM-2 Demultiplexing side optical input / output port LP corresponding to the same wavelength channel. 6k + q + 1, LP. 6k + q, LP. 6k + q + 2, LP. 6k + q + 3, RP. 6k + q-1, and LP. 6k + q + 4, and optical cross-connect add / drop switch circuits S1-j, S2-j, SP which are individually arranged corresponding to each wavelength channel and any one of them is arranged for each wavelength channel. -J (j = 6k + q + 1) and lightCross-connect add / drop switchOptical output ports Sj-O-1, Sj-O-2, Sj-O-3, Sj-O-4, Sj-DROP-1, and S of circuit S3-j -J-DROP-2 is arranged individually corresponding to each wavelength channel by connecting optical waveguides to each other to form a circuit arrangement so as to correspond to each of the optical multiplexing / demultiplexing circuits N × N AWG WM-1, WM-2, and each wavelength channel; Optical cross-connect add / drop switch circuits S1-j, S2-j, SP-j (j = 6k + q + 1) and light where any one of them is arranged for each wavelength channelCross-connect add / drop switchIt is possible to arrange and create these optical circuits on the same plane without crossing all the optical waveguides connecting the input / output ports of the circuit S3-j.
[0071]
The crossing portion of the optical waveguides can be created by suppressing the crosstalk between the respective optical waveguides and the increase in loss due to the crossing structure, but the crosstalk is made completely zero and crosses. Since it is difficult to make the increase in loss due to the structure completely zero in reality, the optical multiplexing / demultiplexing circuit N × NAWG WM-1, WM-2, and each wavelength channel of the present invention are respectively provided. Optical cross-connect add / drop switch circuits S1-j, S2-j, SP-j (j = 6k + q + 1), which are individually arranged correspondingly and any one of them is arranged for each wavelength channel, and The arrangement configuration of the optical waveguide connecting the input / output ports with the optical circuit S3-j is the case where the circuit is integrated on one flat substrate, and the optical multiplexing / demultiplexing circuit N × N AWG WM-1 , WM-2 and optical cross-connect add / drop switch circuit S1-j, S2-j or SP-j are individually created as planar substrate optical circuits, and their optical input / output ports are connected together. (1. Ogawa et. AI, OFC '98PD4-1) is advantageous in that the crosstalk and loss due to the cross structure of the optical waveguide can be made completely zero.
[0072]
Further, transmission / cutoff characteristics in each wavelength channel between the optical input / output ports of the optical circuit unit CORE, and optical cross-connect add / drop switch circuits S1-j arranged corresponding to each wavelength channel, Table 5 (a-1), Table 5 (a-2), Table 5 (a-3), and Table 5 (b) are respectively connected to the switch states of S2-j and SP-j (j = 6k + q + 1). -1), Table 5 (b-2), Table 5 (b-3) and Table 5 (c-1-1), Table 5 (c-1-2), Table 5 (c-2-1), Table 5 (c-2-2), Table 5 (c-3-1), Table 5 (c-3-2), Table 5 (c-4-1), Table 5 (c-4-2), Correspondences as shown in Table 5 (c-5-1) and Table 5 (c-5-2) are established.
[0073]
[Table 25]

[Table 26]

[Table 27]

[Table 28]

[Table 29]

[Table 30]

[Table 31]

[Table 32]

[Table 33]

[Table 34]

[Table 35]

[Table 36]

[Table 37]

[Table 38]

[Table 39]

[Table 40]

Furthermore, the optical input / output port I / On (n = 1, 2, 3, 4) of the optical circuit for optical path arrangement of the present invention and the optical circulator CL-n (n = 1, 2, 3, 4). ) Optical input / output ports CL-I / On (n = 1, 2, 3, 4) are connected by optical waveguides, and the optical circulator CL-n (n = 1, 2, 3, 4) Between the optical output port CL-On (n = 1, 2, 3, 4) and the optical input port AI / On (n = 1, 2, 3, 4) of the optical circuit unit CORE In addition, the conventional one-way optical amplifier AMP-n (n = 1−, 2, in the direction of optical amplification in the direction of propagation from the optical output port CL-On to the optical output port AI / On). 3 and 4) are connected to each other, and the optical output port AI / On (n = 5, 6, 7, 8) of the optical circuit unit CORE and the optical circulator CL-n (n = , 2, 3, 4) are connected to optical input ports CL-in (n = 1, 2, 3, 4) by optical waveguides, and external optical input ports ADD-I-1, ADD-I- 2 and the optical input ports AI / O-9 and AI / O-11 of the optical circuit unit CORE are connected by optical waveguides, and external optical input ports DROP-O-1 and DROP-O-2 are connected. And optical output ports AI / O-10 and AI / O-12 of the optical circuit unit CORE are connected by optical waveguides, respectively, and optical cross-connect add / drop switch circuits S1-j and S2-j And SP-j (j = 6k + q + 1) respectively, the transmission / cutoff characteristics at each wavelength channel between the optical input / output ports of the optical circuit unit CORE, and the optical path / arrangement optical circuit of the present invention External input / output in the wavelength channel Optical transmission of signal light between the gate I / O-n (n = 1, 2, 3, 4), ADD-I-1, ADD-I-2, DROP-O-1, and DROP-O-2 Tables 6 (a-1), 6 (a-2), 6 (a-3) and 6 (b-1), 6 (b-2), and 6 (B-3) and Table 6 (c-1-1), Table 6 (c-1-2), Table 6 (c-2-1), Table 6 (c-2-2), Table 6 ( c-3-1), Table 6 (c-3-2), Table 6 (c-4-1), Table 6 (c-4-2), Table 6 (c-5-1), Table 6 ( The correspondence shown in c-5-2) is established.
[0074]
[Table 41]

[Table 42]

[Table 43]

[Table 44]

[Table 45]

[Table 46]

[Table 47]

[Table 48]

[Table 49]

[Table 50]

[Table 51]

[Table 52]

[Table 53]

[Table 54]

[Table 55]

[Table 56]

Therefore, the switch state of any one of the optical cross-connect add / drop switch circuits S1-j, S2-j and SP-j (j = 6k + q + 1) arranged individually corresponding to each wavelength channel is controlled. Table 5 (a-1), Table 5 (a-2), Table 5 (a-3) and Table 6 (a-1), Table 6 (a-2), Table 6 (a-3) Table 5 (b-1), Table 5 (b-2), Table 5 (b-3) and Table 6 (b-1), Table 6 (b-2), Table 6 (b-3) Table 5 (c-1-1), Table 5 (c-1-2), Table 5 (c-2-1), Table 5 (c-2-2), Table 5 (c-3-1) ), Table 5 (c-3-2), Table 5 (c-4-1), Table 5 (c-4-2), Table 5 (c-5-1), Table 5 (c-5-2) ) And Table 6 (c-1-1), Table 6 (c-1-2), Table 6 (c-2-1), Table 6 (c-) -2), Table 6 (c-3-1), Table 6 (c-3-2), Table 6 (c-4-1), Table 6 (c-4-2), Table 6 (c-5) -1) and Table 6 (c-5-2), the external input / output ports I / O-n (n = 1) in the corresponding wavelength channels of the optical circuit for optical path arrangement according to the present invention, respectively , 2, 3, 4), the optical propagation amplification state among ADD-I-1, ADD-I-2, DROP-O-1, and DROP-O-2 can be controlled.
[0075]
In other words, a conventional optical cross-connect circuit having two external optical input ports and two external optical output ports can only switch and control the type of light propagation amplification between cross and bar (FIG.On the other hand, in the optical circuit for optical path arrangement according to the present invention, when the optical cross-connect add / drop switch circuit S1-j or S2-j is used, the cross bar In addition to switching control of the optical propagation amplification state, individual wavelength channels are respectively provided between the external optical input / output ports I / O-1 and I / O-2 and between the I / O-3 and I / O-4. Because it is possible to dynamically switch between the two upstream and downstream light propagation amplification directions,FIG.It is possible to control the switching of the eight light propagation amplification states as shown in FIG. 5 and further, external input ports ADD-I-1, ADD-I-2 and external output ports DROP-O-1, and DROP. Since execution / non-execution dynamic switching control of optical add / drop is realized via -O-2, Table 6 (a-1) and Table 6 (a-) are combined with these dynamic state controls. 2), Table 6 (a-3), and Table 6 (b-1), Table 6 (b-2), and Table 6 (b-3) can control 32 kinds of light propagation amplification states. When the optical cross-connect add / drop switch circuit SP-j is used, the external optical input / output ports I / O-1 and I / O- are controlled in addition to the switching control of the optical propagation amplification state of the cross bar. 2 between any two ports of I / O-3 and I / O-4. Individual per le, since it becomes possible to dynamically switching control of the two light propagation amplification direction of up and down,FIG.It is possible to control the switching of 12 types of light propagation amplification states as shown in FIG. 5 and further, external input ports ADD-I-1, ADD-I-2 and external output ports DROP-O-1, and DROP Since the dynamic switching control of execution / non-execution of optical add / drop via -O-2 is realized, Table 6 (c-1-1) and Table 6 are combined with these dynamic state controls. (C-1-2), Table 6 (c-2-1), Table 6 (c-2-2), Table 6 (c-3-1), Table 6 (c-3-2), Table 6 (C-4-1), Table 6 (c-4-2), Table 6 (c-5-1), and 84 types of light propagation amplification states shown in Table 6 (c-5-2) should be controlled. Is possible.
[0076]
This function can greatly expand the degree of freedom when setting the signal light path on the optical network, and is very effective for the purpose of constructing and controlling an optical network that flexibly responds to fluctuations in traffic volume. .
[0077]
In the actual optical network, when it is determined that the paths of several wavelength channels are fixed, the optical circuits S1-j, S2-j and SP-j for the optical cross-connect / add / drop described above are used. Instead ofBy arranging a fixed 6-input 6-output optical circuit S3-j without a switching function adapted to realize the fixed path,It is possible to reduce power consumption by simplifying the optical circuit for optical path arrangement of the present invention and omitting unnecessary optical switch portions.
[0078]
Further, for example, in the circuit configuration shown in FIG. 6, when N × N AWG with N = 64 and wavelength channel spacing Δλ = 25 GHz is used as an optical wavelength multiplexing / demultiplexing circuit, the number of wavelength channels N / 6 = 10, wavelength An optical circuit for optical path arrangement with a channel spacing of 6Δλ = 150 GHz (˜1.2 nm) can be realized.
[0079]
Further, as the optical amplifying part of the optical amplifier AMP-j (j = 1, 2, 3, 4), a rare earth doped optical fiber (FIGS. 13A, 13B, 13C) pumped with a semiconductor laser is used. Further, when an erbium-doped optical fiber is used as the rare earth-doped fiber, the amplification wavelength band of the optical amplifier is approximately 1.53 × 10 including the zero dispersion wavelength region of the dispersion-shifted fiber.^-6m to 1.56 × 10^-6In addition, as shown in FIG. 6 showing the above embodiment, when N × N AWG is used as the optical wavelength multiplexing / demultiplexing circuit, the optical loss per optical wavelength multiplexing / demultiplexing circuit is ideal. Is about 1.0 dB (JC Chen, et. AI, IEEE PTL, vo I. 10, No. 3, pp 379-381, 1998), a double gate Mach-Zehnder type planar waveguide optical TO switch circuit. Loss of optical cross-connect add / drop circuits S1-j, S2-J, SP-j when used is less than 5 dB (A. Himeno et. AI, ECOC '96 ThD.2.2), semiconductor amplifier (SOA ) When the type 2 × 2 optical switch circuit is used, the loss of the optical cross-connect add / drop circuits S1-j, S2-j, SP-j is 0 dB (I. Ogawa et. AI, OFC'9 PD4-1), the loss of the optical circulator once per transmission is about 1 dB, the loss per coupling to the optical fiber is about 0.25 dB, and the optical fiber for circuit connection is sufficiently short, When the loss is estimated to be negligible and the optical amplification gain of the optical amplifier is estimated to be approximately 30 dB when the input signal intensity is −20 dBm (Funabashi et al. The net optical amplification gain of the optical circuit for use is estimated to be 30−1.0 × 2−5.0 (0) −1.0 × 2−0.25 × 4 = 30−10 = 20) (25) dB. It is.
[0080]
Accordingly, it is possible to compensate for the loss of 18.4 dB in each section in the optical transmission system having an average optical fiber loss of 0.23 dB / km at a relay interval of 80 km.
[0081]
In addition, the crosstalk amount of N × N AWG is about −40 dB for a normal one with a low crosstalk using a −25 dB phase compensator (Yamada et al. 1997 Fall Communication Society Papers C-3-119). If the isolation of the optical isolator is estimated to be approximately 40 dB and the isolation of the optical circulator is estimated to be approximately 50 dB, excavation in an arbitrary wavelength channel can be suppressed in the same manner as a normal optical amplifier.
[0082]
Assuming an optical resonator configured in a loop with two Fresnel reflection (−14 dB) points existing close to the outside of the optical amplifier and two arbitrary wavelength channels having different propagation directions, 30 × 2 ( The gain of the optical amplifying unit per round trip of the resonator) − {14 + 1.0 × 2 + 25 [40] × 2} × 2 (optical loss per round trip of the resonator) = 72 [−132] dB, overwhelming Since the internal loss of the resonator is large and a net gain cannot be obtained, the oscillation of the optical amplifier in this embodiment can be suppressed even in such a worst case.
[0083]
As described above, the optical path / arrangement optical circuit of the present invention propagates in the optical fiber in the desired propagation direction with respect to the upstream and downstream directions for each wavelength channel, and as required for each wavelength channel. Wavelength multiplexed signal light belonging to two streams with dynamic changes such as switching each propagation direction from uplink to downlink or from downlink to uplink is secured in the propagation direction of the signal light depending on the situation. On the other hand, by performing optical add / drop for each wavelength channel in association with eight optical propagation amplification states (FIG. 8) realized by optical amplification and optical cross-connect for each wavelength channel A total of 32 light propagation amplification states (Table 6 (a-1), Table 6 (a-2), Table 6 (a-3), or Table 6 (b-1), Table 6 ( b-2 , See Table 6 (b-3)), and for each wavelength channel, arbitrarily select the input / output ports within the range that does not overlap each of the four signal light input / output ports, and input / output the signal light 84 optical propagation amplifications realized by performing optical add / drop in association with 12 optical propagation amplification states (FIG. 9) that are all combinations of propagation amplification of two signal light streams. Status (Table 6 (c-1-1), Table 6 (c-1-2), Table 6 (c-2-1), Table 6 (c-2-2), Table 6 (c-3-1) ), Table 6 (c-3-2), Table 6 (c-4-1), Table 6 (c-4-2), Table 6 (c-5-1), Table 6 (c-5-2) )) Can be realized.
[0084]
【The invention's effect】
According to the present invention, the propagation in the optical fiber is performed in the propagation direction for each wavelength channel in the upstream and downstream directions, and the propagation direction is changed from upstream to downstream or downstream as necessary for each wavelength channel. Wavelength multiplexed signal light belonging to two streams with dynamic changes such as switching from upstream to upstream is optically amplified while ensuring isolation in the propagation direction of the signal light according to the time, and for each wavelength channel A total of 32 optical propagation amplification states realized by performing optical add / drop for each wavelength channel in association with eight optical propagation amplification states realized by optical cross-connect For each wavelength channel, select the input / output ports arbitrarily and input the signal light within the range that does not overlap each of the four signal light input / output ports A total of 84 optical propagation amplification states realized by performing optical add / drop in association with 12 optical propagation amplification states, which are all combinations that propagate and amplify the two signal light streams. can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an arrayed waveguide type optical multiplexer / demultiplexer.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of an optical cross-connect add / drop switch circuit according to the present invention;
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an optical cross-connect add / drop switch circuit according to the present invention;
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an optical cross-connect add / drop switch circuit according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an optical circuit for optical path arrangement according to the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a detailed configuration of an optical circuit unit CORE of the present invention.
FIG. 7 is a diagram of two light propagation amplification states between each optical input port and optical output port realized by the conventional optical cross-connect circuit.
FIG. 8 is a schematic diagram of eight typical optical propagation amplification states between optical input / output ports realized by the optical circuit for optical path arrangement according to the present invention (switch circuit S1- for optical cross-connect add / drop). j, S2-j).
FIG. 9 is a schematic diagram of twelve typical optical propagation amplification states between optical input / output ports realized by the optical circuit for optical path arrangement according to the present invention (switch circuit SP- for optical cross-connect add / drop) j is used).
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a conventional optical cross-connect circuit.
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a conventional optical add / drop circuit.
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a conventional unidirectional optical amplifier.
FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration of an optical amplification unit.
[Explanation of symbols]
0-1, 0-3, 0-3-i (i = 1, 2,..., N) External optical input port
0-2, 0-4, 0-4-i (i = 1, 2,..., N) External optical output port
1-i (i = 1, 2, 3, 4) optical amplifier
1-i-1 Optical amplifier
1-i-2-1, 1-i-2-2 optical isolator
2-i (i = 1, 2, 3, 4) optical wavelength multiplexer / demultiplexer
3-i (i = 1, 2,..., N) 2-input 2-output crossbar operation optical switch circuit
4 Rare earth doped optical fiber
5-1 and 5-2 excitation laser
6-1 and 6-2 optical isolators
7-1, 7-2 Wavelength multiplexing / demultiplexing coupler
8 Planar waveguide substrate
9-1, 9-2 Optical input / output waveguide section
10-1, 10-2 Slab waveguide section
11 Array waveguide grating part
LP, i (i = 1, 2,..., N) optical input / output port
RP, i (i = 1, 2,..., N) optical input / output port
S1-j (j = 1, 2,..., N) Optical cross-connect add / drop switch circuit
S2-j (j = 1, 2,..., N) Optical cross-connect add / drop switch circuit
Sj-I-i (j = 1, 2,..., N; i = 1, 2, 3, 4) Optical input port
Sj-O-i (j = 1, 2,..., N; i = 1, 2, 3, 4) Optical output port
Sj-ADD-1, Sj-ADD-2 Optical input port
Sj-DROP-1, Sj-DROP-2 optical output port
CS-i (i = 1, 2,..., N) 2-input 2-output crossbar operation optical switch circuit
CS-i-Ij (i = 1, 2,..., N; j = 1, 2) Optical input port
CS-i-O-j (i = 1, 2,..., N; j = 1, 2) Optical output port
SS-i (i = 1, 2,..., N) 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit
SS-i-I / OL-j (i = 1, 2,..., N; j = 1, 2) Optical input / output port
SS-i-I / OR-1 Optical input / output port
I / O-i (i = 1, 2, 3, 4) External optical input / output port
ADD-I-1, ADD-I-2 External optical input port
DROP-O-1, DROP-O-2 External optical output port
CL-i (i = 1, 2, 3, 4) Optical circulator (3-port type)
CL-I / O-i (i = 1, 2, 3, 4) Optical input / output port
CL-Ii (i = 1, 2, 3, 4) Optical input port
CL-Oi (i = 1, 2, 3, 4) Optical output port
AMP-i (i = 1, 2, 3, 4) one-way optical amplifier
CORE Optical circuit
AI / O-i (i = 1, 2,..., 12) Optical input / output port
WM-1, WM-2 Optical wavelength multiplexing / demultiplexing circuit
S3-i 6-input 6-output optical circuit

Claims

An optical circuit for optical path arrangement having four external optical input / output ports, two external optical signal add ports, and two external optical signal drop ports,
Four optical circulators each having an input / output port, an input port and an output port connected to the external optical input / output port;
Four unidirectional optical amplifying means for inputting and amplifying signal light from the output ports of these optical circulators;
Light control means for controlling the output light from the four unidirectional optical amplifying means and the signal light from the two external signal add ports to the input port of the optical circulator and the two external optical signal drop ports. Have
The light control means includes
A first optical wavelength multiplexing / demultiplexing circuit connected to the two external optical signal add ports and the output sides of the four one-way optical amplification means;
A second optical wavelength multiplexing / demultiplexing circuit connected to the two external optical signal drop ports and the input ports of the four optical circulators;
Do and a plurality of optical cross-connect add-drop switch provided between the two optical wavelength multiplexing and demultiplexing circuit Ri,
At least one of the optical cross-connect add / drop switches includes:
The first, second, third and fourth 2 × 1 transparent coupling port selection optical switches and the first, second and third two-input two-output crossbar operation optical switches are configured.
Four outputs from the first optical wavelength multiplexing / demultiplexing circuit are connected to one of two inputs of each of the first and second 2 × 1 transparent coupling port selection optical switches,
Each one output of the first and second 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch is connected to two inputs of the first two-input two-output crossbar operation optical switch,
A first output of a first 2-input 2-output crossbar operating optical switch and a first external optical signal add port are connected to an input of a second 2-input 2-output crossbar operating optical switch;
The first output of the second 2-input 2-output crossbar operating optical switch is connected to the first external optical signal drop port, and the second output of the third 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch Connected to the input,
A second output of a first two-input two-output crossbar operating optical switch and a second external optical signal addport are connected to an input of a third two-input two-output crossbar operating optical switch;
The first output of the third 2-input 2-output crossbar operation optical switch is connected to the second external optical signal drop port, and the second output of the fourth 2 × 1 transmission coupling port selection optical switch Connected to the input,
An optical path characterized in that two outputs from each of the third and fourth 2 × 1 transparent coupling port selection optical switches are connected to one of the inputs of the second optical wavelength multiplexing / demultiplexing circuit. -Arrangement optical circuit.

An optical circuit for optical path arrangement having four external optical input / output ports, two external optical signal add ports, and two external optical signal drop ports,
Four optical circulators each having an input / output port, an input port and an output port connected to the external optical input / output port;
Four unidirectional optical amplifying means for inputting and amplifying signal light from the output ports of these optical circulators;
Light control means for controlling the output light from the four unidirectional optical amplifying means and the signal light from the two external signal add ports to the input port of the optical circulator and the two external optical signal drop ports. Have
The light control means includes
A first optical wavelength multiplexing / demultiplexing circuit connected to the two external optical signal add ports and the output sides of the four one-way optical amplification means;
A second optical wavelength multiplexing / demultiplexing circuit connected to the two external optical signal drop ports and the input ports of the four optical circulators;
Do and a plurality of optical cross-connect add-drop switch provided between the two optical wavelength multiplexing and demultiplexing circuit Ri,
At least one of the optical cross-connect add / drop switches includes:
The first, second, third and fourth 2 × 1 transparent coupling port selection optical switches and the first, second and third two-input two-output crossbar operation optical switches are configured.
Four outputs from the first optical wavelength multiplexing / demultiplexing circuit are connected to one of two inputs of each of the first and second 2 × 1 transparent coupling port selection optical switches,
The output of the first 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch and the first external optical signal add port are connected to the input of the first 2-input 2-output crossbar operating optical switch,
The output of the second 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch and the second external optical signal add port are connected to the input of the second 2-input 2-output crossbar operating optical switch,
The first output of the first 2-input 2-output crossbar operation optical switch is connected to the first external optical signal drop port, and the second output is the third 2-input 2-output crossbar operation optical switch. Connected to the first input,
The first output of the second 2-input 2-output crossbar operating optical switch is connected to the second external optical signal drop port, and the second output of the third 2-input 2-output crossbar operating optical switch Connected to the second input,
The first output of the third 2-input 2-output crossbar operating optical switch is connected to the input of the third 2 × 1 transmission coupling port selection optical switch, and the second output is the fourth 2 × 1 transmission coupling port. Connected to the input of the selection light switch,
Two outputs from each of the third and fourth 2 × 1 transparent coupling port selection optical switches are connected to one of the inputs of the second optical wavelength multiplexing / demultiplexing circuit. Optical circuit for optical path arrangement.

An optical circuit for optical path arrangement having four external optical input / output ports, two external optical signal add ports, and two external optical signal drop ports,
Four optical circulators each having an input / output port, an input port and an output port connected to the external optical input / output port;
Four unidirectional optical amplifying means for inputting and amplifying signal light from the output ports of these optical circulators;
Light control means for controlling the output light from the four unidirectional optical amplifying means and the signal light from the two external signal add ports to the input port of the optical circulator and the two external optical signal drop ports. Have
The light control means includes
A first optical wavelength multiplexing / demultiplexing circuit connected to the two external optical signal add ports and the output sides of the four one-way optical amplification means;
A second optical wavelength multiplexing / demultiplexing circuit connected to the two external optical signal drop ports and the input ports of the four optical circulators;
Do and a plurality of optical cross-connect add-drop switch provided between the two optical wavelength multiplexing and demultiplexing circuit Ri,
At least one of the optical cross-connect add / drop switches includes:
First, second, third, and fourth 2 × 1 transparent coupling port selection optical switches and first, second, third, fourth, fifth, and sixth two-input two-output crossbars Composed of operating light switch,
Four outputs from the first optical wavelength multiplexing / demultiplexing circuit are connected to one of two inputs of each of the first and second 2-input 2-output crossbar operation optical switches,
The first output of the first 2-input 2-output crossbar operating optical switch and the first output of the second 2-input 2-output crossbar operating optical switch are inputs of the first 2 × 1 transmission coupling port selection optical switch Connected to
The first of the second output and the second two inputs and two outputs black second output of the bus bar operation light switch a second 2 × 1 transmission coupling port input of the selective optical switch with two inputs and two outputs crossbar operational light switch Connected to
The output of the first 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch and the first external optical signal add port are connected to the input of a third 2-input 2-output crossbar operating optical switch;
The output of the second 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch and the second external optical signal add port are connected to the input of the fourth 2-input 2-output crossbar operation optical switch,
The first output of the third 2-input 2-output crossbar operation optical switch is connected to the first external optical signal drop port, and the second output of the third 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch Connected to the input,
The first output of the fourth 2-input 2-output crossbar operation optical switch is connected to the second external optical signal drop port, and the second output of the fourth 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch Connected to the input,
The first output of the third 2 × 1 transmission coupling port selection optical switch and the first output of the fourth 2 × 1 transmission coupling port selection optical switch are the inputs of the fifth 2-input 2-output crossbar operation optical switch. Connected to
The second output of the third 2 × 1 transmission coupling port selection optical switch and the second output of the fourth 2 × 1 transmission coupling port selection optical switch are the inputs of the sixth 2-input 2-output crossbar operation optical switch. Connected to
An optical path characterized in that two outputs from the fifth and sixth two-input two-output crossbar operation optical switches are connected to one of the inputs of the second optical wavelength multiplexing / demultiplexing circuit, respectively. -Arrangement optical circuit.

The optical cross-connect add / drop switch circuit ( S1-j ) includes:
Created on one or more PLC substrates,
Two optical input ports CS-k-I-1, CS-k-I-2 and optical output ports CS-k-O-1, CS-k-O-2 have CS-k-I-1 and CS. Transmitting signal light between -k-O-1 and between CS-k-I-2 and CS-k-O-2, and
Block signal light between all optical input / output ports except between CS-k-I-1 and CS-k-O-1 and between CS-k-I-2 and CS-k-O-2, or Transmitting signal light between CS-k-I-1 and CS-k-O-2 and between CS-k-I-2 and CS-k-O-1, and
Whether to block signal light between all optical input / output ports except between CS-k-I-1 and CS-k-O-2 and between CS-k-I-2 and CS-k-O-1 Three 2 × 2 crossbar operation optical switch circuits CS-k (k = 1, 2, 3) and two demultiplexing side optical input / output ports SS-i-I / O- that can be controlled arbitrarily. L- 1, SS-i-I / OL-2, and one multiplexing-side optical input / output port SS-i-I / O-R-1 and SS-i-I / OL-1 And all light except that between SS-i-I / OL-1 and SS-i-I / O-R-1 are transmitted. The signal light is shielded between the input / output ports, or the signal light is transmitted between SS-i-I / OL-2 and SS-i-I / O-R-1, and SS-i-I / OL-2 and SS-i-I / O Four 2 × 1 transmissive coupling port selection optical switch circuits SS-i (i = 1, 2) that can be controlled to arbitrarily select whether to block signal light between all optical input / output ports except between R-1 , 3, 4)
Optical input port Sj-ADD-1 of optical cross-connect add / drop switch circuit S1-j and optical input / output port CS of any 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-1 An optical waveguide connecting -1-I-1;
The optical input / output port CS-1 on the bar side with respect to the optical output port Sj-DROP-1 of the optical cross-connect add / drop switch circuit S1-j and the optical input / output port CS-1-I-1 An optical waveguide connecting -O-1;
Any of the 2 × 2 crossbar operation optical switch circuits CS-2 except the optical input ports Sj-ADD-2 and CS-1 of the optical cross connect add / drop switch circuit S1-j An optical waveguide connecting the optical input / output port CS-2-I-2, an optical output port Sj-DROP-2 of the optical cross-connect add / drop switch circuit S1-j, and the optical input / output port CS- 2-I-2, an optical waveguide connecting the bar-side optical input / output port CS-2-O-2, and an optical input port Sj- of the optical cross-connect add / drop switch circuit S1-j- An optical waveguide connecting I-1 and the optical input / output port SS-1-I / OL-1 of any 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-1;
The optical input port Sj-I-2 of the switch circuit S1-j for optical cross-connect add / drop and the optical input / output port SS-1-I / of the 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-1 An optical waveguide connecting O-L-2;
Optical input / output of any 2 × 1 transmission coupling port selection optical switch circuit SS-2 except for the optical output ports Sj-I-3 and SS-1 of the optical cross-connect add / drop switch circuit S1-j An optical waveguide connecting the port SS-2-I / OL-2;
Optical input port Sj-I-4 of the switch circuit S1-j for optical cross-connect add / drop and optical input / output port SS-2-I / of the 2 × 1 transmission coupling port selection optical switch circuit SS-2 An optical waveguide connecting OL-1;
2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-3 excluding the optical output ports Sj-O-1 and SS-1, SS-2 of the switch circuit S1-j for optical cross-connect add / drop An optical waveguide connecting the optical input / output port SS-3-I / OL-2 of
The optical output port Sj-O-2 of the optical cross-connect add / drop switch circuit S1-j and the optical input / output port SS-3-I / of the 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-3 An optical waveguide connecting OL-1;
2 × 1 transparent coupling port selection optical switch except optical output port Sj-O-3 and SS-1, SS-2, SS-3 of switch circuit S1-j for optical cross-connect add / drop An optical waveguide connecting the optical input / output port SS-4-I / OL-1 of the circuit SS-4;
The optical output port Sj-O-4 of the switch circuit S1-j for optical cross-connect add / drop and the optical input / output port SS-4-I / of the 2 × 1 transmission coupling port selection optical switch circuit SS-4 An optical waveguide connecting O-L-2;
2 × 2 cross-bar operation optical switch circuit excluding optical input / output ports SS-1-I / OR-1 and CS-1 and CS-2 of the 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-1 An optical waveguide connecting the optical input / output port CS-3-I-1 of CS-3, and the optical input / output port SS-2-I / O-R of the 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-2 -1 and the optical input / output port CS-3-I-2 of the 2 × 2 cross bar operation optical switch circuit CS-3 excluding CS-1 and CS-2,
Optical input / output port SS-3-I / O-R-1 of the 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-3 and optical input / output port of the 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-1 An optical waveguide connecting CS-1-O-2;
Optical input / output port SS-4-I / O-R-1 of the 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-4 and optical input / output port of the 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-2 An optical waveguide connecting CS-2-O-1;
Optical input / output port CS-1-I-2 of the 2 × 2 cross bar operation optical switch circuit CS-1 and optical input / output port CS-3- of the 2 × 2 cross bar operation optical switch circuit CS-3 An optical waveguide connecting O-1;
Optical input / output port CS-2-I-1 of the 2 × 2 cross bar operation optical switch circuit CS-2 and optical input / output port CS-3- of the 2 × 2 cross bar operation optical switch circuit CS-3 An optical waveguide connecting O-2;
2. The optical circuit for optical path arrangement according to claim 1 , wherein the optical circuit is an optical cross-connect add / drop switch circuit.

The optical cross-connect add / drop switch circuit (S2-j)
Created on one or more PLC substrates,
Two optical input ports CS-k-I-1, CS-k-I-2 and optical output ports CS-k-O-1, CS-k-O-2 have CS-k-I-1 and CS. Transmitting signal light between -k-O-1 and between CS-k-I-2 and CS-k-O-2, and
Is signal light shielded between all optical input / output ports except between CS-k-I-1 and CS-k-O-1 and between CS-k-I-2 and CS-k-O-2? Transmitting signal light between k-I-1 and CS-k-O-2 and between CS-k-I-2 and CS-k-O-1, and
Whether to block signal light between all optical input / output ports except between CS-k-I-1 and CS-k-O-2 and between CS-k-I-2 and CS-k-O-1 Three optional 2 × 2 crossbar operation optical switch circuits CS-k (k = 1, 2, 3) and two demultiplexing side optical input / output ports SS-i-I / working in a complementary manner SS-i-I / O-L has SS-i-I / OL-2, and one multiplexing-side optical input / output port SS-i-I / O-R-1. -1 and SS-i-I / O-R-1 side, and the signal light is transmitted, and all except SS-i-I / OL-1 and SS-i-I / O-R-1 The signal light is shielded between the optical input / output ports of SS-i-I / OL-2 and SS-i-I / O-R-1 is transmitted, and SS-i-I / OL-2 and SS-i-I / O-R Four 2 × 1 transmissive coupling port selection optical switch circuits SS-i (i = 1, 2, 3) can be controlled to arbitrarily select whether to block signal light between all the optical input / output ports except for 1. , 4)
Optical input port Sj-ADD-1 of optical cross-connect add / drop switch circuit S2-j and any optical input / output port CS of any 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-1 An optical waveguide connecting -1-I-1;
The optical input / output port CS-1 on the bar side with respect to the optical output port Sj-DROP-1 of the optical cross-connect add / drop switch circuit S2-j and the optical input / output port CS-1-I-1 An optical waveguide connecting -O-1;
Any of the 2 × 2 cross bar operation optical switch circuits CS-2 except the optical input ports Sj-ADD-2 and CS-1 of the optical cross connect add / drop switch circuit S2-j An optical waveguide connecting the optical input / output port CS-2-I-2, an optical output port Sj-DROP-2 of the optical cross-connect add / drop switch circuit S2-j, and the optical input / output port CS- An optical waveguide connecting the optical input / output port CS-2-O-2 on the bar side to 2-I-1,
Optical input port Sj-I-1 of switch circuit S2-j for optical cross-connect add / drop and optical input / output port SS-1- of any 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-1 An optical waveguide connecting I / OL-1;
The optical input port Sj-I-2 of the optical cross-connect add / drop switch circuit S2-j and the optical input / output port SS-1-I / of the 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-1 An optical waveguide connecting O-L-2;
Optical input / output of any 2 × 1 transmission coupling port selection optical switch circuit SS-2 except the optical output ports Sj-I-3 and SS-1 of the optical cross-connect add / drop switch circuit S2-j An optical waveguide connecting the port SS-2-I / OL-2;
The optical input port Sj-I-4 of the optical cross-connect add / drop switch circuit S2-j and the optical input / output port SS-2-I / of the 2 × 1 transmission coupling port selection optical switch circuit SS-2 An optical waveguide connecting OL-1;
2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-3 excluding the optical output ports Sj-O-1 and SS-1, SS-2 of the switch circuit S2-j for optical cross-connect add / drop An optical waveguide connecting the optical input / output port SS-3-I / OL-2 of
The optical output port Sj-O-2 of the optical cross-connect add / drop switch circuit S2-j and the optical input / output port SS-3-I / of the 2 × 1 transmission coupling port selection optical switch circuit SS-3 An optical waveguide connecting OL-1;
2 × 1 transparent coupling port selection optical switch except optical output port Sj-O-3 and SS-1, SS-2, SS-3 of switch circuit S2-j for optical cross-connect add / drop An optical waveguide connecting the optical input / output port SS-4-I / OL-1 of the circuit SS-4;
The optical output port Sj-O-4 of the optical cross-connect add / drop switch circuit S2-j and the optical input / output port SS-4-I / of the 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-4 An optical waveguide connecting O-L-2;
Optical input / output port SS-1-I / O-R-1 of the 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-1 and optical input / output port of the 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-1 An optical waveguide connecting CS-1-I-2;
Optical input / output port SS-2-I / OR-1 of the 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-2 and optical input / output port of the 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-2 An optical waveguide connecting CS-2-I-1;
2 × 2 crossbar operation optical switch circuit excluding optical input / output ports SS-3-I / OR-1 and CS-1 and CS-2 of the 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-3 An optical waveguide connecting the optical input / output port CS-3-O-1 of CS-3;
2 × 2 crossbar operation optical switch circuit excluding optical input / output ports SS-4-I / O-R-1 and CS-1, CS-2 of the 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-4 An optical waveguide connecting the optical input / output port CS-3-O-2 of CS-3;
To the optical input / output port CS-1-O-2 of the 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-1 and CS-3-O-1 of the 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-3 An optical waveguide connecting the optical input / output port CS-3-I-1 on the bar side to the optical input / output port CS-2-O-1 of the 2 × 2 cross bar operation optical switch circuit CS-2; An optical waveguide connecting the optical input / output port CS-3-I-2 on the bar side to CS-3-O-2 of the 2 × 2 cross bar operation optical switch circuit CS-3;
3. The optical circuit for optical path arrangement according to claim 2 , wherein the optical circuit is an optical cross-connect add / drop switch circuit.

The optical cross-connect add / drop switch circuit (SP-j)
Created on one or more PLC substrates,
Four optical input / output ports CS-k-I-1, CS-k-I-2, CS-k-O-1, and CS-k-O-2 have CS-k-I-1 and CS. Transmitting signal light between -k-O-1 and between CS-k-I-2 and CS-k-O-2, and
Block signal light between all optical input / output ports except between CS-k-I-1 and CS-k-O-1 and between CS-k-I-2 and CS-k-O-2, or Transmitting signal light between CS-k-I-1 and CS-k-O-2 and between CS-k-I-2 and CS-k-O-1, and
Whether to block signal light between all optical input / output ports except between CS-k-I-1 and CS-k-O-2 and between CS-k-I-2 and CS-k-O-1 Six arbitrarily selectable 2 × 2 cross bar operation optical switch circuits CS-k (k = 1, 2, 3, 4, 5, 6) and two demultiplexing side optical input / output ports SS-i-I / OL- 1, SS-i-I / OL- 2, and one multiplexing-side optical input / output port SS-i-I / O-R- 1 and SS-i-I / O- Signal light is transmitted between L-1 and SS-i-I / O-R-1, and between SS-i-I / OL-1 and SS-i-I / O-R-1 is excluded. Signal light is shielded between all optical input / output ports, or signal light is transmitted between SS-i-I / OL-2 and SS-i-I / O-R-1, and SS- i-I / OL-2 and SS-i-I / O Four 2 × 1 transmissive coupling port selection optical switch circuits SS-i (i = 1, 2) that can be controlled to arbitrarily select whether to block signal light between all optical input / output ports except between R-1 , 3, 4)
The optical input / output port CS of the optical input port Sj-ADD-1 of the optical cross-connect add / drop switch circuit SP-j and any 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-1 An optical waveguide connecting -1-I-1;
Optical input / output port CS-1 on the bar side with respect to optical output port Sj-DROP-1 and optical input / output port CS-1-I-1 of switch circuit SP-j for optical cross-connect add / drop An optical waveguide connecting -O-1;
Any of the 2 × 2 crossbar operation optical switch circuits CS-2 except the optical input ports Sj-ADD-2 and CS-1 of the optical cross connect add / drop switch circuit SP-j An optical waveguide connecting the optical input / output port CS-2-I-2, an optical output port Sj-DROP-2 of the optical cross-connect add / drop switch circuit SP-j, and the optical input / output port CS- An optical waveguide connecting the optical input / output port CS-2-O-2 on the bar side to 2-I-2;
2 × 1 cross bar operation optical switch circuit CS-3 excluding optical input ports Sj-I-1 and CS-1, CS-2 of the switch circuit SP-j for optical cross-connect add / drop An optical waveguide connecting the optical input / output port CS-3-I-2,
Optical input port Sj-I-2 of switch circuit SP-j for optical cross-connect add / drop and optical input / output port CS-3-I- of optical switch circuit CS-3 for 2 × 2 crossbar operation An optical waveguide connecting 1 and
Any 2 × 2 crossbar operation optical switch except optical output port Sj-I-3 and CS-1, CS-2, CS-3 of switch circuit SP-j for optical cross-connect add / drop An optical waveguide connecting the optical input / output port CS-4-I-1 of the circuit CS-4;
The optical input port Sj-I-4 of the optical cross-connect add / drop switch circuit SP-j and the optical input / output port CS-4-I- of the 2 × 2 cross bar operation optical switch circuit CS-4 An optical waveguide connecting the two,
The optical input / output port CS-3-O-1 of the 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-3 and the optical input / output port SS− of any 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-1 An optical waveguide connecting 1-I / OL-2;
Optical input / output port CS-4-O-1 of the 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-4 and optical input / output port SS-1- of the 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-1 An optical waveguide connecting I / OL-1;
Light of any 2 × 1 transmissive coupling port selection optical switch circuit SS-2 except the optical input / output ports CS-3-O-2 and SS-1 of the 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-3 An optical waveguide connecting the input / output port SS-2-I / OL-2;
Optical input / output port CS-4-O-2 of the 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-4 and optical input / output port SS-2- of the 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-2 An optical waveguide connecting I / OL-1;
Optical cross-connect add / drop switch circuit SP-j optical input port Sj-O-1 and any 2 × 2 cross-excluding CS-1, CS-2, CS-3, CS-4 An optical waveguide connecting the optical input / output port CS-5-O-2 of the bar operation optical switch circuit CS-5;
Optical input port Sj-O-2 of optical cross-connect add / drop switch circuit SP-j and optical input / output port CS-5-O- of 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-5 An optical waveguide connecting 1 and
Any two except the optical output port Sj-O-3 and CS-1, CS-2, CS-3, CS-4, CS-5 of the switch circuit SP-j for optical cross-connect add / drop An optical waveguide connecting the optical input / output port CS-6-O-1 of the x2 cross bar operation optical switch circuit CS-6;
Optical input port Sj-O-4 of optical cross-connect add / drop switch circuit SP-j and optical input / output port CS-6-O- of 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-6 An optical waveguide connecting the two,
Any 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS except for the optical input / output ports CS-5-I-1 and SS-1 and SS-2 of the 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-5 -3 optical input / output port SS-3-I / OL-1 and an optical input / output port CS-6-I- of the 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-6 1 and an optical waveguide connecting the optical input / output port SS-3-I / OL-2 of the 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-3;
2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit excluding optical input / output ports CS-5-I-2 and SS-1, SS-2, SS-3 of the 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-5 An optical waveguide connecting the optical input / output port SS-4-I / OL-1 of SS-4;
The optical input / output port CS-6-I-2 of the 2 × 2 cross bar operation optical switch circuit CS-6 and the optical input / output port SS-4- of the 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-4 An optical waveguide connecting I / OL-2;
Optical input / output port SS-1-I / O-R-1 of the 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-1 and optical input / output port of the 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-1 An optical waveguide connecting CS-1-I-2;
Optical input / output port SS-2-I / OR-1 of the 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-2 and optical input / output port of the 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-2 An optical waveguide connecting CS-2-I-1;
Optical input / output port SS-3-I / O-R-1 of the 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-3 and optical input / output port of the 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-1 An optical waveguide connecting CS-1-O-2;
Optical input / output port SS-4-I / O-R-1 of the 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit SS-4 and optical input / output port of the 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit CS-2 An optical waveguide connecting CS-2-O-1;
4. The optical circuit for optical path arrangement according to claim 3 , wherein the optical circuit is an optical cross-connect add / drop switch circuit.

The 2-input 2-output crossbar operation optical switch circuit comprises:
Mach-Zehnder type planar waveguide optical TO switch circuit or double-gate Mach-Zehnder type planar waveguide optical TO switch circuit, or
Claim, characterized in that Mach-Zehnder planar waveguide optical LN switch circuit or a double gate Mach-Zehnder planar waveguide optical LN switch circuit or a semiconductor optical amplifier (SOA) type 2 × 2 optical switching 1 7. An optical circuit for optical path arrangement according to any one of items 1 to 6 .

The 2- input 2-output cross-bar operation optical switch circuit CS-3 includes:
Whether it is a semiconductor optical amplifier (SOA) type 2 × 2 optical switch circuit,
Or a Mach-Zehnder type planar waveguide optical LN switch circuit, or a double gate Mach-Zehnder type planar waveguide optical LN switch circuit,
The two-input two-output crossbar operation optical switch circuits CS-1 and CS-2 include:
6. The optical path arrangement light according to claim 4 , wherein the optical path arrangement light is a Mach-Zehnder type planar waveguide optical TO switch circuit or a double gate Mach-Zehnder type planar waveguide optical TO switch circuit. circuit.

The 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit includes:
Whether it is realized by using any three optical input / output ports among the four optical input / output ports of the Mach-Zehnder type planar waveguide optical TO switch circuit,
Or, it is realized by using any three optical input / output ports among the four optical input / output ports of the double gate Mach-Zehnder type planar waveguide optical TO switch circuit,
Alternatively, four Mach-Zehnder type planar waveguide optical TO switch circuit units in a double gate Mach-Zehnder type planar waveguide optical TO switch circuit configuration and input / output of these four Mach-Zehnder type planar waveguide optical TO switch circuit units Of the optical waveguides connecting the ports,
2.times.1 transmission composed of only three Mach-Zehnder type planar waveguide optical TO switch circuit units and optical waveguides connecting the input / output ports of these three Mach-Zehnder type planar waveguide optical TO switch circuit units. A coupling port selection optical switch circuit,
Or
Whether it is realized by using any three of the four optical input / output ports of the Mach-Zehnder type planar waveguide optical LN switch circuit,
Alternatively, it is realized by using any three optical input / output ports among the four optical input / output ports of the double gate Mach-Zehnder type planar waveguide optical LN switch circuit,
Alternatively, four Mach-Zehnder type planar waveguide optical LN switch circuit units in a double gate Mach-Zehnder type planar waveguide optical LN switch circuit configuration and input / output of these four Mach-Zehnder type planar waveguide optical LN switch circuit units Of the optical waveguides connecting the ports,
2 × 1 transmission composed of only three Mach-Zehnder type planar waveguide optical LN switch circuit units and optical waveguides connecting the input / output ports of these three Mach-Zehnder type planar waveguide optical LN switch circuit units 9. The optical circuit for optical path arrangement according to claim 1 , wherein the optical circuit is a coupling port selection optical switch circuit.

In the optical cross-connect add / drop switch circuit S1-j or S2-j, all constituent optical circuits are created on one PLC substrate plane,
Sj-DROP-1, Sj-O-2, Sj-O-1, Sj-O-3, Sj-O-4, clockwise when viewed from the top surface of the substrate Sj-DROP-2, Sj-ADD-2, Sj-I-4, Sj-I-3, Sj-I-1, Sj-I-2, S- The optical input / output ports are arranged adjacent to each other in the order of j-ADD-1.
In addition, the optical input / output ports of the three 2 × 2 cross bar operation optical switch circuits CS-k (k = 1, 2, 3) which are constituent elements are CS-k-I- 2, CS-k-I-1, CS-k-O-1, and CS-k-O-2 are arranged adjacent to each other in this order.
In addition, the optical input / output ports of the four 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuits SS-i (i = 1, 2, 3, 4) which are constituent elements are SS-i− clockwise when viewed from the substrate. Arranged so that I / O-L-1, SS-i-I / OL-2, SS-i-I / O-R-1 are adjacent to each other, and each 2 × 2 cross bar operation Each of the 2 × 2 crossbar operation optical switch circuits and the 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch, which are constituent elements by appropriately providing an interval between the optical switch circuit and the 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit optical input port of the circuit, according to claim 4 or claim 5, characterized in that one of the optical waveguide connecting the optical output port is also a switch circuit for an optical cross-connect add-drop which is an arrangement that does not intersect Optical circuit for optical path arrangement.

In the optical cross-connect add / drop switch circuit SP-j, all constituent optical circuits are formed on one PLC substrate plane,
Sj-DROP-1, Sj-O-2, Sj-O-1, Sj-O-3, Sj-O-4, clockwise when viewed from the top surface of the substrate Sj-DROP-2, Sj-ADD-2, Sj-I-4, Sj-I-3, Sj-I-1, Sj-I-2, S- The optical input / output ports are arranged adjacent to each other in the order of j-ADD-1.
In addition, the optical input / output ports of the three 2 × 2 cross bar operation optical switch circuits CS-k (k = 1, 2, 3) which are constituent elements are CS-k-I- 2, CS-k-I-1, CS-k-O-1, and CS-k-O-2 are arranged adjacent to each other in this order.
In addition, the optical input / output ports of the four 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuits SS-i (i = 1, 2, 3, 4) which are constituent elements are SS-i− clockwise when viewed from the top surface of the substrate. Arranged so that I / O-L-1, SS-i-I / OL-2, SS-i-I / O-R-1 are adjacent in this order, and each 2 × 2 cross bar operation Each 2 × 2 crossbar operation optical switch circuit and 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch, which are constituent elements by appropriately providing an interval between the optical switch circuit and the 2 × 1 transparent coupling port selection optical switch circuit An optical waveguide connecting the optical input port and optical output port of the circuit.
An optical waveguide and CS-5 connecting CS-3-O-2 and SS-2-I / OL-2, and CS-4-O-1 and SS-1-I / OL-1. -I-2 and SS-4-I / OL-1 and two sets of optical waveguides connecting CS-6-I-1 and SS-4-I / OL-2 respectively. Only two places intersect each other,
7. The optical path-and-drop switch circuit according to claim 6 , wherein the optical path-connect add / drop switch circuit is arranged so that there is no intersection of optical waveguides connecting the other optical input ports and optical output ports. Arrangement optical circuit.

12. The optical circuit for optical path arrangement according to claim 1, wherein the optical wavelength multiplexing / demultiplexing circuit is an arrayed waveguide type planar optical circuit (AWG).

Optical input / output waveguides that form sets A-1, A-2, A-3, A-4, A-9, and A-11 related to wavelength multiplexing / demultiplexing and that none of the optical input / output optical waveguides cross each other. One array waveguide type planar optical circuit WM-1 having all the waveguides;
Optical input / output waveguides forming the sets A-5, A-6, A-7, A-8, A-10, and A-12 for wavelength multiplexing / demultiplexing and none of the optical input / output optical waveguides cross each other One array waveguide type planar optical circuit WM-2 having all the waveguides,
6-input 6-output optical cross-connect add / drop switch circuits S1-j, S2-j, which are individually arranged corresponding to each wavelength channel and any one of them is arranged for each wavelength channel. SP-j and optical circuit S3-j, optical input / output ports of WM-1 and WM-2, and optical input ports and optical output ports of Sn-j (n = 1 or 2 or 3 or P; j = 1, 2,..., N) In the optical wavelength multiplexing / demultiplexing part and optical cross-connect add / drop switch circuit part composed of optical waveguides connecting the corresponding ports of
The optical input / output port corresponding to an arbitrary wavelength channel λi in the optical input / output waveguides on the demultiplexing side of each set of the arrayed waveguide type planar optical circuit AWG-1 rotates either clockwise or counterclockwise. AI / Od-9-i, AI / Od-2-i, AI / Od-1-i, AI / Od-3-i, A -I / O-d-4-i, AI / O-d-11-i,
And, between the optical input / output ports arranged in this order, all other optical input / output ports on the multiplexing side and optical input / output ports on the demultiplexing side with different wavelength channels do not enter.
For each corresponding wavelength channel, the optical input / output ports are grouped together to form a group, and the optical input / output waveguides on the demultiplexing side of each set of the arrayed waveguide type planar optical circuit AWG-2 In the arrayed waveguide optical circuit AWG-1, the optical input / output ports corresponding to an arbitrary wavelength channel λi are AI / Od-9-i and AI / Od. -2-i, AI / Od-1-i, AI / Od-3-i, AI / Od-4-i, AI / Od-11 -I / O-d-10-i, AI / O-d-6-i, AI / O-d-5-i, A- I / O-d-7-i, AI / O-d-8-i, AI / O-d-12-i,
And, between the optical input / output ports arranged in this order, all other optical input / output ports on the multiplexing side and optical input / output ports on the demultiplexing side with different wavelength channels do not enter.
For each corresponding wavelength channel, the optical input / output ports gather together to form a group,
Further, the order of arrangement of the optical input / output ports for each wavelength channel on the demultiplexing side with respect to the corresponding wavelength channel and the light input for each wavelength channel on the demultiplexing side of the arrayed waveguide optical circuit AWG-1 The order of the arrangement of the corresponding wavelength channels among the groups of output ports is the same when considering one side in the clockwise direction and the other in the counterclockwise direction when the plane base is viewed from above . The order of arrangement of the optical output ports of Sn-j (n = 1 or 2 or 3 or P; j = 1, 2,..., N) with respect to the corresponding wavelength channels and the array waveguide type planar optical circuit WM-1 population between the optical input and output ports for each wavelength channel of the wave side, and the order of arrangement with respect to the corresponding wavelength channel has a same order clockwise when viewed from above the plane base each , Sn-j (n = 1 or 2 or 3 or P; j = 1, 2,..., N), and the order of arrangement of the corresponding wavelength channels between the groups of optical input ports and the arrayed waveguide type planar optical circuit WM-1 The grouping of the optical input / output ports for each wavelength channel on the demultiplexing side is in the same order in the reverse direction with respect to the corresponding wavelength channel, so that WM-1 and WM- are on the same plane. 2 and Sn-j (n = 1 or 2 or 3 or P; j = 1, 2,..., N) are arranged and configured in such a way that there is no crossing between the optical waveguide portions.
WM-1, WM-2, and Sn-j (n = 1 or 2 or 3 or P; j = 1, 2,..., N),
WM-1, WM-2, and Sn-j (n = 1 or 2 or 3 or P; j = 1, 2,..., N) are respectively formed on the same plane substrate.
Or, in each in a planar circuit board, respectively that abut against each other's input and output ports form of planar circuit board and the optical cross-connect add-drop switch circuit portion of the optical wavelength multiplexing and demultiplexing unit that creates a separate light The optical circuit for optical path arrangement according to any one of claims 1 to 12, wherein the input / output ports are coupled to form a single planar optical circuit.

The optical circulator has one optical input / output port CL-I / O, one optical input port CL-I, and one optical output port CL-O,
The light input to the optical input port CL-I is output from the optical input / output port CL-I / O,
The light input from the optical input / output port CL-I / O is output from the optical output port CL-O.
And light input from the optical input / output port CL-I / O and output from the optical input port CL-I is sufficiently suppressed,
And light input from the optical output port CL-O and output from the optical input / output port CL-I / O is sufficiently suppressed,
And any one of claims 1 to 13, characterized in that between the optical input port CL-I and the optical output port CL-O is an optical circulator in which light is sufficiently suppressed regardless of the orientation of the optical input and output An optical circuit for optical path arrangement according to the item .