JP4050661B2 - Optical cross-connect device - Google Patents

Optical cross-connect device Download PDF

Info

Publication number
JP4050661B2
JP4050661B2 JP2003161129A JP2003161129A JP4050661B2 JP 4050661 B2 JP4050661 B2 JP 4050661B2 JP 2003161129 A JP2003161129 A JP 2003161129A JP 2003161129 A JP2003161129 A JP 2003161129A JP 4050661 B2 JP4050661 B2 JP 4050661B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
input
connect device
cross
matrix type
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2003161129A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004364043A (en
Inventor
健 佐久間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujikura Ltd filed Critical Fujikura Ltd
Priority to JP2003161129A priority Critical patent/JP4050661B2/en
Publication of JP2004364043A publication Critical patent/JP2004364043A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4050661B2 publication Critical patent/JP4050661B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Optical Communication System (AREA)
  • Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
光通信分野のうちメトロエリアなどにおいて光パス切り替えに利用される小規模・中規模の光クロスコネクト装置に関し、特に、歩留まりを良くし製造コストの低減を図ることができる光クロスコネクト装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、TCP/IP網の普及に伴いIEEE 802.3に規定されるイーサネット(登録商標)技術が、フロア内の近距離LANのみならず、数kmから数十kmの中距離の伝送にも活用されている。
【0003】
例えば、IEEE Standard 802.3aeの10ギガビットイーサネット規格においては、WAN用の物理層が規定され、10GBASE−EWの場合、1.55μm帯のシングルモード光ファイバを用いて10Gbpsの信号を40km程度伝送することが可能である。また、ファイバチャネル技術によっても同様に、シングルモード光ファイバを用いて1Gbpsの信号を10km程度伝送することが可能である。
【0004】
このような伝送形態において、信号光を高速切替することが可能なM×Nマトリックス型光スイッチを備えた光クロスコネクト装置が光パス切り替えに利用されている。
【0005】
図2は、一般的なM×N光クロスコネクト装置の概略を示す構成図である。この光クロスコネクト装置101は、M本の光入力ポート1,2,・・・Mと、N本の光出力ポート1,2,・・・Nと、M×N個のMEMSミラーを備えるM×Nマトリックス型光スイッチ103と、MEMSミラーの駆動制御を行う制御部102を少なくとも備え、M×Nマトリックス型光スイッチ103の入力端子には光入力ポート1,2,・・・Mが接続され、出力端子には光出力ポート1,2,・・・Nが接続されている。そして制御部102を介してM×Nマトリックス型光スイッチ103には、制御通信入出力ポートが接続されている。
【0006】
このような光クロスコネクト装置101において、制御通信入出力ポートからMEMSミラーの切替指示を含む光パス切替信号が入力されると、制御部102は、この光パス切替信号からMEMSミラー番号を抽出し、抽出されたMEMSミラーに対して駆動制御信号を送る。これによりMEMSミラーの駆動がオンされると、指定の入力ポートと出力ポートの光経路確立が行われるので、指定の入力ポートから入力された信号光が目的の出力ポートから出力される。
【0007】
実際には、このような光クロスコネクト装置101の構成に加え、ネットワーク運用時の障害検知・障害解析、冗長化を目的とする各種監視機構の追加、及び光スイッチ構成の工夫がなされている。
【0008】
ところで上述した光クロスコネクト装置101の入力ポート及び出力ポートには、一般に送受信用光コネクタとして2連の単心光コネクタ、或いは2心光コネクタが実装されている。図3は、この送受信用光コネクタの代表例である2心のSC形光コネクタ106の構成を示す図である。尚、この2心のSC形光コネクタに代えて、光ファイバ1心で双方向通信を行うことができる特開2002−139659号公報で開示される光トランシーバを適用しても実現できる。
【0009】
図3に戻り、具体的にSC形2心光コネクタ106は、レセプタクル106aとプラグ106bから構成されており、レセプタクル106aは光クロスコネクト装置側に実装され、プラグ106bは局側装置又は伝送路から布設された光ファイバの先端に実装されている。このレセプタクル106aとプラグ106bは内部に一対の送受信路を有しており、レセプタクル106aにプラグ106bを嵌合することで、一対の送受信が可能となるものである。
【0010】
上述したように、入出力の光ファイバは一般に送受信一対で用いられるので、入力ポート(M)と出力ポート(N)はM=Nとなる。するとM×Nマトリックス型光スイッチ103はN×Nマトリックス型光スイッチと書き換えることができる。M×Nマトリックス型光スイッチ或いはN×Nマトリックス型光スイッチでは、伝送路1から伝送路2へ、或いは局側装置1から局側装置2へといった接続も可能であるが、伝送路1から伝送路2への接続、又は局側装置1から局側装置2への接続は必ずしも必要とされるわけではなく、任意の局側装置を任意の伝送路に接続できれば良いという用途も現実的には非常に多い。このような場合、N×Nマトリックス型光スイッチを更にJ=N/2の関係式を用いて、J×Jであるような小規模のJ×Jマトリックス型光スイッチを2個用いて表すことができる。
【0011】
そこで、図2に示した光クロスコネクト装置101に、図3で示したSC形2心コネクタを適用し、且つ、併せて経路を局側装置と伝送路に分けて置き換え、更にJ×Jマトリックス型光スイッチに置き換えて表すと、図4のようになる。
【0012】
一般的に(N/2)×(N/2)のマトリックス型光スイッチはN×Nマトリックス型光スイッチの1/4の規模であることから、このような光クロスコネクト装置は安価に構成することができるという利点がある。
【0013】
【特許文献1】
特開平9−27975号公報
【0014】
【特許文献2】
特開平10−200489号公報
【0015】
【特許文献3】
特開平11−27208号公報
【0016】
【特許文献4】
特開平11−41173号公報
【0017】
【特許文献5】
特開2002−139659号公報
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、近年のLAN用の通信方式であるイーサネット/ギガビットイーサネット等において光通信が普及し、建物内・事業所内のLANのみならず、数km〜数十km程度の中距離のMANにもこれら技術が適用されることが増えている。そのような背景から、これら安価な通信システムに適切に使用できる安価な光クロスコネクト装置が要望されている。
【0019】
しかしながら図4の構成では、まだ光クロスコネクト装置は高価であるため、より一層の低価格化が期待されている。
【0020】
そこで本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、低反射型の光部品を用いて反射に起因する光雑音を排除することで同一波長での双方向通信でも十分なクロストーク特性を確保しつつ、安価な光クロスコネクト装置を提供することにある。
【0021】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、J個の光入力ポートとJ個の光出力ポートを備えるJ×Jマトリックス型光スイッチと、該J×Jマトリックス型光スイッチの入力端子に接続される2J個の入力ポートと、該J×Jマトリックス型光スイッチの出力端子に接続される2J個の出力ポートと、切替手段を切替制御する制御手段とを少なくとも備え、ある入力ポートから入力された信号光を所定の出力ポートに出力する光クロスコネクト装置であって、入力ポートのうち1個の入力ポートと出力ポートのうち1個の出力ポートとで構成される一対の入出力ポート毎に2連一対の光コネクタ或いは2心光コネクタを設け、該光コネクタとJ×Jマトリックス型光スイッチとの間に、2本の入力に対し1本の出力を有し且つ2本のシングルモード用光ファイバを溶融延伸してなる1×2光カプラを挿入配置し、内部の光配線をシングルモード光ファイバとし、同一波長の光により双方向通信を行うことを要旨とする。
【0022】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の光クロスコネクト装置において、光コネクタ、1×2光カプラ及びJ×Jマトリックス型光スイッチが有する反射をすべてあわせた、光クロスコネクト装置の各々の光経路についての反射減衰量が40dB以上であることを要旨とする。
【0023】
請求項3記載の発明は、請求項1記載の光クロスコネクト装置において、光コネクタ、1×2光カプラ及びJ×Jマトリックス型光スイッチが有する反射をすべてあわせた、光クロスコネクト装置の各々の光経路についての反射減衰量が45dB以上であることを要旨とする。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【0028】
図1は、本発明の実施の形態に係る光クロスコネクト装置1の構成を示す図である。
本発明の光クロスコネクト装置1は、局側装置1,2,・・Jに接続されるJ個の局側入出力ポート1,2,・・・Jと、伝送路1,2,・・・Jに接続されるJ個の伝送路入出力ポート1,2,・・・Jと、入出力ポート毎に配置されるY型の1×2光カプラ4と、1×2光カプラ4を介して接続されるJ×Jマトリックス型光スイッチ3と、J×Jマトリックス型光スイッチ3及びこれら機能部を制御する制御部2と、制御部2を介してJ×Jマトリックス型光スイッチに接続される制御通信入出力ポートとを少なくとも備えている。
【0029】
この光クロスコネクト装置1は、従来の光クロスコネクト装置101と比較し、局側装置入出力ポート1,2,・・JとJ×Jマトリックス型光スイッチ3の間に1×2光カプラ4を配置させた点と、伝送路入出力ポート1,2,・・JとJ×Jマトリックス型光スイッチ3の間に1×2光カプラ4を配置させた点で異なる。
【0030】
この光クロスコネクト装置1を実現する上で重要な点は、クロストークの劣化を如何に防止するかである。例えば局側装置1と伝送路3の経路を確立する場合は、J×Jマトリックス型光スイッチ3に具備されるMEMSミラーの駆動をオンした後に、理想的には局側装置1の受信ポートには伝送路3の送信ポートから入力された信号光のみが到達し、伝送路3の受信ポートには局側装置1の送信ポートから入力された信号光のみが到達するように、両経路間にクロストークが発生しないことが望ましい。
【0031】
しかし、実際には他の経路からの光が、それぞれの受信ポートに入射することがあり、そのような光雑音が大きい装置(すなわちクロストーク特性の悪い装置)では、通信エラーが頻発して実用に供することができなくなる。
【0032】
光雑音の主要因は、多くの場合、受信ポートと対になる送信ポートが発した光である。例えば局側装置1の送信ポートから入射した光信号はその全てが伝送路3の受信ポートに到達できるわけではなく、強度的にはごく一部ではあるが様々な部位で反射したものが戻ってきて、局側装置1の受信ポートに到達することになる。その反射は、例えば、1×2光カプラ4と配線の接続部や、配線とJ×Jマトリックス型光スイッチの入力端子との接続部などである。
【0033】
従来の1心で双方向通信するようなシステムでは、多くの場合、クロストーク特性を改善するために上り方向と下り方向とで異なる波長を用い、波長フィルタを挿入して所望の光信号と反射に起因する光雑音とを分別するといった工夫を実施していた。
【0034】
しかし、そのような構成とするためには上り方向用波長の光源を備えた装置と下り方向用波長の光源を備えた装置とを必ず対にして使用する必要があり、汎用性に乏しい。
【0035】
特に、近年急速に普及している安価なイーサネット装置を両側に適用したいような場合には、このような構成の光クロスコネクト装置は向かない。
【0036】
また、特開2002−139659号公報では、複数芯のY字型光分配素子を用いることで発光素子からの光の反射光が受光素子に到達しないよう工夫している。
【0037】
しかしながら、このような構成では、手前側のコネクタ端面での反射が回り込むことは防止できても、相手側コネクタ端面での反射については十分には防止できておらず、実際に特開2002−139659号公報の実施例では、放出光強度−14.0dBmに対し−39.6dBmの光雑音強度があり、反射減衰量でいうと25.6dB程度に留まっている。
【0038】
これは、用途によっては十分な反射減衰量とは言えない数値である。例えば、ダイナミックレンジ、即ち、許容される伝送路損失の幅が27dBもあるような中距離用の装置では、反射に起因する光雑音強度は受光素子の感度を上回るものとなると考えられる。また、この方法は基本的にコア径の太いマルチモード光ファイバを用いた通信システム用であり、そのままシングルモード光ファイバに適用することはできない。
【0039】
そこで本発明では、J×Jマトリックス型光スイッチ3は、反射減衰量が50dB以上を有する4×4の2次元MEMSマトリックス型光スイッチを用いた。
【0040】
また、1×2光カプラ4は、2本のシングルモード用光ファイバを溶融延伸して形成される4×4の固定型光カプラとし、2本の出力端のうち使用しない1本の末端は、反射減衰量が50dB以上となるように無反射終端処理を施している。
【0041】
更に、光クロスコネクト装置1内部の光配線は、すべて通常のシングルモード光ファイバとした。
【0042】
また更に、光アダプタは、2連SC形光アダプタを用い、光クロスコネクト装置1内部の光コネクタは、適切な研磨条件とすることにより反射減衰量50dB以上を達成するフィジカルコンタクト型(ウルトラPC研磨(以下、UPC研磨という。)あるいはアドバンストPC研磨と呼ばれる。)のSC形光コネクタとした。
【0043】
上記構成を有する光クロスコネクト装置1の作用・効果を、次に説明する。
【0044】
まず、光クロスコネクト装置1に内蔵される制御部2は、制御通信入出力ポートを介してMEMSミラーの切替指示を含む光パス切替信号を取得すると、この光パス切替信号からMEMSミラー番号を抽出し、このMEMSミラーに対して駆動制御信号を送る。駆動制御信号によりMEMSミラーのスイッチがオンされると、指定入力ポートと指定出力ポートの光経路が確立される。
【0045】
光経路確立後、指定の光入力ポートから入力された信号光は、1×2光カプラ4を介してJ×Jマトリックス型光スイッチに入力され、指定MEMSミラーで反射された後に指定の光出力ポートから出力される。
【0046】
つまり、制御通信入力ポートを介して、例えば局側装置1と伝送路3を接続するMEMSミラー切替信号が入力されると、制御部2は、この信号から指定のMEMSミラー番号を抽出し、このMEMSミラーに対して駆動制御信号を送る。これによりMEMSミラーのスイッチがオンされると、局側装置1と伝送路3の送受信経路(上り方向及び下り方向)の両経路の接続が確立する。
【0047】
ここで、局側装置1の入力ポートから信号光を入力すると、1×2光カプラ4を介してJ×Jマトリックス型光スイッチに入力し、切り替えられたMEMSミラーで反射された後、伝送路3の出力ポートから出力される。同様に、伝送路3の入力ポートから信号光が入力された場合には、1×2光カプラ4を通過後、J×Jマトリックス型光スイッチ3を介して局側装置1の出力ポートに出力される。
【0048】
従って、本実施の形態によれば、光クロスコネクト装置1を構成する各部品に低反射なものを採用することにより、本質的に反射に起因する光雑音を排除した装置を実現することができるので、同一波長での双方向通信を行っても十分なクロストーク特性を確保することができる。
【0049】
次に、このような光クロスコネクト装置1の光学特性測定結果を示す。
【0050】
この測定では、測定対象ポート以外の残り15ポートには、反射減衰量50dB以上のUPC研磨のSC形光コネクタを接続した通常のシングルモード光ファイバの先にコアレス光ファイバを融着した無反射終端器、を接続して測定した。
【0051】
上記測定条件のもと、光クロスコネクト装置1の光学特性を測定したところ、局側装置1,2,3,4の計4本の入出力ポート接続と、伝送路1,2,3,4の計4本の入出力ポート接続の各組み合わせからなる合計16本の入出力光ポートのいずれについても装置卜一タルの反射減衰量は1.31μm及び1.55μm帯C−Band/L−Bandにおいて46〜50dBと良好であった。
【0052】
反射減衰量が46dBであれば、例えば、出力(送信)ポートからの入射光強度が−3dBmであったとしても、入力(受信)ポートに到達する反射に起因する光雑音は−49dBmであり、十分小さいので問題にならない。尚、ここでいう−3dBmは、IEEE Standard.802.3に規定されている1000BASE−LXのAverage launch power(max)である。
【0053】
次に、前記光学特性の光クロスコネクト装置1に実際に局側装置を接続して同一波長での双方向通信に供した結果を示す。
【0054】
局側装置には、1000BASE−LXポート内蔵のメディアコンバータ装置を使用した。局側装置の1000BASE−LXポートの送信ポートを直接短尺のパッチコードで光パワーメータに接続し送出光強度を測定したところ、−7.0dBmであった。これを、光クロスコネクト装置1に局側装置1として接続した。次に、光クロスコネクト装置1に対し、局側装置1と伝送路1との間に光パスを確立するよう制御通信入出力ポートを介して指示を与え、光パスを確立した。
【0055】
この状態で、伝送路1用の出力ポートを直接短尺のパッチコードで光パワーメータに接続し送出光強度を測定したところ、−14.3dBmであり、光クロスコネクト装置1のこの経路についての挿入損失は7.3dBであった。
【0056】
次に、伝送路1用の入出力ポートにそれぞれ無反射終端器を接続し、局側装置1の受信ポートに到達する反射光を測定したところ、−57.4dBmであった。このことから、許容伝送路損失が27dBであるメディアコンバータを使用した場合に、光クロスコネクト装置1の挿入損失から考えて約20dBの伝送路損失が許容可能であり、その場合であっても信号光と反射に起因する光雑音との比は23dBと十分大きいことが確認された。実際に、伝送路の代わりとして20dBの固定光減衰器を用い、これを介してもう1台の1000BASE−LXポート内蔵のメディアコンバータ装置を伝送路1用入出力ポートに接続し、正常に通信できることを確認した。
【0057】
続いて、局側装置或いは伝送路の先に接続された装置の送受信回路で発生する反射光の影響を確認するために、固定光減衰器を外し、伝送路1用入出力ポートに前記2台目の装置を短尺のパッチコードで直接接続した。前記装置の1000BASE−LXポートの送受信回路は、規格を十分満たすものであるが光クロスコネクト装置1に比較すると反射は大きい。この構成で、伝送路1側の装置の送信ポートの発光を停止し、局側装置1の受信ポートに到達する反射光を測定したところ、−33.7dBmであった。このとき、信号光と反射に起因する光雑音との比は19dBと十分大きく、実際に2台の装置間で正常に通信できることを確認した。
【0058】
以上の実験から、光クロスコネクト装置1の反射減衰量が十分大きければ、反射に起因する光雑音を排除した光通信システムを構築することが可能であり、同一波長での双方向通信を行っても十分なクロストーク特性を確保することができることが示された。
【0059】
ここで、どの程度の反射減衰量が必要であるかが問題となるが、中距離用のイーサネット光メディアコンバータ等では伝送路の許容損失幅が30dB前後のものまでが市販されており、これ以上とする必要がある。
【0060】
更に、実際には受光素子の受光感度は規格値よりもさらに余裕をもたせてあるので、その分も考慮すると、実用に供するためには反射減衰量は40dB以上であることが望ましい。マージンを確保し安定した特性を得るためには更に45dB以上であることが望ましい。
【0061】
従って、上記考察のもと本実施の形態で説明したように、光クロスコネクト装置1には、反射減衰量が50dB以上であるJ×Jの2次元MEMSマトリックス型光スイッチと、使用しない端末は反射減衰量50dB以上となるように無反射終端処理されている1×2光カプラ4と、反射減衰量50dB以上を達成したフィジカルコンタクト型のSC形光コネクタとを用い、更に光クロスコネクト装置1内部の光配線を全て通常のシングルモード光ファイバにし、光アダプタを2連SC形光アダプタとして、装置全体の減衰量が45dB以上となる光クロスコネクト装置を実現することができる。
【0062】
このような構成とすることで、光クロスコネクト装置の反射減衰量を45dB以上とすることができるので、同一波長を用いた双方向通信が実施可能となる。これにより、光クロスコネクト装置に用いるマトリックス型光スイッチの規模を従来の1/4に削減することができる。また、従来双方向通信において必要であった上り方向用と下り方向用の2種類以上の光源が1種類で実現でき、更に波長を分波するための波長フィルタも不要となるため、従来装置と比較して安価に実現することができる。
【0063】
【発明の効果】
従って本発明によれば、低反射型の光部品を用いて反射に起因する光雑音を排除することで同一波長での双方向通信でも十分なクロストークを確保しつつ、安価な光クロスコネクト装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る光クロスコネクト装置1の構成を示す図である。
【図2】従来の光クロスコネクト装置101の構成を示す図である。
【図3】SC形2心光コネクタ106の構成を示す図である。
【図4】従来の光クロスコネクト装置101のM×Nマトリックス型光スイッチに代え、J×Jマトリックス型光スイッチ103a、103bを配置させた構成を示す図である。
【符号の説明】
1…光クロスコネクト装置
2…制御部
3…J×Jマトリックス型光スイッチ
4…光カプラ
101…光クロスコネクト装置
102…制御部
103…M×Nマトリックス型光スイッチ
106…SC形2心光コネクタ
106a…レセプタクル
106b…プラグ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a small-scale / medium-scale optical cross-connect device used for optical path switching in the metro area or the like in the optical communication field, and more particularly to an optical cross-connect device capable of improving yield and reducing manufacturing cost.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the spread of TCP / IP networks, Ethernet (registered trademark) technology stipulated in IEEE 802.3 is used not only for short-distance LANs in the floor but also for medium-distance transmission from several kilometers to several tens of kilometers. Has been.
[0003]
For example, in the 10 gigabit Ethernet standard of IEEE Standard 802.3ae, the physical layer for WAN is defined, and in the case of 10 GBASE-EW, a 10-Gbps signal is transmitted using a single mode optical fiber of 1.55 μm band for about 40 km. It is possible. Similarly, the fiber channel technology can transmit a signal of 1 Gbps by about 10 km using a single mode optical fiber.
[0004]
In such a transmission form, an optical cross-connect device provided with an M × N matrix type optical switch capable of switching signal light at high speed is used for optical path switching.
[0005]
FIG. 2 is a configuration diagram showing an outline of a general M × N optical cross-connect device. This optical cross-connect device 101 includes M optical input ports 1, 2,... M, N optical output ports 1, 2,... N, and M × N MEMS mirrors. The optical input ports 1, 2,... M are connected to the input terminal of the M × N matrix type optical switch 103 at least including a × N matrix type optical switch 103 and a control unit 102 that controls driving of the MEMS mirror. The optical output ports 1, 2,... N are connected to the output terminals. A control communication input / output port is connected to the M × N matrix type optical switch 103 via the control unit 102.
[0006]
In such an optical cross-connect device 101, when an optical path switching signal including a MEMS mirror switching instruction is input from the control communication input / output port, the control unit 102 extracts a MEMS mirror number from the optical path switching signal. Then, a drive control signal is sent to the extracted MEMS mirror. Thus, when the drive of the MEMS mirror is turned on, the optical path between the designated input port and the output port is established, so that the signal light input from the designated input port is output from the target output port.
[0007]
Actually, in addition to such a configuration of the optical cross-connect device 101, failure detection / failure analysis during network operation, addition of various monitoring mechanisms for the purpose of redundancy, and contrivance of the optical switch configuration have been made.
[0008]
By the way, in the input port and output port of the optical cross-connect device 101 described above, two single-fiber optical connectors or two-fiber optical connectors are generally mounted as transmission / reception optical connectors. FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a two-core SC optical connector 106 which is a typical example of the transmission / reception optical connector. Instead of the two-fiber SC type optical connector, an optical transceiver disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-139659 that can perform bidirectional communication with one optical fiber can also be realized.
[0009]
Returning to FIG. 3, specifically, the SC-type two-fiber optical connector 106 is composed of a receptacle 106a and a plug 106b. The receptacle 106a is mounted on the optical cross-connect device side, and the plug 106b is connected to the station side device or the transmission line. It is mounted at the tip of the installed optical fiber. The receptacle 106a and the plug 106b have a pair of transmission / reception paths inside, and a pair of transmission / reception can be performed by fitting the plug 106b to the receptacle 106a.
[0010]
As described above, since the input / output optical fibers are generally used in a pair of transmission and reception, the input port (M) and the output port (N) are M = N. Then, the M × N matrix type optical switch 103 can be rewritten as an N × N matrix type optical switch. In the M × N matrix type optical switch or the N × N matrix type optical switch, connection from the transmission path 1 to the transmission path 2 or from the station side apparatus 1 to the station side apparatus 2 is possible. The connection to the path 2 or the connection from the station side apparatus 1 to the station side apparatus 2 is not necessarily required, and it is practically possible to connect any station side apparatus to any transmission path. Very many. In such a case, the N × N matrix type optical switch is further expressed by using two small J × J matrix type optical switches such as J × J using the relational expression of J = N / 2. Can do.
[0011]
Therefore, the SC type two-fiber connector shown in FIG. 3 is applied to the optical cross-connect device 101 shown in FIG. 2, and the route is divided into a station side device and a transmission line, and further replaced by a J × J matrix. When replaced with a type optical switch, it is as shown in FIG.
[0012]
In general, a (N / 2) × (N / 2) matrix type optical switch is ¼ the size of an N × N matrix type optical switch, and thus such an optical cross-connect device is configured at a low cost. There is an advantage that you can.
[0013]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-27975 [0014]
[Patent Document 2]
[Patent Document 1] Japanese Patent Laid-Open No. 10-200209
[Patent Document 3]
JP-A-11-27208 [0016]
[Patent Document 4]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-41173 [0017]
[Patent Document 5]
JP 2002-139659 A
[Problems to be solved by the invention]
As described above, optical communication has become widespread in Ethernet / Gigabit Ethernet, etc., which is a communication method for LAN in recent years, not only in LANs in buildings and offices, but also in medium distance MANs of several kilometers to several tens of kilometers. However, these technologies are increasingly being applied. Against this background, there is a demand for an inexpensive optical cross-connect device that can be used appropriately in these inexpensive communication systems.
[0019]
However, in the configuration of FIG. 4, the optical cross-connect device is still expensive, so further cost reduction is expected.
[0020]
Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is sufficient for bidirectional communication at the same wavelength by eliminating optical noise caused by reflection using a low-reflection optical component. An object of the present invention is to provide an inexpensive optical cross-connect device while ensuring crosstalk characteristics.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
The invention described in claim 1 is a J × J matrix type optical switch having J optical input ports and J optical output ports, and 2J pieces connected to input terminals of the J × J matrix type optical switch. It comprises at least an input port, 2J output ports connected to the output terminal of the J × J matrix type optical switch, and control means for switching control of the switching means, and the signal light input from a certain input port is predetermined. An optical cross-connect device that outputs to a plurality of output ports, wherein each pair of input / output ports is composed of one input port of the input ports and one output port of the output ports. the connector or 2-core optical connector is provided, between the optical connector and J × J matrix type optical switch, we have a output of one to the input of two and two single-mode optical fiber The 1 × 2 optical coupler formed by fusing and extending insert disposed inside the optical wiring and the single-mode optical fiber, is summarized in that two-way communication by light of the same wavelength.
[0022]
The invention according to claim 2 is the optical cross-connect device according to claim 1, wherein all of the reflections of the optical connector, the 1 × 2 optical coupler, and the J × J matrix type optical switch are combined. The gist of the present invention is that the return loss of the optical path is 40 dB or more.
[0023]
According to a third aspect of the present invention, in the optical cross-connect device according to the first aspect, each of the optical cross-connect devices including all the reflections of the optical connector, the 1 × 2 optical coupler, and the J × J matrix type optical switch is combined. The gist of the present invention is that the return loss for the optical path is 45 dB or more.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0028]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an optical cross-connect device 1 according to an embodiment of the present invention.
The optical cross-connect device 1 of the present invention includes J station side input / output ports 1, 2,... J connected to the station side devices 1, 2,. J transmission line input / output ports 1, 2,... J connected to J, a Y-type 1 × 2 optical coupler 4 and a 1 × 2 optical coupler 4 arranged for each input / output port Connected to the J × J matrix type optical switch 3, the J × J matrix type optical switch 3 and the control unit 2 for controlling these functional units, and the control unit 2 to connect to the J × J matrix type optical switch. At least a control communication input / output port.
[0029]
Compared with the conventional optical cross-connect device 101, this optical cross-connect device 1 includes a 1 × 2 optical coupler 4 between the station side device input / output ports 1, 2,... J and the J × J matrix type optical switch 3. Is different from the transmission line input / output ports 1, 2,... J and the J × J matrix type optical switch 3 in that the 1 × 2 optical coupler 4 is disposed.
[0030]
An important point in realizing the optical cross-connect device 1 is how to prevent the deterioration of the crosstalk. For example, when establishing the path between the station side device 1 and the transmission path 3, ideally, after turning on the driving of the MEMS mirror included in the J × J matrix type optical switch 3, it is ideally connected to the reception port of the station side device 1. Between the two paths so that only the signal light input from the transmission port of the transmission path 3 arrives and only the signal light input from the transmission port of the station side apparatus 1 reaches the reception port of the transmission path 3. It is desirable that no crosstalk occurs.
[0031]
However, light from other paths may actually enter each receiving port, and in such devices with high optical noise (ie, devices with poor crosstalk characteristics), communication errors frequently occur and are practical. Can no longer be used.
[0032]
In many cases, the main cause of optical noise is light emitted from a transmission port paired with a reception port. For example, not all of the optical signals incident from the transmission port of the station side device 1 can reach the reception port of the transmission path 3, and those reflected by various parts are returned although they are only a part in intensity. Thus, the reception port of the station side device 1 is reached. The reflection is, for example, a connection portion between the 1 × 2 optical coupler 4 and the wiring or a connection portion between the wiring and the input terminal of the J × J matrix type optical switch.
[0033]
In a conventional system that performs two-way communication with a single core, in many cases, different wavelengths are used in the upstream and downstream directions to improve crosstalk characteristics, and a wavelength filter is inserted to reflect desired optical signals. The idea of discriminating from the optical noise caused by the problem was implemented.
[0034]
However, in order to obtain such a configuration, it is necessary to always use a device including a light source having an upstream wavelength and a device having a light source having a downstream wavelength, and the versatility is poor.
[0035]
In particular, when it is desired to apply an inexpensive Ethernet device, which has been rapidly spread in recent years, to both sides, such an optical cross-connect device is not suitable.
[0036]
In Japanese Patent Laid-Open No. 2002-139659, a multi-core Y-shaped light distribution element is used to prevent reflected light from the light emitting element from reaching the light receiving element.
[0037]
However, in such a configuration, even though it is possible to prevent the reflection at the end face of the connector on the near side, the reflection at the end face of the mating connector cannot be sufficiently prevented. In fact, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-139659 In the example of the publication, there is an optical noise intensity of -39.6 dBm with respect to the emitted light intensity of -14.0 dBm, and the return loss is only about 25.6 dB.
[0038]
This is a numerical value that cannot be said to be a sufficient return loss depending on the application. For example, in a medium range device having a dynamic range, that is, an allowable transmission line loss width of 27 dB, the optical noise intensity caused by reflection is considered to exceed the sensitivity of the light receiving element. This method is basically for a communication system using a multimode optical fiber having a large core diameter, and cannot be applied to a single mode optical fiber as it is.
[0039]
Therefore, in the present invention, as the J × J matrix type optical switch 3, a 4 × 4 two-dimensional MEMS matrix type optical switch having a return loss of 50 dB or more is used.
[0040]
The 1 × 2 optical coupler 4 is a 4 × 4 fixed optical coupler formed by melting and stretching two single mode optical fibers, and one of the two output ends that is not used is The non-reflection termination process is performed so that the return loss is 50 dB or more.
[0041]
Furthermore, all the optical wiring inside the optical cross-connect device 1 is a normal single mode optical fiber.
[0042]
Furthermore, the optical adapter uses a double SC type optical adapter, and the optical connector in the optical cross-connect device 1 is a physical contact type (ultra PC polishing) that achieves a return loss of 50 dB or more by setting appropriate polishing conditions. SC type optical connector (hereinafter referred to as UPC polishing) or advanced PC polishing).
[0043]
Next, operations and effects of the optical cross-connect device 1 having the above-described configuration will be described.
[0044]
First, when the control unit 2 built in the optical cross-connect device 1 acquires an optical path switching signal including a MEMS mirror switching instruction via the control communication input / output port, the MEMS mirror number is extracted from the optical path switching signal. Then, a drive control signal is sent to the MEMS mirror. When the MEMS mirror switch is turned on by the drive control signal, an optical path between the designated input port and the designated output port is established.
[0045]
After the optical path is established, the signal light input from the specified optical input port is input to the J × J matrix type optical switch via the 1 × 2 optical coupler 4 and reflected by the specified MEMS mirror, and then the specified optical output. Output from the port.
[0046]
That is, for example, when a MEMS mirror switching signal for connecting the station side device 1 and the transmission path 3 is input via the control communication input port, the control unit 2 extracts a specified MEMS mirror number from this signal, A drive control signal is sent to the MEMS mirror. As a result, when the MEMS mirror switch is turned on, connection between both the transmission / reception paths (upward and downstream directions) between the station apparatus 1 and the transmission path 3 is established.
[0047]
Here, when signal light is input from the input port of the station side device 1, it is input to the J × J matrix type optical switch via the 1 × 2 optical coupler 4 and reflected by the switched MEMS mirror, and then the transmission path. 3 output ports. Similarly, when signal light is input from the input port of the transmission line 3, it passes through the 1 × 2 optical coupler 4 and is output to the output port of the station side device 1 via the J × J matrix type optical switch 3. Is done.
[0048]
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to realize a device that essentially eliminates optical noise caused by reflection by adopting low-reflection components for each component constituting the optical cross-connect device 1. Therefore, sufficient crosstalk characteristics can be ensured even when bidirectional communication is performed at the same wavelength.
[0049]
Next, the optical characteristic measurement result of such an optical cross-connect device 1 will be shown.
[0050]
In this measurement, the remaining 15 ports other than the measurement target port are non-reflective terminations in which a coreless optical fiber is fused to the end of a normal single mode optical fiber in which a UPC polished SC optical connector with a return loss of 50 dB or more is connected. Connected, and measured.
[0051]
Under the above measurement conditions, the optical characteristics of the optical cross-connect device 1 were measured. As a result, a total of four input / output port connections of the station side devices 1, 2, 3, 4 and the transmission paths 1, 2, 3, 4 The total return loss of the total of 16 input / output optical ports comprising a total of 4 input / output port connections is 1.31 μm and 1.55 μm band C-Band / L-Band. Was 46 to 50 dB.
[0052]
If the return loss is 46 dB, for example, even if the incident light intensity from the output (transmission) port is −3 dBm, the optical noise due to reflection reaching the input (reception) port is −49 dBm, Because it is small enough, it does not matter. Note that -3 dBm here is IEEE Standard. 1000 BASE-LX Average launch power (max) defined in 802.3.
[0053]
Next, a result obtained by actually connecting a station-side device to the optical cross-connect device 1 having the optical characteristics and using it for bidirectional communication at the same wavelength is shown.
[0054]
A media converter device with a built-in 1000BASE-LX port was used as the station side device. When the transmission port of the 1000BASE-LX port of the station side apparatus was directly connected to the optical power meter with a short patch cord, the transmitted light intensity was -7.0 dBm. This was connected to the optical cross-connect device 1 as the station-side device 1. Next, an instruction was given to the optical cross-connect device 1 via the control communication input / output port so as to establish an optical path between the station-side device 1 and the transmission line 1, and the optical path was established.
[0055]
In this state, when the output port for the transmission line 1 is directly connected to the optical power meter with a short patch cord and the transmitted light intensity is measured, it is −14.3 dBm, and the optical cross-connect device 1 is inserted in this path. The loss was 7.3 dB.
[0056]
Next, when a reflection-free terminator was connected to each of the input / output ports for the transmission line 1 and the reflected light reaching the reception port of the station side device 1 was measured, it was -57.4 dBm. Therefore, when a media converter having an allowable transmission line loss of 27 dB is used, a transmission line loss of about 20 dB can be allowed in view of the insertion loss of the optical cross-connect device 1. It was confirmed that the ratio of light to optical noise due to reflection was sufficiently large at 23 dB. Actually, a 20 dB fixed optical attenuator is used instead of the transmission line, and another media converter device with a built-in 1000BASE-LX port can be connected to the input / output port for transmission line 1 through this to communicate normally. It was confirmed.
[0057]
Subsequently, in order to confirm the influence of the reflected light generated in the transmission / reception circuit of the station side device or the device connected to the end of the transmission line, the fixed optical attenuator is removed and the two units are connected to the input / output port for the transmission line 1. The eye device was connected directly with a short patch cord. The transmission / reception circuit of the 1000BASE-LX port of the device sufficiently satisfies the standard, but the reflection is larger than that of the optical cross-connect device 1. With this configuration, the light emission of the transmission port of the device on the transmission line 1 side was stopped, and the reflected light reaching the reception port of the station side device 1 was measured to be -33.7 dBm. At this time, the ratio between the signal light and the optical noise caused by the reflection was sufficiently large as 19 dB, and it was confirmed that the two devices could actually communicate normally.
[0058]
From the above experiments, if the return loss of the optical cross-connect device 1 is sufficiently large, it is possible to construct an optical communication system that eliminates optical noise caused by reflection, and performs bidirectional communication at the same wavelength. It was also shown that sufficient crosstalk characteristics can be secured.
[0059]
Here, there is a problem of how much return loss is required. However, in the medium-range Ethernet optical media converters and the like, a transmission line having an allowable loss width of about 30 dB is commercially available. It is necessary to.
[0060]
Further, since the light receiving sensitivity of the light receiving element is actually more marginal than the standard value, it is desirable that the return loss is 40 dB or more for practical use in consideration of that amount. In order to secure a margin and obtain a stable characteristic, it is desirable that it is 45 dB or more.
[0061]
Therefore, as described in the present embodiment based on the above considerations, the optical cross-connect device 1 includes a J × J two-dimensional MEMS matrix type optical switch with a return loss of 50 dB or more, and terminals that are not used. An optical cross-connect device 1 is further used by using a 1 × 2 optical coupler 4 that is non-reflectively terminated so that the return loss is 50 dB or more, and a physical contact type SC optical connector that achieves a return loss of 50 dB or more. An optical cross-connect device in which the attenuation amount of the entire device is 45 dB or more can be realized by making all the internal optical wirings into ordinary single mode optical fibers and the optical adapter as a double SC type optical adapter.
[0062]
With such a configuration, the return loss of the optical cross-connect device can be set to 45 dB or more, so that bidirectional communication using the same wavelength can be performed. Thereby, the scale of the matrix type optical switch used for the optical cross-connect device can be reduced to ¼ of the conventional size. In addition, two or more types of light sources for upstream and downstream that have been necessary in conventional bidirectional communication can be realized by one type, and further no wavelength filter for demultiplexing wavelengths is required. In comparison, it can be realized at a low cost.
[0063]
【The invention's effect】
Therefore, according to the present invention, a low-cost optical cross-connect device can be obtained while ensuring sufficient crosstalk even in bidirectional communication at the same wavelength by eliminating optical noise caused by reflection using a low-reflection optical component. Can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an optical cross-connect device 1 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a conventional optical cross-connect device 101. FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an SC type two-fiber optical connector 106;
4 is a diagram showing a configuration in which J × J matrix type optical switches 103a and 103b are arranged in place of the M × N matrix type optical switch of the conventional optical cross-connect device 101. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical cross-connect apparatus 2 ... Control part 3 ... JxJ matrix type optical switch 4 ... Optical coupler 101 ... Optical cross-connect apparatus 102 ... Control part 103 ... MxN matrix type optical switch 106 ... SC type 2 core optical connector 106a ... Receptacle 106b ... Plug

Claims (3)

J個の光入力ポートとJ個の光出力ポートを備えるJ×Jマトリックス型光スイッチと、該J×Jマトリックス型光スイッチの入力端子に接続される2J個の入力ポートと、該J×Jマトリックス型光スイッチの出力端子に接続される2J個の出力ポートと、前記切替手段を切替制御する制御手段とを少なくとも備え、ある入力ポートから入力された信号光を所定の出力ポートに出力する光クロスコネクト装置であって、
前記入力ポートのうち1個の入力ポートと前記出力ポートのうち1個の出力ポートとで構成される一対の入出力ポート毎に2連一対の光コネクタ或いは2心光コネクタを設け、該光コネクタと前記J×Jマトリックス型光スイッチとの間に、2本の入力に対し1本の出力を有し且つ2本のシングルモード用光ファイバを溶融延伸してなる1×2光カプラを挿入配置し、内部の光配線をシングルモード光ファイバとし、同一波長の光により双方向通信を行うことを特徴とする光クロスコネクト装置。
A J × J matrix optical switch having J optical input ports and J optical output ports; 2J input ports connected to input terminals of the J × J matrix optical switch; Light that includes at least 2J output ports connected to the output terminal of the matrix type optical switch and control means for switching and controlling the switching means, and outputs signal light input from a certain input port to a predetermined output port A cross-connect device,
A pair of optical connectors or a two-fiber optical connector is provided for each pair of input / output ports constituted by one input port of the input ports and one output port of the output ports. wherein between the J × J matrix type optical switch, insert arranged 1 × 2 optical coupler Yu and and two single-mode optical fiber of the output of one to the input of the two by melt stretching An optical cross-connect device that uses a single-mode optical fiber as an internal optical wiring and performs bidirectional communication using light of the same wavelength .
前記光コネクタ、前記1×2光カプラ及び前記J×Jマトリックス型光スイッチが有する反射をすべてあわせた、光クロスコネクト装置の各々の光経路についての反射減衰量が40dB以上であることを特徴とする請求項1記載の光クロスコネクト装置。  The reflection attenuation amount for each optical path of the optical cross-connect device including all the reflections of the optical connector, the 1 × 2 optical coupler, and the J × J matrix type optical switch is 40 dB or more. The optical cross-connect device according to claim 1. 前記光コネクタ、前記1×2光カプラ及び前記J×Jマトリックス型光スイッチが有する反射をすべてあわせた、光クロスコネクト装置の各々の光経路についての反射減衰量が45dB以上であることを特徴とする請求項1記載の光クロスコネクト装置。  The reflection attenuation amount for each optical path of the optical cross-connect device including all the reflections of the optical connector, the 1 × 2 optical coupler, and the J × J matrix type optical switch is 45 dB or more. The optical cross-connect device according to claim 1.
JP2003161129A 2003-06-05 2003-06-05 Optical cross-connect device Expired - Fee Related JP4050661B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003161129A JP4050661B2 (en) 2003-06-05 2003-06-05 Optical cross-connect device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003161129A JP4050661B2 (en) 2003-06-05 2003-06-05 Optical cross-connect device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004364043A JP2004364043A (en) 2004-12-24
JP4050661B2 true JP4050661B2 (en) 2008-02-20

Family

ID=34053680

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003161129A Expired - Fee Related JP4050661B2 (en) 2003-06-05 2003-06-05 Optical cross-connect device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4050661B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112083530B (en) * 2020-09-27 2022-11-29 北京泛在云科技有限公司 NxM blocked low-cost optical cross matrix

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004364043A (en) 2004-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3480973B1 (en) Bidirectional, multi-wavelength gigabit optical fiber network
KR101954376B1 (en) Optical network communication system with optical line terminal transceiver and method of operation thereof
US9209901B2 (en) Configurable single-fiber or dual-fiber optical transceiver
US4910727A (en) Optical transceiver having waveguide couplers for filtering and duplexing transmit and receive wavelengths
US5137351A (en) Optical time domain reflectometer for selective testing of optical fibers with different core diameters
US20060083514A1 (en) Bi-directional OADM module and solution for the optical access network
KR20010079835A (en) Wireless optical communications without electronics
JP3608521B2 (en) Optical amplification repeater system
CN107078794B (en) Optical signal routing device
US11888583B2 (en) Integrated 3-way branching unit switch module having small footprint
US7526157B2 (en) Point-to-point optical fibre link
JP7324599B2 (en) Single wavelength bi-directional transceiver with integrated fiber optic coupler
US4736359A (en) Single fiber optical communication system
Steenbergen Everything You Always Wanted to Know About Optical Networking–But Were Afraid to Ask
JP4050661B2 (en) Optical cross-connect device
JPH0262511A (en) Reversible optical switch
TWI512350B (en) Optical transceiver device
JP4865787B2 (en) Passive optical test termination system
CN114865439A (en) Pump light source, optical amplification system, ROADM, and pump light supply method
CN202305880U (en) Pluggable packaging variable optical attenuator
JP3820802B2 (en) Optical transmitter
CN214540127U (en) Wavelength division filter and isolator mixed mini wavelength division multiplexing device
CN220040805U (en) Variable light attenuation optical divider
Butler et al. Demonstration of Intra-Data Center Link Based on 1x4 Multicore Fiber (MCF) Edge-Coupled to Silicon Photonics
US10707956B1 (en) Active fiber tap

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20051205

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070209

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070220

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070402

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20071120

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20071129

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101207

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101207

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111207

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111207

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121207

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121207

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131207

Year of fee payment: 6

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees