JP4294493B2 - 単一段のマトリックスがＣｌｏｓネットワークの一段を構成する多段Ｃｌｏｓネットワークを含む光クロスコネクタ - Google Patents

Description

本発明は、波長分割多重（ＷＤＭ）光通信に関し、より具体的には、ＷＤＭ光通信ネットワークに用いるための光クロスコネクト（ＯＸＣ）に関する。

周知のように、ＷＤＭ光通信ネットワークは、ネットワーク構成の光ファイバ導波路によって相互接続される、空間的に配置された複数のノードを含む。ネットワークは、一般に、ノードが直列式に相互接続されて閉ループすなわちリングを形成するリングとして構成される。通信トラフィックは、光ファイバによって伝達された該通信トラフィックにより変調される光放射によって、ノード間で通信されるものである。
この特許出願に関連する光放射は、５００ｎｍから３０００ｎｍまでの自由空間波長を有する電磁放射と定義されるが、１５３０ｎｍから１５７０ｎｍまでの自由空間波長が、この範囲の好ましい部分である。波長分割多重通信方式においては、光放射は、波長チャネル又は光チャネルと呼ばれる個別の複数の非重複周波帯に区分化され、波長チャネルの各々は、それぞれの通信トラフィックチャネルにより変調される。

周知のように、ネットワークノードには、選択された波長チャネルをネットワークにアド／ドロップして、それにより該波長チャネルのキャリア波長に基づいてノード間での通信トラフィックチャネルのルーティングを確立するために、光アド・ドロップ・マルチプレクサ（ＯＡＤＭ）が含められることが多い。例えば、相互接続されたネットワークリング間での通信トラフィックのルーティングのような、通信ネットワークのそれぞれの部分の間での通信トラフィックの選択的なルーティング（クロスコネクト）を可能にするべく光スイッチング機能をもたせるために、こうしたネットワーク部分の相互接続部においてノードが必要とされる。こうした光スイッチング装置は、光クロスコネクト（ＯＸＣ）と呼ばれ、（ｉ）波長選択的ではなく、所与の入力ファイバに現れる全てのＷＤＭ波長チャネルを選択された出力ファイバにスイッチングすることのみが可能であり、ゆえに、ファイバ・クロスコネクト（ＦＸＣ）と呼ばれるものと、（ｉｉ）選択された波長チャネルを１つの所与の入力から選択された光出力にクロスコネクトできる波長クロスコネクション（交換）可能なものと、に大別することができる。後者の場合には、ＯＸＣは、付加的に、１つ又はそれ以上の選択された波長チャネルを選択された出力を介してネットワークにアドし、１つ又はそれ以上の選択された波長チャネルを選択された入力を介してネットワークからドロップする（終端させる）ことができることが望ましい場合が多い。

この特許出願においては、光クロスコネクト（ＯＸＣ）は、全てのスイッチングが光領域で行われる光スイッチング装置と定義される。これは、光入力及び出力を有するため光学的と呼ばれることもあり、光入力放射が、変換されて光放射に戻される前にスイッチングのために電気信号に変換されるようなスイッチング装置とは対比されるものとなる。
その最も単純な例において、光スイッチング装置は、入力がマトリックスの行を形成し、出力がマトリックスの列を形成する光スイッチング・マトリックスと考えることができる。入力及び出力間の交差点の各々には、入力を選択された出力に接続するために選択的に閉じることができる光スイッチング素子が存在する。
マトリックスに存在する接続に関係なく、常に如何なる所与の入力をも所望の出力に接続できるスイッチング・マトリックスは、非ブロッキングと呼ばれる。非ブロッキングスイッチング・マトリックスのサイズは、入力数と出力数の積によって求められ、すなわち、それは、同時に確立されることを要求される接続数に伴って、二次形式で増大する。例えば、各々がＮ個の波長チャネルに対応できるＭ個の光入力とＭ個の光出力とを有する非ブロッキングＯＸＣは、（Ｍ×Ｎ）×（Ｍ×Ｎ）のサイズの光スイッチング・マトリックスを必要とし、８個の入力／出力、８０個の波長チャネルのＯＸＣの場合には、少なくとも６４０×６４０のサイズの光スイッチング・マトリックスを必要とする。さらに、ＯＸＣが１つ又はそれ以上の波長チャネルをアド／ドロップできることを要求される場合、これはスイッチング・マトリックスが、それに対応して大きくなることを要求する。こうしたサイズの単一の光スイッチング・マトリックスを用いるＯＸＣは、現在の技術では開発するのに費用がかかり、かつ困難である。さらに、こうしたスイッチング・マトリックスの接続容量がもはや現在の要求に合わない場合には、それは交換されなければならず、通信システムの費用をさらに増加させる。単一のスイッチング・マトリックスを有するＯＸＣの利点は、それが非ブロッキングであり、かつ如何なる光入力及び如何なる光出力間の通過パスにも一段のみのスイッチングが存在するばかりでなく、アド／ドロップ・パスにも一段のみのスイッチングが存在するので、低い挿入損失を有するということである。

スイッチング・マトリックスのサイズを減少させるために、各々の波長チャネルにつきそれぞれ小さなサイズのスイッチング・マトリックスを含む、図１に示す光クロスコネクトが提案されている。理解されるように、このＯＸＣアーキテクチャは、波長チャネルの全ての通過接続及びアド／ドロップが、スイッチング・マトリックスのうちのたった１つを横断することを伴うので、やはり一段である。図１を参照すると、ＯＸＣは、それぞれＩ１からＩＭと表記された複数Ｍ個の光入力と、Ｏ１からＯＭと表記された複数Ｍ個の光出力とを含む（一般的には、入力及び出力が光ファイバを構成する）。入力の各々は、キャリア波長λ１からλＮまでの複数Ｎ個の波長チャネルを含むＷＤＭ放射を受けることができる。したがって、ＯＸＣは、Ｍ×Ｎ個の通信チャネルをクロスコネクトする機能を有する。
光入力Ｉ１からＩＭまでの各々は、それぞれの波長デマルチプレクサＤ１からＤＭまでの入力に接続される。Ｎ個の出力を有する各々のデマルチプレクサは、その入力に現れるＷＤＭ放射を空間的に分離して、波長チャネルのそれぞれ１つがデマルチプレクサのそれぞれの出力に現れるようにする。

ＯＸＣはさらに、複数Ｎ個（各々のキャリア波長につき１つ）のスイッチング・マトリックスＳ１からＳＮまでを含む。スイッチング・マトリックスの各々は、少なくともＭ個の入力とＭ個の出力とを有する。（図１に示す例においては、スイッチング・マトリックスの各々は、ＯＸＣが２つまでの各波長キャリアを付加的にアド／ドロップできるようにするＭ＋２個の入力及び出力を有する。）スイッチング・マトリックスは、それぞれのキャリア波長λ１からλＮまでに割り当てられる。この例においては、スイッチング・マトリックスＳ１は、キャリア波長λ１を有する通信チャネルだけをスイッチングするために割り当てられ、Ｓ２は、キャリア波長λ２を有する通信チャネルだけをスイッチングするために割り当てられ、そしてＳＮは、キャリア波長λＮを有する通信チャネルだけをスイッチングするために割り当てられる。このようなスイッチング・マトリックスの割り当ては、所与の波長キャリアに対応するＭ個のデマルチプレクサの各々の出力を、その波長キャリアに割り当てられるスイッチング・マトリックスの入力のそれぞれ１つに接続することにより達成される。

各スイッチング・マトリックスの各々の出力が、Ｍ個のマルチプレクサＭ１からＭＭまでの１つの対応する入力に接続され、該入力は、そのＮ個の入力において、種々のスイッチング・マトリックスＳ１からＳＮまでから波長λ１からλＮまでを受け、これらをそれぞれ出力Ｏ１からＯＭまでに多重化する。ＯＸＣを通して通信チャネルを正しくルーティングするためには、該通信チャネルを、要求される出力に接続されたマルチプレクサに供給することで十分である。通信チャネルが到達するこのマルチプレクサの入力は、そのキャリア波長によって定められる。
単一のスイッチング・マトリックスを有するＯＸＣと同様な図１のＯＸＣは、低挿入損失の利点を有し、その後付加的な波長チャネルが通信システムに追加される場合には、それを更新できるというさらなる利点を有する。更新は、付加的な各々の波長チャネルについての更なるスイッチング・マトリックスを追加することにより、並びにデマルチプレクサの出力数及びマルチプレクサの入力数を増加させることにより達成される。既存のスイッチング・マトリックスを、修正することなく使用し続けることができる。したがって、要求される容量に対応する、ほとんど初期投資のかからない電気通信ネットワークを構築し、かつ要求に応じてそれを更新することができる。

しかしながら、図１のＯＸＣにおいては、波長チャネルをアドし又はドロップすることに関係する問題が存在する。ブロッキングなしにＡ個の波長チャネルを終端できるようにするためには、スイッチング・マトリックスＳ１からＳＮまでの各々が、付加的にＡ個の入力及び出力を含まなければならない。波長チャネルをドロップする要求が増加する場合には、通過トラフィックを犠牲にしてスイッチング・マトリックスの入力及び出力を再割り当てする（それにより入力及び出力において使用可能な波長チャネル数が減少される）か、又はスイッチング・マトリックスの各々を、より多い入力及び出力数をもつものに交換することのいずれかによってのみ、これを満たすことができる。後者の場合には、既存のスイッチング・マトリックスは、ＯＸＣを更新したときに使用できなくなる可能性があり、更新費用がかなり増加する。

本発明は、選択された波長チャネルをアド／ドロップでき、かつその構造が、既存のコンポーネントを使用し続けながらもアド／ドロップ可能な波長チャネル数を増加させるように適合可能なＯＸＣを提供しようとすることから生まれたものである。
本発明によれば、複数Ｎの波長チャネル（λ１からλＮ）を含むそれぞれのＷＤＭ通信搬送放射を受けるための複数Ｍの光入力（Ｉ１からＩＭ）と、前記ＯＸＣによってスイッチングされたそれぞれのＷＤＭ通信搬送放射を出力するための複数Ｍの光出力（Ｏ１からＯＭ）と、光入力（Ｉ１からＩＭ）と光出力（Ｏ１からＯＭ）との間で、選択された波長チャネルをクロスコネクティングするための単一段の光スイッチング・マトリックス（Ｓ１−１からＳ１−Ｎ）であって、前記単一段の光スイッチング・マトリックスは、第１グループのＮ個の光スイッチング・マトリックス（Ｓ１−１からＳ１−Ｎ）を含み、第１グループの光スイッチング・マトリックス（Ｓ１−１からＳ１−Ｎ）のそれぞれのスイッチング・マトリックス（Ｓ１−１からＳ１−Ｎ）が波長チャネル（λ１からλＮ）のそれぞれ一つに割り当てられる光スイッチング・マトリックスとを含む、波長分割多重（ＷＤＭ）通信ネットワークで用いるための光クロスコネクト（ＯＸＣ）であって、さらに選択された波長チャネルをそれぞれアドし、ドロッピングするための複数Ｐの光アド入力（ａ１からａ９）及び光ドロップ出力（ｏ１からｏ９）とを含み、前記ＯＸＣが、さらに前記光アド入力（ａ１からａＰ）を前記第１グループの光スイッチング・マトリックス（Ｓ１−１からＳ１−Ｎ）の前記光スイッチング・マトリックスの入力（ｉＭ＋１、ｉ３Ｍ−１）及び前記第１グループの光スイッチング・マトリックス（Ｓ１−１からＳ１−Ｎ）の出力（ｏＭ＋１からｏ３Ｍ−１）を光ドロップ出力（ｄ１からｄＰ）へ選択的に接続するための多段光スイッチング・マトリックス（Ｓ４−１からＳ４−（２Ｍ−１）、Ｓ５−１からＳ５−ＡＤ）に選択的に接続するための多段光スイッチング・マトリックス（Ｓ２−１からＳ２−ＡＤ、Ｓ３−１からＳ３−２Ｍ−１）によって特徴付けられるＯＸＣであって、各多段スイッチング・マトリックス（Ｓ２−１からＳ２−ＡＤ、Ｓ３−１からＳ３−２Ｍ−１、およびＳ４−１からＳ４−（２Ｍ−１）、Ｓ５−１からＳ５−ＡＤ）が、第１グループの光スイッチング・マトリックス（Ｓ１−１からＳ１−Ｎ）がＣｌｏｓネットワークの一段を含む多段Ｃｌｏｓネットワークを含むことを特徴とする光クロスコネクト（ＯＸＣ）。が提供される。

好ましくは、複数Ｍのデマルチプレクサ（Ｄ１からＤＭ）をさらに備え、各々のデマルチプレクサが、光入力（Ｉ１からＩＭ）の各々ひとつに接続され、各々のデマルチプレクサの出力においてＮ個の波長チャネルの各々ひとつが現れるようにＷＤＭ放射を空間的に分割するように操作可能であるデマルチプレクサであって、同じ搬送波波長を出力するための前記デマルチプレクサの出力が前記第１グループの同じスイッチング・マトリックス（Ｓ１−１からＳ１−Ｎ）の各々の入力（ｉ１からｉＭ）に接続されることが好ましい。

ＯＸＣはさらに、複数（Ｍ）の光マルチプレクサ（Ｍ１からＭＭ）をさらに備えることが有利である。前記光マルチプレクサの各々がその入力において波長チャネルを合成し、対応するＷＤＭ放射を生成し、各々の光マルチプレクサが複数Ｍの光出力（Ｏ１からＯＭ）のそれぞれのために提供され、各々のマルチプレクサの各入力が第１グループの各スイッチング・マトリックス（Ｓ１−１からＳ１−Ｎ）の各々の出力（ｏ１からｏＭ）に接続される。

好ましい実施形態において、ＯＸＣは光アド入力（ａ１からａＰ）を第１グループの光スイッチング・マトリックスの入力に選択的に接続するための多段光スイッチング・マトリックス（Ｓ２−１からＳ２−ＡＤ、Ｓ３−１からＳ３−２Ｍ−１）が第２グループのスイッチング・マトリックス（Ｓ２−１からＳ２−ＡＤ）と、第３グループのスイッチング・マトリックス（Ｓ３−１からＳ３−２Ｍ−１）とを含むことが有利である。各アド入力（ａ１からａＰ）が第２グループのスイッチング・マトリックス（Ｓ２−１からＳ２−ＡＤ）の入力に接続され、前記第２グループのスイッチング・マトリックスの出力が第３グループのスイッチング・マトリックス（Ｓ３−１からＳ３−２Ｍ−１）の入力に接続され、第３グループのスイッチング・マトリックスの出力が第１グループのスイッチング・マトリックスの入力に接続され、それにより前記第２、第３、および第１グループがＣｌｏｓネットワークを形成する。
好ましくは、ＯＸＣは、前記第２グループのスイッチング・マトリックス（Ｓ２−１からＳ２−ＡＤ）の各々が、波長チャネルをアドするためのＭ個の入力と、第３グループ（Ｓ３−１からＳ３−(２Ｍ−１））のスイッチング・マトリックスの入力に接続される少なくとも２Ｍ−１個の出力とを有することが好ましい。
ＯＸＣは、前記第１グループの光スイッチング・マトリックス（Ｓ１−１からＳ１−Ｎ）の各々が、光入力（Ｉ１からＩＭ）と光出力（Ｏ１からＯＭ）との間で、ＷＤＭ放射をスイッチングするためのＭ個の出力と、第３グループのスイッチング・マトリックスの出力に接続される少なくとも２Ｍ−１個の入力とを有することが有利である。

好ましい実施形態において、ＯＸＣは、第１グループのスイッチング・マトリックス（Ｓ１−１からＳ１−Ｎ）のスイッチング・マトリックスの出力（ｏ１からｏＭ）を光ドロップ出力（ｄ１からｄＰ）に選択的に接続するための多段光スイッチング・マトリックス（Ｓ４−１からＳ４−（２Ｍ−１）、Ｓ５−１からＳ５−ＡＤ）が第４グループのスイッチング・マトリックス（Ｓ４−１からＳ４−２Ｍ−１）と、第５グループのスイッチング・マトリックス（Ｓ５−１からＳ５−ＡＤ）を含み、各ドロップ出力（ｄ１からｄＰ）が、第５グループのスイッチング・マトリックス（Ｓ５−１からＳ５−ＡＤ）の出力に接続され、前記第５グループのスイッチング・マトリックス（Ｓ５−１からＳ５−ＡＤ）の入力が第４グループのスイッチング・マトリックス（Ｓ４−１からＳ４−２（２Ｍ−１））の出力に接続され、前記第４グループのスイッチング・マトリックスが前記第１グループのスイッチング・マトリックスの出力に接続され、それにより前記第１、第４、および第５グループのスイッチング・マトリックスがＣｌｏｓネットワークを形成することを特徴とする。
好ましくは、ＯＸＣは、前記第５グループの光スイッチング・マトリックス（Ｓ５−１からＳ５−ＡＤ）の各々が、波長チャネルをドロップするためのＭ個の出力と、第４グループ（Ｓ４−１からＳ４−（２Ｍ−１））のスイッチング・マトリックスの出力に接続された少なくとも２Ｍ−１の入力とを有することを特徴とする。
ＯＸＣは、前記第１グループの光スイッチング・マトリックス（Ｓ１−１からＳ１−Ｎ）の各々が、光入力（Ｉ１からＩＭ）からの波長チャネルを受けるためのＭ個の入力と、前記第４グループ（Ｓ４−１からＳ４−（２Ｍ−１））のスイッチング・マトリックスの入力に接続された少なくとも２Ｍ−１個の出力（ｏＭ＋１からｏ３Ｍ−１）とを有することが有利である。
前記第２と、前記第５グループとの光スイッチング・マトリックスが同一のものであることが好ましい。
ここでは、例に過ぎないが、添付図面を参照して本発明を説明する。

図２を参照すると、本発明による光クロスコネクト（ＯＸＣ）が示されている。ＯＸＣは、非ブロッキングであり、入力に生じる選択された波長チャネルを選択された出力にクロスコネクトすることができる。こうしたスイッチングは、通過トラフィックスイッチングと呼ばれる。さらに、ＯＸＣは、選択された波長チャネルを選択された入力ラインから選択的にドロップし、選択された波長チャネルを選択された出力ラインに選択的にアドすることができる。したがって、本発明のスイッチング装置は、複合型ＯＸＣ／ＯＡＤＭ機能を提供する。
ＯＸＣは、複数Ｍ個の光ファイバ入力Ｉ１からＩＭまでと、複数Ｍ個の光ファイバ出力Ｏ１からＯＭまでとを含む。光入力／出力ラインの各々は、キャリア波長λ₁からλ_Nまでを有する複数Ｎ個の波長チャネルを含む波長分割多重放射に対応できる。

ＯＸＣはさらに、光入力Ｉ１からＩＭまでの各々に対するそれぞれのデマルチプレクサＤ１からＤＭまでと、光出力Ｏ１からＯＭの各々に対するそれぞれのマルチプレクサＯ１からＯＭと、Ｓ１−１からＳ１−Ｎ、Ｓ２−１からＳ２−ＡＤ、Ｓ３−１からＳ３−（２Ｍ−１）、Ｓ４−１からＳ４（２Ｍ−１）、及びＳ５−１からＳ５−ＡＤと表記される５つのグループの光スイッチング・マトリックスとを含む。
第１グループのＮ個の光スイッチング・マトリックスＳ１−１からＳ１−Ｎまでは、既述のように、図１のＯＸＣのスイッチング・マトリックスＳ１からＳＮまでに類似した機能を有し、それぞれのスイッチング・マトリックスは、Ｎ個の波長キャリアの各々に割り当てられる。結果として、ＯＸＣが、通過トラフィックの一段のスイッチングを与えることが理解されるであろう。光スイッチング・マトリックスＳ１−１からＳｌ−Ｎまでの各々は、３Ｍ−１個の入力（ｉ１からｉ３Ｍ−１まで）と、３Ｍ−１個の出力（ｏ１からo３Ｍ−１まで）とを有する正方形のマトリックスであり、すなわち、それらは、（３Ｍ−１）×（３Ｍ−１）のスイッチング・マトリックスである。以下通過トラフィック入力と呼ぶ、スイッチング・マトリックスの第１のＭ個の入力ｉ１からｉＭまでは、デマルチプレクサＤ１からＤＭまでの（キャリア波長に関して）対応する出力に接続される。図１のＯＸＣと同様に、デマルチプレクサＤ１からＤＭまでの各々のＮ個の出力が、スイッチング・マトリックスＳ１−１からＳ１−Ｎまでの入力に接続され、それによりｎ＝１からＮであるスイッチング・マトリックスＳ１−ｎの各々は、デマルチプレクサの各々から供給され且つ該スイッチング・マトリックスに対応するキャリア波長λｎをもつ波長チャネルを有する。

通過トラフィック出力と呼ばれる、スイッチング・マトリックスの各々の第１のＭ個の出力ｏ１からｏＭまでは、マルチプレクサＭ１からＭＭの１つの入力に接続され、その出力から光出力Ｏ１からＯＭが発生する。マルチプレクサＭ１からＭＭの各々が第１グループのスイッチング・マトリックスの各々への１つだけの接続を有するので、２つのスイッチング・マトリックスが同じキャリア波長を有するマルチプレクサ放射を供給しないことが保証される。
スイッチング装置は、アド／ドロップ・トラフィックをアドするためのＰ個の入力ａ１からａＰを有する。これらのＰ個の入力は、Ｍ個の使用される入力と２Ｍ−１個の使用される出力とを有する第２グループのＡＤ個のスイッチング・マトリックスＳ２−１からＳ２−ＡＤまでの入力を含む（Ｐ＝Ｍ×ＡＤという条件のもとで。Ｐ＜ＡＤならば、第２グループの個々のスイッチング・マトリックスの使用される入力数は、もちろんＭより少なくなる）。

この第２グループのスイッチング・マトリックスは、３段のＣｌｏｓネットワークの第１段を構成し、その第２段は、ＡＤ個の使用される入力とＮ個の出力をそれぞれ有する、第３グループの２Ｍ−１個のスイッチング・マトリックスＳ３−１からＳ３−（２Ｍ−１）によって形成される。Ｃｌｏｓネットワークの第３段は、第３グループのマトリックスの出力と接続される、第１グループのスイッチング・マトリックスＳ１−１からＳ１−Ｎの入力ｉＭ＋１からｉ３Ｍ−１によって構成される。図３に示すように、第１グループのマトリックスの各々は、幾つかのスイッチング・サブマトリックスの組み合わせ、すなわち、通過トラフィックをルーティングするために与えられ、通過トラフィックの入力ｉ１からｉＭと通過トラフィックの出力ｏ１からｏＭとを含む正方形の第１サブマトリックスＴＭ１、スイッチング・マトリックスＳ２−１からＳ２−ＡＤ、Ｓ３−１からＳ３−（２Ｍ−１）によって通過トラフィックにアドされたアド・トラフィックのルーティングを与え、入力ｉＭ＋１からｉ３Ｍ−１と出力ｏ１からｏＭとを有する第２サブマトリックスＴＭ２、及び後で説明するさらに２つのサブマトリックスＴＭ３及びＴＭ４との組み合わせと考えることができる。

トラフィックを追加するためにＯＸＣを更新してＰ個の入力を増加させる必要がある場合には、さらなるスイッチング・マトリックスを第２グループに追加することによりこれを達成できる。物理的に存在する（しかし、更新前にはまだ使用されていない）第３グループのスイッチング・マトリックスの入力数が第２グループのスイッチング・マトリックスの数より少なくなければ、第３グループのものを修正することなく使用し続けることができ、そうでなければ、それらは、より多くの入力数を有するスイッチング・マトリックスに交換されなければならない。第１グループのスイッチング・マトリックスに関しては、何の修正も必要とされない。

トラフィックの局所的追加と同様に、本発明によるＯＸＣはまた、光入力Ｉ１からＩＭの１つに到達するトラフィックのドロップに対応するが、該光入力は、出力ファイバＯ１からＯＭの１つにさらにルーティングされることはない。こうした目的は、通過トラフィック入力チャネルｉ１からｉＭの各々を２Ｍ−１個の出力ｏＭ＋１からｏ３Ｍ−１の１つに選択的に接続できる、第１グループのスイッチング・マトリックスの各々のサブマトリックスＴＭ３によって果たされる。したがって、第１グループのスイッチング・マトリックスのサブマトリックスＴＭ３は、第２Ｃｌｏｓネットワークの第１段を構成し、その第２段及び第３段は、Ｎ個の使用される入力とＡＤ個の使用される出力とを有する第４グループの２Ｍ−１個のスイッチング・マトリックスＳ４−１からＳ４−（２Ｍ−１）と、２Ｍ−１個の使用される入力とＭ個の使用される出力とをそれぞれ有する第５グループのＡＤ個のスイッチング・マトリックスＳ５−１からＳ５−ＡＤまでとにより形成される。第５グループのスイッチング・マトリックスの出力は、ＯＸＣのドロップ出力ｄｌからｄＰを含む。

第１グループのスイッチング・マトリックスのサブマトリックスＴＭ４は、未使用の状態のまま維持することができ、今後必要があれば、それらはまた、アド入力ａ１からａＰまでに到達するトラフィックを、選択されたドロップ出力ｄ１からｄＰまでにドロップするのに使用することもできる。
第３グループのスイッチング・マトリックスＳ３−１からＳ３−（２Ｍ−１）が２Ｍ−１個のスイッチング・マトリックスを含むという事実により、もちろん、所望の出力が同じキャリア波長を有する通信トラフィック（波長チャネル）をもう搬送しないという条件の下では、アド入力ａ１からａＰまでのいずれかに加えられた通信トラフィックを、マルチプレクサＭ１からＭＭまでのいずれかにルーティングでき、それにより出力Ｏ１からＯＭのいずれかにルーティングできることが保証される。

例えば、単一のキャリア波長λｉだけが使用可能である最悪の場合を考えてみよう。このキャリア波長λｉには、第１グループのスイッチング・マトリックスＳ１−ｉが割り当てられる。キャリア波長λｉを有する放射をルーティングできるようにするためには、アド入力チャネルａｊがスイッチング・マトリックスＳ１−ｉに接続できることが保証されなければならない。最悪の場合でも、その入力ｉＭ＋１からｉ（３Ｍ−１）のＭ−１までが占領される。占領した入力数が多くなれば、スイッチング・マトリックス出力ｏ１からｏＭのいずれも使用不可能となり、所望の出力波長λｉがすでに占領されているので、アド・トラフィックをルーティングすることができない。これは、当初の仮定条件に反し、よってそれは正しくない。

こうした場合には、第３グループのスイッチング・マトリックスＳ３−１からＳ３−（２Ｍ−１）のうちのＭ−１個までのマトリックスは、スイッチング・マトリックスＳ１−ｉに接続することができない。しかしながら、第３グループの残りのＭ個のマトリックスの中のＳ１−ｉにつながる出力は使用可能である。これは、アド・トラフィックをルーティングできる、第３グループのスイッチング・マトリックスの全部でＭ×ＡＤ個の入力に相当する。Ｍ×ＡＤ個までのみのアド・トラフィック入力チャネルａ１からａＰが存在するので、これらの入力の１つは、必ず使用可能でなければならない、すなわち、第３グループは、その出力に伝達能力が残されていれば、任意のアド入力ａｊにおけるアド・トラフィック入力が意図された出力に到達できることを保証するために、少なくとも２Ｍ−１個のスイッチング・マトリックスを含まなければならない。

同じように、局所的に処理（ドロップ）されるべき入力Ｉ１からＩＭのいずれかに到達する波長チャネルのいずれかを、ドロップ出力ｄ１からｄＰのいずれかに供給できることを保証するためには、同じ２Ｍ−１個の第４グループのマトリックスが必要である。
図２に示すＯＸＣアーキテクチャのさらに重要な利点は、ＯＸＣを通してルーティングされるときに、通過トラフィックが１つより多いスイッチング・マトリックスを通る必要はないということである。したがって、ＯＸＣの挿入損失は非常に低く、通過トラフィックは、再増幅又はパルス整形することなく、幾つかのＯＸＣによってクロスコネクト可能である。

本発明のＯＸＣの好ましいさらなる展開が、図４に示されている。入力及び出力、デマルチプレクサ及びマルチプレクサ、並びに第１、第３及び第４グループのスイッチング・マトリックスは、図２のＯＸＣのそれらと同じであるので、再度説明しない。
この実施形態においては、第２及び第５グループのスイッチング・マトリックスは、スイッチング・マトリックスＳ２´−１からＳ２´−ＡＤまでに２つ一組になって組み込まれている。簡単にするために、スイッチング・マトリックスＳ２´−１からＳ２´−ＡＤまでのグループはまた、スイッチング・マトリックスの第２グループとも呼ばれる。第１グループのスイッチング・マトリックスのように、第２グループも、各々が３Ｍ−１個の入力と３Ｍ−１個の出力とを有する正方形のマトリックスである。それらは、第１グループのマトリックスと同じであることが好ましい。これらと同様に、かつ図３と同じく、それらは、サブマトリックスＴＭ１からＴＭ４にさらに分割されると考えることができ、Ｍ個の入力と２Ｍ−１個の出力とを有するサブマトリックスＴＭ３は、図２からの第２グループのスイッチング・マトリックスに対応し、２Ｍ−１個の入力とＭ個の出力とを有するサブマトリックスＴＭ２は、図２からの第５グループのスイッチング・マトリックスに対応する。アド／ドロップトラフィックの入力及び出力チャネルを直接接続するサブマトリックスＴＭ１は、これらのチャネル間でのルーティングに使用でき、サブマトリックスＴＭ４は、未使用の状態のままで維持される。

サブマトリックスＴＭ４は、各々のスイッチング・マトリックスＳ２´−１からＳ２´−ＡＤにおける大きな未使用領域であるが、この解決法は、大量生産され、それにより競争力のある価格が付けられる通常のスイッチング・マトリックスが、通常は二次形式であるので、かなり効率的かつ経済的であり、それにより図４に係るＯＸＣ用のコンポーネントの全体的な費用は、図２の装置用のものより高くはない。コンポーネントの数は、図４の実施形態の方が少ないので、ＯＸＣはよりコンパクトとなり得る。
上記の例において、通過トラフィックのための入力及び出力チャネル数、並びにアド／ドロップ・トラフィックのための入力及び出力チャネル数は、互いに等しいとみなした。これは、ＯＸＣアーキテクチャの技術的実現性を評価するのに便利であり、またユーザのニーズに合わせることもできるが、それは技術的要件ではない。

周知の光クロスコネクトの基礎的アーキテクチャを示す。 本発明による光クロスコネクト（光スイッチング装置）の第１の実施形態を示す。 光スイッチング・マトリックスの略図である。 本発明による光クロスコネクトの第２の実施形態である。

Claims (10)

1. 波長分割多重（ＷＤＭ）通信ネットワークで用いるための光クロスコネクト（ＯＸＣ）であって、
   複数Ｎの波長チャネル（λ１からλＮ）を含むそれぞれのＷＤＭ通信搬送放射を受けるための複数Ｍの光入力（Ｉ１からＩＭ）と、
   前記ＯＸＣによってスイッチングされたそれぞれのＷＤＭ通信搬送放射を出力するための複数Ｍの光出力（Ｏ１からＯＭ）と、
   光入力（Ｉ１からＩＭ）と光出力（Ｏ１からＯＭ）との間で、選択された波長チャネルをクロスコネクティングするための単一段の光スイッチング・マトリックス（Ｓ１−１からＳ１−Ｎ）であって、前記単一段の光スイッチング・マトリックスは、第１グループのＮ個の光スイッチング・マトリックス（Ｓ１−１からＳ１−Ｎ）を含み、第１グループの光スイッチング・マトリックス（Ｓ１−１からＳ１−Ｎ）のそれぞれのスイッチング・マトリックス（Ｓ１−１からＳ１−Ｎ）が波長チャネル（λ１からλＮ）のそれぞれ一つに割り当てられる光スイッチング・マトリックスとを含み、さらに選択された波長チャネルをそれぞれアドし、ドロッピングするための複数Ｐの光アド入力（ａ１からａＰ）及び光ドロップ出力（ｏ１からｏＰ）とを含み、前記ＯＸＣが、さらに前記光アド入力（ａ１からａＰ）を前記第１グループの光スイッチング・マトリックス（Ｓ１−１からＳ１−Ｎ）の前記光スイッチング・マトリックスの入力（ｉＭ＋１、ｉ３Ｍ−１）に選択的に接続するための多段光スイッチング・マトリックス（Ｓ２−１からＳ２−ＡＤ、Ｓ３−１からＳ３−２Ｍ−１）と、前記第１グループの光スイッチング・マトリックス（Ｓ１−１からＳ１−Ｎ）の出力（ｏＭ＋１からｏ３Ｍ−１）を光ドロップ出力（ｄ１からｄＰ）へ選択的に接続するための多段光スイッチング・マトリックス（Ｓ４−１からＳ４−（２Ｍ−１）、Ｓ５−１からＳ５−ＡＤ）とによって特徴付けられるＯＸＣであって、各多段スイッチング・マトリックス（Ｓ２−１からＳ２−ＡＤ、Ｓ３−１からＳ３−２Ｍ−１、およびＳ４−１からＳ４−（２Ｍ−１）、Ｓ５−１からＳ５−ＡＤ）は、第１グループの光スイッチング・マトリックス（Ｓ１−１からＳ１−Ｎ）がＣｌｏｓネットワークの一段を含むような多段Ｃｌｏｓネットワークからなることを特徴とする光クロスコネクト（ＯＸＣ）。
2. 複数Ｍのデマルチプレクサ（Ｄ１からＤＭ）をさらに備え、各々のデマルチプレクサが、光入力（Ｉ１からＩＭ）の各々ひとつに接続され、各々のデマルチプレクサの出力においてＮ個の波長チャネルの各々ひとつが現れるようにＷＤＭ放射を空間的に分離するように操作可能であるデマルチプレクサであって、同じキャリア波長を出力するための前記デマルチプレクサの出力が前記第１グループの同じスイッチング・マトリックス（Ｓ１−１からＳ１−Ｎ）の各々の入力（ｉ１からｉＭ）に接続されることを特徴とする請求項１に記載のＯＸＣ。
3. 複数（Ｍ）の光マルチプレクサ（Ｍ１からＭＭ）をさらに備え、前記光マルチプレクサの各々がその入力において波長チャネルを合成し、対応するＷＤＭ放射を生成し、各々の光マルチプレクサが複数Ｍの光出力（Ｏ１からＯＭ）のそれぞれのために提供され、各々のマルチプレクサの各入力が第１グループの各スイッチング・マトリックス（Ｓ１−１からＳ１−Ｎ）の各々の出力（ｏ１からｏＭ）に接続されることを特徴とする請求項１に記載のＯＸＣ。
4. 光アド入力（ａ１からａＰ）を第１グループの光スイッチング・マトリックスの入力に選択的に接続するための多段光スイッチング・マトリックス（Ｓ２−１からＳ２−ＡＤ、Ｓ３−１からＳ３−２Ｍ−１）が第２グループのスイッチング・マトリックス（Ｓ２−１からＳ２−ＡＤ）と、第３グループのスイッチング・マトリックス（Ｓ３−１からＳ３−２Ｍ−１）とを含むＯＸＣであって、各アド入力（ａ１からａＰ）が第２グループのスイッチング・マトリックス（Ｓ２−１からＳ２−ＡＤ）の入力に接続され、前記第２グループのスイッチング・マトリックスの出力が第３グループのスイッチング・マトリックス（Ｓ３−１からＳ３−２Ｍ−１）の入力に接続され、第３グループのスイッチング・マトリックスの出力が第１グループのスイッチング・マトリックスの入力に接続され、それにより前記第２、第３、および第１グループがＣｌｏｓネットワークを形成することを特徴とする請求項１に記載のＯＸＣ。
5. 前記第２グループのスイッチング・マトリックス（Ｓ２−１からＳ２−ＡＤ）の各々が、波長チャネルをアドするためのＭ個の入力と、第３グループ（Ｓ３−１からＳ３−(２Ｍ−１））のスイッチング・マトリックスの入力に接続される少なくとも２Ｍ−１個の出力とを有することを特徴とする請求項４に記載のＯＸＣ。
6. 前記第１グループの光スイッチング・マトリックス（Ｓ１−１からＳ１−Ｎ）の各々が、光入力（Ｉ１からＩＭ）と光出力（Ｏ１からＯＭ）との間で、ＷＤＭ放射をスイッチングするためのＭ個の出力と、第３グループのスイッチング・マトリックスの出力に接続される少なくとも２Ｍ−１個の入力とを有することを特徴とする請求項４または５に記載のＯＸＣ。
7. 第１グループのスイッチング・マトリックス（Ｓ１−１からＳ１−Ｎ）のスイッチング・マトリックスの出力（ｏ１からｏＭ）を光ドロップ出力（ｄ１からｄＰ）に選択的に接続するための多段光スイッチング・マトリックス（Ｓ４−１からＳ４−（２Ｍ−１）、Ｓ５−１からＳ５−ＡＤ）が第４グループのスイッチング・マトリックス（Ｓ４−１からＳ４−２Ｍ−１）と、第５グループのスイッチング・マトリックス（Ｓ５−１からＳ５−ＡＤ）を含み、各ドロップ出力（ｄ１からｄＰ）が、第５グループのスイッチング・マトリックス（Ｓ５−１からＳ５−ＡＤ）の出力に接続され、前記第５グループのスイッチング・マトリックス（Ｓ５−１からＳ５−ＡＤ）の入力が第４グループのスイッチング・マトリックス（Ｓ４−１からＳ４−２（２Ｍ−１））の出力に接続され、前記第４グループのスイッチング・マトリックスが前記第１グループのスイッチング・マトリックスの出力に接続され、それにより前記第１、第４、および第５グループのスイッチング・マトリックスがＣｌｏｓネットワークを形成することを特徴とする請求項１に記載のＯＸＣ。
8. 前記第５グループの光スイッチング・マトリックス（Ｓ５−１からＳ５−ＡＤ）の各々が、波長チャネルをドロップするためのＭ個の出力と、第４グループ（Ｓ４−１からＳ４−（２Ｍ−１））のスイッチング・マトリックスの出力に接続された少なくとも２Ｍ−１の入力とを有することを特徴とする請求項７に記載のＯＸＣ。
9. 前記第１グループの光スイッチング・マトリックス（Ｓ１−１からＳ１−Ｎ）の各々が、光入力（Ｉ１からＩＭ）からの波長チャネルを受けるためのＭ個の入力と、前記第４グループ（Ｓ４−１からＳ４−（２Ｍ−１））のスイッチング・マトリックスの入力に接続された少なくとも２Ｍ−１個の出力（ｏＭ＋１からｏ３Ｍ−１）とを有することを特徴とする請求項７または請求項８に記載のＯＸＣ。
10. 前記第２と、前記第５グループとの光スイッチング・マトリックスが同一のものであることを特徴とする請求項４から請求項７のいずれか１項に記載のＯＸＣ。

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