JP4657472B2 - 光スイッチ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光スイッチに関し、特に複数の入力ポート及び複数の出力ポートを備え、該入力ポート及び該出力ポート間のパス設定を行う光スイッチに関するものである。
【０００２】
近年、トラヒックの増大に伴い、ネットワークの大容量化が要求されている。そこで基幹ネットワークでは、波長多重(WDM:Wavelength Division Multiplexing)技術をベースとした光ネットワークの構築が必要とされている。
WDM技術は、１本の光伝送路で波長の異なる複数の光信号を送信することにより、ポイント・ツー・ポイントの伝送容量を増大する技術である。また、このWDM技術の応用例として、特定の波長の情報を分岐/挿入する分岐/挿入装置(add-drop multiplexer)や、光の波長単位で伝送路を切り替える光クロスコネクト(cross connect)等の光スイッチ装置がある。
【０００３】
このような光スイッチ装置においては、光信号を波長単位でパス切替えする光スイッチが重要である。
【０００４】
【従来の技術】
図13は、一般的な光スイッチ（ルーティング部）20を含む光スイッチ装置（光クロスコネクト）100の構成例(1)を示している。光スイッチ装置100は、複数の入力側光伝送路1_1〜1_m（以後、符号1で総称することがある。）及び出力側光伝送路2_1〜2_m（以後、符号2で総称することがある。）を収容し、入力側光伝送路1から入って来る波長多重光信号を、波長毎に所望の出力側光伝送路2にルーティングするものである。また、同図に示されたオペレーションシステム41は、光スイッチ装置100を監視・制御して、パスの設定、切替などを行う。
【０００５】
この光スイッチ装置100は、それぞれ、入力側光伝送路1_1〜1_mから入って来る波長多重光信号（波長：λ1，λ2，…，λn）を分波する分波部10_1〜10_m（以後、符号10で総称することがある。）、入力ポートから入力した光信号を所望の出力ポートにルーティングする光スイッチ（ルーティング部）20、入力される光信号の波長を所望の波長に変換する波長変換部31_11〜31_1n，〜，31_m1〜31_mn（以後、符号31で総称することがある。）、及び波長変換された光信号を再び合波する合波部30_1〜30_m（以後、符号30で総称することがある。）で構成されている。
【０００６】
波長変換部31の一例としては、光半導体アンプ(SOA:Semiconductor Optical Amplifier)を利用して光のまま変換する方式、光電気変換器と電気光変換器を用いて変換する方式等がある。また分波部10や合波部30としては、アレイ導波路回折格子(AWG:Arrayed Waveguide Grating)や誘電体多層膜などを用いた素子で構成できる。
【０００７】
図14は、光スイッチを含む光スイッチ装置（光クロスコネクト）100の構成例(2)を示している。この構成例(2)では、図13に示した光スイッチ装置100の光スイッチ20の前段に光再生部11_11〜11_1n，〜，11_m1〜11_mnが挿入され、後段の波長変換部31の代わりに波長変換部を兼ねた光再生部32_11〜32_1n，〜，32_m1〜32_mnが配置されている。
【０００８】
このように、光再生部11_11〜11_1n，〜，11_m1〜11_mnが設けられているのは、一般に、光クロスコネクト100は、長距離ネットワークに配備されることが多く、光クロスコネクト100に入力される光信号波形は、光アンプによる増幅だけでは元の品質の信号に再生できない程度まで劣化していることがあるためである。
【０００９】
また、図13及び図14に示した光スイッチ20としては、例えば、熱光学効果を利用した導波路型スイッチやモータを利用したメカニカル型スイッチ等がある。
図15は、導波路型スイッチであるマッハツェンダー(Mach-Zehnder)干渉型のスイッチエレメント21_1〜21_16（以後、符号21で総称することがある。）を用いた光スイッチ20の構成例を示している。
【００１０】
光スイッチエレメント21は、入力端子5_1，5_2及び出力端子6_1，6_2を有する２入力２出力型のスイッチであり、オン状態で、それぞれ、入力端子5_1及び出力端子6_1、並びに入力端子5_2及び出力端子6_2が接続され、オフ状態で、それぞれ、入力端子5_1及び出力端子6_2、並びに入力端子5_2及び出力端子6_1が接続される。
【００１１】
同図(1)の光スイッチ20と同図(2)の光スイッチ20とは、光スイッチエレメント21の接続方式が異なっているが、共に、入力ポート3_1〜3_4と出力ポート4_1〜4_4を１：１で接続する４入力４出力光スイッチ20を構成している。
例えば、入力ポート3_1と出力ポート4_2との間でパスを設定する場合、同図(1)の光スイッチ20は、光スイッチエレメント21_4，21_3，21_6，21_10，21_14をオフに設定し、光スイッチエレメント21_2のみをオンに設定する。この光スイッチ20においては、パスが通過する光スイッチエレメント数は同一ではない。
【００１２】
一方、同図(2)の光スイッチ20は、光スイッチエレメント21_1，21_6，21_14をオフに設定し、光スイッチエレメント21_11のみをオンに設定する。この光スイッチ20は、PI-LOSS構成と呼ばれるものであり、各パスが通過する光スイッチエレメント21の数が共に４つであり、原理的には各パスの光損失が等しい。
【００１３】
これらの光スイッチ20には、次のような問題がある。
(1)光スイッチ20には、漏洩クロストークが発生し、この漏洩クロストーク信号が光信号に悪影響を及ぼす。
(2)光スイッチ20が必要とする光スイッチエレメント数が入出力ポート数の２乗に比例して増加し、挿入損失も増えるため大規模化が難しい。
【００１４】
まず、問題(1)について説明する。
図16は、上述した４入力４出力の光スイッチ20において発生する漏洩クロストークを説明したものである。入力ポート3_1と出力ポート4_2との間にパスが設定され、このパスに光信号Sが送信された場合、光信号Sは、出力ポート4_1，4_3，4_4にも同時に漏れてクロストークC1，C2，C3が発生する。
【００１５】
これらのクロストークC1〜C3は、他のパスの光信号に起因するクロストークも出力ポート4_1〜4_4に発生する。これら全てのクロストークを各出力ポート毎に重畳したものが各出力ポートのクロストークとなる。
この問題(1)の解決策として特開平11-41636号公報に記載のクロストークシャットダウン装置では、入力ポート及び出力ポートの双方又はいずれか一方に、入力ポート及び出力ポートを伝搬するクロストーク及び光信号の内の漏洩クロストークを検出して遮断し以て光信号のみを通過させるように構成している。
【００１６】
次に、問題(2)について説明する。
この問題(2)の解決策として、図17に示すような２N（同図においてN=16）個の可動ミラーを用いたN入力×N出力光スイッチ20が提案されている。この光スイッチ20では入出力ポート数に比例してミラー数が増加する。従って、図15に示した光スイッチ20と比較して、ミラー数（スイッチエレメント数）は増加せず、挿入損失も増えないため大規模化に適していると考えられる。
【００１７】
この可動ミラー型の光スイッチ20は、入力光ファイバ22_1〜22_16（以後、符号22で総称することがある。）、各入力光ファイバ22に対応した入力側可動ミラー24_1〜24_16（以後、符号24で総称することがある。）、出力光ファイバ27_1〜27_16（以後、符号27で総称することがある。）、及び各出力光ファイバ27に対応した出力側可動ミラー25_1〜25_16（以後、符号25で総称することがある。）で構成されている。
【００１８】
例えば、入力光ファイバ22_3から入力された光信号は、可動ミラー24_3及び可動ミラー25_14で偏向（反射）されて出力光ファイバ27_14に送信される。
光スイッチ20は、各入力光ファイバ22と各出力光ファイバ27との間に任意にパスを設定するために、可動ミラー24及び可動ミラー25の角度を制御する制御部（図示せず）を備えている。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
このような光スイッチ20においては、図16で説明した漏洩クロストークは、他のパスからの漏れ光の積算値となるが、通常時は所望の可動ミラーの向きをフィードバック制御すれば無視できる。
【００２０】
しかしながら、例えば、パス設定時、又は伝送路障害発生時等に、入力光ファイバ22_3からの光信号を出力光ファイバ27_14から出力光ファイバ27_1に切り替えるとき、切替中に光信号が他のパスが使用している出力側可動ミラー25を通過する場合があり、このときクロストーク（切替時クロストーク）が発生し信号品質に悪影響を与えてしまう。
【００２１】
図18は、このとき発生する切替時クロストークの状態を示している。光スイッチ20には、入力光ファイバ22_1と出力光ファイバ27_kとの間にパスP1が設定され、入力光ファイバ22_16と出力光ファイバ27_16との間にパスP2が設定されている。
【００２２】
パスP2を、例えば、入力光ファイバ22_16と出力光ファイバ27_1と間のパスP3に切り替えるとき、この切替中に光ファイバ27_kにクロストークCが発生し、パスP1の光信号の品質に悪影響を与える。特にパスP1の波長とパスP2の波長が共に例えば等しい波長λnの場合、出力光ファイバ27_kに発生するクロストークCが光信号の品質に与える悪影響は大きい。
【００２３】
さらに、光スイッチ20が、光クロスコネクトである場合、伝送路波長数分のパスが同時に切替動作（又は設定動作）を行う可能性があり、クロストークCが発生する可能性が増大する。
図19は、入力側可動ミラー24に隣接する入力側可動ミラー24からのクロストークが最も大きくなることを示している。
【００２４】
同図(1)において、入力光ファイバ22_1と出力光ファイバ27_1との間に可動ミラー24_1及び可動ミラー25_1を経由したパスP1が設定され、入力光ファイバ22_2と出力光ファイバ27_2との間に可動ミラー24_2及び可動ミラー25_2を経由したパスP2が設定されている。
【００２５】
同図(2)において、パスP1を、入力光ファイバ22_1と出力光ファイバ27_3との間のパスP3（同図(3)参照）に切り替える場合、切替中に入力光ファイバ22_1からの光信号は、出力側可動ミラー25_2で偏向され出力光ファイバ27_2にクロストーク光として出力される。
【００２６】
このクロストーク光は、入力側可動ミラー24_2に隣接する入力側可動ミラー24_1（又は24_3）から偏向された光信号のクロストークが最も大きくなる。これは、信号光とクロストーク光の角度差が最小になるためである。
このような切替時（又は設定時）に発生したクロストークが、出力光ファイバ（出力ポート）側の光信号に発生した場合、上述したクロストークシャットダウン装置は、該クロストークを遮断できない。
【００２７】
従って本発明は、複数の入力ポート及び複数の出力ポートを備え、該入力ポート及び該出力ポート間のパス設定を行う光スイッチにおいて、パス設定時又はパス切替時に発生するクロストークを低減することを課題とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る本発明の光スイッチは、複数の入力ポート及び複数の出力ポートと、該入力ポート及び該出力ポート間のパス設定をするために、各入力ポートからの光信号をそれぞれ受光する入力側可動ミラーと、該入力側可動ミラーを経由した該光信号を該出力ポートに送る出力側可動ミラーとを備え、各入力側可動ミラーに入射される光信号の波長が、隣接する該入力側可動ミラーに入射される光信号の波長と異なることを特徴としている。
【００３８】
図19で、述べたように、隣接する入力ファイバからのクロストークが最大になる。特に、同一波長で位相が一致するとコヒーレントクロストークとなり光信号に多大な影響を与える。本発明によれば、コヒーレントクロストークを避けることができる。
【００３９】
また、上記の本発明において、請求項２に係る本発明は、該入力側可動ミラーに入射される光信号の波長が、さらに、該隣接する入力側可動ミラーに隣接する入力側可動ミラーに入射される光信号の波長が異なるようにすることも可能である。
これにより、隣接パス及びこれに隣接するパスからのコヒーレントクロストークを避けることができる。
【００４０】
請求項３に係る本発明光スイッチは、複数の入力ポート及び複数の出力ポートと、該入力ポート及び該出力ポート間のパス設定をするために、各入力ポートからの光信号を受光する入力側可動ミラーと、該入力側可動ミラーからの該光信号を各出力ポートにそれぞれ出力する出力側可動ミラーとを備え、該出力側可動ミラーは、各々が所定個数以下のミラーで構成された複数の出力波長毎のエリアに分割されており、各エリアにおいて該所定個数が、2つのミラーの一方から他方に、該光信号が別のミラーを横切らずに直接パス切替できる数であることを特徴としたものである。
【００４１】
すなわち、各出力側可動ミラーは、入力ポート側からの光信号をそれぞれ出力ポートに出力する。そして、各出力側可動ミラーは、各々が所定個数以下のミラーで構成された複数の出力波長毎のエリアに分割されており、該所定個数が、各エリアに属する任意の２つの出力側可動ミラー間は、該光信号が別の出力側可動ミラーを横切らずにパス切替える数となっている。
【００４２】
これによれば、同一エリア内の出力側可動ミラーに変更するようなパス切替を行う場合、光信号が別の出力側可動ミラーを横切らないようパス切替を行うことが可能になり、クロストークが発生しない。
また、上記の本発明において、請求項４に係る本発明は、さらに、該出力ポートに対応していない出力側可動ミラーを含んでもよい。
【００４３】
例えば、N×Nに配置された既存の出力側可動ミラーを用いる場合、各エリアに属する任意の２つの出力側可動ミラー間は、他の出力側可動ミラーを横切らずに移動することができない場合ある。
そこで、或る出力側可動ミラーを横切ることによって、任意の２つの出力側可動ミラー間を移動することができる場合、その出力側可動ミラーを出力ポートに対応させずに使用しない。これにより、既存のN×N配置の出力側可動ミラーを用いることが可能になる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
実施例 (1)
図1は、本発明の光スイッチ20の実施例(1)を示している。同図(1)に示すように実施例(1)では、光スイッチエレメント13_1〜13_64（以後、符号13で総称することがある。）が、それぞれ、光スイッチ20の前段、すなわち、光スイッチ20と光源を含む光送信部12_1〜12_64との間に挿入され、制御部40が、光スイッチエレメント13、及び光スイッチ20を制御している。
【００４５】
光スイッチエレメント13及び制御部40の内の光スイッチエレメント13を制御する部分が光信号を遮断する遮断手段を構成している。
従来の技術では光スイッチ20に光信号を挿入したままパス切替を行っていたため、他のパスへのクロストークが問題になった。そこでパスの切替中は、光スイッチ20への光信号を光スイッチエレメント13で遮断することによってクロストークを削減する。
【００４６】
以下に、同図(1)に示すように、入力ポート3_64と出力ポート4_64との間に設定されているパスP2を、入力ポート3_64と出力ポート4_1との間のパスP3に切り替える動作手順を同図(2)に基づき説明する。
ステップ S10 ， S11：制御部40は、オペレーションシステム41（図13参照）よりパス切替要求信号80を受信したとき、制御信号82で光スイッチエレメント13_64をオフ状態にして通過する光信号を遮断する。
【００４７】
ステップ S12：その後、制御部40は、切替制御信号81で光スイッチ20に対して、入力ポート3_64と出力ポート4_64との間に設定されたパスを入力ポート3_64と出力ポート4_1との間のパスに切り替えるように要求する。
光スイッチ20は、入力ポート3_64からの光信号が、例えば、入力側可動ミラー24_64及び出力側可動ミラー25_1（共に図示せず）を経由して出力ポート4_1に送信されるように入力側可動ミラー24_64及び出力側可動ミラー25_1の向きを制御する。
【００４８】
ステップ S13：制御部40は、可動ミラーの動作が完了するために必要な所定の時間経過後、制御信号82で光スイッチエレメント13_64をオン状態にして光信号を通過させ、パス切替を完了する。
これによれば、各可動ミラーを所望の方向に向くように動かしているときに入力光信号を遮断し、各可動ミラーが所望の方向に向いた後に光信号を入力することで、パス切替中のクロストークを無くすことができる。
【００４９】
実施例 (2)
図2は、本発明の光スイッチ20の実施例(2)を示しており、同図(1)に示すようにこの実施例(2)では、光アンプ14_1〜14_64（以後、符号14で総称することがある。）が、それぞれ、光スイッチ20と光源を含む光送信部12_1〜12_64との間に挿入され、この光アンプ14と制御部40で遮断手段を構成している。
【００５０】
同図(2)は、光アンプ14の構成例を示している。この光アンプ14は、光信号を増幅する増幅媒体52、この増幅媒体52の入力側及び出力側の光信号をそれぞれ検出するホトダイオード(PD）51，53、増幅媒体52を駆動するドライバ54、PD51及びPD53からの信号及び制御信号83に基づきドライバ54を制御するコントローラ55で構成されている。
【００５１】
以下に、実施例(1)と同様に、入力ポート3_64からの光信号を出力ポート4_64から出力ポート4_1に切り替える場合の動作手順を同図(2)及び同図(3)のシーケンス図を参照して説明する。
ステップ S20 ， S21 （同図 (3) ）：制御部40は、オペレーションシステム41よりパス切替要求信号80を受信したとき、光アンプ励起オン/オフ制御信号83で光アンプ14_64に対して、光信号を遮断するように要求する。
【００５２】
同図(2)において、光アンプ14_64のコントローラ55は、制御信号83aでドライバ54をオフ状態にして増幅媒体52の利得を実質的にゼロにし、光信号を遮断する。
ステップ S22：実施例(1)のステップS12と同様に、制御部40が、切替制御信号81でパス切替を要求し、光スイッチ20は、パス切替制御を行う。
【００５３】
ステップ S23：制御部40は、所定の時間経過後、光アンプ励起オン/オフ制御信号83で光アンプ14_64に対して光信号を増幅するように要求する。
光アンプ14_64のコントローラ55は、制御信号83aでドライバ54をオン状態にして増幅媒体52の利得を元に戻し光信号を通過させる。
【００５４】
これにより、パス切替中のクロストークを抑圧することができる。
なお、光アンプ14の利得は上記のように必ずしもゼロにする必要はなく、光アンプ14から出力された光信号が他のパスに対してクロストークになった場合においても、該他のパスの光信号の品質に影響を与えないレベルまで光アンプ14の利得を下げればよい。
【００５５】
実施例 (3)
図3は、本発明の光スイッチ20の実施例(3)を示しており、同図(1)に示すように、光源を含む光送信部12_1〜12_64（以後、符号12で総称することがある。）は、それぞれ、光スイッチ20に接続されている。実施例(3)では、光送信部12の光源を制御する制御部40と光送信部12とで遮断手段を構成している。
【００５６】
同図(2)に示すように光送信部12は、光源であるレーザダイオード(LD:Laser Diode)61、そのドライバ64、LD61からの光を変調する変調器(MOD)62、そのドライバ65、及び制御信号84に基づきドライバ64，65を制御するコントローラ66で構成されている。
【００５７】
以下に、実施例(1)と同様に、入力ポート3_64からの光信号を出力ポート4_64から出力ポート4_1に切り替える場合の動作手順を同図(3)に基づいて説明する。
ステップ S30 ， S31：制御部40は、オペレーションシステム41よりパス切替要求信号80を受信したとき、LDオン/オフ制御信号84で光送信部12_64に対して、LD61をオフ状態にするように要求する。
【００５８】
光送信部12_64のコントローラ66は、制御信号84aでドライバ64をオフ状態にしてLD61の発光を停止させる。これにより、光送信部12から出力される光信号は遮断されたことになる。
ステップ S32：実施例(1)のステップS12と同様に、制御部40が、切替制御信号81でパス切替を要求し、光スイッチ20は、パス切替制御を行う。
【００５９】
ステップ S33：制御部40は、所定の時間経過後、LDオン/オフ制御信号84で光送信部12_64に対してLD61をオン状態にするように要求する。
コントローラ66は、制御信号84aでドライバ64をオン状態にすることでLD61の発光を開始させる。これにより、光送信部12から光信号が出力されることになる。
【００６０】
なお、本実施例(3)は、LD61自身の駆動電流に変調をかける直接変調方式の光送信部にも適用することが可能である。
実施例 (4)
図4は、本発明の光スイッチ20の実施例(4)を示している。この実施例(4)では、実施例(3)と異なり光送信部12のLD61の代わりにMOD62を制御対象とする。同図(1)、(2)、(3)の基本的な構成は、それぞれ、図3(1)、(2)、(3)と同様である。
【００６１】
以下に、実施例(3)と同様に、入力ポート3_64からの光信号を出力ポート4_64から出力ポート4_1に切り替える場合の動作手順を同図(3)に基づいて説明する。
ステップ S40 ， S41：制御部40は、オペレーションシステム41よりパス切替要求信号80を受信したとき、MODオン/オフ制御信号85で光送信部12_64に対してMOD62の変調動作をオフ状態にするように要求する。
【００６２】
光送信部12_64のコントローラ66は、制御信号85aでドライバ65をオフ状態にしてMOD62の変調動作を停止させ、出力光信号のレベルをゼロの状態にする。これにより、光送信部12から出力される光信号は遮断されたことになる。
ステップ S42：実施例(3)のステップS32と同様に、制御部40が、切替制御信号81でパス切替を要求し、光スイッチ20は、パス切替制御を行う。
【００６３】
ステップ S43：制御部40は、所定の時間経過後、MODオン/オフ制御信号85で光送信部12_64に対してMOD62をオン状態にするように要求する。
コントローラ66は、制御信号85aでドライバ65をオン状態にすることでMOD62の変調動作を再開する。これにより、光送信部12から光信号が出力されることになる。
【００６４】
本実施例(4)は、変調器で光に変調をかける外部変調方式の場合に適用される。
なお、実施例(2)の光アンプ14の場合と同様に、光送信部12から出力された光信号が他のパスに対してクロストークになった場合においても、該他のパスの光信号の品質に影響を与えないレベルまでコントローラ66によって光信号のレベルを下げればよい。
【００６５】
実施例 (5)
図5は、本発明の光スイッチ20の実施例(5)を示している。実施例(1)〜(4)の図１(1)〜4(1)では便宜的に図示しなかったが、同図(1)に示した光スイッチ20の入力ポート及び出力ポートには、それぞれ、コリメータ23_1〜23_64、及びコリメータ26_1〜26_64が配置されている。
【００６６】
本実施例(5)では、制御部40に含まれるコリメータ制御部（＝遮断手段、図示せず）が、これらのコリメータの位置を制御して焦点をずらし、光スイッチ20内における光信号を散乱させ、実質的に光信号を遮断する。
以下に、実施例(1)と同様に、入力ポート3_64からの光信号を出力ポート4_64から出力ポート4_1に切り替える場合の動作手順を同図(2)、(3)に基づいて説明する。
【００６７】
ステップ S50 ， S51：制御部40は、オペレーションシステム41よりパス切替要求信号80を受信したとき、制御信号86で光送信部12_64に対応するコリメータ23_64の位置を静電アクチュエータ等（図示せず）によって所定の位置からずらして光を散乱させ（同図(2)参照）、実質的に光送信部12_64からの光信号を遮断状態にする。
【００６８】
ステップ S52：実施例(1)のステップS12と同様に、制御部40は切替制御信号81でパス切替を要求し、光スイッチ20はパス切替制御を行う。
ステップ S53：制御部40は、所定の時間経過後、制御信号86でコリメータ23_64の位置を元に戻し、パス切替を完了する。
【００６９】
実施例 (6)
図6は、本発明の光スイッチ20の実施例(6)を示している。この実施例(6)では、パス切替中にその光信号を遮断せずに、光信号を出力側可動ミラーに照射しないようにスキャンする。
【００７０】
同図(1)に示すように本発明の光スイッチを含む光スイッチ装置100の構成は従来の光スイッチ装置100と同様であるが、制御部40は、パス切替中、制御信号81で入力側可動ミラー24（図17参照）に反射した光信号を出力側可動ミラー25に照射しないように制御する。
【００７１】
以下に、実施例(1)と同様に、入力ポート3_64からの光信号を出力ポート4_64から出力ポート4_1に切り替える場合の動作手順を同図(2)に基づいて説明する。
まず、パス切替前、光送信部12_64からの光信号は、入力側可動ミラー24_64を経由して出力側可動ミラー25_64に偏向（反射）している。
【００７２】
制御部40は、オペレーションシステム41よりパス切替要求信号80を受信したとき、偏向先を出力側可動ミラー25_64から出力側可動ミラーの隙間（同図(2)の太線の矢印）を移動し、最終的に出力側可動ミラー25_1に偏向させてパス切替を完了する。
【００７３】
これにより、パス切替中、入力側可動ミラー24_64で偏向された光信号は、出力側可動ミラーに偏向されることが無くなり、パス設定時又はパス切替時に発生するクロストークを無くすことができる。
実施例 (7)
図7は、本発明の光スイッチ20の実施例(7)を示している。この実施例(7)は、実施例(6)と同様に、パス切替中にその光信号を遮断せずに、光信号を出力側可動ミラーに照射しないようにスキャンする。
【００７４】
本実施例(7)が、実施例(6)と異なる点は、同図(2)に示すよう受光素子(PD)28_1〜28_49が出力側可動ミラー25_1〜25_64間に配置され、PD28_1〜28_49が受信した光パワー量が、PDモニタ光量信号87で制御部40に与えられていることである。
以下に、実施例(6)と同様に、入力ポート3_64からの光信号を出力ポート4_64から出力ポート4_1に切り替える場合の動作手順を同図(2)に基づき説明する。
【００７５】
まず、切替前、光送信部12_64からの光信号は、入力側可動ミラー24_64で出力側可動ミラー25_64に偏向している。
制御部40は、オペレーションシステム41よりパス切替要求信号80を受信したとき、偏向先を出力側可動ミラー25_64から出力側可動ミラーの隙間（同図(2)の太線の矢印）を移動し、最終的に出力側可動ミラー25_1に偏向させてパス切替を完了する。
【００７６】
パス切替中、制御部40は、PD28_1〜28_49による光信号をモニタして出力側可動ミラー25の隙間からずれないようにフィードバック制御する。
実施例 (8)
図8は、本発明の光スイッチ20の実施例(8)を示している。この実施例(7)は、隣接パスからのコヒーレントクロストークを抑圧する例である。
【００７７】
図19の説明で述べたように、クロストークは、ミラーが隣接したパスから受ける場合に最大となる。また、特に同一波長で位相も一致するとコヒーレントクロストークとなり、信号に多大な影響を与えるため、これを避けることが重要である。
【００７８】
図14に示した光再生を行う光クロスコネクトにおいて、ルーティング部20に含まれる各入力側可動ミラー24（図示せず）は、光再生部11_11〜11_mnにそれぞれ含まれる光源光送信部12（図示せず）と１：１に対応している。そこで、図8(1)に示すように、例えば、入力側可動ミラー24_1及びこれに隣接する入力側可動ミラー24_2にそれぞれ対応する光送信部12_1及び光送信部12_2の波長を異なる波長λ1，λ2に設定する。
【００７９】
同図(2)は、64入力×64出力光スイッチ20における光送信部12に設定された波長例を示す。光送信部12_1，12_2，12_3，…，12_64には、それぞれ、波長λ1，λ2，λ3，…，λ2がそれぞれ設定されている。
同図(2)によれば、波長λ1の光送信部12に隣接する光送信部12の波長は、λ2，λ3，λ4のみであり、波長λ1が隣接することはない。
【００８０】
波長λ2，λ3，λ4に設定された光送信部12も、波長λ1の光送信部12と同様の配置パターンであるので隣接することはない。
従って、最低４種類の波長の異なる光源が必要となる。これにより、隣接パスからのコヒーレントクロストークを避けることができる。
【００８１】
実施例 (9)
図9は、本発明の光スイッチ20の実施例(9)を示している。この実施例(9)は、隣接パスに加えて、この隣接パスにさらに隣接するパスからのコヒーレントクロストークを抑圧する例である。
【００８２】
同図(1)では、例えば、光送信部12_1に隣接する光送信部12_2の波長λ2、及び光送信部12_2に隣接する光送信部12_3の波長λ3は、光送信部12_1の波長λ1と異なるように設定されている。
同図(2)は、64入力×64出力光スイッチ20に対応する光送信部12_1〜12_64に設定された波長例を示す。光送信部12_1，12_2，12_3，…，12_64には、それぞれ、波長λ1，λ2，λ3，…，λ64がそれぞれ設定されている。
【００８３】
同図(2)によれば、波長λ1の光送信部12に隣接する光送信部12の波長、及びこの光送信部12に隣接する光送信部12の波長は、λ2〜λ9のみであり、波長λ1は無い。
波長λ2〜λ9に設定された光送信部12も、波長λ1の光送信部12と同様の配置パターンであるので隣接する同じ波長の光送信部12及びこの光送信部12に隣接する同じ波長の光送信部12は無い。
【００８４】
従って、最低９種類の波長の異なる光源が必要となる。これにより、隣接パス及びこれにさらに隣接するパスからのコヒーレントクロストークを避けることができる。
上記の各実施例の場合には、パス切替に係る２つの出力側可動ミラー間の距離を特に考慮していない。例えば図7の実施例(7)の場合には、可動ミラー25_64と可動ミラー24_1との間には多くの可動ミラーが介在し、切替時クロストークの可能性を増大させる。
【００８５】
そこで、このような場合を更に考慮して、切替時クロストークを減少させることが可能な光スイッチ20を含む光スイッチ装置のパス切替例を図10で説明する。
同図は、図13で示した光スイッチ装置100において、出力側光伝送路2_3に障害が発生した場合の一般的なパス切替例を示している。
【００８６】
図10(1)は、障害発生前のパス設定状態を示しており、入力側光伝送路1_1の波長λ1の光信号、入力側光伝送路1_3の波長λ1の光信号、及び入力側光伝送路1_4の波長λ4の光信号が、それぞれ、波長変換部31_10，31_12，31_9で、波長λ2，λ4，λ1に波長変換されて出力側光伝送路2_3に出力され、入力側光伝送路1_3の波長λ3の光信号は、波長が変更されずに出力側光伝送路2_3に出力されている。
【００８７】
この時、出力側光伝送路2_3に障害が発生した場合のパス切替後の状態が同図(2)に示されている。すなわち、各光信号は、他の出力側光伝送路2_1，2_2，2_4に迂回している。
このパス切替例では、入力側光伝送路1_1の波長λ1の光信号、入力側光伝送路1_3の波長λ1の光信号、及び入力側光伝送路1_4の波長λ4の光信号は、それぞれ、波長変換部31_6，31_4，31_13で、波長λ2，λ4，λ1に波長変換されて出力側光伝送路2_2，2_1，2_4に出力され、入力側光伝送路1_3の波長λ3の光信号は、波長が変更されずに出力側光伝送路2_4に出力されている。
【００８８】
すなわち、出力側光伝送路の障害発生後の各出力光信号の波長は、障害発生前の出力光信号の波長と同じになるように波長変換部31、従って出力側光伝送路2が選択されている。
上記のようなパス切替を行った場合において、パス切替中に発生するクロストークを無くす実施例が次の実施例(10)、(11)である。
【００８９】
実施例 (10)
図11は、本発明の光スイッチ20の実施例(10)を示している。この実施例(10)では、可動ミラーの配置を工夫してクロストークを減少させるものである。
同図(1)は、図10に示した16入力×16出力光スイッチ20を本実施例に適用した場合を示しており、例えば、出力光ファイバ27_1，27_5，27_9，27_13（図10参照）は、１つのエリア29_1に纏められている。従って、これらの出力光ファイバ27_1，27_5，27_9，27_13に対応する各出力側可動ミラー25_1，25_5，25_9，25_13も１つのエリアに纏められている。
【００９０】
このエリア29_1の出力光ファイバ27_1，27_5，27_9，27_13を通過した光信号は、後段の波長変換部31_1，31_5，31_9，31_13で同じ波長λ1に変換される（同図参照）。
同様に、後段の波長変換部で、それぞれ、波長λ2〜λ4に変換される光信号が通過する出力光ファイバ27（従って、これに対応する各出力側可動ミラー25）を、それぞれエリア29_2〜29_4に纏めて配置する。
【００９１】
この様にして配置した出力光ファイバ27の配置例が同図(2)に示されている。同図中の符号2_1〜2_4は出力側光伝送路2の符号を示している。
図11(1)において、図10(1)で示したように、例えば、出力側光伝送路2_3の障害発生前、入力光ファイバ22_16から入力した光信号は、入力側可動ミラー24_16、出力側可動ミラー25_9、出力光ファイバ27_9を経由して波長変換部31_9で波長λ1に変換される。
【００９２】
出力側光伝送路2_3の障害発生後、該光信号は、入力側可動ミラー24_16、出力側可動ミラー25_13、出力光ファイバ27_13を経由して波長変換部31_13で同じ波長λ1に変換される。
このとき、同図に示すように、可動ミラー24_16で偏向された光信号は、同一エリア29_1内の可動ミラー25_9から可動ミラー25_13に移動するが、他の可動ミラー25を横切らない（同図(2)の矢印参照）。すなわち、クロストークを発生せずにパス切替が可能である。
【００９３】
同様に、同図(2)に示すように、他の光信号も各エリア29_2〜29_4内で他の可動ミラーを横切らずに（矢印参照）、パス切替が可能である。
従って、各出力側光伝送路2に対応するポート（光ファイバ）数が４以下である場合、パス切替中のクロストークを抑圧するためには、各エリア29_1〜29_4内の光信号の移動だけを考えればよいことが分かる。
【００９４】
実施例 (11)
図12は、本発明の光スイッチ20の実施例(11)を示している。この実施例(11)では、実施例(10)と同様に、出力波長毎に各出力側可動ミラー25をエリア分割してクロストークを減少させるものである。
【００９５】
ただし、実施例(10)では各出力側光伝送路2に対応する出力ポート（光ファイバ）数が４以下でなければならなかったが、実施例(11)では、５出力ポート以上に拡張する場合を示している。
なお、同図(1)〜(4)に示された矢印は、出力側光伝送路2_1に対応する出力ポートから出力側光伝送路2_4に対応する出力ポートに切り替える場合を示している。
【００９６】
各出力側光伝送路2に対応する出力ポート数が5〜8個の場合、同図(1)に示すように中央のミラー１つを空ポート用にする。隣接パス以外に切り替えるときは、一旦中央のミラーに偏向し、その後所望のミラーに偏向する。
各出力側光伝送路2に対応する出力ポート数が9〜12個の場合、同図(2)に示すように中央のミラー４つを空ポート用にする。隣接パス以外に切り替えるときは、一旦最寄の空ミラーに偏向し、その後所望のミラーに偏向する。
【００９７】
各出力側光伝送路2に対応する出力ポート数が13〜20個の場合、同図(3)に示すように中央のミラー１つとそれから斜めに隣接する４つのミラーを空ポート用にする。隣接パス以外に切り替えるときは、一旦最寄の空ミラーに偏向し、その後、直接又はさらに空ミラーに偏向した後、所望のミラーに偏向する。
【００９８】
各出力側光伝送路に対応する出力ポート数が21〜28個の場合、同図(4)に示すように中央のミラー４つとそれらから斜めに隣接する内の４つのミラーを空ポート用にする。隣接パス以外に切り替えるときは、一旦最寄の空ミラーに偏向し、その後、直接又はさらに一つ以上の空ミラーに偏向して所望のミラーに偏向する。
【００９９】
このように伝送路障害発生時の切替において、エリア内の他のパスのミラーを横切らないため、クロストークを抑圧することができる。
また、空ミラーで偏向した光信号が、出力ポートに照射されないように予め該空きミラーの向きを固定しておく。
【０１００】
（付記１）
複数の入力ポート及び複数の出力ポートを備え、パス切替期間中に、該入力ポートの前段で光信号を遮断する遮断手段を付加したことを特徴とする光スイッチ。
【０１０１】
（付記２）付記１において
該遮断手段が、該光スイッチと該光信号の光源との間に設けられた光スイッチエレメントであることを特徴とした光スイッチ。
（付記３）付記１において、
該遮断手段が、該光スイッチと該光信号の光源との間に設けられた光アンプであることを特徴とした光スイッチ。
【０１０２】
（付記４）付記１において、
該遮断手段が、該光信号の光源をオン/オフする制御部であることを特徴とした光スイッチ。
（付記５）付記１において、
該遮断手段が、該光信号を光変調する光変調器であることを特徴とした光スイッチ。
【０１０３】
（付記６）付記１において、
該遮断手段が、入力ポート側に配置されたコリメータの焦点をずらすコリメータ制御部であることを特徴とした光スイッチ。
（付記７）付記１において、
該光スイッチが、可動ミラーにより該パス切替を行う可動ミラー型光スイッチであることを特徴とした光スイッチ。
本発明においては、
（付記８）
複数の入力ポート及び複数の出力ポートと、
該入力ポート及び該出力ポート間の各パスを設定するための可動ミラーとを備え、パス切替期間中、該可動ミラーで偏向された光信号が、新たなパス設定を行う出力ポート以外の全ての出力ポートに出力されないように該可動ミラーを制御する制御部を付加したことを特徴とする光スイッチ。
【０１０４】
（付記９）付記８において、
該制御部は、パス切替期間中、第１の可動ミラーで反射された光信号が、新たなパス設定に必要な第２の可動ミラー以外の可動ミラーに入射しないように該第１の可動ミラーを制御することを特徴とした光スイッチ。
【０１０５】
（付記１０）付記９において、
該第２の可動ミラー以外の可動ミラーに該光信号が入射しない経路上に配置された受光素子を備え、該制御部は、パス切替期間中、該受光素子が受光した該光信号に基づき該光信号が該第２の可動ミラー以外の可動ミラーに入射しないように制御することを特徴とした光スイッチ。
【０１０６】
（付記１１）
複数の入力ポート及び複数の出力ポートと、該入力ポート及び該出力ポート間のパス設定をするために、各入力ポートからの光信号をそれぞれ受光する入力側可動ミラーと、該入力側可動ミラーを経由した該光信号を該出力ポートに送る出力側可動ミラーとを備え、各入力側可動ミラーに入射される光信号の波長が、隣接する該入力側可動ミラーに入射される光信号の波長と異なることを特徴とした光スイッチ。
【０１０７】
（付記１２）付記１１において、
該入力側可動ミラーに入射される光信号の波長が、さらに、該隣接する入力側可動ミラーに隣接する入力側可動ミラーに入射される光信号の波長が異なることを特徴とした光スイッチ。
【０１０８】
（付記１３）
複数の入力ポート及び複数の出力ポートと、該入力ポート及び該出力ポート間のパス設定をするために、各入力ポートからの光信号を受光する入力側可動ミラーと、該入力側可動ミラーからの該光信号を各出力ポートにそれぞれ出力する出力側可動ミラーとを備え、該出力側可動ミラーは、複数のエリアに分けて配置されており、さらに、各エリア内において、２つの出力側可動ミラー間を、他の出力側可動ミラーを該光信号が横切らずにパス切替できるように配置されていることを特徴とした光スイッチ。
【０１０９】
（付記１４）付記１３において、
さらに、該出力ポートに対応していない出力側可動ミラーを含んでいることを特徴とした光スイッチ。
【０１１０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る光スイッチによれば、光スイッチエレメント、光アンプ、光信号の光源をオン/オフする制御部、光変調器、又はコリメータ制御部等の遮断手段が、パス切替期間中、光スイッチに入力する光信号を遮断状態にするように構成したので、パス設定時又はパス切替時に該光信号に起因して発生するクロストークを無くすことが可能になる。
【０１１１】
また、パス切替期間中、該可動ミラーで偏向された光信号が、新たなパス設定を行う出力ポート以外の全ての出力ポートから出力されないように、例えば、可動ミラー型の光スイッチの該制御部が、パス切替期間中、入力側可動ミラーで反射された光信号が、新たなパス設定に必要な出力側可動ミラー以外の出力側可動ミラーに入射しないように該入力側可動ミラーを制御するように構成したので、同様に、パス設定時又はパス切替時に該光信号に起因するクロストークが無くなる。
【０１１２】
また、可動ミラー型の光スイッチの各入力側可動ミラーに入射される光信号の波長が、隣接する該入力側可動ミラーに入射される光信号の波長と異なるように構成したこと、又は、さらに、該隣接する入力側可動ミラーに隣接する入力側可動ミラーに入射される光信号の波長も異なるように構成したことで、コヒーレントクロストークを避けることが可能になる。
【０１１３】
また、光スイッチの出力側可動ミラーを、複数のエリアに分けて配置し、さらに、各エリア内において、２つの出力側可動ミラー間を、他の出力側可動ミラーを光信号が横切らずにパス切替できるように配置したので、クロストークを発生せずにパス切替が可能になる。
【０１１４】
このように本発明の光スイッチによれば、パス設定時またはパス切替時に発生する可能性のあるクロストークを無くすることが可能であり、光信号の品質を劣化させることが無くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光スイッチの実施例(1)を示したブロック図である。
【図２】本発明に係る光スイッチの実施例(2)を示したブロック図である。
【図３】本発明に係る光スイッチの実施例(3)を示したブロック図である。
【図４】本発明に係る光スイッチの実施例(4)を示したブロック図である。
【図５】本発明に係る光スイッチの実施例(5)を示したブロック図である。
【図６】本発明に係る光スイッチの実施例(6)を示したブロック図である。
【図７】本発明に係る光スイッチの実施例(7)を示したブロック図である。
【図８】本発明に係る光スイッチの実施例(8)を示したブロック図である。
【図９】本発明に係る光スイッチの実施例(9)を示したブロック図である。
【図１０】一般的な光スイッチを含む光スイッチ装置におけるパス切替例を示したブロック図である。
【図１１】本発明に係る光スイッチの実施例(10)を示したブロック図である。
【図１２】本発明に係る光スイッチの実施例(11)を示したブロック図である。
【図１３】一般的な光スイッチを含む光スイッチ装置の構成例(1)を示したブロック図である。
【図１４】一般的な光スイッチを含む光スイッチ装置の構成例(2)を示したブロック図である。
【図１５】一般的な光スイッチの構成例を示したブロック図である。
【図１６】一般的な光スイッチにおけるクロストーク例(1)を示したブロック図である。
【図１７】一般的な３次元ミラー型光スイッチの構成を示したブロック図である。
【図１８】一般的な光スイッチにおけるパス切替時に発生するクロストーク例(2)を示したブロック図である。
【図１９】一般的な３次元ミラー光スイッチにおけるパス切替時の最大クロストークを示したブロック図である。
【符号の説明】
100 光スイッチ装置、光クロスコネクト
1，1_1〜1_m 入力側光伝送路 2，2_1〜2_m 出力側光伝送路
3，3_1〜3_64 入力ポート 4，4_1〜4_64 出力ポート
5_1，5_2 入力端子 6_1，6_2 出力端子
10，10_1〜10_m 分波部 11，11_11〜11_mn 光再生部
12，12_1〜12_64 光送信部
13，13_1〜13_64 光スイッチエレメント
14，14_1〜14_64 光アンプ 20 光スイッチ、ルーティング部
21，21_1〜21_16 光スイッチエレメント
22，22_1〜22_64 入力光ファイバ 23，23_1〜23_64 コリメータ
24，24_1〜24_64 入力側可動ミラー 25，25_1〜25_64 出力側可動ミラー
26，26_1〜26_64 コリメータ 27，27_1〜27_64 出力光ファイバ
28，28_1〜28_49 PD 29_1〜29_4 エリア
30，30_1〜30_m 合波部 31，31_1〜31_11〜31_mn 波長変換部
32，32_11〜32_mn 光再生部 33，33_1〜33_64 光受信部
40 制御部 41 オペレーションシステム
51，53 PD 52 増幅媒体
54，64，65 ドライバ 55，66 コントローラ
61 レーザダイオード、LD 62 変調器、MOD
63 光ファイバ 80 パス切替要求信号
81 切替制御信号 82 光オン/オフ制御信号
83 光アンプ励起オン/オフ制御信号 83a 制御信号
84 LDオン/オフ制御信号 84a 制御信号
85 MODオン/オフ制御信号 85a 制御信号
86 コリメータ制御信号 87 PDモニタ光量信号
λ1〜λn 波長 P1〜P3 パス
S 光信号 C，C1〜C3 クロストーク
図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【発明の属する技術分野】
本発明は光スイッチに関し、特に複数の入力ポート及び複数の出力ポートを備え、該入力ポート及び該出力ポート間のパス設定を行う光スイッチに関するものである。
【０００２】
近年、トラヒックの増大に伴い、ネットワークの大容量化が要求されている。そこで基幹ネットワークでは、波長多重(WDM:Wavelength Division Multiplexing)技術をベースとした光ネットワークの構築が必要とされている。
WDM技術は、１本の光伝送路で波長の異なる複数の光信号を送信することにより、ポイント・ツー・ポイントの伝送容量を増大する技術である。また、このWDM技術の応用例として、特定の波長の情報を分岐/挿入する分岐/挿入装置(add-drop multiplexer)や、光の波長単位で伝送路を切り替える光クロスコネクト(cross connect)等の光スイッチ装置がある。
【０００３】
このような光スイッチ装置においては、光信号を波長単位でパス切替えする光スイッチが重要である。
【０００４】
【従来の技術】
図13は、一般的な光スイッチ（ルーティング部）20を含む光スイッチ装置（光クロスコネクト）100の構成例(1)を示している。光スイッチ装置100は、複数の入力側光伝送路1_1〜1_m（以後、符号1で総称することがある。）及び出力側光伝送路2_1〜2_m（以後、符号2で総称することがある。）を収容し、入力側光伝送路1から入って来る波長多重光信号を、波長毎に所望の出力側光伝送路2にルーティングするものである。また、同図に示されたオペレーションシステム41は、光スイッチ装置100を監視・制御して、パスの設定、切替などを行う。
【０００５】
この光スイッチ装置100は、それぞれ、入力側光伝送路1_1〜1_mから入って来る波長多重光信号（波長：λ1，λ2，…，λn）を分波する分波部10_1〜10_m（以後、符号10で総称することがある。）、入力ポートから入力した光信号を所望の出力ポートにルーティングする光スイッチ（ルーティング部）20、入力される光信号の波長を所望の波長に変換する波長変換部31_11〜31_1n，〜，31_m1〜31_mn（以後、符号31で総称することがある。）、及び波長変換された光信号を再び合波する合波部30_1〜30_m（以後、符号30で総称することがある。）で構成されている。
【０００６】
波長変換部31の一例としては、光半導体アンプ(SOA:Semiconductor Optical Amplifier)を利用して光のまま変換する方式、光電気変換器と電気光変換器を用いて変換する方式等がある。また分波部10や合波部30としては、アレイ導波路回折格子(AWG:Arrayed Waveguide Grating)や誘電体多層膜などを用いた素子で構成できる。
【０００７】
図14は、光スイッチを含む光スイッチ装置（光クロスコネクト）100の構成例(2)を示している。この構成例(2)では、図13に示した光スイッチ装置100の光スイッチ20の前段に光再生部11_11〜11_1n，〜，11_m1〜11_mnが挿入され、後段の波長変換部31の代わりに波長変換部を兼ねた光再生部32_11〜32_1n，〜，32_m1〜32_mnが配置されている。
【０００８】
このように、光再生部11_11〜11_1n，〜，11_m1〜11_mnが設けられているのは、一般に、光クロスコネクト100は、長距離ネットワークに配備されることが多く、光クロスコネクト100に入力される光信号波形は、光アンプによる増幅だけでは元の品質の信号に再生できない程度まで劣化していることがあるためである。
【０００９】
また、図13及び図14に示した光スイッチ20としては、例えば、熱光学効果を利用した導波路型スイッチやモータを利用したメカニカル型スイッチ等がある。
図15は、導波路型スイッチであるマッハツェンダー(Mach-Zehnder)干渉型のスイッチエレメント21_1〜21_16（以後、符号21で総称することがある。）を用いた光スイッチ20の構成例を示している。
【００１０】
光スイッチエレメント21は、入力端子5_1，5_2及び出力端子6_1，6_2を有する２入力２出力型のスイッチであり、オン状態で、それぞれ、入力端子5_1及び出力端子6_1、並びに入力端子5_2及び出力端子6_2が接続され、オフ状態で、それぞれ、入力端子5_1及び出力端子6_2、並びに入力端子5_2及び出力端子6_1が接続される。
【００１１】
同図(1)の光スイッチ20と同図(2)の光スイッチ20とは、光スイッチエレメント21の接続方式が異なっているが、共に、入力ポート3_1〜3_4と出力ポート4_1〜4_4を１：１で接続する４入力４出力光スイッチ20を構成している。
例えば、入力ポート3_1と出力ポート4_2との間でパスを設定する場合、同図(1)の光スイッチ20は、光スイッチエレメント21_4，21_3，21_6，21_10，21_14をオフに設定し、光スイッチエレメント21_2のみをオンに設定する。この光スイッチ20においては、パスが通過する光スイッチエレメント数は同一ではない。
【００１２】
一方、同図(2)の光スイッチ20は、光スイッチエレメント21_1，21_6，21_14をオフに設定し、光スイッチエレメント21_11のみをオンに設定する。この光スイッチ20は、PI-LOSS構成と呼ばれるものであり、各パスが通過する光スイッチエレメント21の数が共に４つであり、原理的には各パスの光損失が等しい。
【００１３】
これらの光スイッチ20には、次のような問題がある。
(1)光スイッチ20には、漏洩クロストークが発生し、この漏洩クロストーク信号が光信号に悪影響を及ぼす。
(2)光スイッチ20が必要とする光スイッチエレメント数が入出力ポート数の２乗に比例して増加し、挿入損失も増えるため大規模化が難しい。
【００１４】
まず、問題(1)について説明する。
図16は、上述した４入力４出力の光スイッチ20において発生する漏洩クロストークを説明したものである。入力ポート3_1と出力ポート4_2との間にパスが設定され、このパスに光信号Sが送信された場合、光信号Sは、出力ポート4_1，4_3，4_4にも同時に漏れてクロストークC1，C2，C3が発生する。
【００１５】
これらのクロストークC1〜C3は、他のパスの光信号に起因するクロストークも出力ポート4_1〜4_4に発生する。これら全てのクロストークを各出力ポート毎に重畳したものが各出力ポートのクロストークとなる。
この問題(1)の解決策として特開平11-41636号公報に記載のクロストークシャットダウン装置では、入力ポート及び出力ポートの双方又はいずれか一方に、入力ポート及び出力ポートを伝搬するクロストーク及び光信号の内の漏洩クロストークを検出して遮断し以て光信号のみを通過させるように構成している。
【００１６】
次に、問題(2)について説明する。
この問題(2)の解決策として、図17に示すような２N（同図においてN=16）個の可動ミラーを用いたN入力×N出力光スイッチ20が提案されている。この光スイッチ20では入出力ポート数に比例してミラー数が増加する。従って、図15に示した光スイッチ20と比較して、ミラー数（スイッチエレメント数）は増加せず、挿入損失も増えないため大規模化に適していると考えられる。
【００１７】
この可動ミラー型の光スイッチ20は、入力光ファイバ22_1〜22_16（以後、符号22で総称することがある。）、各入力光ファイバ22に対応した入力側可動ミラー24_1〜24_16（以後、符号24で総称することがある。）、出力光ファイバ27_1〜27_16（以後、符号27で総称することがある。）、及び各出力光ファイバ27に対応した出力側可動ミラー25_1〜25_16（以後、符号25で総称することがある。）で構成されている。
【００１８】
例えば、入力光ファイバ22_3から入力された光信号は、可動ミラー24_3及び可動ミラー25_14で偏向（反射）されて出力光ファイバ27_14に送信される。
光スイッチ20は、各入力光ファイバ22と各出力光ファイバ27との間に任意にパスを設定するために、可動ミラー24及び可動ミラー25の角度を制御する制御部（図示せず）を備えている。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
このような光スイッチ20においては、図16で説明した漏洩クロストークは、他のパスからの漏れ光の積算値となるが、通常時は所望の可動ミラーの向きをフィードバック制御すれば無視できる。
【００２０】
しかしながら、例えば、パス設定時、又は伝送路障害発生時等に、入力光ファイバ22_3からの光信号を出力光ファイバ27_14から出力光ファイバ27_1に切り替えるとき、切替中に光信号が他のパスが使用している出力側可動ミラー25を通過する場合があり、このときクロストーク（切替時クロストーク）が発生し信号品質に悪影響を与えてしまう。
【００２１】
図18は、このとき発生する切替時クロストークの状態を示している。光スイッチ20には、入力光ファイバ22_1と出力光ファイバ27_kとの間にパスP1が設定され、入力光ファイバ22_16と出力光ファイバ27_16との間にパスP2が設定されている。
【００２２】
パスP2を、例えば、入力光ファイバ22_16と出力光ファイバ27_1と間のパスP3に切り替えるとき、この切替中に光ファイバ27_kにクロストークCが発生し、パスP1の光信号の品質に悪影響を与える。特にパスP1の波長とパスP2の波長が共に例えば等しい波長λnの場合、出力光ファイバ27_kに発生するクロストークCが光信号の品質に与える悪影響は大きい。
【００２３】
さらに、光スイッチ20が、光クロスコネクトである場合、伝送路波長数分のパスが同時に切替動作（又は設定動作）を行う可能性があり、クロストークCが発生する可能性が増大する。
図19は、入力側可動ミラー24に隣接する入力側可動ミラー24からのクロストークが最も大きくなることを示している。
【００２４】
同図(1)において、入力光ファイバ22_1と出力光ファイバ27_1との間に可動ミラー24_1及び可動ミラー25_1を経由したパスP1が設定され、入力光ファイバ22_2と出力光ファイバ27_2との間に可動ミラー24_2及び可動ミラー25_2を経由したパスP2が設定されている。
【００２５】
同図(2)において、パスP1を、入力光ファイバ22_1と出力光ファイバ27_3との間のパスP3（同図(3)参照）に切り替える場合、切替中に入力光ファイバ22_1からの光信号は、出力側可動ミラー25_2で偏向され出力光ファイバ27_2にクロストーク光として出力される。
【００２６】
このクロストーク光は、入力側可動ミラー24_2に隣接する入力側可動ミラー24_1（又は24_3）から偏向された光信号のクロストークが最も大きくなる。これは、信号光とクロストーク光の角度差が最小になるためである。
このような切替時（又は設定時）に発生したクロストークが、出力光ファイバ（出力ポート）側の光信号に発生した場合、上述したクロストークシャットダウン装置は、該クロストークを遮断できない。
【００２７】
従って本発明は、複数の入力ポート及び複数の出力ポートを備え、該入力ポート及び該出力ポート間のパス設定を行う光スイッチにおいて、パス設定時又はパス切替時に発生するクロストークを低減することを課題とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る本発明の光スイッチは、複数の入力ポート及び複数の出力ポートと、該入力ポート及び該出力ポート間のパス設定をするために、各入力ポートからの光信号をそれぞれ受光する入力側可動ミラーと、該入力側可動ミラーを経由した該光信号を該出力ポートに送る出力側可動ミラーとを備え、各入力側可動ミラーに入射される光信号の波長が、隣接する該入力側可動ミラーに入射される光信号の波長と異なることを特徴としている。
【００３８】
図19で、述べたように、隣接する入力ファイバからのクロストークが最大になる。特に、同一波長で位相が一致するとコヒーレントクロストークとなり光信号に多大な影響を与える。本発明によれば、コヒーレントクロストークを避けることができる。
【００３９】
また、上記の本発明において、請求項２に係る本発明は、該入力側可動ミラーに入射される光信号の波長が、さらに、該隣接する入力側可動ミラーに隣接する入力側可動ミラーに入射される光信号の波長が異なるようにすることも可能である。
これにより、隣接パス及びこれに隣接するパスからのコヒーレントクロストークを避けることができる。
【００４０】
請求項３に係る本発明光スイッチは、複数の入力ポート及び複数の出力ポートと、該入力ポート及び該出力ポート間のパス設定をするために、各入力ポートからの光信号を受光する入力側可動ミラーと、該入力側可動ミラーからの該光信号を各出力ポートにそれぞれ出力する出力側可動ミラーとを備え、該出力側可動ミラーは、各々が所定個数以下のミラーで構成された複数の出力波長毎のエリアに分割されており、各エリアにおいて該所定個数が、2つのミラーの一方から他方に、該光信号が別のミラーを横切らずに直接パス切替できる数であることを特徴としたものである。
【００４１】
すなわち、各出力側可動ミラーは、入力ポート側からの光信号をそれぞれ出力ポートに出力する。そして、各出力側可動ミラーは、各々が所定個数以下のミラーで構成された複数の出力波長毎のエリアに分割されており、該所定個数が、各エリアに属する任意の２つの出力側可動ミラー間は、該光信号が別の出力側可動ミラーを横切らずにパス切替える数となっている。
【００４２】
これによれば、同一エリア内の出力側可動ミラーに変更するようなパス切替を行う場合、光信号が別の出力側可動ミラーを横切らないようパス切替を行うことが可能になり、クロストークが発生しない。
また、上記の本発明において、請求項４に係る本発明は、さらに、該出力ポートに対応していない出力側可動ミラーを含んでもよい。
【００４３】
例えば、N×Nに配置された既存の出力側可動ミラーを用いる場合、各エリアに属する任意の２つの出力側可動ミラー間は、他の出力側可動ミラーを横切らずに移動することができない場合ある。
そこで、或る出力側可動ミラーを横切ることによって、任意の２つの出力側可動ミラー間を移動することができる場合、その出力側可動ミラーを出力ポートに対応させずに使用しない。これにより、既存のN×N配置の出力側可動ミラーを用いることが可能になる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
実施例 (1)
図1は、本発明の光スイッチ20の実施例(1)を示している。同図(1)に示すように実施例(1)では、光スイッチエレメント13_1〜13_64（以後、符号13で総称することがある。）が、それぞれ、光スイッチ20の前段、すなわち、光スイッチ20と光源を含む光送信部12_1〜12_64との間に挿入され、制御部40が、光スイッチエレメント13、及び光スイッチ20を制御している。
【００４５】
光スイッチエレメント13及び制御部40の内の光スイッチエレメント13を制御する部分が光信号を遮断する遮断手段を構成している。
従来の技術では光スイッチ20に光信号を挿入したままパス切替を行っていたため、他のパスへのクロストークが問題になった。そこでパスの切替中は、光スイッチ20への光信号を光スイッチエレメント13で遮断することによってクロストークを削減する。
【００４６】
以下に、同図(1)に示すように、入力ポート3_64と出力ポート4_64との間に設定されているパスP2を、入力ポート3_64と出力ポート4_1との間のパスP3に切り替える動作手順を同図(2)に基づき説明する。
ステップ S10 ， S11：制御部40は、オペレーションシステム41（図13参照）よりパス切替要求信号80を受信したとき、制御信号82で光スイッチエレメント13_64をオフ状態にして通過する光信号を遮断する。
【００４７】
ステップ S12：その後、制御部40は、切替制御信号81で光スイッチ20に対して、入力ポート3_64と出力ポート4_64との間に設定されたパスを入力ポート3_64と出力ポート4_1との間のパスに切り替えるように要求する。
光スイッチ20は、入力ポート3_64からの光信号が、例えば、入力側可動ミラー24_64及び出力側可動ミラー25_1（共に図示せず）を経由して出力ポート4_1に送信されるように入力側可動ミラー24_64及び出力側可動ミラー25_1の向きを制御する。
【００４８】
ステップ S13：制御部40は、可動ミラーの動作が完了するために必要な所定の時間経過後、制御信号82で光スイッチエレメント13_64をオン状態にして光信号を通過させ、パス切替を完了する。
これによれば、各可動ミラーを所望の方向に向くように動かしているときに入力光信号を遮断し、各可動ミラーが所望の方向に向いた後に光信号を入力することで、パス切替中のクロストークを無くすことができる。
【００４９】
実施例 (2)
図2は、本発明の光スイッチ20の実施例(2)を示しており、同図(1)に示すようにこの実施例(2)では、光アンプ14_1〜14_64（以後、符号14で総称することがある。）が、それぞれ、光スイッチ20と光源を含む光送信部12_1〜12_64との間に挿入され、この光アンプ14と制御部40で遮断手段を構成している。
【００５０】
同図(2)は、光アンプ14の構成例を示している。この光アンプ14は、光信号を増幅する増幅媒体52、この増幅媒体52の入力側及び出力側の光信号をそれぞれ検出するホトダイオード(PD）51，53、増幅媒体52を駆動するドライバ54、PD51及びPD53からの信号及び制御信号83に基づきドライバ54を制御するコントローラ55で構成されている。
【００５１】
以下に、実施例(1)と同様に、入力ポート3_64からの光信号を出力ポート4_64から出力ポート4_1に切り替える場合の動作手順を同図(2)及び同図(3)のシーケンス図を参照して説明する。
ステップ S20 ， S21 （同図 (3) ）：制御部40は、オペレーションシステム41よりパス切替要求信号80を受信したとき、光アンプ励起オン/オフ制御信号83で光アンプ14_64に対して、光信号を遮断するように要求する。
【００５２】
同図(2)において、光アンプ14_64のコントローラ55は、制御信号83aでドライバ54をオフ状態にして増幅媒体52の利得を実質的にゼロにし、光信号を遮断する。
ステップ S22：実施例(1)のステップS12と同様に、制御部40が、切替制御信号81でパス切替を要求し、光スイッチ20は、パス切替制御を行う。
【００５３】
ステップ S23：制御部40は、所定の時間経過後、光アンプ励起オン/オフ制御信号83で光アンプ14_64に対して光信号を増幅するように要求する。
光アンプ14_64のコントローラ55は、制御信号83aでドライバ54をオン状態にして増幅媒体52の利得を元に戻し光信号を通過させる。
【００５４】
これにより、パス切替中のクロストークを抑圧することができる。
なお、光アンプ14の利得は上記のように必ずしもゼロにする必要はなく、光アンプ14から出力された光信号が他のパスに対してクロストークになった場合においても、該他のパスの光信号の品質に影響を与えないレベルまで光アンプ14の利得を下げればよい。
【００５５】
実施例 (3)
図3は、本発明の光スイッチ20の実施例(3)を示しており、同図(1)に示すように、光源を含む光送信部12_1〜12_64（以後、符号12で総称することがある。）は、それぞれ、光スイッチ20に接続されている。実施例(3)では、光送信部12の光源を制御する制御部40と光送信部12とで遮断手段を構成している。
【００５６】
同図(2)に示すように光送信部12は、光源であるレーザダイオード(LD:Laser Diode)61、そのドライバ64、LD61からの光を変調する変調器(MOD)62、そのドライバ65、及び制御信号84に基づきドライバ64，65を制御するコントローラ66で構成されている。
【００５７】
以下に、実施例(1)と同様に、入力ポート3_64からの光信号を出力ポート4_64から出力ポート4_1に切り替える場合の動作手順を同図(3)に基づいて説明する。
ステップ S30 ， S31：制御部40は、オペレーションシステム41よりパス切替要求信号80を受信したとき、LDオン/オフ制御信号84で光送信部12_64に対して、LD61をオフ状態にするように要求する。
【００５８】
光送信部12_64のコントローラ66は、制御信号84aでドライバ64をオフ状態にしてLD61の発光を停止させる。これにより、光送信部12から出力される光信号は遮断されたことになる。
ステップ S32：実施例(1)のステップS12と同様に、制御部40が、切替制御信号81でパス切替を要求し、光スイッチ20は、パス切替制御を行う。
【００５９】
ステップ S33：制御部40は、所定の時間経過後、LDオン/オフ制御信号84で光送信部12_64に対してLD61をオン状態にするように要求する。
コントローラ66は、制御信号84aでドライバ64をオン状態にすることでLD61の発光を開始させる。これにより、光送信部12から光信号が出力されることになる。
【００６０】
なお、本実施例(3)は、LD61自身の駆動電流に変調をかける直接変調方式の光送信部にも適用することが可能である。
実施例 (4)
図4は、本発明の光スイッチ20の実施例(4)を示している。この実施例(4)では、実施例(3)と異なり光送信部12のLD61の代わりにMOD62を制御対象とする。同図(1)、(2)、(3)の基本的な構成は、それぞれ、図3(1)、(2)、(3)と同様である。
【００６１】
以下に、実施例(3)と同様に、入力ポート3_64からの光信号を出力ポート4_64から出力ポート4_1に切り替える場合の動作手順を同図(3)に基づいて説明する。
ステップ S40 ， S41：制御部40は、オペレーションシステム41よりパス切替要求信号80を受信したとき、MODオン/オフ制御信号85で光送信部12_64に対してMOD62の変調動作をオフ状態にするように要求する。
【００６２】
光送信部12_64のコントローラ66は、制御信号85aでドライバ65をオフ状態にしてMOD62の変調動作を停止させ、出力光信号のレベルをゼロの状態にする。これにより、光送信部12から出力される光信号は遮断されたことになる。
ステップ S42：実施例(3)のステップS32と同様に、制御部40が、切替制御信号81でパス切替を要求し、光スイッチ20は、パス切替制御を行う。
【００６３】
ステップ S43：制御部40は、所定の時間経過後、MODオン/オフ制御信号85で光送信部12_64に対してMOD62をオン状態にするように要求する。
コントローラ66は、制御信号85aでドライバ65をオン状態にすることでMOD62の変調動作を再開する。これにより、光送信部12から光信号が出力されることになる。
【００６４】
本実施例(4)は、変調器で光に変調をかける外部変調方式の場合に適用される。
なお、実施例(2)の光アンプ14の場合と同様に、光送信部12から出力された光信号が他のパスに対してクロストークになった場合においても、該他のパスの光信号の品質に影響を与えないレベルまでコントローラ66によって光信号のレベルを下げればよい。
【００６５】
実施例 (5)
図5は、本発明の光スイッチ20の実施例(5)を示している。実施例(1)〜(4)の図１(1)〜4(1)では便宜的に図示しなかったが、同図(1)に示した光スイッチ20の入力ポート及び出力ポートには、それぞれ、コリメータ23_1〜23_64、及びコリメータ26_1〜26_64が配置されている。
【００６６】
本実施例(5)では、制御部40に含まれるコリメータ制御部（＝遮断手段、図示せず）が、これらのコリメータの位置を制御して焦点をずらし、光スイッチ20内における光信号を散乱させ、実質的に光信号を遮断する。
以下に、実施例(1)と同様に、入力ポート3_64からの光信号を出力ポート4_64から出力ポート4_1に切り替える場合の動作手順を同図(2)、(3)に基づいて説明する。
【００６７】
ステップ S50 ， S51：制御部40は、オペレーションシステム41よりパス切替要求信号80を受信したとき、制御信号86で光送信部12_64に対応するコリメータ23_64の位置を静電アクチュエータ等（図示せず）によって所定の位置からずらして光を散乱させ（同図(2)参照）、実質的に光送信部12_64からの光信号を遮断状態にする。
【００６８】
ステップ S52：実施例(1)のステップS12と同様に、制御部40は切替制御信号81でパス切替を要求し、光スイッチ20はパス切替制御を行う。
ステップ S53：制御部40は、所定の時間経過後、制御信号86でコリメータ23_64の位置を元に戻し、パス切替を完了する。
【００６９】
実施例 (6)
図6は、本発明の光スイッチ20の実施例(6)を示している。この実施例(6)では、パス切替中にその光信号を遮断せずに、光信号を出力側可動ミラーに照射しないようにスキャンする。
【００７０】
同図(1)に示すように本発明の光スイッチを含む光スイッチ装置100の構成は従来の光スイッチ装置100と同様であるが、制御部40は、パス切替中、制御信号81で入力側可動ミラー24（図17参照）に反射した光信号を出力側可動ミラー25に照射しないように制御する。
【００７１】
以下に、実施例(1)と同様に、入力ポート3_64からの光信号を出力ポート4_64から出力ポート4_1に切り替える場合の動作手順を同図(2)に基づいて説明する。
まず、パス切替前、光送信部12_64からの光信号は、入力側可動ミラー24_64を経由して出力側可動ミラー25_64に偏向（反射）している。
【００７２】
制御部40は、オペレーションシステム41よりパス切替要求信号80を受信したとき、偏向先を出力側可動ミラー25_64から出力側可動ミラーの隙間（同図(2)の太線の矢印）を移動し、最終的に出力側可動ミラー25_1に偏向させてパス切替を完了する。
【００７３】
これにより、パス切替中、入力側可動ミラー24_64で偏向された光信号は、出力側可動ミラーに偏向されることが無くなり、パス設定時又はパス切替時に発生するクロストークを無くすことができる。
実施例 (7)
図7は、本発明の光スイッチ20の実施例(7)を示している。この実施例(7)は、実施例(6)と同様に、パス切替中にその光信号を遮断せずに、光信号を出力側可動ミラーに照射しないようにスキャンする。
【００７４】
本実施例(7)が、実施例(6)と異なる点は、同図(2)に示すよう受光素子(PD)28_1〜28_49が出力側可動ミラー25_1〜25_64間に配置され、PD28_1〜28_49が受信した光パワー量が、PDモニタ光量信号87で制御部40に与えられていることである。
以下に、実施例(6)と同様に、入力ポート3_64からの光信号を出力ポート4_64から出力ポート4_1に切り替える場合の動作手順を同図(2)に基づき説明する。
【００７５】
まず、切替前、光送信部12_64からの光信号は、入力側可動ミラー24_64で出力側可動ミラー25_64に偏向している。
制御部40は、オペレーションシステム41よりパス切替要求信号80を受信したとき、偏向先を出力側可動ミラー25_64から出力側可動ミラーの隙間（同図(2)の太線の矢印）を移動し、最終的に出力側可動ミラー25_1に偏向させてパス切替を完了する。
【００７６】
パス切替中、制御部40は、PD28_1〜28_49による光信号をモニタして出力側可動ミラー25の隙間からずれないようにフィードバック制御する。
実施例 (8)
図8は、本発明の光スイッチ20の実施例(8)を示している。この実施例(7)は、隣接パスからのコヒーレントクロストークを抑圧する例である。
【００７７】
図19の説明で述べたように、クロストークは、ミラーが隣接したパスから受ける場合に最大となる。また、特に同一波長で位相も一致するとコヒーレントクロストークとなり、信号に多大な影響を与えるため、これを避けることが重要である。
【００７８】
図14に示した光再生を行う光クロスコネクトにおいて、ルーティング部20に含まれる各入力側可動ミラー24（図示せず）は、光再生部11_11〜11_mnにそれぞれ含まれる光源光送信部12（図示せず）と１：１に対応している。そこで、図8(1)に示すように、例えば、入力側可動ミラー24_1及びこれに隣接する入力側可動ミラー24_2にそれぞれ対応する光送信部12_1及び光送信部12_2の波長を異なる波長λ1，λ2に設定する。
【００７９】
同図(2)は、64入力×64出力光スイッチ20における光送信部12に設定された波長例を示す。光送信部12_1，12_2，12_3，…，12_64には、それぞれ、波長λ1，λ2，λ3，…，λ2がそれぞれ設定されている。
同図(2)によれば、波長λ1の光送信部12に隣接する光送信部12の波長は、λ2，λ3，λ4のみであり、波長λ1が隣接することはない。
【００８０】
波長λ2，λ3，λ4に設定された光送信部12も、波長λ1の光送信部12と同様の配置パターンであるので隣接することはない。
従って、最低４種類の波長の異なる光源が必要となる。これにより、隣接パスからのコヒーレントクロストークを避けることができる。
【００８１】
実施例 (9)
図9は、本発明の光スイッチ20の実施例(9)を示している。この実施例(9)は、隣接パスに加えて、この隣接パスにさらに隣接するパスからのコヒーレントクロストークを抑圧する例である。
【００８２】
同図(1)では、例えば、光送信部12_1に隣接する光送信部12_2の波長λ2、及び光送信部12_2に隣接する光送信部12_3の波長λ3は、光送信部12_1の波長λ1と異なるように設定されている。
同図(2)は、64入力×64出力光スイッチ20に対応する光送信部12_1〜12_64に設定された波長例を示す。光送信部12_1，12_2，12_3，…，12_64には、それぞれ、波長λ1，λ2，λ3，…，λ64がそれぞれ設定されている。
【００８３】
同図(2)によれば、波長λ1の光送信部12に隣接する光送信部12の波長、及びこの光送信部12に隣接する光送信部12の波長は、λ2〜λ9のみであり、波長λ1は無い。
波長λ2〜λ9に設定された光送信部12も、波長λ1の光送信部12と同様の配置パターンであるので隣接する同じ波長の光送信部12及びこの光送信部12に隣接する同じ波長の光送信部12は無い。
【００８４】
従って、最低９種類の波長の異なる光源が必要となる。これにより、隣接パス及びこれにさらに隣接するパスからのコヒーレントクロストークを避けることができる。
上記の各実施例の場合には、パス切替に係る２つの出力側可動ミラー間の距離を特に考慮していない。例えば図7の実施例(7)の場合には、可動ミラー25_64と可動ミラー24_1との間には多くの可動ミラーが介在し、切替時クロストークの可能性を増大させる。
【００８５】
そこで、このような場合を更に考慮して、切替時クロストークを減少させることが可能な光スイッチ20を含む光スイッチ装置のパス切替例を図10で説明する。
同図は、図13で示した光スイッチ装置100において、出力側光伝送路2_3に障害が発生した場合の一般的なパス切替例を示している。
【００８６】
図10(1)は、障害発生前のパス設定状態を示しており、入力側光伝送路1_1の波長λ1の光信号、入力側光伝送路1_3の波長λ1の光信号、及び入力側光伝送路1_4の波長λ4の光信号が、それぞれ、波長変換部31_10，31_12，31_9で、波長λ2，λ4，λ1に波長変換されて出力側光伝送路2_3に出力され、入力側光伝送路1_3の波長λ3の光信号は、波長が変更されずに出力側光伝送路2_3に出力されている。
【００８７】
この時、出力側光伝送路2_3に障害が発生した場合のパス切替後の状態が同図(2)に示されている。すなわち、各光信号は、他の出力側光伝送路2_1，2_2，2_4に迂回している。
このパス切替例では、入力側光伝送路1_1の波長λ1の光信号、入力側光伝送路1_3の波長λ1の光信号、及び入力側光伝送路1_4の波長λ4の光信号は、それぞれ、波長変換部31_6，31_4，31_13で、波長λ2，λ4，λ1に波長変換されて出力側光伝送路2_2，2_1，2_4に出力され、入力側光伝送路1_3の波長λ3の光信号は、波長が変更されずに出力側光伝送路2_4に出力されている。
【００８８】
すなわち、出力側光伝送路の障害発生後の各出力光信号の波長は、障害発生前の出力光信号の波長と同じになるように波長変換部31、従って出力側光伝送路2が選択されている。
上記のようなパス切替を行った場合において、パス切替中に発生するクロストークを無くす実施例が次の実施例(10)、(11)である。
【００８９】
実施例 (10)
図11は、本発明の光スイッチ20の実施例(10)を示している。この実施例(10)では、可動ミラーの配置を工夫してクロストークを減少させるものである。
同図(1)は、図10に示した16入力×16出力光スイッチ20を本実施例に適用した場合を示しており、例えば、出力光ファイバ27_1，27_5，27_9，27_13（図10参照）は、１つのエリア29_1に纏められている。従って、これらの出力光ファイバ27_1，27_5，27_9，27_13に対応する各出力側可動ミラー25_1，25_5，25_9，25_13も１つのエリアに纏められている。
【００９０】
このエリア29_1の出力光ファイバ27_1，27_5，27_9，27_13を通過した光信号は、後段の波長変換部31_1，31_5，31_9，31_13で同じ波長λ1に変換される（同図参照）。
同様に、後段の波長変換部で、それぞれ、波長λ2〜λ4に変換される光信号が通過する出力光ファイバ27（従って、これに対応する各出力側可動ミラー25）を、それぞれエリア29_2〜29_4に纏めて配置する。
【００９１】
この様にして配置した出力光ファイバ27の配置例が同図(2)に示されている。同図中の符号2_1〜2_4は出力側光伝送路2の符号を示している。
図11(1)において、図10(1)で示したように、例えば、出力側光伝送路2_3の障害発生前、入力光ファイバ22_16から入力した光信号は、入力側可動ミラー24_16、出力側可動ミラー25_9、出力光ファイバ27_9を経由して波長変換部31_9で波長λ1に変換される。
【００９２】
出力側光伝送路2_3の障害発生後、該光信号は、入力側可動ミラー24_16、出力側可動ミラー25_13、出力光ファイバ27_13を経由して波長変換部31_13で同じ波長λ1に変換される。
このとき、同図に示すように、可動ミラー24_16で偏向された光信号は、同一エリア29_1内の可動ミラー25_9から可動ミラー25_13に移動するが、他の可動ミラー25を横切らない（同図(2)の矢印参照）。すなわち、クロストークを発生せずにパス切替が可能である。
【００９３】
同様に、同図(2)に示すように、他の光信号も各エリア29_2〜29_4内で他の可動ミラーを横切らずに（矢印参照）、パス切替が可能である。
従って、各出力側光伝送路2に対応するポート（光ファイバ）数が４以下である場合、パス切替中のクロストークを抑圧するためには、各エリア29_1〜29_4内の光信号の移動だけを考えればよいことが分かる。
【００９４】
実施例 (11)
図12は、本発明の光スイッチ20の実施例(11)を示している。この実施例(11)では、実施例(10)と同様に、出力波長毎に各出力側可動ミラー25をエリア分割してクロストークを減少させるものである。
【００９５】
ただし、実施例(10)では各出力側光伝送路2に対応する出力ポート（光ファイバ）数が４以下でなければならなかったが、実施例(11)では、５出力ポート以上に拡張する場合を示している。
なお、同図(1)〜(4)に示された矢印は、出力側光伝送路2_1に対応する出力ポートから出力側光伝送路2_4に対応する出力ポートに切り替える場合を示している。
【００９６】
各出力側光伝送路2に対応する出力ポート数が5〜8個の場合、同図(1)に示すように中央のミラー１つを空ポート用にする。隣接パス以外に切り替えるときは、一旦中央のミラーに偏向し、その後所望のミラーに偏向する。
各出力側光伝送路2に対応する出力ポート数が9〜12個の場合、同図(2)に示すように中央のミラー４つを空ポート用にする。隣接パス以外に切り替えるときは、一旦最寄の空ミラーに偏向し、その後所望のミラーに偏向する。
【００９７】
各出力側光伝送路2に対応する出力ポート数が13〜20個の場合、同図(3)に示すように中央のミラー１つとそれから斜めに隣接する４つのミラーを空ポート用にする。隣接パス以外に切り替えるときは、一旦最寄の空ミラーに偏向し、その後、直接又はさらに空ミラーに偏向した後、所望のミラーに偏向する。
【００９８】
各出力側光伝送路に対応する出力ポート数が21〜28個の場合、同図(4)に示すように中央のミラー４つとそれらから斜めに隣接する内の４つのミラーを空ポート用にする。隣接パス以外に切り替えるときは、一旦最寄の空ミラーに偏向し、その後、直接又はさらに一つ以上の空ミラーに偏向して所望のミラーに偏向する。
【００９９】
このように伝送路障害発生時の切替において、エリア内の他のパスのミラーを横切らないため、クロストークを抑圧することができる。
また、空ミラーで偏向した光信号が、出力ポートに照射されないように予め該空きミラーの向きを固定しておく。
【０１００】
（付記１）
複数の入力ポート及び複数の出力ポートを備え、パス切替期間中に、該入力ポートの前段で光信号を遮断する遮断手段を付加したことを特徴とする光スイッチ。
【０１０１】
（付記２）付記１において
該遮断手段が、該光スイッチと該光信号の光源との間に設けられた光スイッチエレメントであることを特徴とした光スイッチ。
（付記３）付記１において、
該遮断手段が、該光スイッチと該光信号の光源との間に設けられた光アンプであることを特徴とした光スイッチ。
【０１０２】
（付記４）付記１において、
該遮断手段が、該光信号の光源をオン/オフする制御部であることを特徴とした光スイッチ。
（付記５）付記１において、
該遮断手段が、該光信号を光変調する光変調器であることを特徴とした光スイッチ。
【０１０３】
（付記６）付記１において、
該遮断手段が、入力ポート側に配置されたコリメータの焦点をずらすコリメータ制御部であることを特徴とした光スイッチ。
（付記７）付記１において、
該光スイッチが、可動ミラーにより該パス切替を行う可動ミラー型光スイッチであることを特徴とした光スイッチ。
本発明においては、
（付記８）
複数の入力ポート及び複数の出力ポートと、
該入力ポート及び該出力ポート間の各パスを設定するための可動ミラーとを備え、パス切替期間中、該可動ミラーで偏向された光信号が、新たなパス設定を行う出力ポート以外の全ての出力ポートに出力されないように該可動ミラーを制御する制御部を付加したことを特徴とする光スイッチ。
【０１０４】
（付記９）付記８において、
該制御部は、パス切替期間中、第１の可動ミラーで反射された光信号が、新たなパス設定に必要な第２の可動ミラー以外の可動ミラーに入射しないように該第１の可動ミラーを制御することを特徴とした光スイッチ。
【０１０５】
（付記１０）付記９において、
該第２の可動ミラー以外の可動ミラーに該光信号が入射しない経路上に配置された受光素子を備え、該制御部は、パス切替期間中、該受光素子が受光した該光信号に基づき該光信号が該第２の可動ミラー以外の可動ミラーに入射しないように制御することを特徴とした光スイッチ。
【０１０６】
（付記１１）
複数の入力ポート及び複数の出力ポートと、該入力ポート及び該出力ポート間のパス設定をするために、各入力ポートからの光信号をそれぞれ受光する入力側可動ミラーと、該入力側可動ミラーを経由した該光信号を該出力ポートに送る出力側可動ミラーとを備え、各入力側可動ミラーに入射される光信号の波長が、隣接する該入力側可動ミラーに入射される光信号の波長と異なることを特徴とした光スイッチ。
【０１０７】
（付記１２）付記１１において、
該入力側可動ミラーに入射される光信号の波長が、さらに、該隣接する入力側可動ミラーに隣接する入力側可動ミラーに入射される光信号の波長が異なることを特徴とした光スイッチ。
【０１０８】
（付記１３）
複数の入力ポート及び複数の出力ポートと、該入力ポート及び該出力ポート間のパス設定をするために、各入力ポートからの光信号を受光する入力側可動ミラーと、該入力側可動ミラーからの該光信号を各出力ポートにそれぞれ出力する出力側可動ミラーとを備え、該出力側可動ミラーは、複数のエリアに分けて配置されており、さらに、各エリア内において、２つの出力側可動ミラー間を、他の出力側可動ミラーを該光信号が横切らずにパス切替できるように配置されていることを特徴とした光スイッチ。
【０１０９】
（付記１４）付記１３において、
さらに、該出力ポートに対応していない出力側可動ミラーを含んでいることを特徴とした光スイッチ。
【０１１０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る光スイッチによれば、光スイッチエレメント、光アンプ、光信号の光源をオン/オフする制御部、光変調器、又はコリメータ制御部等の遮断手段が、パス切替期間中、光スイッチに入力する光信号を遮断状態にするように構成したので、パス設定時又はパス切替時に該光信号に起因して発生するクロストークを無くすことが可能になる。
【０１１１】
また、パス切替期間中、該可動ミラーで偏向された光信号が、新たなパス設定を行う出力ポート以外の全ての出力ポートから出力されないように、例えば、可動ミラー型の光スイッチの該制御部が、パス切替期間中、入力側可動ミラーで反射された光信号が、新たなパス設定に必要な出力側可動ミラー以外の出力側可動ミラーに入射しないように該入力側可動ミラーを制御するように構成したので、同様に、パス設定時又はパス切替時に該光信号に起因するクロストークが無くなる。
【０１１２】
また、可動ミラー型の光スイッチの各入力側可動ミラーに入射される光信号の波長が、隣接する該入力側可動ミラーに入射される光信号の波長と異なるように構成したこと、又は、さらに、該隣接する入力側可動ミラーに隣接する入力側可動ミラーに入射される光信号の波長も異なるように構成したことで、コヒーレントクロストークを避けることが可能になる。
【０１１３】
また、光スイッチの出力側可動ミラーを、複数のエリアに分けて配置し、さらに、各エリア内において、２つの出力側可動ミラー間を、他の出力側可動ミラーを光信号が横切らずにパス切替できるように配置したので、クロストークを発生せずにパス切替が可能になる。
【０１１４】
このように本発明の光スイッチによれば、パス設定時またはパス切替時に発生する可能性のあるクロストークを無くすることが可能であり、光信号の品質を劣化させることが無くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光スイッチの実施例(1)を示したブロック図である。
【図２】本発明に係る光スイッチの実施例(2)を示したブロック図である。
【図３】本発明に係る光スイッチの実施例(3)を示したブロック図である。
【図４】本発明に係る光スイッチの実施例(4)を示したブロック図である。
【図５】本発明に係る光スイッチの実施例(5)を示したブロック図である。
【図６】本発明に係る光スイッチの実施例(6)を示したブロック図である。
【図７】本発明に係る光スイッチの実施例(7)を示したブロック図である。
【図８】本発明に係る光スイッチの実施例(8)を示したブロック図である。
【図９】本発明に係る光スイッチの実施例(9)を示したブロック図である。
【図１０】一般的な光スイッチを含む光スイッチ装置におけるパス切替例を示したブロック図である。
【図１１】本発明に係る光スイッチの実施例(10)を示したブロック図である。
【図１２】本発明に係る光スイッチの実施例(11)を示したブロック図である。
【図１３】一般的な光スイッチを含む光スイッチ装置の構成例(1)を示したブロック図である。
【図１４】一般的な光スイッチを含む光スイッチ装置の構成例(2)を示したブロック図である。
【図１５】一般的な光スイッチの構成例を示したブロック図である。
【図１６】一般的な光スイッチにおけるクロストーク例(1)を示したブロック図である。
【図１７】一般的な３次元ミラー型光スイッチの構成を示したブロック図である。
【図１８】一般的な光スイッチにおけるパス切替時に発生するクロストーク例(2)を示したブロック図である。
【図１９】一般的な３次元ミラー光スイッチにおけるパス切替時の最大クロストークを示したブロック図である。
【符号の説明】
100 光スイッチ装置、光クロスコネクト
1，1_1〜1_m 入力側光伝送路 2，2_1〜2_m 出力側光伝送路
3，3_1〜3_64 入力ポート 4，4_1〜4_64 出力ポート
5_1，5_2 入力端子 6_1，6_2 出力端子
10，10_1〜10_m 分波部 11，11_11〜11_mn 光再生部
12，12_1〜12_64 光送信部
13，13_1〜13_64 光スイッチエレメント
14，14_1〜14_64 光アンプ 20 光スイッチ、ルーティング部
21，21_1〜21_16 光スイッチエレメント
22，22_1〜22_64 入力光ファイバ 23，23_1〜23_64 コリメータ
24，24_1〜24_64 入力側可動ミラー 25，25_1〜25_64 出力側可動ミラー
26，26_1〜26_64 コリメータ 27，27_1〜27_64 出力光ファイバ
28，28_1〜28_49 PD 29_1〜29_4 エリア
30，30_1〜30_m 合波部 31，31_1〜31_11〜31_mn 波長変換部
32，32_11〜32_mn 光再生部 33，33_1〜33_64 光受信部
40 制御部 41 オペレーションシステム
51，53 PD 52 増幅媒体
54，64，65 ドライバ 55，66 コントローラ
61 レーザダイオード、LD 62 変調器、MOD
63 光ファイバ 80 パス切替要求信号
81 切替制御信号 82 光オン/オフ制御信号
83 光アンプ励起オン/オフ制御信号 83a 制御信号
84 LDオン/オフ制御信号 84a 制御信号
85 MODオン/オフ制御信号 85a 制御信号
86 コリメータ制御信号 87 PDモニタ光量信号
λ1〜λn 波長 P1〜P3 パス
S 光信号 C，C1〜C3 クロストーク
図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (4)
- 複数の入力ポート及び複数の出力ポートと、
該入力ポート及び該出力ポート間のパス設定をするために、各入力ポートからの光信号をそれぞれ受光する入力側可動ミラーと、
該入力側可動ミラーを経由した該光信号を該出力ポートに送る出力側可動ミラーとを備え、
各入力側可動ミラーに入射される光信号の波長が、隣接する該入力側可動ミラーに入射される光信号の波長と異なることを特徴とした光スイッチ。 - 請求項１において、
該入力側可動ミラーに入射される光信号の波長が、さらに、該隣接する入力側可動ミラーに隣接する入力側可動ミラーに入射される光信号の波長が異なることを特徴とした光スイッチ。 - 複数の入力ポート及び複数の出力ポートと、
該入力ポート及び該出力ポート間のパス設定をするために、各入力ポートからの光信号を受光する入力側可動ミラーと、
該入力側可動ミラーからの該光信号を各出力ポートにそれぞれ出力する出力側可動ミラーとを備え、
該出力側可動ミラーは、各々が所定個数以下のミラーで構成された複数の出力波長毎のエリアに分割されており、各エリアにおいて該所定個数が、2つのミラーの一方から他方に、該光信号が別のミラーを横切らずに直接パス切替できる数であることを特徴とした光スイッチ。 - 請求項３において、
さらに、該出力ポートに対応していない出力側可動ミラーを含んでいることを特徴とした光スイッチ。
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