JP4853962B2

JP4853962B2 - 光経路交換装置

Info

Publication number: JP4853962B2
Application number: JP2006301493A
Authority: JP
Inventors: 敏明久利
Original assignee: National Institute of Information and Communications Technology
Current assignee: National Institute of Information and Communications Technology
Priority date: 2006-11-07
Filing date: 2006-11-07
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2026-11-07
Also published as: JP2008116804A

Description

この発明は、光路入換スイッチを用いて光伝送路の交換を自在に行なう光経路交換装置に関している。

本発明の光経路交換装置は、例えば光通信の光交換機として用いるものであり、その構成部品には光スイッチを用いる。光スイッチとしては、２次元マイクロミラー型、ファイバ駆動型、マッハツェンダー干渉計型、あるいは全反射型光スイッチなどが知られている。

本発明は、これらの光スイッチを用いて構成した光路入換スイッチが基本であり、この光路入換スイッチを複数組み合わせた光経路交換装置である。２次元マイクロミラー型光スイッチは、鏡を移動して光スイッチとして用いるものであり、これを縦横に複数並べたものである。また、ファイバ駆動型光スイッチは、光ファイバを移動させて光路を切り換えるものである。マッハツェンダー干渉計型光スイッチでは、特に、熱光学光スイッチがよく知られている。また、全反射型光スイッチとしては、光ファイバの切断部の距離を変える光スイッチや、泡発生型あるいは泡移動型の光スイッチが知られている。これらは、屈折率の違いで起こる全反射の有無を制御して光スイッチに用いるものである。

本発明に比較的に関連する従来例として、特許文献１、２や特許文献３、４を挙げることができる。

特許文献１、２では、縦横に平行光経路列を配置し、平行光路の交差位置に片面反射鏡を移動して光経路を順次切り替えようとするものである。また、特許文献３には、マトリクス状に回転する可動ミラーを配置した光路切替装置が開示されている。さらに、特許文献４には、マトリクス状に可動ミラーを配置したマトリックス光スイッチが開示されている。ここで、可動ミラーは例えば、ＭＥＭＳ（MEMS：Micro Electro Mechanical System）である。

しかし、これらの文献に於ける開示は、基本的に、片面反射鏡を移動して光経路を切り替えるようとするものであり、このような反射鏡の移動を抑制した光路切換装置では、切り換える光路の数が増加すると、必要な反射鏡の数が急激に増加する。
特開昭５４−１２２１３４号公報特公昭６２−３９４０２号公報特公平３−８１１３１号公報特開２００５−６２４７１号公報

上記のような特許文献１から４に記載された従来方法では、反射鏡が片面反射を利用するものであることから、反射鏡一つに対して一つの光経路しか切り換えができなかった。そのため、複数の光経路の切り換えには光経路と同数の反射鏡を用意する必要があった。本発明では、両面反射鏡を用いた光スイッチ、あるいは、それと等価な機能をもった光スイッチを用いるものであり、特に両面反射鏡を用いる場合には、必要な反射鏡の数を抑制することができる。

この発明では、反射鏡の移動方式を同じものを用いると仮定すると、従来のものに比べて概ね半分の反射鏡数で光路切換ができるようになる。

反射鏡を用いた従来例を、図２に示す。ここで用いる反射鏡は両面反射鏡である必要は無く片面反射鏡である。図２（ａ）の反射鏡配置では、光は、ＡからＣに、またＢからＤに向かう。また、図２（ｂ）では、光は、ＡからＤに、またＢからＣに向かう。このように反射鏡の位置で光経路の交換をおこなうことができる。

本発明の原理を図１に示すように、本発明では、ＡあるいはＢから光を入力して、ＣあるいはＤに出力する。ここで用いる反射鏡は両面反射鏡である。この際、反射がない場合（図１（ａ））には、光は、ＡからＣに、またＢからＤに向かう。また、反射がある場合（図１（ｂ））には、光は、ＡからＤに、またＢからＣに向かう。このように反射の有無で光経路の交換をおこなうことができる。図１と図２との比較から分かるように、本発明で用いる反射鏡の数は、従来例に比べて原理的に少なくすることができる。

以下では、両面反射鏡を用いた例について説明するが、これと等価な機能を持つものであれば、両面反射鏡の代わりに用いることができる事は明らかである。これは、ファイバ駆動型光スイッチ、マッハツェンダー干渉計型光スイッチ、あるいは全反射型光スイッチで実現できる。

例えば、ファイバ駆動型光スイッチで、図１（ａ）と（ｂ）の切換を行なう光路を実現するには、入力Ａ、Ｂに対して、それぞれ出力Ｄ、Ｃを接続し、切換があったときには、入力Ａ、Ｂに対して、それぞれ出力Ｃ、Ｄを接続する。

また、マッハツェンダー干渉計型光スイッチは、２入力２出力であり、図１（ａ）と（ｂ）の切換を行なう機能を既に備えている。

また、全反射型光スイッチの例として、例えば、泡発生型あるいは泡移動型の光スイッチを用いる場合には、図１（ｂ）の両面反射鏡の位置に泡が位置するようにすればよい。

本発明の光経路交換装置は、それぞれ複数の入力端を有する第１光入力部および第２光入力部と、
それぞれ複数の出力端を有する第１光出力部および第２光出力部と、
複数の光路入換スイッチを備える光路入換手段で、上記の光路入換スイッチのそれぞれは、２入力２出力を備え、それぞれの光路の入換の有無を選択することが可能な光路入換手段と、を備え、
第１光入力部に属する入力端の数と第１光出力部に属する入力端の数とは等しく、
第２光入力部に属する入力端の数と第２光出力部に属する入力端の数とは等しく、
上記の光路入換スイッチが光路入換を行なわない場合は、第１光入力部に属する予め決められた入力端から入力した光を第１光出力部に属する予め決められた出力端に出力し、第２光入力部に属する予め決められた入力端から入力した光を第２光出力部に属する予め決められた出力端に出力する構成と、
上記の光路入換スイッチが光路入換を行なう場合は、第１光入力部に属する予め決められた入力端から入力した光を反射して第２光出力部に属する予め決められた出力端に出力し、第２光入力部に属する予め決められた入力端から入力した光を反射して第１光出力部に属する予め決められた出力端に出力する構成と、を備えることを特徴とする光経路交換装置を用いたもので、
特に、第１光入力部と第２光入力部は、四辺形の隣り合う辺に沿って配置され、第１光入力部と第２光入力部にそれぞれ対向する辺に沿って第１光出力部と第２光出力部とが配置され、
光反射手段は、第１光入力部に属する入力端の並びを列あるいは行とし、第２光入力部に属する入力端の並びをそれぞれ行あるいは列とする行列の予め決められた要素の位置に光路入換スイッチが設置されたものであることを特徴とする光経路交換装置で、
いずれも等しい行数と列数をもつ光経路交換装置である第１光経路交換装置と第２光経路交換装置を、直列に用いるものであって、
第１光経路交換装置で、第１光入力部の第Ｍおよび第Ｎ入力端への入力をそれぞれ第２光出力部の第Ｎおよび第Ｍ出力端に出力し、第２光入力部の第Ｎおよび第Ｍ入力端への入力をそれぞれ第１光出力部の第Ｍおよび第Ｎ出力端に出力し、
第１光経路交換装置の第１および第２光出力部をそれぞれ第２光経路交換装置の第２および第１光入力部に接続し、
第２光経路交換装置で、行列配置における対角要素（Ｍ、Ｍ）および（Ｎ、Ｎ）の位置に配置された光路入換スイッチを用いて、第２光経路交換装置における第１光入力部の第Ｍおよび第Ｎ入力端をそれぞれ第２光出力部の第Ｍおよび第Ｎ出力端に出力し、第２光入力部の第Ｍおよび第Ｎ入力端をそれぞれ第１光出力部の第Ｍおよび第Ｎ出力端に出力し、
第１光経路交換装置の第１光入力部の第Ｍ光入力端と第Ｎ光入力端への入力を、第２光経路交換装置の第２光出力部のそれぞれ第Ｎ光出力端と第Ｍ光出力端へ出力し、
第１光経路交換装置の第２光入力部の第Ｍ光入力端と第Ｎ光入力端への入力を、第２光経路交換装置の第１光出力部のそれぞれ第Ｎ光出力端と第Ｍ光出力端へ出力するものである。

また、本発明の光経路交換装置は、それぞれ複数の入力端を有する第１光入力部および第２光入力部と、
それぞれ複数の出力端を有する第１光出力部および第２光出力部と、
複数の光路入換スイッチを備える光路入換手段で、上記の光路入換スイッチのそれぞれは、２入力２出力を備え、それぞれの光路の入換の有無を選択することが可能な光路入換手段と、を備え、
第１光入力部に属する入力端の数と第１光出力部に属する入力端の数とは等しく、
第２光入力部に属する入力端の数と第２光出力部に属する入力端の数とは等しく、
上記の光路入換スイッチが光路入換を行なわない場合は、第１光入力部に属する予め決められた入力端から入力した光を第１光出力部に属する予め決められた出力端に出力し、第２光入力部に属する予め決められた入力端から入力した光を第２光出力部に属する予め決められた出力端に出力する構成と、
上記の光路入換スイッチが光路入換を行なう場合は、第１光入力部に属する予め決められた入力端から入力した光を反射して第２光出力部に属する予め決められた出力端に出力し、第２光入力部に属する予め決められた入力端から入力した光を反射して第１光出力部に属する予め決められた出力端に出力する構成と、を備えることを特徴とする光経路交換装置を用いたもので、
特に、第１光入力部と第２光入力部は、四辺形の隣り合う辺に沿って配置され、第１光入力部と第２光入力部にそれぞれ対向する辺に沿って第１光出力部と第２光出力部とが配置され、
光反射手段は、第１光入力部に属する入力端の並びを列とし第２光入力部に属する入力端の並びを行とする、あるいは第１光入力部に属する入力端の並びを行とし第２光入力部に属する入力端の並びを列とする行列の予め決められた要素の位置に光路入換スイッチが設置されたものであることを特徴とする光経路交換装置で、
いずれも等しい行数と列数をもつ光経路交換装置である第１光経路交換装置と第２光経路交換装置を、直列に用いるものであって、
第１光経路交換装置で、第１光入力部の第Ｍおよび第Ｎ入力端への入力をそれぞれ第２光出力部の第Ｎおよび第Ｍ出力端に出力し、第２光入力部の第Ｎおよび第Ｍ入力端への入力をそれぞれ第１光出力部の第Ｍおよび第Ｎ出力端に出力し、
第１光経路交換装置の第１および第２光出力部をそれぞれ第２光経路交換装置の第１および第２光入力部に接続し、
第２光経路交換装置で、行列配置における対角要素（Ｍ、Ｍ）および（Ｎ、Ｎ）の位置に配置された光路入換スイッチを用いて、第２光経路交換装置における第１光入力部の第Ｍおよび第Ｎ入力端をそれぞれ第２光出力部の第Ｍおよび第Ｎ出力端に出力し、第２光入力部の第Ｍおよび第Ｎ入力端をそれぞれ第１光出力部の第Ｍおよび第Ｎ出力端に出力し、
第１光経路交換装置の第１光入力部の第Ｍ光入力端と第Ｎ光入力端への入力を、第２光経路交換装置の第１光出力部のそれぞれ第Ｎ光出力端と第Ｍ光出力端へ出力し、
第１光経路交換装置の第２光入力部の第Ｍ光入力端と第Ｎ光入力端への入力を、第２光経路交換装置の第２光出力部のそれぞれ第Ｎ光出力端と第Ｍ光出力端へ出力するものである。

また、本発明の光経路交換装置では、出力端側に集光系を備え、光路入換スイッチで反射された光を出力端に集光してから出力するものである。

また、本発明の光経路交換装置では、一部の入力端と出力端とを入換えて用いるもので、光経路交換装置における入力端の一部を出力端とし、前期の入力端に対応する出力端を入力端とするものである。

より具体的には、上記の光路入換スイッチは、両面反射鏡で構成し、上記の両面反射鏡で光反射を行なうか、あるいは、行なわないかを選択することで光路入換の有無を選択することができる。

以下に、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明においては、同じ機能あるいは類似の機能をもった装置に、特別な理由がない場合には、同じ符号を用いるものとする。また、上記の様に、以下では両面反射鏡を用いた例について説明するが、これと等価な機能を持つものであれば、両面反射鏡の代わりに用いることができる。

まず、本発明で用いる主要部品から説明する。図３は、本発明に適用することのできる可動鏡を説明するための図である。両面反射鏡１は、コントローラ２０で制御された直線型駆動部２によって駆動され、両面反射鏡による反射の有無が設定される。両面反射鏡１が図３の実線の位置にあるとき、入力端４（あるいは５）から入力した光は、光路１０を辿り、両面反射鏡１（あるいはその裏面）で反射され、集光系９（あるいは８）で出力端７（あるいは６）に集光され、出力端７（あるいは６）を通じて出力される。また、両面反射鏡１が図３の破線の位置にあるとき、入力端４（あるいは５）から入力した光は、光路１１を辿り、反射されず、集光系８（あるいは９）で出力端６（あるいは７）に集光され、出力端６（あるいは７）を通じて出力される。

図３の駆動部は、直線型であったが、図４は、両面反射鏡１の回転型駆動部３であり、コントローラ２０で制御される。本発明では、反射の有無を制御できれば適用することができるので、両面反射鏡の駆動部については、この他のものを用いることができることは明らかである。

上記の図３あるいは図４に示した両面反射鏡を用いた本発明の例として模式図を図５に示す。ｍ、ｎをそれぞれＡ側、Ｂ側の入力端の序数として、例えば２組の入力端群（Ａ１〜Ａ５）、（Ｂ１〜Ｂ４）から伸びる光経路群（Ａ_n−Ｃ_nとＢ_m−Ｄ_m）の交差位置に両面反射鏡を配置する、もしくは、配置しないことで、１組の光経路群を同時に交換する。両面反射鏡は１組の光経路群の重心線の交差角の２等分線を垂線とするように配置する。ここで、重心線の交差角は直角である必要はない。両面反射鏡で反射する場合は、入力したＡ_nは、両面反射鏡の位置がＲ_m、nであるときＤ_mに出力され、入力したＢ_mはＣ_nに出力される。両面反射鏡による反射がない場合は、入力したＡ_nはＣ_nに出力され、入力したＢ_mはＤ_mに出力される。

従って、Ｒ_m、nとＲ_m、n（ｍ＜ｎとする）の位置にある２つの両面反射鏡によって、ＣとＤの出力には、次のように入れ換えられた出力を得ることができる。
第１光出力部：Ｃ側（Ａ₁Ａ₂・・・Ｂ_n・・・Ｂ_m・・・Ａ_M）
第２光出力部：Ｄ側（Ｂ₁Ｂ₂・・・Ａ_n・・・Ａ_m・・・Ｂ_N）

ここで、両面反射鏡は、Ｒ_m、nで表現される全ての行列要素に配置する必要はなく、実用上は、使用する要素に対応する位置に配置すればよい。また、２つの両面反射鏡に限定する必要はなく、さらに多数の両面反射鏡を用いることができる。例えば、上記でＲ_1、2とＲ_2、1に、さらに反射鏡を設置することで、Ａ₁とＡ₂、Ｂ₁とＢ₂とを、Ａ_nとＡ_m、Ｂ_nとＢ_mと同様に入換ることが出来る。

図５では、両面反射鏡で反射する光経路は１光路のみであるが、図６に示す様にひとつの光経路に複数の光路がある場合でも、何らの困難なしに適用することができる。さらに、一般に経路束がＭ×Ｎ本（Ｍ、Ｎは自然数）の場合、例えば、光経路束が３×２本の光経路が行列状に配列した光経路群の場合でも、本発明を適用することができる。光経路群内の光経路は入出力の両端で互いに分離できれば平行である必要はなく、さらに、２次元的もしくは３次元的に不等間隔に配置されてもよい。図６の例では、光経路束の各経路の進行方向が同一になっているが、逆方向や双方向を含め、同一である必要もなく、混在していても構わない。

さらに、光経路交換装置における各光経路長は、入力端および出力端に余長を設けることで同一、もしくは、指定誤差範囲内の全長に調整することが可能である。

図７は、第１および第２光入力部の入力端数を互いに等しくした例である。この場合は、Ｒ_m、nは正方行列（Ｍ×Ｍ）となる。ｍ≠ｎの場合には、上記と同様に入力された端位置の光の順序を入れ換えて出力することができることは明らかであるが、ｍ＝ｎで対角線上にある場合は、序数ｍの入力に対する出力先を入れ換えて出力する。

このため、（１）Ｒ_m、nとＲ_n、mとで両面反射するものとし、さらに、（２）Ｒ_m、mとＲ_n、n以外の対角部分で両面反射するようにすることで、
第１光出力部：Ｃ側（Ｂ₁Ｂ₂・・・Ｂ_n・・・Ｂ_m・・・Ｂ_M）、
第２光出力部：Ｄ側（Ａ₁Ａ₂・・・Ａ_n・・・Ａ_m・・・Ａ_N）、
となるようにＡあるいはＢの並びのｍ、ｎ番を入換えることができる。

例えば、図７では、
第１光出力部：Ｃ側（Ａ₁Ｂ₃Ｂ₂Ｂ₄）、
第２光出力部：Ｄ側（Ｂ₁Ａ₃Ａ₂Ａ₄）、
であるが、Ｒ_1、1で両面反射することにより、
第１光出力部：Ｃ側（Ｂ₁Ｂ₃Ｂ₂Ｂ₄）、
第２光出力部：Ｄ側（Ａ₁Ａ₃Ａ₂Ａ₄）、
となり、それぞれの２、３番を入換ることになる。

さらに、図８は、複数の光経路交換装置を用いたもので、第１光経路交換装置と第２光経路交換装置を接続したものである。但し、第１光経路交換装置の第１（あるいは第２）光出力部からの出力を第２光経路交換装置の第２（あるいは第１）光入力部へ入力する。その入力順の一部を入換えた出力を、第２の光経路交換装置の第２（あるいは第１）光出力部から出力する。例えば、第１光経路交換装置のＭ行Ｍ列のＲ_m、nとＲ_m、n（ｍ＜ｎとする）の位置に両面反射鏡を設け、第２光経路交換装置のＲ_m、mとＲ_n、n（ｍ＜ｎとする）に両面反射鏡を設けることで、第１光経路交換装置へのＡ側およびＢ側への入力：
（Ａ₁Ａ₂・・・Ａ_M）および（Ｂ₁Ｂ₂・・・Ｂ_N）
のそれぞれの内部の一部を入れ換えて、
第２光経路交換装置へのＣ側およびＤ側への出力：
Ｃ側（Ｂ₁Ｂ₂・・・Ｂ_n・・・Ｂ_m・・・Ｂ_M）
Ｄ側（Ａ₁Ａ₂・・・Ａ_n・・・Ａ_m・・・Ａ_M）
を得ることができる。

また、図９も複数の光経路交換装置を用いて上記の入換特性を用いたものであるが、図８とは異なる接続法で第１光経路交換装置と第２光経路交換装置を接続したものである。但し、第１光経路交換装置の第１（あるいは第２）光出力部からの出力を第２光経路交換装置の第１（あるいは第２）光入力部へ入力する。上記と同様に両面反射鏡を設けることで、第１光経路交換装置へのＡ側およびＢ側への入力：
（Ａ₁Ａ₂・・・Ａ_M）および（Ｂ₁Ｂ₂・・・Ｂ_N）
のそれぞれの内部の一部を入換えて、
第２光経路交換装置へのＣ側およびＤ側への出力：
Ｃ側（Ａ₁Ａ₂・・・Ａ_n・・・Ａ_m・・・Ａ_M）および
Ｄ側（Ｂ₁Ｂ₂・・・Ｂ_n・・・Ｂ_m・・・Ｂ_M）
を得ることができる。

Ａ系統、Ｂ系統をそれぞれ送信、受信に使うなどして、対で使う場合には、同時に入換えることができることになる。図６に示す構成は、類似の機能を備えているが、図６の場合は光経路が並行するのに対して、図８あるいは図９の構成では、光経路を直交させることができ、クロストークを抑制する上で有利である。

両面反射体の配置方法により、幾つかの光スイッチを形成できる。例えば図５で、光経路の進行方向がＡ側からＣ側、Ｂ側からＤ側の方向であり、Ａ_mとＣ_m、および、Ｂ_nとＤ_nがそれぞれ、同じ目的地との往復リンクである場合、双方向同時交換モードをもった光スイッチとなる。さらに、Ａ_mとＣ_mが制御局などとリンクされていて、Ｂ_nとＤ_nがリンクされた目的地に設置されたセンサを介してセンシングを行う場合、スキャニングモードとして働かせることができる。このセンシングが一つずつ順次行われれば、シーケンシャル・スキャニングモード、全てセンシングが同時に行われれば、マルチ・スキャニングモード、一部のセンシングが選択的に行われれば、セレクティブ・スキャニングモードとなる。この他、特定の光経路Ａ_m−Ｃ_mの列ｍに対し、全ての両面反射体が配置された場合、全てのＢ_n−Ｄ_nの目的地に対してブロードキャスティングもしくはモニターを行う、ブロードキャストモードもしくはモニターモードとなる。また、各入力に異なる波長もしくは異なる波長群が割り当てられた場合、波長同時交換が可能となる。

本発明の原理を示す模式図である。従来技術の原理を示す模式図である。本発明で用いる主要部品を示す模式図である。本発明で用いる主要部品を示す模式図である。本発明の模式図である。ひとつの光経路に複数の光路がある場合の本発明の模式図である。第１および第２光入力部の入力端数を互いに等しくした例を示す模式図である。第１光経路交換装置と第２光経路交換装置を接続した例を示す模式図である。第１光経路交換装置と第２光経路交換装置を接続した他の例を示す模式図である。

符号の説明

１両面反射鏡
２直線型駆動部
３回転型駆動部
４、５入力端
６、７出力端
８、９集光系
１０、１１光路
２０コントローラ

Claims

それぞれ複数の入力端を有する第１光入力部および第２光入力部と、
それぞれ複数の出力端を有する第１光出力部および第２光出力部と、
複数の光路入換スイッチを備える光路入換手段で、上記の光路入換スイッチのそれぞれは、２入力２出力を備え、それぞれの光路の入換の有無を選択することが可能な光路入換手段と、を備え、
第１光入力部に属する入力端の数と第１光出力部に属する入力端の数とは等しく、
第２光入力部に属する入力端の数と第２光出力部に属する入力端の数とは等しく、
上記の光路入換スイッチが光路入換を行なわない場合は、第１光入力部に属する予め決められた入力端から入力した光を第１光出力部に属する予め決められた出力端に出力し、第２光入力部に属する予め決められた入力端から入力した光を第２光出力部に属する予め決められた出力端に出力する構成と、
上記の光路入換スイッチが光路入換を行なう場合は、第１光入力部に属する予め決められた入力端から入力した光を反射して第２光出力部に属する予め決められた出力端に出力し、第２光入力部に属する予め決められた入力端から入力した光を反射して第１光出力部に属する予め決められた出力端に出力する構成と、を備えることを特徴とする光経路交換装置を用いたもので、
特に、第１光入力部と第２光入力部は、四辺形の隣り合う辺に沿って配置され、第１光入力部と第２光入力部にそれぞれ対向する辺に沿って第１光出力部と第２光出力部とが配置され、
光反射手段は、第１光入力部に属する入力端の並びを列（あるいは行）の並びとし、第２光入力部に属する入力端の並びを行（あるいは列）の並びとする行列の予め決められた要素の位置に光路入換スイッチが設置されたものであることを特徴とする光経路交換装置で、
いずれも等しい行数と列数をもつ光経路交換装置である第１光経路交換装置と第２光経路交換装置を、直列に用いるものであって、
第１光経路交換装置で、第１光入力部の第Ｍおよび第Ｎ入力端への入力をそれぞれ第２光出力部の第Ｎおよび第Ｍ出力端に出力し、第２光入力部の第Ｎおよび第Ｍ入力端への入力をそれぞれ第１光出力部の第Ｍおよび第Ｎ出力端に出力し、
第１光経路交換装置の第１および第２光出力部をそれぞれ第２光経路交換装置の第２および第１光入力部に接続し、
第２光経路交換装置で、行列配置における対角要素（Ｍ、Ｍ）および（Ｎ、Ｎ）の位置に配置された光路入換スイッチを用いて、第２光経路交換装置における第１光入力部の第Ｍおよび第Ｎ入力端をそれぞれ第２光出力部の第Ｍおよび第Ｎ出力端に出力し、第２光入力部の第Ｍおよび第Ｎ入力端をそれぞれ第１光出力部の第Ｍおよび第Ｎ出力端に出力し、
第１光経路交換装置の第１光入力部の第Ｍ光入力端と第Ｎ光入力端への入力を、第２光経路交換装置の第２光出力部のそれぞれ第Ｎ光出力端と第Ｍ光出力端へ出力し、
第１光経路交換装置の第２光入力部の第Ｍ光入力端と第Ｎ光入力端への入力を、第２光経路交換装置の第１光出力部のそれぞれ第Ｎ光出力端と第Ｍ光出力端へ出力することを特徴とする光経路交換装置。
それぞれ複数の入力端を有する第１光入力部および第２光入力部と、
それぞれ複数の出力端を有する第１光出力部および第２光出力部と、
複数の光路入換スイッチを備える光路入換手段で、上記の光路入換スイッチのそれぞれは、２入力２出力を備え、それぞれの光路の入換の有無を選択することが可能な光路入換手段と、を備え、
第１光入力部に属する入力端の数と第１光出力部に属する入力端の数とは等しく、
第２光入力部に属する入力端の数と第２光出力部に属する入力端の数とは等しく、
上記の光路入換スイッチが光路入換を行なわない場合は、第１光入力部に属する予め決められた入力端から入力した光を第１光出力部に属する予め決められた出力端に出力し、第２光入力部に属する予め決められた入力端から入力した光を第２光出力部に属する予め決められた出力端に出力する構成と、
上記の光路入換スイッチが光路入換を行なう場合は、第１光入力部に属する予め決められた入力端から入力した光を反射して第２光出力部に属する予め決められた出力端に出力し、第２光入力部に属する予め決められた入力端から入力した光を反射して第１光出力部に属する予め決められた出力端に出力する構成と、を備えることを特徴とする光経路交換装置を用いたもので、
特に、第１光入力部と第２光入力部は、四辺形の隣り合う辺に沿って配置され、第１光入力部と第２光入力部にそれぞれ対向する辺に沿って第１光出力部と第２光出力部とが配置され、
光反射手段は、第１光入力部に属する入力端の並びを列（あるいは行）の並びとし、第２光入力部に属する入力端の並びを行（あるいは列）の並びとする行列の予め決められた要素の位置に光路入換スイッチが設置されたものであることを特徴とする光経路交換装置で、
いずれも等しい行数と列数をもつ光経路交換装置である第１光経路交換装置と第２光経路交換装置を、直列に用いるものであって、
第１光経路交換装置で、第１光入力部の第Ｍおよび第Ｎ入力端への入力をそれぞれ第２光出力部の第Ｎおよび第Ｍ出力端に出力し、第２光入力部の第Ｎおよび第Ｍ入力端への入力をそれぞれ第１光出力部の第Ｍおよび第Ｎ出力端に出力し、
第１光経路交換装置の第１および第２光出力部をそれぞれ第２光経路交換装置の第１および第２光入力部に接続し、
第２光経路交換装置で、行列配置における対角要素（Ｍ、Ｍ）および（Ｎ、Ｎ）の位置に配置された光路入換スイッチを用いて、第２光経路交換装置における第１光入力部の第Ｍおよび第Ｎ入力端をそれぞれ第２光出力部の第Ｍおよび第Ｎ出力端に出力し、第２光入力部の第Ｍおよび第Ｎ入力端をそれぞれ第１光出力部の第Ｍおよび第Ｎ出力端に出力し、
第１光経路交換装置の第１光入力部の第Ｍ光入力端と第Ｎ光入力端への入力を、第２光経路交換装置の第１光出力部のそれぞれ第Ｎ光出力端と第Ｍ光出力端へ出力し、
第１光経路交換装置の第２光入力部の第Ｍ光入力端と第Ｎ光入力端への入力を、第２光経路交換装置の第２光出力部のそれぞれ第Ｎ光出力端と第Ｍ光出力端へ出力することを特徴とする光経路交換装置。
出力端側に集光系を備え、光路入換スイッチで反射された光を出力端に集光してから出力することを特徴とする請求項１または２のいずれか１つに記載の光経路交換装置。
請求項１から３のいずれか１つに記載の光経路交換装置における入力端の一部を出力端とし、前記の入力端に対応する出力端を入力端とすることを特徴とする光経路交換装置。
上記の光路入換スイッチは、両面反射鏡で構成され、上記の両面反射鏡で光反射を行なうか、あるいは、行なわないかを選択することで光路入換の有無を選択することが可能であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の光経路交換装置。