JP5411170B2 - 光スイッチシステム - Google Patents

Description

本発明は、フォトニックネットワークにおける光ノードを構成する光スイッチシステムに関するものである。

図１に従来のフォトニックＮＷ（Ｎｅｔｗｏｒｋ）の構成例を示す。図１に示すように、フォトニックＮＷは、複数の光ノードと光ノード間を接続する光ファイバで構成されている（例えば、非特許文献１を参照。）。

フォトニックＮＷを介してクライアント信号を転送する場合は、信号を送信する光ノードにおいてクライアント信号を光信号に変換し、変換した光信号を、前記送信する光ノードから光信号を受信する光ノードまで転送して、前記受信する光ノードにおいて光信号からクライアント信号に変換する。この際、送信光ノードから受信光ノードまでの光信号の経路を光パスと呼び、光信号を光パス信号と呼ぶ。

図１に示すフォトニックＮＷにおいては、光ノードにＲＯＡＤＭ（Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）ノードを用いている。ＲＯＡＤＭノードは、隣接したＲＯＡＤＭノードから転送された波長多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）信号から、波長単位で光パス信号の分岐・挿入を行い、別の隣接したＲＯＡＤＭノードにＷＤＭ信号を転送することを可能にするノードである。ＲＯＡＤＭノードには、２つの隣接したＲＯＡＤＭノードと接続可能な２−ｄｅｇｒｅｅ ＲＯＡＤＭと、３つ以上の隣接したＲＯＡＤＭノードと接続可能なＭｕｌｔｉ−ｄｅｇｒｅｅ ＲＯＡＤＭがある。これらのＲＯＡＤＭノードにより、リングＮＷ、マルチリングＮＷ、メッシュＮＷを構築することが可能である。なお。２−ｄｅｇｒｅｅ ＲＯＡＤＭ、Ｍｕｌｔｉ−ｄｅｇｒｅｅ ＲＯＡＤＭ等における”ｄｅｇｒｅｅ”とは方路数を意味しており、当該ＲＯＡＤＭノードが接続できる隣接したＲＯＡＤＭノードの数に相当する。

図２に従来のＭｕｌｔｉ−ｄｅｇｒｅｅ ＲＯＡＤＭノードの構成例を示す。図２に示すように、当該Ｍｕｌｔｉ−ｄｅｇｒｅｅ ＲＯＡＤＭノードは、隣接ノードに送信する、または、隣接ノードから受信するＷＤＭ信号を増幅する光アンプと、クライアント信号を光パス信号に変換して送信する送信機と、光パス信号を受信してクライアント信号に変換する受信機と、光パス信号の経路を切替える光パス切り替え手段で構成される。

図２に示す構成例では、光パス信号の経路を切替える光パス切り替え手段として、光カプラ、１×９ＷＳＳ、および９×１ＷＳＳを用いている。ここで、ＷＳＳ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｓｗｉｔｃｈ：波長選択スイッチ）とは、各入出力ポートにおいてＷＤＭ信号を入出力し、スイッチ機能として波長単位で接続する入出力ポートを選択することが可能なスイッチである。入力１ポートと出力９ポートを備えるＷＳＳが１×９ＷＳＳであり、入力９ポートと出力１ポートを備えるＷＳＳが９×１ＷＳＳである。

図２に示す構成例では、送信機において任意の波長の光パス信号を送信し、且つ、受信機において任意の波長の光パス信号を受信することが可能なカラーレス機能を備えている。なお、光ノードの構成としては、図２に示す構成の他、カラーレス機能の無いＲＯＡＤＭノードや、２−ｄｅｇｒｅｅのＲＯＡＤＭノードが報告されている。

Ｅ．Ｂｅｒｔ．Ｂａｓｃｈ，ｅｔ．ａｌ，"Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ Ｔｒａｄｅｏｆｆｓ ｆｏｒ Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ Ｄｅｎｓｅ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ"，ＩＥＥＥ Ｊ．ｏｆ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｔｏｐｉｃｓ ｉｎ Ｑｕａｎｔｕｍ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ． Ｖｏｌ．１２，Ｎｏ．４，ＪＵＬＹ／ＡＵＧＵＳＴ ２００６

光ノード製造者は、光ノードを構成する光アンプ、送受信機および光パス切り替え手段となる光スイッチなどの光部品を内製して光ノードを作製する場合もあるが、通常、光サブシステム製造者から、光部品を複数個組み合わせた光サブシステムの提供を受けて、光ノードを製造する。図３はＭ−ｄｅｇｒｅｅ ＲＯＡＤＭ（Ｍは２以上の整数）である光ノード４０１と、光ノード４０１を構成する光サブシステム１１の関係を示した図である。光ノード４０１は、光ノード４０１全体を管理するノード管理制御部１０とＭ個の光サブシステム１１から構成され、ノード管理制御部１０が各光サブシステム１１の制御を行う。

光サブシステム製造者は、光サブシステムの小型化や製造コスト低減を実現するために、複数の光部品を同一の制御ボード上に実装した構成の光サブシステムを製造している。小型化の観点からは、全ての光部品を単一の制御ボードに実装することが望ましいが、通常、単一制御ボードへの実装は技術的に難しい場合が多く、光部品を複数の制御ボードに分割して実装する形態を採用している。また、故障交換時の利便性や、将来の機能拡張性を考慮すると、全光部品の単一制御ボードへの実装という形態が常に望ましいわけではなく、光部品を複数の制御ボードへ分散して実装する形態が望まれる場合もある。

次に、複数の制御ボードで光サブシステムを構成する具体例を説明する。図４に、光パス設定機能を備えた光サブシステム１１の構成を示す。光サブシステム１１は、入力側の光パスとして方路ｍ（１≦ｍ≦Ｍ）と接続された分岐側方路選択スイッチ３１と、出力側の光パスとして方路ｍと接続された合流側方路選択スイッチ３３と、受信機４１と接続された分岐側波長割当スイッチ３２と、送信機４２と接続された合流側波長割当スイッチ３４から構成される。言い換えると、光スイッチ３１は分岐側方路選択スイッチの光スイッチ機能を有し、光スイッチ３２は分岐側波長割当スイッチの光スイッチ機能を有し、光スイッチ３３は合流側方路選択スイッチの光スイッチ機能を有し、光スイッチ３４は合流側波長割当スイッチの光スイッチ機能を有している。

ここで、２つの光スイッチ機能を同一の制御ボードに搭載する形態を、光スイッチシステムと定義する。２つの光スイッチ機能を有する光スイッチシステムを利用して、図４に示す光サブシステム１１を作製する場合、以下の課題がある。光スイッチシステムを構成する光スイッチ機能の組合せとして、｛分岐側方路切替，分岐側波長割当｝、｛合流側方路切替，合流側波長割当｝、｛分岐側方路切替，合流側方路切替｝、｛分岐側波長割当，合流側波長割当｝などが考えられる。すなわち、ハードウエアとしては同一の光スイッチシステムを作製する場合であっても、採用する光スイッチ機能の組合せに応じて、異なる制御機能を備えた光スイッチシステムを作製する必要が発生する。また、採用する光スイッチ機能の組合せに応じて、光スイッチシステムを構成する２つの光スイッチの入出力ポートの光学接続を変更する必要が発生する。つまり、例示した光スイッチ機能の組合せに対応するためには、合計４種類の異なる制御機能、および、異なる２つの光スイッチ間の光学接続を備えた光スイッチシステムを提供する必要がある。

このように、複数の光スイッチ機能の組合せに対応するためには、光スイッチシステム製造者は個々の光スイッチ機能の組合せに応じて、光スイッチシステムをそれぞれ個別に設計及び製造する必要があり、開発に膨大なコストや長い時間が必要という課題があった。

そこで、前記課題を解決するために、本発明は、光スイッチシステム上の光スイッチ機能の組合せが変わっても個別に設計及び製造する必要がなく、開発期間が短く且つ低コストである光スイッチシステムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る光スイッチシステム及び光スイッチシステム制御方法は、複数の光スイッチから構成され、前記光スイッチ間の光学的接続方法の変更を可能にする機構を備え、前記光スイッチの制御方法の変更を可能にする光スイッチモジュール制御部を備えることとした。

具体的には、本発明に係る光スイッチシステムは、
１つの第一ポートと複数の第二ポートを有し、前記第一ポートと任意に選択した前記第二ポートとを接続する光スイッチを２つと、
２つの前記光スイッチ間で前記第一ポートといずれかの前記第二ポートとを接続又は切断する接続機構と、
前記光スイッチのそれぞれが持つことができる光スイッチ機能の状態を示した接続状態遷移図を有し、前記光スイッチのそれぞれがいずれかの前記光スイッチ機能の状態となるように前記接続機構の接続を制御する光スイッチモジュール制御部と、
を有する制御ボードを備える光スイッチシステムであって、
前記光スイッチモジュール制御部は、
光スイッチシステム制御部及び論理物理変換部を有しており、
前記光スイッチシステム制御部は、光パス設定要求を受信したときに、前記光パス設定要求で要求されている前記光スイッチ機能を解析し、前記接続状態遷移図を参照して光パス設定の可否を判断し、光パス設定が可能であるときに前記論理物理変換部に前記光パス設定要求を送信し、
前記論理物理変換部は、論理物理変換テーブルを参照して前記光パス設定要求を光スイッチ設定要求に変換し、前記光スイッチ及び前記接続機構を駆動する
ことを特徴とする。

同一の光部品を組み合わせた光スイッチシステムであっても、光スイッチ間の接続を変更すれば、多様な光スイッチ機能を組み合わせた光スイッチシステムとすることができ、設計及び製造に必要となるコスト及び時間を低減できる。

従って、本発明は、光スイッチシステム上の光スイッチ機能の組合せが変わっても個別に設計及び製造する必要がなく、開発期間が短く且つ低コストである光スイッチシステムを提供することができる。

本発明に係る光スイッチシステムは、２つの前記制御ボードを管理し、光パス設定要求を受信したときに、前記制御ボードが有する前記光スイッチそれぞれの接続状態遷移図を参照して光パス設定の可否を判定し、光パス設定が可能であるときに前記制御ボードが有する前記光スイッチモジュール制御部それぞれに前記光パス設定要求を送信する光サブシステム制御部をさらに備えることを特徴とする。

２つの制御ボードを管理して、各制御ボードの光スイッチそれぞれに光スイッチ機能を個別に設定することで、使用する光部品の組み合わせが変わっても個別に設計及び製造する必要がなく、開発期間が短く且つ低コストである光サブシステムとすることができる。

本発明に係る光スイッチシステムは、
それぞれ光レベルモニタを持つ１つの第一ポートと複数の第二ポートを有し、前記第一ポートと任意に選択した前記第二ポートとを接続する光スイッチを２つと、
２つの前記光スイッチ間で前記第一ポートといずれかの前記第二ポートとを接続又は切断する接続機構と、
前記光スイッチのそれぞれが設定できる光信号レベルモニタ点の状態を示した光レベル状態遷移図を有し、前記光スイッチのそれぞれがいずれかの前記光信号レベルモニタ点の状態となるように前記接続機構の接続を制御する光スイッチモジュール制御部と、
を有する制御ボードを備える光スイッチシステムであって、
前記光スイッチモジュール制御部は、
光スイッチシステム制御部及び論理物理変換部を有しており、
前記光スイッチシステム制御部は、光信号レベルモニタ要求を受信したときに、前記光信号レベルモニタ要求で要求されている光信号レベルモニタ点を解析し、前記光レベル状態遷移図を参照して光信号レベルモニタの可否を判断し、光信号レベルモニタが可能であるときに前記論理物理変換部に前記光信号レベルモニタ要求を送信し、
前記論理物理変換部は、論理物理変換テーブルを参照して前記光信号レベルモニタ要求を光信号レベル測定要求に変換し、前記光スイッチ及び前記接続機構を駆動する
ことを特徴とする。

本光スイッチシステムは、所定箇所に光レベルモニタをさらに備えるため、前述のように光スイッチ間の接続を変更をすることで、多様な光信号の光強度の監視設定に対応することができる。

本発明に係る光スイッチシステムは、２つの前記制御ボードを管理し、前記光信号レベルモニタ要求を受信したときに、前記制御ボードが有する前記光スイッチそれぞれの光レベル状態遷移図を参照して光信号レベルモニタの可否を判定し、光信号レベルモニタが可能であるときに前記制御ボードが有する前記光スイッチモジュール制御部それぞれに前記光信号レベルモニタ要求を送信する光サブシステム制御部をさらに備えることを特徴とする。

２つの制御ボードを管理して、各制御ボードの光スイッチそれぞれに光スイッチ機能を個別に設定することで、使用する光部品の組み合わせが変わっても個別に設計及び製造する必要がなく、開発期間が短く且つ低コストである光サブシステムとすることができる。

本発明に係る光スイッチシステムは、
１つの第一ポートと複数の第二ポートを有し、前記第一ポートと任意に選択した前記第二ポートとを接続する光スイッチを２つと、
２つの前記光スイッチ間で前記第一ポートといずれかの前記第二ポートとを接続又は切断する接続機構と、
前記光スイッチのそれぞれが設定できるＡＬＣ経路の状態を示したＡＬＣ状態遷移図を有し、前記光スイッチのそれぞれがいずれかの前記ＡＬＣ経路の状態となるように前記接続機構の接続を制御する光スイッチモジュール制御部と、
を有する制御ボードを備える光スイッチシステムであって、
一方の前記光スイッチは、第一ポートに光レベルモニタを持ち、第二ポートに光強度を調整する光強度調整機能を持ち、
前記光スイッチモジュール制御部は、
光スイッチシステム制御部及び論理物理変換部を有しており、
前記光スイッチシステム制御部は、ＡＬＣ制御要求を受信したときに、前記ＡＬＣ制御要求で要求されている光信号レベルモニタ点を解析し、前記ＡＬＣ状態遷移図を参照してＡＬＣの可否を判断し、ＡＬＣが可能であるときに前記論理物理変換部に前記ＡＬＣ制御要求を送信し、
前記論理物理変換部は、論理物理変換テーブルを参照して前記ＡＬＣ制御要求を光信号レベル測定要求及び光強度調整要求に変換し、前記光スイッチ及び前記接続機構を駆動する
ことを特徴とする。

本光スイッチシステムは、出力方路から出力する光信号の光強度を光レベルモニタで測定して調整できるため、前述のように光パス設定の変更をすることで、多様な光信号の光強度制御に対応することができる。

本発明に係る光スイッチシステムは、２つの前記制御ボードを管理し、前記ＡＬＣ制御要求を受信したときに、前記制御ボードが有する前記光スイッチそれぞれのＡＬＣ状態遷移図を参照してＡＬＣの可否を判定し、ＡＬＣが可能であるときに前記制御ボードが有する前記光スイッチモジュール制御部それぞれに前記ＡＬＣ制御要求を送信する光サブシステム制御部をさらに備えることを特徴とする。

２つの制御ボードを管理して、各制御ボードの光スイッチそれぞれに光スイッチ機能を個別に設定することで、使用する光部品の組み合わせが変わっても個別に設計及び製造する必要がなく、開発期間が短く且つ低コストである光サブシステムとすることができる。

本発明に係る光スイッチシステムは、前記論理物理変換部の前記論理物理変換テーブルの設定を変更する設定変更機能部をさらに備えることを特徴とする。本光スイッチシステムは、上位装置からのコマンドを入力することで、多様な光パス設定、監視設定、光強度制御、運用形態変更に対応することができる。

例えば、本発明に係る光スイッチシステムの前記接続機構は、一方が１以上のポートを有し、他方が２以上のポートを有する接続光スイッチであることを特徴とするとすることができる。

例えば、本発明に係る光スイッチシステムの２つの前記光スイッチのうち少なくとも一方が波長選択スイッチであることを特徴とするとすることができる。

例えば、本発明に係る光スイッチシステムの前記接続機構が、平面光波回路で形成されていることを特徴とするとすることができる。

本発明は、光スイッチシステム上の光スイッチ機能の組合せが変わっても個別に設計及び製造する必要がなく、開発期間が短く且つ低コストである光スイッチシステムを提供することができる。

フォトニックネットワークの構成例を示す図である。 従来のＭ−ｄｅｇｒｅｅ ＲＯＡＤＭノードの構成例を示す図である。 Ｍ−ｄｅｇｒｅｅ ＲＯＡＤＭノードと光サブシステムの関係を示す図である。 光サブシステムの構成例を示す図である。 本発明に係る光スイッチシステムを説明する図である。 本発明に係る光スイッチシステムを説明する図である。 （ａ）〜（ｄ）本発明に係る光スイッチシステムに要求される光スイッチ機能を説明する図である。 （ａ）〜（ｅ）本発明に係る光スイッチシステムにおける光スイッチ間の光学的接続方法を説明する図である。 本発明に係る光スイッチシステムにおける光スイッチ制御機能の割当方法を示す図である。 本発明に係る光スイッチシステムの各制御機能部の情報交換経路を示す図である。 本発明に係る光スイッチシステムの各制御機能部の情報交換経路を示す図である。 本発明に係る光スイッチシステムの論理物理変換部における論理物理変換テーブルを示す図である。 光信号レベルモニタ機能を備えた光サブシステムの構成例を示す図である。 本発明に係る光スイッチシステムを説明する図である。 本発明に係る光スイッチシステムにおける光信号レベルモニタ点を示す図である。 本発明に係る光スイッチシステムの論理物理変換部における論理物理変換テーブルを示す図である。 ＡＬＣ機能を備えた光サブシステムの構成例を示す図である。 本発明に係る光スイッチシステムを説明する図である。 本発明に係る光スイッチシステムを説明する図である。 （ａ）（ｂ）本発明に係る光スイッチシステムの論理物理変換部における論理物理変換テーブルを示す図である。 本発明に係る光スイッチシステムを説明する図である。 本発明に係る光スイッチシステムに要求される光学的接続方法を説明する図である。 本発明に係る光スイッチシステムを構成する接続機構を説明する図である。

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

（実施形態１）
［設定系処理：光パス設定］
ＲＯＡＤＭノードを構成する光スイッチシステムにおける設定系処理として、光ノード内の光パス設定方法を例に挙げ、本実施形態の光スイッチシステムを説明する。

はじめに、図４に示す光パス設定機能を備えた光サブシステム１１の構成について、光パス設定方法の詳細を説明する。分岐側方路選択スイッチ３１は、方路ｍの入力光パスを、方路ｍにおける受信機４１に接続するか、もしくは、他方路ｍ’（ｍ≠ｍ’）に接続するか、ノード管理制御部１０からの命令に従いスイッチの出力ポートを選択して、スイッチの入力ポートと該当出力ポートを接続することで光パスを設定する。ここで、光パスを方路ｍにおける受信機に接続する場合を、Ｄｒｏｐ状態と定義する。Ｄｒｏｐの場合、分岐側波長割当スイッチ３２は、光パスをどの受信機４１に接続するか、ノード管理制御部１０からの命令に従いスイッチの出力ポートを選択して、スイッチの入力ポートと該当出力ポートを接続することで光パスを設定する。

合流側方路選択スイッチ３３は、方路ｍの出力光パスを、方路ｍにおける送信機４２に接続するか、もしくは、他方路ｍ’（ｍ≠ｍ’）に接続するか、ノード管理制御部からの命令に従いスイッチの入力ポートを選択して、スイッチの出力ポートと該当入力ポートを接続することで光パスを設定する。ここで、光パスを方路ｍにおける送信機に接続する場合を、Ａｄｄ状態と定義する。Ａｄｄの場合、合流側波長割当スイッチ３４は、光パスをどの送信機４２に接続するか、ノード管理制御部１０からの命令に従いスイッチの入力ポートを選択して、スイッチの出力ポートと該当入力ポートを接続することで光パスを設定する。

以上に説明したように、光パス設定機能を備えた光サブシステム１１は、分岐側方路選択スイッチ３１、分岐側波長割当スイッチ３２、合流側方路選択スイッチ３３および合流側波長割当スイッチ３４である４つの光スイッチ機能で構成される。

次に、光パス設定機能を備えた光サブシステム１１が備える光スイッチシステム２５の詳細を説明する。図５は光スイッチシステム２５の構成、および、光サブシステム１１と光スイッチシステム２５の関係を示している。光スイッチシステム２５は、２つの光スイッチ（光スイッチ３０−１および光スイッチ３０−２）を搭載した制御ボード２７と、光スイッチシステム制御部１３から構成される。説明を簡潔にするため、光スイッチの入力ポートを“ＩＮ”、出力ポートを“１”、“２”、…、“ｎ”、…“Ｎ−１”、“Ｎ”（Ｎは自然数）と表記する。例えば、光スイッチとして１×９ＷＳＳを採用する場合、Ｎ＝９とすればよい。なお、入力ポート、出力ポートとは便宜的な呼称であり、必ずしも光パスの開通方向に対応するものではない。具体的には、“ＩＮ”から信号光が入力し、“ｎ”から出力する場合、逆に“ｎ”から信号光が入力し、“ＩＮ”から出力する場合、両方成立する。２つの制御ボード２７は光スイッチシステム制御部１５で制御され、光スイッチシステム制御部１５は光サブシステム制御部１３によって制御される。

図６は、光サブシステム１１に光スイッチシステム２５を適用する場合に、光スイッチシステム２５の光スイッチ３０に光スイッチ機能を割り当てる光スイッチ機能割当方法である。光スイッチ機能割当方法として、
［１］分岐側方路選択スイッチ − 分岐側波長割当スイッチ
［２］合流側方路選択スイッチ − 合流側波長割当スイッチ
［３］分岐側方路選択スイッチ − 合流側方路選択スイッチ
［４］分岐側波長割当スイッチ − 合流側波長割当スイッチ
以上の４通りを考える。

図７は、図６に示した光スイッチ機能割当方法に対する、制御ボード２７上の光スイッチ３０に要求される光スイッチ機能を示している。（ａ）が［１］、（ｂ）が［２］、（ｃ）が［３］、（ｄ）が［４］にそれぞれ対応している。

図８は、図６に示した光スイッチ機能割当方法に対する、光スイッチ３０−１と光スイッチ３０−２の間の接続機構による光学的接続方法を説明する図である。（ａ）は［１］に対応しており、光スイッチ３０−１のポート“１”〜“Ｎ”のうちの任意の１本を、光スイッチ３０−２のポート“ＩＮ”に接続している。（ｂ）は［２］に対応しており、光スイッチ３０−２のポート“ＩＮ”を、光スイッチ１のポート“１”〜“Ｎ”のうちの任意の１本に接続している。（ｃ）および（ｄ）は、［３］および［４］にそれぞれ対応しており、接続機構は光スイッチ３０−１と光スイッチ３０−２の間で光学的接続をしない。図８（ａ）〜（ｄ）を比較することにより、光スイッチ機能割当方法［１］〜［４］の要求機能に対して、接続機構による２つの光スイッチ３０間の光学的接続を変更する必要があることがわかる。

光スイッチシステム２５の特徴は、２つの光スイッチ３０間の光学的接続方法の変更を可能にする接続機構を備えている点にある。図８（ｅ）は接続機構の例を説明する図である。この接続機構は、光スイッチ３０−１のポート“１”〜“Ｎ”のうちの任意の１本に１×２スイッチ３８を接続し、１×２スイッチ３８の出力の１本を光スイッチ３０−２のポート“ＩＮ”に接続した１×２スイッチ３９の２本の出力ポートのうちの１本と接続している。この接続機構は、２つの１×２スイッチ（３８、３９）の入出力ポートを光スイッチ機能割当方法［１］〜［４］に応じて選択することにより、図８（ａ）〜（ｄ）に示す全ての光学的接続方法に対応することが可能である。

また、他の接続機構として、図８（ａ）および（ｂ）に示す光学的接続方法を実現するために、光ファイバや光導波路などの媒質を用いて光スイッチ３０−１のポート“１”〜“Ｎ”のうちの任意の１本を、光スイッチ３０−２のポート“ＩＮ”に接続する手段も可能である。

図９は、図６に示した光スイッチ機能割当方法に対して、光スイッチシステム２５で要求機能を実現するための、光スイッチ３０−１および光スイッチ３０−２それぞれに割り当てる光スイッチ制御機能を説明する図である。（ａ）は［１］に対応しており、光スイッチ３０−１に分岐側方路選択制御機能を、光スイッチ３０−２に分岐側波長割当制御機能をそれぞれ割り当てる。（ｂ）は［２］に対応しており、光スイッチ３０−１に合流側方路選択制御機能を、光スイッチ３０−２に合流側波長割当制御機能をそれぞれ割り当てる。（ｃ）は［３］に対応しており、光スイッチ３０−１に分岐側方路選択制御機能を、光スイッチ３０−２に合流側方路選択制御機能をそれぞれ割り当てる。（ｄ）は［４］に対応しており、光スイッチ３０−１に分岐側波長割当制御機能を、光スイッチ３０−２に合流側波長割当制御機能をそれぞれ割り当てる。

図９（ａ）〜（ｄ）を比較することにより、光スイッチ機能割当方法［１］〜［４］の要求機能に対して、制御ボード２７を構成する２つの光スイッチ３０の制御機能を変更する必要があることがわかる。光スイッチシステム２５の特徴は、２つの光スイッチ３０の制御機能の変更を可能にする機構を備えている点にある。

次に、光スイッチシステム２５を構成する２つの光スイッチ３０の制御機能を変更する機構について、詳細を説明する。

光スイッチシステム２５に光スイッチ機能割当方法［１］を適用する場合、光スイッチ３０−１を分岐側方路切替スイッチとして、光スイッチ３０−２を分岐側波長割当スイッチとして、それぞれ機能させる必要がある。図１０及び図１１は各機能制御部の情報交換経路を示す図である。以下、図１０に示した情報交換経路に沿って、光ノードの光パス設定方法を説明する。
（１）ノード制御管理部１０からの光パス設定要求を、光サブシステム制御部１３で受信する。光サブシステム制御部１３において受信した光パス設定要求を解析し、４つの光スイッチ機能、すなわち、分岐側方路切替スイッチ、合流側方路切替スイッチ、分岐側波長割当スイッチ、合流側波長割当スイッチそれぞれの状態遷移図１０１を参照して、光パス設定の可否を判定する。ここで、光スイッチ機能における状態遷移図１０１とは、光スイッチがとり得る状態｛ＯＮ、ＯＦＦ｝を示すものである。
（２）光パス設定要求を光スイッチシステム制御部１５に送信する。ここで、各光スイッチシステム制御部１５では、該当する光スイッチ機能に対する光パス設定のみを解析する。光スイッチ機能割当方法［１］を実現する場合、制御ボード２７−１の光スイッチシステム制御部１５は、光サブシステム制御部１３から受信した光パス設定要求のうち、分岐側方路切替スイッチおよび分岐側波長割当スイッチに関係する要求のみを解析する。一方、制御ボード２７−２の光スイッチシステム制御部１５は、光サブシステム制御部１３から受信した光パス設定要求のうち、合流側方路切替スイッチおよび合流側波長割当スイッチに関係する要求のみを解析する。光スイッチシステム制御部１５は、該当する光スイッチ機能の状態遷移図１０２を参照して、光パス設定の可否を判定する。
（３）光スイッチシステム制御部１５は、光パス設定要求を論理物理変換部５３に送信する。論理物理変換部５３は、自身が持つ論理物理変換テーブル１０３を参照して、光パス設定要求を光スイッチ設定要求に変換する。なお、論理物理変換テーブル１０３を参照して光パス設定要求を光スイッチ設定要求に変換する工程については、後術する。
（４）論理物理変換部５３は、光スイッチ設定要求を該当する光スイッチ３０のドライバ５０に送信する。
（５）ドライバ５０は、光スイッチ設定要求に基づいて光スイッチ３０を駆動する。

以上に図１０の情報交換経路における光ノードの光パス設定方法を説明したが、図１１の情報交換経路における光ノードの光パス設定方法も同様に説明できる。

次に、論理物理変換テーブル１０３を参照して光パス設定要求を光スイッチ設定要求に変換する工程について説明する。図１２は、光スイッチシステム２５の光パス設定における論理物理変換テーブル１０３を示している。図１２（ａ）は、光スイッチ機能割当方法［１］に対応した論理テーブル、および物理テーブルである。論理テーブルは、接続可能な出力方路と、Ｄｒｏｐ状態で接続可能となる受信ポート番号がテーブルに記載されている。例えば、光スイッチシステム制御部１５から、“波長λｎの光パス信号を出力方路Ｍに接続”という光パス設定要求を受信した場合、論理テーブルのＭ行目と、物理テーブルのＭ行目を照合させ、“光スイッチ＃１のポート“ＩＮ”とポートＭを接続”という光スイッチ設定要求に変換して該当する光スイッチのドライバに送信する。また、例えば、光スイッチシステム制御部１５から、“波長λｎの光パス信号を受信ポート“ｎ”に接続”という光パス設定要求を受信した場合、論理テーブルの（Ｍ＋ｎ）行目と物理テーブルの（Ｍ＋ｎ）行目を照合させ、“光スイッチ＃１のポート“ＩＮ”とポート“Ｍ”を接続”および“光スイッチ＃２のポート“ＩＮ”とポート“ｎ”を接続”という光スイッチ設定要求に変換して、該当するそれぞれの光スイッチのドライバに送信する。

光スイッチシステム２５を用いて光スイッチ機能割当方法［２］に対応する場合、光スイッチ３０−１を合流側方路切替スイッチとして、光スイッチ３０−２を合流側波長割当スイッチとして、それぞれ機能させる必要がある。光パス設定方法は、前述の光スイッチ機能割当方法［１］を実現する方法と、以下の２点を除いて同一である。１点目は、（２）において、光サブシステム制御部１３から受信した光パス設定要求のうち、合流側方路切替スイッチおよび合流側波長割当スイッチに関係する要求のみを解析する点である。２点目は、論理物理変換部５３において、図１２（ｂ）に示す論理物理変換テーブルを利用する点である。

光スイッチシステム２５を用いて光スイッチ機能割当方法［３］に対応する場合、光スイッチ３０−１を分岐側方路切替スイッチとして、光スイッチ３０−２を合流側方路選択スイッチとして、それぞれ機能させる必要がある。光パス設定方法は、前述の光スイッチ機能割当方法［１］を実現する方法と、以下の２点を除いて同一である。１点目は、（２）において、光サブシステム制御部１３から受信した光パス設定要求のうち、分岐側方路切替スイッチおよび合流側方路切替スイッチに関係する要求のみを解析する点である。２点目は、論理物理変換部５３において、図１２（ｃ）に示す論理物理変換テーブルを利用する点である。

光スイッチシステム２５を用いて光スイッチ機能割当方法［４］に対応する場合、光スイッチ３０−１を分岐側波長割当スイッチとして、光スイッチ３０−２を合流側波長割当スイッチとして、それぞれ機能させる必要がある。光パス設定方法は、前述の光スイッチ機能割当方法［１］を実現する方法と、以下の２点を除いて同一である。１点目は、（２）において、光サブシステム制御部から受信した光パス設定要求のうち、分岐側波長割当スイッチおよび合流側波長割当スイッチに関係する要求のみを解析する点である。２点目は、論理物理変換部において、図１２（ｄ）に示す論理物理変換テーブルを利用する点である。

本実施形態の光スイッチシステム制御方法の特徴をまとめると、以下のようになる。光スイッチシステム制御部１５は、分岐側方路選択スイッチ、分岐側波長割当スイッチ、合流側方路選択スイッチ、合流側波長割当スイッチの状態遷移を管理し、かつ、論理物理変換部５３において光スイッチ機能割当方法［１］〜［４］に対応する論理物理変換テーブル（（図１２（ａ）〜（ｄ））を有し、対応する機能分割に応じて、スイッチの状態遷移管理と論理物理変換テーブルを選択して利用する機能を備えている。

光スイッチシステム２５は、２つの光スイッチ３０間の光学的接続方法の変更を可能にする接続機構を備え、かつ、光スイッチシステム制御部１５が、分岐側方路選択スイッチ、分岐側波長割当スイッチ、合流側方路選択スイッチ、合流側波長割当スイッチの状態遷移を管理し、論理物理変換部５３が複数の機能分割に対応する論理物理変換テーブルを有し、対応する機能分割に応じてスイッチの状態遷移管理と論理物理変換テーブルを選択して利用する機能を備えている点が特徴である。

前述のように、従来、複数の機能分割に対応するために、光スイッチシステム製造者が個々の光スイッチ機能の組合せに応じて、光スイッチシステムをそれぞれ個別に設計及び製造する必要があり、開発に必要なコストや時間が膨大なものとなる課題があった。ここで、本実施形態の光スイッチシステムを採用すれば、複数の機能分割にひとつの光スイッチシステムで対応することが可能となるため、開発コストの削減及び期間短縮が実現できる。

（実施形態２）
［監視系処理：光信号レベルモニタ］
ＲＯＡＤＭノードを構成する光サブシステムにおける監視系処理として、光ノード内の光信号レベルモニタ方法を例に挙げ、本実施形態の光スイッチシステムを説明する。本実施形態の光スイッチシステムと光サブシステムの関係は、図５に示した関係と同じである。

図１３は光信号レベルモニタ機能を備えた光サブシステム１１’の構成例を示す図である。図４の光サブシステム１１で説明した分岐側方路選択スイッチ３１、分岐側波長割当スイッチ３２、合流側方路選択スイッチ３３および合流側波長割当スイッチ３４に加え、光サブシステム１１’は光レベルモニタＭ１〜Ｍ８をさらに備える。光レベルモニタＭ１は分岐側方路選択スイッチ３１に入力される光パス信号の光強度を監視し、光レベルモニタＭ２は分岐側方路選択スイッチ３１から出力される光パス信号の光強度を監視し、光レベルモニタＭ３は分岐側波長割当スイッチ３２に入力される光パス信号の光強度を監視し、光レベルモニタＭ４は分岐側波長割当スイッチ３２から出力される光パス信号の光強度を監視し、光レベルモニタＭ５は合流側方路選択スイッチ３３に入力される光パス信号の光強度を監視し、光レベルモニタＭ６は合流側方路選択スイッチ３３から出力される光パス信号の光強度を監視し、光レベルモニタＭ７は合流側波長割当スイッチ３４に入力される光パス信号の光強度を監視し、光レベルモニタＭ８は合流側波長割当スイッチ３４から出力される光パス信号の光強度を監視する。光レベルモニタは、例えば、光信号経路から信号光の一部をタップしてＯＣＭ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｍｏｎｉｔｏｒ）に接続することで実現可能である。

図１４は、光サブシステム１１’に光スイッチシステム２５’を適用する場合に、光スイッチシステム２５’の光スイッチ３０に光信号レベルモニタ機能を割り当てる光信号レベルモニタ機能割当方法である。光信号レベルモニタ機能割当方法として、
［１］分岐側方路選択スイッチ、Ｍ１、Ｍ２ − 分岐側波長割当スイッチ、Ｍ３、Ｍ４
［２］合流側方路選択スイッチ、Ｍ５、Ｍ６ − 合流側波長割当スイッチ、Ｍ７、Ｍ８
［３］分岐側方路選択スイッチ、Ｍ１、Ｍ２ − 合流側方路選択スイッチ、Ｍ５、Ｍ６
［４］分岐側波長割当スイッチ、Ｍ３、Ｍ４ − 合流側波長割当スイッチ、Ｍ７、Ｍ８
以上の４通りを考える。なお、光信号レベルモニタ機能割当方法［１］〜［４］は、実施形態１で説明した光スイッチ機能割当方法［１］〜［４］に光信号レベルモニタ機能を追加した場合に対応している。

図１５は、光サブシステム１１’を構成するための光スイッチシステム２５’を説明する図である。光スイッチシステム２５’は、制御ボード２７’に光レベルモニタを配置する光レベルモニタ点が配置される。光スイッチシステム２５’は図５に示す光スイッチシステム２５に対して、光レベルモニタ点を追加したものである。ここで、ＯＣＭは、複数波長の光信号レベルを測定することが可能であり、測定対象をセレクタにより切替えて、それぞれの波長における光信号レベルを検出する形態を想定している。

なお、光信号レベルモニタ機能割当方法［１］〜［４］を実現するための、２つの光スイッチ３０間の光学的接続方法と、各光スイッチ３０の制御機能の割当は、実施形態１で説明した図８および図９とそれぞれ同一である。

光スイッチシステム２５’を用いて光スイッチ機能割当方法［１］に対応する場合、図１５における＃１−ＯＣＭ−ＩＮを光レベルモニタＭ１として、＃１−ＯＣＭ−１〜Ｎを光レベルモニタＭ２として、＃２−ＯＣＭ−ＩＮを光レベルモニタＭ３として、＃２−ＯＣＭ−１〜Ｍをモニタ点４として機能させる必要がある。以下、具体的な光信号レベルモニタ方法を、図１０に示した情報交換経路に沿って説明する。
（１）ノード制御管理部１０からの光信号レベルモニタ要求を、光サブシステム制御部１３で受信する。光サブシステム制御部１３は受信した光信号レベルモニタ要求を解析し、光レベルモニタＭ１〜Ｍ８それぞれの状態遷移図１０１を参照して、光信号レベルモニタの可否を判定する。ここで、光信号レベルモニタ機能における状態遷移図とは、光信号レベルモニタがとり得る状態｛正常、異常、スタンバイ｝を示すものである。正常とは、検出した光信号レベルが、予め設定した閾値よりも大きい場合に対応する。異常とは、検出した光信号レベルが、予め設定した閾値よりも小さい場合に対応しており、光信号パスに関与する光部品の故障などの可能性があるため、ノード管理制御部１０にアラートを通知する場合がある。スタンバイとは光信号レベルの検出を停止している状態である。ここで述べた検出停止とは、必ずしも、光部品であるＯＣＭが光信号レベルの測定を停止することを意味しているわけではない。例えば、ＯＣＭはノード管理制御部１０からの要求とは無関係に、常時光信号レベルの測定を実施して測定結果を記録装置に書き込む一方で、その書き込まれた光信号レベル値を光サブシステム制御部１３に通知しない状態もスタンバイ状態に該当する。
（２）光サブシステム制御部１３は、光信号レベルモニタ設定要求を光スイッチシステム制御部１５に送信する。ここで、各光スイッチシステム制御部１５では、該当する光信号レベルモニタ機能に対する光信号レベルモニタ要求のみを解析する。光信号レベルモニタ機能割当方法［１］を実現する場合は、光サブシステム制御部１３から受信した光信号レベルモニタ要求のうち、光レベルモニタＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４に関係する要求のみを解析する。光スイッチシステム制御部１５は、該当する光信号レベルモニタ機能の状態遷移図１０２を参照して、光信号レベルモニタの可否を判定する。
（３）光スイッチシステム制御部１５は光信号レベルモニタ要求を論理物理変換部５３に送信する。論理物理変換部５３は、論理物理変換テーブル１０３を参照して、光信号レベルモニタ要求を光信号レベル測定値要求に変換する。なお、論理物理変換テーブル１０３を参照して光信号レベルモニタ要求を光信号レベル測定値要求に変換する工程については、後述する。
（４）論理物理変換部５３は光信号レベル測定値要求を該当するＯＣＭのドライバ（不図示）に送信する。
（５）該当するＯＣＭのドライバは、光信号レベル測定値要求に基づいて該当モニタ点の光信号レベル測定値を読出す。

次に、論理物理変換テーブルを参照して光信号レベルモニタ要求を光信号レベル測定値要求に変換する工程について説明する。図１６は、光スイッチシステム２５’の光信号レベルモニタ機能における論理物理変換テーブル１０３を示している。図１６（ａ）は光信号レベルモニタ機能割当方法［１］に対応した論理テーブルおよび物理テーブルである。論理テーブルは、接続可能な出力方路と、Ｄｒｏｐ状態で接続可能となる受信ポート番号がテーブルに記載されている。例えば、光スイッチシステム制御部１５から、“出力方路“Ｍ”に接続された波長λｎの光パス信号について、光信号レベルをモニタする”というモニタ要求を受信した場合、論理テーブルのＭ行目と物理テーブルのＭ行目を照合させ、“光レベルモニタＭ１として＃１−ＯＣＭ−ＩＮの値を読込む、光レベルモニタＭ２として＃１−ＯＣＭ−Ｍの値を読込む”という光信号レベル測定値要求に変換して該当する光信号レベル測定結果を取得する。また、例えば、光スイッチシステム制御部１５から、“受信ポート“ｎ”に接続された波長λｎの光パス信号について、光信号レベルをモニタする” という光信号レベルモニタ要求を受信した場合、論理テーブルの（Ｍ＋ｎ）行目と物理テーブルの（Ｍ＋ｎ）行目を照合させ、“光レベルモニタＭ１として＃１−ＯＣＭ−ＩＮの値を読込む、光レベルモニタＭ２として＃１−ＯＣＭ−ｍの値を読込む、光レベルモニタＭ３として＃２−ＯＣＭ−ＩＮの値を読込む、光レベルモニタＭ４として＃２−ＯＣＭ−ｎの値を読込む”という光信号レベル測定値要求に変換して該当する光信号レベル測定結果を取得する。

光スイッチシステム２５’を用いて光信号レベルモニタ機能割当方法［２］に対応する場合、＃１−ＯＣＭ−ＩＮを光レベルモニタＭ６として、＃１−ＯＣＭ−１〜Ｎを光レベルモニタＭ５として、＃２−ＯＣＭ−ＩＮを光レベルモニタＭ８として、＃２−ＯＣＭ−１〜Ｍを光レベルモニタＭ７として、それぞれ機能させる必要がある。光信号レベルモニタ方法は、前述の光信号レベルモニタ機能割当方法［１］を実現する方法と、以下の２点を除いて同一である。１点目は、（２）において、光サブシステム制御部１３から受信した光信号レベルモニタ要求のうち、光レベルモニタＭ５、Ｍ６、Ｍ７、Ｍ８に関係する要求のみを解析する点である。２点目は、論理物理変換部５３において、図１６（ｂ）に示す論理物理変換テーブル１０３を利用する点である。

光スイッチシステム２５’を用いて光信号レベルモニタ機能割当方法［３］に対応する場合、＃１−ＯＣＭ−ＩＮを光レベルモニタＭ１として、＃１−ＯＣＭ−１〜Ｎを光レベルモニタＭ２として、＃２−ＯＣＭ−ＩＮを光レベルモニタＭ６として、＃２−ＯＣＭ−１〜Ｍをモニタ点５として、それぞれ機能させる必要がある。光信号レベルモニタ方法は、前述の光スイッチ機能割当方法［１］を実現する方法と、以下の２点を除いて同一である。１点目は、（２）において、光サブシステム制御部１３から受信した光信号レベルモニタ要求のうち、光レベルモニタＭ１、Ｍ２、Ｍ５、Ｍ６に関係する要求のみを解析する点である。２点目は、論理物理変換部５３において、図１６（ｃ）に示す論理物理変換テーブル１０３を利用する点である。

光スイッチシステム２５’を用いて光信号レベルモニタ機能割当方法［４］に対応する場合、＃１−ＯＣＭ−ＩＮを光レベルモニタＭ３として、＃１−ＯＣＭ−１〜Ｎを光レベルモニタＭ４として、＃２−ＯＣＭ−ＩＮを光レベルモニタＭ８として、＃２−ＯＣＭ−１〜Ｍをモニタ点７として、それぞれ機能させる必要がある。光信号レベルモニタ方法は、前述の光スイッチ機能割当方法［１］を実現する方法と、以下の２点を除いて同一である。１点目は、（２）において、光サブシステム制御部１３から受信した光信号レベルモニタ要求のうち、光レベルモニタＭ３、Ｍ４、Ｍ７、Ｍ８に関係する要求のみを解析する点である。２点目は、論理物理変換部５３において、図１６（ｄ）に示す論理物理変換テーブル１０３を利用する点である。

本発明に係る光スイッチシステム制御方法の特徴をまとめると、以下のようになる。光スイッチシステム制御部１５において、光レベルモニタＭ１〜Ｍ８の状態遷移を管理し、かつ、論理物理変換部５３において光信号レベルモニタ機能割当方法［１］〜［４］に対応する論理物理変換テーブル（（図１６（ａ）〜（ｄ））を有し、対応する機能分割に応じて、光信号レベルモニタ点の状態遷移管理と論理物理変換テーブルを選択して利用する機能を備えている。

光スイッチシステム２５’は、２つの光スイッチ間の光学的接続方法の変更を可能にする接続機構を備え、かつ、光スイッチシステム制御部１５が、光レベルモニタＭ１〜Ｍ８の状態遷移を管理し、論理物理変換部５３が複数の機能分割に対応する論理物理変換テーブル１０３を有し、対応する機能割当に応じて光信号レベルモニタ点の状態遷移管理と論理物理変換テーブルを選択して利用する機能を備えている点が特徴である。

前述のように、従来、複数の機能割当に対応するために、光スイッチシステム製造者が個々の光信号レベルモニタ点の組合せに応じて、光スイッチシステムをそれぞれ個別に設計及び製造する必要があり、開発に必要なコストや時間が膨大なものとなる課題があった。ここで、本実施形態の光スイッチシステムを採用すれば、複数の機能分割にひとつの光スイッチシステムで対応することが可能となるため、開発コストの削減及び期間短縮が実現できる。

（実施形態３）
［制御系処理：合流側方路選択スイッチにおけるＡＬＣ］
ＲＯＡＤＭノードを構成する光サブシステムにおける制御系処理として、光ノード内の合流側方路選択スイッチにおけるＡＬＣ（Ａｕｔｏ Ｌｅｖｅｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ）機能を例に挙げ、本実施形態の光スイッチシステムを説明する。本実施形態の光スイッチシステムと光サブシステムの関係は、図５に示した関係と同じである。

図１７は出力方路ｍに接続する合流側方路選択スイッチにおいてＡＬＣ機能を備えた光サブシステム１１”の構成例を示す図である。図４の光サブシステム１１で説明した分岐側方路選択スイッチ３１、分岐側波長割当スイッチ３２、合流側方路選択スイッチ３３および合流側波長割当スイッチ３４に加え、光サブシステム１１”は合流側方路選択スイッチから出力される光パス信号の光信号レベルを監視する光レベルモニタＭ６と、合流側方路選択スイッチに入力される光パス信号の光信号レベルを調整する可変光減衰器（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ：ＶＯＡ）をさらに備える。本実施形態のＡＬＣ機能とは、光サブシステムから方路ｍに出力される光信号の強度を、予め設定した強度値に調整することを目的としている。具体的には、光レベルモニタＭ６において検出した光信号レベルと、あらかじめ設定した目標とする強度値を参照し、ＶＯＡを用いてＦＢ（Ｆｅｅｄｂａｃｋ）制御を行う。

なお、図１７では合流側方路選択スイッチ３３とＶＯＡを分離して記載しているが、合流側方路選択スイッチ３３の機能の一部として、出力される光パス信号の光信号レベルを調整することが可能であってもよい。その機能をＶＯＡと置換して考えることで、以下で説明すると同等となる。

合流側方路選択スイッチ３３の機能の一部として、出力される光信号の光信号レベル調整を可能とする光スイッチとして、例えば、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術を利用したＷＳＳにおいて、入射光を反射するミラーの角度を制御することで、光パス設定機能とＶＯＡ機能を同時に発現することができる。

図１８は、光サブシステム１１”に光スイッチシステム２５”を適用する場合に、光スイッチシステム２５”の光スイッチ３０にＶＯＡの機能及び光信号レベルモニタ機能を割り当てるＡＬＣ機能割当方法である。ＡＬＣ機能割当方法として、
［１］分岐側方路選択スイッチ − 分岐側波長割当スイッチ
［２］合流側方路選択スイッチ、Ｍ６、ＶＯＡ − 合流側波長割当スイッチ
［３］分岐側方路選択スイッチ − 合流側方路選択スイッチ、Ｍ６、ＶＯＡ
［４］分岐側波長割当スイッチ − 合流側波長割当スイッチ
以上の４通りを考える。なお、ＡＬＣ機能割当方法［１］［４］は、実施形態１で説明した光スイッチ機能割当方法［１］［４］と同一の構成なので説明を省略する。また、ＡＬＣ機能割当方法［２］［３］の機能割当は実施形態１で説明した光スイッチ機能割当方法［２］［３］にＡＬＣ機能を追加した場合に対応している。

図１９は、光サブシステム１１”を構成するための光スイッチシステム２５”を説明する図である。光スイッチシステム２５”は、制御ボード２７”に光レベルモニタ及びＶＯＡが配置される。光スイッチシステム２５”は図５に示す光スイッチシステム２５に対して、光レベルモニタ点およびＶＯＡを追加したものである。ここで、ＯＣＭは、複数波長の光信号レベルを測定することが可能であり、測定対象をセレクタにより切替えて、それぞれの波長における光信号レベルを検出する形態を想定している。

なお、ＡＬＣ機能割当方法［２］［３］を実現するための、２つの光スイッチ３０間の光学的接続方法と、各光スイッチ３０の制御機能の割当は、実施形態１で説明した図８および図９とそれぞれ同一である。

光スイッチシステム２５”を用いてＡＬＣ機能割当方法［２］に対応する場合、図１９における＃１−ＯＣＭ−ＩＮを光レベルモニタＭ６として、＃１−ＶＯＡ−１〜ＮをＶＯＡとしてそれぞれ機能させる必要がある。以下、具体的なＡＬＣ実施方法を、図１０に示した情報交換経路に沿って説明する。
（１）ノード制御管理部１０からのＡＬＣ制御要求を、光サブシステム制御部１３で受信する。光サブシステム制御部１３において受信したＡＬＣ制御要求を解析し、ＡＬＣ機能の状態遷移図１０１を参照して、ＡＬＣ制御の可否を判定する。ここで、ＡＬＣ機能における状態遷移図とは、ＡＬＣ機能がとり得る状態｛ＡＬＣモード、シャットダウン、ＯＦＦ｝を示すものである。ＡＬＣモードとは、検出した光信号レベルとあらかじめ設定した目標とする強度値を参照し、ＶＯＡを用いてＦＢ（Ｆｅｅｄｂａｃｋ）制御を実行している状態である。シャットダウンとは、検出した光信号レベルとは無関係に、予め設定した一定の減衰量に基づきＶＯＡを駆動する状態である。ＯＦＦとは、ＶＯＡを駆動しない状態である。
（２）光サブシステム制御部１３はＡＬＣ制御要求を光スイッチシステム制御部１５に送信する。ここで、各光スイッチシステム制御部１５では、該当するＡＬＣ機能に対するＡＬＣ制御要求のみを解析する。光スイッチシステム制御部１５は、該当するＡＬＣ制御機能の状態遷移図１０２を参照して、ＡＬＣ制御の可否を判定する。
（３）ＡＬＣ制御要求を論理物理変換部５３に送信する。論理物理変換部５３は、論理物理変換テーブル１０３を参照して、ＡＬＣ制御要求を光信号レベル測定値要求およびＶＯＡ制御要求に変換する。なお、論理物理変換テーブル１０３を参照してＡＬＣ制御要求を光信号レベル測定値要求およびＶＯＡ制御要求に変換する工程については、後述する。
（４）論理物理変換部５３は光信号レベル測定値要求を該当するＯＣＭのドライバに送信する。
（５）該当するＯＣＭのドライバは、光信号レベル測定値要求に基づいて該当モニタ点の光信号レベル測定値を読出す。光スイッチシステム制御部１５は、読出した光信号レベル測定値と、あらかじめ設定した目標とする強度値を参照して、該当するＶＯＡドライバに減衰量を送信する。
（６）該当するＶＯＡドライバは、受信した減衰量に基づきＶＯＡを駆動する。

ＦＢ制御は、予め設定した目標値と光信号レベル測定値の差分に許容量を設定し、目標値と光信号レベル測定値の差分が設定した許容量以内となるまで、（５）〜（６）のフローを反復する。

次に、論理物理変換テーブルを参照してＡＬＣ制御要求を、光信号レベル測定値要求およびＶＯＡ制御要求に変換する工程について説明する。図２０は、光スイッチシステム２５”のＡＬＣ制御機能における論理物理変換テーブル１０３を示している。図２０（ｂ）はＡＬＣ機能割当方法［２］に対応した論理テーブルおよび物理テーブルである。論理テーブルは、接続可能な入力方路と、Ａｄｄ状態で接続可能となる送信ポート番号がテーブルに記載されている。例えば、光スイッチシステム制御部１５から、“入力方路Ｍに接続された波長λｎの光パス信号について、ＡＬＣ制御を実行する”というＡＬＣ制御要求を受信した場合、論理テーブルのＭ行目と物理テーブルのＭ行目を照合させ、“光レベルモニタＭ６として＃１−ＯＣＭ−ＩＮの値を読込む、ＶＯＡ機能として＃１−ＶＯＡ−Ｍを駆動する”という光信号レベル測定値要求およびＶＯＡ制御要求に変換して、該当する光信号レベル測定結果を取得し、かつ、該当するＶＯＡを駆動してＦＢ制御を実行する。また、例えば、光スイッチシステム制御部１５から、“送信ポート“ｎ”に接続された波長λｎの光パス信号について、ＡＬＣ制御を実行する” というＡＬＣ制御要求を受信した場合、論理テーブルの（Ｍ＋ｎ）行目と物理テーブルの（Ｍ＋ｎ）行目を照合させ、“光レベルモニタＭ６として＃１−ＯＣＭ−ＩＮの値を読込む、ＶＯＡ機能として＃１−ＶＯＡ−ｍを駆動する”という光信号レベル測定値要求およびＶＯＡ制御要求に変換して、該当する光信号レベル測定結果を取得し、かつ、該当するＶＯＡを駆動してＦＢ制御を実行する。

本発明の光スイッチシステムを用いてＡＬＣ機能割当方法［３］に対応する場合、＃２−ＯＣＭ−ＩＮを光レベルモニタＭ６として、＃２−ＶＯＡ−１〜ＮをＶＯＡとしてそれぞれ機能させる必要がある。ＡＬＣ制御方法は、前述のＡＬＣ［２］を実現する方法と、以下の１点を除いて同一である。１点目は、論理物理変換部５３において、図２０（ｃ）に示す論理物理変換テーブル１０３を利用する点である。

なお、ＡＬＣ機能割当方法［３］に対して、光スイッチ３０−１に合流側方路選択スイッチ機能を割り当て、光スイッチ３０−２に分岐側方路選択スイッチ機能を割り当てた場合、図１９で示した光スイッチ３０−２における＃２−ＯＣＭ−ＩＮ、＃２−ＶＯＡ−１〜Ｎを省いた光スイッチシステム２５”であっても、ＡＬＣ機能割当方法［３］に対応することが可能である。これは、図１９で示した光スイッチ３０−２における＃２−ＯＣＭ−ＩＮ、＃２−ＶＯＡ−１〜Ｎを省いた光スイッチシステム２５”であっても、ＡＬＣ機能割当方法［２］および［３］両方に対応可能なことを意味している。

本発明に係る光スイッチシステム制御方法の特徴をまとめると、以下のようになる。光スイッチシステム制御部１５において、ＡＬＣ機能の状態遷移を管理し、かつ、論理物理変換部においてＡＬＣ機能割当方法［２］、［３］に対応する論理物理変換テーブル（（図２０（ｂ）、（ｃ））を有し、対応する機能分割に応じて、論理物理変換テーブルを選択して利用する機能を備えている。

光スイッチシステム２５”は、２つの光スイッチ間の光学的接続方法の変更を可能にする接続機構を備え、かつ、光スイッチシステム制御部１５が、ＡＬＣ機能の状態遷移を管理し、論理物理変換部５３が複数の機能分割に対応する論理物理変換テーブルを有し、対応する機能割当に応じて論理物理変換テーブルを選択して利用する機能を備えている点が特徴である。

前述のように、従来、複数の機能割当に対応するためには、光スイッチシステム製造者が個々のＡＬＣ機能を実現するための光信号レベルモニタ点およびＶＯＡの組合せに応じて、光スイッチシステムをそれぞれ個別に設計及び製造する必要があり、開発に必要なコストや時間が膨大なものとなる課題があった。ここで、本実施形態の光スイッチシステムを採用するれば、複数の機能分割にひとつの光スイッチシステムで対応することが可能となるため、開発コストの削減及び期間短縮が実現される。

（実施形態４）
［光スイッチ間の光学的接続方法の変更を可能にする機構：光カプラとＷＳＳで構成される場合］
光スイッチシステムの２つの光スイッチ間の光学的接続方法の変更を可能にする接続機構について、光スイッチ３０が１×４光カプラ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｕｐｌｅｒ：ＯＣ）と１×４ＷＳＳから構成される光スイッチシステムを具体例として説明する。ここで、光カプラとは、入力光パス信号を全ての出力ポートに、同時に分配する機能を有する光部品を表している。なお、本実施形態では２つの光スイッチ３０を構成する光部品として、１×４光カプラと１×４ＷＳＳを例として説明するが、本発明の効果は１×４光カプラおよび１×４ＷＳＳに限定されるものではなく、１×９光カプラおよび１×９ＷＳＳなどの他の光部品においても同様の効果が発現する。

図２１は、本実施形態の光サブシステム１１^＊の構成を示している。光スイッチシステムを２つ利用することにより、方路数４のカラーレスＲＯＡＤＭノードを構成する光サブシステムを製造することが可能である。図２１において、分岐スイッチ２１を構成する光スイッチシステムは、光スイッチ３０−１として１×４ＯＣ、光スイッチ３０−２として１×４ＷＳＳを採用する。そして、合流スイッチ２２を構成する光スイッチシステム１１^＊は光スイッチ３０−１として４×１ＷＳＳ１、光スイッチ３０−２として４×１ＯＣを採用する。ここで、カラーレスＲＯＡＤＭ機能を実現するためには、分岐スイッチ２１と合流スイッチ２２において、光スイッチ３０−１と光スイッチ３０−２を構成する光部品の割当が異なる点に注意が必要である。具体的には、分岐スイッチ２１の光スイッチ３０−１が１×４ＯＣであるのに対し、合流スイッチ２２の光スイッチ３０−１は１×４ＷＳＳで構成されている点である。合流スイッチ２２の光スイッチ３０−１を４×１ＯＣとした場合、運用者が意図しない方路にも光パスが設定されるため、光サブシステムとして採用できない。

図２２は、光サブシステム１１^＊を構成する光スイッチシステム２５^＊を説明する図である。図２２において、図１５や図１９で説明した光サブシステム制御部、制御ボード及び光スイッチシステム制御部の記載を省略している。光スイッチシステム２５^＊は、図２２（ａ）〜（ｄ）に示す４通りの１×４ＯＣと１×４ＷＳＳとの光学的接続方法がある。ここで、光レベルモニタＭに注目すると、同一の光レベルモニタＭであっても、図２２（ａ）〜（ｄ）の光学的接続方法に応じて、光信号の伝搬方向が逆転し得ることに注意が必要である。

図２３（ａ）は、光スイッチシステム２５^＊の具体的な光学的接続方法を説明する図である。光スイッチシステム２５^＊は、光スイッチ３０−１と光スイッチ３０−２を構成する１×４ＯＣ、１×４ＷＳＳ以外に、接続機構を構成する４個の１×２光スイッチ３６と、１０個の双方向タップ４３、ＯＣＭ４４と光信号モニタ点を接続する１×１０光スイッチ３７を有する。１×２光スイッチ３６のポート数、双方向タップ４３の個数は、光スイッチ３０−１および光スイッチ３０−２の出力ポート数に応じて変化する。本実施形態では光スイッチ３０−１および光スイッチ３０−２の出力ポート数を４としているが、出力ポート数が４より大きい場合は、当然、１×２光スイッチ３６のポート数、双方向タップ４３の個数は増加する。

図２３（ｂ）は、双方向タップ４３の構成例を示している。双方向タップ４３は、光信号の一部をタップする２つの光タップ４５と、１×２光スイッチ４７から構成される。光タップ４５は、例えば、方向性結合器を利用することが可能である。光信号の伝搬方向がＤ１の場合、１×２光スイッチ４７の開通ポートを光タップ４５−１の出力ポート側として選択すれば良い。一方、光信号の伝搬方向がＤ２の場合、１×２光スイッチ４７の開通ポートを光タップ４５−２の出力ポート側として選択すれば良い。図２３に示す接続機構を光スイッチシステム２５^＊に採用することで、図２２（ａ）〜（ｄ）に示す全ての光学的接続方法に対応することが可能となる。

図２３に示す可変接続機構を、個別の光部品の組み合わせにより構成することも可能であるが、光スイッチシステムの大規模化に伴い、構成部品点数やそれらの接続点が増加するため、光部品調達コストや実装コストが増大するという問題が生じる。接続機構の小型化、低コスト化を実現するためには、これらの光部品に求められる機能を集積化することが望ましい。例えば、平面光波回路（ＰＬＣ：ｐｌａｎａｒ ｌｉｇｈｔｗａｖｅ ｃｉｒｃｕｉｔ）技術を利用すると、複数の光部品機能を１枚の基板上に集積することが可能となる。

１０：ノード管理制御部
１１、１１’、１１”、１１^＊：光サブシステム
１３：光サブシステム制御部
１５：光スイッチシステム制御部
２１：分岐スイッチ
２２：合流スイッチ
２５、２５’、２５”、２５^＊：光スイッチシステム
２７、２７−１、２７−２：制御ボード
３０、３０−１、３０−２：光スイッチ
３１：分岐側方路選択スイッチ
３２：分岐側波長割当スイッチ
３３：合流側方路選択スイッチ
３４：合流側波長割当スイッチ
３６：１×２光スイッチ
３７：１×１０光スイッチ
３８、３９：１×２スイッチ
４１：受信機
４２：送信機
４３：双方向タップ
４４：ＯＣＭ
４５、４５−１、４５−２：光タップ
４７：１×２光スイッチ
５０：ドライバ
５３：論理物理変換部
１０１、１０２：状態遷移図
１０３：論理物理変換テーブル
４０１：光ノード
Ｍ，Ｍ１〜Ｍ８：光レベルモニタ

Claims (10)

1. １つの第一ポートと複数の第二ポートを有し、前記第一ポートと任意に選択した前記第二ポートとを接続する光スイッチを２つと、
   ２つの前記光スイッチ間で前記第一ポートといずれかの前記第二ポートとを接続又は切断する接続機構と、
   前記光スイッチのそれぞれが持つことができる光スイッチ機能の状態を示した接続状態遷移図を有し、前記光スイッチのそれぞれがいずれかの前記光スイッチ機能の状態となるように前記接続機構の接続を制御する光スイッチモジュール制御部と、
   を有する制御ボードを備える光スイッチシステムであって、
   前記光スイッチモジュール制御部は、
   光スイッチシステム制御部及び論理物理変換部を有しており、
   前記光スイッチシステム制御部は、光パス設定要求を受信したときに、前記光パス設定要求で要求されている前記光スイッチ機能を解析し、前記接続状態遷移図を参照して光パス設定の可否を判断し、光パス設定が可能であるときに前記論理物理変換部に前記光パス設定要求を送信し、
   前記論理物理変換部は、論理物理変換テーブルを参照して前記光パス設定要求を光スイッチ設定要求に変換し、前記光スイッチ及び前記接続機構を駆動する
   ことを特徴とする光スイッチシステム。
2. ２つの前記制御ボードを管理し、
   光パス設定要求を受信したときに、前記制御ボードが有する前記光スイッチそれぞれの接続状態遷移図を参照して光パス設定の可否を判定し、光パス設定が可能であるときに前記制御ボードが有する前記光スイッチモジュール制御部それぞれに前記光パス設定要求を送信する光サブシステム制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の光スイッチシステム。
3. それぞれ光レベルモニタを持つ１つの第一ポートと複数の第二ポートを有し、前記第一ポートと任意に選択した前記第二ポートとを接続する光スイッチを２つと、
   ２つの前記光スイッチ間で前記第一ポートといずれかの前記第二ポートとを接続又は切断する接続機構と、
   前記光スイッチのそれぞれが設定できる光信号レベルモニタ点の状態を示した光レベル状態遷移図を有し、前記光スイッチのそれぞれがいずれかの前記光信号レベルモニタ点の状態となるように前記接続機構の接続を制御する光スイッチモジュール制御部と、
   を有する制御ボードを備える光スイッチシステムであって、
   前記光スイッチモジュール制御部は、
   光スイッチシステム制御部及び論理物理変換部を有しており、
   前記光スイッチシステム制御部は、光信号レベルモニタ要求を受信したときに、前記光信号レベルモニタ要求で要求されている光信号レベルモニタ点を解析し、前記光レベル状態遷移図を参照して光信号レベルモニタの可否を判断し、光信号レベルモニタが可能であるときに前記論理物理変換部に前記光信号レベルモニタ要求を送信し、
   前記論理物理変換部は、論理物理変換テーブルを参照して前記光信号レベルモニタ要求を光信号レベル測定要求に変換し、前記光スイッチ及び前記接続機構を駆動する
   ことを特徴とする光スイッチシステム。
4. ２つの前記制御ボードを管理し、
   前記光信号レベルモニタ要求を受信したときに、前記制御ボードが有する前記光スイッチそれぞれの光レベル状態遷移図を参照して光信号レベルモニタの可否を判定し、光信号レベルモニタが可能であるときに前記制御ボードが有する前記光スイッチモジュール制御部それぞれに前記光信号レベルモニタ要求を送信する光サブシステム制御部をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の光スイッチシステム。
5. １つの第一ポートと複数の第二ポートを有し、前記第一ポートと任意に選択した前記第二ポートとを接続する光スイッチを２つと、
   ２つの前記光スイッチ間で前記第一ポートといずれかの前記第二ポートとを接続又は切断する接続機構と、
   前記光スイッチのそれぞれが設定できるＡＬＣ経路の状態を示したＡＬＣ状態遷移図を有し、前記光スイッチのそれぞれがいずれかの前記ＡＬＣ経路の状態となるように前記接続機構の接続を制御する光スイッチモジュール制御部と、
   を有する制御ボードを備える光スイッチシステムであって、
   一方の前記光スイッチは、第一ポートに光レベルモニタを持ち、第二ポートに光強度を調整する光強度調整機能を持ち、
   前記光スイッチモジュール制御部は、
   光スイッチシステム制御部及び論理物理変換部を有しており、
   前記光スイッチシステム制御部は、ＡＬＣ制御要求を受信したときに、前記ＡＬＣ制御要求で要求されている光信号レベルモニタ点を解析し、前記ＡＬＣ状態遷移図を参照してＡＬＣの可否を判断し、ＡＬＣが可能であるときに前記論理物理変換部に前記ＡＬＣ制御要求を送信し、
   前記論理物理変換部は、論理物理変換テーブルを参照して前記ＡＬＣ制御要求を光信号レベル測定要求及び光強度調整要求に変換し、前記光スイッチ及び前記接続機構を駆動する
   ことを特徴とする光スイッチシステム。
6. ２つの前記制御ボードを管理し、
   前記ＡＬＣ制御要求を受信したときに、前記制御ボードが有する前記光スイッチそれぞれのＡＬＣ状態遷移図を参照してＡＬＣの可否を判定し、ＡＬＣが可能であるときに前記制御ボードが有する前記光スイッチモジュール制御部それぞれに前記ＡＬＣ制御要求を送信する光サブシステム制御部をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の光スイッチシステム。
7. 前記論理物理変換部の前記論理物理変換テーブルの設定を変更する設定変更機能部をさらに備えることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の光スイッチシステム。
8. 前記接続機構は、一方が１以上のポートを有し、他方が２以上のポートを有する接続光スイッチであることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の光スイッチシステム。
9. ２つの前記光スイッチのうち少なくとも一方が波長選択スイッチであることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の光スイッチシステム。
10. 前記接続機構が、平面光波回路で形成されていることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の光スイッチシステム。

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