JP5526389B2 - 光パスネットワークの階層化光パスクロスコネクト装置 - Google Patents

Description

本発明は、光パスネットワークの中継ノードとして機能する階層化光パスクロスコネクト装置に関するものである。

階層化光パスネットワークでは、所定の通信波長帯のたとえば１００ＧＨｚ毎に分割された複数の波長チャネル（wave channel or light path）にそれぞれ対応する複数の波長の光が合波された波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）光すなわち波長群が、複数本のパス（光ファイバ）を介して複数並列に伝送される。上記光パスネットワークの各中継ノードでは、光ファイバなどにより伝送された上記波長群がそのまま所定の伝送方向の光ファイバへ切り換えられるとともに、その波長群に含まれる波長（チャネル）が必要に応じて分離され且つ再合波された波長群が、所定の伝送方向の光ファイバへ切り換えられる。特許文献１に示される光パスクロスコネクト装置はその一例である。

近年では、通信容量の増加により上記中継ノードを構成する光パスクロスコネクト装置において、入力側の複数の伝送路から入力された複数の波長群或いは波長を出力側の伝送路のうちの所定の伝送路へ直接的にルーティングする方路切換や、入力された複数の波長群或いは波長の一部をドロップさせて所定の方路の他の波長群へ加える（アド）のための切り換えに用いられるマトリックススイッチの規模が増大しており、装置の規模や価格の観点から、そのマトリックススイッチの規模を可及的に小さくすることが求められている。

特開２００８−２５２６６４号公報

ところで、たとえば図１２に示すように、Ｋ本の入力側光ファイバを介してそれぞれＫ個の波長群が入力され、バンド（波長群）パスクロスコネクト部においてその波長群単位でＫ本の出力側光ファイバへルーティングするとともに、所定のａｄｄ／ｄｒｏｐ率ｙで、波長単位でルーティングを行うための波長群を波長パスクロスコネクト部へａｄｄ／ｄｒｏｐさせる一方で、波長パスクロスコネクト部においてその１つの波長群に含まれるＮ個の波長を分解して波長単位でルーティングを行うとともに、ルータ等が設けられて電気的信号と波長単位の光信号との間の信号変換を行うための電気レイヤ（電気レベル）ＥＬへ波長を所定のａｄｄ／ｄｒｏｐ率ｚでａｄｄ／ｄｒｏｐさせるように構成した階層化光パスクロスコネクト装置が提案されている。

上記階層化光パスクロスコネクト装置を構成する上で、波長群レベルＷＢＬから波長レベルＷＬＬへ複数の波長群から波長パスへａｄｄ／ｄｒｏｐさせる割合すなわちａｄｄ／ｄｒｏｐ率を制約する方法としては、複数本のファイバで伝送される複数群の波長群内にそれぞれ含まれる所定の波長群の範囲内で所定のａｄｄ／ｄｒｏｐ率でａｄｄ／ｄｒｏｐ波長群数をそれぞれ制限する波長群毎の制約と、全波長群の総数内で所定のａｄｄ／ｄｒｏｐ率でａｄｄ／ｄｒｏｐ波長群数を制限する波長群総数に対する制約とが提案されている。後者の制約の方がネットワーク設計上の自由度が得られる点で望ましいが、それを実現する構成におけるスイッチ規模が極めて大きいという欠点があった。その主たる原因は、波長群を波長パスに分波、或いは逆に波長パスを波長群へ合波するための光合波分波器を、その波長群に対応してそれぞれ設ける必要があり、異なる波長群で共用することが困難であったからである。そのため、従来は、波長群の総数に対する制約を実現するために、波長群パスクロスコネクト部と波長パスクロスコネクト部との間でａｄｄ／ｄｒｏｐさせる波長群を選択するための１対の制限器を必要とするとともに、波長パスクロスコネクト部には、単一のマトリックススイッチを設ける必要があった。

上記波長群パスクロスコネクト部と波長パスクロスコネクト部との間に設けられる一対の制限器は、ＫＭ×ｙＫＭのマトリックススイッチから構成され、上記波長パスクロスコネクト部に設けられる単一のマトリックススイッチは、（１＋ｚ）ｙＫＭＮ×（１＋ｚ）ｙＫＭＮのマトリックススイッチから構成される必要がある。このため、その規模が、伝送路を構成する光ファイバ数、１本の光ファイバに含まれる波長群数、１つの波長群に含まれる波長数の増加に伴ってマトリックススイッチの規模が大きくなり、装置の規模が大きく、価格が高くなるという欠点があった。

これに対して、本発明者等は、上記従来の階層化光パスクロスコネクト装置において、波長群とそれを構成する波長との間で分波或いは合波に用いられる波長群光合波分波器を、波長群分波側（入力側）では異なる波長群が入力されると、その入力される波長群によらず同じ組の出力ポートから出力されるようにし、波長群合波側（出力側）では異なる波長群に属する波長が同一の組の入力ポート群に入力されると、その波長群に対応する加入波長群毎に異なる出力ポートから出力されるように構成すると、異なる波長群内における順序の等しい波長毎に分割したマトリックススイッチにより、波長パスクロスコネクト部の波長方路切換用マトリックススイッチを構成することができ、その波長パスクロスコネクト部のマトリックススイッチの規模およびそれに用いられる光スイッチ数を大幅に低減することができる事実を見い出し、特願２００９−０６３６７４号として出願した。この出願は未公開であり、その発明者および出願人は本願と共通している。

上記の出願に係る発明の光パスネットワークの階層化光パスクロスコネクト装置によれば、前記波長パスクロスコネクト部は、前記所定割合のドロップ波長群がそれぞれ入力される入力ポートを有し、入力された該所定割合のドロップ波長群をそれぞれ構成する波長を分波し、該波長を該ドロップ波長群によらず予め定められた同じ位置の出力ポートから出力する入力側光合波分波器と、前記異なるドロップ波長群に属する波長が予め定められた同じ位置に入力される入力ポートを有し、該波長を異なる加入波長群毎に異なる出力ポートから出力する出力側光合波分波器とを、備えることから、入力側光合波分波器と出力側光合波分波器との間では、波長毎に分割したマトリックススイッチにより波長方路切換用マトリックススイッチを構成することができ、波長パスクロスコネクト部のマトリックススイッチの規模およびそれに用いられる光スイッチ数を大幅に低減することができ、従来に比較してマトリックススイッチの規模を大幅に小さくすることができる光パスネットワークの階層化光パスクロスコネクト装置が得られる。

しかしながら、上記の階層化光パスクロスコネクト装置でも、未だ方路切換のためのマトリックススイッチの規模が大きいことから、装置が大型且つ高価であるため、その普及の障害となっていた。

たとえば、上記波長パスクロスコネクト部において入力側光合波分波器と出力側光合波分波器との間に設けられた波長方路切換用マトリックススイッチは、ドロップ波長群から分波された波長から所望の組合せの波長群へ組み換えるための方路切換機能と、電気レベルからの加入波長を加入させ且つ電気レベルへ落とすドロップ波長を選択するドロップ／アド機能とを有するものであるため、不必要な経路切換機能を含む構成となっており、不要にスイッチ規模が大きくなっていた。すなわち、上記ドロップ波長群から分波された波長および上記電気レベルからの加入波長を入力させる複数の入力ポート列と、上記所望の組合せの波長群とするための波長および上記ドロップ波長を出力する複数の出力ポート列との間のマトリックス状の切換領域のうち使用しない領域すなわち加入波長を入力させる複数のポートとドロップ波長を出力させる複数のポートとの間の領域が存在する。

また、上記波長パスクロスコネクト部から波長群パスクロスコネクト部へ加入（アド）波長群を戻して組み直すための波長群加入用マトリックススイッチを必要とするので、その波長群加入用マトリックススイッチを備えるために大きさがｙ×Ｋ×Ｍ（但し、ｙ：アド／ドロップ率、Ｋ：ファイバ（数波長群パス数）、Ｍ：１ファイバ（１パス内の波長群数））となる比較的大きなスイッチ規模を必要とし、これによってもスイッチ規模が大きくなっていた。

本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、マトリックススイッチの規模を一層小さくすることができる光パスネットワークの階層化光パスクロスコネクト装置を提供することにある。

上記目的を達成するための請求項１に係る発明の要旨とするところは、（ａ）複数の入力側波長群パスを介してそれぞれ入力された複数の波長群を波長群単位でルーティングを行って複数の出力側波長群パスへ出力する波長群パスクロスコネクト部と、該複数の入力側波長群パスを介して伝送された複数組の波長群のうちの所定割合のドロップ波長群をそれぞれ構成する複数の波長を波長単位でルーティングを行って所定割合の加入波長群を構成する波長パスクロスコネクト部とを有する階層化光パスクロスコネクト装置であって、（ｂ）前記波長パスクロスコネクト部は、（ｂ−１）前記ドロップ波長群毎にそれを構成する波長に分波する複数の入力側波長分波器と、（ｂ−２）該複数の入力側波長分波器によりそれぞれ分波される波長毎に設けられ、入力された１つの波長を前記複数の出力側波長群パスに対応する出力ポートから択一的にそれぞれ出力する複数群の波長方路切換用光スイッチと、（ｂ−３）該複数群の波長方路切換用光スイッチに対応して複数設けられ、該複数群の波長方路切換用光スイッチのうちの１群の波長方路切換用光スイッチから出力される波長をそれぞれ合波したアド波長群を、前記波長群パスクロスコネクト部を経由しないで前記複数の出力側波長群パスへそれぞれ直接的に出力する出力側波長合波器とを、含むことにある。

また、請求項２に係る発明の要旨とするところは、請求項１に係る発明において、（ｃ）前記複数の出力側波長群パスの入力側に複数の光カプラがそれぞれ設けられ、（ｄ）前記複数の出力側波長合波器から出力されたアド波長群と前記波長群パスクロスコネクト部から出力された複数の波長群は、該複数の光カプラを介して前記複数の出力側波長群パスへそれぞれ入力されることにある。

また、請求項３に係る発明の要旨とするところは、請求項１または２に係る発明において、（ｅ）前記複数群の波長方路切換用光スイッチは、前記入力側波長分波器の複数の出力ポートに対応した複数の１×Ｋ光スイッチで１群を構成し、該１群の１×Ｋ光スイッチを該入力側波長分波器の数に対応した群数備えたものであり、（ｆ）前記複数の入力側波長分波器と前記複数群の波長方路切換用光スイッチとの間には、ドロップ波長を電気レベルへドロップさせるためのドロップ波長用光スイッチと、該電気レベルから入力される信号を表わすアド波長を加入させるアド波長用光スイッチとが、それぞれ介挿されていることにある。

また、請求項４に係る発明の要旨とするところは、請求項１乃至３のいずれか１の発明において、（ｇ）前記複数組の波長群をそれぞれ構成する複数群の波長は、長さ順に連続配置された複数の波長から、長さが互いに連続する複数の波長で１群を構成するように順次選択された連続配置型波長群であることにある。

また、請求項５に係る発明の要旨とするところは、請求項１乃至３のいずれか１の発明において、（ｈ）前記複数の入力側波長群パスを介してそれぞれ入力された複数の波長群は、該波長群を構成する波長が該波長群内および該波長群間で不連続的に相違する波長により構成されている分散配置型波長群であることにある。

請求項１に係る発明によれば、波長パスクロスコネクト部において、複数群の波長方路切換用光スイッチは、入力側波長分波器と出力側波長合波器との間において、その複数の入力側波長分波器によりそれぞれ分波される波長毎に設けられて、入力された１つの波長を前記複数の出力側波長群パスに対応する出力ポートから択一的にそれぞれ出力し、出力側波長合波器は、１群の波長方路切換用光スイッチから出力される波長をそれぞれ合波したアド波長群を、前記波長群パスクロスコネクト部を経由しないで前記複数の出力側波長群パスへそれぞれ直接的に出力するので、波長方路切換用光スイッチは、波長毎にその方路を切り換える１×ファイバ数（Ｋ：入力側波長群パス数、出力側波長群パス数）のスイッチを、ドロップ波長群を構成する波長数ｙ×Ｋ×Ｍ（１波長群パス内の波長群数）×Ｎ（１波長群内の波長数）で決まる個数で構成することができ、使用しない領域を含まないように構成される。従って、波長方路切換用光スイッチの規模が小さくなり、光パスネットワークの階層化光パスクロスコネクト装置が小型且つ安価となる。

請求項２に係る発明によれば、前記複数の出力側波長群パスの入力側に複数の光カプラがそれぞれ設けられ、前記複数の出力側波長合波器から出力されたアド波長群と前記波長群パスクロスコネクト部から出力された複数の波長群は、該複数の光カプラを介して前記複数の出力側波長群パスへそれぞれ入力されることから、波長群パスクロスコネクト部を経由しないで前記複数の出力側波長群パスへそれぞれ入力されるので、波長群パスクロスコネクト部内に、波長パスクロスコネクト部から波長群パスクロスコネクト部へ加入（アド）波長群を戻して組み直すための比較的スイッチ規模の大きい波長群加入用マトリックススイッチを必要とせず、光パスネットワークの階層化光パスクロスコネクト装置が小型且つ安価となる。

また、請求項３に係る発明によれば、前記複数群の波長方路切換用光スイッチは、前記入力側波長分波器の複数の出力ポートに対応した複数の１×Ｋ光スイッチで１群を構成し、該１群の１×Ｋ光スイッチを該入力側波長分波器の数に対応した群数備えたものであり、前記複数の入力側波長分波器と前記複数群の波長方路切換用光スイッチとの間には、ドロップ波長を電気レベルへドロップさせるためのドロップ波長用光スイッチと、該電気レベルから入力される信号を表わすアド波長を加入させるアド波長用光スイッチとが、それぞれ介挿されていることから、その後段の波長方路切換用光スイッチでは、ドロップ波長を選択するための切換領域（光スイッチ数）が不要となるので、一層スイッチ規模が小さくなる利点がある。

また、請求項４に係る発明の要旨とするところは、前記複数組の波長群をそれぞれ構成する複数群の波長は、長さ順に連続配置された複数の波長から、長さが互いに連続する複数の波長で１群を構成するように順次選択された連続配置型波長群であることから、連続配置型波長群に対するクロスコネクトが可能となる。

また、請求項５に係る発明の要旨とするところは、前記複数の入力側波長群パスを介してそれぞれ入力された複数の波長群は、該波長群を構成する波長が該波長群内および該波長群間で不連続的に相違する波長により構成されている分散配置型波長群であることから、分散配置型波長群に対するクロスコネクトが可能となる。

本発明の一実施例の光パスネットワークの光パスクロスコネクト装置の要部構成を説明するための概念図である。 図１の光パスクロスコネクト装置に入力される複数の波長群のうち、１つの波長群を構成する複数の波長の波長軸上の配置を示す連続配置型の波長群を説明する図である。 図１の光合波分波器に含まれる光パスクロスコネクト装置に入力される複数の波長群のうち、１つの波長群を構成する複数の波長の波長軸上の配置を示す分散配置型の波長群を説明する図である。 図１の光パスクロスコネクト装置において、光合波分波器に含まれるアレイ導波路格子の構成を説明する斜視図である。 図４のアレイ導波路格子の通常の入出力作動を説明する図である。 図４のアレイ導波路格子が周回性アレイ導波路格子である場合の入出力作動を説明する図である。 図１の光パスクロスコネクト装置において、入力側光合波分波器に含まれるアレイ導波路格子に入力された波長群からそれを構成する波長に分波する作動を、連続配置型の３つの波長群を用いて模式的に説明する図である。 図１の光パスクロスコネクト装置において、出力側光合波分波器に含まれるアレイ導波路格子に入力された波長から波長群に合波する作動を、連続配置型の３つの波長群を用いて模式的に説明する図である。 図１の光パスクロスコネクト装置において、入力側光合波分波器に入力された波長群からそれを構成する波長に分波して波長方路切換用マトリックススイッチへ分配する作動を説明する図である。 図１の光パスクロスコネクト装置のマトリックススイッチのクロスポイントに用いられる光スイッチの構成の一例を説明する図である。 図１の実施例における光パスクロスコネクト装置の入力ファイバ数に対するのクロスポイント数の関係を示す実線を、従来の光パスクロスコネクト装置の入力ファイバ数に対するのクロスポイント数の関係を示す破線と対比して示す図である。 未公開先願の光パスクロスコネクト装置の構成を説明する図である。 本発明の実施例２の光パスクロスコネクト装置の要部構成を説明するための概念図である。 本発明の実施例３の光パスクロスコネクト装置の要部構成を説明するための概念図である。 本発明の実施例４の光パスクロスコネクト装置の要部構成を説明するための概念図である。 本発明の実施例５の光パスクロスコネクト装置の要部構成を説明するための概念図である。 図１６の実施例において、波長パスクロスコネクト部の入力側光合波分波器および出力側光合波分波器を構成するＡＷＧの構成を説明する図である。 本発明の実施例６の光パスクロスコネクト装置の要部構成を説明するための概念図である。 本発明の実施例７の光パスクロスコネクト装置の要部構成を説明するための概念図である。 図１９の実施例において、波長パスクロスコネクト部の入力側光合波分波器および出力側光合波分波器を構成する周回性ＡＷＧの構成を説明する図である。また、実施例８の出力側光合波分波器を構成する周回性ＡＷＧの構成を説明する図でもある。 本発明の実施例８の光パスクロスコネクト装置の要部構成を説明するための概念図である。 図２１の実施例において、波長パスクロスコネクト部の入力側光合波分波器を構成する周回性ＡＷＧの構成を説明する図である。

図１は、本発明の一実施例の階層化光パスクロスコネクト装置（以下、光パスクロスコネクト装置という）１０であって、波長群レベルＷＢＬにおいて波長群単位でルーティングするとともに波長レベルＷＬＬにおいて波長単位でルーティングし且つルータ等が設けられて電気的信号と波長単位の光信号との間の信号変換を行うための電気レイヤＥＬとの間の予め設定したａｄｄ／ｄｒｏｐ率ｚで光信号を授受する２階構成の階層化光パスクロスコネクト装置である。この光パスクロスコネクト装置１０は、光パスネットワークの中継ノードとして配置されるものであり、入力波長群パスとして機能するＫ本の入力側光ファイバＦi1、Ｆi2、・・・ＦiKを介してそれぞれ１組ずつ入力されたＫ群（Ｋ組）の波長群ＷＢ11〜ＷＢ1M、ＷＢ21〜ＷＢ2M、・・・ＷＢK1〜ＷＢKMを、波長群単位でルーティングを行ってＫ本の出力側光ファイバＦo1、Ｆo2、・・・ＦoKへそれぞれ１組ずつ出力すると共に、それら入力されたＫ群の波長群ＷＢ11〜ＷＢ1M、ＷＢ21〜ＷＢ2M、・・・ＷＢK1〜ＷＢKMのうちの所定数すなわち予め設定されたａｄｄ／ｄｒｏｐ率ｙ（０〜１の任意数）でドロップ波長群を波長パスクロスコネクト部ＷＸＣへドロップさせる波長群パスクロスコネクト部ＢＸＣと、予め設定されたａｄｄ／ｄｒｏｐ率ｙ（０〜１の任意数）でドロップされた所定割合の波長群をそれぞれ構成する複数の波長を波長単位で所定のａｄｄ／ｄｒｏｐ率ｚ（０〜１の任意数）で電気レベル（電気レイヤ）ＥＬとの間で切り換えるとともにルーティングを行って所定割合の加入波長群を構成して出力する波長パスクロスコネクト部ＷＸＣと、上記波長群パスクロスコネクト部ＢＸＣにより方位切換されてＫ本の出力側光ファイバＦo1、Ｆo2、・・・ＦoKへそれぞれ１組ずつ出力するためのＫ群の波長群と波長パスクロスコネクト部ＷＸＣにより組み直された加入波長群とを合波してＫ本の出力側光ファイバＦo1、Ｆo2、・・・ＦoKへそれぞれ入力させる波長群合波器ＢＣとを、備えている。

本実施例では、所定の通信波長帯のたとえば１００ＧＨｚ毎に分割された複数の波長チャネル（wave channel or light path）にそれぞれ対応するＮ個の複数波長の光が合波されることにより１つの波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）光すなわち１つの波長群ＷＢが構成され、その波長群ＷＢがＭ個（Ｍ組）ずつ各１本の波長群伝送パスすなわち１本の光ファイバ毎に伝送される。すなわち、ＷＢ11〜ＷＢ1M、ＷＢ21〜ＷＢ2M、・・・ＷＢK1〜ＷＢKMが、入力側光ファイバＦi1、Ｆi2、・・・ＦiKをそれぞれ介して並列に入力され、ルーティングされた新たな波長群ＷＢ11〜ＷＢ1M、ＷＢ21〜ＷＢ2M、・・・ＷＢK1〜ＷＢKMが、出力側光ファイバＦo1、Ｆo2、・・・Ｆokをそれぞれ介して並列に出力される。上記Ｋ、Ｍ、Ｎは整数であり、たとえば、Ｋ＝８、Ｍ＝８、Ｎ＝１２である。

ここで、たとえば波長群Ｂ11に含まれる波長チャネルの波長はλ111 〜λ11N 、波長群Ｂ12に含まれる波長チャネルの波長はλ121 〜λ12N 、波長群Ｂ1Mに含まれる波長チャネルの波長はλ1M1 〜λ1MN 、波長群ＢKMに含まれる波長チャネルの波長はλKM1 〜λKMN となるが、それらの波長たとえばλ121 〜λ12N は、相互に順次連続的に増加するものであってもよいし、分散的なものであってもよい。図２および図３は、各波長群を構成する波長λの構成例を示している。図２は連続配置型波長群の例を示しており、連続する波長のうちから選択された互いに連続する１６波長毎に１群を構成するように順次選択された複数の波長群が設定されている。図３は分散配置型波長群の例を示しており、連続する波長のうちから分散的に選択された１６波長から１つの波長群が設定されることで、波長群を構成する波長が該波長群内および該波長群間で不連続的に相違する波長により構成されるように波長群内および該波長群間で不連続的に相違する波長により１群が構成されている。

上記波長群パスクロスコネクト部ＢＸＣは、波長群レベルＷＢＬにおいて、各入力側光ファイバＦi1、Ｆi2、・・・ＦiKを介してそれぞれ入力された各１群の波長群たとえば波長群ＷＢ11〜ＷＢ1Mから波長群単位でＷＢ11、ＷＢ12、・・ＷＢ1Mへ分波するＫ個の入力側光合波分波器ＡＢ1 〜ＡＢK と、複数すなわちＫ本の入力側光ファイバＦi1、Ｆi2、・・・ＦiKと所定数すなわち予め設定されたａｄｄ／ｄｒｏｐ率ｙで波長レベルＷＬＬへドロップさせられる所定割合のｙＫＭ個のドロップ波長群のパスとの間で切り換えを行うＭ個の波長群ドロップ用マトリックススイッチ（ドロップ波長群選択器）ＢＭＳ１と、複数すなわちＫ本の入力側光ファイバＦi1、Ｆi2、・・・ＦiKと複数すなわちＫ本の出力側光ファイバＦo1、Ｆo2、・・・ＦoKとの間で切り換えを行うＭ個の波長群方路切換用マトリックススイッチ（波長方路切換器）ＢＭＳ2 と、その波長群方路切換用マトリックススイッチＢＭＳ2 からそれぞれ出力された波長群をＭ個ずつ合波したＫ群（組）の波長群を各出力側光ファイバＦo1、Ｆo2、・・・ＦoKへ出力するＫ個の出力側光合波分波器ＢＢ1 〜ＢＢK とを、順次備えている。ここで、本実施例の波長群パスクロスコネクト部ＢＸＣは、未公開先願（特願２００９−０６３６５４号）の図１に記載された波長群パスクロスコネクト部ＢＸＣに比較して、予め設定されたａｄｄ／ｄｒｏｐ率ｙで波長レベルＷＬＬから加入される所定割合のｙＫＭ個の加入波長群と出力側光ファイバＦo1、Ｆo2、・・・ＦoKとの間で切り換えを行うＭ個の波長群加入用マトリックススイッチ（加入波長群加入器）ＢＭＳ３を備えていない。

上記Ｋ個の入力側光合波分波器ＡＢ1 〜ＡＢK の出力端子（出力パス）数、および上記Ｋ個の出力側光合波分波器ＢＢ1 〜ＢＢK の入力端子（入力パス）数は、波長群ドロップ用マトリックススイッチＢＭＳ１の数、および波長群方路切換用マトリックススイッチＢＭＳ2 の数と同じであり、Ｍ個である。

上記入力側光合波分波器ＡＢ1 〜ＡＢK は可逆的に使用可能な一般的なアレイ導波路格子ＡＷＧから構成され、出力側光合波分波器ＢＢ1 〜ＢＢK は可逆的に使用可能な一般的な周回性のアレイ導波路格子ＡＷＧから構成されている。各入力側光合波分波器ＡＢ1 〜ＡＢK は、たとえば良く知られたアレイ導波路格子ＡＷＧから構成され、各入力側光ファイバＦi1、Ｆi2、・・・ＦiKを介して入力された波長群ＷＢ11〜ＷＢ1M、ＷＢ21〜ＷＢ2M、・・・ＷＢK1〜ＷＢKMを波長群単位でＭ個ずつに分波する。Ｍ個の出力端子およびパスから、Ｍ個の波長群ドロップ用マトリックススイッチＢＭＳ１を通してＭ個の波長群方路切換用マトリックススイッチＢＭＳ２へそれぞれ出力する。

上記Ｍ個の波長群ドロップ用マトリックススイッチＢＭＳ１は、ドロップ波長群選択装置として機能するものであって、Ｋ個の入力とｙＫＭ個の出力とを有するマトリックススイッチから成るものであり、ＫＭ×ｙＫＭ個のクロスポイント毎にＫＭ×ｙＫＭ個の光スイッチＰＳをそれぞれ備え、ある瞬間には１つのドロップ波長群を順次送出するように構成されている。上記Ｍ個の波長群方路切換用マトリックススイッチＢＭＳ２は、Ｋ個の入力とＫ個の出力とを有するマトリックススイッチから成るものであり、Ｋ×Ｋ個のクロスポイント毎にＫ×Ｋ個の光スイッチＰＳをそれぞれ備えている。上記Ｍ個の波長群加入用マトリックススイッチＢＭＳ３は、ｙＫＭ個の入力とＫ個の出力とを有するマトリックススイッチから成るものであり、ｙＫＭ×ＫＭ個のクロスポイント毎にｙＫＭ×ＫＭ個の光スイッチＰＳをそれぞれ備えている。このＭ個の波長群ドロップ用マトリックススイッチＢＭＳ１によって、総数（最大数）ｙＫＭ個のドロップ波長群が抽出される。

上記波長パスクロスコネクト部ＷＸＣは、波長レベルＷＬＬにおいて、波長群パスクロスコネクト部ＢＸＣから波長パスクロスコネクト部ＷＸＣへａｄｄ／ｄｒｏｐ率ｙでドロップされた所定数すなわちｙＫＭ個のドロップ波長群をｙＫＭＮ個の波長へ波長単位で分波する所定割合のｙＫＭ個の入力側光合波分波器ＡＷ1 〜ＡＷyKM と、分波されたｙＫＭＮ個の波長のパスと電気レイヤＥＬへａｄｄ／ｄｒｏｐ率ｚでドロップさせる所定数すなわちｙｚＫＭＮ個のドロップ波長のパスとの間で切り換えを行うために波長毎に設けられた所定割合のｙＫＭ×波長数Ｎ個の１×２の光スイッチから成る波長ドロップ用マトリックススイッチＷＭＳ１と、電気レイヤＥＬからのｙｚＫＭＮ個の加入波長のパスと前記所定割合の加入波長群を構成する波長のパスとの間で切り換えを行うｙＫＭＮ個の１×２の波長加入用マトリックススイッチＷＭＳ３と、それら波長ドロップ用マトリックススイッチＷＭＳ１および波長加入用マトリックススイッチＷＭＳ３を通過したことでドロップ波長が除かれ且つ新たな加入波長が加入されたｙＫＭＮ個の各波長から新たな波長群を組み立てるための方路切換をそれぞれ行うｙＫＭ群且つ１群でＮ個の１×Ｋのマトリックススイッチから成る波長方路切換用マトリックススイッチＷＭＳ２と、それらの波長方路切換用マトリックススイッチＷＭＳ２からある瞬間にそれぞれ出力された波長をＮ個ずつ合波した加入波長群を順次構成するためのｙＫＭ群且つ１群でＫ個の出力側光合波分波器ＢＷ1 〜ＢＷK とを、順次備えている。

波長群合波器ＢＣは、たとえばＫ個の（ｙＫＭ＋１）×１光カプラＰＣ1 、ＰＣ2 、・・・ＰＣK を備え、波長群パスクロスコネクト部ＢＸＣにより方路切換されてＫ本の出力側光ファイバＦo1、Ｆo2、・・・ＦoKへそれぞれ１組ずつ出力するためのＫ群の波長群と、波長パスクロスコネクト部ＷＸＣにより組み直されてＫ本の出力側光ファイバＦo1、Ｆo2、・・・ＦoKのいずれかへ出力するための加入波長群とを合波してＫ本の出力側光ファイバＦo1、Ｆo2、・・・ＦoKへそれぞれ入力させる。

上記入力側光合波分波器ＡＷ1 〜ＡＷyKM は、ドロップ波長群をそれぞれ構成する複数の波長を、波長毎の群として分割可能に出力するようにたとえばアレイ導波路格子ＡＷＧから構成されている。このようにドロップ波長群をそれぞれ構成する複数の波長が波長毎の群として分割可能に出力されることで、順序の等しい波長毎に分割した波長毎の波長方路切換用マトリックススイッチＷＭＳ２を簡単に構成することを可能とし、その波長方路切換用マトリックススイッチＷＭＳ２の規模およびそれに用いられる光スイッチ数をｙＫＭＮ個全体として大幅に低減することを可能としている。マトリックススイッチの規模は、入力数×出力数であるから、波長毎に分割することで、ｙＫＭＮ個の１×Ｋマトリックススイッチを用意することで全体としての規模およびそれに用いられる光スイッチ数を大幅に低減することができる。

上記アレイ導波路格子ＡＷＧは、たとえば図４に示す良く知られたものであり、相互に光路長差を有する複数本のアレイ導波路２０と、入力ポート１６をそれぞれ有する複数本の入力側導波路２２と、その入力側導波路２２とアレイ導波路２０との間に設けられ、入力ポート１６に入力された波長分割多重（ＷＤＭ）光を拡散により分配して複数本のアレイ導波路２０の入力側端部にそれぞれ入力させる入力レンズ導波路２４と、光接続路１８にそれぞれ接続された複数本の出力側導波路２６と、その出力側導波路２６とアレイ導波路２０との間に設けられ、複数本のアレイ導波路２０の出力側端部から出力された波長分割多重光に含まれる複数の波長チャネル（たとえば１００ＧＨｚずつ相違する中心波長位置が相違する互いに異なる波長の複数の光信号）を複数本のアレイ導波路２０の相互の光路長差に基づく回折により波長毎に個別に分光するとともに出力側導波路２６の端部に集光させることにより予め設定された出力側導波路２６へそれぞれ分波し、別々の分波により１つの出力側導波路２６の端部に集光された光を合波して出力させる出力レンズ導波路２８とを備えている。

上記アレイ導波路格子ＡＷＧは、一般に、共通の光ファイバ（波長群パス）で伝送される複数の波長群（波長多重光）ＷＢを充分な信号強度で波長群単位で分波するようにアレイ導波路２０および出力レンズ導波路２８等が設定されており、他方のアレイ導波路格子ＡＷＧ２では、使用される波長チャネルλ1 乃至λK を充分な信号強度で個別に分光できる充分な分解能を備えるように、アレイ導波路２０および出力レンズ導波路２８等が設計されている。上記アレイ導波路格子ＡＷＧは、波長分割多重光が少なくとも波長チャネル毎の合波分波に必要な波長の分解能で分波および合波を可能とする性能を有するとともに、図５に示すように、１個の入力ポートに対して入力される波長分割多重光に含まれる複数の波長チャネルλ１〜λ１６を波長毎に分離する波長分離機能と、複数の入力ポートに対して入力位置が１つずらしてその入力ポートに入力される波長分割多重光に含まれる複数の波長チャネルλ２〜λ１７を入力させることで、同じ波長が現れる出力ポートの位置が順次１つずつずれて出力する特性（機能）とを有する。

また、出力側光合波分波器ＢＷ1 〜ＢＷK は、たとえば図６に示すように所定の入力ポート１に入力される波長分割多重光に含まれる複数の波長チャネルλ１〜λ１６のうちのλ１〜λ８が出力ポート１から出力ポート８まで順次出力され、次の波長λ９〜λ１６が再び出力ポート１から出力ポート８まで順次出力されるように構成されるように波長周回性を有する第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２から構成される。このような波長周回性を有する場合でも、入力と出力との関係が可逆的に成立するので、光の伝播方向を逆にすれば波長群光分波器としても機能できる。

本実施例の入力側光合波分波器ＡＷ1 〜ＡＷyKM は、図７に例示されるように連続配置波長群分波器として作動する第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１に代表されるようにそれぞれ構成される。簡単に説明するために図７では、ドロップ波長群としてたとえば図２に示す連続配置型の３つの波長群ＷＢ１（＝λ５、λ６、λ７）、ＷＢ２（＝λ８、λ９、λ１０）、ＷＢ３（＝λ１１、λ１２、λ１３）を用いて、それら波長群ＷＢ１、ＷＢ２、ＷＢ３を構成する複数の波長λ５〜λ７、λ８〜λ１０、λ１１〜λ１３が分波される一方向の作動が示されている。すなわち、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の入力ポート（入力端子）のうちの相互に２つ置きに離れた互いに異なる入力ポートにそれぞれ入力されると、その出力ポートのうちのその波長群をそれぞれ構成する波長数に対応する数（図７では各３波長）の予め定められた互いに隣接する共通の１組の出力ポートから、その波長群ＷＢ１、ＷＢ２、ＷＢ３をそれぞれ構成する波長の組λ５〜λ７、λ８〜λ１０、λ１１〜λ１３が並列的に出力される。このように１組を構成する３つの出力ポートのうちの第１の出力ポートからλ５、λ８、λ１１が出力され、第２の出力ポートからλ６、λ９、λ１２が出力され、第３の出力ポートからλ７、λ１０、λ１３が出力されると、たとえば図５に示すように作動する第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２が用いられて、１つの出力ポートから１個の波長が出力される。結局、入力側光合波分波器ＡＷ1 〜ＡＷyKM からはｙＫＭ×Ｎ個の出力ポートから波長出力が行われ、各波長毎に対応して分割されたＮ個の波長方路切換用マトリックススイッチＷＭＳ２へそれぞれ入力される。

また、図８は、出力側光合波分波器ＢＷ1 〜ＢＷK の作動を、それに含まれる連続配置波長群分波器として作動する第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１に代表させて、図７と同様に簡単に説明するために、共通の組を構成する３つの入力端子から入力された３組の波長λ５〜λ７、λ８〜λ１０、λ１１〜λ１３から、３つの波長群ＷＢ１（＝λ５、λ６、λ７）、ＷＢ２（＝λ８、λ９、λ１０）、ＷＢ３（＝λ１１、λ１２、λ１３）を合波して異なる出力ポートから出力する作動が示されている。上記入力ポートに入力される３組の波長λ５〜λ７、λ８〜λ１０、λ１１〜λ１３は、たとえば図５に示すように作動と逆方向に作動する第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２が用いられて、異なる入力ポートにそれぞれ入力されたλ５、λ８、λ１１、λ６、λ９、λ１２、λ７、λ１０、λ１３が合波されて１組の共通の３出力ポートから（λ５、λ８、λ１１）、（λ６、λ９、λ１２）、（λ７、λ１０、λ１３）がそれぞれ出力される。

図９は、光パスクロスコネクト装置１０において、入力側光合波分波器ＡＷ1 〜ＡＷyKM のうち入力側光合波分波器ＡＷ1 を代表させてその入出力作動および局部的パスを説明する図である。入力側光合波分波器ＡＷ1 は、複数のドロップ波長群ＷＢ1 、ＷＢ2 、・・・ＷＢM が択一的に入力されると、それらにそれぞれ含まれる波長λ1 、波長λ2 、・・・λN が分波されて、第１波長用の方路切換用マトリックススイッチＷＭＳ２、第２波長用の方路切換用マトリックススイッチＷＭＳ２、・・・第Ｎ波長用の方路切換用マトリックススイッチＷＭＳ２へそれぞれ分配する。

本実施例では、ａｄｄ／ｄｒｏｐ率ｚが仮に１と設定されており、波長ドロップ用マトリックススイッチＷＭＳ１、および波長加入用マトリックススイッチＷＭＳ３は、波長毎に分割されることによりｙＫＭＮ個の１×２のマトリックススイッチおよび２×１のマトリックススイッチすなわち１×２および２×１の光スイッチＰＳからそれぞれ構成されている。したがって、本実施例の波長ドロップ用マトリックススイッチＷＭＳ１および波長加入用マトリックススイッチＷＭＳ３は、合計で、２ｙＫＭＮ個のクロスポイント数すなわち光スイッチＰＳを備えている。また、波長方路切換用マトリックススイッチＷＭＳ２は、ｙＫＭＮ個の１×Ｋのマトリックススイッチすなわち１×Ｋの光スイッチＰＳから構成されている。すなわち、波長方路切換用マトリックススイッチＷＭＳ２は、個々には、１×Ｋのマトリックススイッチすなわち１×Ｋの光スイッチＰＳから構成されているが、全体として、１群でＮ個の１×Ｋのマトリックススイッチすなわち１×Ｋの光スイッチＰＳがｙＫＭ群で構成されている。

ここで、上記光スイッチＰＳは、たとえば図１０に示すように、第１ポートＰ１から第３ポートＰ３に至る第１アーム導波路３６と、第２ポートＰ２から第４ポートＰ４に至る第２アーム導波路３８と、それら第１アーム導波路３６および第２アーム導波路３８が相互に接近させられることにより構成された１対の３ｄＢ方向性結合器４０および４２と、それら１対の３ｄＢ方向性結合器４０および４２の間において第１アーム導波路３６および第２アーム導波路３８上に設けられた薄膜ヒータ４４および４６とを備えることにより基本的に構成されている。この光スイッチＰＳでは、上記第１アーム導波路３６および第２アーム導波路３８によってマッハツェンダ干渉計が基本的に構成されており、第１アーム導波路３６および第２アーム導波路３８の光路長差ΔＬが零であるときは、入力光は第１ポートＰ１から第４ポートＰ４へ、或いは第２ポートＰ２から第３ポートＰ３へのクロス経路を経て出力されるが、光路長差ΔＬが半波長であるときは入力光は第１ポートＰ１から第３ポートＰ３へ、或いは第２ポートＰ２から第４ポートＰ４へのバー経路を経て出力される性質があるので、光路差変更器として機能する上記薄膜ヒータ４４および４６で発生させる熱による熱光学効果を用いて行路長差ΔＬを制御することにより、入力信号を第３ポートＰ３または第４ポートＰ４のいずれかから出力されるように制御できるようになっている。すなわち、１入力２出力或いは２入力１出力の光スイッチ（１×２ＳＷ）或いは（２×１ＳＷ）が構成される。

上記光スイッチＰＳは、それを含むマトリックススイッチＷＭＳ１、ＷＭＳ２、ＷＭＳ３を構成する光導波路、入力側光合波分波器ＡＷ1 〜ＡＷK および出力側光合波分波器ＢＷ1 〜ＢＷK を構成する複数のアレイ導波路格子ＡＷＧおよびそれらアレイ導波路格子ＡＷＧを相互に接続する光導波路（パス）、マトリックススイッチＢＭＳ１、ＢＭＳ２、ＢＭＳ３の相互間、それらと入力側光合波分波器ＡＢ1 〜ＡＢK および出力側光合波分波器ＢＢ1 〜ＢＢK との間を接続する光導波路（パス）と共に、たとえば石英若しくはシリコン製の１乃至複数個の基板上において石英系プレーナ光波回路（ＰＬＣ）により一体的なモノリシック構造とされ得る。この場合には、光パスクロスコネクト装置１０が大幅に小型化される。

以上のように構成された本実施例の光パスクロスコネクト装置１０では、波長パスクロスコネクト部ＷＸＣにおいて、複数（ｙＫＭ）群の波長方路切換用マトリックススイッチ（波長方路切換用光スイッチ）ＷＭＳ２は、ｙＫＭ個の入力側光合波分波器（入力側波長分波器）ＡＷ1 〜ＡＷyKM とＫ個の出力側光合波分波器（出力側波長合波器）ＢＷ1 〜ＢＷK との間において、そのｙＫＭ個の入力側光合波分波器ＡＷ1 〜ＡＷyKM によりそれぞれ分波される波長毎に設けられて、入力された１つの波長を複数の出力側波長群パスとして機能するＫ本の出力側光ファイバＦo1、Ｆo2、・・・ＦoKに対応する出力ポートから択一的にそれぞれ出力し、出力側光合波分波器ＢＷ1 〜ＢＷK は、１群の波長方路切換用マトリックススイッチＷＭＳ２から出力される波長をそれぞれ合波したアド波長群を、前記波長群パスクロスコネクト部ＢＸＣを経由しないで上記複数の出力側波長群パスとして機能するＫ本の出力側光ファイバＦo1、Ｆo2、・・・ＦoKへそれぞれ直接的に出力するので、波長方路切換用マトリックススイッチＷＭＳ２は、波長毎にその方路を切り換える１×ファイバ数（Ｋ：入力側波長群パス数、出力側波長群パス数）のスイッチを、ドロップ波長群を構成する波長数ｙ×Ｋ×Ｍ（１波長群パス内の波長群数）×Ｎ（１波長群内の波長数）で決まる個数で構成することができ、使用しない領域を含まないように構成される。従って、波長方路切換用マトリックススイッチＷＢＳ２の規模が小さくなり、光パスネットワークの階層化光パスクロスコネクト装置１０が小型且つ安価となる。

また、本実施例の光パスクロスコネクト装置１０では、複数の出力側波長群パスとして機能するＫ本の出力側光ファイバＦo1、Ｆo2、・・・ＦoKの入力側に、波長群合波器ＢＣを構成する複数個の光カプラＰＣ1 〜ＰＣK がそれぞれ設けられ、複数（Ｋ個）の出力側光合波分波器ＢＷ1 〜ＢＷK から出力されたアド波長群と前記波長群パスクロスコネクト部ＢＸＣから出力された複数の波長群は、それら複数の光カプラＰＣ1 〜ＰＣK を介して複数の出力側光ファイバＦo1、Ｆo2、・・・ＦoKへそれぞれ入力されることから、波長群パスクロスコネクト部ＢＸＣを経由しないでＫ本の出力側光ファイバＦo1、Ｆo2、・・・ＦoKへそれぞれ入力されるので、波長群パスクロスコネクト部ＢＸＣ内に、波長パスクロスコネクト部ＷＸＣから波長群パスクロスコネクト部ＢＸＣへ加入（アド）波長群を戻して組み直すための比較的スイッチ規模の大きい波長群加入用マトリックススイッチを必要とせず、光パスネットワークの階層化光パスクロスコネクト装置１０が小型且つ安価となる。

また、本実施例の光パスクロスコネクト装置１０では、複数（ｙＫＭ）群の波長方路切換用マトリックススイッチＷＭＳ２は、入力側光合波分波器ＡＷ1 〜ＡＷyKM の複数の出力ポートに対応した複数（Ｎ個）の１×Ｋ光スイッチで１群を構成し、該１群の１×Ｋ光スイッチを入力側光合波分波器ＡＷ1 〜ＡＷyKM の数ｙＫＭに対応したｙＫＭ群備えたものであり、複数（ｙＫＭ）個の入力側光合波分波器ＡＷ1 〜ＡＷyKM とｙＫＭ群の波長方路切換用マトリックススイッチＷＭＳ２との間には、ドロップ波長を電気レベルへドロップさせるための波長ドロップ用マトリックススイッチＷＭＳ１と、その電気レベルから入力される信号を表わすアド波長を加入させる波長加入用マトリックススイッチＷＭＳ３とが、それぞれ介挿されていることから、その後段の波長方路切換用マトリックススイッチＷＭＳ２では、ドロップ波長を選択するための切換領域（光スイッチ数）が不要となるので、一層スイッチ規模が小さくなる利点がある。

また、本実施例の光パスクロスコネクト装置１０では、複数組の波長群をそれぞれ構成する複数群の波長は、長さ順に連続配置された複数の波長から、長さが互いに連続する複数の波長で１群を構成するように順次選択された図２の連続配置型波長群が用いられる利点がある。

図１１は、本実施例の光パスクロスコネクト装置１０におけるマトリックススイッチの減縮効果を、ファイバ本数Ｋ＝８、１ファイバ内の波長群数Ｍ＝８、１波長群内の波長数Ｎ＝８とした場合において説明する図である。図１１では、波長レベルＷＬＬの波長パスクロスコネクト部ＷＸＣにおける、波長ドロップ用マトリックススイッチＷＭＳ１および波長加入用マトリックススイッチＷＭＳ３と、それらの後段に設けられた１×Ｋマトリックススイッチである波長方路切換用マトリックススイッチＷＭＳ２が１波長群内の波長数Ｎ個であってｙＫＭ群（１群でＭ個）設けられ、且つ、Ｋ個の出力側光合波分波器（出力側波長合波器）ＢＷ1 〜ＢＷK から出力されたアド波長群と前記波長群パスクロスコネクト部ＢＸＣから出力された複数の波長群とが、複数の光カプラＰＣ1 〜ＰＣK を介して複数の出力側波長群パスへそれぞれ入力されることで、アド波長群が波長群パスクロスコネクト部ＢＸＣを経由しないでＫ本の出力側光ファイバＦo1、Ｆo2、・・・ＦoKへそれぞれ入力される形式の本実施例１に示される光パスクロスコネクト装置１０の場合を実線で示し、それと同じルーティング条件下で図１２に示す未公開先願の光パスクロスコネクト装置１００を用いた場合を破線で示している。図１１において、入力ファイバの本数と光パスクロスコネクト装置の全体としてのマトリックススイッチのクロスポイント数との関係が示されているが、実線で示される実施例の光パスクロスコネクト装置は、図１２の従来の光パスクロスコネクト装置と比較して、約６０％も削減される。

図１２は、上記未公開先願の光パスクロスコネクト装置１００の構成を説明する図１に相当する図である。図１２の光パスクロスコネクト装置１００には、図１に示す光パスクロスコネクト装置１０と同様の機能である部分の符号と同じ符号を付してあるが、（ａ）波長パスクロスコネクト部ＷＸＣにおいて、ｙＫＭ×ｙＫＭマトリックススイッチから構成されるＮ個の波長方路切換用マトリックススイッチＷＭＳ２が設けられる点、（ｂ）ｙＫＭ個設けられた出力側光合波分波器ＢＷ1 〜ＢＷyKM から波長群パスクロスコネクト部ＢＸＣ内に設けられたＭ個の波長群加入用マトリックススイッチＢＭＳ３に加入波長群が入力され、そこで波長群方路切換用マトリックススイッチＢＭＳ２において波長群単位で方路切換が行われた波長群と合波される点で、主に相違する。上記相違点（ａ）については、ｙＫＭ×ｙＫＭマトリックススイッチから構成されるＮ個の波長方路切換用マトリックススイッチＷＭＳ２は、ドロップ入力ポート×アド出力ポートという使用しないクロスポイント領域（マトリックス領域）を有することから不要な経路選択のための光スイッチを多く含むので、クロスポイントが不要に多くなっていた。また、上記相違点（ｂ）については、Ｍ個の波長群加入用マトリックススイッチＢＭＳ３はそれぞれＫ×ｙＫＭという規模の大きい構成のものが用いられていた。

本実施例の光パスクロスコネクト装置１０によれば、前述のように、ｙＫＭ×ｙＫＭマトリックススイッチから構成されるＮ個の波長方路切換用マトリックススイッチＷＭＳ２に替えて、不要な経路選択のための機能を除去し、波長毎に対応するＮ個の１×ＫのマトリックススイッチをｙＫＭ個設けることで、波長レベルの方路切換を少ない規模で実現している。また、波長群パスクロスコネクト部ＢＸＣ内のＭ個の波長群加入用マトリックススイッチＢＭＳ３を除去する代わりに、低コストの光カプラＰＣ1 〜ＰＣK から成る波長群結合器ＢＣを設けることで、スイッチ規模を大幅に削減している。

次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において実施例相互間に共通する機能部分には同一の符号を付して説明を省略する。

図１３に示す光パスクロスコネクト装置１２は、実施例１の光パスクロスコネクト装置１０に比較して、（ａ）波長パスクロスコネクト部ＷＸＣの入力側光合波分波器ＡＷ1 〜ＡＷyKM が、前述の図６で例示されたサイクリックＡＷＧによって構成され、（ｂ）波長群パスクロスコネクト部ＢＸＣの波長群ドロップ用マトリックススイッチＢＭＳ１が、ｙＫＭ本の出力ポートを共通に備え、入力側光ファイバＦi1、Ｆi2、・・・ＦiKを介して伝送された連続配置型の波長群ＷＢ11〜ＷＢ1M、ＷＢ21〜ＷＢ2M、・・・ＷＢK1〜ＷＢKMから抽出したドロップ波長群を、上記サイクリック（波長周回性）ＡＷＧによって構成された入力側光合波分波器ＡＷ1 〜ＡＷyKM へそれぞれ並列的に出力する点で、相違するが、他は同様に構成される。

本実施例においても、上記サイクリックＡＷＧから成る入力側光合波分波器ＡＷ1 〜ＡＷyKM によってドロップ波長群が実施例１と同様に分波されて波長方路切換用マトリックススイッチＷＭＳ２へ入力されるので、その実施例１と同様の効果が得られる。また、本実施例２では、波長群ドロップ用マトリックススイッチＢＭＳ１はｙＫＭ本の出力ポートを共通に備えているので、ドロップ波長群を波長群パスクロスコネクト部ＢＸＣから波長パスクロスコネクト部ＷＸＣへ伝送するための伝送路の本数が大幅に少なくされる。

図１４に示す光パスクロスコネクト装置１４は、実施例２の光パスクロスコネクト装置１２に比較して、（ａ）波長群パスクロスコネクト部ＢＸＣ内のドロップ波長群選択器として機能する波長群ドロップ用マトリックススイッチＢＭＳ１が除去されるとともに、それに替えて、波長群パスクロスコネクト部ＢＸＣと波長パスクロスコネクト部ＷＸＣとの間にドロップ波長群選択器ＤＢＳが設けられ、（ｂ）波長パスクロスコネクト部ＷＸＣにそのドロップ波長群選択器ＤＢＳから受けたドロップ波長群を構成する波長を合波する連続配置波長群合波器ＣＢＷ1 〜ＣＢＷyKM が設けられている点で、相違するが、他は同様に構成される。

上記のドロップ波長群選択器ＤＢＳは、入力側光ファイバＦi1、Ｆi2、・・・ＦiKと波長群パスクロスコネクト部ＢＸＣとの間の伝送路にそれぞれ設けられて、それぞれ伝送されて来た複数群（Ｋ組）の連続配置型の波長群を伝送路毎にそれぞれ分岐する１×２カプラと、それら１×２カプラによりそれぞれ分岐されたＫ組の波長群を分岐するための１×ｙＫＭカプラと、それら１×ｙＫＭカプラから分岐された波長群をそれぞれ受けて、ドロップさせる波長群を出力するｙＫＭ個のＫ×１マトリックススイッチと、そのＫ×１マトリックススイッチから出力されたドロップ波長群を分波する、ｙＫＭ個の連続配置波長群分波器ＣＷＷ1 〜ＣＷＷyKM と、それら連続配置波長群分波器ＣＷＷ1 〜ＣＷＷyKM から出力されるドロップ波長群からある瞬間に１つのドロップ波長群を連続配置波長群合波器ＣＢＷ1 〜ＣＢＷyKM へ通過させる、ｙＫＭ組であって１組がＮ個のオンオフ光スイッチＯ／ＦＳ1 〜Ｏ／ＦＳN とを備えている。

本実施例においても、上記ドロップ波長群選択器ＤＢＳによってドロップ波長群が実施例１と同様に分波されて波長パスクロスコネクト部ＷＸＣへ入力されるので、その実施例１と同様の効果が得られる。また、本実施例３では、波長群ドロップ用マトリックススイッチＢＭＳ１に替えて、安価な１×2 カプラ、１×ｙＫＭカプラ、および規模の小さいｙＫＭ個のＫ×１マトリックススイッチ、オンオフ光スイッチＯ／ＦＳが用いられるので、クロスポイントがさらに少なくされる利点がある。

図１５に示す光パスクロスコネクト装置１６は、実施例３の光パスクロスコネクト装置１４に比較して、（ａ）波長パスクロスコネクト部ＷＸＣ内の連続配置波長群合波器ＣＢＷ1 〜ＣＢＷyKM が除去されるとともに、サイクリックＡＷＧによって構成された入力側光合波分波器ＡＷ1 〜ＡＷyKM が実施例１のものと同様の連続配置波長群分波器から構成される点で、相違しているが、他は同様に構成される。

本実施例においても、上記ドロップ波長群選択器ＤＢＳによってドロップ波長群が実施例１と同様に分波されて波長パスクロスコネクト部ＷＸＣへ入力されるので、その実施例３と同様の効果が得られる。また、本実施例４では、連続配置波長群合波器ＣＢＷ1 〜ＣＢＷyKM が除去される利点がある。

図１６に示す光パスクロスコネクト装置１８は、実施例１の光パスクロスコネクト装置１０に比較して、（ａ）波長パスクロスコネクト部ＷＸＣにおいて、ｙＫＭ個の連続配置型の入力側光合波分波器ＡＷ1 〜ＡＷyKM が分散配置型とされ、（ｂ）ｙＫＭ群且つ１群でＫ個の出力側光合波分波器ＢＷ1 〜ＢＷK が、ｙＫＭ群且つ１群でＫ個の分散配置型の出力側波長合波器ＣＷ1 〜ＣＷK および出力側波長群合波器ＤＷ1 〜ＤＷK が、設けられている点で、相違するが、他は同様に構成される。

上記入力側光合波分波器ＡＷ1 〜ＡＷyKM では、図１７に示す分散配置型用のＡＷＧ２で例示されるように、分散配置された波長λ１、λ４、λ７から成る波長群ＷＢ１、分散配置された波長λ２、λ５、λ８から成る波長群ＷＢ２、分散配置された波長λ３、λ６、λ９から成る波長群ＷＢ３が複数の入力ポートにそれぞれ入力されると、それら波長群ＷＢ１、ＷＢ２、ＷＢ３が分波されて、連続した波長λ１、λ２、λ３、連続した波長λ４、λ５、λ６、連続した波長λ７、λ８、λ９が複数の出力ポートからそれぞれ出力される。

上記分散配置型の出力側波長合波器ＣＷ1 〜ＣＷK および出力側波長群合波器ＤＷ1 〜ＤＷK において、出力側波長合波器ＣＷ1 〜ＣＷK は波長方路切換用マトリックススイッチＷＭＳ２から出力された波長λを波長群毎にまとめ、出力側波長群合波器ＤＷ1 〜ＤＷK は出力側波長合波器ＣＷ1 〜ＣＷK によってまとめられた波長を合波し、１つの加入波長群として１つの出力ポートからＫ本の出力側光ファイバＦo1、Ｆo2、・・・ＦoKのうちの１つへ送出する。

本実施例においても、分散配置型波長群であっても、上記分散配置型の入力側光合波分波器ＡＷ1 〜ＡＷyKM によってドロップ波長群が実施例１と同様に分波されて波長パスクロスコネクト部ＷＸＣへ入力され、上記出力側波長合波器ＣＷ1 〜ＣＷK および出力側波長群合波器ＤＷ1 〜ＤＷK によって加入波長群が合波されるので、伝送される波長群が分散配置型であっても、実施例１と同様の効果が得られる。

図１８に示す光パスクロスコネクト装置２０は、実施例５の光パスクロスコネクト装置１８に比較して、（ａ）波長群パスクロスコネクト部ＢＸＣ内のドロップ波長群選択器として機能する波長群ドロップ用マトリックススイッチＢＭＳ１が除去されるとともに、それに替えて、波長群パスクロスコネクト部ＢＸＣと波長パスクロスコネクト部ＷＸＣとの間に図１５（実施例４）と同様のドロップ波長群選択器ＤＢＳが設けられる点で、相違するが、他は同様に構成される。

上記のドロップ波長群選択器ＤＢＳは、入力側光ファイバＦi1、Ｆi2、・・・ＦiKと波長群パスクロスコネクト部ＢＸＣとの間の伝送路にそれぞれ設けられて、それぞれ伝送されて来た複数群（Ｋ組）の連続配置型の波長群を伝送路毎にそれぞれ分岐する１×２カプラと、それら１×２によりそれぞれ分岐されたＫ組の波長群を分岐するための１×ｙＫＭカプラと、それら１×ｙＫＭカプラから分岐された波長群をそれぞれ受けて、ドロップさせる波長群を出力するｙＫＭ個のＫ×１マトリックススイッチと、そのＫ×１マトリックススイッチから出力されたドロップ波長群を分波する、ｙＫＭ個の分散配置型の波長群分波器ＣＷＷ1 〜ＣＷＷyKM と、それら連続配置波長群分波器ＣＷＷ1 〜ＣＷＷyKM から出力されるドロップ波長群からある瞬間に１つのドロップ波長群を連続配置型の入力側光合波分波器ＡＷ1 〜ＡＷyKM へ通過させる、ｙＫＭ組であって１組がＮ個のオンオフ光スイッチＯ／ＦＳ1 〜Ｏ／ＦＳN とを備えている。実施例３では、波長群分波器ＣＷＷ1 〜ＣＷＷyKM が連続配置型であったのに対して本実施例６では分散配置型である点で相違している。

本実施例においても、分散配置型波長群であっても、上記ドロップ波長群選択器ＤＢＳによってドロップ波長群が実施例１と同様に分波されて波長パスクロスコネクト部ＷＸＣへ入力されるので、その実施例５と同様の効果が得られる。また、本実施例６では、波長群ドロップ用マトリックススイッチＢＭＳ１に替えて、安価な１×２カプラ、１×ｙＫＭカプラ、および規模の小さいｙＫＭ個のＫ×１マトリックススイッチ、オンオフ光スイッチＯ／ＦＳが用いられるので、クロスポイントがさらに少なくされる利点がある。

図１９に示す光パスクロスコネクト装置２２は、実施例２の光パスクロスコネクト装置１２に比較して、図面上の差はないが、（ａ）波長パスクロスコネクト部ＷＸＣにおいて、ｙＫＭ個の連続配置型の入力側光合波分波器ＡＷ1 〜ＡＷyKM が分散配置型であって図２０に示す周回性ＡＷＧから構成され、（ｂ）ｙＫＭ群且つ１群でＫ個の出力側光合波分波器ＢＷ1 〜ＢＷK も、分散配置型であって図２０に示す周回性ＡＷＧから構成されている点で、相違するが、他は同様に構成される。

図２０は、仮に、１群内の波長数Ｎが８、群数Ｍが１０である波長群ＷＢ１〜ＷＢ１０が１×α（＝９）の周回性ＡＷＧに択一的に入力されたときの出力を示している。この場合の周回性ＡＷＧのサイズは、出力ポート数α≧Ｎであって、波長群数Ｍ（＝１０）と出力ポート数αとが互いに素（共通の約数を持たない）となるように設定されている。

本実施例においても、上記サイクリックＡＷＧから成る入力側光合波分波器ＡＷ1 〜ＡＷyKM によってドロップ波長群が実施例１と同様に分波されて波長方路切換用マトリックススイッチＷＭＳ２へ入力されるので、その実施例１と同様の効果が得られる。また、本実施例７では、実施例２と同様に、波長群ドロップ用マトリックススイッチＢＭＳ１はｙＫＭ本の出力ポートを共通に備えているので、ドロップ波長群を波長群パスクロスコネクト部ＢＸＣから波長パスクロスコネクト部ＷＸＣへ伝送するための伝送路の本数が大幅に少なくされる。

図２１に示す光パスクロスコネクト装置２４は、実施例１の光パスクロスコネクト装置１０に比較して、図面上の差はないが、（ａ）波長パスクロスコネクト部ＷＸＣにおいて、ｙＫＭ個の連続配置型の入力側光合波分波器ＡＷ1 〜ＡＷyKM が分散配置型であって図２２に示す周回性ＡＷＧから構成され、（ｂ）ｙＫＭ群且つ１群でＫ個の出力側光合波分波器ＢＷ1 〜ＢＷK も、分散配置型であって図２０に示す周回性ＡＷＧから構成されている点で、相違するが、他は同様に構成される。

図２２は、仮に、１群内の波長数Ｎが８、群数Ｍが１０である波長群ＷＢ１〜ＷＢ１０が図２０に示すものと同様の分散配置された波長から構成されている場合に、それら波長群ＷＢ１〜ＷＢ１０を９１×９１の周回性ＡＷＧに入力されたときの出力を示している。この場合の周回性ＡＷＧは、波長群数Ｍと波長数Ｎとが互いに素（共通の約数を持たない）となるように設定されている。なお、図２２において、例えば、１−２という記号は波長群１の第二波長（λ１１）を表すものである。

本実施例においても、上記サイクリックＡＷＧから成る入力側光合波分波器ＡＷ1 〜ＡＷyKM によってドロップ波長群が実施例１と同様に分波されて波長方路切換用マトリックススイッチＷＭＳ２へ入力されるので、その実施例１と同様の効果が得られる。

以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

たとえば、前述の実施例の光パスクロスコネクト装置１０は、波長群レベルＷＢＬおよび波長レベルＷＬＬで波長群単位および波長単位でそれぞれクロスコネクトを行う階層化（２階層）構成の光パスクロスコネクト装置であったが、３階層以上に構成されたものであっても適用される。

また、前述の光パスクロスコネクト装置１０において、入力側光ファイバＦi1、Ｆi2、・・・ＦiKおよび出力側光ファイバＦo1、Ｆo2、・・・ＦoKの本数Ｋ、１本の光ファイバにより伝送される波長群数Ｍ、１個の波長群に含まれる波長数Ｎ、波長群レベルＷＢＬと波長レベルＷＬＬとの間のａｄｄ／ｄｒｏｐ率ｙ、波長レベルＷＬＬと電気レベルＥＬとの間のａｄｄ／ｄｒｏｐ率ｚは、必要に応じて種々変更され得るものである。

また、光パスクロスコネクト装置１０には、波長群パスクロスコネクト部ＢＸＣから波長パスクロスコネクト部ＷＸＣへドロップさせられる複数のドロップ波長群を入力側光合波分波器ＡＷ1 〜ＡＷyKM の数に制限するドロップ波長群数制限器ＤＢＲ、および、波長パスクロスコネクト部ＷＸＣから波長群パスクロスコネクト部ＢＸＣへ加入する加入波長群数制限器ＡＢＲの少なくとも一方が、必要に応じて備えられてもよい。これらドロップ波長群数制限器ＤＢＲおよび加入波長群数制限器ＡＢＲは、Ｎ個の１×２光スイッチＰＳから構成されてもよいが、たとえばｙＫＭ×ｙＫＭのマトリックススイッチ或いはＫＭ×ｙＫＭのマトリックススイッチ、ｙＫＭＮ個の入力とｙｚＫＭＮ個の出力とを有するマトリックススイッチなどにより必要に応じて構成される。

その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものである。

１０：光パスクロスコネクト装置（階層化光パスクロスコネクト装置）
Ｆi1、Ｆi2、・・・ＦiK：入力側光ファイバ（入力側波長群パス）
Ｆo1、Ｆo2、・・・ＦoK：出力側光ファイバ（出力側波長群パス）
ＢＸＣ：波長群パスクロスコネクト部
ＷＸＣ：波長パスクロスコネクト部
ＡＷ1 〜ＡＷyKM ：入力側光合波分波器（入力側波長分波器）
ＢＷ1 〜ＢＷK ：出力側光合波分波器（出力側波長合波器）
ＷＭＳ１：波長ドロップ用マトリックススイッチ（ドロップ波長用光スイッチ）
ＷＭＳ２：波長方路切換用マトリックススイッチ（波長方路切換用光スイッチ）
ＷＭＳ３：波長加入用マトリックススイッチ（アド波長用光スイッチ）
ＢＣ：波長群結合器（光カプラ）
ＰＳ：光スイッチ
ＡＷＧ：アレイ導波路格子

Claims (5)

1. 複数の入力側波長群パスを介してそれぞれ入力された複数の波長群を波長群単位でルーティングを行って複数の出力側波長群パスへ出力する波長群パスクロスコネクト部と、該複数の入力側波長群パスを介して伝送された複数組の波長群のうちの所定割合のドロップ波長群をそれぞれ構成する複数の波長を波長単位でルーティングを行って所定割合の加入波長群を構成する波長パスクロスコネクト部とを有する階層化光パスクロスコネクト装置であって、
   前記波長パスクロスコネクト部は、
   前記ドロップ波長群毎にそれを構成する波長に分波する複数の入力側波長分波器と、
   該複数の入力側波長分波器によりそれぞれ分波される波長毎に設けられ、入力された１つの波長を前記複数の出力側波長群パスに対応する出力ポートから択一的にそれぞれ出力する複数群の波長方路切換用光スイッチと、
   該複数群の波長方路切換用光スイッチに対応して複数設けられ、該複数群の波長方路切換用光スイッチのうちの１群の波長方路切換用光スイッチから出力される波長をそれぞれ合波したアド波長群を、前記波長群パスクロスコネクト部を経由しないで前記複数の出力側波長群パスへそれぞれ直接的に出力する出力側波長合波器と、
   を、含むことを特徴とする光パスネットワークの階層化光パスクロスコネクト装置。
2. 前記複数の出力側波長群パスの入力側に複数の光カプラがそれぞれ設けられ、
   前記複数の出力側波長合波器から出力されたアド波長群と前記波長群パスクロスコネクト部から出力された複数の波長群は、該複数の光カプラを介して前記複数の出力側波長群パスへそれぞれ入力されることを特徴とする請求項１の光パスネットワークの階層化光パスクロスコネクト装置。
3. 前記複数群の波長方路切換用光スイッチは、前記入力側波長分波器の複数の出力ポートに対応した複数の１×Ｋ光スイッチで１群を構成し、該１群の１×Ｋ光スイッチを該入力側波長分波器の数に対応した群数備えたものであり、
   前記複数の入力側波長分波器と前記複数群の波長方路切換用光スイッチとの間には、ドロップ波長を電気レベルへドロップさせるためのドロップ波長用光スイッチと、該電気レベルから入力される信号を表わすアド波長を加入させるアド波長用光スイッチとが、それぞれ介挿されていることを特徴とする請求項１または２の光パスネットワークの階層化光パスクロスコネクト装置。
4. 前記複数組の波長群をそれぞれ構成する複数群の波長は、長さ順に連続配置された複数の波長から、長さが互いに連続する複数の波長で１群を構成するように順次選択された連続配置型波長群であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１の光パスネットワークの階層化光パスクロスコネクト装置。
5. 前記複数組の波長群をそれぞれ構成する複数群の波長は、長さが不連続となるように配置された複数の波長から、互いに不連続な複数の波長で１群を構成するように順次選択された分散配置型波長群であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１の光パスネットワークの階層化光パスクロスコネクト装置。

Images