JP5545570B2 - Optical path cross-connect device - Google Patents

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  • Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)

Description

本発明は、光パスクロスコネクト装置に関する。   The present invention relates to an optical path cross-connect device.

光パスクロスコネクト装置は、波長ごとに転送先のノードを設定することができ、データを電気信号に変換することなく、光信号のまま転送するように構成されている。これにより、光ファイバを設置したノード間に高速大容量の光パスを波長に応じて自由に設定することができるので、大規模化する通信容量の需要に対して柔軟に対応することができる。   The optical path cross-connect device can set a transfer destination node for each wavelength, and is configured to transfer data as it is without converting the data into an electrical signal. As a result, a high-speed and large-capacity optical path can be freely set according to the wavelength between the nodes in which the optical fibers are installed, so that it is possible to flexibly cope with the demand for communication capacity that increases in scale.

図1は、ノード間の光パスクロスコネクト装置を概念的に示した図である。光パスクロスコネクト装置10は、複数の隣接するノードに複数の光ファイバで接続されている。隣接するノード#1から#Dは、例えば、光パスクロスコネクト装置、IPルータ、SDH装置などとすることができる。これら隣接ノードの1つと光パスクロスコネクト装置10は、通常、複数の入力ファイバおよび出力ファイバのペアにより接続される。入力専用(上り)のファイバと出力専用(下り)のファイバのペアにより、隣接ノードと光パスクロスコネクト装置10との間で双方向の波長分割多重(WDM)光通信を実現している。そのため、ノード間のファイバの数を増やすと、そのノード間に設定することができる最大通信容量を増やすことができる。   FIG. 1 is a diagram conceptually showing an optical path cross-connect device between nodes. The optical path cross-connect device 10 is connected to a plurality of adjacent nodes by a plurality of optical fibers. Adjacent nodes # 1 to #D can be, for example, optical path cross-connect devices, IP routers, SDH devices, and the like. One of these adjacent nodes and the optical path cross-connect device 10 are usually connected by a pair of a plurality of input fibers and output fibers. Bidirectional wavelength division multiplexing (WDM) optical communication is realized between an adjacent node and the optical path cross-connect device 10 by a pair of an input-only (uplink) fiber and an output-only (downlink) fiber. Therefore, when the number of fibers between nodes is increased, the maximum communication capacity that can be set between the nodes can be increased.

図2は、光パスクロスコネクト装置を機能的に示した図である。光パスクロスコネクト装置20は、各隣接ノードにn本の入出力ファイバペアで接続されているとすると、nD×nDの光スイッチ機能を実現するように構成される。より具体的には、光パスクロスコネクト装置20は、各入力ファイバからの波長多重光信号が、波長に応じて、nD本の出力ファイバのいずれにもスイッチできるように構成される。ここで、ノードの数Dとノード間のファイバペアの数nを乗じたN(N=nD)を光パスクロスコネクト装置のデグリーという。このような光パスクロスコネクト装置としては、従来、波長選択スイッチベースの構成(非特許文献1のFig.18参照)とマトリックススイッチベースの構成(非特許文献1のFig.17参照)が知られている。   FIG. 2 is a diagram functionally illustrating the optical path cross-connect device. The optical path cross-connect device 20 is configured to realize an nD × nD optical switch function, assuming that n input / output fiber pairs are connected to each adjacent node. More specifically, the optical path cross-connect device 20 is configured such that a wavelength multiplexed optical signal from each input fiber can be switched to any of the nD output fibers according to the wavelength. Here, N (N = nD) obtained by multiplying the number D of nodes and the number n of fiber pairs between the nodes is called a degree of the optical path cross-connect device. As such an optical path cross-connect device, conventionally, a wavelength selective switch base configuration (see FIG. 18 of Non-Patent Document 1) and a matrix switch base configuration (see FIG. 17 of Non-Patent Document 1) are known. ing.

図3に、波長選択スイッチベースの光パスクロスコネクト装置の構成例を示す。光パスクロスコネクト装置30は、N本の入力ファイバにそれぞれ接続される波長選択スイッチ(WSS)32−1から32−Nと、Add信号用の入力ファイバに接続される波長選択スイッチ33と、N本の出力ファイバにそれぞれ接続される波長選択スイッチ34−1から34−Nと、Drop信号用の出力ファイバに接続される波長選択スイッチ35とから構成されている。波長選択スイッチの機能は、入力ファイバに多重されている複数の波長信号を任意の組合せで、出力ポートへ選択的に導くことである。入力側の各波長選択スイッチは、その出力において光ファイバによりすべての出力側の波長選択スイッチに接続されている。ただし、Add信号用の波長選択スイッチ33とDrop信号用の波長選択スイッチ34との間の光ファイバは省略することができる。ここで、Add信号は、光パスクロスコネクト装置30のノードから発信する信号であり、Drop信号は、光パスクロスコネクト装置30のノードで受信する信号である。   FIG. 3 shows a configuration example of a wavelength selective switch-based optical path cross-connect device. The optical path cross-connect device 30 includes wavelength selective switches (WSS) 32-1 to 32-N connected to N input fibers, a wavelength selective switch 33 connected to an input fiber for Add signals, and N The wavelength selective switches 34-1 to 34-N are connected to the respective output fibers, and the wavelength selective switch 35 is connected to the drop signal output fiber. The function of the wavelength selective switch is to selectively guide a plurality of wavelength signals multiplexed on the input fiber to the output port in any combination. Each wavelength selective switch on the input side is connected to all the wavelength selective switches on the output side by an optical fiber at its output. However, the optical fiber between the wavelength selective switch 33 for the Add signal and the wavelength selective switch 34 for the Drop signal can be omitted. Here, the Add signal is a signal transmitted from the node of the optical path cross-connect device 30, and the Drop signal is a signal received by the node of the optical path cross-connect device 30.

入力側の波長選択スイッチは、入力ファイバからの波長多重光信号を波長に応じて所望のパスに切り換えることができ、出力側の波長選択スイッチは、複数のパスからの光信号を合波することができる。このような構成により、入出力ファイバ間でN×Nの光パスクロスコネクト機能を実現することができる。   The wavelength selective switch on the input side can switch the wavelength multiplexed optical signal from the input fiber to the desired path according to the wavelength, and the wavelength selective switch on the output side can multiplex the optical signals from multiple paths Can do. With such a configuration, an N × N optical path cross-connect function can be realized between the input and output fibers.

図4に、マトリックススイッチベースの光パスクロスコネクト装置の構成例を示す。光パスクロスコネクト装置40は、N本の入力ファイバにそれぞれ接続される波長分波器42−1から42−Nと、波長多重信号光の多重数をMとして、各波長ごとの光マトリックススイッチ44−1から44−Mと、N本の出力ファイバにそれぞれ接続される波長合波器46−1から46−Nとから構成されている。各光マトリックススイッチは、その入力側において波長ごとに波長分波器に接続され、その出力側において波長ごとに波長合波器に接続されている。また、各光マトリックススイッチは、その入力側においてAdd信号用の光ファイバに接続され、その出力側においてDrop信号用の光ファイバに接続されている。   FIG. 4 shows a configuration example of a matrix switch-based optical path cross-connect device. The optical path cross-connect device 40 includes wavelength demultiplexers 42-1 to 42-N connected to N input fibers, and an optical matrix switch 44 for each wavelength, where M is the number of multiplexed wavelength multiplexed signal lights. -1 to 44-M, and wavelength multiplexers 46-1 to 46-N connected to N output fibers, respectively. Each optical matrix switch is connected to the wavelength demultiplexer for each wavelength on the input side, and is connected to the wavelength multiplexer for each wavelength on the output side. Each optical matrix switch is connected to an optical fiber for Add signal on the input side and connected to an optical fiber for Drop signal on the output side.

各光マトリックススイッチは、Add信号用のパスを含むN+1本の入力パスからDrop信号用のパスを含むN+1本の出力パスへ切り換える(N+1)×(N+1)の光スイッチとして機能する。このような構成により、入出力ファイバ間でN×Nの光パスクロスコネクト機能を実現することができる。   Each optical matrix switch functions as an (N + 1) × (N + 1) optical switch for switching from N + 1 input paths including an Add signal path to N + 1 output paths including a Drop signal path. With such a configuration, an N × N optical path cross-connect function can be realized between the input and output fibers.

Ming C. Wu et al. “Optical MEMS for Lightwave Communication,” JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL. 24, NO. 12, DECEMBER 2006Ming C. Wu et al. “Optical MEMS for Lightwave Communication,” JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL. 24, NO. 12, DECEMBER 2006

しかしながら、図3の波長選択スイッチベースの構成では、入力ファイバごとに1×N(Drop信号用のパスを含めると1×(N+1))の入力側WSSが必要になり、出力ファイバごとにN×1(Add信号用のパスを含めると(N+1)×1)の出力側WSSが必要となる。通常のWSSは、入力と出力とが入れ替え可能なので、結局、2N個の1×NのWSSが必要になる。   However, the wavelength selective switch-based configuration of FIG. 3 requires 1 × N (1 × (N + 1) including the Drop signal path) for each input fiber, and N × N for each output fiber. 1 (N + 1) × 1 output side WSS is required if the path for the Add signal is included. Since the normal WSS can exchange the input and the output, 2N 1 × N WSSs are required after all.

まず、WSSは高価なデバイスであり、必要数を削減することが望ましい。また、Nが大きい場合は、実現が困難であり、現状市販されているレベルでは、Nは最大9程度である。そのため、従来の波長選択スイッチベースの構成では、経済的に高価になるだけでなく、隣接ノード数をD、接続ファイバ数をnとして、光パスクロスコネクト装置のデグリーであるN=nDが技術的に制限されるという問題がある。   First, WSS is an expensive device, and it is desirable to reduce the required number. Further, when N is large, it is difficult to realize, and N is about 9 at the level currently on the market. Therefore, the conventional wavelength selective switch-based configuration is not only economically expensive, but the number of adjacent nodes is D and the number of connected fibers is n, and N = nD, which is the degree of the optical path cross-connect device, is technically used. There is a problem that it is limited to.

図4のマトリックススイッチの構成では、波長多重信号光の波長数Mと同じ数のN×N(Add信号およびDrop信号用のパスを含めると(N+1)×(N+1))のマトリックススイッチが必要になる。例えば、M=96の場合は、96個のN×Nマトリックススイッチが必要になり、Mが大きい場合、コストが増大するだけでなく、サイズも大きくなるという問題がある。   In the configuration of the matrix switch in FIG. 4, N × N (N + 1) × (N + 1)) matrix switches are required as many as the number M of wavelengths of the wavelength multiplexed signal light (including paths for Add signal and Drop signal). Become. For example, when M = 96, 96 N × N matrix switches are required, and when M is large, there is a problem that not only the cost increases but also the size increases.

そこで、本発明は、経済的な光パスクロスコネクト装置を提供する。また、本発明は、拡張性のある光パスクロスコネクト装置を提供する。   Therefore, the present invention provides an economical optical path cross-connect device. The present invention also provides a scalable optical path cross-connect device.

本発明は、このような目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、複数の入力からの波長多重光信号を波長に応じて複数の出力を介して複数のノードにルーティングする光パスクロスコネクト装置であって、前記複数の入力からの波長多重光信号を、入力ごとに波長に応じて前記複数のノードのいずれにも選択可能な波長選択機能と、前記波長選択機能によって選択されたノードの光信号を、ノードごとに当該ノードに対応する出力のいずれにも切り換え可能なスイッチ機能と、前記スイッチ機能によって切り換えられた各ノードに対応する出力の光信号を、出力ごとに合波する合波機能とを備えたことを特徴とする。   In order to achieve such an object, the present invention provides an optical device for routing wavelength-multiplexed optical signals from a plurality of inputs to a plurality of nodes via a plurality of outputs according to wavelengths. A path cross-connect device, wherein wavelength-multiplexed optical signals from the plurality of inputs are selected by the wavelength selection function and the wavelength selection function capable of selecting any of the plurality of nodes according to the wavelength for each input. A switch function that can switch the optical signal of each node to any of the outputs corresponding to the node for each node, and an optical signal of the output corresponding to each node switched by the switch function for each output. And a multiplexing function.

また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の光パスクロスコネクト装置であって、前記波長選択機能は、Drop信号を選択可能であり、前記合波機能は、Add信号を合波可能であることを特徴とする。   The invention according to claim 2 is the optical path cross-connect device according to claim 1, wherein the wavelength selection function can select a drop signal, and the multiplexing function combines an add signal. It is characterized by being capable of waves.

また、請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の光パスクロスコネクト装置であって、前記波長多重光信号を波長群に応じてルーティングすることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided the optical path cross-connect device according to the first or second aspect, wherein the wavelength-multiplexed optical signal is routed according to a wavelength group.

また、請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の光パスクロスコネクト装置であって、前記波長群は、連続波長により構成されることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the invention, there is provided the optical path cross-connect device according to the third aspect, wherein the wavelength group is composed of continuous wavelengths.

また、請求項5に記載の発明は、請求項3に記載の光パスクロスコネクト装置であって、前記波長群は、非連続波長により構成されることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the optical path cross-connect device according to the third aspect, the wavelength group is composed of non-continuous wavelengths.

また、請求項6に記載の発明は、請求項1から5のいずれかに記載の光パスクロスコネクト装置であって、前記波長多重光信号は、各波長のビットレートが異なることを特徴とする。   The invention according to claim 6 is the optical path cross-connect device according to any one of claims 1 to 5, wherein the wavelength multiplexed optical signal has a different bit rate for each wavelength. .

また、請求項7に記載の発明は、請求項1から5のいずれかに記載の光パスクロスコネクト装置であって、前記波長多重光信号は、波長間隔が均等でないことを特徴とする。   The invention according to claim 7 is the optical path cross-connect device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the wavelength division multiplexing optical signals are not evenly spaced.

また、請求項8に記載の発明は、請求項1から7のいずれかに記載の光パスクロスコネクト装置において、入力と出力を入れ替えた光パスクロスコネクト装置を特徴とする。   According to an eighth aspect of the present invention, in the optical path cross-connect device according to any one of the first to seventh aspects, an optical path cross-connect device in which an input and an output are switched is characterized.

ノード間の光パスクロスコネクト装置を概念的に示した図である。It is the figure which showed notionally the optical path cross-connect apparatus between nodes. 光パスクロスコネクト装置を機能的に示した図である。It is the figure which showed the optical path cross-connect device functionally. 波長選択スイッチベースの光パスクロスコネクト装置の構成例を示した図である。It is the figure which showed the structural example of the optical path cross-connect apparatus based on a wavelength selective switch. マトリックススイッチベースの光パスクロスコネクト装置の構成例を示した図である。It is the figure which showed the structural example of the optical path cross-connect apparatus of a matrix switch base. 本発明の一実施形態による光パスクロスコネクト装置の構成例を示した図である。It is the figure which showed the structural example of the optical path cross-connect apparatus by one Embodiment of this invention. 本発明による光パスクロスコネクト装置に使用することができる機械式の波長選択スイッチの構成例を示した図である。It is the figure which showed the structural example of the mechanical wavelength selective switch which can be used for the optical path cross-connect apparatus by this invention. 本発明による光パスクロスコネクト装置に使用することができる非機械式の波長選択スイッチの構成例を示した図である。It is the figure which showed the structural example of the non-mechanical wavelength selective switch which can be used for the optical path cross-connect apparatus by this invention. 本発明による光パスクロスコネクト装置に使用することができる連続配置型の波長群の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the wavelength group of the continuous arrangement type which can be used for the optical path cross-connect apparatus by this invention. 本発明による光パスクロスコネクト装置に使用することができる分散配置型の波長群の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the wavelength group of a dispersion | distribution arrangement type which can be used for the optical path cross-connect apparatus by this invention. 本発明による光パスクロスコネクト装置に使用することができる波長群選択スイッチの構成例を示した図である。It is the figure which showed the structural example of the wavelength group selection switch which can be used for the optical path cross-connect apparatus by this invention. 図10の合波器および分波器として使用することができるサイクリックAWGの波長合分波特性の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the wavelength multiplexing / demultiplexing characteristic of the cyclic AWG which can be used as the multiplexer / demultiplexer of FIG.

図5に、本発明の一実施形態による光パスクロスコネクト装置の構成例を示す。光パスクロスコネクト装置50は、接続されるノード数をD、ノード間の入力および出力ファイバペアの数をn、すなわち、光パスクロスコネクト装置のデグリーをN=nDとして、N個の1×D波長選択スイッチ52−1から52−Nと、ND個の1×n光スイッチ54−1から54−NDと、N個のN×1合波器56−1から56−Nとから構成されている。ここで、入力ファイバは、n本ごとにノード#1から#Dに結合され、出力ファイバは、n本ごとにノード#1から#Dに結合されている。   FIG. 5 shows a configuration example of an optical path cross-connect device according to an embodiment of the present invention. The optical path cross-connect device 50 has N 1 × D, where D is the number of connected nodes, n is the number of input and output fiber pairs between the nodes, that is, the degree of the optical path cross-connect device is N = nD. The wavelength selective switches 52-1 to 52-N, ND 1 × n optical switches 54-1 to 54-ND, and N N × 1 multiplexers 56-1 to 56-N are configured. Yes. Here, every n input fibers are coupled to nodes # 1 to #D, and every n output fibers are coupled to nodes # 1 to #D.

各波長選択スイッチは、その入力側において各入力ファイバに結合され、その出力側においてD個の1×n光スイッチの入力にそれぞれ結合されている。一方、N個のN×1合波器は、その出力側において各出力ファイバに結合されている。そして、ある1つの1×D波長選択スイッチに結合されたD個の1×n光スイッチは、その出力側においてnD個(すなわち、N個)の合波器の入力にそれぞれ結合されている。なお、図5の構成例では、各波長選択スイッチは、Drop信号用に追加の出力を有し、各合波器は、Add信号用に追加の入力を有している。   Each wavelength selective switch is coupled to each input fiber on its input side and is coupled to the inputs of D 1 × n optical switches on its output side. On the other hand, N N × 1 multiplexers are coupled to each output fiber on the output side. Then, D 1 × n optical switches coupled to a certain 1 × D wavelength selective switch are coupled to the inputs of nD (that is, N) multiplexers on the output side. In the configuration example of FIG. 5, each wavelength selective switch has an additional output for the Drop signal, and each multiplexer has an additional input for the Add signal.

図5の構成例において、1つの波長選択スイッチに結合されているD個の1×n光スイッチは、D個のノードにそれぞれ対応している。そのため、波長選択スイッチにおいて、波長に応じて宛先ノードに対応する1×n光スイッチを選択し、その1×n光スイッチにおいて、その宛先ノードに結合されている合波器のいずれかを選択することにより、全体として、nD×nD(すなわち、N×N)の光パスクロスコネクト機能が実現されている。   In the configuration example of FIG. 5, D 1 × n optical switches coupled to one wavelength selective switch correspond to D nodes, respectively. Therefore, in the wavelength selective switch, the 1 × n optical switch corresponding to the destination node is selected according to the wavelength, and in the 1 × n optical switch, one of the multiplexers coupled to the destination node is selected. As a result, an nD × nD (ie, N × N) optical path cross-connect function is realized as a whole.

なお、ノード間の入力および出力ファイバペアの数は、すべてのノード間でn本とする必要はなく、ノードに応じてファイバペア数を変えてもよい。その場合は、光スイッチの出力数、合波器の数および入力数をファイバペア数に合わせて変更することができる。ただし、このような場合でも、光パスクロスコネクト装置の汎用性を考慮して、ノード間の入力および出力ファイバペアの最大数をnとして、nD×nDの光パスクロスコネクト装置として構成してもよい。   Note that the number of input and output fiber pairs between nodes does not have to be n among all nodes, and the number of fiber pairs may be changed according to the nodes. In that case, the number of outputs of the optical switch, the number of multiplexers, and the number of inputs can be changed according to the number of fiber pairs. However, even in such a case, in consideration of the versatility of the optical path cross-connect device, the maximum number of input and output fiber pairs between nodes can be set to n, and the optical path cross-connect device can be configured as an nD × nD optical path cross-connect device. Good.

また、本発明による光パスクロスコネクト装置は、入力と出力とが入れ替え可能である。この場合、波長選択スイッチはD×1の構成となり、光スイッチはn×1の構成となり、合波器は分波器となる。   Moreover, the input and output of the optical path cross-connect device according to the present invention can be interchanged. In this case, the wavelength selective switch has a D × 1 configuration, the optical switch has an n × 1 configuration, and the multiplexer is a duplexer.

本発明による光パスクロスコネクト装置において、波長選択スイッチは、例えば、機械式のものや非機械式のものを使用することができる。図6および図7に、機械式の波長選択スイッチおよび非機械式の波長選択スイッチの構成例を示す。   In the optical path cross-connect device according to the present invention, the wavelength selective switch may be, for example, a mechanical type or a non-mechanical type. 6 and 7 show configuration examples of a mechanical wavelength selective switch and a non-mechanical wavelength selective switch.

図6の波長選択スイッチ60は、MEMS技術により実現することができる。図6に示すように、波長多重光信号は、コリメータ61を介してグレーティング62に入射し、波長に応じて異なる角度に回折される。グレーティングで波長分離された光は、レンズ63を介してマイクロミラー64に入射し、波長に応じて所望の角度に反射される。マイクロミラーで反射した光は、レンズ63およびグレーティング62を介して、コリメータレンズ66に入射する。波長選択スイッチ60では、マイクロミラーの角度を調整することによって、特定の波長の光信号を特定のポートに出力することができる。   The wavelength selective switch 60 in FIG. 6 can be realized by MEMS technology. As shown in FIG. 6, the wavelength multiplexed optical signal enters the grating 62 through the collimator 61 and is diffracted at different angles depending on the wavelength. The light wavelength-separated by the grating enters the micromirror 64 via the lens 63 and is reflected at a desired angle according to the wavelength. The light reflected by the micromirror enters the collimator lens 66 through the lens 63 and the grating 62. The wavelength selective switch 60 can output an optical signal having a specific wavelength to a specific port by adjusting the angle of the micromirror.

図7の波長選択スイッチ70は、波長多重光信号の波長多重数をMとして、1×M分波器71と、M個の1×N光スイッチ72−1から72−Mと、N個のN×1合波器73−1から73−Nとから構成されている。波長多重光信号は、1×M分波器71において個々の波長に分波され、それぞれM個の1×N光スイッチにおいて経路が選択された後、N×1合波器により合波される。波長選択スイッチ70では、1×N光スイッチにおいて経路を選択することによって、特定の波長の光信号を特定のポートに出力することができる。   The wavelength selective switch 70 shown in FIG. 7 includes a 1 × M demultiplexer 71, M 1 × N optical switches 72-1 to 72-M, and N number of wavelength multiplexed optical signals. N × 1 multiplexers 73-1 to 73-N. The wavelength-multiplexed optical signal is demultiplexed into individual wavelengths by the 1 × M demultiplexer 71, and the paths are selected by M 1 × N optical switches, respectively, and then multiplexed by the N × 1 multiplexer. . The wavelength selective switch 70 can output an optical signal having a specific wavelength to a specific port by selecting a path in the 1 × N optical switch.

さらに、本発明による光パスクロスコネクト装置において、1×n光スイッチは、n−1個の1×2光スイッチを用いて実現することができる。また、合波器は、カプラを用いて実現することができる。あるいは、合波器は、波長選択スイッチを用いて構成することもできるし、波長選択スイッチおよびカプラを組み合わせて構成することもできる。波長選択スイッチを用いると、費用が高くなるが、損失を低くすることができる。   Further, in the optical path cross-connect device according to the present invention, the 1 × n optical switch can be realized by using n−1 1 × 2 optical switches. The multiplexer can be realized using a coupler. Alternatively, the multiplexer can be configured using a wavelength selective switch, or can be configured by combining a wavelength selective switch and a coupler. Using a wavelength selective switch increases the cost, but can reduce the loss.

本発明による光パスクロスコネクト装置は、図3および図4の光パスクロスコネクト装置と比較して、次のような利点を有している。図3の波長選択スイッチベースの光パスクロスコネクト装置の場合、出力側の波長選択スイッチはカプラに置き換えることができるものの、入力ファイバごとに波長選択スイッチが必要になるので、全体として、N個の波長選択スイッチが必要になる(N=nD)。これに対して、本発明による光パスクロスコネクト装置は、全体として、D個の波長選択スイッチで構成することができる。すなわち、高価な波長選択スイッチの数を1/nに大幅に削減することができる。   The optical path cross-connect device according to the present invention has the following advantages compared to the optical path cross-connect devices of FIGS. In the case of the optical path cross-connect device based on the wavelength selective switch of FIG. 3, although the wavelength selective switch on the output side can be replaced with a coupler, a wavelength selective switch is required for each input fiber. A wavelength selective switch is required (N = nD). On the other hand, the optical path cross-connect device according to the present invention can be composed of D wavelength selective switches as a whole. That is, the number of expensive wavelength selective switches can be greatly reduced to 1 / n.

また、波長選択スイッチの出力数は、現在の市販品の技術では、最大9程度である。そのため、図3の構成では、Nが9程度のものしか実現できない。これに対して、本発明による構成では、Dが9程度のものまで実現できる。また、1×n光スイッチは、nが32程度までは容易に作成することができる。そのため、Nを288程度まで拡張することができる。   Further, the number of outputs of the wavelength selective switch is about 9 at the maximum in the current commercially available technology. Therefore, in the configuration of FIG. 3, only N of about 9 can be realized. On the other hand, with the configuration according to the present invention, it is possible to realize a D of about 9. In addition, the 1 × n optical switch can be easily formed up to about 32. Therefore, N can be expanded to about 288.

図4のマトリックススイッチベースの光パスクロスコネクト装置の場合、N×N光スイッチを2×2光スイッチを用いて構成すると、N2個の2×2光スイッチが必要になる。そして、このようなN×N光スイッチが波長数Mだけ必要になる。これに対して、本発明による光パスクロスコネクト装置では、1×n光スイッチを1×2光スイッチを用いて構成すると、n−1個の1×2光スイッチが必要になるだけである。そして、このような1×n光スイッチがND個だけ必要になる。すなわち、図4の構成では、2×2光スイッチがM×N2個必要になるのに対して、本発明の構成では、1×2光スイッチが(n−1)×ND個(すなわち、N2−ND個)しか必要にならない。特に、図4の構成では、波長多重数Mが増えると、N×N光スイッチが波長多重数と同じ数だけ必要になり、現実的ではなくなる。 In the case of the matrix switch-based optical path cross-connect device of FIG. 4, if the N × N optical switch is configured using 2 × 2 optical switches, N 2 2 × 2 optical switches are required. Such N × N optical switches are required for the number of wavelengths M. On the other hand, in the optical path cross-connect device according to the present invention, when the 1 × n optical switch is configured using the 1 × 2 optical switch, only n−1 1 × 2 optical switches are required. Only ND of such 1 × n optical switches are required. That is, in the configuration of FIG. 4, 2 × 2 optical switches are required M × N 2 , whereas in the configuration of the present invention, (n−1) × ND (ie, 1 × 2 optical switches) N 2 -ND) are only required. In particular, in the configuration of FIG. 4, when the number M of wavelength multiplexing increases, the same number of N × N optical switches as the number of wavelength multiplexing is required, which is not practical.

次に、本発明による光パスクロスコネクト装置における波長多重光信号の波長選択について、波長選択スイッチの代わりに、波長群毎に選択する波長群選択スイッチを用いた構成に関して説明する。ここで、波長群選択スイッチの機能は、入力ファイバに多重されている複数の波長群を任意の組合せで、出力ポートへ選択的に導くことである。波長群の構成方法は様々な方法が可能であり、特に、連続配置型としたり、分散配置型とすることができる。図8に、連続配置型の波長群の一例を示し、図9に、分散配置型の波長群の一例を示す。   Next, regarding wavelength selection of wavelength multiplexed optical signals in the optical path cross-connect device according to the present invention, a configuration using a wavelength group selection switch that selects each wavelength group instead of the wavelength selection switch will be described. Here, the function of the wavelength group selection switch is to selectively guide a plurality of wavelength groups multiplexed on the input fiber to the output port in an arbitrary combination. Various methods can be used to configure the wavelength group, and in particular, a continuous arrangement type or a dispersion arrangement type can be used. FIG. 8 shows an example of a continuous arrangement type wavelength group, and FIG. 9 shows an example of a dispersion arrangement type wavelength group.

図8の連続配置型では、連続する8波の波長群を1つのパスに設定するように構成される。一方、図9の分散配置型では、連続する波長をインターリーブした8波の波長を1つの波長群に設定するように構成される。このように、波長群ごとに選択してスイッチする波長選択スイッチを特に波長群選択スイッチ(WBSS)という。WBSSは、通常のWSSに比べて、簡単な構成で実現することができる。そのため、本発明においてWBSSを採用することにより、さらに簡単な構成で光パスクロスコネクト装置を実現することができる。しかしながら、波長選択スイッチの代わりにWBSSを採用した場合には、波長選択性が制約されるため、光パスクロスコネクトとしての波長パスルーティング性能に若干の制約が生じる。   The continuous arrangement type of FIG. 8 is configured to set a wavelength group of eight continuous waves in one path. On the other hand, the dispersion arrangement type of FIG. 9 is configured to set eight wavelengths obtained by interleaving consecutive wavelengths into one wavelength group. A wavelength selective switch that selects and switches for each wavelength group is called a wavelength group selective switch (WBSS). The WBSS can be realized with a simple configuration as compared with a normal WSS. Therefore, by employing WBSS in the present invention, an optical path cross-connect device can be realized with a simpler configuration. However, when WBSS is adopted instead of the wavelength selective switch, the wavelength selectivity is restricted, so that there are some restrictions on the wavelength path routing performance as an optical path cross-connect.

図10に、本発明による光パスクロスコネクト装置において使用することができる波長群選択スイッチの構成例を示す。この構成例では、波長多重光信号の波長数を40、8波の波長信号からなら波長群の数を5としている。波長群選択スイッチ100は、1×5波長群分波器101と、5個の1×8光スイッチ102−1から102−5と、8個の8×1波長群合波器103−1から103−8とから構成されている。このWBSSは、図7の波長選択スイッチの構成と比較して、パスの数が8分の1に削減されている。   FIG. 10 shows a configuration example of a wavelength group selection switch that can be used in the optical path cross-connect device according to the present invention. In this configuration example, the number of wavelengths of the wavelength multiplexed optical signal is 40, and the number of wavelength groups is 5 if the wavelength signal is an 8-wave signal. The wavelength group selection switch 100 includes a 1 × 5 wavelength group demultiplexer 101, five 1 × 8 optical switches 102-1 to 102-5, and eight 8 × 1 wavelength group multiplexers 103-1. 103-8. In this WBSS, the number of paths is reduced to 1/8 compared to the configuration of the wavelength selective switch of FIG.

図11に示すように、分散配置型波長群については、図10の波長群分波器101および波長群合波器103として、サイクリックAWGを使用することができる。ここで、サイクリックAWGは、出力ポート数と波長間隔の積をFSR(Free Spectral Range)に一致させ、出力に周回特性を持たせたアレイ導波路回折格子(AWG)である。   As shown in FIG. 11, cyclic AWG can be used as the wavelength group demultiplexer 101 and the wavelength group multiplexer 103 in FIG. Here, the cyclic AWG is an arrayed waveguide grating (AWG) in which the product of the number of output ports and the wavelength interval coincides with FSR (Free Spectral Range) and the output has a circular characteristic.

また、本発明による光パスクロスコネクト装置は、ITUで規定されているように等間隔の波長配置として構成することもできるし、使用するWSSまたはWBSSの波長特性を調整して、等間隔でない波長配置として構成することもできる。例えば、特定の波長に高いビットレートのデータを割り当て、特定の波長に低いビットレートのデータを割り当てるような場合に等間隔でない波長配置を用いることができる。   Also, the optical path cross-connect device according to the present invention can be configured as an equally spaced wavelength arrangement as defined by the ITU, or by adjusting the wavelength characteristics of the WSS or WBSS to be used, It can also be configured as an arrangement. For example, wavelength allocation that is not equidistant can be used when high bit rate data is assigned to a specific wavelength and low bit rate data is assigned to a specific wavelength.

以上、本発明について、具体的にいくつかの実施形態について説明したが、本発明の原理を適用できる多くの実施可能な形態に鑑みて、ここに記載した実施形態は、単に例示に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。ここに例示した実施形態は、本発明の趣旨から逸脱することなくその構成と詳細を変更することができる。さらに、説明のための構成要素および手順は、本発明の趣旨から逸脱することなく変更、補足、またはその順序を変えてもよい。   While the present invention has been described with respect to several specific embodiments, the embodiments described herein are merely illustrative in view of the many possible embodiments to which the principles of the present invention can be applied. It is not intended to limit the scope of the invention. The configuration and details of the embodiment exemplified here can be changed without departing from the spirit of the present invention. Further, the illustrative components and procedures may be changed, supplemented, or changed in order without departing from the spirit of the invention.

10 光パスクロスコネクト装置
20 光パスクロスコネクト装置
30 光パスクロスコネクト装置
32−1から32−N 波長選択スイッチ
33 波長選択スイッチ
34−1から34−N 波長選択スイッチ
35 波長選択スイッチ
40 光パスクロスコネクト装置
42−1から42−N 波長分波器
44−1から44−N 光マトリックススイッチ
46−1から46−N 波長合波器
60 波長選択スイッチ
61 コリメータ
62 グレーティング
63 レンズ
64 マイクロミラー
66 コリメータレンズ
70 波長選択スイッチ
71 分波器
72−1から72−M 光スイッチ
73−1から73−N 合波器
100 波長群選択スイッチ
101 波長群分波器
102−1から102−5 光スイッチ
103−1から103−5 波長群合波器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Optical path cross-connect apparatus 20 Optical path cross-connect apparatus 30 Optical path cross-connect apparatus 32-1 to 32-N Wavelength selection switch 33 Wavelength selection switch 34-1 to 34-N Wavelength selection switch 35 Wavelength selection switch 40 Optical path cross Connect device 42-1 to 42-N Wavelength demultiplexer 44-1 to 44-N Optical matrix switch 46-1 to 46-N Wavelength multiplexer 60 Wavelength selection switch 61 Collimator 62 Grating 63 Lens 64 Micromirror 66 Collimator lens Reference Signs List 70 wavelength selective switch 71 duplexer 72-1 to 72-M optical switch 73-1 to 73-N multiplexer 100 wavelength group selective switch 101 wavelength group duplexer 102-1 to 102-5 optical switch 103-1 To 103-5 Wavelength group multiplexer

Claims (8)

複数の入力からの波長多重光信号を波長に応じて複数の出力を介して複数のノードにルーティングする光パスクロスコネクト装置であって、
前記複数の入力からの波長多重光信号を、入力ごとに波長に応じて前記複数のノードのいずれにも選択可能な波長選択機能と、
前記波長選択機能によって選択されたノードの光信号を、ノードごとに当該ノードに対応する出力のいずれにも切り換え可能なスイッチ機能と、
前記スイッチ機能によって切り換えられた各ノードに対応する出力の光信号を、出力ごとに合波する合波機能と
を備えたことを特徴とする光パスクロスコネクト装置。
An optical path cross-connect device for routing wavelength multiplexed optical signals from a plurality of inputs to a plurality of nodes via a plurality of outputs according to wavelengths,
A wavelength selection function capable of selecting wavelength multiplexed optical signals from the plurality of inputs to any of the plurality of nodes according to the wavelength for each input;
A switch function capable of switching the optical signal of the node selected by the wavelength selection function to any of the outputs corresponding to the node for each node;
An optical path cross-connect device comprising: a multiplexing function for multiplexing output optical signals corresponding to each node switched by the switch function for each output.
請求項1に記載の光パスクロスコネクト装置であって、前記波長選択機能は、Drop信号を選択可能であり、前記合波機能は、Add信号を合波可能であることを特徴とする光パスクロスコネクト装置。   2. The optical path cross-connect device according to claim 1, wherein the wavelength selection function is capable of selecting a Drop signal, and the multiplexing function is capable of multiplexing an Add signal. Cross-connect device. 請求項1または2に記載の光パスクロスコネクト装置であって、前記波長多重光信号を波長群に応じてルーティングすることを特徴とする光パスクロスコネクト装置。   3. The optical path cross-connect device according to claim 1, wherein the wavelength-multiplexed optical signal is routed according to a wavelength group. 請求項3に記載の光パスクロスコネクト装置であって、前記波長群は、連続波長により構成されることを特徴とする光パスクロスコネクト装置。   4. The optical path cross-connect device according to claim 3, wherein the wavelength group is composed of continuous wavelengths. 請求項3に記載の光パスクロスコネクト装置であって、前記波長群は、非連続波長により構成されることを特徴とする光パスクロスコネクト装置。   4. The optical path cross-connect device according to claim 3, wherein the wavelength group is composed of non-continuous wavelengths. 請求項1から5のいずれかに記載の光パスクロスコネクト装置であって、前記波長多重光信号は、各波長のビットレートが異なることを特徴とする光パスクロスコネクト装置。   6. The optical path cross-connect device according to claim 1, wherein the wavelength multiplexed optical signal has a different bit rate for each wavelength. 請求項1から5のいずれかに記載の光パスクロスコネクト装置であって、前記波長多重光信号は、波長間隔が均等でないことを特徴とする光パスクロスコネクト装置。   6. The optical path cross-connect device according to claim 1, wherein the wavelength-division multiplexed optical signals have wavelength intervals that are not uniform. 請求項1から7のいずれかに記載の光パスクロスコネクト装置において、入力と出力を入れ替えた光パスクロスコネクト装置。   8. The optical path cross-connect device according to claim 1, wherein an input and an output are switched.
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