JP5975300B2 - 空間スイッチ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、入力された光信号を所望の出力ポートから出力させることが可能な光パスネットワークの終端処理やデータセンタ内に用いられる空間スイッチ装置に関するものである。
たとえば、所定の通信波長帯のたとえば１００ＧＨｚ毎に分割された複数個たとえばＮ個の波長チャネル(wave channel or light path)にそれぞれ対応する複数Ｎの波長の光が合波された１群の波長群が複数群たとえばＭ群含む波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）光が、複数本(Ｋ本)の光ファイバを介して並列的に伝送される光パスネットワークが知られている。また、このような光パスネットワークにおいて波長群単位で方路切換し或いは波長単位で方路切換を行うノードでは、そのノードが目的地である信号に対して、ルータ等を用い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電気レイヤＥＬに対して、上記Ｋ本の光ファイバを介して伝送されてきた波長群中に含まれるＫＭＮ個の波長チャネルから所定波長の光信号を抽出してドロップさせ、或いは、電気信号から所定のルータで変換された光信号を所定の光ファイバ内の波長分割多重光へ加入(アッド)するための、比較的大規模な多入力多出力光スイッチ装置である光マトリックススイッチ装置が用いられる。特許文献１には、その一例が記載されている。
上記光パスネットワークのノードでは、その光信号終端処理に際して、光パスで伝送される波長レベルと電気レベルとの間において、どの入力ファイバの波長分割多重光内のどの波長チャネルでもドロップでき、そのノードからアッドされた波長チャネルは任意の出力ファイバの波長分割多重光へ割り当てができる機能、および、波長と光送受信機の接続とが相互に影響を及ぼさない機能、すなわちカラーレス(colorless)機能、ディレクションレス（directionless）機能、およびコンテンションレス(contentionless)機能が望まれる。
特開２００８−２５２６６４号公報
ところで、上記ノードの光終端装置では、カラーレス且つディレクションレス機能を実現しようとすると、大規模な多入力多出力の光マトリックススイッチが必要となる。たとえば、Ｎ個の波長チャネルの光が合波された１群の波長群をＭ群含む波長分割多重光或は総数ＭＮ個の波長分割多重光信号がＫ本の光ファイバでそれぞれ並列的に伝送される場合に、光ルータ等よっ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へのドロップ或いはその電気レイヤからのアッドの割合が所定のａｄｄ／ｄｒｏｐ率ｚであるとすると、たとえば図３８に示すように、ドロップ側では、光ファイバからの波長分割多重光を波長単位に分波するためのＫ個の波長分波器(たとえばアレイ導波路回折格子ＡＷＧ)とｚＫＭＮ個の波長チャネルを電気信号へ変換可能な電気レイヤとの間に、ＫＭＮ×ｚＫＭＮという大規模の光マトリックススイッチとを設ける必要があった。同時に、アッド側においても、アッドされた波長からいずれかの光ファイバへの波長分割多重光を合波するためのＫ個の波長合波器(たとえばアレイ導波路格子ＡＷＧ)とｚＫＭＮ個の電気信号を波長チャネルへ変換可能な電気レイヤとの間に、ｚＫＭＮ×ＫＭＮという大規模の光マトリックススイッチを設ける必要があった。
これに対して、上記のＫＭＮ×ｚＫＭＮという大規模の光マトリックススイッチに替えて、任意波長の信号を任意波長の信号に変換できる波長可変レーザと、所定の入力ポートに入力された複数波長の信号を波長毎に設けられた複数の出力ポートから並列的に出力できるサイクリックアレイ導波路回折格子（サイクリックＡＷＧ：周回性波長分波合波器）との組み合わせにより構成された光スイッチ装置を設けることが考えられる。これによれば、波長可変レーザを用いて入力波長を任意の波長に変換させることでルーティングを行うことができる大規模な空間スイッチを構成することができる。
しかしながら、上記のような空間スイッチに用いられるサイクリックＡＷＧは、実際には、大規模となってその入出力端子数の増大に伴い、各端子から出力される分波あるいは合波波長の各々のスペクトルの中心値と設計上の所望の中心波長とのずれが顕著となる。このため、このサイクリックＡＷＧを用いて構成する空間スイッチには大規模化に限界があり、実用的に要請される規模の空間光スイッチの実現には事実上の困難があった。
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、大規模なサイクリックＡＷＧを用いた場合と等価なルーティング機能を持ち且つ出力される分波あるいは合波波長の中心周波数のずれが小さい特性を有する大規模な空間スイッチ装置を提供することにある。なお、ここで述べた大規模な空間スイッチは、例えばデータセンタ内の光信号伝送における光切替スイッチ等にも広く応用される。
上記目的を達成するための本発明の要旨とするところは、（ａ）端子毎に単一波長の入力光信号が入力される複数の入力端子、および端子毎に単一波長の出力光信号が出力される複数の出力端子を有する空間スイッチ装置であって、（ｂ）前記入力端子毎に波長可変レーザを有し、前記入力光信号を該波長可変レーザを用いて任意波長の入力光信号に変換する信号波長変換部と、（ｃ）該波長可変レーザから入力された前記任意波長の入力光信号を、その波長に定められる出力ポートからそれぞれ出力する複数個の第１サイクリックＡＷＧと、該複数個の第１サイクリックＡＷＧの複数の出力ポート数の合計と同じ数の入力ポート数を合計で有する複数個の第２サイクリックＡＷＧとを有し、前記任意波長の入力光信号をルーティングして該第２サイクリックＡＷＧの複数の出力ポートのうち該任意波長の入力光信号の波長に定められる出力ポートから前記出力光信号として出力する空間スイッチ部とを、含み、（ｄ）前記第１サイクリックＡＷＧの各々は、前記第２サイクリックＡＷＧのすべてと接続され、（ｅ）前記第１サイクリックＡＷＧおよび第２サイクリックＡＷＧは、その入出力ポート数が互いに素であることを特徴とする。
このように構成された本発明の空間スイッチ装置によれば、空間スイッチ部が、中心周波数のずれに関して比較的性能のよい小規模の複数個の第１サイクリックＡＷＧおよび第２サイクリックＡＷＧから構成されているので、大規模なサイクリックＡＷＧを用いた場合と等価なルーティング機能を持ち且つ分波あるいは合波波長の中心周波数のずれの小さい特性を有する大規模な空間スイッチが得られる。また、前記第１サイクリックＡＷＧおよび第２サイクリックＡＷＧは、その入出力ポート数が互いに素であることから、第１サイクリックＡＷＧおよび第２サイクリックＡＷＧの入出力ポート数の共通因数（最大公約数）が存在しないので、第１サイクリックＡＷＧのどの入力ポートからの入力光信号も、適切な波長に設定することにより、第２サイクリックＡＷＧのどの出力ポートへも出力できる構成が実現でき、ノンブロッキングな大規模空間スイッチを構成することができる。
ここで、好適には、前記空間スイッチ部はｎ個であり、前記信号波長変換部と前記ｎ個の空間スイッチ部との間には、１×ｎ光スイッチが設けられている。このようにすれば、ｎ個の空間スイッチ部を用いて一層大規模な空間スイッチ装置を構成することができる。
また、好適には、前記１×ｎ光スイッチと前記第１サイクリックＡＷＧとの間に、ｍ個の１×ｎ光スイッチの出力信号を合波して該第１サイクリックＡＷＧの１つの入力ポートへ入力させるｍ×１光合波器が設けられている。このようにすれば、ｎ個の空間スイッチ部を用いて一層大規模な空間スイッチ装置を構成することができる。
また、好適には、前記空間スイッチ装置においてｎとｍが等しいことを特徴とする。このようにすれば、ｎ個の空間スイッチ部を用いて一層大規模な空間スイッチ装置を構成することができる。
また、前記目的を達成するための本発明の要旨とするところは、（ａ）端子毎に単一波長の入力光信号が入力される複数の入力端子、および端子毎に単一波長の出力光信号が出力される複数の出力端子を有する空間スイッチ装置であって、（ｂ）前記入力端子毎に波長可変レーザを有し、前記入力光信号を該波長可変レーザを用いて任意波長の入力光信号に変換する信号波長変換部と、（ｃ）該波長可変レーザから入力された前記任意波長の入力光信号を、その波長に定められる出力ポートからそれぞれ出力する複数個の第１サイクリックＡＷＧと、該複数個の第１サイクリックＡＷＧの複数の出力ポート数の合計と同じ数の入力ポート数を合計で有する複数個の第２サイクリックＡＷＧとを有し、前記任意波長の入力光信号をルーティングして該第２サイクリックＡＷＧの複数の出力ポートのうち該任意波長の入力光信号の波長に定められる出力ポートから前記出力光信号として出力する空間スイッチ部とを、含み、（ｄ）前記第１サイクリックＡＷＧの各々は、前記第２サイクリックＡＷＧのすべてと接続され、（ｅ）前記第１サイクリックＡＷＧおよび第２サイクリックＡＷＧは、その入出力ポート数が相互に共通因数を有することを特徴とする。このようにすれば、１つの入力信号を第１サイクリックＡＷＧの入力ポートのうち共通因数分をその１つの入力信号に割り当て、その共通因数の入力ポートに択一的に入力させる切替スイッチを複数用意することで、出力ポート数が相互に共通因数を有する関係にある第１サイクリックＡＷＧおよび第２サイクリックＡＷＧから、空間スイッチ部を構成することができる。
また、好適には、前記信号波長変換部と前記空間スイッチ部との間には、１×ｎ光スイッチが設けられ、ｎは前記第１サイクリックＡＷＧおよび第２サイクリックＡＷＧの入出力ポート数間の共通因数と同じ数である。このようにすれば、第１サイクリックＡＷＧの入力ポートのうちのｎ個を１つの信号波長変換部からの入力で占有することになるが、出力ポート数が相互に共通因数を有する関係にある第１サイクリックＡＷＧおよび第２サイクリックＡＷＧから、空間スイッチ部を構成することができる。
また、好適には、前記１×ｎ光スイッチと前記第１サイクリックＡＷＧとの間に、複数個の１×ｎ光スイッチの出力信号を合波してその第１サイクリックＡＷＧの１つの入力ポートへ入力させるｍ×１光合波器が設けられている。このようにすれば、第１サイクリックＡＷＧおよび第２サイクリックＡＷＧの入出力ポート数が相互に共通因数を有していても、第１サイクリックＡＷＧの入力ポートのうちのｎ個を１つの信号波長変換部からの入力で占有することがなくなる利点がある。
また、好適には、前記空間スイッチ装置においてｎとｍが等しいことを特徴とする。このようにすれば、第１サイクリックＡＷＧおよび第２サイクリックＡＷＧの入出力ポート数が相互に共通因数を有していても、第１サイクリックＡＷＧの入力ポートのうちのｎ個を１つの信号波長変換部からの入力で占有することがなくなる利点がある。
本発明の一実施例の空間スイッチ装置ＫＳＳを含む光パスネットワークのノードＲＮの終端処理装置を説明するための概念図である。 図１の光パスネットワークにおいて伝送される波長分割多重光のうち、波長群を用いて、かつ連続配置型波長群を用いた場合の構成を説明する図である。 図１の光パスネットワークにおいて伝送される波長分割多重光のうち、波長群を用いて、かつ分散配置型波長群を用いた場合の要部構成を説明する概略図である。 図１のノードＲＮに含まれる光パスクロスコネクト装置（図１のOXC部）の構成例を説明する図である。 図１のノードＲＮにおいて用いられるＡＷＧの構成および機能を説明する図である。 図１のノードＲＮにおいて用いられる本発明の１実施例(実施例１)の空間スイッチ装置ＫＳＳの１例を説明する図である。 図１のノードＲＮの空間スイッチ装置ＫＳＳに含まれる信号波長変換部ＷＬＣの構成を説明する図である。 図１のノードＲＮの空間スイッチ装置ＫＳＳに含まれるサイクリックＡＷＧＳＳＮを説明する図である。 図６の実施例に用いられている空間スイッチ部ＳＳＷを構成する第１スイッチ装置ＡＷＧ１および第２スイッチ装置ＡＷＧ２が採用し得る入出力規模の例とその組み合わせによるルーティング可能な波長数の例とを例示する図表である。 本発明の他の実施例(実施例２)における空間スイッチ装置ＫＳＳを説明する図であって、図６に相当する図である。 本発明の他の実施例(実施例３)における空間スイッチ装置ＫＳＳを説明する図であって、図６に相当する図である。 本発明の他の実施例(実施例４)における空間スイッチ装置ＫＳＳを説明する図であって、図６に相当する図である。 本発明の他の実施例(実施例５)における空間スイッチ装置ＫＳＳを説明する図であって、図６に相当する図である。 本発明の他の実施例(実施例６)における空間スイッチ装置ＫＳＳを説明する図であって、図６に相当する図である。 図１４の実施例に用いられている空間スイッチ部ＳＳＷを構成する第１スイッチ装置ＡＷＧ１および第２スイッチ装置ＡＷＧ２が採用し得る入出力規模の例とその組み合わせによるルーティング可能な波長数の例とを例示する図表である。 本発明の他の実施例(実施例７)における空間スイッチ装置ＫＳＳを説明する図であって、図６に相当する図である。 図１６の実施例に用いられている空間スイッチ部ＳＳＷを構成する第１スイッチ装置ＡＷＧ１および第２スイッチ装置ＡＷＧ２が採用し得る入出力規模の例とその組み合わせによるルーティング可能な波長数の例とを例示する図表である。 本発明の他の実施例(実施例８)における空間スイッチ装置ＫＳＳを説明する図であって、図６に相当する図である。 図１８の実施例に用いられている空間スイッチ部ＳＳＷを構成する第１スイッチ装置ＡＷＧ１および第２スイッチ装置ＡＷＧ２が採用し得る入出力規模の例とその組み合わせによるルーティング可能な波長数の例とを例示する図表である。 本発明の他の実施例(実施例９)における空間スイッチ装置ＫＳＳを説明する図であって、図６に相当する図である。 図２０の実施例に用いられている空間スイッチ部ＳＳＷを構成する第１スイッチ装置ＡＷＧ１および第２スイッチ装置ＡＷＧ２が採用し得る入出力規模の例とその組み合わせによるルーティング可能な波長数の例とを例示する図表である。 本発明の他の実施例(実施例１０)における空間スイッチ装置ＫＳＳを説明する図であって、図６に相当する図である。 図２２の実施例に用いられている空間スイッチ部ＳＳＷを構成する第１スイッチ装置ＡＷＧ１および第２スイッチ装置ＡＷＧ２が採用し得る入出力規模の例とその組み合わせによるルーティング可能な波長数の例とを例示する図表である。 本発明の他の実施例(実施例１１) における空間スイッチ装置ＫＳＳを説明する図であって、図６に相当する図である。 図２４の実施例に用いられている空間スイッチ部ＳＳＷを構成する第１スイッチ装置ＡＷＧ１および第２スイッチ装置ＡＷＧ２が採用し得る入出力規模の例とその組み合わせによるルーティング可能な波長数の例とを例示する図表である。 本発明の他の実施例(実施例１２) における空間スイッチ装置ＫＳＳを説明する図であって、図６に相当する図である。 図２６の実施例に用いられている空間スイッチ部ＳＳＷを構成する第１スイッチ装置ＡＷＧ１および第２スイッチ装置ＡＷＧ２が採用し得る入出力規模の例とその組み合わせによるルーティング可能な波長数の例とを例示する図表である。 本発明の他の実施例(実施例１３) における空間スイッチ装置ＫＳＳを説明する図であって、図６に相当する図である。 図２８の実施例に用いられている空間スイッチ部ＳＳＷを構成する第１スイッチ装置ＡＷＧ１および第２スイッチ装置ＡＷＧ２が採用し得る入出力規模の例とその組み合わせによるルーティング可能な波長数の例とを例示する図表である。 Ｎ×ＮサイクリックＡＷＧからなるＭ個の第１サイクリックＡＷＧ１とＭ×ＭサイクリックＡＷＧからなるＮ個の第２サイクリックＡＷＧ２との相互配線を示す図である。 図３０の第１サイクリックＡＷＧ１と第２サイクリックＡＷＧ２との相互配線において、相互間の配線交差数が最小となる構成を示す図である。 図３０の第１サイクリックＡＷＧ１と第２サイクリックＡＷＧ２との相互配線において、相互間の配線交差数が最大となる構成を示す図である。 図３１の第１サイクリックＡＷＧ１と第２サイクリックＡＷＧ２との相互配線において、それら第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２の波長番号とその入出力関係を示す図である。 ７×７サイクリックＡＷＧからなる４個の第１サイクリックＡＷＧ１と４×４サイクリックＡＷＧからなる７個の第２サイクリックＡＷＧ２との相互配線例と入出力の接続を示す図である。 図３４に示す空間スイッチ部ＳＳＷにおいて、第１サイクリックＡＷＧ１への入力位置を１つずらした場合の入出力の接続を示す図である。 共通因数２を持つ４×４サイクリックＡＷＧからなる６個の第１サイクリックＡＷＧ１と６×６サイクリックＡＷＧからなる４個の第２サイクリックＡＷＧ２との相互配線例と入出力の接続を示す図である。 図３６に示す空間スイッチ部ＳＳＷにおいて、第１サイクリックＡＷＧ１への入力位置を１つずらした場合の入出力の接続を示す図である。 従来構成のドロップ側光終端装置の構成を説明する図である。
図１は、複数本たとえばＫ本の光ファイバＦ１〜ＦＫから構成された光ファイバ束で網状に接続された光パスネットワークのノードＲＮの構成を概略示している。このノードＲＮは、Ｋ本の入力側光ファイバＦi1、Ｆi2、・・・ＦiKと、Ｋ本の出力側光ファイバＦo1、Ｆo2、・・・ＦoKとの間に設けられ、光パスクロスコネクト装置ＯＸＣと光信号終端装置１０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つの波長群ＷＢが構成され、その波長群ＷＢがＭ個( Ｍ組)合波されて１つの波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）光が構成され、その波長分割多重光が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＝４〜８、Ｍ＝８〜１０、Ｎ＝１０〜１２などに設定される。
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８波長の組の各々から分散的に選択された波長から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１群が構成されている。
光パスクロスコネクト装置ＯＸＣは、Ｋ本の入力側光ファイバＦi1、Ｆi2、・・・ＦiKを介してそれぞれ入力された波長分割多重光に含まれる所定の波長を抽出して所望の他の波長分割多重光に組み入れて所望のファイバを介して伝送する。この光パスクロスコネクト装置ＯＸＣは、たとえば、波長群レベルＷＢＬにおいて波長群単位でルーティング(方路切換)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(方路切換)する図４に示す階層化光パスクロスコネクト装置である。このパスクロスコネクト装置ＯＸＣは、Ｋ本の入力側光ファイバＦi1、Ｆi2、・・・ＦiKを介してそれぞれ入力された波長分割多重光すなわちそれぞれM個の波長群から成る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組の波長群ＷＢ11〜ＷＢ1M、ＷＢ21〜ＷＢ2M、・・・ＷＢK1〜ＷＢKMのうちの所定数すなわち予め設定されたｄｒｏｐ／ａｄｄ率ｙ( ０〜１の任意数) でドロップ波長群を波長クロスコネクト部ＷＸＣへドロップさせる波長群クロスコネクト部ＢＸＣと、予め設定されたｄｒｏｐ／ａｄｄ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クロスコネクト部ＷＸＣと、上記波長群クロスコネクト部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波長群と波長クロスコネクト部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。なお、光パスクロスコネクト装置ＯＸＣの構成として、上記では波長群を用いた構成を述べたが、波長群を用いず、Ｋ本の入力側光ファイバＦi1、Ｆi2、・・・ＦiKを介してそれぞれ入力された波長分割多重光を波長クロスコネクトＷＸＣのみを用いて、波長単位に方位切換されてＫ本の出力側光ファイバＦo1、Ｆo2、・・・ＦoKへそれぞれの波長を１波ずつ出力する構成でも構わない。
図１にもどって、光信号終端装置１０は、Ｋ本の入力側光ファイバＦi1、Ｆi2、・・・ＦiKを介してそれぞれ入力された波長分割多重光すなわちファイバ毎にM群の波長群ＷＢ11〜ＷＢ1M、ＷＢ21〜ＷＢ2M、・・・ＷＢK1〜ＷＢKMから所定(任意)のドロップ波長を選択して、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内の複数の受信器（ルータ）ＰＩのうちの所定(任意)の受信器へドロップさせるドロップ側光信号終端装置１０ｄと、電気レイヤＥＬ内の複数の送信器ＰＯのうちの所定(任意)の送信器から加入(アッド)された光信号すなわちアッド波長を必要とされる所定の波長群に加入するとともにさらにその所定の波長群を必要とされるいずれか所定の波長分割多重信号に加入してその所定の波長分割多重信号が伝送される出力側光ファイバＦo1、Ｆo2、・・・ＦoKのいずれかから伝送させるアッド側光信号終端装置１０ａとを備えている。
上記ドロップ側光信号終端装置１０ｄおよびアッド側光信号終端装置１０ａは、光の方向が異なるだけで、入出力の双方向で可逆的な性質を有する光学部品から相互に同様に構成されている。たとえば一方では分波器として称されるものが他方では合波器として称されたとしても、同じ構成の光学部品である。従って、以下において、アッド側終端装置１０ａの構成の説明は、ドロップ側終端装置１０ｄの構成の説明に替えて省略する。
ドロップ側光信号終端装置１０ｄは、光パスクロスコネクト装置ＯＸＣの入力側に接続されたＫ本の入力側光ファイバＦi1、Ｆi2、・・・ＦiKを介してそれぞれ伝送されてきたＫ組のＭＮ個の波長単位の光信号をそれぞれ出力するＫ個の１×ＭＮ波長分波器ＡＷＧ(1)〜ＡＷＧ(k)と、それらＫ個の１×ＭＮ波長分波器ＡＷＧ(1)〜ＡＷＧ(k)から入力された総波長チャネル数ＫＭＮの光信号を電気レイヤの総数ｚＫＭＮの所望の受信器（ルータ）ＰＩへ分配する空間スイッチ装置ＫＳＳとを、備えている。ｚは、ノードＲＮの電気レイヤＥＬとの間のアッドドロップ率（ａｄｄ／ｄｒｏｐ率）であり、１以下の数値である。
上記光分岐装置１２ｄは、入力側光ファイバＦi1、Ｆi2、・・・ＦiKに設けられたＫ個の１×２光カプラから構成されている。光カプラの分岐機能は、ＷＳＳ（波長選択スイッチ）やＶＢＦ（可変波長フィルタ）によっても構成され得る。また、たとえば光ファイバアンプや、半導体光増幅器ＳＯＡによって構成された光増幅器ＯＡが、光分岐装置１２ｄの入力側或は出力側に設けられてもよい。
上記波長分波器ＡＷＧ(1)〜ＡＷＧ(k)は、たとえば図５に示すアレイ導波路回折格子ＡＷＧにより基板上に構成される。このアレイ導波路回折格子ＡＷＧは、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光ＷＤＭを拡散により分配して複数本のアレイ導波路２０の入力型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ＷＤＭ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。
上記空間スイッチ装置ＫＳＳは、たとえば、図６に示すように構成される。図６において、空間スイッチ装置ＫＳＳは、図１の波長分波器ＡＷＧ(1)〜ＡＷＧ(k)によって分波された単一波長の光信号を任意波長の光信号に変換する信号波長変換部ＷＬＣと、信号波長変換部ＷＬＣから入力された入力信号の波長に対応する出力ポートから出力する複数個の第１サイクリックＡＷＧ１と、その複数個の第１サイクリックＡＷＧ１の出力ポート数の合計と同じ数の入力ポート数を合計で有する第２サイクリックＡＷＧ２とを有し、信号波長変換部ＷＬＣから入力された単一波長の光信号をルーティングして第２サイクリックＡＷＧ２の出力ポートのうち該入力信号の波長に対応する出力ポートから出力する空間スイッチ部ＳＳＷとを、備えている。図７および図８は、図６の空間スイッチ装置ＫＳＳの信号波長変換部ＷＬＣおよび信号波長変換部ＷＬＣの構成および作動を説明するためのものである。
図７は、上記信号波長変換部ＷＬＣを詳しく説明する図である。信号波長変換部ＷＬＣは、波長分波器ＡＷＧ(1)〜ＡＷＧ(k)によってそれぞれ分波された単一波長の光信号を電気的信号にそれぞれ変換する電気信号変換素子であるホトダイオードＰＤと、そのダイオードＰＤに直列に接続されてダイオードＰＤからの電気信号に基づいて、それを任意波長の光信号にそれぞれ変換する波長可変レーザＶＷＬＤとから構成されている。また、この波長可変レーザＶＷＬＤは、たとえば、ＭＥＭＳ技術を利用して共振の長さを変えて出力波長を変更する方式、光共振器の中にプリズムや回折格子のような波長選択素子を介挿してその波長選択素子を移動させる方式、熱線を利用してレーザダイオードの温度を調節して波長を変更する方式がある。図７では、たとえば波長λ5の信号が入力された場合に、波長λ1〜λ14のいずれかの任意波長の信号が出力されることが示されている。
図８は、信号波長変換部ＷＬＣに接続した１４×１４のサイクリックＡＷＧを用いて第１サイクリックＡＷＧ１の作動を説明する図である。図８では、１番目の信号波長変換部ＷＬＣから波長λ1 〜λ28の２８波長の何れか光信号が１４×１４のサイクリックＡＷＧの第１入力ポートへ択一的に出力されると、その１４×１４のサイクリックＡＷＧの出力ポート１〜１４から、波長λ1 〜λ14の１４波長の光信号と、波長λ14 〜λ28の１４波長の光信号が並列的に出力されることが示されている。また、２番目の信号波長変換部ＷＬＣから波長λ1 〜λ28の２８波長の光信号が１４×１４のサイクリックＡＷＧの第２入力ポートへ択一的に出力されると、その１４×１４のサイクリックＡＷＧの出力ポート１〜１４から、波長λ2 〜λ14、 λ1の１４波長の光信号と、波長λ16 〜λ28、 λ15の１４波長の光信号が並列的に出力されることが示されている。このように、入力信号の波長を変換することで、その入力信号を所望の出力ポートから出力させることが可能となることが示されている。図６の空間スイッチ部ＳＳＷでは、第１サイクリックＡＷＧ１として１１個の９×９サイクリックＡＷＧが、第２サイクリックＡＷＧ２として９個の１１×１１サイクリックＡＷＧが用いられている。１番目の第１サイクリックＡＷＧ１の出力ポート１〜９は１番目ないし９番目の第２サイクリックＡＷＧ２の入力ポート１にそれぞれ接続され、２番目の第１サイクリックＡＷＧ１の出力ポート１〜９は１番目ないし９番目の第２サイクリックＡＷＧ２の入力ポート２にそれぞれ接続され、以下、同様に接続されている。この図６の空間スイッチ部ＳＳＷでは、第１サイクリックＡＷＧ１への入力信号の波長を変換することで、その入力信号を第２サイクリックＡＷＧ２の出力ポートのうちの所望の出力ポートから出力させることが可能となる。
本実施例の光信号終端装置１０によれば、空間スイッチ部ＳＳＷが、中心周波数のずれに関して比較的性能のよい小規模の複数個の第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２から構成されているので、大規模なサイクリックＡＷＧを用いた場合と等価なルーティング機能を持ち且つ分波あるいは合波波長の中心周波数がずれない特性を有する大規模な空間スイッチ装置ＫＳＳが得られる。
図９は、本実施例における空間スイッチ部ＳＳＷを構成する第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２が採用し得る入出力規模の例とその組み合わせによるルーティング可能な波長数の例とを示している。すなわち、第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２の２段構成で、相互の入出力ポート数が互いに素の関係にある場合の例を示している。
図１０は、図６の実施例に比較して、合計で１９８個（２倍）の出力ポートを有する２個の空間スイッチ部ＳＳＷを備える点、信号波長変換部ＷＬＣは、１９８個（２倍）のホトダイオードＰＤと、そのダイオードＰＤに直列に接続されてダイオードＰＤからの電気信号に基づいて、同じ意味である任意波長の光信号にそれぞれ変換する１９８個（２倍）の波長可変レーザＶＷＬＤとから構成されている点、および、波長可変レーザＶＷＬＤに直列に接続された１×２光スイッチＰＳおよび２×１光カプラＰＣが設けられている点で、相違し、他は同様である。
本実施例の波長可変レーザＶＷＬＤは９９対設けられており、一対の波長可変レーザＶＷＬＤの出力は、１×２光スイッチＰＳおよび２×１光カプラＰＣを介して、２個の空間スイッチ部ＳＳＷへ選択的に供給されるようになっている。本実施例の光信号終端装置１０によれば、前述の実施例と同様に、空間スイッチ部ＳＳＷが、中心周波数のずれに関して比較的性能のよい小規模の複数個の第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２から構成されているので、大規模なサイクリックＡＷＧを用いた場合と等価なルーティング機能を持ち且つ分波あるいは合波波長の中心周波数がずれが小さい特性を有する大規模な空間スイッチ装置ＫＳＳが得られる。また、それに加えて、空間スイッチ部ＳＳＷの規模が２倍増される。
図１１は、図６の実施例に比較して、合計で２９７個（３倍）の出力ポートを有する３個の空間スイッチ部ＳＳＷを備える点、信号波長変換部ＷＬＣは、２９７個（３倍）のホトダイオードＰＤと、そのダイオードＰＤに直列に接続されてダイオードＰＤからの電気信号に基づいて、同じ意味である任意波長の光信号にそれぞれ変換する２９７個（３倍）の波長可変レーザＶＷＬＤとから構成されている点、および、波長可変レーザＶＷＬＤに直列に接続された１×３光スイッチＰＳおよび３×１光カプラＰＣが設けられている点で、相違し、他は同様である。
本実施例の波長可変レーザＶＷＬＤは３個ずつの９９組設けられており、一組の波長可変レーザＶＷＬＤの出力は、１×３光スイッチＰＳおよび３×１光カプラＰＣを介して、３個の空間スイッチ部ＳＳＷへ選択的に供給されるようになっている。本実施例の光信号終端装置１０によれば、前述の実施例と同様に、空間スイッチ部ＳＳＷが、中心周波数のずれに関して比較的性能のよい小規模の複数個の第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２から構成されているので、大規模なサイクリックＡＷＧを用いた場合と等価なルーティング機能を持ち且つ分波あるいは合波波長の中心周波数ずれが小さい特性を有する大規模な空間スイッチ装置ＫＳＳが得られる。また、それに加えて、空間スイッチ部ＳＳＷの規模が３倍増される。
図１２は、図６の実施例に比較して、合計で３９６個（４倍）の出力ポートを有する４個の空間スイッチ部ＳＳＷを備える点、信号波長変換部ＷＬＣは、３９６個（４倍）のホトダイオードＰＤと、そのダイオードＰＤに直列に接続されてダイオードＰＤからの電気信号に基づいて、同じ意味である任意波長の光信号にそれぞれ変換する３９６個（４倍）の波長可変レーザＶＷＬＤとから構成されている点、および、波長可変レーザＶＷＬＤに直列に接続された１×４光スイッチＰＳおよび４×１光カプラＰＣが設けられている点で、相違し、他は同様である。
本実施例の波長可変レーザＶＷＬＤは４個ずつの９９組設けられており、一組の波長可変レーザＶＷＬＤの出力は、１×４光スイッチＰＳおよび４×１光カプラＰＣを介して、４個の空間スイッチ部ＳＳＷへ選択的に供給されるようになっている。本実施例の光信号終端装置１０によれば、前述の実施例と同様に、空間スイッチ部ＳＳＷが、中心周波数のずれに関して比較的性能のよい小規模の複数個の第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２から構成されているので、大規模なサイクリックＡＷＧを用いた場合と等価なルーティング機能を持ち且つ分波あるいは合波波長の中心周波数ずれが小さい特性を有する大規模な空間スイッチ装置ＫＳＳが得られる。また、それに加えて、空間スイッチ部ＳＳＷの規模が４倍増される。
図１３は、図６の実施例に比較して、合計で４９５個（５倍）の出力ポートを有する２個の空間スイッチ部ＳＳＷを備える点、信号波長変換部ＷＬＣは、４９５個（５倍）のホトダイオードＰＤと、そのダイオードＰＤに直列に接続されてダイオードＰＤからの電気信号に基づいて、同じ意味である任意波長の光信号にそれぞれ変換する４９５個（５倍）の波長可変レーザＶＷＬＤとから構成されている点、および、波長可変レーザＶＷＬＤに直列に接続された１×５光スイッチＰＳおよび５×１光カプラＰＣが設けられている点で、相違し、他は同様である。
本実施例の波長可変レーザＶＷＬＤは５個ずつの９９組設けられており、一組の波長可変レーザＶＷＬＤの出力は、１×５光スイッチＰＳおよび５×１光カプラＰＣを介して、５個の空間スイッチ部ＳＳＷへ選択的に供給されるようになっている。本実施例の光信号終端装置１０によれば、前述の実施例と同様に、空間スイッチ部ＳＳＷが、中心周波数のずれに関して比較的性能のよい小規模の複数個の第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２から構成されているので、大規模なサイクリックＡＷＧを用いた場合と等価なルーティング機能を持ち且つ分波あるいは合波波長の中心周波数ずれが小さい特性を有する大規模な空間スイッチ装置ＫＳＳが得られる。また、それに加えて、空間スイッチ部ＳＳＷの規模が５倍増される。
図１４は、図６の実施例に比較して、空間スイッチ部ＳＳＷが１０×１０サイクリックＡＷＧからなる第１サイクリックＡＷＧ１と１８×１８サイクリックＡＷＧからなる第２サイクリックＡＷＧ２とを備える点、信号波長変換部ＷＬＣは、９０個の波長可変レーザＶＷＬＤに直列に接続された１×２光スイッチＰＳが設けられて、その１×２光スイッチＰＳの一対の出力で第１サイクリックＡＷＧ１の一対の入力ポートを占有している点で、相違し、他は同様である。
本実施例の波長可変レーザＶＷＬＤは９０個設けられており、一個の波長可変レーザＶＷＬＤの出力は、１×２光スイッチＰＳを介して、第１サイクリックＡＷＧ１の一対の入力ポートへ択一的に供給されるようになっている。本実施例の光信号終端装置１０によれば、第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２の入出力数が相互に共通因数２を有する関係にあるが、前述の実施例と同様に、空間スイッチ部ＳＳＷが、中心周波数のずれに関して比較的性能のよい小規模の複数個の第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２から構成されているので、大規模なサイクリックＡＷＧを用いた場合と等価なルーティング機能を持ち且つ分波あるいは合波波長の中心周波数ずれが小さい特性を有する大規模な空間スイッチ装置ＫＳＳが得られる。
図１５は、本実施例における空間スイッチ部ＳＳＷを構成する第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２が採用し得る入出力規模の例とその組み合わせによるルーティング可能な波長数の例とを示している。すなわち、第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２の２段構成で、相互の入出力ポート数が相互に共通因数２を有する関係にあり、且つ、１×２光スイッチＰＳを使用する場合の例を示している。
図１６は、図１４の実施例に比較して、信号波長変換部ＷＬＣは、１８０個（２倍）の波長可変レーザＶＷＬＤを有し、それら波長可変レーザＶＷＬＤに直列に接続された１×２光スイッチＰＳおよび２×１光カプラＰＣが設けられている点で、相違し、他は同様である。
本実施例の波長可変レーザＶＷＬＤは１８０個設けられており、一対の波長可変レーザＶＷＬＤの出力は、１×２光スイッチＰＳおよび２×１光カプラＰＣを介して、第１サイクリックＡＷＧ１の所定の入力ポートへ択一的に供給されるようになっている。本実施例の光信号終端装置１０によれば、第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２の入出力数が相互に共通因数２を有する関係にあるが、前述の実施例と同様に、空間スイッチ部ＳＳＷが、中心周波数のずれに関して比較的性能のよい小規模の複数個の第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２から構成されているので、大規模なサイクリックＡＷＧを用いた場合と等価なルーティング機能を持ち且つ分波あるいは合波波長の中心周波数ずれが小さい特性を有する大規模な空間スイッチ装置ＫＳＳが得られる。また、空間スイッチ部ＳＳＷの規模は同じでも２倍の入力数を処理できるので、効率がよい。
図１７は、本実施例における空間スイッチ部ＳＳＷを構成する第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２が採用し得る入出力規模の例とその組み合わせによるルーティング可能な波長数の例とを示している。すなわち、第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２の２段構成で、相互の入出力ポート数が相互に共通因数２を有する関係にあり、且つ、１×２光スイッチＰＳおよび２×１光カプラＰＣを使用する場合の例を示している。
図１８は、図１４の実施例に比較して、第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２の相互の入出力ポート数が相互に共通因数３を有する点、信号波長変換部ＷＬＣは、１０５個の波長可変レーザＶＷＬＤを有し、それら波長可変レーザＶＷＬＤに直列に接続された１×３光スイッチＰＳが設けられている点で、相違し、他は同様である。
本実施例の波長可変レーザＶＷＬＤは１０５個設けられており、波長可変レーザＶＷＬＤの出力は、１×３光スイッチＰＳを介して、第１サイクリックＡＷＧ１の入力ポートのうちの各３つの入力ポートへ択一的に供給されるようになっている。本実施例の光信号終端装置１０によれば、第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２の入出力数が相互に共通因数３を有する関係にあるが、前述の実施例と同様に、空間スイッチ部ＳＳＷが、中心周波数のずれに関して比較的性能のよい小規模の複数個の第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２から構成されているので、大規模なサイクリックＡＷＧを用いた場合と等価なルーティング機能を持ち且つ分波あるいは合波波長の中心周波数ずれが小さい特性を有する大規模な空間スイッチ装置ＫＳＳが得られる。
図１９は、本実施例における空間スイッチ部ＳＳＷを構成する第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２が採用し得る入出力規模の例とその組み合わせによるルーティング可能な波長数の例とを示している。すなわち、第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２の２段構成で、相互の入出力ポート数が相互に共通因数３を有する関係にあり、且つ、１×３光スイッチＰＳを使用する場合の例を示している。
図２０は、図１４の実施例に比較して、第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２の相互の入出力ポート数が相互に共通因数３を有する点、信号波長変換部ＷＬＣは、３１５個の波長可変レーザＶＷＬＤを有し、それら波長可変レーザＶＷＬＤに直列に接続された１×３光スイッチＰＳ及び３×１光カプラＰＣとが設けられている点で、相違し、他は同様である。
本実施例の波長可変レーザＶＷＬＤは３１５個設けられており、波長可変レーザＶＷＬＤの３出力は、１×３光スイッチＰＳおよび３×１光カプラＰＣを介して、第１サイクリックＡＷＧ１の入力ポートのうちの１つの入力ポートへ択一的に供給されるようになっている。本実施例の光信号終端装置１０によれば、第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２の入出力数が相互に共通因数３を有する関係にあるが、前述の実施例と同様に、空間スイッチ部ＳＳＷが、中心周波数のずれに関して比較的性能のよい小規模の複数個の第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２から構成されているので、大規模なサイクリックＡＷＧを用いた場合と等価なルーティング機能を持ち且つ分波あるいは合波波長の中心周波数ずれが小さい特性を有する大規模な空間スイッチ装置ＫＳＳが得られる。
図２１は、本実施例における空間スイッチ部ＳＳＷを構成する第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２が採用し得る入出力規模の例とその組み合わせによるルーティング可能な波長数の例とを示している。すなわち、第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２の２段構成で、相互の入出力ポート数が相互に共通因数３を有する関係にあり、且つ、１×３光スイッチＰＳおよび３×１光カプラＰＣを使用する場合の例を示している。
図２２は、図１４の実施例に比較して、第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２の相互の入出力ポート数が相互に共通因数４を有する点、信号波長変換部ＷＬＣは、９６個の波長可変レーザＶＷＬＤを有し、それら波長可変レーザＶＷＬＤに直列に接続された１×４光スイッチＰＳが設けられている点で、相違し、他は同様である。
本実施例の波長可変レーザＶＷＬＤは９６個設けられており、波長可変レーザＶＷＬＤの出力は、１×３光スイッチＰＳを介して、第１サイクリックＡＷＧ１の入力ポートのうちの各４つの入力ポートへ択一的に供給されるようになっている。本実施例の光信号終端装置１０によれば、第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２の入出力数が相互に共通因数４を有する関係にあるが、前述の実施例と同様に、空間スイッチ部ＳＳＷが、中心周波数のずれに関して比較的性能のよい小規模の複数個の第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２から構成されているので、大規模なサイクリックＡＷＧを用いた場合と等価なルーティング機能を持ち且つ分波あるいは合波波長の中心周波数ずれが小さい特性を有する大規模な空間スイッチ装置ＫＳＳが得られる。
図２３は、本実施例における空間スイッチ部ＳＳＷを構成する第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２が採用し得る入出力規模の例とその組み合わせによるルーティング可能な波長数の例とを示している。すなわち、第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２の２段構成で、相互の入出力ポート数が相互に共通因数４を有する関係にあり、且つ、１×４光スイッチＰＳを使用する場合の例を示している。
図２４は、図１４の実施例に比較して、第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２の相互の入出力ポート数が相互に共通因数４を有する点、信号波長変換部ＷＬＣは、３８４個の波長可変レーザＶＷＬＤを有し、それら波長可変レーザＶＷＬＤに直列に接続された１×４光スイッチＰＳ及び４×１光カプラＰＣとが設けられている点で、相違し、他は同様である。
本実施例の波長可変レーザＶＷＬＤは３８４個設けられており、波長可変レーザＶＷＬＤの４出力は、１×４光スイッチＰＳおよび４×１光カプラＰＣを介して、第１サイクリックＡＷＧ１の入力ポートのうちの１つの入力ポートへ択一的に供給されるようになっている。本実施例の光信号終端装置１０によれば、第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２の入出力数が相互に共通因数４を有する関係にあるが、前述の実施例と同様に、空間スイッチ部ＳＳＷが、中心周波数のずれに関して比較的性能のよい小規模の複数個の第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２から構成されているので、大規模なサイクリックＡＷＧを用いた場合と等価なルーティング機能を持ち且つ分波あるいは合波波長の中心周波数ずれが小さい特性を有する大規模な空間スイッチ装置ＫＳＳが得られる。
図２５は、本実施例における空間スイッチ部ＳＳＷを構成する第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２が採用し得る入出力規模の例とその組み合わせによるルーティング可能な波長数の例とを示している。すなわち、第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２の２段構成で、相互の入出力ポート数が相互に共通因数４を有する関係にあり、且つ、１×４光スイッチＰＳおよび４×１光カプラＰＣを使用する場合の例を示している。
図２６は、図１４の実施例に比較して、第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２の相互の入出力ポート数が相互に共通因数５を有する点、信号波長変換部ＷＬＣは、１００個の波長可変レーザＶＷＬＤを有し、それら波長可変レーザＶＷＬＤに直列に接続された１×５光スイッチＰＳが設けられている点で、相違し、他は同様である。
本実施例の波長可変レーザＶＷＬＤは１００個設けられており、波長可変レーザＶＷＬＤの出力は、１×５光スイッチＰＳを介して、第１サイクリックＡＷＧ１の入力ポートのうちの各５つの入力ポートへ択一的に供給されるようになっている。本実施例の光信号終端装置１０によれば、第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２の入出力数が相互に共通因数５を有する関係にあるが、前述の実施例と同様に、空間スイッチ部ＳＳＷが、中心周波数のずれに関して比較的性能のよい小規模の複数個の第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２から構成されているので、大規模なサイクリックＡＷＧを用いた場合と等価なルーティング機能を持ち且つ分波あるいは合波波長の中心周波数ずれが小さい特性を有する大規模な空間スイッチ装置ＫＳＳが得られる。
図２７は、本実施例における空間スイッチ部ＳＳＷを構成する第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２が採用し得る入出力規模の例とその組み合わせによるルーティング可能な波長数の例とを示している。すなわち、第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２の２段構成で、相互の入出力ポート数が相互に共通因数５を有する関係にあり、且つ、１×５光スイッチＰＳを使用する場合の例を示している。
図２８は、図１４の実施例に比較して、第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２の相互の入出力ポート数が相互に共通因数５を有する点、信号波長変換部ＷＬＣは、５００個の波長可変レーザＶＷＬＤを有し、それら波長可変レーザＶＷＬＤに直列に接続された１×５光スイッチＰＳ及び５×１光カプラＰＣとが設けられている点で、相違し、他は同様である。
本実施例の波長可変レーザＶＷＬＤは５００個設けられており、波長可変レーザＶＷＬＤの５出力は、１×５光スイッチＰＳおよび５×１光カプラＰＣを介して、第１サイクリックＡＷＧ１の入力ポートのうちの１つの入力ポートへ択一的に供給されるようになっている。本実施例の光信号終端装置１０によれば、第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２の入出力数が相互に共通因数５を有する関係にあるが、前述の実施例と同様に、空間スイッチ部ＳＳＷが、中心周波数のずれに関して比較的性能のよい小規模の複数個の第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２から構成されているので、大規模なサイクリックＡＷＧを用いた場合と等価なルーティング機能を持ち且つ分波あるいは合波波長の中心周波数ずれが小さい特性を有する大規模な空間スイッチ装置ＫＳＳが得られる。
図２９は、本実施例における空間スイッチ部ＳＳＷを構成する第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２が採用し得る入出力規模の例とその組み合わせによるルーティング可能な波長数の例とを示している。すなわち、第１サイクリックＡＷＧ１および第２サイクリックＡＷＧ２の２段構成で、相互の入出力ポート数が相互に共通因数５を有する関係にあり、且つ、１×５光スイッチＰＳおよび５×１光カプラＰＣを使用する場合の例を示している。
以下において、空間スイッチ部ＳＳＷを構成する第１サイクリックＡＷＧ１と第２サイクリックＡＷＧ２との間の配線交差数について検討する。モノリシック構造において３次元光導波路で実現する場合に、上記配線交差数は少ないほど製造が容易となるだけでなく、光信号の伝送損失が減少するからである。
図３０は、Ｎ×ＮサイクリックＡＷＧからなるＭ個の第１サイクリックＡＷＧ１とＭ×ＭサイクリックＡＷＧからなるＮ個の第２サイクリックＡＷＧ２との相互配線を示している。任意の第１サイクリックＡＷＧ１はすべての第２サイクリックＡＷＧ２と接続されており、その第１サイクリックＡＷＧ１において複数の異なる出力ポートは同じ第２サイクリックＡＷＧ２と接続しない。
図３１は、空間スイッチ部ＳＳＷを構成する第１サイクリックＡＷＧ１と第２サイクリックＡＷＧ２との間の配線交差数が最小となる構成を示している。また、図３２は、それら第１サイクリックＡＷＧ１と第２サイクリックＡＷＧ２との間の配線交差数が最大となる構成を示している。これらの事実から、配線交差数の範囲は次式（１）にて表現できる。また、配線交差数が最小となる構成である図３１において第１サイクリックＡＷＧ１の出力ポート番号とその出力ポートに接続する第２サイクリックＡＷＧ２自身の番号が等しく、第２サイクリックＡＷＧ２の出力ポート番号とその入力ポートに接続する第１サイクリックＡＷＧ１自身の番号が等しいという点が、明らかである。
（Ｎ−１）（Ｍ-１）ＮＭ／４ ≦ 配線交差数
≦（ＮＭ+Ｎ+Ｍ−３）ＮＭ／４・・・・・ （１）
図３３に示すように、第１サイクリックＡＷＧ１と第２サイクリックＡＷ２との入出力の波長番号をラベル付けすると明らかなように、第１サイクリックＡＷＧ１の番号およびその入力ポートの番号、第２サイクリックＡＷＧ２の番号およびその出力ポートの番号が与えられると、図３１の配線方法を用いたとき、以下の（２）、（３）式を満たす波長番号と関連づけられる。
＃λ≡（ＡＷＧ１の入力ポート番号）＋（ＡＷＧ２自身の番号）−１
，ｍｏｄ Ｎ ・・・・・ （２）
＃λ≡（ＡＷＧ２の出力ポート番号）＋（ＡＷＧ１自身の番号）−１
，ｍｏｄ Ｍ ・・・・・ （３）
図３４は、７×７サイクリックＡＷＧからなる４個の第１サイクリックＡＷＧ１と４×４サイクリックＡＷＧからなる７個の第２サイクリックＡＷＧ２との相互配線を、図３１の配線方法を用いて構成した例を示している。図３５は、図３４に示す空間スイッチ部ＳＳＷにおいて、第１サイクリックＡＷＧ１への入力位置を１つずらした場合を示している。これにより、どの第１サイクリックＡＷＧ１のどの入力ポートからでも任意の第２サイクリックＡＷＧ２の出力ポートに信号を導くことが明らかである。
図３６は、共通因数２を持つ４×４サイクリックＡＷＧからなる６個の第１サイクリックＡＷＧ１と６×６サイクリックＡＷＧからなる４個の第２サイクリックＡＷＧ２との相互配線を、図３１の配線方法を用いて構成した例を示している。図３７は、図３６に示す空間スイッチ部ＳＳＷにおいて、第１サイクリックＡＷＧ１への入力位置を１つずらした場合を示している。これにより、どの第１サイクリックＡＷＧ１の入力ポートからでも任意の第２サイクリックＡＷＧ２の出力ポートに信号を導くことが明らかである。
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：光信号終端装置
ＲＮ：ノード
ＢＸＣ：波長群クロスコネクト部
ＷＸＣ：波長クロスコネクト部
ＡＷＧ(1)〜ＡＷＧ(k)：波長分波器
ＷＬＣ：信号波長変換部
ＰＤ：ホトダイオード（電気信号変換素子）
ＶＷＬＤ：波長可変レーザ
ＫＳＳ：空間スイッチ装置
ＳＳＷ：空間スイッチ部
ＡＷＧ：アレイ導波路回折格子

Claims (8)

  1. 端子毎に単一波長の入力光信号が入力される複数の入力端子、および端子毎に単一波長の出力光信号が出力される複数の出力端子を有する空間スイッチ装置であって、
    前記入力端子毎に波長可変レーザを有し、前記入力光信号を該波長可変レーザを用いて任意波長の入力光信号に変換する信号波長変換部と、
    該波長可変レーザから入力された前記任意波長の入力光信号を、その波長に定められる出力ポートからそれぞれ出力する複数個の第１サイクリックＡＷＧと、該複数個の第１サイクリックＡＷＧの複数の出力ポート数の合計と同じ数の入力ポート数を合計で有する複数個の第２サイクリックＡＷＧとを有し、前記任意波長の入力光信号をルーティングして該第２サイクリックＡＷＧの複数の出力ポートのうち該任意波長の入力光信号の波長に定められる出力ポートから前記出力光信号として出力する空間スイッチ部とを、含み、
    前記第１サイクリックＡＷＧの各々は、前記第２サイクリックＡＷＧのすべてと接続され、
    前記第１サイクリックＡＷＧおよび第２サイクリックＡＷＧは、その入出力ポート数が互いに素である
    ことを特徴とする空間スイッチ装置。
  2. 前記空間スイッチ部はｎ個であり、前記信号波長変換部と前記ｎ個の空間スイッチ部との間には、１×ｎ光スイッチが設けられていることを特徴とする請求項１の空間スイッチ装置。
  3. 前記１×ｎ光スイッチと前記第１サイクリックＡＷＧとの間に、ｍ個の１×ｎ光スイッチの出力信号を合波して該第１サイクリックＡＷＧの１つの入力ポートへ入力させるｍ×１光合波器が設けられていることを特徴とする請求項２の空間スイッチ装置。
  4. 前記空間スイッチ装置においてｎとｍが等しいことを特徴とする請求項３の空間スイッチ装置。
  5. 端子毎に単一波長の入力光信号が入力される複数の入力端子、および端子毎に単一波長の出力光信号が出力される複数の出力端子を有する空間スイッチ装置であって、
    前記入力端子毎に波長可変レーザを有し、前記入力光信号を該波長可変レーザを用いて任意波長の入力光信号に変換する信号波長変換部と、
    該波長可変レーザから入力された前記任意波長の入力光信号を、その波長に定められる出力ポートからそれぞれ出力する複数個の第１サイクリックＡＷＧと、該複数個の第１サイクリックＡＷＧの複数の出力ポート数の合計と同じ数の入力ポート数を合計で有する複数個の第２サイクリックＡＷＧとを有し、前記任意波長の入力光信号をルーティングして該第２サイクリックＡＷＧの複数の出力ポートのうち該任意波長の入力光信号の波長に定められる出力ポートから前記出力光信号として出力する空間スイッチ部とを、含み、
    前記第１サイクリックＡＷＧの各々は、前記第２サイクリックＡＷＧのすべてと接続され、
    前記第１サイクリックＡＷＧおよび第２サイクリックＡＷＧは、その入出力ポート数が相互に共通因数を有する
    ことを特徴とする請求項１の空間スイッチ装置。
  6. 前記信号波長変換部と前記空間スイッチ部との間には、１×ｎ光スイッチが設けられ、ｎは前記第１サイクリックＡＷＧおよび第２サイクリックＡＷＧの入出力ポート数間の共通因数と同じ数であることを特徴とする請求項５の空間スイッチ装置。
  7. 前記１×ｎ光スイッチと前記第１サイクリックＡＷＧとの間に、ｍ個の１×ｎ光スイッチの出力信号を合波してその第１サイクリックＡＷＧの１つの入力ポートへ入力させるｍ×１光合波器が設けられていることを特徴とする請求項６の空間スイッチ装置。
  8. 前記空間スイッチ装置においてｎとｍが等しいことを特徴とする請求項７の空間スイッチ装置。
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