JP6296049B2 - 光スイッチ、及び光スイッチ拡張方法 - Google Patents

Description

本発明は、光スイッチ、及び光スイッチ拡張方法に関する。

情報通信量の増大に対応するため、光ノードの容量拡大が求められている。光ノードの容量を拡大するためには、コアである光スイッチの入出力ポート数を増大させる必要がある。しかし１つの光スイッチが備える入出力ポートの数を増大させることには、限界がある。これは、光スイッチの入出力ポートを増大させると、スイッチングに要する光スイッチ素子の数が増大し、光スイッチの大きさが大きくなってしまうためである。具体的には、光スイッチが備える必要がある光スイッチ素子数は、光ノードの対応方路数と光信号の波長多重数によって決まる。例えば、４方路、８０波長多重に対応する ROADM (Reconfigurable Optical Add Drop Multiplexer) は、Add/Drop 率を１００％と仮定した場合、（４×８０）×（４×８０）×２≒２０万個程度の光スイッチ素子が必要となる。数１０万個もの光スイッチ素子を組み合わせた光スイッチを実現することは、物理的な大きさの観点において、現実的でない。

そこで、比較的小規模な光スイッチを複数組み合わせることにより、光スイッチ全体で見た場合における入出力ポート数を拡大する方法が研究されている。特許文献１は、スイッチを３段構成にすることで、入力用の光スイッチと、出力用の光スイッチとを、独立して増設する技術を開示している。ここで、特許文献１では、光信号の経路を新たに設定する際に、すでに確立されている他の光信号の経路を変更する必要がないように、光スイッチが組み合わされている。このように組み合わされた光スイッチ群は、ノンブロックスイッチと呼ばれる。

特許文献２は、入力又は出力に用いる複数の小容量スイッチと、小容量スイッチ間を接続する大容量スイッチとを組み合わせることで、入力用のスイッチと出力用のスイッチとを、独立して増設する技術を開示している。

特許文献３は、光分岐挿入装置を開示している。この光分岐挿入装置は、光スイッチに分岐ポートとスルーポートを備える。そして、スルーポートに対して、新たな光スイッチを接続することで、分岐ポート数を増やすことができる。

特開２００２−１５２７８５号公報 特開平４−２７３７３９号公報 特開２００５−３０３７３０号公報

本発明者は、組み合わせられる光スイッチの数に上限がなく、かつ光スイッチに入力された１つの光信号を複数の出力ポートから出力できるように、複数の光スイッチを組み合わせることを検討した。特許文献１の光スイッチは、入力用スイッチと出力用スイッチとの間を接続する２段目の光スイッチを増設することが難しいため、増設できる光スイッチの数に上限がある。特許文献２の光スイッチは、大容量光スイッチのポート数によって組み合わせられる光スイッチ数が決まってしまう。ここで、前述した通り、１つの光スイッチのポート数を際限なく増やすことは、物理的な大きさの観点において、現実的ではない。そのため、特許文献２の光スイッチは、大容量光スイッチのポート数に上限があり、その結果、光スイッチ全体のポート数に上限がある。

特許文献３の光分岐挿入装置では、並列に接続された光スイッチ群に対して入力された１つ光信号は、いずれか１つの分岐ポートからしか出力できない。しかし、光スイッチに入力される光信号は、宛先が異なる複数の光信号が合波されたものである場合がある。この場合、１つの光信号を、複数の宛先それぞれに向けて出力する必要がある。そのため、光スイッチは、入力された１つの光信号を複数の出力ポートから出力できる必要がある。

本発明は、以上の課題に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、任意の台数の光スイッチを組み合わせ可能であり、かつ光スイッチに入力された１つの光信号を複数の出力ポートから出力できる技術を提供することである。

本発明が提供する光スイッチは、スイッチング手段を有する。スイッチング手段は、光信号がそれぞれ入力される複数の光信号入力手段と、１つ以上の光信号入力手段から光信号が入力され、入力された光信号の中からいずれか１つを出力する、複数の光信号出力手段を備える。さらに、当該光スイッチは、当該光スイッチの外部から光信号が入力され、光信号入力手段のいずれか１つと接続されており、他の光スイッチが有する複数の光信号分割手段のいずれか１つと接続可能であり、当該光スイッチの外部から入力された光信号を分岐して、接続されている光信号入力手段及び光信号分割手段それぞれに対して出力する複数の光信号分割手段を有する。各光信号分割手段は、それぞれ異なる光信号入力手段と接続され、かつ、他の光スイッチが有する複数の光信号分割手段のうち、それぞれ異なる光信号分割手段と接続される。この光スイッチは、上述した、本発明が提供する光スイッチである。

本発明が提供する光スイッチ拡張方法は、第１の光スイッチと第２の光スイッチを接続する方法である。当該光スイッチ拡張方法は、第１の光スイッチが有する各光信号分割手段を、第２の光スイッチが有する複数の光信号分割手段のうち、それぞれ異なる光信号分割手段と接続する、光信号分割手段接続ステップを有する。

本発明によれば、任意の台数の光スイッチを組み合わせ可能であり、かつ光スイッチに入力された１つの光信号を複数の出力ポートから出力できる技術が提供される。

上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。

実施形態１に係る光スイッチを示すブロック図である。 実施形態２に係る光スイッチを示すブロック図である。 単位スイッチを示すブロック図である。 ４×４スイッチの具体的な構成を例示するブロック図である。 出力ポート数を２倍に増やす単位スイッチの組み合わせ方法を例示する図である。 出力ポート数を３倍に増やす単位スイッチの組み合わせ方法を例示する図である。 入力ポート数を２倍に増やす単位スイッチの組み合わせ方法を例示する図である。 入力ポート数を３倍に増やす単位スイッチの組み合わせ方法を例示する図である。 入力ポート数を２倍、かつ出力ポート数を２倍に増やす単位スイッチの組み合わせ方法を例示する図である。 入力ポート数を２倍、かつ出力ポート数を３倍に増やす単位スイッチの組み合わせ方法を例示する図である。 入力ポート数を３倍、かつ出力ポート数を２倍に増やす単位スイッチの組み合わせ方法を例示する図である。 入力ポート数を３倍、かつ出力ポート数を３倍に増やす単位スイッチの組み合わせ方法を例示する図である。 複数の光スイッチを接続した場合に、光信号の強さが減衰していく様子を示す図である。 接続スイッチ数取得部を有する実施形態３の光スイッチを示すブロック図である。 実施形態３に係る光スイッチを複数個接続した場合において、各光スイッチから出力される光信号の強さを例示する図である。 実施形態４の光スイッチを示すブロック図である。 実施例２における光スイッチの組み合わせ方法を示す図である。 実施例３における光スイッチの組み合わせ方法を示す図である。 実施例４の ROADM 装置を示すブロック図である。 実施例４における Drop 用 TPA に用いられる単位スイッチの構成を示すブロック図である。 実施形態４の光スイッチを示す別のブロック図である。 実施例４における Add 用 TPA に用いられる単位スイッチの構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

[実施形態１]
図１は、実施形態１に係る光スイッチ２０００を示すブロック図である。図１において、矢印は光信号の流れを表している。ここで、同一の機能を持つ機能構成部や装置をまとめて表記する場合、「−ａ１」など、ハイフンを伴う記号は省略する。例えば、光スイッチ２０００−ｘと光スイッチ２０００−ｙをまとめて、光スイッチ２０００と表記する。また同様に、光信号分割部２０２０−ｘ１や光信号分割部２０２０−ｙ１をまとめて、光信号分割部２０２０と表記する。また、同一の光スイッチ２０００−ｘに含まれる同一種類の機能構成部をまとめて、光信号分割部２０２０−ｘや光信号入力部２１２０−ｘと表記する。なお、以降で示す各ブロック図においても、同様の省略表記を行う。

図１において、光スイッチ２０００−ａと光スイッチ２０００−ｂが、光信号分割部２０２０を介して接続されている。このように、複数の光スイッチ２０００を組み合わせた光スイッチを、光スイッチシステムと表記する。

＜光信号分割部２０２０＞
光スイッチ２０００は、複数の光信号分割部２０２０を有する。図１において、光スイッチ２０００は、Ｎ個（Ｎ≧２）の光信号分割部２０２０を有している。

光信号分割部２０２０は、光スイッチ２０００の外部から、光信号が入力される。各光信号分割部２０２０は、それぞれ異なる１つの光信号入力部２１２０と接続されている。また、各光信号分割部２０２０は、他の光スイッチ２０００が有する光信号分割部２０２０のうち、それぞれ異なる光信号分割部２０２０と接続可能である。そして、光信号分割部２０２０は、外部から入力された光信号を２つに分割し、片方の光信号を光信号入力部２１２０へ出力し、もう片方の光信号を、接続されている別の光信号分割部２０２０へ出力する。

各光信号分割部２０２０は、光スイッチシステムの外部から光信号を受信する場合、光スイッチシステムの入力ポートとして機能する。また、光信号分割部２０２０は、他の光信号分割部２０２０から光信号を受信する場合、光スイッチシステムの出力ポートを増やすための拡張用ポートとして機能する。

＜スイッチング部２１００＞
光スイッチ２０００は、スイッチング部２１００を１つ有する。スイッチング部２１００は、複数の光信号入力部２１２０、及び複数の光信号出力部２１４０を有する。光信号入力部２１２０の個数は、光信号分割部２０２０の個数以上である。光信号入力部２１２０の個数と光信号出力部２１４０の個数は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。図１において、光信号入力部２１２０の個数はＮ個であり、光信号出力部２１４０の個数はＭ個（Ｍ≧２）である。

光信号入力部２１２０は、いずれか１つの光信号分割部２０２０と接続されている。光信号入力部２１２０は、接続されている光信号分割部２０２０から、光信号が入力される。光信号入力部２１２０は、いずれか１つ以上の光信号出力部２１４０に対して、光信号を出力する。

光信号出力部２１４０は、光信号入力部２１２０から入力された光信号のうち、いずれか１つを出力する。したがって、光信号入力部２１２０を介してスイッチング部２１００に入力された各光信号は、任意の光信号出力部２１４０から出力される。実施形態１の光スイッチ２０００において、光信号出力部２１４０は、光スイッチ２０００が外部に光信号を出力するための出力ポートとして機能する。

スイッチング部２１００は例えば、光信号入力部２１２０が入力ポートであり、光信号出力部２１４０が出力ポートである光スイッチモジュールである。

スイッチング部２１００が CDC (Colorless, Directionless, Contentionless) 対応スイッチであれば、光スイッチ２０００は CDC 対応スイッチとなる。CDC 対応スイッチは、例えばスプリット・セレクト型スイッチである。また、CDC 対応スイッチは、周回性 AWG (Arrayed-Waveguide Grating) とマトリクススイッチで構成されるスイッチでもよい。

スイッチング部２１００は、ノンブロックスイッチであることが好ましい。スイッチング部２１００をノンブロックスイッチにすれば、光スイッチ２０００全体がノンブロックスイッチとなる。また、光スイッチ２０００を複数組み合わせた光スイッチシステムも、ノンブロックスイッチとなる。これにより、サービス中のトラフィックに影響なく、光スイッチ２０００を増設することができる。

＜動作の説明＞
実施形態１の光スイッチ２０００によれば、光信号分割部２０２０−ａ１〜ａＮそれぞれに入力される光信号は、光信号出力部２１４０−ａ１〜ａＭ、及び光信号出力部２１４０−ｂ１〜ｂＭのうち、任意の光信号出力部２１４０から出力される。図１を用いて、光スイッチ２０００の動作を説明する。

まず、光信号分割部２０２０−ａ１に対して入力された光信号１は、光信号入力部２１２０−ａ１に対して出力される。ここで、前述した通り、光信号入力部２１２０を介してスイッチング部２１００へ入力された光信号は、任意の光信号出力部２１４０から出力される。したがって、光スイッチ２０００−ａは、光信号１を、光信号出力部２１４０−ａ１〜ａＭのうち、どの光信号出力部２１４０からでも出力することができる。

また、光信号分割部２０２０−ａ１は、光信号１を、光信号分割部２０２０−ｂ１に対しても出力する。光信号分割部２０２０−ｂ１に入力された光信号１は、光信号入力部２１２０−ｂ１に対して出力される。そして、スイッチング部２１００−ｂは、光スイッチ２０００−ａの場合と同様に、光信号１を、光信号出力部２１４０−ｂ１〜ｂＭのうち、どの光信号出力部２１４０−ｂからでも出力することができる。

結果として、光スイッチシステムは、光信号１を、光信号出力部２１４０−ａ１〜ａＭ、及び光信号出力部２１４０−ｂ１〜ｂＭのうち、どの光信号出力部２１４０からでも出力できる。

＜作用・効果＞
光スイッチ２０００−ａを単体で用いる場合は、出力ポートである光信号出力部２１４０の数がＭ個である。これに対し、光スイッチ２０００−ａに対して光スイッチ２０００−ｂを組み合わせた光スイッチシステムは、出力ポートである光信号出力部２１４０の数が２Ｍ個に増加する。このように、本実施形態の光スイッチ２０００によれば、光スイッチ２０００同士を、光信号分割部２０２０を介して接続することで、出力ポートの数を増加させることができる。

そして、光スイッチ２０００−ａと光スイッチ２０００−ｂを接続した方法と同様の方法で、光スイッチ２０００−ｂと別の光スイッチ２０００−ｃをさらに接続できる。こうすることで、光スイッチシステムの出力ポートの数は２Ｍ個から３Ｍ個に増加する。具体的には、光信号分割部２０２０−ｂで分割した光信号を、光信号入力部２１２０−ｂと、光スイッチ２０００−ｃが有する光信号分割部２０２０とに、分割して出力するようにする。以下同様に、光スイッチ２０００を順に接続していくことで、光スイッチシステムの出力ポートの数を上限無く増やしていくことができる。したがって、本実施形態の光スイッチ２０００によれば、組み合わせられる光スイッチの数に上限がない。そのため、光スイッチシステムの運用開始後に、必要に応じて光スイッチ２０００を増設していくことができる。

また、上述したように、外部から光信号分割部２０２０に対して入力された各光信号は、任意の光信号出力部２１４０から出力される。したがって、本実施形態の光スイッチ２０００によれば、光スイッチ２０００に対して入力された光信号を、任意の出力ポートから出力することができる。

[実施形態２]
図２は、実施形態２に係る光スイッチ２０００を示すブロック図である。図２において、矢印は光信号の流れを表している。

＜光信号選択部２０４０＞
光スイッチ２０００は、複数の光信号選択部２０４０を有する。各光信号選択部２０４０は、それぞれ異なる１つの光信号出力部２１４０と接続されている。そして、光信号選択部２０４０は、接続されている光信号出力部２１４０から、光信号が入力される。さらに各光信号選択部２０４０は、他の光スイッチ２０００が有する光信号選択部２０４０のうち、それぞれ異なる光信号選択部２０４０と接続可能である。光信号選択部２０４０は、接続されている光信号選択部２０４０から、光信号が入力される。

光信号選択部２０４０は、光信号出力部２１４０から入力された光信号、及び他の光信号選択部２０４０から入力された光信号のうち、いずれか１つを出力する。光信号選択部２０４０は、光スイッチシステムの外部へ光信号を出力する場合、光スイッチシステムの出力ポートとして機能する。また、光信号選択部２０４０は、他の光信号選択部２０４０に対して光信号を出力する場合、光スイッチシステムの入力ポートを増やすための拡張用ポートとして機能する。

＜動作の説明＞
実施形態２の光スイッチ２０００によれば、光信号分割部２０２０−ａ１〜ａＮ、及び光信号分割部２０２０−ｂ１〜ｂＮに対して入力される光信号は、光信号選択部２０４０−ａ１〜ａＭのうち、任意の光信号選択部２０４０から出力される。以下、図２を用いて説明する。

光信号分割部２０２０−ａに対して入力された光信号は、スイッチング部２１００−ａを介して、光信号選択部２０４０−ａに対して出力される。ここで、スイッチング部２１００−ａは、光信号入力部２１２０−ａに対して入力された光信号を、任意の光信号出力部２１４０−ａから出力できる。そのため、光スイッチ２０００は、光信号分割部２０２０−ａに対して入力された光信号を、任意の光信号選択部２０４０−ａから出力できる。

光信号分割部２０２０−ｂに対して入力された光信号は、スイッチング部２１００−ｂを介して、光信号選択部２０４０−ｂに対して出力される。光スイッチ２０００の場合と同様に、光スイッチ２０００−ｂは、光信号分割部２０２０−ｂに入力された光信号を任意の光信号選択部２０４０−ｂから出力できる。

例えば、光信号分割部２０２０−ｂ１に入力された光信号が、光信号選択部２０４０−ｂ１から出力されたとする。光信号選択部２０４０−ｂ１から出力された光信号は、光信号選択部２０４０−ａ１に入力される。ここで、光信号選択部２０４０−ａ１は、光信号出力部２１４０−ａ１から入力された光信号と、光信号選択部２０４０−ｂ１から入力された光信号と、のいずれかを出力する。したがって、光スイッチ２０００−ａは、光信号選択部２０４０−ａ１が、光信号選択部２０４０−ｂ１から入力された光信号を出力するようにすることで、光信号分割部２０２０−ｂ１に入力された光信号を、外部に出力することができる。

ここで、前述したように、光スイッチ２０００−ｂは、光信号分割部２０２０−ｂに対して入力された光信号を、任意の光信号選択部２０４０−ｂから出力することができる。また、光信号選択部２０４０−ｂ１〜ｂＭはそれぞれ、光信号選択部２０４０−ａ１〜ａＭに対して接続されている。そこで、光スイッチ２０００−ｂは、光信号分割部２０２０−ｂに対して入力された光信号の出力先とする光信号選択部２０４０−ｂを変更することにより、この光信号を、どの光信号選択部２０４０−ａから出力するのかを変更することができる。

例えば、光信号分割部２０２０−ｂ１から光信号入力部２１２０−ｂ１に入力された光信号を、光信号出力部２１４０−ｂＭを介して出力するとする。この場合、この光信号は、光信号選択部２０４０−ａＭに対して入力される。その結果、光信号分割部２０２０−ｂ１に入力された光信号が、光信号選択部２０４０−ａＭから出力される。一方、前述の例では、光信号分割部２０２０−ｂ１に入力された光信号は、光信号選択部２０４０−ａ１から出力された。このように、スイッチング部２１００−ｂの入力と出力の関係を変更することで、光スイッチシステムは、光スイッチ２０００−ｂに入力された光信号を、任意の光信号選択部２０４０−ａから出力することができる。

以上のように、上記光スイッチシステムは、光信号分割部２０２０−ａ１〜ａＮ、及び光信号分割部２０２０−ｂ１〜ｂＮの合計２Ｎ個の光信号分割部２０２０に対してそれぞれ入力される２Ｎ個の光信号を、任意の光信号選択部２０４０−ａから出力することができる。ここで、光信号分割部２０２０は、光スイッチシステムにおける入力ポートに相当する。したがって、光スイッチ２０００−ａに対して光スイッチ２０００−ｂを組み合わせることにより、光スイッチシステムの入力ポートの数をＮ個から２Ｎ個に増やすことができる。

＜作用・効果＞
以上の構成により、本実施形態の光スイッチ２０００によれば、光信号選択部２０４０を介して別の光スイッチ２０００を組み合わせ可能である。そして、複数の光スイッチ２０００を組み合わせることにより、外部から光信号を受信する入力ポートの数を増やすことができる。また、実施形態１と同様の方法で、出力ポートの数を増やすこともできる。したがって、本実施形態によれば、光スイッチ２０００を組み合わせることで、出力ポートと入力ポートの双方をそれぞれ増加させることができる。

＜実施例１＞
光スイッチ２０００の具体的な構成方法、及び光スイッチ２０００同士の具体的な組み合わせ方を、実施例１として示す。

図３は、実施形態２の光スイッチ２０００を具体的に実装した、単位スイッチ３０００を示すブロック図である。図３の左側は、単位スイッチ３０００の構成を詳細に示している。

単位スイッチ３０００は、１：２光スプリッタ３０２０を４つ有する。１：２光スプリッタ３０２０は、光信号分割部２０２０を具体的に実装したものである。１：２光スプリッタ３０２０は、外部から入力された光信号を２つに分割し、片方の光信号を、他の単位スイッチ３０００が有する１：２光スプリッタ３０２０へ出力し、もう片方の光信号を、後述する４×４スイッチ３１００へ出力する。

また、単位スイッチ３０００は、２：１光セレクタ３０４０を４つ有する。２：１光セレクタ３０４０は、光信号選択部２０４０を具体的に実装したものである。２：１光セレクタ３０４０は、他の単位スイッチ３０００が有する２：１光セレクタ３０４０、及び当該単位スイッチ３０００が有する４×４スイッチ３１００から、光信号を受信する。

さらに、単位スイッチ３０００は、４×４スイッチ３１００を１つ有する。４×４スイッチ３１００は、光信号入力部２１２０及び光信号出力部２１４０を４つずつ有するスイッチング部２１００を、具体的に実装したものである。

図４は、４×４スイッチ３１００の具体的な構成を示すブロック図である。４×４スイッチ３１００は、４つの１：４光スプリッタ３１２０、及び４つの４：１光セレクタ３１４０を有する。１：４光スプリッタ３１２０は、光信号入力部２１２０を具体的に実装したものである。また、４：１光セレクタ３１４０は、光信号出力部２１４０を具体的に実装したものである。

単位スイッチ３０００は、入力ポート１００を有する。入力ポート１００は、１：２光スプリッタに対して入力される光信号が通過するポートである。単位スイッチ３０００は、拡張用出力ポート２００を有する。拡張用出力ポート２００は、１：２光スプリッタ３０２０によって分割された光信号であり、他の単位スイッチ３０００が有する１：２光スプリッタ３０２０に対して出力される光信号が、通過するポートである。単位スイッチ３０００は、出力ポート３００を有する。出力ポート３００は、２：１光セレクタ３０４０から出力される光信号が通過するポートである。単位スイッチ３０００は、拡張用入力ポート４００を有する。拡張用入力ポート４００は、他の単位スイッチ３０００が有する２：１光セレクタ３０４０から、当該単位スイッチ３０００が有する２：１光セレクタ３０４０に対して入力される光信号が、通過するポートである。

以降で説明する図５〜図１２において、単位スイッチ３０００を、図３の右側に示すように、簡略化して表記する。

図５〜図１２はそれぞれ、複数の単位スイッチ３０００を組み合わせることで、光スイッチシステムの入力ポート又は出力ポートを増やす例を示す図である。なお、図が煩雑になることを避けるため、図５〜１２において、使用されない拡張用出力ポート２００及び拡張用入力ポート４００の表記は省略する。

図５、６はそれぞれ、出力ポートを２倍、３倍に増やす組み合わせ方である。図５に示す、２つの単位スイッチ３０００を組み合わせた光スイッチシステムにおいて、入力ポートは入力ポート１００−ａであり、出力ポートは出力ポート３００−ａと出力ポート３００−ｂである。図５は、図１における光スイッチ２０００−ａと光スイッチ２０００−ｂの組み合わせ方に相当する。図６に示す、３つの単位スイッチ３０００を組み合わせた光スイッチシステムにおいて、入力ポートは入力ポート１００−ａであり、出力ポートは出力ポート３００−ａ、出力ポート３００−ｂ、及び出力ポート３００−ｃである。

図７、８はそれぞれ、入力ポートを２倍、３倍に増やす組み合わせ方である。図７に示す、２つの単位スイッチ３０００を組み合わせた光スイッチシステムにおいて、入力ポートは入力ポート１００−ａ及び入力ポート１００−ｂであり、出力ポートは出力ポート３００−ａである。図７は、図２における光スイッチ２０００−ａと光スイッチ２０００−ｂの組み合わせ方に相当する。図８に示す、３つの単位スイッチ３０００を組み合わせた光スイッチシステムにおいて、入力ポートは入力ポート１００−ａ、入力ポート１００−ｂ、及び入力ポート１００−ｃであり、出力ポートは出力ポート３００−ａである。

図９〜１２は、入力ポートと出力ポートのそれぞれを増やす組み合わせ方である。以下、図９を例に、詳しく説明する。

図９の場合、単位スイッチ３０００を４つ組み合わせることで、光スイッチシステムの入力ポート及び出力ポートをそれぞれ２倍に増やしている。この例では、単位スイッチ３０００−ａの入力ポート１００−ａと、単位スイッチ３０００−ｂの入力ポート１００−ｂとが、光スイッチシステムの入力ポートとして機能する。なお、図３に示す通り、入力ポート１００−ａと入力ポート１００−ｂはそれぞれ、４つの入力ポートを有している。また、単位スイッチ３０００−ａの出力ポート３００−ａと、単位スイッチ３０００−ｃの出力ポート３００−ｃとが、光スイッチシステムの出力ポートとして機能する。図３に示す通り、出力ポート３００−ａと出力ポート３００−ｃはそれぞれ、４つの出力ポートを有している。したがって、図９に示す組み合わせ方法により、光スイッチシステムの入力ポート及び出力ポートは、それぞれ８つになる。

単位スイッチ３０００−ａは、入力ポート１００−ａを介して、光スイッチシステムの外部から、光信号１〜４を受信する。また、単位スイッチ３０００−ａは、出力ポート３００−ａを介して、光スイッチシステムの外部へ光信号１〜４を出力する。

また、単位スイッチ３０００−ａは、拡張用出力ポート２００−ａを介して、単位スイッチ３０００−ｃに対して、光信号１〜４を出力する。単位スイッチ３０００−ｃは、入力ポート１００−ｃを介して、光信号１〜４を受信する。単位スイッチ３０００−ｃは、出力ポート３００−ｃを介して、光スイッチシステムの外部へ、光信号１〜４を出力する。このように、光信号１〜４は、８つの出力ポートのうち、任意の出力ポートから出力される。

単位スイッチ３０００−ｂは、入力ポート１００−ｂを介して、光スイッチシステムの外部から、光信号５〜８を受信する。また、単位スイッチ３０００−ｂは、出力ポート３００−ｂを介して、単位スイッチ３０００−ａへ光信号５〜８を出力する。単位スイッチ３０００−ａは、拡張用入力ポート４００−ａを介して、光信号５〜８を受信する。単位スイッチ３０００−ａは、出力ポート３００−ａを介して、光スイッチシステムの外部へ、光信号５〜８を出力する。

また、単位スイッチ３０００−ｂは、拡張用出力ポート２００−ｂを介して、単位スイッチ３０００−ｄへ、光信号５〜８を出力する。単位スイッチ３０００−ｄは、入力ポート１００−ｄを介して、光信号５〜８を受信する。単位スイッチ３０００−ｄは、出力ポート３００−ｄを介して、単位スイッチ３０００−ｃへ、光信号５〜８を出力する。単位スイッチ３０００−ｃは、拡張用入力ポート４００−ｃを介して、光信号５〜８を受信する。単位スイッチ３０００−ｃは、出力ポート３００−ｃを介して、光スイッチシステムの外部へ、光信号５〜８を出力する。このように、光信号５〜８は、８つの出力ポートのうち、任意の出力ポートから出力される。

以上により、８つの入力ポートから入力される光信号それぞれが、８つの出力ポートのうち、任意の出力ポートから出力される。したがって、図９に示すように単位スイッチ３０００を４つ組み合わせることで、入力ポート及び出力ポートを、それぞれ２倍に増やすことができる。

図１０〜図１２は、同様の方法で、入力ポート及び出力ポートを増やしている。図１０は、入力ポート数を２倍にし、かつ出力ポート数を３倍にする組み合わせ方を示す。図１０に示す光スイッチシステムにおいて、入力ポートは入力ポート１００−ａ及び入力ポート１００−ｂであり、出力ポートは出力ポート３００−ａ、出力ポート３００−ｃ、及び出力ポート３００−ｅである。

図１１は、入力ポート数を３倍にし、かつ出力ポート数を２倍にする組み合わせ方を示す。図１１に示す光スイッチシステムにおいて、入力ポートは入力ポート１００−ａ、入力ポート１００−ｂ、及び入力ポート１００−ｃであり、出力ポートは出力ポート３００−ａ及び出力ポート３００−ｄである。

図１２は、入力ポート数と出力ポート数をそれぞれ３倍に増やす組み合わせ方を示す。図１２に示す光スイッチシステムにおいて、入力ポートは入力ポート１００−ａ、入力ポート１００−ｂ、及び入力ポート１００−ｃであり、出力ポートは出力ポート３００−ａ、出力ポート３００−ｄ、及び出力ポート３００−ｈである。

ここで、図１０や図１１が示すように、入力ポートの増設数と、出力ポートの増設数は、異なっていてもよい。このように、実施形態２の光スイッチ２０００によれば、入力ポート数の増設と、出力ポート数の増設を、それぞれ独立に行うことができる。

また、実施例１で示したように、同一の構成で実装した光スイッチ２０００を組み合わせるようにすることで、製造する光スイッチ２０００を１種類のみにすることができる。これにより、光スイッチ２０００の製造において、スケールメリットが期待できる。また、上述した単位スイッチ３０００のように、１つの光スイッチの規模を小さくすることで、光スイッチ製造時の歩留まりを向上させることができる。

[実施形態３]
実施形態３に係る光スイッチ２０００において、光信号分割部２０２０は、他の光スイッチ２０００が有する光信号分割部２０２０へ出力する光信号の強さを、その光信号が通過する光信号分割部２０２０の個数に応じて決定する。以下、詳しく説明する。

光スイッチ２０００の光信号分割部２０２０は、入力された光信号を、光信号入力部２１２０と、別の光スイッチの光信号分割部２０２０とに、分割して出力する。したがって光信号は、光信号分割部２０２０を通過すると、光信号の強さが弱くなる。

以下、図１３を用いて、詳しく説明する。図１３は、複数の光スイッチ２０００を接続した場合に、光信号の強さが減衰していく様子を示す図である。図が煩雑になることを避けるため、図１３において、光スイッチ２０００は、実施例１で用いた省略表記と同様の方法で表記されている。具体的には、入力ポート１００は、光信号分割部２０２０に対して入力される光信号が通過するポートである。拡張用出力ポート２００は、光信号分割部２０２０によって分割された光信号であり、かつ他の光スイッチ２０００が有する光信号分割部２０２０に対して出力される光信号が通過するポートである。出力ポート３００は、光信号出力部２１４０又は光信号選択部２０４０によって出力される光信号が通過するポートである。なお、実施例１で用いた省略表記と同様の表記を用いてはいるものの、実施形態３の光スイッチ２０００は、光信号選択部２０４０を備えていなくてもよい。

図１３において、光スイッチ２０００−ａと光スイッチ２０００−ｂ、光スイッチ２０００−ｂと光スイッチ２０００−ｃ、及び光スイッチ２０００−ｃと光スイッチ２０００−ｄが、それぞれ接続されている。各光スイッチ２０００は、入力ポート１００を介して、光信号を受信する。ここで、光信号分割部２０２０は、入力された光信号を２つの同じ強さの光信号に分割し、それぞれの光信号を、別の光信号分割部２０２０と光信号入力部２１２０とに対して出力すると仮定する。また、外部から入力される光信号の強さを、Ｘと仮定する。

まず、光スイッチ２０００−ａが有する光信号分割部２０２０−ａは、入力された光信号を分割し、強さ（１／２）Ｘの光信号を、光信号入力部２１２０−ａと、光信号分割部２０２０−ｂとに出力する。次に、光信号分割部２０２０−ｂは、強さ（１／２）Ｘの光信号をさらに分割し、強さ（１／４）Ｘの光信号を、光信号入力部２１２０−ｂと、光信号分割部２０２０−ｃとに出力する。そして、光信号分割部２０２０−ｃは、強さ（１／４）Ｘの光信号を分割し、強さ（１／８）Ｘの光信号を、光信号入力部２１２０−ｃと、光信号分割部２０２０−ｄとに出力する。したがって、光スイッチ２０００−ａ、光スイッチ２０００−ｂ、光スイッチ２０００−ｃ、光スイッチ２０００−ｄから出力される光信号の強さはそれぞれ、（１／２）Ｘ、（１／４）Ｘ、（１／８）Ｘ、（１／１６）Ｘとなる。このように、光信号の強さは、通過する光信号分割部２０２０の数が多いほど、弱くなってしまう。

そこで、本実施形態の光信号分割部２０２０は、別の光信号分割部２０２０に対して出力する光信号を、その光信号が通過する光信号分割部２０２０の数に応じて決定する。こうすることで、光スイッチ２０００は、光信号分割部２０２０を複数通過する光信号の強さが、減衰していく度合いを小さくする。その結果、少数の光信号分割部２０２０を通過した後でスイッチング部２１００から出力される光信号と、多数の光信号分割部２０２０を通過した後でスイッチング部２１００から出力される光信号の強さとの差が、小さくなる。これにより、本実施形態によれば、スイッチング部２１００から光スイッチ２０００の外部に出力される光信号の強さの差が小さくなる。

例えば本実施形態の光信号分割部２０２０は、各光信号入力部２１２０に入力される光信号の強さが等しくなるように、光信号を分割する。この場合、例えば光スイッチ２０００は、図１４に示す構成を有する。図１４において、実線の矢印は光信号の流れを示し、点線の矢印は情報の流れを示す。以下、詳しく説明する。

＜接続スイッチ数取得部２０５０＞
図１４に示す光スイッチ２０００は、接続スイッチ数取得部２０５０を有する。接続スイッチ数取得部２０５０は、光信号分割部２０２０が別の光信号分割部２０２０に対して出力される光信号が、当該光信号分割部２０２０を含め、最大で何個の光信号分割部２０２０を通過するのかを取得する。以下、接続スイッチ数取得部２０５０が取得するスイッチ数を、Ｎｓと表記する。例えば、図１３の場合、接続スイッチ数取得部２０５０−ａが取得する接続スイッチ数Ｎｓは、４である。また、接続スイッチ数取得部２０５０−ｂが取得する接続スイッチ数Ｎｓは、３である。

接続スイッチ数取得部２０５０が、接続スイッチ数を取得する方法は様々である。例えば、接続スイッチ数取得部２０５０は、手動による接続スイッチ数の入力を受け付ける。その他にも例えば、接続スイッチ数取得部２０５０は、次のように動作することで、接続スイッチ数を取得する。

まず、接続スイッチ数取得部２０５０は、光信号分割部２０２０が、別の光信号分割部２０２０に対して光信号を出力しない場合、接続スイッチ数を１とする。図１３の例では、接続スイッチ数取得部２０５０−ｄの接続スイッチ数が１となる。また、接続スイッチ数取得部２０５０は、光信号分割部２０２０に対して光信号を出力する、別の光スイッチ２０００が有する接続スイッチ数取得部２０５０に対して、当該接続スイッチ数取得部２０５０の接続スイッチ数を出力する。図１３の場合は、例えば、接続スイッチ数取得部２０５０−ｄが、接続スイッチ数取得部２０５０−ｃに対して、接続スイッチ数を出力する。

他の接続スイッチ数取得部２０５０から接続スイッチ数が入力される接続スイッチ数取得部２０５０は、入力された接続スイッチ数に１を加算した数を、自身の接続スイッチ数とする。例えば、接続スイッチ数取得部２０５０−ｃは、接続スイッチ数取得部２０５０−ｄから、１という接続スイッチ数を取得する。そして、接続スイッチ数取得部２０５０−ｃは、取得した接続スイッチ数である１に、１を加算し、自身の接続スイッチ数を２とする。同様に、光スイッチ２０００−ｂが有する接続スイッチ数取得部２０５０−ｂは、２という接続スイッチ数を取得し、それに１を加算することで、自身の接続スイッチ数を３とする。

＜光信号分割部２０２０＞
光信号分割部２０２０は、以下の数１に示す数式に従って、光信号を分割する。数式１において、Ｐｉは、光信号分割部２０２０に対して入力される光信号の強さを表している。Ｐｄは、光信号分割部２０２０が、他の光信号分割部２０２０に対して出力する光信号の強さを表している。また、Ｐｓは、光信号分割部２０２０が、光信号入力部２１２０に対して出力する光信号の強さを表している。

各光信号分割部２０２０が、数式１に従って光信号を分割すると、各光信号分割部２０２０が光信号入力部２１２０に対して出力する光信号Ｐｓの強さが全て、Ｐｉ／Ｎｓとなる。そのため、全てのスイッチング部２１００から、等しい強さの光信号が出力される。

図１５は、図１３と同様の接続状況において、光信号分割部２０２０が、上記数１に示す数式に従った強さの光信号を出力する場合の例である。出力ポートから出力される光信号の強さは全て、入力される光信号の 1/4 の強さとなっている。

光信号分割部２０２０が、接続スイッチ数を取得する方法は様々である。例えば、光信号分割部２０２０は、接続スイッチ数取得部２０５０から、接続スイッチ数を示す情報を取得する。その他にも例えば、光信号分割部２０２０は、接続スイッチ数取得部２０５０が出力する接続スイッチ数を受信してもよい。また、光信号分割部２０２０は、接続スイッチ数取得部２０５０が、接続スイッチ数取得部２０５０以外の場所に格納した接続スイッチ数を取得してもよい。さらに、光信号分割部２０２０は、手動による接続スイッチ数の設定を受け付けてもよい。

＜作用・効果＞
本実施形態によれば、少数の光信号分割部２０２０を通過した後でスイッチング部２１００から出力される光信号と、多数の光信号分割部２０２０を通過した後でスイッチング部２１００から出力される光信号の強さとの差が小さくなる。これにより、複数の光スイッチ２０００を組み合わせた光スイッチシステムから光信号を受信する装置は、光スイッチシステムに含まれる、どの光スイッチ２０００を利用しても、同等の強さの光信号を受信できる。

ここで、光スイッチ２０００から出力される光信号の強度が弱いと、この光信号を受信した装置は、この光信号に含まれる情報を抽出できない場合がある。そのため、光スイッチシステムの利便性が低くなる。上述したように、本実施形態によれば、各光スイッチ２０００から出力される光信号の強度の差が小さいため、光スイッチ２０００を組み合わせた光スイッチシステムの利便性が向上する。

[実施形態４]
実施形態４の光スイッチ２０００は、図１６又は図２１で表される。

＜光信号増幅部２０６０＞
実施形態４の光信号分割部２０２０は、別の光スイッチ２０００が有する光信号分割部２０２０と、光信号増幅部２０６０を介して接続される。光信号増幅部２０６０は、光信号分割部２０２０から入力された光信号の強さを増幅して、別の光信号分割部２０２０へ出力する。光信号増幅部２０６０は、光スイッチ２０００の内部に設けられてもよいし、光スイッチ２０００の外部に設けられていてもよい。図１６は、光スイッチ２０００の内部に光信号増幅部２０６０が設けられている場合の光スイッチ２０００を示す。図２１は、光スイッチ２０００の外部に光信号増幅部２０６０が設けられている場合の光スイッチ２０００を示す。

前述したように、実施形態１及び２の光スイッチ２０００において、光信号は、多くの光信号分割部２０２０を通過するほど、光信号の強さが弱くなる。そこで、実施形態４の光スイッチ２０００は、光信号増幅部２０６０を用いて、光信号分割部２０２０から別の光信号分割部２０２０へ出力される光信号の強さを増幅する。

例えば光信号分割部２０２０が、入力される光信号を、等しい強さの２つの光信号に分割するとする。ここで、元の光信号の強さをＸとおく。この場合、光信号増幅部２０６０には、強さ（１／２）Ｘの光信号が入力される。例えば光信号増幅部２０６０は、入力された光信号を２倍の強さに増幅する。こうすることで、別の光信号分割部２０２０には、強さＸの光信号が入力される。このようにすることで、全ての光信号分割部２０２０に、強さＸの光信号が入力されるようになる。そのため、各スイッチング部２１００から出力される光信号の強さは、全て（１／２）Ｘとなる。なお、光信号増幅部２０６０が光信号を増幅する度合いは、２倍に限られない。

光信号増幅部２０６０は、全ての光信号分割部２０２０に対して共通に設けられてもよいし、光信号分割部２０２０ごとに設けられてもよい。

＜作用・効果＞
本実施形態によれば、光信号分割部２０２０から別の光信号分割部２０２０へ出力される光信号が、光信号増幅部２０６０によって増幅される。少数の光信号分割部２０２０を通過した後で外部に出力される光信号と、多数の光信号分割部２０２０を通過した後で外部に出力される光信号の強さとの差が、小さくなる。これにより、光スイッチ２０００の利便性及び信頼性が向上する。

＜実施例２＞
光スイッチ２０００を複数組み合わせる場合、光信号増幅部２０６０を有する光スイッチ２０００と、光信号増幅部２０６０を有しない光スイッチ２０００を組み合わせてもよい。光信号増幅部２０６０を有する光スイッチ２０００と、光信号増幅部２０６０を有しない光スイッチ２０００とを組み合わせる具体例を、実施例２として説明する。

外部から光信号分割部２０２０に対して入力される光信号の強さをＸとおく。光信号分割部２０２０は、入力された光信号を、等しい強さに２分割し、光信号入力部２１２０と光信号分割部２０２０とに対して、それぞれ強さ（１／２）Ｘの光信号を出力するとする。

前述したように、光信号出力部２１４０から出力される光信号の強度が弱いと、光信号出力部２１４０から出力された光信号を受信した装置において、光信号から情報を抽出できない恐れがある。そこで、本実施例では、光信号出力部２１４０から出力される光信号の強さが、（１／４）Ｘ以上でなければならないと仮定する。

図１７は、実施例２における光信号の強さの変化を示す図である。図１７において、光スイッチ２０００−ａは、光信号増幅部２０６０を有しており、光スイッチ２０００−ｂは、光信号増幅部２０６０を有していない。実施例２において、光信号増幅部２０６０は、光信号の強さを４倍に増幅すると仮定する。

実施例２において、光スイッチ２０００−ａは、入力ポート１００−ａから入力された、強さＸの光信号を分割する。そして、出力ポート３００−ａ及び拡張用出力ポート２００−ａから、強さ（１／２）Ｘの光信号を出力する。次に、光スイッチ２０００−ｂは、入力ポート１００−ｂから入力された光信号を分割し、強さ（１／４）Ｘの光信号にする。その結果、出力ポート３００−ｂからは、強さ（１／４）Ｘの光信号が出力される。そして、光スイッチ２０００−ｂ内において、光信号増幅部２０６０は、強さ（１／４）Ｘの光信号の強さを４倍に増幅する。そのため、拡張用出力ポート２００−ｂからは、強さＸの光信号が出力される。

このように、図１７に示す、２つの光スイッチ２０００を組み合わせた光スイッチシステムは、出力ポート３００−ｂから出力される光信号の最小値が、（１／４）Ｘである。さらに、拡張用出力ポート２００−ｂから出力される光信号の強さはＸである。そのため、図１７に示す２つの光スイッチ２０００を１組と考え、この組を複数接続して光スイッチシステムを構成すれば、出力ポート３００から出力される光信号の最小値が（１／４）Ｘとなる。したがって、光スイッチ２０００から光信号を受信する装置は、どの出力ポート３００から光信号を受信しても、光信号に含まれる情報を抽出することができる。

＜実施例３＞
また、実施形態３の光スイッチ２０００と、実施形態４の光スイッチ２０００とを接続してもよい。この場合における光スイッチ２０００の接続方法を、実施例３として説明する。

実施形態３の光スイッチ２０００は、接続する光スイッチ２０００の数が多いと、各スイッチング部２１００から出力される光信号の強さがそれぞれ小さくなる。そこで、例えば、図１８に示すように、「実施形態３の光スイッチ２０００を３つ接続した後、実施形態４の光スイッチ２０００を１つ接続する」という方法で、光スイッチ２０００を接続する。図１８において、光スイッチ２０００−ａ、光スイッチ２０００−ｂ、及び光スイッチ２０００−ｃはそれぞれ、実施形態３に係る光スイッチ２０００である。一方、光スイッチ２０００−ｄは、実施形態４に係る光スイッチ２０００である。

ここで、接続スイッチ数取得部２０５０を有する光スイッチ２０００を、実施形態３の光スイッチ２０００として利用する。ただし、本実施例において、光信号分割部２０２０は、以下の数２に示す数式に従って、光信号を分割する。

また、外部から光スイッチ２０００−ａに対して入力される光信号の強さをＸとおく。各光スイッチ２０００が有する光信号分割部２０２０は、入力された光信号を、等しい強さに２分割し、光信号入力部２１２０と光信号分割部２０２０とに対してそれぞれ出力する。ここで、光スイッチ２０００−ｄに含まれる光信号増幅部２０６０は、光信号の強さを５倍に増幅すると仮定する。

このような前提条件の下で、図１８のように光スイッチ２０００を接続すると、全ての出力ポートから出力される光信号が、（１／５）Ｘとなる。また、光スイッチ２０００−ｄは、光信号増幅部２０６０を介して光信号分割部２０２０へ光信号を出力する。そのため、光スイッチ２０００−ｄから、別の光スイッチ２０００へ出力される光信号は、強さ（１／５）Ｘの光信号が５倍の強さに増幅された、強さＸの光信号である。したがって、図１８のように接続した４つの光スイッチ２０００を１組と考えて、この組を複数接続すれば、全ての出力ポートから出力される光信号の強さが、（１／５）Ｘとなる。

＜実施例４＞
光スイッチ２０００を ROADM (Reconfigurable Optical Add Drop Multiplexer) 装置内に配備する使用例を、実施例４として説明する。実施例４において、光スイッチ２０００は、TPA (Transponder Aggregator) として用いられる。

図１９は、実施例４の ROADM 装置９０００を示している。この ROADM 装置９０００の構成は、一般的な ROADM 装置の構成である。ROADM 装置９０００は、外部から光信号が入力される４つの入力方路９０１０〜９０４０を有する。ROADM 装置９０００に入力される各光信号は、波長多重された光信号である。ここで、入力される各光信号は、λ１、λ２、λ３、及びλ４という４つの波長を持つ光信号が合波された光信号であるとする。

ROADM 装置９０００は、光信号を外部へ出力する４つの出力方路９５１０〜９５４０を有する。ROADM 装置９０００は、各出力方路から、上記４つの波長λ１〜λ４のうち、１つの波長を持つ光信号、又は複数の波長信号が波長多重された光信号を出力する。

ROADM 装置９０００は、光クロスコネクト９１００、Drop 用 TPA ９３１０、Add 用 TPA ９３２０、及びトランスポンダ９４１０〜９４４０を有する。ROADM 装置９０００の入出力方路数及びトランスポンダ数は、それぞれ４である。ただし、ROADM 装置９０００の入出力方路数及びトランスポンダ数は、４以外でも構わない。

光クロスコネクト９１００は、４つの１：４光スプリッタ９１１０〜９１４０を有する。また、光クロスコネクト９２００は、４つの波長選択スイッチ (WSS: Wavelength Selective Switch) ９２１０〜９２４０を有する。

１：４光スプリッタ９１１０は、入力方路９０１０から入力された光信号を４分割し、そのうち１つの光信号を TPA ９３１０に出力し、残りの３つの光信号を波長選択スイッチ９２２０〜９２４０に出力する。同様に、他の１：４光スプリッタも、４分割した光信号のうち、１つを TPA ９３１０へ出力し、残りの３つを波長選択スイッチへ出力する。なお、１：４光スプリッタの代わりに１：５光スプリッタを備えることで、各入力方路に入力された信号を、ＴＰＡ９３１０及び全ての波長選択スイッチへ出力してもよい。

Drop 用 TPA ９３１０及び Add 用 TPA ９３２０は、それぞれ４つの光スイッチ２０００で構成される。図２０は、Drop 用 TPA ９３１０に用いられる単位スイッチ４０００を示すブロック図である。単位スイッチ４０００は、実施形態２に係る光スイッチ２０００を具体的に実装した光スイッチである。ここで、単位スイッチ４０００は、１：２光スプリッタ４０２０と２：１光セレクタ４０４０を、それぞれ２つずつ有する。１：２光スプリッタ４０２０は、光信号分割部２０２０を具体的に実装したものである。２：１光セレクタ４０４０は、光信号選択部２０４０を具体的に実装したものである。また、単位スイッチ４０００は、２×２スイッチ４１００を有する。２×２スイッチ４１００は、光信号入力部２１２０及び光信号出力部２１４０を２つ有するスイッチング部２１００を、具体的に実装したものである。

各１：２光スプリッタ４０２０には、光スプリッタ９１１０〜９１４０のうち、その１：２光スプリッタ４０２０と接続されている光スプリッタから、光信号が入力される。そして、各２：１光セレクタ４０４０は、トランスポンダ９４１０〜９４４０のうち、その２：１光セレクタ４０４０と接続されているトランスポンダの入力部 (Rx) に対して、光信号を出力する。

図２２は、Add 用 TPA ９３２０に用いられる単位スイッチ５０００を示すブロック図である。単位スイッチ５０００は、実施形態２に係る光スイッチ２０００を具体的に実装した光スイッチである。ここで、単位スイッチ５０００は、１：２スイッチ５０２０と２：１光カップラ５０４０を、それぞれ２つずつ有する。１：２スイッチ５０２０は、光信号分割部２０２０を具体的に実装したものである。２：１光カップラ５０４０は、光信号選択部２０４０を具体的に実装したものである。また、単位スイッチ５０００は、２×２スイッチ５１００を有する。２×２スイッチ５１００は、光信号入力部２１２０及び光信号出力部２１４０を２つ有するスイッチング部２１００を、具体的に実装したものである。

各１：２スイッチ５０２０には、トランスポンダ９４１０〜９４４０のうち、その１：２スイッチ５０２０と接続されているトランスポンダの出力部 (Tx) から、光信号が入力される。そして、各２：１光カップラ５０４０は、波長選択スイッチ９２１０〜９２４０のうち、その２：１光カップラ５０４０と接続されている波長選択スイッチに対して、光信号を出力する。

Drop 用 TPA ９３１０及び Add 用 TPA ９３２０は、上述の光スイッチ２０００を、図９に示した方法と同様の方法で４つ組み合わせることによって構成される。こうすることで、Drop 用 TPA ９３１０及びAdd 用 TPA ９３２０はそれぞれ、入力ポート数と出力ポート数が４となる。

Drop 用 TPA ９３１０は、１：４光スプリッタ９１１０〜９１４０から光信号が入力され、この光信号を、任意のトランスポンダ９４１０〜９４４０へ出力する。一方、Add 用 TPA ９３２０は、４つのトランスポンダ９４１０〜９４４０から光信号が入力され、この光信号を、任意の波長選択スイッチ９２１０〜９２４０へ出力する。

トランスポンダ９４１０〜９４４０はそれぞれ、波長フィルタを備えている。ここで、前述した通り、入力方路９０１０〜９０４０から入力される光信号は、λ１〜λ４という４つの波長をそれぞれ持つ光信号が波長多重された光信号である。トランスポンダ９４１０〜９４４０は、波長フィルタを用いて、Drop 用 TPA ９３１０から入力された光信号から、所望の波長を持つ光信号を抽出して、図示しないルータや OTN (Optical Transport Network）スイッチ等の電気スイッチへ出力する。この波長フィルタは、チューナブルフィルタであることが望ましい。

以下、ROADM 装置９０００の動作の一例を示す。Drop 用 TPA ９３１０は、入力方路９０１０から入力された光信号を、トランスポンダ９４１０へ出力する。トランスポンダ９４１０は、この光信号から、波長λ１の光信号のみを抽出して、上述した電気スイッチへ出力する。

また、Drop 用 TPA ９３１０は、入力方路９０２０から入力された光信号を、トランスポンダ９４２０へ出力する。トランスポンダ９４２０は、この光信号から、波長λ２の光信号のみを抽出して、上述した電気スイッチへ出力する。

Add 用 TPA ９３２０は、トランスポンダ９４１０から入力された波長λ１の光信号と、９４２０から入力された波長λ２の光信号の双方を、波長選択スイッチ９２３０へ出力する。これにより、波長λ１の光信号と、波長λ２の光信号が合波された光信号が、出力方路９５１０から出力される。

このように、ROADM 装置９０００は、１）Drop 用 TPA ９３１０が、どの光信号をどのトランスポンダへ出力するか、２）トランスポンダがどの波長を持つ光信号を抽出するか、及び３）Add 用 TPA ９３２０が、どの光信号をどの波長選択スイッチへ出力するか、を適宜設定する。これにより、ROADM 装置９０００は、波長多重された複数の入力光信号に含まれる、異なる波長を持つ光信号を任意に組み合わせて、任意の出力方路から出力することができる。

この出願は、２０１３年３月４日に出願された日本出願特願２０１３−０４１７４１号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
１． 光信号がそれぞれ入力される複数の光信号入力手段と、１つ以上の前記光信号入力手段から光信号が入力され、入力された光信号の中からいずれか１つを出力する、複数の光信号出力手段と、を備えるスイッチング手段と、
当該光スイッチの外部から光信号が入力され、前記光信号入力手段のいずれか１つと接続されており、他の光スイッチが有する複数の光信号分割手段のいずれか１つと接続可能であり、当該光スイッチの外部から入力された光信号を、接続されている光信号入力手段及び光信号分割手段に対し、分割してそれぞれ出力する複数の光信号分割手段と、
を有し、
各光信号分割手段は、それぞれ異なる前記光信号入力手段と接続され、かつ、他の光スイッチが有する複数の前記光信号分割手段のうち、それぞれ異なる光信号分割手段と接続される、
光スイッチ。
２． 前記光信号出力手段のいずれか１つと接続されており、他の光スイッチが備える光信号選択手段のいずれか１つと接続可能であり、接続されている光信号出力手段から入力された光信号及び接続されている光信号選択手段から入力された光信号のうち、いずれか一方の光信号を出力する、複数の光信号選択手段を有し、
各光信号選択手段は、それぞれ異なる前記光信号出力手段と接続され、かつ、他の光スイッチが有する複数の前記光信号選択手段のうち、それぞれ異なる光信号選択手段と接続される、
１．に記載の光スイッチ。
３． 前記光信号分割手段は、他の光スイッチが有する前記光信号分割手段へ出力する光信号の強さを、該光信号が通過する前記光信号分割手段の個数に応じて決定する、１．又は２．に記載の光スイッチ。
４． 当該光スイッチが有する複数の光信号分割手段はそれぞれ、光信号を増幅する光信号増幅手段を介して、他の光スイッチが有する光信号分割手段と接続される１．乃至３．いずれか一つに記載の光スイッチ。
５． 第１の光スイッチと第２の光スイッチを接続する、光スイッチ拡張方法であって、
前記各光スイッチは、
光信号がそれぞれ入力される複数の光信号入力手段と、１つ以上の前記光信号入力手段から光信号が入力され、入力された光信号の中からいずれか１つを出力する、複数の光信号出力手段と、を備えるスイッチング手段と、
該光スイッチの外部から光信号が入力され、前記光信号入力手段のいずれか１つと接続されており、他の光スイッチが有する複数の光信号分割手段のいずれか１つと接続可能であり、該光スイッチの外部から入力された光信号を、接続されている光信号入力手段及び光信号分割手段に対し、分割してそれぞれ出力する複数の光信号分割手段と、を有し、
各光信号分割手段は、それぞれ異なる前記光信号入力手段と接続されており、
当該光スイッチ拡張方法は、
第１の光スイッチが有する前記光信号分割手段それぞれを、第２の光スイッチが有する前記複数の光信号分割手段のうち、それぞれ異なる光信号分割手段と接続する、光信号分割手段接続ステップを有する、
光スイッチ拡張方法。
６． 前記光スイッチは、
前記光信号出力手段のいずれか１つと接続されており、他の光スイッチが備える光信号選択手段のいずれか１つと接続可能であり、接続されている光信号出力手段から入力された光信号及び接続されている光信号選択手段から入力された光信号のうち、いずれか一方の光信号を出力する、複数の光信号選択手段を有し、
各光信号選択手段は、それぞれ異なる前記光信号出力手段と接続されており、
当該光スイッチ拡張方法は、
第１の光スイッチが有する前記複数の光信号選択手段それぞれを、第２の光スイッチが有する前記複数の光信号選択手段のうち、それぞれ異なる光信号選択手段と接続する、光信号選択手段接続ステップを有する、
５．に記載の光スイッチ拡張方法。
７． 前記光スイッチが有する前記光信号分割手段は、他の光スイッチが有する前記光信号分割手段へ出力する光信号の強さを、該光信号が通過する前記光信号分割手段の個数に応じて決定する、５．又は６．に記載の光スイッチ拡張方法。
８． 前記光信号分割手段接続ステップは、光信号を増幅する光信号増幅手段を介して、第１の光スイッチが有する前記光信号分割手段を、第２の光スイッチが有する前記光信号分割手段と接続する、
５．乃至７．いずれか一つに記載の光スイッチ拡張方法。

Claims (8)

1. 光スイッチであって、
   光信号がそれぞれ入力される複数の光信号入力手段と、１つ以上の前記光信号入力手段から光信号が入力され、入力された光信号の中からいずれか１つを出力する、複数の光信号出力手段と、を備えるスイッチング手段と、
   当該光スイッチの外部から光信号が入力され、前記光信号入力手段のいずれか１つと接続されており、他の前記光スイッチが有する複数の光信号分割手段のいずれか１つと接続可能であり、当該光スイッチの外部から入力された光信号を分岐して、接続されている光信号入力手段及び光信号分割手段それぞれに対して出力する複数の光信号分割手段と、
   を有し、
   各光信号分割手段は、それぞれ異なる前記光信号入力手段と接続され、かつ、他の前記光スイッチが有する複数の前記光信号分割手段のうち、それぞれ異なる光信号分割手段と接続される、
   光スイッチ。
2. 前記光信号出力手段のいずれか１つと接続されており、他の光スイッチが備える光信号選択手段のいずれか１つと接続可能であり、接続されている光信号出力手段から入力された光信号及び接続されている光信号選択手段から入力された光信号のうち、いずれか一方の光信号を出力する、複数の光信号選択手段を有し、
   各光信号選択手段は、それぞれ異なる前記光信号出力手段と接続され、かつ、他の光スイッチが有する複数の前記光信号選択手段のうち、それぞれ異なる光信号選択手段と接続される、
   請求項１に記載の光スイッチ。
3. 前記光信号分割手段は、他の光スイッチが有する前記光信号分割手段へ出力する光信号の強さを、該光信号が通過する前記光信号分割手段の個数に応じて決定する、請求項１又は２に記載の光スイッチ。
4. 当該光スイッチが有する複数の光信号分割手段はそれぞれ、光信号を増幅する光信号増幅手段を介して、他の光スイッチが有する光信号分割手段と接続される請求項１乃至３いずれか一項に記載の光スイッチ。
5. 第１の光スイッチと第２の光スイッチを接続する、光スイッチ拡張方法であって、
   前記各光スイッチは、
   光信号がそれぞれ入力される複数の光信号入力手段と、１つ以上の前記光信号入力手段から光信号が入力され、入力された光信号の中からいずれか１つを出力する、複数の光信号出力手段と、を備えるスイッチング手段と、
   該光スイッチの外部から光信号が入力され、前記光信号入力手段のいずれか１つと接続されており、他の前記光スイッチが有する複数の光信号分割手段のいずれか１つと接続可能であり、該光スイッチの外部から入力された光信号を分岐して、接続されている光信号入力手段及び光信号分割手段それぞれに対して出力する複数の光信号分割手段と、を有し、
   各光信号分割手段は、それぞれ異なる前記光信号入力手段と接続されており、
   当該光スイッチ拡張方法は、
   第１の光スイッチが有する前記光信号分割手段それぞれを、第２の光スイッチが有する前記複数の光信号分割手段のうち、それぞれ異なる光信号分割手段と接続する、光信号分割手段接続ステップを有する、
   光スイッチ拡張方法。
6. 前記光スイッチは、
   前記光信号出力手段のいずれか１つと接続されており、他の光スイッチが備える光信号選択手段のいずれか１つと接続可能であり、接続されている光信号出力手段から入力された光信号及び接続されている光信号選択手段から入力された光信号のうち、いずれか一方の光信号を出力する、複数の光信号選択手段を有し、
   各光信号選択手段は、それぞれ異なる前記光信号出力手段と接続されており、
   当該光スイッチ拡張方法は、
   第１の光スイッチが有する前記複数の光信号選択手段それぞれを、第２の光スイッチが有する前記複数の光信号選択手段のうち、それぞれ異なる光信号選択手段と接続する、光信号選択手段接続ステップを有する、
   請求項５に記載の光スイッチ拡張方法。
7. 前記光スイッチが有する前記光信号分割手段は、他の光スイッチが有する前記光信号分割手段へ出力する光信号の強さを、該光信号が通過する前記光信号分割手段の個数に応じて決定する、請求項５又は６に記載の光スイッチ拡張方法。
8. 前記光信号分割手段接続ステップは、光信号を増幅する光信号増幅手段を介して、第１の光スイッチが有する前記光信号分割手段を、第２の光スイッチが有する前記光信号分割手段と接続する、
   請求項５乃至７いずれか一項に記載の光スイッチ拡張方法。

Images