JP6383329B2

JP6383329B2 - 光スイッチ

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Publication number: JP6383329B2
Application number: JP2015124972A
Authority: JP
Inventors: 慶太山口; 隼志阪本
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2015-06-22
Filing date: 2015-06-22
Publication date: 2018-08-29
Anticipated expiration: 2035-06-22
Also published as: JP2017009803A

Description

本発明は、光通信網などにおいて、光回線の交換を行う光スイッチに関する。

光通信網などでは、光ファイバーなどの多数の光回線を通して多数の光信号の送受信を行っており、通信網・ネットワークの結節点・ノードとなる交換局では、多数の光回線から到来する多数の光信号を、それぞれの目的となる経路の光回線に行き先を変更して送出する、多入力多出力のスイッチ（交換機）が設けられている。

各光信号の行き先を変更する手法として光信号の交換を行うスイッチには、光信号を電気信号に変換してから行き先を変更しもう一度光信号に変換して送信するスイッチ（以下、電気スイッチ）[下記非特許文献１参照]と、光信号を電気信号に変換せずに光信号のまま経路変更して交換するスイッチ（以下、光スイッチ）[下記非特許文献２参照]がある。

光スイッチでは、入力ポートから入力された光信号は、そのスイッチング状態により出力ポートとの結合状態が変化する。図１は入力ポートがＩ１、Ｉ２の２ポート、出力ポートがＯ１、Ｏ２の２ポートの、２入力２出力の光スイッチ１の動作を簡易的に示したものである。

この光スイッチ１は２つのスイッチング状態を有し、（ａ）のスイッチング状態１から（ｂ）のスイッチング状態２に変化することで、入力ポートＩ１から入力された光信号Ｓ１の出力先は出力ポートＯ１から出力ポートＯ２へ、入力ポートＩ２から入力された光信号Ｓ２の出力先は出力ポートＯ２から出力ポートＯ１へ変化する。

なお、このような光スイッチにおいて光信号の経路上の素子が光導波路や分波素子などのパッシブ（受動的）な素子のみで構成されていれば、光信号の伝搬方向は可逆なので、入力ポートと出力ポートを入れ替えて使用することができる。

これに対し、電気スイッチでは図１と同様な規模のスイッチであっても、到来した光信号を電気信号に変換してから交換・スイッチングを行い、再び光信号に変換して送出するため、信号の光−電気−光（OEO）変換が発生し、光スイッチに比べて消費電力が大きくなるだけでなく、信号を読取り再度光信号を生成する装置が必要となりコストも大きくなる。

光スイッチではこのような信号のOEO変換が発生しないため、電気スイッチを光スイッチで代替することにより消費電力の低減や装置のコスト低減が期待できる。

しかしながら、光スイッチにせよ電気スイッチにせよ、信号をどの方路にスイッチするかの制御情報（いわゆる方路情報）が前もってわかっていない状態では、スイッチのスイッチング状態を決められないから、その制御情報を何らかの手法で取得する必要がある。

現状の光スイッチでは伝送される信号光そのものは光のままスイッチングされるものの、光信号の方路の制御情報は、別途電気信号を送信するか、光信号の一部を電気信号に変換して制御情報を読み取ることで光信号の方路の情報を取得し、電気的にスイッチング状態を制御している。そのため、制御情報取得のために光信号から電気信号への変換を行う装置や、信号情報を読取る装置が必要となり、光スイッチの消費電力や装置コストの低減を阻害している。

また、スイッチング状態の保持には電力を要しないタイプの光スイッチは知られている［下記非特許文献５参照］が、光スイッチの切り替え動作（スイッチング状態の変更制御）自体には電力を消費するため、スイッチ動作を行う部分には外部から電力を供給する電源を用意する必要がある。そのため、現状の光スイッチでは、電源設備にかかるコストと設置するスペースが必須であった。

D. Cavendish et al., "Routing and Wavelength Assignment in WDM Mesh Networks", Network, IEEE, Vol 16, Issue: 6 pp.1016-1022 G. Baxter et al., "Highly Programmable Wavelength Selective Switch Based on Liquid Crystal on Silicon Switching Elements", Optical Fiber Communication Conference 2006, Anaheim, California, Conference Paper, OTuF2 H. Takahashi et al., "Arrayed-waveguide grating for wavelength division multi/demultiplexer with nanometre resolution", Electronics Letters, Vol 26, Issue: 2 pp.87-88 T. Honjo et al., "Differential-phase-shift quantum key distribution experiment with a planar light-wave circuit Mach-Zehnder interferometer", Optics Letters, Vol 29, Issue: 23, pp.2797-2799 C.-H. Ji, et al., "Electromagnetic 2x2 MEMS optical switch,"IEEE J Sel. Top. Quant., vol. 10, no. 3, pp. 545-550, 2004.

上述のように従来の光スイッチでは、光信号の全てもしくは一部を電気信号に変換し、そのスイッチング状態の制御情報を読みとる必要があったため、光スイッチの消費電力や装置コストの低減に限界があった。

本発明の課題は、光スイッチの動作制御に必要となる電力と装置コストを低減することにあり、電力を使用しないパッシブな光素子を主体に用いて光信号内からそのスイッチングの制御情報を取得し、光スイッチを制御することによって、光スイッチの消費電力や装置コストを低減する事にある。

上記の課題を解決するために、本発明の一実施形態は、スイッチング制御される各信号光の接続されるべき方路の情報を、スイッチング状態の制御のための制御光の波長として受信し、この制御光を波長分波部で分波することにより、OEO変換を必要とせず光信号の方路のスイッチを制御する光スイッチを構成するものである。具体的には、
発明の構成１として、
信号光が入力される一つないし複数の入力ポートと、
前記信号光を、そのスイッチング状態に応じて一つないし複数の出力ポートより出力する光スイッチング部と、
前記光スイッチング部の前記スイッチング状態を制御する複数の波長の光からなる制御光を、その波長に応じて分波する波長分波部と、
前記波長分波部で分波した前記制御光をその波長に応じて受光する複数の受光部と、
前記波長分波部で分波した前記制御光を受光した複数の前記受光部に応じて前記光スイッチング部のスイッチング状態を切り替え制御する制御部と、
からなる事を特徴とする光スイッチ、
発明の構成２として、
発明の構成１に記載の光スイッチにおいて、
前記制御光が前記信号光と共に入力光として前記一つないし複数の入力ポートより入力され、
該入力ポートの後段に前記波長分波部が接続される
事を特徴とする光スイッチ、
発明の構成３として、
信号光が入力される一つないし複数の入力ポートと、
前記信号光を、そのスイッチング状態に応じて一つないし複数の出力ポートより出力する光スイッチング部と、
前記光スイッチング部の前記スイッチング状態を制御する制御光を、その波長に応じて分波する波長分波部と、
前記波長分波部で分波した前記制御光をその波長に応じて受光する一つないし複数の受光部と、
前記制御光を受光した前記受光部に応じて前記光スイッチング部のスイッチング状態を切り替え制御する制御部と、
を備え、
前記制御光が前記信号光と共に入力光として前記一つないし複数の入力ポートより入力され、
該入力ポートの後段に前記波長分波部が接続され、
前記波長分波部が、
前記入力ポートからの前記入力光を２分岐するスプリッターと、
前記スプリッターで分岐された入力光の一方を波長分波する波長分波素子から構成され
、
前記スプリッターで分岐された入力光の他方は前記光スイッチング部に入力される
事を特徴とする光スイッチ、
発明の構成４として、
信号光が入力される一つないし複数の入力ポートと、
前記信号光を、そのスイッチング状態に応じて一つないし複数の出力ポートより出力する光スイッチング部と、
前記光スイッチング部の前記スイッチング状態を制御する制御光を、その波長に応じて分波する波長分波部と、
前記波長分波部で分波した前記制御光をその波長に応じて受光する一つないし複数の受光部と、
前記制御光を受光した前記受光部に応じて前記光スイッチング部のスイッチング状態を切り替え制御する制御部と、
を備え、
前記信号光と前記制御光が前記複数の入力ポートのうちの異なるポートからから入力され、
前記信号光が入力される入力ポートは直接光スイッチング部に接続され、
前記制御光が入力されるポートは前記波長分波部に接続される、
ことを特徴とする光スイッチ、
発明の構成５として、
発明の構成３に記載の光スイッチにおいて、前記制御光の波長が前記信号光の波長帯の一部であって前記信号光には用いられていない波長とされている、
ことを特徴とする光スイッチ、
発明の構成６として、
発明の構成１から５のいずれか１項に記載の光スイッチにおいて、光スイッチに給電するための給電光が前記制御光と共に入力され、
該給電光の波長は前記信号光、制御光とは別の特定の波長であるか、前記制御光と同一の波長帯の一部であるか、前記制御光と兼用とされ、
前記受光部が光給電部にも接続され、該光給電部が前記給電光の光電気変換により前記光スイッチング部もしくは前記制御部に電力の供給を行う
ことを特徴とする光スイッチ、
発明の構成７として、
発明の構成１から６のいずれか１項に記載の光スイッチにおいて、光スイッチング部が無電源でスイッチング状態を保持する自己保持型光スイッチで構成されている
ことを特徴とする光スイッチ、
発明の構成８として、
発明の構成１から７のいずれか１項に記載の光スイッチにおいて、前記波長分波部および前記光スイッチング部はパッシブな光素子のみで構成され、信号光を出力ポートより入力し、入力ポートより出力するように使用可能である
ことを特徴とする光スイッチ、
としたものである。

以上記載したように、本発明によれば、各信号光の接続されるべき方路の情報を制御光の波長として送信することによって、OEO変換を必要とせず光信号の方路をスイッチ制御することが可能な光スイッチを構成することができる。

従来の光スイッチの動作を模式的に示した図である。第一の実施形態の光スイッチの概略構成を示す図である。第一の実施形態の光スイッチにおいて、制御光と信号光で同一の波長を用いた際の概略構成を示す図である。第一の実施形態の光スイッチにおいて、複数の入力ポートを有する際の概略構成を示す図である。第二の実施形態の光スイッチの概略構成を示す図である。第二の実施形態の光スイッチにおいて、制御光と給電光で同一の波長を用いた際の概略構成を示す図である。

（第一の実施形態）
図２は本発明の実施形態１を示す図である。

本実施形態１に示す光スイッチ１００は１入力Ｎ出力（Ｎ≧１）の光スイッチであって、光スイッチによって出力ポートにスイッチング制御される信号光Ｓ、およびスイッチング制御のための制御光Ｃが波長多重された入力光が入力される１つの入力ポート１０１と、入力ポートからの入力光を波長ごとに分波する波長分波部を構成する波長分波素子１０２と、分波された制御光Ｃを受光する一つないし複数の受光部１０３−１〜１０３−L（Ｌ≧１）と、前記受光部で制御光Ｃを受光した事を検知して、その波長に応じて光スイッチの接続方路を決定する制御部１０４と、前記制御部からの制御を受けてスイッチング状態を切り替え、信号光Ｓの接続先を変更する光スイッチング部１０５と、信号光Ｓの接続先方路に対応するＮ個の出力ポート１０６−１〜１０６−Nを持つ事を特徴とする。

なお、制御光Ｃは単一の波長λCをλC1,λC2・・・λCLのように切り換えて信号光ＳのＮ個の出力ポートを指定することもできる（この場合Ｌ＝Ｎとなる）が、複数の異なる波長の組み合わせによって信号光Ｓの出力ポートを指定することもでき、この場合Ｌ≦Ｎとすることもできる。

また、出力ポートの数Ｎは１以上であるが、Ｎ＝１の場合は、入力ポート１０１より入来した光信号Ｓを出力ポート１０６−１に伝達するかしないかを、制御光Ｃの有無によって制御するゲート動作となる。

本発明では、入力ポート１０１に到来する光信号Ｓは異なる複数の波長の信号光が波長多重された光信号を含み得るが、光スイッチ動作の関係では、波長多重された複数の光信号が構成する波長帯を代表する特定の波長λSの光により伝送されている、一つの光信号Ｓとして取り扱い、表記している。

図２の実施形態１では、その信号光Ｓとともに、光スイッチの取るべきスイッチング状態によりλSとは異なる波長λCをとる少なくとも一つの制御光Ｃが、波長多重されて伝送されているものとする。

前記入力ポート１０１から入力された光信号は、まず前記波長分波素子１０２に入力され、その中から波長λSの信号光Ｓが分波されて１入力Ｎ出力の光スイッチング部１０５に入力されるとともに、接続先の方路の情報を持つ波長λCの制御光Ｃ（少なくとも一つの波長成分を有し、スイッチング状態に応じて異なる波長（の組）をとる）が分離される。

制御光Ｃは波長分波素子１０２において波長に応じて分波され、信号光Ｓから分離されると共に、その波長により前記受光部１０３−１〜１０３−Ｌのいずれか１つ以上により受光される。前記受光部１０３−１〜１０３−Lで受光した事を受けて前記制御部１０４は、信号光Ｓが所望の接続先に接続されるように前記光スイッチング部１０５のスイッチング状態を制御する。これにより、信号光Ｓは所望の接続先（出力ポート１０６−１〜Ｎ）にスイッチングされる。

例えば、制御光Ｃとして単一の波長λC1の光が伝送された場合には、前記波長分波素子１０２により分波され、例えば前記受光部１０３−１で受光される。この受光をうけて前記制御部１０４が光スイッチング部のスイッチング状態を変化させ、信号光Ｓが、例えば出力ポート１０６−１から出力されるようにスイッチング状態を制御する。

上記のような動作原理により、光信号を電気信号に変換することなく、波長分波のみで光スイッチング状態を読み取って光スイッチを制御することが可能となる。

前記波長分波素子１０２は、例えばArrayed-Waveguide Grating(AWG)[非特許文献３]やMach-Zehnder Interferometer (MZI)[非特許文献４]などのパッシブな波長分波素子を用いる事が可能である。

また、前記受光部はフォトディテクタ（PD）などを用いる事ができる。PDを用いた際には、受光により電圧や電流の変化が発生するため、前記制御部１０４ではそれらを検知して光スイッチング部１０５の制御を行えば良い。

（実施形態１の他の例１：波長帯の共用、兼用）
信号光Ｓの接続先の情報を持つ制御光Ｃの波長λCは、情報の通信を行う信号光Ｓの波長λSと同一の波長帯の一部として共用する、あるいは信号光そのものを制御光として利用して兼用とすることも可能である。この場合も、波長分波素子１０２の制御光Ｃの波長に対応する出力位置に受光部１０３−１〜Ｌを配置することはできるが、制御光Ｃが信号光Ｓと同じ波長帯であるため、図２のような構成のままでは波長分波素子１０２の出力側において、信号光が入力される光スイッチング部１０５の入力部分と受光部１０３が物理的に近接・干渉してしまい、実装上の配置に制約が生じ得る。

その際には、図３に示すように、前記波長分波素子１０２の前に入力ポート１０１からの入力光をそのまま２分岐するスプリッター１０７を設けて波長分波素子１０２とあわせて波長分波部となして、スプリッター１０７で分岐された入力光の一方を波長分波する波長分波素子１０２に入力し、スプリッター１０７で分岐された入力光の他方は前記光スイッチング部１０５に直接入力すればよい。

このようにすることにより、前記光スイッチング部１０５には信号光Ｓが入力され（光スイッチング部１０５では制御光Ｃは無視される）、前記波長分波素子１０２には制御光Ｃが入力され（波長分波素子１０２、受光部１０３では信号光Ｓは無視される）、波長分波素子１０２からは分波された制御光Ｃがその波長に応じて受光部１０３に入力されるようにすることができ、互いの実装配置にも制約がない。

（実施形態１の他の例２：多入力ポートの場合）
これまでは光スイッチとしての入力ポートが１つの場合を例として説明を行ってきたが、入力ポートが複数あっても構わない。その際の構成例を図４に示す。

図４の構成では、光スイッチ１００はＭ入力Ｎ出力（Ｍ、Ｎ≧１）の光スイッチであって、信号光Ｓおよび制御光Ｃは各入力ポート１０１−１〜１０１−Mからそれぞれの波長（帯）で複数入力されることができ、１ないし複数の波長分波散素子１０２で構成された波長分波部で、それぞれの波長に分波される。各入力ポートから入力された制御光Ｃの波長により、前記受光部１０３−１〜１０３−Lで制御光Ｃが受光され、どの受光部で受光したか、もしくはその組み合わせで前記光スイッチング部１０５のスイッチング状態を選択するように前記制御部１０４が制御を行う。また、制御光Ｃは前記入力ポート１０１−１〜１０１−Mのうち最低一つのポートから入力されていればよく、全てのポートから入力される必要はない。

この際、前記波長分波部を構成する波長分波素子１０２は、一つの波長分波素子をすべての入力ポートで共有しても、複数の波長分波素子を用いても構わない。信号光と制御光は複数の入力ポートのうちの異なるポートからから入力するようにすることもでき、この場合、制御光が入力されない信号光のみが入力される入力ポートは直接光スイッチング部に接続することができるが、制御光が入力される入力ポートは波長分波部に接続される必要がある。

上記の光スイッチではすべての場合において、波長分波素子１０２を含めパッシブな光素子のみで構成された光スイッチング部を通過する光信号は可逆であるから、信号光Ｓに関しては前記入力ポート１０１−１〜１０１−Mと前記出力ポート１０６−１〜１０６−Nを逆に用いても構わない。つまり、信号光Ｓを図の右側の出力ポート１０６−１〜１０６−Nから入力し、図の左側の前記入力ポート１０１−１〜１０１−Mから出力するように使用することが可能である。

但しこの場合でも、制御光Ｃは受光部１０３に供給される必要があるから、波長分波部のある図の左側の入力ポート１０１から（出力される信号光Ｓとは逆方向に）入来して波長分波素子に１０２に入力する必要があることは当然であり、例えばハーフミラーのような方向性のある光分岐結合器を入力ポートの先に設けて信号光と制御光を双方向で分岐結合する必要がある。

（第二の実施形態）
図５は本発明の実施形態２を示す図である。

図５の本実施形態２の光スイッチ２００では、信号光Ｓは特定の波長λSの光により伝送されており、光スイッチの取るべきスイッチング状態により異なる波長λCを有する制御光Ｃが使用されている点は実施形態１（図２）と同様であるが、さらに制御部や光スイッチング部の動作のために必要な電力供給を光給電によって行うため、波長λEの給電光Ｅが伝送されている点を特徴とする。

図５の本実施形態２に示す光スイッチ２００は、特定の波長λSの信号光Ｓ、波長λCの制御光Ｃに加えて、波長λEの給電光Ｅが入力される入力ポート２０１と、入力される光を波長ごとに分波する波長分波素子２０２と、分波された信号光の接続先の情報を持つ制御光Ｃを受光する一つないし複数の受光部２０３−１〜２０３−Lと、分波された給電光Ｅの受光により電力を発生して制御部や光スイッチング部に供給する光給電部２０４と、前記受光部２０３で受光した事を検知して光スイッチング部２０６の接続方路を決定する制御部２０５と、前記制御部からの制御を受けて分波された信号光Ｓの接続先を変更する光スイッチング部２０６と、信号光を出力する出力ポート２０７−１〜２０７−Nを持つ事を特徴とする。

前記入力ポート２０１から入力されたこれら３種の光信号は、まず前記波長分波素子２０２に入力され、その中から波長λSの信号光Ｓが１入力Ｎ出力の光スイッチング部２０６に入力されるとともに、接続先の方路の情報を持つ制御光Ｃと光給電用の給電光Ｅが分離される。

分離された各波長の光のうち、接続先の情報を持つ波長λCの制御光Ｃは、各方路に対応する波長を有し前記受光部２０３−１〜２０３−Lのいずれか（複数でも良い）により受光される。前記受光部２０３−１〜２０３−Lで制御光Ｃを受光した事を受けて前記制御部２０５は信号光Ｓが所望の前記出力ポート２０７−１〜２０７−Nに接続されるように前記光スイッチング部２０６を制御することで、スイッチングを行うことは、実施形態１の図２と同様である。

また、分離された波長の光のうち、給電光Ｅはその波長λEに応じて分波されて前記光給電部２０４に入力され、光電変換により記制御部２０５と前記光スイッチング部２０６に電力の供給を行う。この光給電により獲得した電力を用いて前記制御部２０５と前記光スイッチング部２０６を動作させることにより、電源装置のない光スイッチを構築することが可能になる。このような無電源光スイッチを用いることにより、電源ケーブルなどの電源設備のコストを低減することが可能であり、また、電源設備を構築困難なFiber To The Home (FTTH)の伝送網などでも光スイッチを利用することが可能になる。

光給電は、近年研究開発が進められ、光通信用の光ファイバーを用いた光給電システムが実用化され、非常時の給電に用いられるなどしている。

前記波長分波素子２０２は、例えばAWGやMZIなどのパッシブな波長分波素子を用いる事が可能である。これにより光信号を電気信号に変換する事なく、接続すべき方路の情報を得る事ができる。

また、前記受光部２０３−１〜２０３−Lはフォトディテクタ（PD）などを用いる事ができる。PDを用いた際には、受光により電圧や電流の変化が発生するため、前記制御部２０５ではそれらを検知して光スイッチング部の制御を行えば良い。

（実施形態２の別の例：波長帯の共用、兼用）
実施形態２において光給電を行う給電光Ｅの波長λEは、信号光Ｓ、制御光Ｃとは別の特定の波長とすることができるのはもちろんであるが、光スイッチング部での接続先の情報を持つ制御光Ｃの波長帯の一部として共用にすることも可能である。

その際の構成を図６に示す。光給電部２０４は受光部２０３の後段に設けられ、前記光受光部２０３−１〜２０３−LのPDなどで制御光とあわせて給電光を受光した際に同時に電力を供給することとなる。

この構成であれば給電光Ｅの波長λEは固定する必要は無く、制御光Ｃの波長λCと重複しても支障は無いから、単に波長帯を共用するのみでなく、制御光Ｃを給電光Ｅを兼ねたものとすることもできる。更には、実施形態１の図３に対応する構成として図６のような光給電部２０４を設ければ、信号光と兼用する制御光を給電光とすることも考えられる。

（自己保持型光スイッチの使用）
前記光スイッチング部２０６として、スイッチング状態を無電力で保持する光スイッチ（自己保持型光スイッチ）機構を使用することも可能である。無電力でスイッチング状態を保持する光スイッチとしては、Micro Electro Mechanical Systems (MEMS)タイプの光スイッチなどで実用化されている。（非特許文献５）

上記のような電力供給を行っていない状態でもスイッチング接続状態を保持できる光スイッチ（自己保持型光スイッチ）を使用することで、電力供給用の給電光Ｅおよび接続方路の情報を持つ制御光Ｃを送信するのは光スイッチング部２０６の接続状態を変更する時だけでよくなり、それ以外の時間は信号光のみを送信することで電力消費を大幅に低減することが出来る。

前記のような、自己保持型光スイッチの使用は、光ファイバー内に入力出来る光パワーの面でも利点がある。光ファイバーに入力する光パワーが強すぎると、ファイバーフューズ（溶断）が発生し、光ファイバーが破壊されてしまうため、光ファイバーに入力できる光強度には上限がある。しかし、光ファイバーを伝送する距離が長くなると光ファイバーでの損失が大きくなるため、従来の光スイッチにおいては光給電を行うと、その分信号光の強度に制約が生じ、信号光の強度が弱いと信号を伝送出来る強度が制限されるという問題があった。

これに対して、本発明において自己保持型光スイッチを使用する際には、前記光スイッチング部２０６の接続先切り替え時以外は光給電用の給電光や接続先情報を持つ制御光を一緒に送信する必要がないので、スイッチング状態保持動作時には信号光を伝送するための波長のみを強い強度で伝送することができ、より長い距離を伝送することが可能になるという大きなメリットがある。

（実施形態２の他の例２：入力ポートが複数の場合）
図５、図６の実施形態２では入力ポートが１つの場合を例として説明を行ってきたが、図４の実施形態１と同様に、実施形態２においても入力ポートが複数あっても構わない。

図４と同様の構成であるため図は省略するが、この場合光スイッチはＭ入力Ｎ出力（Ｍ、Ｎ≧１）の光スイッチであって、信号光および制御光は各入力ポートから入力され、波長分波散素子で信号光と制御光に分波される。各入力ポートから入力された制御光の波長により、前記受光部で制御光が受光され、どの受光部で受光したか、もしくはその組み合わせで前記光スイッチング部のスイッチング状態を選択するように前記制御部が制御を行う。また、制御光は前記入力ポートのうち最低一つのポートから入力されていればよく、全てのポートから入力される必要はない。給電光も同様である。

この際、前記波長分波部を構成する波長分波素子２０２は、一つの波長分波素子をすべての入力ポートで共有しても、複数の波長分波素子を用いても構わない。制御光が入力されない入力ポートは直接光スイッチング部に接続することができるが、制御光が入力される入力ポートは波長分波部に接続される必要がある。

また、実施形態１と同様、実施形態２のの光スイッチでもすべての場合において、波長分波素子や光スイッチング部を含めパッシブな光素子のみで構成された経路を通過する光信号は可逆であるから、信号光Ｓに関しては前記入力ポート２０１と前記出力ポート２０７−１〜２０７−Nを逆に用いても構わない。つまり、信号光Ｓを前記出力ポート２０７−１〜２０７−Nから入力し、前記入力ポート２０１から出力するように使用することが可能である。但しこの場合でも、制御光Ｃおよび給電光Ｅは波長分波部のある図の左側から（信号光とは逆方向に）入来する必要があることも同様である。

以上記載したように、本発明によれば、各信号光の接続されるべき方路の情報を制御光の波長として受信し、この制御光を波長分波部で分波することにより光信号のスイッチング状態を制御することが可能な光スイッチを構成して、光スイッチの消費電力や装置コストを低減することができる。

１、１００、２００光スイッチ
Ｉ１，Ｉ２，１０１、１０１−１〜Ｍ、２０１入力ポート
Ｏ１，Ｏ２、１０６−１〜Ｎ、２０７−１〜Ｎ出力ポート
Ｓ１，Ｓ２、Ｓ信号光
Ｃ制御光
Ｅ給電光
１０２，２０２波長分波素子
１０３−１〜Ｌ、２０３−１〜Ｌ受光部
１０４，２０５制御部
１０５，２０６光スイッチング部
１０７スプリッター
２０４給電部

Claims

信号光が入力される一つないし複数の入力ポートと、
前記信号光を、そのスイッチング状態に応じて一つないし複数の出力ポートより出力する光スイッチング部と、
前記光スイッチング部の前記スイッチング状態を制御する複数の波長の光からなる制御光を、その波長に応じて分波する波長分波部と、
前記波長分波部で分波した前記制御光をその波長に応じて受光する複数の受光部と、
前記波長分波部で分波した前記制御光を受光した複数の前記受光部に応じて前記光スイッチング部のスイッチング状態を切り替え制御する制御部と、
からなる事を特徴とする光スイッチ。
請求項１に記載の光スイッチにおいて、
前記制御光が前記信号光と共に入力光として前記一つないし複数の入力ポートより入力され、
該入力ポートの後段に前記波長分波部が接続される
事を特徴とする光スイッチ。
信号光が入力される一つないし複数の入力ポートと、
前記信号光を、そのスイッチング状態に応じて一つないし複数の出力ポートより出力する光スイッチング部と、
前記光スイッチング部の前記スイッチング状態を制御する制御光を、その波長に応じて分波する波長分波部と、
前記波長分波部で分波した前記制御光をその波長に応じて受光する一つないし複数の受光部と、
前記制御光を受光した前記受光部に応じて前記光スイッチング部のスイッチング状態を切り替え制御する制御部と、
を備え、
前記制御光が前記信号光と共に入力光として前記一つないし複数の入力ポートより入力され、
該入力ポートの後段に前記波長分波部が接続され、
前記波長分波部が、
前記入力ポートからの前記入力光を２分岐するスプリッターと、
前記スプリッターで分岐された入力光の一方を波長分波する波長分波素子から構成され、
前記スプリッターで分岐された入力光の他方は前記光スイッチング部に入力される
事を特徴とする光スイッチ。
信号光が入力される一つないし複数の入力ポートと、
前記信号光を、そのスイッチング状態に応じて一つないし複数の出力ポートより出力する光スイッチング部と、
前記光スイッチング部の前記スイッチング状態を制御する制御光を、その波長に応じて分波する波長分波部と、
前記波長分波部で分波した前記制御光をその波長に応じて受光する一つないし複数の受光部と、
前記制御光を受光した前記受光部に応じて前記光スイッチング部のスイッチング状態を切り替え制御する制御部と、
を備え、
前記信号光と前記制御光が前記複数の入力ポートのうちの異なるポートから入力され、
前記信号光が入力される入力ポートは直接光スイッチング部に接続され、
前記制御光が入力されるポートは前記波長分波部に接続される
ことを特徴とする光スイッチ。
請求項３に記載の光スイッチにおいて、前記制御光の波長が前記信号光の波長帯の一部であって前記信号光には用いられていない波長とされている、
ことを特徴とする光スイッチ。
請求項１から５のいずれか１項に記載の光スイッチにおいて、光スイッチに給電するための給電光が前記制御光と共に入力され、
該給電光の波長は前記信号光、制御光とは別の特定の波長であるか、前記制御光と同一の波長帯の一部であるか、前記制御光と兼用とされ、
前記受光部が光給電部にも接続され、該光給電部が前記給電光の光電気変換により前記光スイッチング部もしくは前記制御部に電力の供給を行う
ことを特徴とする光スイッチ。
請求項１から６のいずれか１項に記載の光スイッチにおいて、光スイッチング部が無電源でスイッチング状態を保持する自己保持型光スイッチで構成されている
ことを特徴とする光スイッチ。
請求項１から７のいずれか１項に記載の光スイッチにおいて、前記波長分波部および前記光スイッチング部はパッシブな光素子のみで構成され、信号光を出力ポートより入力し、入力ポートより出力するように使用可能である
ことを特徴とする光スイッチ。