JP7287806B2 - 波長クロスコネクト装置及びクロスコネクト接続方法 - Google Patents

Description

本発明は、光ネットワークにおいて波長分割多重等の各種変調方式で伝送される光信号の方路スイッチの役割を担うＲＯＡＤＭ（Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer）に用いられる波長クロスコネクト装置及びクロスコネクト接続方法に関する。

従来、波長クロスコネクト装置は、光ネットワークの複数の光ファイバを一纏めにした方路（光伝送路）の光ファイバに、光信号の中継ノードとして接続される。この波長クロスコネクト装置においては、入力側の方路からの光信号が、複数のＷＳＳ（Wavelength Selective Switch：波長選択スイッチ）を経由して所定の出力側の方路へ出力される。

図７は、従来の波長クロスコネクト装置１０の構成を示すブロック図である。波長クロスコネクト装置１０は、入力側において、複数の方路１ｈ～Ｍｈ毎に通る複数の光ファイバ１ｆ～Ｋｆ毎に接続された各ＷＳＳ１１ａ～１１ｋ，１２ａ～１２ｋ（１１ａ～１２ｋ）を備える。更に、出力側において、出力側の方路１ｈ～Ｍｈ毎に通る複数の光ファイバ１ｆ～Ｋｆに接続され、入力側と同数のＷＳＳ１３ａ～１３ｋ，１４ａ～１４ｋ（１３ａ～１４ｋ）を備えて構成されている。

入力側の方路１ｈ～Ｍｈ毎の複数の光ファイバ１ｆ～ＫｆはＫ本（Ｋ＝光ファイバ数）である。各々のＷＳＳ１１ａ～１２ｋは、同構成であり、光ファイバ１ｆ～Ｋｆ毎の光信号が入力される１入力で、Ｍ×Ｋ出力（１×ＭＫ）のＷＳＳとなっている。但し、Ｍ＝方路数である。方路数Ｍ＝２、光ファイバ数Ｋ＝２とすると、方路１ｈ側のＷＳＳ１１ａ～１１ｋは２個であり、方路Ｍｈ側のＷＳＳ１２ａ～１２ｋも２個である。

各ＷＳＳ１１ａ～１２ｋの出力ポート数は、Ｍ×Ｋ＝２×２＝４個である。この入力側のＷＳＳ１１ａ～１２ｋの出力ポートに接続される出力側のＷＳＳ１３ａ～１４ｋも、入力側と同数の入力ポート数を備える。但し、入出力側のＷＳＳ１１ａ～１２ｋと出力側のＷＳＳ１３ａ～１４ｋとは、同じ入出力側の方路に接続されたＷＳＳ同士では接続されない。

このため、入出力側のＷＳＳ１１ａ～１２ｋと出力側のＷＳＳ１３ａ～１４ｋとは、各々、３個ずつの入出力ポートで接続されている。例えば、ＷＳＳ１１ａの３つの出力ポートは、３つのＷＳＳ１３ｋ，１４ａ，１４ｋの入力ポートに接続されている。

本例では、方路数Ｍ＝２、光ファイバ数Ｋ＝２、入力側のＷＳＳ数はＫ＝２、出力側のＷＳＳ数はＫ＝２とする。

このような波長クロスコネクト装置１０においては、光ファイバの増設により１方路当たりのファイバ数Ｋが増加した場合、方路数Ｍ×ファイバ数Ｋ分の波長クロスコネクト装置１０の入出力ポートが増加する。この増加に応じてＷＳＳ数も増加し、光ファイバによる配線数も増加するので、波長クロスコネクト装置１０のコスト（装置コストともいう）が高くなってしまう。

そこで、特許文献１に記載の技術により、ＷＳＳ数及び光ファイバ配線数を少なくする波長クロスコネクト装置の構成がある。この構成の図８に示す波長クロスコネクト装置１０Ａは、入力側において、１方路１ｈのＫ本の光ファイバ１ｆ～Ｋｆに１つのＷＳＳ１５を接続してある。この他の方路も同様に、１方路ＭｈのＫ本の光ファイバ１ｆ～Ｋｆに１つのＷＳＳ１６を接続してある。出力側においても、１方路１ｈに１つのＷＳＳ１７、他の１方路Ｍｈに１つのＷＳＳ１８を接続してある。この構成によりＷＳＳ数を削減している。

特開２０１６－２１３５５９号公報

しかし、特許文献１の波長クロスコネクト装置１０Ａでは、入力側のＷＳＳ１５，１６がＫ入力、ＭＫ出力となり、出力側のＷＳＳ１７，１８がＭＫ入力、Ｋ出力となるため、入出力側が多ポートタイプのＷＳＳとなる。このような多ポートのＷＳＳは高価であるため、結果的に、波長クロスコネクト装置１０Ａがコスト高となってしまう問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、装置コストを低減できる波長クロスコネクト装置及びクロスコネクト接続方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための手段として、請求項１に係る発明は、Ｋ本の光ファイバが方路毎に一纏めにされた入力側のＭ本の方路から伝送されてきた光信号を、ＷＳＳ（Wavelength Selective Switch）で方路変更して出力側のＭ本の方路の各光ファイバへ出力する中継を行う波長クロスコネクト装置であって、前記入力側の各方路の光ファイバ毎に接続された１入力ポートとＭ×Ｌ（但し、正の整数Ｌ≦Ｋ）個の出力ポートを有するＭ×Ｋ個の第１ＷＳＳと、前記出力側の各方路の光ファイバ毎に接続された１出力ポートとＭ×Ｌ個の入力ポートを有するＭ×Ｋ個の第２ＷＳＳと、前記第１ＷＳＳ毎の出力ポートと、前記第２ＷＳＳ毎の入力ポートとの間に接続されるＫ個の入力ポートとＫ個の出力ポートを有する２×Ｍ×Ｌ個の光カプラとを備え、前記光カプラ毎の入力ポートを、前記第１ＷＳＳ毎の出力ポートに接続し、前記入力側の各方路の光ファイバから入力された光信号が、前記出力側の各方路の光ファイバの各々に出力可能となるように、前記光カプラ毎の入力ポートを前記第１ＷＳＳの出力ポートに接続し、当該光カプラ毎の出力ポートを前記第２ＷＳＳの入力ポートに接続したことを特徴とする波長クロスコネクト装置である。

請求項６に係る発明は、Ｋ本の光ファイバが方路毎に一纏めにされた入力側のＭ本の方路から伝送されてきた光信号を、ＷＳＳで方路変更して出力側のＭ本の方路の各光ファイバへ出力する中継を行う波長クロスコネクト装置のクロスコネクト接続方法であって、前記波長クロスコネクト装置は、前記入力側の方路数Ｍ及び当該方路毎の光ファイバ数Ｋを検出するステップと、前記出力側の方路数Ｍ及び当該方路毎の光ファイバ数Ｋを検出するステップと、前記検出された入力側の光ファイバ数Ｋに基づき、当該光ファイバ数Ｋの光ファイバに接続される１入力ポートとＭ×Ｌ（但し、正の整数Ｌ≦Ｋ）個の出力ポートを有する第１ＷＳＳの第１ＷＳＳ数を検出するステップと、前記検出された出力側の光ファイバ数Ｋに基づき、当該光ファイバ数Ｋの光ファイバに接続される１出力ポートとＭ×Ｌ個の入力ポートを有する第２ＷＳＳの第２ＷＳＳ数を検出するステップと、前記検出された第１ＷＳＳ数の第１ＷＳＳの入力ポートを、前記入力側の各方路の光ファイバ毎に接続するステップと、前記検出された第２ＷＳＳ数の第２ＷＳＳの出力ポートを、前記出力側の各方路の光ファイバ毎に接続するステップと、前記入力側の第１ＷＳＳの出力ポートと、前記出力側の第２ＷＳＳの入力ポートとの間に接続されるＫ個の入力ポートとＫ個の出力ポートを有する光カプラの数を検出するステップと、前記光カプラ毎のＫ個の入力ポートを、前記第１ＷＳＳ毎の出力ポートに接続するステップと、前記入力側の各方路のＫ本の光ファイバから入力された光信号が、前記出力側の各方路のＫ本の光ファイバの各々に出力可能となるように、前記光カプラ毎の入力ポートを、前記入力側のＭ×Ｋ個の第１ＷＳＳの出力ポートに接続し、当該光カプラ毎の出力ポートを、前記出力側のＭ×Ｋ個の第２ＷＳＳの入力ポートに接続するステップとを実行することを特徴とするクロスコネクト接続方法である。

請求項１の構成及び請求項６の方法によれば、入力側に、各方路の光ファイバ毎に接続された１入力ポートとＭ×Ｌ（但し、正の整数Ｌ≦Ｋ）個の出力ポート（１×ＭＬ）を有するＭ×Ｋ個の第１ＷＳＳと、出力側に１出力ポートとＭ×Ｌ個の入力ポート（ＭＬ×１）を有するＭ×Ｋ個の第２ＷＳＳとを備える。更に、第１ＷＳＳ毎の出力ポートと、第２ＷＳＳ毎の入力ポートとの間に接続されるＫ個の入力ポートとＫ個の出力ポート（Ｋ×Ｋ）を有する２×Ｍ×Ｌ個の光カプラを備える。

１×ＭＬの第１ＷＳＳと、ＭＬ×１の第２ＷＳＳとは、単価が安価なので、従来のような入出力ポートの双方が多ポートの高価なＷＳＳを用いるよりも、全体として安価となる。また、Ｋ×Ｋの光カプラも単価がＷＳＳよりも大幅に安価なので多数用いても安価となる。従って、１×ＭＬの第１ＷＳＳ及びＭＬ×１の第２ＷＳＳと、Ｋ×Ｋの光カプラを各々複数用いても、従来よりも装置コストを低減できる。

請求項２に係る発明は、前記第１ＷＳＳは、前記方路の光ファイバから入力される光信号が波長多重数Ｔで波長分割多重された光信号である場合、当該光信号を分波して出力する分波器と、その分波された各波長の光信号を選択的に出力し、１入力ポート及びＭＬ個の出力ポートを有するＴ個のスイッチと、各スイッチからの光信号を合波して出力し、ＭＬ個の入力ポート及び１出力ポートを有するＴ個の合波器とを備えて構成されていることを特徴とする請求項１に記載の波長クロスコネクト装置である。

この構成によれば、次のような作用効果を得ることが出来る。入力側の方路の光ファイバからの光信号が波長分割多重された光信号であるとする。この場合に、光ファイバから入力される光信号をＤＥＭＵＸで分波し、この分波後の各波長の光信号を、各スイッチで出力先の経路（出力ポート）へ選択的に出力することで、特定波長の光信号を所定の出力ポートから光カプラへ出力できる。

請求項３に係る発明は、前記第２ＷＳＳは、前記光カプラ毎に出力される光信号を分波して出力する２×Ｍ×Ｌ個の分波器と、分波器毎に分波された光信号が入力されるＭＬ個の入力ポート及び１出力ポートを有するスイッチと、各スイッチから出力される光信号を合波して１出力ポートから前記出力側の光ファイバへ出力する合波器とを備えて構成されていることを特徴とする請求項１に記載の波長クロスコネクト装置である。

この構成によれば、次のような作用効果を得ることが出来る。光カプラから入力される光信号を分波し、スイッチでは、分波された各光信号を選択的に合波器へ出力することで、１出力ポートから出力側の光ファイバへ出力できる。

請求項４に係る発明は、前記第１ＷＳＳは、前記方路の光ファイバから入力される光信号が波長分割多重された光信号である場合、当該光ファイバからの光信号が入力される入力用コリメータと、入力用コリメータから入射される光信号を波長に応じて異なる角度に回折して反射することで分波を行うグレーティングと、前記分波された光信号が入射され、前記光カプラ毎の入力ポートに繋がる当該第１ＷＳＳの出力ポートに向かうように波長毎に反射角度を変更して光信号の反射を行う光スイッチング素子と、前記反射された光信号が前記グレーティングを介して入射され、前記光カプラの入力ポートに繋がる出力用コリメータとを備えて構成されていることを特徴とする請求項１に記載の波長クロスコネクト装置である。

この構成によれば、第１ＷＳＳを、少なくとも、複数のコリメータ、グレーティング及び光スイッチング素子を用いて組み合わせた光学系部品で構成でき、この光学系部品の組み合わせで複数の第１ＷＳＳを構成できる。このため、複数のＷＳＳを集積化できるので、波長クロスコネクト装置の小型化を図ることができる。

請求項５に係る発明は、前記第２ＷＳＳは、前記光カプラ毎に出力される光信号が入力される入力用コリメータと、入力用コリメータから入射される光信号を波長に応じて異なる角度に回折して反射することで分波を行うグレーティングと、前記分波された光信号が入射され、前記方路の光ファイバに繋がる当該第２ＷＳＳの出力ポートに向かうように波長毎に反射角度を変更して光信号の反射を行う光スイッチング素子と、前記反射された光信号が前記グレーティングを介して入射され、前記方路の光ファイバに繋がる出力用コリメータとを備えて構成されていることを特徴とする請求項１に記載の波長クロスコネクト装置である。

この構成によれば、光カプラの出力ポートに接続された複数の第２ＷＳＳを、複数のコリメータ、グレーティング及び光スイッチング素子を用いて組み合わせた光学系部品で構成でき、この光学系部品の組み合わせで複数の第２ＷＳＳを構成できる。このため、複数の第２ＷＳＳを集積化できるので、波長クロスコネクト装置の小型化を図ることができる。

本発明によれば、装置コストを低減する波長クロスコネクト装置及びクロスコネクト接続方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係る波長クロスコネクト装置の構成を示すブロック図である。 本実施形態の波長クロスコネクト装置のクロスコネクト接続の動作を説明するためのフローチャートである。 本実施形態の構成例１による波長クロスコネクト装置の入力側のＷＳＳの構成を示すブロック図である。 本実施形態の構成例２による波長クロスコネクト装置の出力側のＷＳＳの構成を示すブロック図である。 本実施形態の構成例３による波長クロスコネクト装置の入力側のＷＳＳの構成を示すブロック図である。 本実施形態の構成例４による波長クロスコネクト装置の出力側のＷＳＳの構成を示すブロック図である。 従来の波長クロスコネクト装置の構成を示すブロック図である。 特許文献１に係る波長クロスコネクト装置の構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。但し、本明細書の全図において機能が対応する構成部分には同一符号を付し、その説明を適宜省略する。
＜実施形態の構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る波長クロスコネクト装置の構成を示すブロック図である。
図１に示す波長クロスコネクト装置１０Ｂは、入力側において、複数の方路１ｈ～Ｍｈに通された複数の光ファイバ１ｆ～Ｋｆ毎に接続される各ＷＳＳ２１ａ～２１ｋ，２２ａ～２２ｋ（２１ａ～２２ｋ）を備える。また、出力側において、出力側の方路１ｈ～Ｍｈ毎の複数の光ファイバ１ｆ～Ｋｆに接続され、入力側と同数のＷＳＳ２３ａ～２３ｋ，２４ａ～２４ｋ（２３ａ～２４ｋ）を備える。更に、入出力側のＷＳＳ２１ａ～２２ｋと出力側のＷＳＳ２３ａ～２４ｋとの間に接続された複数の光カプラ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ及び２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ（２５ａ～２６ｄ）を備える。更には、接続制御部３０を備える。なお、ＷＳＳ２１ａ～２１ｋ，２２ａ～２２ｋは、請求項記載の第１ＷＳＳを構成する。ＷＳＳ２３ａ～２３ｋ，２４ａ～２４ｋは、請求項記載の第２ＷＳＳを構成する。

入力側の方路１ｈ～Ｍｈ毎の複数の光ファイバ１ｆ～ＫｆはＫ本（Ｋ＝光ファイバ数）である。各々のＷＳＳ２１ａ～２１ｋ，２２ａ～２２ｋは同構成であり、各光ファイバ１ｆ～Ｋｆからの光信号が入力される１入力でＭ×Ｌ出力（１×ＭＬ）のＷＳＳとなっている。但し、Ｍ＝方路数、ＭＬ＝ＷＳＳの出力ポート数であり、Ｍ≧Ｌ（Ｌは、任意の正の整数）の関係となっている。

光カプラ２５ａ～２６ｄは、Ｋ入力でＫ出力（Ｋ×Ｋ）となっており、２×ＭＬ個備えられる。

このような構成の波長クロスコネクト装置１０Ｂにおいて、例えば、方路数Ｍ＝２、光ファイバ数Ｋ＝２、Ｌ＝２とすると、方路１ｈ側のＷＳＳ２１ａ～２１ｋは２個である。このＷＳＳ２１ａ～２１ｋ毎の出力ポート数ＭＬは、Ｍ×Ｌ＝２×２＝４個である。この入力側のＷＳＳ２１ａ～２１ｋ毎の出力ポートに光カプラ２５ａ～２６ｄを介して繋がる出力側のＷＳＳ２３ａ～２３ｋ毎の入力ポート数は、入力側と同数の４個である。

他方の方路Ｍｈ側においても、同様に、方路Ｍｈ側のＷＳＳ２２ａ～２２ｋは２個である。ＷＳＳ２２ａ～２２ｋ毎の出力ポート数ＭＬは、Ｍ×Ｌ＝４個である。この入力側のＷＳＳ２２ａ～２２ｋ毎の出力ポートに接続される出力側のＷＳＳ２４ａ～２４ｋ毎の入力ポート数は、入力側と同数の４個である。

Ｋ×Ｋの光カプラ２５ａ～２６ｄは、全部で２×ＭＬ＝２×２×２＝８個である。Ｋ＝２なので、各光カプラ２５ａ～２６ｄは、２入力で２出力のポートを備える。各光カプラ２５ａ～２６ｄの２入力ポートは、例えば光カプラ２５ａであれば、２入力ポートが、入力側のＷＳＳ２１ａの１出力ポートと、ＷＳＳ２１ｋの１出力ポートとに接続されている。この他の光カプラ２５ｂ～２６ｄも同様である。

一方、各光カプラ２５ａ～２６ｄの２出力ポートは、出力側の各ＷＳＳ２３ａ～２４ｋに襷掛けに接続（クロスコネクト接続）されている。このクロスコネクト接続は、入力側の各方路１ｈ～Ｍｈの光ファイバから入力された光信号を、出力側の各方路１ｈ～Ｍｈの光ファイバ１ｆ～Ｋｆに満遍なく（の各々に）出力可能とするための接続である。

クロスコネクト接続は、例えば、出力側の方路１ｈ側において、光カプラ２５ａの２出力ポートが、出力側のＷＳＳ２３ａ，２３ｋの入力ポートに接続され、光カプラ２５ｂの２出力ポートが、出力側のＷＳＳ２３ａ，２３ｋの入力ポートに接続されている。更に、光カプラ２５ｃの２出力ポートが、出力側のＷＳＳ２４ａ，２４ｋの入力ポートに接続され、光カプラ２５ｄの２出力ポートが、出力側のＷＳＳ２４ａ，２４ｋの入力ポートに接続されている。他方の出力側の方路Ｍｈ側も同様に接続されている。

この接続によって、入力側の方路１ｈ～Ｍｈの光ファイバ１ｆ～Ｋｆから入力された光信号を、出力側の全ての方路１ｈ～Ｍｈの光ファイバ１ｆ～Ｋｆへ方路スイッチングできる。

接続制御部３０は、入力側の方路１ｈ～Ｍｈ数Ｍ及び光ファイバ１ｆ～Ｋｆの光ファイバ数Ｋと、出力側の方路１ｈ～Ｍｈ数Ｍ及び光ファイバ１ｆ～Ｋｆの光ファイバ数Ｋ（例えばＫ＝２）を検出する。また、１×ＭＬのＷＳＳ２１ａ～２１ｋ，２２ａ～２２ｋのＷＳＳ数と、ＭＬ×１のＷＳＳ２３ａ～２３ｋ，２４ａ～２４ｋのＷＳＳ数を検出する。更に、Ｋ×Ｋの光カプラ２５ａ～２６ｄの数２×ＭＬを検出する。

また、接続制御部３０は、図示せぬ接続用のロボットによって、上記検出された入力側のＷＳＳ数の１×ＭＬのＷＳＳ２１ａ～２１ｋ，２２ａ～２２ｋを、入力側の方路１ｈ～Ｍｈの光ファイバ１ｆ～Ｋｆに接続する。更に、出力側のＷＳＳ数のＭＬ×１のＷＳＳ２３ａ～２３ｋ，２４ａ～２４ｋを、出力側の方路１ｈ～Ｍｈの光ファイバ１ｆ～Ｋｆに接続する。

更に、接続制御部３０は、光カプラ２５ａ～２６ｄ毎の２入力ポートを所定の入力側のＷＳＳ２１ａ～２１ｋ，２２ａ～２２ｋの出力ポートに接続する。また、光カプラ２５ａ～２６ｄ毎の２出力ポートを、出力側の各光カプラ２３ａ～２４ｋに、次のようにクロスコネクト接続する。

＜クロスコネクト接続の動作＞
図１に示す波長クロスコネクト装置１０Ｂのクロスコネクト接続を、接続制御部３０が次のように行う。このクロスコネクト接続の動作を、図２に示すフローチャートを参照して説明する。

図２に示すステップＳ１において、接続制御部３０は、入力側の方路１ｈ～Ｍｈ数Ｍ（例えばＭ＝２）及び、この方路１ｈ～Ｍｈの光ファイバ１ｆ～Ｋｆの光ファイバ数Ｋ（例えばＫ＝２）を検出する。更に、出力側の方路１ｈ～Ｍｈ数Ｍ（例えばＭ＝２）及び、この方路１ｈ～Ｍｈの光ファイバ１ｆ～Ｋｆの光ファイバ数Ｋ（例えばＫ＝２）を検出する。

ステップＳ２において、接続制御部３０は、上記検出された光ファイバ数Ｋ＝２に基づき、入力側の方路１ｈ～Ｍｈの光ファイバ１ｆ～Ｋｆに接続される１×ＭＬのＷＳＳ２１ａ～２１ｋ，２２ａ～２２ｋのＷＳＳ数を検出する。このＷＳＳ数は、１方路では光ファイバ数Ｋ＝２と同じなので２個となり、方路１ｈ～Ｍｈ全体では、Ｍ×Ｋ＝２×２＝４個となる。更に、出力側の方路１ｈ～Ｍｈの光ファイバ１ｆ～Ｋｆに接続されるＭＬ×１のＷＳＳ２３ａ～２３ｋ，２４ａ～２４ｋのＷＳＳ数を検出する。このＷＳＳ数も、１方路では２個、方路１ｈ～Ｍｈ全体では４個となる。

ステップＳ３において、接続制御部３０は、図示せぬ接続用のロボットによって、上記ステップＳ２で検出された入力側のＷＳＳ数の１×ＭＬのＷＳＳ２１ａ～２１ｋ，２２ａ～２２ｋを、入力側の方路１ｈ～Ｍｈの光ファイバ１ｆ～Ｋｆに接続する。更に、出力側のＷＳＳ数のＭＬ×１のＷＳＳ２３ａ～２３ｋ，２４ａ～２４ｋを、出力側の方路１ｈ～Ｍｈの光ファイバ１ｆ～Ｋｆに接続する。この接続は、接続制御部３０で検出されたＷＳＳ数の結果を、モニタを介して人が認識して手作業で行ってもよい。

ステップＳ４において、接続制御部３０は、入力側のＷＳＳ２１ａ～２２ｋ毎の出力ポートと、出力側のＷＳＳ２３ａ～２４ｋ毎の入力ポートとの間に接続されるＫ×Ｋ（例えばＫ＝２）の光カプラ２５ａ～２６ｄの数２×ＭＬ＝２×２×２＝８個を検出する。

ステップＳ５において、接続制御部３０は、光カプラ２５ａ～２６ｄ毎の２入力ポートを所定の入力側のＷＳＳ２１ａ～２１ｋ，２２ａ～２２ｋの出力ポートに接続する。例えば光カプラ２５ａであれば、２入力ポートが、入力側のＷＳＳ２１ａの１出力ポートと、ＷＳＳ２１ｋの１出力ポートとに接続される。この他の光カプラ２５ｂ～２６ｄも同様に接続される。

ステップＳ６において、接続制御部３０は、光カプラ２５ａ～２６ｄ毎の２出力ポートを、出力側の各ＷＳＳ２３ａ～２４ｋに、次のようにクロスコネクト接続する。即ち、出力側の方路１ｈにおいて、光カプラ２５ａの２出力ポートをＷＳＳ２３ａ，２３ｋの入力ポートに接続し、光カプラ２５ｂの２出力ポートをＷＳＳ２３ａ，２３ｋの入力ポートに接続する。

更に、光カプラ２５ｃの２出力ポートをＷＳＳ２４ａ，２４ｋの入力ポートに接続し、光カプラ２５ｄの２出力ポートをＷＳＳ２４ａ，２４ｋの入力ポートに接続する。他方の入力側の方路Ｍｈ側も同様に接続する。この接続は、接続制御部３０で検出された光カプラ数の結果を、モニタを介して人が認識して手作業で行ってもよい。

このクロスコネクト接続によって、入力側の各方路１ｈ～Ｍｈの光ファイバから入力された光信号を、出力側の各方路１ｈ～Ｍｈの光ファイバ１ｆ～Ｋｆに満遍なく出力可能となる。これによって、入力光信号を、全ての方路１ｈ～Ｍｈの光ファイバ１ｆ～Ｋｆへ、方路スイッチングできる。

＜実施形態の効果＞
本実施形態に係る波長クロスコネクト装置１０Ｂは、入力側のＭ本の方路１ｈ～Ｍｈ毎のＫ本の光ファイバ１ｆ～Ｋｆから伝送されてきた光信号を、ＷＳＳで方路変更して出力側のＭ本の方路１ｈ～Ｍｈの各光ファイバ１ｆ～Ｋｆへ出力する中継を行う。この波長クロスコネクト装置１０Ｂを次の特徴構成とした。

入力側の各方路１ｈ～Ｍｈの光ファイバ１ｆ～Ｋｆ毎に接続された１入力ポートとＭ×Ｌ（但し、正の整数Ｌ≦Ｋ）個の出力ポートを有するＭ×Ｋ個の第１ＷＳＳ２１ａ～２２ｋを備える。また、出力側の各方路１ｈ～Ｍｈの光ファイバ１ｆ～Ｋｆ毎に接続された１出力ポートとＭ×Ｌ個の入力ポートを有するＭ×Ｋ個の第２ＷＳＳ２３ａ～２４ｋを備える。更に、第１ＷＳＳ２１ａ～２２ｋ毎の出力ポートと、第２ＷＳＳ２３ａ～２４ｋ毎の入力ポートとの間に接続されるＫ個の入力ポートとＫ個の出力ポートを有する２×Ｍ×Ｌ個の光カプラ２５ａ～２６ｄを備える。

そして、光カプラ２５ａ～２６ｄ毎の入力ポートを、第１ＷＳＳ２１ａ～２２ｋ毎の出力ポートに接続する。また、入力側の各方路１ｈ～Ｍｈの光ファイバ１ｆ～Ｋｆから入力された光信号が、出力側の各方路１ｈ～Ｍｈの光ファイバ１ｆ～Ｋｆに満遍なく出力可能となるように、光カプラ２５ａ～２６ｄ毎の入力ポートを第１ＷＳＳ２１ａ～２２ｋの出力ポートに接続し、当該光カプラ２５ａ～２６ｄ毎の出力ポートを第２ＷＳＳ２３ａ～２４ｋの入力ポートに接続する構成とした。

この構成によれば、入力側に、各方路１ｈ～Ｍｈの光ファイバ１ｆ～Ｋｆ毎に接続された１×ＭＬポートを有するＭ×Ｋ個の第１ＷＳＳ２１ａ～２２ｋと、出力側にＭＬ×１ポートを有するＭ×Ｋ個の第２ＷＳＳ２３ａ～２４ｋとを備える。更に、第１ＷＳＳ２１ａ～２２ｋ毎の出力ポートと、第２ＷＳＳ２３ａ～２４ｋ毎の入力ポートとの間に接続されるＫ×Ｋポートを有する２×Ｍ×Ｌ個の光カプラ２５ａ～２６ｄを備える。

１×ＭＬの第１ＷＳＳ２１ａ～２２ｋと、ＭＬ×１の第２ＷＳＳ２３ａ～２４ｋとは、単価が安価なので、従来のような入出力ポートの双方が多ポートの高価なＷＳＳを用いるよりも、全体として安価となる。また、Ｋ×Ｋの光カプラ２５ａ～２６ｄも単価がＷＳＳ２１ａ～２２ｋよりも大幅に安価なので複数用いても安価となる。従って、１×ＭＬの第１ＷＳＳ２１ａ～２２ｋ及びＭＬ×１の第２ＷＳＳ２３ａ～２４ｋと、Ｋ×Ｋの光カプラ２５ａ～２６ｄを各々複数用いても、従来よりも装置コストを低減できる。

＜ＷＳＳの構成例１＞
次に、上述した入力側のＷＳＳ２１ａ～２２ｋの構成例１を、図３を参照して説明する。但し、ＷＳＳ２１ａを代表して説明する。

図３に示すように、ＷＳＳ２１ａは、波長多重数Ｔで波長分割多重された光信号を分波して出力するＤＥＭＵＸ（Demultiplexer：分波器）４１と、その分波された各波長の光信号が入力される１×ＭＬのＴ個のＳＷ（スイッチ）４２ａ，…，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅと、ＭＬ個の出力ポートに対応して設けられたＭＬ×１のＴ個のＭＵＸ（Multiplexer：合波器）４３ａ，…，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅとを備えて構成されている。

ＤＥＭＵＸ４１は、入力側の各方路１ｈ～Ｍｈの光ファイバ１ｆ（図１）から１入力ポートを介して入力される光信号を、個々の波長の光信号に分波する。次に、ＳＷ４２ａ～４２ｅの各々が、分波後の光信号を選択しながら、各ＭＵＸ４３ａ～４３ｅへ出力する。そして、ＭＵＸ４３ａ～４３ｅが、各ＳＷ４２ａ～４２ｅから入力された光信号を合波し、ＭＬ個の出力ポート（ＭＬ出力ポート）を介して、所定の光カプラ２５ａ～２６ｄ（図１）へ出力する。

このように、入力側の各方路１ｈ～Ｍｈの光ファイバ１ｆ（図１）から入力される光信号を、ＤＥＭＵＸ４１で分波後の各波長の光信号を、各ＳＷ４２ａ～４２ｅで出力先の経路（ＭＬ出力ポート）へ選択的に出力することで、特定波長の光信号を所定の出力ポートから光カプラ２５ａ～２６ｄへ出力できる。

＜ＷＳＳの構成例２＞
次に、上述した出力側のＷＳＳ２３ａ～２４ｋの構成例２を、図４を参照して説明する。但し、ＷＳＳ２３ａを代表して説明する。

図４に示すように、ＷＳＳ２３ａは、２×Ｍ×Ｌ個の光カプラ２５ａ～２６ｄ（例えば図１に示す光カプラ２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂ）から出力された光信号を分波して出力するＤＥＭＵＸ５２ａ，…，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅを備える。更に、その分波された光信号が入力されるＭＬ×１のＳＷ５３ａ，…，５３ｃ，５３ｄ，５３ｅと、各ＳＷ５３ａ～５３ｅから出力される光信号を合波して１出力ポートから出力側の１本の光ファイバ１ｆへ出力するＭＵＸ５４を備えて構成されている。

ＤＥＭＵＸ５２ａ～５２ｅは、各光カプラ２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂ（図１）から入力される光信号を分波し、この分波された光信号を各ＳＷ５３ａ～５３ｅへ出力する。各ＳＷ５３ａ～５３ｅは、入力された各光信号を選択的にＭＵＸ５４へ出力する。ＭＵＸ５４は、選択的に入力される各光信号を合波し、１出力ポートから出力側の光ファイバ１ｆ（図１）へ出力する。

このように、光カプラ２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂ（図１）から入力される光信号を分波し、ＳＷ５３ａ～５３ｅでは、分波された各光信号を選択的にＭＵＸ５４へ出力することで、１出力ポートから出力側の光ファイバ１ｆ（図１）へ出力できる。

＜ＷＳＳの構成例３＞
次に、上述した入力側のＷＳＳ２１ａ～２２ｋの構成例３を、図５を参照して説明する。但し、ＷＳＳ２１ａ，２１ｋを代表して説明する。

図５に示すＷＳＳ２１ａは、入力用のファイバコリメータ（コリメータともいう）６１と、入力用のコリメータ６１のＮ倍（例えば４倍）の個数である出力用のコリメータ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄと、波長分割多重された光信号の分波を行うグレーティング（回折格子）６５と、レンズ６７と、例えばＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）で構成される光スイッチング素子６８とを備えて構成されている。入力用のコリメータ６１は、入力側の光ファイバ１ｆに接続されている。

ＷＳＳ２１ｋは、入力用のコリメータ６３と、入力用のコリメータ６３のＮ倍（例えば４倍）の個数である出力用のコリメータ６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄと、グレーティング６５と、レンズ６６と、光スイッチング素子６８とを備えて構成されている。グレーティング６５及び光スイッチング素子６８は、ＷＳＳ２１ａ，２１ｋの双方で共通部品となっている。入力用のコリメータ６３は、入力側の光ファイバＫｆに接続されている。なお、入力用のコリメータ６１，６３は、請求項記載の入力用コリメータを構成する。出力用のコリメータ６２ａ～６２ｄ，６４ａ～６４ｄは、請求項記載の出力用コリメータを構成する。

光スイッチング素子６８は、１×ＭＬのＷＳＳ２１ａ，２１ｋが、Ｎ個集積された１×ＭＬのＷＳＳの光スイッチング素子を有し、本例では、２個のＷＳＳ２１ａ，２１ｋが集積された各光スイッチング素子６８ａ，６８ｂを有する。

このような構成のＷＳＳ２１ａ，２１ｋの動作について説明する。まず、ＷＳＳ２１ａにおいて、光ファイバ１ｆから光信号がコリメータ６１を介してグレーティング６５に入射される。グレーティング６５は、光信号に対して、波長に応じて異なる角度に回折して反射することで分波（例えば４分波）を行う。４分波された光信号は、レンズ６７を介して光スイッチング素子６８ａに入射される。光スイッチング素子６８ａは、光カプラ２５ａ～２５ｄ（図１）の入力ポートに繋がるＷＳＳ２１ａの出力ポートに向かうように波長毎に反射角度を変更して光信号の反射を行う。光スイッチング素子６８ａにおいて反射された光信号は、レンズ６７及びグレーティング６５を介して出力用のコリメータ６２ａ～６２ｄに入射され、ＷＳＳ２１ａの４個の出力ポートから各光カプラ２５ａ～２５ｄ（図１）の入力ポートへ出力される。

他方のＷＳＳ２１ｋにおいても同様な動作が行われる。即ち、光ファイバＫｆから光信号がコリメータ６３を介してグレーティング６５に入射されて４分波され、この４分波された光信号が、レンズ６７を介して光スイッチング素子６８ａに入射される。更に、光スイッチング素子６８ａで光信号の波長毎に反射角度が変更されて反射され、この反射された光信号が、レンズ６７及びグレーティング６５を介して出力用のコリメータ６４ａ～６４ｄに入射され、各光カプラ２５ａ～２５ｄの入力ポートへ出力される。

このような構成では、各方路１ｈ～Ｍｈ（図１）の光ファイバ１ｆ～Ｋｆ毎に接続された複数のＷＳＳ２１ａ～２１ｋ，２２ａ～２２ｋを、複数のコリメータ６１～６４、グレーティング６５、複数のレンズ６６，６７及び光スイッチング素子６８を用いて組み合わせた光学系部品で構成でき、この光学系部品の組み合わせで複数のＷＳＳ２１ａ～２２ｋを構成できる。このため、複数のＷＳＳ２１ａ～２２ｋを集積化できるので、波長クロスコネクト装置１０Ｂの小型化を図ることができる。

＜ＷＳＳの構成例４＞
次に、上述した出力側のＷＳＳ２３ａ～２４ｋの構成例４を、図６を参照して説明する。但し、ＷＳＳ２３ａ，２３ｋを代表して説明する。

図６に示すＷＳＳ２３ａは、入力用のコリメータ７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄと、出力用のコリメータ７２と、グレーティング７５と、レンズ７７と、光スイッチング素子７８とを備えて構成されている。入力用のコリメータ７１ａ～７１ｄは、光カプラ２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂ（図１）の出力ポートに繋がる光ファイバに接続されている。

ＷＳＳ２３ｋは、入力用のコリメータ７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄと、出力用のコリメータ７４と、グレーティング７５と、レンズ７６と、光スイッチング素子７８とを備えて構成されている。入力用のコリメータ７３ａ～７３ｄは、光カプラ２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂ（図１）の出力ポートに繋がる光ファイバに接続されている。なお、入力用のコリメータ７１ａ～７１ｄ，７３ａ～７３ｄは、請求項記載の入力用コリメータを構成する。出力用のコリメータ７２，７４は、請求項記載の出力用コリメータを構成する。

光スイッチング素子７８は、１×ＭＬのＷＳＳ２３ａ，２３ｋが、Ｎ個集積された１×ＭＬのＷＳＳの光スイッチング素子を有し、本例では、１×ＭＬの２個のＷＳＳ２３ａ，２３ｋが集積された光スイッチング素子７８ａ，７８ｂが示されている。

このような構成のＷＳＳ２３ａ，２３ｋの動作について説明する。まず、ＷＳＳ２３ａにおいて、各光カプラ２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂ（図１）の出力ポートから光信号がコリメータ７１ａ～７１ｄを介してグレーティング７５に入射される。グレーティング７５は、光信号に対して、波長に応じて異なる角度に回折して反射することで分波（例えば４分波）を行う。４分波された光信号は、レンズ７７を介して光スイッチング素子７８ａに入射される。光スイッチング素子７８ａは、方路１ｈの光ファイバ１ｆ～Ｋｆ（図１）に繋がるＷＳＳ２３ａの出力ポートに向かうように波長毎に反射角度を変更して光信号の反射を行う。光スイッチング素子７８ａにおいて反射された光信号は、レンズ７７及びグレーティング７５を介して出力用のコリメータ７２に入射され、方路１ｈの光ファイバ１ｆ～Ｋｆへ出力される。

他方のＷＳＳ２３ｋにおいても同様な動作が行われる。即ち、各光カプラ２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂの出力ポートから光信号がコリメータ７１ａ～７１ｄを介してグレーティング７５に入射されて４分波され、この４分波された光信号が、レンズ７６を介して光スイッチング素子７８ｂに入射される。更に、光スイッチング素子７８ｂで光信号の波長毎に反射角度が変更され、この反射された光信号が、レンズ７６及びグレーティング７５を介して出力用のコリメータ７４に入射され、方路１ｈの光ファイバ１ｆ～Ｋｆへ出力される。

このような構成では、光カプラ２５ａ～２６ｄ（図１）の出力ポートに接続された複数のＷＳＳ２３ａ～２３ｋ，２４ａ～２４ｋを、複数のコリメータ７１ａ～７１ｄ，７２，７３ａ～７３ｄ，７４、グレーティング７５、複数のレンズ７６，７７及び光スイッチング素子７８を用いて組み合わせた光学系部品で構成でき、この光学系部品の組み合わせで複数のＷＳＳ２３ａ～２４ｋを構成できる。このため、複数のＷＳＳ２３ａ～２４ｋを集積化できるので、波長クロスコネクト装置１０Ｂの小型化を図ることができる。

その他、具体的な構成について、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

１ｈ～Ｍｈ 方路
１ｆ～Ｋｆ 光ファイバ
１０Ｂ 波長クロスコネクト装置
２１ａ～２２ｋ，２３ａ～２４ｋ ＷＳＳ
２５ａ～２６ｄ 光カプラ
３０ 接続制御部
４１，５２ａ～５２ｅ ＤＥＭＵＸ（分波器）
４２ａ～４２ｅ，５３ａ～５３ｅ ＳＷ
４３ａ～４３ｅ，５４ ＭＵＸ（合波器）
６１，６３，７１ａ～７１ｄ，７３ａ～７３ｄ 入力用のファイバコリメータ
６２ａ～６２ｄ，６４ａ～６４ｄ，７２，７４ 出力用のファイバコリメータ
６５，７５ グレーティング
６６，６７，７６，７７ レンズ
６８，６８ａ，６８ｂ，７８，７８ａ，７８ｂ 光スイッチング素子

Claims (6)

1. Ｋ本の光ファイバが方路毎に一纏めにされた入力側のＭ本の方路から伝送されてきた光信号を、ＷＳＳ（Wavelength Selective Switch）で方路変更して出力側のＭ本の方路の各光ファイバへ出力する中継を行う波長クロスコネクト装置であって、
   前記入力側の各方路の光ファイバ毎に接続された１入力ポートとＭ×Ｌ（但し、2以上の正の整数Ｌ＝Ｋ）個の出力ポートを有するＭ×Ｋ個の第１ＷＳＳと、
   前記出力側の各方路の光ファイバ毎に接続された１出力ポートとＭ×Ｌ個の入力ポートを有するＭ×Ｋ個の第２ＷＳＳと、
   前記第１ＷＳＳ毎の出力ポートと、前記第２ＷＳＳ毎の入力ポートとの間に接続されるＫ個の入力ポートとＫ個の出力ポートを有する２×Ｍ×Ｌ個の光カプラと
   を備え、
   前記光カプラ毎の入力ポートを、前記第１ＷＳＳ毎の出力ポートに接続し、
   前記入力側の各方路の光ファイバから入力された光信号が、前記出力側の各方路の光ファイバの各々に出力可能となるように、前記光カプラ毎の入力ポートを前記第１ＷＳＳの出力ポートに接続し、当該光カプラ毎の出力ポートを前記第２ＷＳＳの入力ポートに接続した
   ことを特徴とする波長クロスコネクト装置。
2. 前記第１ＷＳＳは、前記方路の光ファイバから入力される光信号が波長多重数Ｔで波長分割多重された光信号である場合、当該光信号を分波して出力する分波器と、その分波された各波長の光信号を選択的に出力し、１入力ポート及びＭＬ個の出力ポートを有するＴ個のスイッチと、各スイッチからの光信号を合波して出力し、ＭＬ個の入力ポート及び１出力ポートを有するＴ個の合波器とを備えて構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の波長クロスコネクト装置。
3. 前記第２ＷＳＳは、前記光カプラ毎に出力される光信号を分波して出力する２×Ｍ×Ｌ個の分波器と、分波器毎に分波された光信号が入力されるＭＬ個の入力ポート及び１出力ポートを有するスイッチと、各スイッチから出力される光信号を合波して１出力ポートから前記出力側の光ファイバへ出力する合波器とを備えて構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の波長クロスコネクト装置。
4. 前記第１ＷＳＳは、前記方路の光ファイバから入力される光信号が波長分割多重された光信号である場合、当該光ファイバからの光信号が入力される入力用コリメータと、入力用コリメータから入射される光信号を波長に応じて異なる角度に回折して反射することで分波を行うグレーティングと、前記分波された光信号が入射され、前記光カプラ毎の入力ポートに繋がる当該第１ＷＳＳの出力ポートに向かうように波長毎に反射角度を変更して光信号の反射を行う光スイッチング素子と、前記反射された光信号が前記グレーティングを介して入射され、前記光カプラの入力ポートに繋がる出力用コリメータとを備えて構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の波長クロスコネクト装置。
5. 前記第２ＷＳＳは、前記光カプラ毎に出力される光信号が入力される入力用コリメータと、入力用コリメータから入射される光信号を波長に応じて異なる角度に回折して反射することで分波を行うグレーティングと、前記分波された光信号が入射され、前記方路の光ファイバに繋がる当該第２ＷＳＳの出力ポートに向かうように波長毎に反射角度を変更して光信号の反射を行う光スイッチング素子と、前記反射された光信号が前記グレーティングを介して入射され、前記方路の光ファイバに繋がる出力用コリメータとを備えて構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の波長クロスコネクト装置。
6. Ｋ本の光ファイバが方路毎に一纏めにされた入力側のＭ本の方路から伝送されてきた光信号を、ＷＳＳで方路変更して出力側のＭ本の方路の各光ファイバへ出力する中継を行う波長クロスコネクト装置のクロスコネクト接続方法であって、
   前記波長クロスコネクト装置は、
   前記入力側の方路数Ｍ及び当該方路毎の光ファイバ数Ｋを検出するステップと、
   前記出力側の方路数Ｍ及び当該方路毎の光ファイバ数Ｋを検出するステップと、
   前記検出された入力側の光ファイバ数Ｋに基づき、当該光ファイバ数Ｋの光ファイバに接続される１入力ポートとＭ×Ｌ（但し、2以上の正の整数Ｌ＝Ｋ）個の出力ポートを有する第１ＷＳＳの第１ＷＳＳ数を検出するステップと、
   前記検出された出力側の光ファイバ数Ｋに基づき、当該光ファイバ数Ｋの光ファイバに接続される１出力ポートとＭ×Ｌ個の入力ポートを有する第２ＷＳＳの第２ＷＳＳ数を検するステップと、
   前記検出された第１ＷＳＳ数の第１ＷＳＳの入力ポートを、前記入力側の各方路の光ファイバ毎に接続するステップと、
   前記検出された第２ＷＳＳ数の第２ＷＳＳの出力ポートを、前記出力側の各方路の光ファイバ毎に接続するステップと、
   前記入力側の第１ＷＳＳの出力ポートと、前記出力側の第２ＷＳＳの入力ポートとの間に接続されるＫ個の入力ポートとＫ個の出力ポートを有する光カプラの数を検出するステップと、
   前記光カプラ毎のＫ個の入力ポートを、前記第１ＷＳＳ毎の出力ポートに接続するステップと、
   前記入力側の各方路のＫ本の光ファイバから入力された光信号が、前記出力側の各方路のＫ本の光ファイバの各々に出力可能となるように、前記光カプラ毎の入力ポートを、前記入力側のＭ×Ｋ個の第１ＷＳＳの出力ポートに接続し、当該光カプラ毎の出力ポートを、前記出力側のＭ×Ｋ個の第２ＷＳＳの入力ポートに接続するステップと
   を実行することを特徴とするクロスコネクト接続方法。
   

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