JPH09329815A - 波長選択ノード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 選択する光の波長を高速で切り替える波長選
択ノード。 【解決手段】 第１および第２光サーキュレータ１０お
よび１２を具えており、各光サーキュレータ１０および
１２は、それぞれ３つのポートを具えている。各光サー
キュレータ１０および１２間には波長選択手段２６が設
けられている。そして、波長選択手段２６は２×２マト
リクス光スイッチ２８とファイバグレーティング３０と
から構成されている。２×２マトリクス光スイッチ２８
は４つのポートＸ１、Ｘ２、Ｙ１およびＹ２を具えてお
り、ポートＸ１は第１光サーキュレータ１０の第１入出
力ポート１８に光ファイバ４０で以て接続されており、
同様に、ポートＹ１も第２光サーキュレータ１２の第２
入出力ポート２４に光ファイバ４２で以て接続されてい
る。また、ポートＸ２にファイバグレーティング３０の
一方の端が接続されており、ポートＹ２にファイバグレ
ーティング３０の他方の端が接続されており、ポートＸ
２およびポートＹ２間がファイバグレーティング３０に
より接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光通信ネットワ
ークにおいて用いられる光スイッチング機器、特に波長
選択光スイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】テラヘルツを越える光ファイバや光導波
路の広帯域性を利用してスイッチングを行う波長分割多
重光スイッチングを実用化することが将来の光交換シス
テムに向けての重要な課題である。波長分割多重方式の
ネットワークにおいては、波長選択光スイッチが伝送ノ
ードとして必要とされる。従来、波長選択ノードとし
て、文献「特開平７−１４０４９６」に開示されている
ものがある。この文献に開示された波長選択ノードは、
入力ポート、出力ポートおよび入出力ポートの３ポート
を有する光サーキュレータを二つ具え、これらの各入出
力ポート間に波長の選択を行うファブリペロ空洞共振器
をバンドパスフィルタとして設けた構成となっている。
この構成により、入力ポートに入力された光信号の所望
の波長チャネルを選択し、すなわち所望の波長の光信号
を選択して、所望の出力ポートに出力させることができ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
構成例では、前述したように、波長チャネルの選択を行
うためにファブリペロ空洞共振器を具えており、この共
振器で選択する波長チャネルすなわち光信号の通過帯域
を切り替えるためには、この共振器を構成するミラーを
圧電素子でシフトすることにより共振器長を変える必要
がある。このように、従来の波長選択ノードは、波長チ
ャネルを選択する機構に機械的可動部を有しているか
ら、波長チャネルの切り替え（スイッチング）には数ミ
リ秒のオーダーの時間を必要とし、このため期待するス
イッチング速度が得られていないといった問題があっ
た。

【０００４】従って、従来より、波長チャネルの高速ス
イッチングが可能な波長選択ノードの出現が望まれてい
た。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の波長選択ノー
ドによれば、第１入力ポート、第１出力ポートおよび第
１入出力ポートを少なくとも具える第１光サーキュレー
タと、第２入力ポート、第２出力ポートおよび第２入出
力ポートを少なくとも具える第２光サーキュレータと、
前記第１入出力ポートおよび第２入出力ポート間に結合
された波長選択手段とを具え、前記第１または第２入力
ポートに入力される波長多重された光信号をこの波長選
択手段により選択して、前記選択された波長の光信号を
前記第１または第２出力ポートに出力する波長選択ノー
ドにおいて、前記波長選択手段は、Ｍ個（但し、Ｍは２
以上の整数。）の独立したポートからなる第１ポート列
と、Ｍ個の独立したポートからなる第２ポート列とを有
していて、この第１ポート列のあるポートとこの第２ポ
ート列のあるポートとの間で光を導波させるように光ス
イッチングできるマトリクス光スイッチと、前記第１ポ
ート列のあるポートと前記第２ポート列のあるポートと
の間に結合された、Ｑ個（但し、Ｑは整数。）のファイ
バグレーティングとを以て構成してあることを特徴とす
る。

【０００６】ここで、ファイバグレーティングとは、所
定の波長の光を反射させてこの光の導波方向とは反対向
きに導波させて、所定の波長以外の光はそのまま導波方
向に導波させる素子のことをいう。

【０００７】このように、ファイバグレーティングによ
り、ある波長の光を他の波長の光と選別することがで
き、マトリクス光スイッチにより第１光サーキュレータ
および第２光サーキュレータ間の光信号の信号経路にフ
ァイバグレーティングを挿入する場合と挿入しない場合
とを切り替えることができ、あるいはマトリクス光スイ
ッチにより所望の波長の光を反射させるファイバグレー
ティングを選択して切り替えることができるから、第１
または第２入力ポートに入力される波長多重された光信
号の中から所望の波長の光信号を選択して第１または第
２出力ポートに出力することができる。光信号の信号経
路の切り替え、すなわち光信号をファイバグレーティン
グに通過させるか否かの切り替えと、反射させる光の波
長の切り替えとはマトリクス光スイッチにより制御さ
れ、このマトリクス光スイッチを機械可動式でないもの
を用いて構成することができるから、従来よりスイッチ
ング速度が速くなる。

【０００８】また、この発明の波長選択ノードによれ
ば、第１入力ポート、第１出力ポートおよび第１入出力
ポートを少なくとも具える第１光サーキュレータと、第
２入力ポート、第２出力ポートおよび第２入出力ポート
を少なくとも具える第２光サーキュレータと、前記第１
入出力ポートおよび第２入出力ポート間に結合された波
長選択手段とを具え、前記第１または第２入力ポートに
入力される波長多重された光信号をこの波長選択手段に
より選択して、前記選択された波長の光信号を前記第１
または第２出力ポートに出力する波長選択ノードにおい
て、前記波長選択手段は、Ｍ個（但し、Ｍは２以上の整
数。）の独立したポートからなる第１ポート列と、Ｍ個
の独立したポートからなる第２ポート列とを有してい
て、この第１ポート列のあるポートとこの第２ポート列
のあるポートとの間で光を導波させるように光スイッチ
ングできるマトリクス光スイッチと、前記第１ポート列
のあるポートと前記第２ポート列のあるポートとの間に
結合された、（Ｍ−１）個のファイバグレーティングと
を以て構成してあり、前記第１入出力ポートと前記第１
ポート列の１番目のポートとの間が結合されており、前
記第２入出力ポートと前記第２ポート列の１番目のポー
トとの間が結合されており、前記第１ポート列のｊ番目
（但し、ｊは２≦ｊ≦Ｍを満たす整数。）のポートと前
記第２ポート列のｊ番目のポートとの間がｊ番目の前記
ファイバグレーティングにより接続されており、前記フ
ァイバグレーティングはそれぞれ異なる波長の光を反射
させる特性を有していることを特徴とする。

【０００９】このように、マトリクス光スイッチの第１
ポート列のｊ番目のポートと第２ポート列のｊ番目のポ
ートとの間が一つの（ｊ番目の）ファイバグレーティン
グにより接続されており、各ファイバグレーティングが
反射する光の波長が異なっている。従って、第１ポート
列の１番目のポートや第２ポート列の１番目のポートに
入射された光信号を何番目のファイバグレーティングに
通すかを切り替えることができ、すなわち、どの波長の
光信号を反射させるかを選択することが可能である。光
信号をファイバグレーティングに通過させるか否かの切
り替えと、何番目のファイバグレーティングに通過させ
るかの切り替えとはマトリクス光スイッチにより制御さ
れ、このマトリクス光スイッチを機械可動式でないもの
を用いて構成することができるから、従来よりスイッチ
ング速度が速くなる。

【００１０】また、この発明の波長選択ノードによれ
ば、第１入力ポート、第１出力ポートおよび第１入出力
ポートを少なくとも具える第１光サーキュレータと、第
２入力ポート、第２出力ポートおよび第２入出力ポート
を少なくとも具える第２光サーキュレータと、前記第１
入出力ポートおよび第２入出力ポート間に結合された波
長選択手段とを具え、前記第１または第２入力ポートに
入力される波長多重された光信号をこの波長選択手段に
より選択して、前記選択された波長の光信号を前記第１
または第２出力ポートに出力する波長選択ノードにおい
て、前記波長選択手段は、Ｍ個（但し、Ｍは２以上の整
数。）の独立したポートからなる第１ポート列と、Ｍ個
の独立したポートからなる第２ポート列とを有してい
て、この第１ポート列のあるポートとこの第２ポート列
のあるポートとの間で光を導波させるように光スイッチ
ングできるマトリクス光スイッチと、前記第１ポート列
のあるポートと前記第２ポート列のあるポートとの間に
結合された、（Ｍ−１）個のファイバグレーティングと
を以て構成してあり、前記第１入出力ポートと前記第１
ポート列の１番目のポートとの間が結合されており、前
記第２入出力ポートと前記第２ポート列の１番目のポー
トとの間が結合されており、前記第１ポート列のｊ番目
（但し、ｊは２≦ｊ≦Ｍを満たす整数。）のポートと前
記第２ポート列のｊ番目のポートとの間がｊ番目の前記
ファイバグレーティングにより接続されており、前記波
長選択手段を前記第１および第２光サーキュレータ間に
Ｒ段（但し、Ｒは２以上の整数。）具えていて、前記第
１入出力ポートと前記１段目の波長選択手段を構成する
前記マトリクス光スイッチの前記第１ポート列の１番目
のポートとの間が結合されており、前記第２入出力ポー
トと前記Ｒ段目の波長選択手段を構成するマトリクス光
スイッチの前記第２ポート列の１番目のポートとの間が
結合されており、前記（ｋ−１）段目（但し、ｋは２≦
ｋ≦Ｒを満たす整数。）の波長選択手段を構成する前記
マトリクス光スイッチの前記第２ポート列の１番目のポ
ートと前記ｋ段目の波長選択手段を構成する前記マトリ
クス光スイッチの前記第１ポート列の１番目のポートと
の間が結合されており、前記波長選択手段を構成する前
記ファイバグレーティングはそれぞれ異なる波長の光を
反射させる特性を有していることを特徴とする。

【００１１】このように、マトリクス光スイッチの第１
ポート列のｊ番目のポートと第２ポート列のｊ番目のポ
ートとの間が一つの（ｊ番目の）ファイバグレーティン
グにより接続されており、各ファイバグレーティングが
反射させる光の波長が異なっている。さらに、各波長選
択手段の第１ポート列の１番目のポートと第２ポート列
の１番目のポートとが順次に結合されていて、波長選択
手段が直列に結合されており、光信号が第１光サーキュ
レータおよび第２光サーキュレータ間に具えられている
波長選択手段に順次に入射されるように構成されてい
る。

【００１２】従って、ある波長選択手段において、第１
ポート列の１番目のポートや第２ポート列の１番目のポ
ートに入射された光信号を、何番目のファイバグレーテ
ィングに通過させるかを切り替えることができ、すなわ
ち、どの波長の光信号を反射させるかを選択することが
可能である。

【００１３】また、ある波長選択手段を構成するファイ
バグレーティングにより反射されなかった光信号は、次
段の波長選択手段に入射されるから、第１光サーキュレ
ータおよび第２光サーキュレータ間を通過するときに、
波長選択手段の段数だけの数の波長の光を反射させる
（選択する）ことが可能である。

【００１４】よって、光信号をファイバグレーティング
に通過させるか否かの切り替えと、何番目のファイバグ
レーティングに通過させるかの切り替えとはマトリクス
光スイッチにより制御され、このマトリクス光スイッチ
を機械可動式でないものを用いて構成することができる
から、従来よりスイッチング速度が速くなる。

【００１５】また、この発明の波長選択ノードによれ
ば、第１入力ポート、第１出力ポートおよび第１入出力
ポートを少なくとも具える第１光サーキュレータと、第
２入力ポート、第２出力ポートおよび第２入出力ポート
を少なくとも具える第２光サーキュレータと、前記第１
入出力ポートおよび第２入出力ポート間に結合された波
長選択手段とを具え、前記第１または第２入力ポートに
入力される波長多重された光信号をこの波長選択手段に
より選択して、前記選択された波長の光信号を前記第１
または第２出力ポートに出力する波長選択ノードにおい
て、前記波長選択手段は、２個の独立したポートからな
る第１ポート列と、２個の独立したポートからなる第２
ポート列とを有していて、この第１ポート列の１番目の
ポートとこの第２ポート列の１番目のポートとの間、こ
の第１ポート列の１番目のポートとこの第２ポート列の
２番目のポートとの間およびこの第２ポート列の１番目
のポートとこの第１ポート列の２番目のポートとの間で
光を導波させるように光スイッチングできるマトリクス
光スイッチと、前記第１ポート列の２番目のポートと前
記第２ポート列の２番目のポートとの間に結合された、
１個のファイバグレーティングとを以て構成してあるこ
とを特徴とする。

【００１６】このように、マトリクス光スイッチの第１
ポート列の２番目のポートと第２ポート列の２番目のポ
ートとの間が一つのファイバグレーティングにより接続
されており、このファイバグレーティングは、ある特定
の波長の光を反射させる。第１ポート列の１番目のポー
トや第２ポート列の１番目のポートに入射された光信号
を、このファイバグレーティングに通過させるか否かの
切り替えが可能であるから、従って、ある波長の光信号
を反射させるか反射させないかを選択することが可能で
ある。この光信号をファイバグレーティングに通過させ
るか否かの切り替えはマトリクス光スイッチにより制御
され、このマトリクス光スイッチを機械可動式でないも
のを用いて構成することができるから、従来よりスイッ
チング速度が速くなる。

【００１７】また、この発明の波長選択ノードによれ
ば、第１入力ポート、第１出力ポートおよび第１入出力
ポートを少なくとも具える第１光サーキュレータと、第
２入力ポート、第２出力ポートおよび第２入出力ポート
を少なくとも具える第２光サーキュレータと、前記第１
入出力ポートおよび第２入出力ポート間に結合された波
長選択手段とを具え、前記第１または第２入力ポートに
入力される波長多重された光信号をこの波長選択手段に
より選択して、前記選択された波長の光信号を前記第１
または第２出力ポートに出力する波長選択ノードにおい
て、前記波長選択手段は、２個の独立したポートからな
る第１ポート列と、２個の独立したポートからなる第２
ポート列とを有していて、この第１ポート列の１番目の
ポートとこの第２ポート列の１番目のポートとの間、こ
の第１ポート列の１番目のポートとこの第２ポート列の
２番目のポートとの間およびこの第２ポート列の１番目
のポートとこの第１ポート列の２番目のポートとの間で
光を導波させるように光スイッチングできるマトリクス
光スイッチと、前記第１ポート列の２番目のポートと前
記第２ポート列の２番目のポートとの間に結合された、
１個のファイバグレーティングとを以て構成してあり、
前記波長選択手段を前記第１および第２光サーキュレー
タ間にＲ段（但し、Ｒは２以上の整数。）具えていて、
前記第１入出力ポートと前記１段目の波長選択手段を構
成する前記マトリクス光スイッチの前記第１ポート列の
１番目のポートとの間が結合されており、前記第２入出
力ポートと前記Ｒ段目の波長選択手段を構成するマトリ
クス光スイッチの前記第２ポート列の１番目のポートと
の間が結合されており、前記（ｋ−１）段目（但し、ｋ
は２≦ｋ≦Ｒを満たす整数。）の波長選択手段を構成す
る前記マトリクス光スイッチの前記第２ポート列の１番
目のポートと前記ｋ段目の波長選択手段を構成する前記
マトリクス光スイッチの前記第１ポート列の１番目のポ
ートとの間が結合されており、前記各波長選択手段を構
成する前記ファイバグレーティングがそれぞれ異なる波
長の光を反射させることを特徴とする。

【００１８】このように、マトリクス光スイッチの第１
ポート列の２番目のポートと第２ポート列の２番目のポ
ートとの間が一つのファイバグレーティングにより接続
されており、このファイバグレーティングはある特定の
波長の光を反射させる。さらに、各波長選択手段の第１
ポート列の１番目のポートと第２ポート列の１番目のポ
ートとが順次に結合されて、波長選択手段が第１光サー
キュレータおよび第２光サーキュレータ間に直列に複数
段具えられており、光信号が第１光サーキュレータおよ
び第２光サーキュレータ間に具えられている波長選択手
段に順次に入射されるように構成されている。

【００１９】従って、波長選択ノードを構成する、ある
波長選択手段において、第１ポート列の１番目のポート
や第２ポート列の１番目のポートに入射された光信号
を、その波長選択手段に具えられているファイバグレー
ティングに通過させるか否かを切り替えることが可能で
あり、すなわち、ある波長の光信号を反射させるか否か
を選択することが可能である。

【００２０】また、ある波長選択手段を構成しているフ
ァイバグレーティングにより反射されなかった光信号
は、次段の波長選択手段に入射されるから、第１光サー
キュレータおよび第２光サーキュレータ間を通過すると
きに、波長選択手段の段数だけの数の波長の光を反射さ
せる（選択する）ことが可能である。

【００２１】光信号をファイバグレーティングに通過さ
せるか否かの切り替えはマトリクス光スイッチにより制
御され、このマトリクス光スイッチを機械可動式でない
ものを用いて構成することができるから、従って、従来
よりスイッチング速度が速くなる。

【００２２】また、この発明の波長選択ノードによれ
ば、第１入力ポート、第１出力ポートおよび第１入出力
ポートを少なくとも具える第１光サーキュレータと、第
２入力ポート、第２出力ポートおよび第２入出力ポート
を少なくとも具える第２光サーキュレータと、前記第１
入出力ポートおよび第２入出力ポート間に結合された波
長選択手段とを具え、前記第１または第２入力ポートに
入力される波長多重された光信号をこの波長選択手段に
より選択して、前記選択された波長の光信号を前記第１
または第２出力ポートに出力する波長選択ノードにおい
て、前記波長選択手段は、１個のポートからなる第１ポ
ート列と、Ｍ個（但し、Ｍは２以上の整数。）の独立し
たポートからなる第２ポート列とを有していて、この第
１ポート列のポートとこの第２ポート列のあるポートと
の間で光を導波させるように光スイッチングできる第１
光スイッチと、Ｍ個の独立したポートからなる第３ポー
ト列と、１個のポートからなる第４ポート列とを有して
いて、この第３ポート列のあるポートとこの第２ポート
列のポートとの間で光を導波させるように光スイッチン
グできる第２光スイッチと、前記第２ポート列のあるポ
ートと前記第３ポート列のあるポートとの間に結合され
たＳ個（但し、Ｓは１≦Ｓ≦Ｍを満たす整数。）のファ
イバグレーティングとを以て構成してあり、前記第１入
出力ポートと前記第１ポート列のポートとの間が結合さ
れており、前記第２入出力ポートと前記第４ポート列の
ポートとの間が結合されており、前記第２ポート列のｉ
番目（但し、ｉは１≦ｉ≦Ｓを満たす整数。）のポート
と前記第３ポート列のｉ番目のポートとの間がｉ番目の
前記ファイバグレーティングにより接続されており、前
記ファイバグレーティングはそれぞれ異なる波長の光を
反射させる特性を有しており、前記第２および第３ポー
ト列の前記ファイバグレーティングが接続されないポー
ト間同士が結合されていることを特徴とする。

【００２３】このように、第１光スイッチの第２ポート
列のｉ番目のポートと、第２光スイッチの第３ポート列
のｉ番目のポートとの間がそれぞれ一つの（ｉ番目の）
ファイバグレーティングにより接続されており、各ファ
イバグレーティングが反射する光の波長を異ならせてあ
る。従って、第１ポート列のポートあるいは第２ポート
列のポートから入射した光信号を、何番目のファイバグ
レーティングに通すかを切り替えることができ、すなわ
ち、どの波長の光信号を反射させるかを選択することが
できる。また、ファイバグレーティングが接続されてい
ない第２および第３ポート列のポート間は、例えば、光
ファイバにより結合されている。従って、光信号をファ
イバグレーティングに通過させるか否かの切り替えと、
何番目のファイバグレーティングに通過させるかの切り
替えとが、第１および第２光スイッチにより制御され
る。そして、これら第１および第２光スイッチとして機
械可動式でないものを用いて構成することができるか
ら、従来に比べてスイッチング速度を速くすることがで
きる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して、この発明の
実施の形態につき説明する。尚、図はこの発明の構成が
理解できる程度に各構成成分の形状、大きさおよび配置
関係を概略的に示してあるに過ぎず、また、以下に示さ
れる数値条件等は単なる一例であって、従って、この発
明は、この実施の形態例に何ら限定されることはない。

【００２５】［第１の実施の形態］図１は、第１の実施
の形態の構成例を示す線図である。尚、図中、太い実線
で示す直線は光信号の伝送路（信号経路）であることを
表している。この第１の構成例は、第１および第２光サ
ーキュレータ１０および１２を具えており、各光サーキ
ュレータ１０および１２は、それぞれ３つのポートを具
えている。例えば、第１光サーキュレータ１０は、第１
入力ポート１４、第１出力ポート１６および第１入出力
ポート１８を具えており、第１入力ポート１４に入射さ
れた光は第１入出力ポート１８からは出射するが、第１
出力ポート１６からは出射しない。また、第１入出力ポ
ート１８に入射された光は第１出力ポート１６からは出
射するが、第１入力ポート１４からは出射しない。この
ように、第１光サーキュレータ１０は、光が第１入力ポ
ート１４に入射したら第１入出力ポート１８から出射
し、光が第１入出力ポート１８に入射したら第１出力ポ
ート１６から出射するようになっている循環回路であ
る。第２光サーキュレータ１０も同じように、第２入力
ポート２０、第２出力ポート２２および第２入出力ポー
ト２４を具えており、第２入力ポート２０に入射した光
は第２入出力ポート２４から出射し、また、第２入出力
ポート２４に入射した光は第２出力ポート２２から出射
するというように循環する循環回路である。

【００２６】次に、各光サーキュレータ１０および１２
間には波長選択手段２６が設けられている。そして、こ
の発明では、波長選択手段をマトリクス光スイッチとフ
ァイバグレーティングとで構成している。そして、この
マトリクス光スイッチとしてＭ個（但し、Ｍは２以上の
整数。）の独立したポートからなる第１ポート列と、Ｍ
個の独立したポートからなる第２ポート列とを有してい
て、この第１ポート列のあるポートと第２ポート列のあ
るポートとの間で光を導波させるように光スイッチング
ができる構成の光スイッチを使用している。また、ファ
イバグレーティングとしてＱ個（但し、Ｑは整数。）の
ファイバグレーティングを用いている。

【００２７】ここで説明する構成例では、波長選択手段
２６はこの光スイッチとしてＭ＝２すなわち２×２マト
リクス光スイッチ２８とＱ＝１すなわち１本のファイバ
グレーティング３０とを以て構成されている。

【００２８】２×２マトリクス光スイッチ２８は第１ポ
ート列Ｘとして１番目のポートＸ１および２番目のポー
トＸ２を具えており、第２ポート列Ｙとして１番目のポ
ートＹ１および２番目のポートＹ２を具えている。

【００２９】第１および第２光サーキュレータ１０およ
び１２と光スイッチ２８との結合（または接続ともい
う。）は、好ましくは、光ファイバを用いて行う。この
例では、ポートＸ１は第１光サーキュレータ１０の第１
入出力ポート１８に光ファイバ４０で以て接続されてお
り、同様にして、ポートＹ１も第２光サーキュレータ１
２の第２入出力ポート２４に光ファイバ４２で以て接続
されている。

【００３０】また、ポートＸ２にファイバグレーティン
グ３０の一方の端部が接続されて、ポートＹ２にファイ
バグレーティング３０の他方の端部が接続されていて、
ポートＸ２およびポートＹ２間がファイバグレーティン
グ３０により接続されている。

【００３１】図２は、２×２マトリクス光スイッチ２８
を拡大して示す線図である。２×２マトリクス光スイッ
チ２８は、例えば基板上に形成された光導波路を伝送路
としており、伝送路の分岐ポイント（図２の白丸ａ、
ｂ、ｃおよびｄで示される。）には、例えば方向性結合
器やマッハ−ツェンダー干渉計により構成された光スイ
ッチエレメントが設けられている。これらの光スイッチ
エレメントは印加された電圧の有無により、入射された
光信号の進行方向を２つの伝送路から選択する素子であ
る。

【００３２】例えば、第１ポート列ＸのポートＸ１から
入射されて分岐ポイントａに入射される光信号は、この
分岐ポイントａに設けられた光スイッチエレメントによ
り伝送路ｅまたはｆのどちらか一方に選択されて伝送さ
れることになる。さらに、２×２マトリクス光スイッチ
２８は、第１ポート列ＸのポートＸ１および第２ポート
列ＹのポートＹ１間と第１ポート列ＸのポートＸ２およ
び第２ポート列ＹのポートＹ２間とが接続状態（この実
施の形態で、あるポート間が接続されている状態とは、
このポート間を結ぶ光導波路に光が導波され得る状態の
ことをいう。）になる場合（すなわち光信号が伝送路ｅ
を進行する場合である。）と、ポートＸ１およびポート
Ｙ２間とポートＸ２およびポートＹ１間とが接続状態に
なる場合（光信号が伝送路ｆおよびｇを進行する場合で
ある。）とが切り替わるように、各分岐ポイントａ〜ｄ
に設けられた光スイッチエレメントを動作させる。

【００３３】この２×２マトリクス光スイッチ２８のス
イッチング速度は各光スイッチエレメントのスイッチン
グ速度で決まる。前述した光スイッチエレメントは機械
的可動部を利用するスイッチ素子ではなく、非線形光学
効果や電気光学効果もしくはキャリア注入による屈折率
変化を利用するものであるから、ｎｓｅｃ（ナノ秒）オ
ーダやｐｓｅｃ（ピコ秒）オーダといった高速のスイッ
チング速度が得られる。

【００３４】波長選択手段２６に入力される光信号は波
長多重されており、複数の波長チャネルを有している。
ここで、波長チャネルとは光信号を構成している光の各
波長のことをいう。ファイバグレーティング３０は、所
定の波長チャネルの光信号だけを反射させてこの光信号
の導波方向とは反対向きにすなわち入射してきた側に導
波（または出力）させ、所定の波長チャネル以外の光信
号は、そのまま先の導波方向に導波（または透過あるい
は出力）させる素子である。

【００３５】このファイバグレーティング３０は、グレ
ーティング構造を有する光ファイバであり、光導波方向
に沿ってコアの屈折率が周期的に変化する光ファイバで
構成されている。屈折率変化の周期ピッチに従い反射さ
れる光の波長が異なるから、様々な波長の光を反射させ
ることができるファイバグレーティングを用意すること
ができる。

【００３６】ここでは、ファイバグレーティング３０が
反射させる光の波長をλ₁ で表すことにする。このよう
に、ファイバグレーティング３０の両端がそれぞれ第１
ポート列Ｘの第２番目のポートＸ２および第２ポート列
Ｙの第２番目のポートＹ２に接続されているから、例え
ばポートＹ２から出力される光信号の内、波長がλ₁の
光で以て構成されている光信号（波長チャネルがλ₁ の
光信号）はファイバグレーティング３０により反射され
てポートＹ２に戻される。また、波長がλ₁ 以外の光信
号はファイバグレーティング３０を透過してポートＸ２
に入射される。

【００３７】第１光サーキュレータ１０の第１出力ポー
ト１６には光信号を受信する受信機４４が接続されてお
り、また、第２光サーキュレータ１２の第２入力ポート
２０には光信号を送信する送信機４６が接続されてい
る。各光サーキュレータ１０および１２の第１または第
２入力ポート１４および２０に入力される波長多重され
た光信号の波長チャネルは、波長選択手段２６により選
択されて、選択された光信号は第１または第２出力ポー
ト１６および２２に出力される。このように、波長選択
手段２６、第１光サーキュレータ１０、第２光サーキュ
レータ１２が相俟って波長選択ノードを構成している。

【００３８】次に、この実施の形態では、パケット交換
方式で光信号のやり取りを行う動作例を示す。パケット
交換方式とは、送りたい情報（データ）に、情報の送り
手や受け手を表す識別番号などを含むヘッダを付加した
“パケット”を単位として情報交換を行う方式である。
このヘッダ部を入力ポート側に設けた監視装置（図示さ
れず。）により読み取り、２×２マトリクス光スイッチ
２８を制御している。こうして、波長多重されたパケッ
ト列の中から特定のタイミングのパケットを取り出すこ
とができる。

【００３９】図３は、第１の構成例の動作の説明に供す
る線図である。先ず、図３の（Ａ）は、図２で説明した
伝送路ｅを光信号が伝送（導波）される場合である。こ
のようなタイミング状態は、第１入力ポート１４に外部
から入力される高速のパケット列が受信機４４側には伝
送されず、第１入出力ポート１８→第１ポート列Ｘの第
１番目のポートＸ１→第２ポート列Ｙの第１番目のポー
トＹ１→第２入出力ポート２４のように伝送されて、そ
のまま第２出力ポート２２に出力される状態であり、従
って、この状態は、パケットのドロップが行われないタ
イミング状態である。また、送信機４６から出力される
光信号は第２入力ポート２０に入力されると、上述の場
合逆方向に伝送されて第１出力ポート１６に出力されて
受信機４４に入力される。従って、この図３の（Ａ）の
接続状態のときには送信機４６と受信機４４との動作テ
ストを行うことが可能である。

【００４０】次に、図３の（Ｂ）は、波長チャネルλ₁
のパケットがドロップされるタイミングの接続状態を示
す図である。第１入力ポート１４に入力されるパケット
列はポートＸ１に入力され、伝送路ｆを通ってポートＹ
２に出力される（信号経路を矢印αで示してある。）
（図２および図３の（Ｂ））。ポートＹ２にはファイバ
グレーティング３０が接続されており、パケット列の中
から波長チャネルλ₁ のパケットのみが反射されて再び
ポートＹ２、そしてポートＸ１に戻り、第１入出力ポー
ト１８を介して第１出力ポート１６に出力され、受信機
４４によって受信されることになる（図３の（Ｂ））。

【００４１】また、送信機４６から送信された波長チャ
ネルλ₁ の光信号は、第２入力ポート２０からポートＹ
１、伝送路ｇを通過してポートＸ２に至りファイバグレ
ーティング３０に入力される（図２および図３の
（Ｂ））。次に、ファイバグレーティング３０によって
反射されてポートＸ２、伝送路ｇ、ポートＹ１、第２入
出力ポート２４および第２出力ポート２２というように
伝送されるから、この波長選択ノードの外部へパケット
を取り出すことができる（信号経路は矢印βで示され
る。）（図２および図３の（Ｂ））。

【００４２】次に、波長チャネルλ₁ のパケットがドロ
ップされるタイミングであって、波長チャネルλ₁ 以外
の波長のパケットの信号経路を示す（図３の（Ｃ））。
第１入力ポート１４に外部から入力されたパケット列の
内、波長チャネルがλ₁ ではないパケットの場合には、
ファイバグレーティング３０を通過してポートＸ２に入
力される。そして、伝送路ｇを通ってポートＹ１に出力
され、第２入出力ポート２４を介して第２出力ポート２
２に出力される（信号経路が矢印γで示されてい
る。）。

【００４３】また、送信機４６から出力される、波長チ
ャネルがλ₁ ではないパケットは、第２入力ポート２０
に入力され、ファイバグレーティング３０をそのまま通
過してしまうから、第１出力ポート１６に出力されて、
受信機４４によって受信される。

【００４４】以上説明したように、この実施の形態の波
長選択ノードは、２×２マトリクス光スイッチ２８とフ
ァイバグレーティング３０とを波長選択手段２６として
用いており、この波長選択手段２６により高速のパケッ
ト列の波長チャネルを選択して所望の出力ポートに取り
出すことができる。この構成例の２×２マトリクス光ス
イッチ２８には、スイッチング機構として機械的可動部
を用いているのではないから、従来より高速なタイミン
グで２×２マトリクス光スイッチ２８の接続状態を切り
替えることができる。よって、高速のパケット列を取り
扱うことが可能である。

【００４５】［第２の実施の形態］図４は、第２の実施
の形態の構成を示す線図である。この第２の構成例の波
長選択手段２６は、第１の構成例の２×２マトリクス光
スイッチ２８の代わりにＭ＝４すなわち４×４マトリク
ス光スイッチ４８を用いた構成である。この４×４マト
リクス光スイッチ４８のスイッチング機構は、２×２マ
トリクス光スイッチ２８と同様であり、各分岐点に設け
られた光スイッチエレメントにより駆動する。このよう
に、４×４マトリクス光スイッチ４８を用いることによ
り、増えたポートの分だけファイバグレーティングを増
設することが可能である。図４の構成例では、Ｑ＝３す
なわち３本のファイバグレーティングを使用している。

【００４６】この４×４マトリクス光スイッチ４８は、
第１ポート列Ｘとして第１番目のポートＸ１、第２番目
のポートＸ２、第３番目のポートＸ３および第４番目の
ポートＸ４を具えており、第２ポート列Ｙとして第１番
目のポートＹ１、第２番目のポートＹ２、第３番目のポ
ートＹ３および第４番目のポートＹ４を具えている。

【００４７】これらの各ポート間の接続状態は、ポート
Ｘ１とポートＹ１とが接続される場合と、ポートＸ１と
ポートＹ２、ポートＹ３およびポートＹ４のいずれか一
つのポートとが接続される場合と、また、ポートＹ１と
ポートＸ２、ポートＸ３およびポートＸ４のいずれか一
つのポートとが接続される場合とがあり、これらの状態
が所定の動作を遂行するべく切り替えられる。

【００４８】ポートＸ１およびポートＹ１には第１の構
成例と同様に、これらポートと第１および第２光サーキ
ュレータ１０および１２との間にはそれぞれ光ファイバ
４０および４２が接続されており、第１または第２光サ
ーキュレータ１０または１２を介して波長選択ノードの
外部や、受信機４４や送信機４６と光信号のやり取りが
行われようになっている。また、第１ポート列Ｘのｊ番
目（但し、ｊは２≦ｊ≦Ｍを満たす整数。）のポートと
第２ポート列のｊ番目のポートとの間がｊ番目のファイ
バグレーティングによって結合されている。この構成例
では、ポートＸ２とポートＹ２、ポートＸ３とポートＹ
３、ポートＸ４とポートＹ４との間には、それぞれファ
イバグレーティングＦ１、Ｆ２およびＦ３が個別に接続
されている。

【００４９】このように、図４に示すこの第２の構成例
は３つのファイバグレーティングＦ１、Ｆ２およびＦ３
を具え、ファイバグレーティングアレイ６２を構成して
いる。それぞれのファイバグレーティングＦ１、Ｆ２お
よびＦ３が反射する光の波長は異なっており、これらの
各波長をλ₁ 、λ₂ およびλ₃ で表すことにする。この
第２の構成例は、３つの波長チャネル（λ₁ 、λ₂ 、λ
₃ ）を選択して所望の出力ポートに出力することが可能
であり、これらの波長チャネルの間の切り替えも高速に
行うことが可能である。

【００５０】また、この実施の形態ではマトリクス光ス
イッチとして４×４マトリクス光スイッチ４８を用いた
が、これに限ることなく、一般にＭ＝ＮすなわちＮ×Ｎ
マトリクス光スイッチ（但し、ＮはＮ≧２を満たす整
数。）を用いて波長選択ノードを構成することも可能で
ある。図９は、４×４マトリクス光スイッチ４８の代わ
りにＮ×Ｎマトリクス光スイッチ３２を用いた場合の構
成を示す線図である。

【００５１】このＮ×Ｎマトリクス光スイッチ３２は、
第１ポート列Ｘとして第１番目から第Ｎ番目までのポー
トすなわちポートＸ１、ポートＸ２、・・・、ポートＸ
ＮのＮ個のポートを具えており、第２ポート列Ｙとして
第１番目から第Ｎ番目までのポートすなわちポートＹ
１、ポートＹ２、・・・、ポートＹＮのＮ個のポートを
具えている。これらの各ポート間の接続状態は、ポート
Ｘ１とポートＹ１とが接続される場合と、ポートＸ１と
第２ポート列の各ポートＹ２、Ｙ３、・・・、ＹＮ（但
し、ポートＹ１を除く。）のいずれか一つのポートとが
接続される場合と、ポートＹ１と第１ポート列の各ポー
トＸ２、Ｘ３、・・・、ＸＮ（但し、ポートＸ１を除
く。）のいずれか一つのポートとが接続される場合とが
あり、これらの状態が所定の動作を遂行するべく切り替
えられる。

【００５２】ポートＸ１およびポートＹ１には、それぞ
れ光ファイバ４０および４２が接続されており、第１ま
たは第２光サーキュレータ１０または１２を介して波長
選択ノードの外部や、受信機４４や送信機４６と光信号
のやり取りが行われるようになっている。

【００５３】また、図４で説明した構成例の場合と同様
に、第１ポート列Ｘのｊ番目のポートと第２ポート列Ｙ
のｊ番目のポートがｊ番目のファイバグレーティングで
結合されている。従って、この図９の構成例でも、ポー
トＸ２とポートＹ２、ポートＸ３とポートＹ３、・・
・、ポートＸＮとポートＹＮとのそれぞれの間には、フ
ァイバグレーティングＦ１、Ｆ２、・・・、Ｆ（Ｎ−
１）が接続されていて、これらの（Ｎ−１）個（本）の
ファイバグレーティングはファイバグレーティングアレ
イ３４を構成している。

【００５４】このように、この第２の構成例の変形例
は、（Ｎ−１）個のファイバグレーティングの中から一
つを選択して光を導波させる構成であり、光を導波させ
るファイバグレーティングを切り替えることができるよ
うになっており、それぞれのファイバグレーティングが
反射する光の波長が異なるように設定されていれば、
（Ｎ−１）個の波長チャネルを選択して所望の出力ポー
トに出力することが可能である。また、これらの波長チ
ャネルの間の切り替えも高速に行うことが可能である。

【００５５】［第３の実施の形態］図５は第３の実施の
形態の構成を示す線図である。この第３の構成例は、第
１および第２光サーキュレータ１０および１２間に複数
段（Ｒ段）の波長選択手段を直列に結合して設けた例で
あり、この構成例ではＲ＝３としている。従って、この
波長選択手段を３つ直列に設けた構成例である。すなわ
ち３段の波長選択手段Ｈ１、Ｈ２およびＨ３を第１およ
び第２光サーキュレータ１０および１２間に具えてい
る。そして、この構成例では、各波長選択手段は、光ス
イッチとしてＭ＝２の光スイッチを使用し、およびファ
イバグレーティングとしてＱ＝１すなわち１本のファイ
バグレーティングを使用している。そして、第１入出力
ポート１８と１段目の波長選択手段Ｈ１を構成する２×
２マトリクス光スイッチ２８のポートＸ１とが光ファイ
バ４０で以て接続されており、また、第２入出力ポート
２４と３段目の波長選択手段Ｈ３を構成する２×２マト
リクス光スイッチ２８のポートＹ１とが光ファイバ４２
で以て接続されている。このように、波長選択ノードの
外部、受信機４４、送信機４６、３つの波長選択手段Ｈ
１、Ｈ２およびＨ３との間で光信号の入出力がなされる
ように構成されている。

【００５６】また、１段目の波長選択手段Ｈ１を構成す
る２×２マトリクス光スイッチ２８のポートＹ１と２段
目の波長選択手段Ｈ２を構成する２×２マトリクス光ス
イッチ２８のポートＸ１とが光ファイバ６４で以て接続
されており、２段目の波長選択手段Ｈ２を構成する２×
２マトリクス光スイッチ２８のポートＹ１と３段目の波
長選択手段Ｈ３を構成する２×２マトリクス光スイッチ
２８のポートＸ１とが光ファイバ６６で以て接続されて
おり、これらの間で光信号の入出力がなされるように構
成されている。このように、３つの波長選択手段Ｈ１、
Ｈ２およびＨ３が直列に接続されて設けられている。

【００５７】各波長選択手段Ｈ１、Ｈ２およびＨ３を構
成する２×２マトリクス光スイッチ２８のポートＸ２お
よびポートＹ２間にはファイバグレーティングＦ１、Ｆ
２およびＦ３がそれぞれ接続されている。各ファイバグ
レーティングの反射する光の波長は、前述したように、
波長選択手段Ｈ１を構成するファイバグレーティングＦ
１は波長λ₁ 、波長選択手段Ｈ２を構成するファイバグ
レーティングＦ２は波長λ₂ 、波長選択手段Ｈ３を構成
するファイバグレーティングＦ３は波長λ₃ の光をそれ
ぞれ反射させる。このように、各波長選択手段Ｈ１、Ｈ
２およびＨ３を構成するファイバグレーティングＦ１、
Ｆ２およびＦ３が選択する波長チャネル（λ₁ 、λ₂ 、
λ₃ ）がそれぞれ異なるようにセッティングされてい
る。

【００５８】以上説明した第３の構成例によれば、複数
の波長チャネルを同時に選択して所望の出力ポートに出
力させることができる。すなわち、第２の構成例のよう
に、波長チャネルの切り替えを入力されるパケット毎に
行わなくてもよい。

【００５９】例えば、図５を用いて、あるタイミングに
おける光信号の導波経路について説明する。ここでは、
１段目の波長選択手段Ｈ１を構成する２×２マトリクス
光スイッチ２８の接続状態は図２で説明した伝送路ｅお
よびｈに光を導波させる場合であり、その他の２段目お
よび３段目の波長選択手段Ｈ２およびＨ３を構成する２
×２マトリクス光スイッチ２８の接続状態は伝送路ｆお
よびｇに光を導波させる場合のタイミングであるとす
る。

【００６０】従って、先ず、第１入力ポート１４から入
力したパケット列はファイバグレーティングＦ１に入力
されないから、波長チャネルに関係なく波長選択手段Ｈ
１を反射されずに通過してしまう。次に、このパケット
列は２段目の波長選択手段Ｈ２に入力されるが、ここで
は波長チャネルλ₂ のファイバグレーティングＦ２を通
過しなければならないので、波長チャネルがλ₂ のパケ
ットはここで反射されて逆向きに導波されることにな
る。この波長チャネルλ₂ のパケットは第１出力ポート
１６から出力され、受信機４４によって受信される。

【００６１】ファイバグレーティングＦ２によって選択
されなかったパケット列はそのまま素通りして、次は、
３段目の波長選択手段Ｈ３に入射する。ここでは、波長
チャネルがλ₃ のパケットがファイバグレーティングＦ
３によって反射される。波長チャネルがλ₃ のパケット
は逆方向に導波して、受信機４４によって受信されるこ
とになる。また、このときに選択されなかった波長チャ
ネルのパケットは第２光サーキュレータ１２の第２出力
ポート２２から外部へ伝送されてしまう。

【００６２】上述の通り、この第３の構成例の動作例に
よれば、波長チャネルの切り替え動作を外部から指示す
ることなく、２つの波長チャネルλ₂ およびλ₃ を選択
して受信機４４に取り込むことができた。このように、
この第３の構成例では最大３つの波長の光（λ₁ 、λ
₂ 、λ₃ ）を同時に選択することが可能である。また、
ある波長チャネルの光信号を取り込むか否かの切り替え
動作も第１の実施の形態で述べたように高速に行うこと
が可能である。

【００６３】尚、直列に接続する波長選択手段の数を増
やすことにより、同時に選択可能な波長チャネルの数を
増やすことができる。図６は、第１光サーキュレータ１
０および第２光サーキュレータ１２間にＲ段（但し、Ｒ
は整数。）の波長選択手段（記号Ｈ１、Ｈ２、・・・、
ＨＲで示す。）を直列に具える場合の構成を示す線図で
ある。

【００６４】この第３の構成例の変形例は、Ｒ段の波長
選択手段Ｈ１、Ｈ２、・・・、ＨＲを具えており、各波
長選択手段を構成しているファイバグレーティングＦ
１、Ｆ２、・・・、ＦＲの波長チャネルがそれぞれ異な
っている。従って、この構成例によれば、同時に最大Ｒ
個の波長チャネルを選択することが可能である。

【００６５】しかし、この場合にはスイッチロスがかな
り大きくなるから、図６に示すように、各波長選択手段
Ｈ１、Ｈ２、・・・、ＨＲ間に双方向光アンプ６８を挿
入するのがよい。一つの波長選択手段によるロスをＬと
して、双方向光アンプ６８のゲインをＧとすると、Ｇ＝
Ｌとなるように設定しておけば、どのファイバグレーテ
ィングから反射された光であっても所定の出力ポートに
到達したときのロスが無くなるようにすることができ
る。

【００６６】さらに、図７に、別の第３の構成例の変形
例を示す。この構成例は、第１の構成例の波長選択ノー
ドを３つ従属的に設けてなる構成の波長選択ノードであ
る。すなわち１段目の波長選択ノードの第１出力ポート
１６が２段目の波長選択ノードの第１入力ポート１４に
光ファイバ等で以て接続されている。また、１段目の波
長選択ノードの第２出力ポート２２が２段目の波長選択
ノードの第２入力ポート２０に接続されている。

【００６７】また、２段目の波長選択ノードの第１出力
ポート１６が３段目の波長選択ノードの第１入力ポート
１４に接続されており、２段目の波長選択ノードの第２
出力ポート２２が３段目の波長選択ノードの第２入力ポ
ート２０に接続されている。尚、３段目の波長選択ノー
ドの第１出力ポート１６には受信機４４が接続されてお
り、１段目の第２入力ポート２０には送信機４６が接続
されている。

【００６８】この第３の構成例の変形例は、図５を参照
して説明した第３の構成例と同様の動作を行い、同時に
複数の波長チャネルの光信号を選択することができる。
但し、この第３の構成例の変形例の場合には素子（光サ
ーキュレータ等）の数が多くなってしまうから、コスト
等の面からは望ましくない。

【００６９】［第４の実施の形態］図８は、第４の実施
の形態の構成を示す線図である。この第４の構成例は、
既に説明した第２の構成例（図４）と第３の構成例（図
５）との主要構成を組み合わせた構成となっている。す
なわち波長選択手段Ｈ１、Ｈ２およびＨ３を３つ直列に
接続してあり、波長選択手段Ｈ１は４×４マトリクス光
スイッチ４８とファイバグレーティングＦ１、Ｆ２およ
びＦ３とから構成されており、波長選択手段Ｈ２は４×
４マトリクス光スイッチ４８とファイバグレーティング
Ｆ４、Ｆ５およびＦ６とから構成されており、波長選択
手段Ｈ３は４×４マトリクス光スイッチ４８とファイバ
グレーティングＦ７、Ｆ８およびＦ９とから構成されて
いる。各ファイバグレーティングが反射する波長チャネ
ルを波長選択手段毎に、かつ、ファイバグレーティング
毎に異なるものに設定しておけば、同時に選択できる波
長チャネルを２７通りに切り替えることが可能である。

【００７０】また、４×４マトリクス光スイッチ４８の
代わりにＮ×Ｎマトリクス光スイッチ３２（図９）を用
いてもよいし、波長選択手段を複数段設けることも可能
である。このように、構成すれば、同時に選択できる波
長チャネルをさらに増大させることができる。

【００７１】［第５の実施の形態］図１０は、第５の実
施の形態の構成を示す線図である。この第５の構成例
は、上述した第１光サーキュレータ１０、第２光サーキ
ュレータ１２、受信機４４および送信機４６を具えてい
る。また、上述した構成と異なる構成の波長選択手段２
６を具えている。この実施の形態の波長選択手段２６
は、１個のポートからなる第１ポート列ｘと、Ｍ＝３す
なわち３個の独立したポートからなる第２ポート列Ｘと
を有した第１光スイッチ７０を具えている。そして、第
１ポート列のポートと第２ポート列のあるポートとの間
には、光が導波されるように構成されている。第１光ス
イッチ７０は、どのポート間に光を導波させるかを切り
替える１×３光スイッチである。

【００７２】また、波長選択手段２６は、３個の独立し
たポートからなる第３ポート列Ｙと１個のポートからな
る第４ポート列ｙとを有した第２光スイッチ７２を具え
ている。この第３ポート列のあるポートと第４ポート列
のポートとの間には、光が導波されるようになってい
る。そして、第２光スイッチ７２は、光を導波させるポ
ート間を切り替えるスイッチング機能を有している。こ
のように、第２光スイッチ７２は、１×３光スイッチで
ある。

【００７３】さらに、波長選択手段２６は、第２ポート
列Ｘのあるポートと第３ポート列Ｙのあるポートとの間
に結合されたＳ個（但し、Ｓは１≦Ｓ≦Ｍを満たす整
数。）のファイバグレーティングを具えている。ここで
説明する構成例は、Ｓ＝２すなわち２本のファイバグレ
ーティングＦ１およびＦ２を具えている。

【００７４】第１光スイッチ７０は、第１ポート列ｘと
してポートｘを具えており、第２ポート列Ｘとして１番
目のポートＸ１、２番目のポートＸ２および３番目のポ
ートＸ３を具えている。また、第２光スイッチ７２は、
第３ポート列Ｙとして１番目のポートＹ１、２番目のポ
ートＹ２および３番目のポートＹ３を具えており、第４
ポート列ｙとしてポートｙを具えている。

【００７５】第１光サーキュレータ１０と第１光スイッ
チ７０との結合および第２光サーキュレータ１２と第２
光スイッチ７２との結合は、好ましくは、光ファイバを
用いて行われる。この例では、ポートｘは第１光サーキ
ュレータ１０の第１入出力ポート１８に光ファイバ４０
で以て結合されており、同様にして、ポートｙも第２光
サーキュレータ１２の第２入出力ポート２４に光ファイ
バ４２で以て結合されている。

【００７６】また、ポートＸ２にファイバグレーティン
グＦ１の一方の端部が接続されており、ポートＹ２にフ
ァイバグレーティングＦ１の他方の端部が接続されてい
る。そして、ポートＸ２およびポートＹ２間がファイバ
グレーティングＦ１により接続されている。また、ポー
トＸ３にファイバグレーティングＦ２の一方の端部が接
続されており、ポートＹ３にファイバグレーティングＦ
２の他方の端部が接続されている。また、ポートＸ３お
よびポートＹ３間はファイバグレーティングＦ２により
接続されている。

【００７７】そして、第２および第３ポート列の内、フ
ァイバグレーティングが接続されないポート間同士すな
わちポートＸ１およびポートＹ１同士は、光ファイバ７
４がバイパス経路として用いられて結合されている。す
なわち、ポートＸ１に光ファイバ７４の一方の端部が接
続されており、ポートＹ１に光ファイバ７４の他方の端
部が接続されている。

【００７８】光スイッチ７０および７２は、上述したマ
トリクス光スイッチと同様に、例えば、基板上に形成さ
れた光導波路を伝送路として用いており、伝送路の分岐
ポイントには、例えば方向性結合器やマッハ−ツェンダ
ー干渉計により構成された光スイッチエレメントが設け
られている。そして、これらの光スイッチエレメント
は、印加された電圧の有無に応じて、入射された光信号
の進行方向を複数（この例では３つ）の伝送路の中から
選択する機能を有する。従って、これら光スイッチ７０
および７２は、それぞれが具えるポート列の任意のポー
ト同士を互いに光結合させることができる。よって、第
１光スイッチおよび第２光スイッチ７０および７２間に
具えられた任意のファイバグレーティングが、光を通過
させる経路として選択される。また、この構成例のよう
に複数のファイバグレーティングを具える場合には、同
時に、これらファイバグレーティングを、別々の光を通
過させる経路として、それぞれ選択することができる。

【００７９】上述したファイバグレーティングＦ１およ
びＦ２は、それぞれ異なる波長の光を反射させる特性を
有している。この構成例では、ファイバグレーティング
Ｆ１が反射させる光の波長をλ１で表し、ファイバグレ
ーティングＦ２が反射させる光の波長をλ２で表すこと
にする。従って、例えばポートｘに入射され、ポートＸ
２に選択されて出力される光の中で、波長がλ１の光
は、ファイバグレーティングＦ１によって反射されてポ
ートＸ２に戻される。また、例えばポートｘに入射さ
れ、ポートＸ３に選択されて出力される光の中で、波長
がλ２の光は、ファイバグレーティングＦ２によって反
射されてポートＸ３に戻される。

【００８０】尚、以上説明した第１光サーキュレータ１
０、第２光サーキュレータ１２、波長選択手段２６は、
個別の部品を結合することにより構成してもよいし、ま
た、すべてを同一の基板上に光導波路等を用いて集積化
した構成としてもよい。

【００８１】上述した各実施の形態の構成例と同様に、
この第５の構成例では、第１光サーキュレータ１０の第
１出力ポート１６に、受信機４４の抽出ポートが例えば
光ファイバにより接続される。また、第２光サーキュレ
ータ１２の第２入力ポート２０には、送信機４６の挿入
ポートが例えば光ファイバにより接続される。

【００８２】図１１は、第５の構成例の動作の説明に供
する線図である。尚、図の簡略化のため、主要な構成要
素以外の要素の番号および記号を省略して示してある。
図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）のそれぞれは、ある同
一のタイミング状態を模式的に示す図である。

【００８３】先ず、図１１（Ａ）は、波長λ１以外の光
αがポートｘに入射し、ポートＸ２に選択されて出力さ
れた場合の伝播経路を示している。また、波長λ２の光
βがポートｘに入射し、ポートＸ３に選択されて出力さ
れた場合の伝播経路も示してある。

【００８４】先ず、光αについてみると、光αは、第１
光サーキュレータ１０の第１入力ポート１４から入射
し、第１入出力ポート１８から出力され、第１光スイッ
チ７０のポートｘに入射される。そして、第１光スイッ
チ７０は、前述したように、光αが構成する信号に付さ
れたヘッダの情報に応じて、光αがポートＸ２に出力さ
れるようにスイッチングを行う。そして、ポートＸ２か
ら出力された光αは、ファイバグレーティングＦ１に入
射される。光αの波長は、ファイバグレーティングＦ１
の反射波長ではないから、光αはファイバグレーティン
グＦ１に反射されずにそのまま通過し、第２光スイッチ
７２のポートＹ２に入射される。そして、光αは、ポー
トｙから出力し、第２光サーキュレータ１２により第２
出力ポート２２に送り出される。

【００８５】次に、光βについてみると、光βは、光α
と同様に、第１入力ポート１４から入射し、第１入出力
ポート１８から出力され、ポートｘに入射される。そし
て、第１光スイッチ７０は、光βのヘッダ情報に応じ
て、光βがポートＸ３に出力されるようにスイッチング
を行う。そして、ポートＸ３から出力された光βは、フ
ァイバグレーティングＦ２に入射される。光βの波長
は、ファイバグレーティングＦ２の反射波長λ２であ
る。従って、光βはファイバグレーティングＦ２によっ
て反射されてポートＸ３に戻される。そして、光βは、
第１入出力ポート１８を経て、第１出力ポート１６から
出力され、受信機４４に入力される。このように、この
タイミングでは、受信機４４によって光βが抽出され
る。従って、図１１（Ａ）に示すタイミング状態は、波
長λ２の光が構成するパケットがドロップされるタイミ
ング状態である。

【００８６】このように、第１光サーキュレータ１０の
第１入力ポート１４から光を入射させる場合だけである
のならば、第２光スイッチ７２を、スイッチング機能を
具えていない、通常の光合波器としても構わない。尚、
複数の波長の光が同時に選択されるときは、この場合の
第２光スイッチ７２のように、出力側の光スイッチが選
択された波長の光を合波する光合波器となる。

【００８７】尚、合波される各光の位相は安定である必
要がある（光の位相が不安定に移り変ると、正確な信号
伝送が行えない）。このためには、上述したように、こ
の波長選択ノードを光導波路構造として構成するのが良
い。光導波路構造であれば、伝播される光の電界状態を
変えないので、位相が安定である。

【００８８】このように、この波長選択ノードによれ
ば、同時に複数の波長の光が選択可能である。従って、
従来のように、例えば、第２光スイッチ７２および第２
光サーキュレータ１２の間に、目的としない波長の光を
排除するための装置を挿入しなくともよい。

【００８９】次に、図１１（Ｂ）は、波長λ２の光γが
ポートｙに入射し、ポートＹ３に選択されて出力される
場合の伝播経路を示してある。光γについてみると、光
γは、第２光サーキュレータ１２の第２入力ポート２０
から入射し、第２入出力ポート２４から出力され、第２
光スイッチ７２のポートｙに入射される。そして、第２
光スイッチ７２は、前述したように、光γが構成する信
号に付されたヘッダの情報に応じて、光γがポートＹ３
に出力されるようにスイッチングを行う。光γの波長
は、ファイバグレーティングＦ２の反射波長λ２であ
る。従って、光γはファイバグレーティングＦ２によっ
て反射されてポートＹ３に戻される。そして、光γは、
第２入出力ポート２４を経て、第２出力ポート２２から
外部に送り出される。よって、上述した光αに光γが挿
入される形で、外部に光信号が出力されることになる。
また、例えば、光γが波長γ２以外の光であるときに
は、上記の場合、光γはファイバグレーティングＦ２を
通過してしまい受信機４４により抽出される。

【００９０】このように、複数の光信号の伝送経路を、
この波長選択ノードにより、その波長に応じて選択する
ことができる。従って、この第５の構成例によれば、第
２の構成例（図４）や第３の構成例（図５）と同一の働
きをする。さらに、第３の構成例に比べると、光スイッ
チが少数段で済むので、損失が少ないという利点があ
る。

【００９１】以上の第１から第５の実施の形態で説明し
たように、ファイバグレーティング等の固定型フィルタ
（通過帯域が固定されているフィルタ）を用いて高速の
フィルタのオンーオフ（パケットをドロップするか否か
の切り替え）と高速の波長チャネルの切り替えとを行う
ことが可能である。

【００９２】

【発明の効果】上述した説明から明らかなように、この
発明の波長選択ノードによれば、波長選択手段をマトリ
クス光スイッチとファイバグレーティングとで以て構成
することにより、波長チャネルの切り替えを、マトリク
ス光スイッチの接続状態の変更により行え、このマトリ
クス光スイッチを機械可動式でないものにできるから、
従来より速い光スイッチング動作が得られる。また、あ
る波長チャネルの光信号を選択するか否かのスイッチン
グ動作も高速に行える。

【００９３】さらに、複数個の波長選択手段を直列に設
ければ、波長選択手段を構成するファイバグレーティン
グの波長チャネルをそれぞれ異なるように設定すること
により、同時に複数の波長チャネルを選択することが可
能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態の構成を示す図である。

【図２】２×２マトリクス光スイッチの構成を示す図で
ある。

【図３】第１の実施の形態の動作の説明に供する図であ
る。

【図４】第２の実施の形態の構成を示す図である。

【図５】第３の実施の形態の構成を示す図である。

【図６】第３の実施の形態の変形例の構成を示す図であ
る。

【図７】第３の実施の形態の別の変形例の構成を示す図
である。

【図８】第４の実施の形態の構成を示す図である。

【図９】第２の実施の形態の変形例の構成を示す図であ
る。

【図１０】第５の実施の形態の構成を示す図である。

【図１１】第５の実施の形態の動作の説明に供する図で
ある。

【符号の説明】

１０：第１光サーキュレータ １２：第２光サーキュレータ １４：第１入力ポート １６：第１出力ポート １８：第１入出力ポート ２０：第２入力ポート ２２：第２出力ポート ２４：第２入出力ポート ２６：波長選択手段 ２８：２×２マトリクス光スイッチ ３０：ファイバグレーティング ３２：Ｎ×Ｎマトリクス光スイッチ ３４、６２：ファイバグレーティングアレイ ４０、４２、６４、６６：光ファイバ ４４：受信機 ４６：送信機 ４８：４×４マトリクス光スイッチ ６８：双方向光アンプ ７０：第１光スイッチ ７２：第２光スイッチ ７４：光ファイバ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１入力ポート、第１出力ポートおよび
   第１入出力ポートを少なくとも具える第１光サーキュレ
   ータと、第２入力ポート、第２出力ポートおよび第２入
   出力ポートを少なくとも具える第２光サーキュレータ
   と、前記第１入出力ポートおよび第２入出力ポート間に
   結合された波長選択手段とを具え、前記第１または第２
   入力ポートに入力される波長多重された光信号を該波長
   選択手段により選択して、前記選択された波長の光信号
   を前記第１または第２出力ポートに出力する波長選択ノ
   ードにおいて、 前記波長選択手段は、 Ｍ個（但し、Ｍは２以上の整数。）の独立したポートか
   らなる第１ポート列と、Ｍ個の独立したポートからなる
   第２ポート列とを有していて、該第１ポート列のあるポ
   ートと該第２ポート列のあるポートとの間で光を導波さ
   せるように光スイッチングできるマトリクス光スイッチ
   と、 前記第１ポート列のあるポートと前記第２ポート列のあ
   るポートとの間に結合された、Ｑ個（但し、Ｑは整
   数。）のファイバグレーティングとを以て構成してある
   ことを特徴とする波長選択ノード。
2. 【請求項２】 第１入力ポート、第１出力ポートおよび
   第１入出力ポートを少なくとも具える第１光サーキュレ
   ータと、第２入力ポート、第２出力ポートおよび第２入
   出力ポートを少なくとも具える第２光サーキュレータ
   と、前記第１入出力ポートおよび第２入出力ポート間に
   結合された波長選択手段とを具え、前記第１または第２
   入力ポートに入力される波長多重された光信号を該波長
   選択手段により選択して、前記選択された波長の光信号
   を前記第１または第２出力ポートに出力する波長選択ノ
   ードにおいて、 前記波長選択手段は、 Ｍ個（但し、Ｍは２以上の整数。）の独立したポートか
   らなる第１ポート列と、Ｍ個の独立したポートからなる
   第２ポート列とを有していて、該第１ポート列のあるポ
   ートと該第２ポート列のあるポートとの間で光を導波さ
   せるように光スイッチングできるマトリクス光スイッチ
   と、 前記第１ポート列のあるポートと前記第２ポート列のあ
   るポートとの間に結合された、（Ｍ−１）個のファイバ
   グレーティングとを以て構成してあり、 前記第１入出力ポートと前記第１ポート列の１番目のポ
   ートとの間が結合されており、 前記第２入出力ポートと前記第２ポート列の１番目のポ
   ートとの間が結合されており、 前記第１ポート列のｊ番目（但し、ｊは２≦ｊ≦Ｍを満
   たす整数。）のポートと前記第２ポート列のｊ番目のポ
   ートとの間がｊ番目の前記ファイバグレーティングによ
   り接続されており、 前記ファイバグレーティングはそれぞれ異なる波長の光
   を反射させる特性を有していることを特徴とする波長選
   択ノード。
3. 【請求項３】 第１入力ポート、第１出力ポートおよび
   第１入出力ポートを少なくとも具える第１光サーキュレ
   ータと、第２入力ポート、第２出力ポートおよび第２入
   出力ポートを少なくとも具える第２光サーキュレータ
   と、前記第１入出力ポートおよび第２入出力ポート間に
   結合された波長選択手段とを具え、前記第１または第２
   入力ポートに入力される波長多重された光信号を該波長
   選択手段により選択して、前記選択された波長の光信号
   を前記第１または第２出力ポートに出力する波長選択ノ
   ードにおいて、 前記波長選択手段は、 Ｍ個（但し、Ｍは２以上の整数。）の独立したポートか
   らなる第１ポート列と、Ｍ個の独立したポートからなる
   第２ポート列とを有していて、該第１ポート列のあるポ
   ートと該第２ポート列のあるポートとの間で光を導波さ
   せるように光スイッチングできるマトリクス光スイッチ
   と、 前記第１ポート列のあるポートと前記第２ポート列のあ
   るポートとの間に結合された、（Ｍ−１）個のファイバ
   グレーティングとを以て構成してあり、 前記第１入出力ポートと前記第１ポート列の１番目のポ
   ートとの間が結合されており、 前記第２入出力ポートと前記第２ポート列の１番目のポ
   ートとの間が結合されており、 前記第１ポート列のｊ番目（但し、ｊは２≦ｊ≦Ｍを満
   たす整数。）のポートと前記第２ポート列のｊ番目のポ
   ートとの間がｊ番目の前記ファイバグレーティングによ
   り接続されており、 前記波長選択手段を前記第１および第２光サーキュレー
   タ間にＲ段（但し、Ｒは２以上の整数。）具えていて、 前記第１入出力ポートと前記１段目の波長選択手段を構
   成する前記マトリクス光スイッチの前記第１ポート列の
   １番目のポートとの間が結合されており、 前記第２入出力ポートと前記Ｒ段目の波長選択手段を構
   成する前記マトリクス光スイッチの前記第２ポート列の
   １番目のポートとの間が結合されており、 前記（ｋ−１）段目（但し、ｋは２≦ｋ≦Ｒを満たす整
   数。）の波長選択手段を構成する前記マトリクス光スイ
   ッチの前記第２ポート列の１番目のポートと前記ｋ段目
   の波長選択手段を構成する前記マトリクス光スイッチの
   前記第１ポート列の１番目のポートとの間が結合されて
   おり、 前記波長選択手段を構成する前記ファイバグレーティン
   グはそれぞれ異なる波長の光を反射させる特性を有して
   いることを特徴とする波長選択ノード。
4. 【請求項４】 第１入力ポート、第１出力ポートおよび
   第１入出力ポートを少なくとも具える第１光サーキュレ
   ータと、第２入力ポート、第２出力ポートおよび第２入
   出力ポートを少なくとも具える第２光サーキュレータ
   と、前記第１入出力ポートおよび第２入出力ポート間に
   結合された波長選択手段とを具え、前記第１または第２
   入力ポートに入力される波長多重された光信号を該波長
   選択手段により選択して、前記選択された波長の光信号
   を前記第１または第２出力ポートに出力する波長選択ノ
   ードにおいて、 前記波長選択手段は、 ２個の独立したポートからなる第１ポート列と、２個の
   独立したポートからなる第２ポート列とを有していて、
   該第１ポート列の１番目のポートと該第２ポート列の１
   番目のポートとの間、該第１ポート列の１番目のポート
   と該第２ポート列の２番目のポートとの間および該第２
   ポート列の１番目のポートと該第１ポート列の２番目の
   ポートとの間で光を導波させるように光スイッチングで
   きるマトリクス光スイッチと、 前記第１ポート列の２番目のポートと前記第２ポート列
   の２番目のポートとの間に結合された、１個のファイバ
   グレーティングとを以て構成してあることを特徴とする
   波長選択ノード。
5. 【請求項５】 第１入力ポート、第１出力ポートおよび
   第１入出力ポートを少なくとも具える第１光サーキュレ
   ータと、第２入力ポート、第２出力ポートおよび第２入
   出力ポートを少なくとも具える第２光サーキュレータ
   と、前記第１入出力ポートおよび第２入出力ポート間に
   結合された波長選択手段とを具え、前記第１または第２
   入力ポートに入力される波長多重された光信号を該波長
   選択手段により選択して、前記選択された波長の光信号
   を前記第１または第２出力ポートに出力する波長選択ノ
   ードにおいて、 前記波長選択手段は、 ２個の独立したポートからなる第１ポート列と、２個の
   独立したポートからなる第２ポート列とを有していて、
   該第１ポート列の１番目のポートと該第２ポート列の１
   番目のポートとの間、該第１ポート列の１番目のポート
   と該第２ポート列の２番目のポートとの間および該第２
   ポート列の１番目のポートと該第１ポート列の２番目の
   ポートとの間で光を導波させるように光スイッチングで
   きるマトリクス光スイッチと、 前記第１ポート列の２番目のポートと前記第２ポート列
   の２番目のポートとの間に結合された、１個のファイバ
   グレーティングとを以て構成してあり、 前記波長選択手段を前記第１および第２光サーキュレー
   タ間にＲ段（但し、Ｒは２以上の整数。）具えていて、 前記第１入出力ポートと前記１段目の波長選択手段を構
   成する前記マトリクス光スイッチの前記第１ポート列の
   １番目のポートとの間が結合されており、 前記第２入出力ポートと前記Ｒ段目の波長選択手段を構
   成するマトリクス光スイッチの前記第２ポート列の１番
   目のポートとの間が結合されており、 前記（ｋ−１）段目（但し、ｋは２≦ｋ≦Ｒを満たす整
   数。）の波長選択手段を構成する前記マトリクス光スイ
   ッチの前記第２ポート列の１番目のポートと前記ｋ段目
   の波長選択手段を構成する前記マトリクス光スイッチの
   前記第１ポート列の１番目のポートとの間が結合されて
   おり、 前記各波長選択手段を構成する前記ファイバグレーティ
   ングがそれぞれ異なる波長の光を反射させることを特徴
   とする波長選択ノード。
6. 【請求項６】 第１入力ポート、第１出力ポートおよび
   第１入出力ポートを少なくとも具える第１光サーキュレ
   ータと、第２入力ポート、第２出力ポートおよび第２入
   出力ポートを少なくとも具える第２光サーキュレータ
   と、前記第１入出力ポートおよび第２入出力ポート間に
   結合された波長選択手段とを具え、前記第１または第２
   入力ポートに入力される波長多重された光信号を該波長
   選択手段により選択して、前記選択された波長の光信号
   を前記第１または第２出力ポートに出力する波長選択ノ
   ードにおいて、 前記波長選択手段は、 １個のポートからなる第１ポート列と、Ｍ個（但し、Ｍ
   は２以上の整数。）の独立したポートからなる第２ポー
   ト列とを有していて、該第１ポート列のポートと該第２
   ポート列のあるポートとの間で光を導波させるように光
   スイッチングできる第１光スイッチと、 Ｍ個の独立したポートからなる第３ポート列と、１個の
   ポートからなる第４ポート列とを有していて、該第３ポ
   ート列のあるポートと該第２ポート列のポートとの間で
   光を導波させるように光スイッチングできる第２光スイ
   ッチと、 前記第２ポート列のあるポートと前記第３ポート列のあ
   るポートとの間に結合されたＳ個（但し、Ｓは１≦Ｓ≦
   Ｍを満たす整数。）のファイバグレーティングとを以て
   構成してあり、 前記第１入出力ポートと前記第１ポート列のポートとの
   間が結合されており、 前記第２入出力ポートと前記第４ポート列のポートとの
   間が結合されており、 前記第２ポート列のｉ番目（但し、ｉは１≦ｉ≦Ｓを満
   たす整数。）のポートと前記第３ポート列のｉ番目のポ
   ートとの間がｉ番目の前記ファイバグレーティングによ
   り接続されており、 前記ファイバグレーティングはそれぞれ異なる波長の光
   を反射させる特性を有しており、 前記第２および第３ポート列の前記ファイバグレーティ
   ングが接続されないポート間同士が結合されていること
   を特徴とする波長選択ノード。