JPH0946735A - 光クロスコネクト方法および該方法を用いた光クロスコネクト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一部の光クロスコネクト装置において生じた
基準光の異常等が光通信網内の他の光クロスコネクト装
置に伝搬することのない光クロスコネクト装置を提供す
る。 【解決手段】 光アンプ14は、光通信網内における基準
周波数を有する絶対基準光を基準局から受信する。一
方、１×２スイッチB1〜BNは、互いに周波数が異なる複
数の光信号を含む入力光を光ファイバF1〜FNを通して受
け付けて、制御部18の指示にしたがって、現用系スイッ
チモジュールS1〜SNもしくは予備系スイッチモジュール
SRのいずれかに送る。スイッチモジュールS1〜SN、SR 内
のOR/OS部は、入力光を受け付けて、異なる周波数の光
信号ごとに分離する。さらに、OR/OS 部は、分離された
光信号に含まれるパルス波形を再生する。その後、OR/O
S部は、絶対基準光を基準として所定の周波数の光を生
成し、再生されたパルス波形を用いて、生成された光を
変調して、出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信網において
用いられる光クロスコネクト方法および該方法を用いた
光クロスコネクト装置に関し、特に、特定の周波数を有
する光信号を生成する方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、光通信網用の複数伝送路間に
おいて、パスの集束、分離、詰替えを行なう光クロスコ
ネクト装置が提案されている。また、光信号の多重方法
として、１本の光ファイバの中に、周波数帯域が異なる
複数の光を伝搬させて多重化する技術があり、数個の異
なる周波数帯域の光が多重化されている光波長分割多重
(WDM) と、これよりも周波数帯域の数をはるかに多くし
た、多数（数百または数千）の異なる周波数帯域の光が
多重化されている光周波数分割多重(FDM) とがある。

【０００３】WDM またはFDM を用いた光クロスコネクト
装置において、この装置が収容する光ファイバ数を通信
需要の増大等に応じて拡張する際に光ファイバ数を容易
に拡張できるものが提案されている。このようなものと
して例えば、「拡張性に優れたオプティカルパス・クロ
スコネクトシステム」（1994年電子情報通信学会春季大
会B-839 ）に記載されている光クロスコネクト装置があ
る。

【０００４】この光クロスコネクト装置は、２×Ｎ本の
光ファイバ（１つの伝送路について入側ファイバと出側
ファイバが各１本ずつあり、計２本で１組とし、Ｎ本の
伝送路、すなわちＮ組の光ファイバがあるとする）を収
容し、光ファイバの各々にはＭ個の異なる波長の光信号
が多重されている。そして、各組ごとに１つ、合計Ｎ個
のスイッチモジュールを設けている。

【０００５】以下では、Ｎ本の伝送路により、Ｎ個のノ
ードと光クロスコネクト装置とが接続されており、各伝
送路は前記一組（２本）の光ファイバからなり、２本の
光ファイバにより双方向通信を行なうものとする。

【０００６】Ｎ個のスイッチモジュールは、同一の機能
および構成を有するものである。各スイッチモジュール
の入側（分波回路）には、１本の入側光ファイバが接続
され、出側は前記のＮ個のノードN1,N2,…,NN に対応し
てＮ個のポートに分岐している。これらのポートは光フ
ァイバにより、Ｎ個のカプラに接続されている。Ｎ個の
カプラは、Ｎ個のスイッチモジュールからの合計Ｎ×Ｎ
本の光ファイバを行き先ごとに合流させるためのもので
あり、合流させた光信号を前記の出側光ファイバに出力
する。

【０００７】各スイッチモジュールは、入側ファイバか
ら入力された入力光に含まれるＭ個の光信号を、光クロ
スコネクト装置内の制御部からの経路指定にしたがっ
て、Ｎ個のノードのいずれかに振り分ける機能を有す
る。そのために、１つのスイッチモジュールは、１個の
分波回路と、分波回路の後段に設けられたＭ個のOR/OS
部（光受信／光送信部）と、OR/OS 部の後段に設けられ
た１個のＭ×Ｎスイッチ部とからなる。

【０００８】スイッチモジュールに入力された光（以下
では入力光と呼ぶ）は、前記の分波回路によりＭ個の光
信号（これらは、互いに異なる波長λ１、λ２、・・
・、λＭを有する）に分波される。分波された光信号
は、光信号毎に設けられたOR/OS部により一旦、電気信
号に変換され、波形が再生された後、再び光信号に変換
される。そしてＭ×Ｎスイッチ部において各光信号毎に
指定されているノードに送信されるように、経路変更が
行なわれる。

【０００９】光クロスコネクト装置全体でＮ個あるカプ
ラは、前記のＮ個のノードN1,N2,…,NN に対応してお
り、例えば、ノードN1に対応するカプラには、Ｎ個のＭ
×Ｎスイッチ部からノードN1宛ての光信号が送られてく
る。カプラは送られてきた光信号を合流して、出側の光
ファイバに出力する。

【００１０】光クロスコネクト装置のスイッチモジュー
ル内の個々のOR/OS 部は、所定の受信周波数（＝送信周
波数）の光のみを受信し、その周波数の光のみをレーザ
光源を用いて生成して出力する必要があるため、光通信
網内で決められている特定の周波数の光（これを基準光
とよぶ）を、光を生成する際の周波数の基準として用い
ている。すなわち基準光の周波数と所定の周波数差を有
する光信号を生成するようにレーザ光源を制御する。

【００１１】なお、この光クロスコネクト装置は、光フ
ァイバが最大Ｎ個まで拡張できるように設計されている
ものである。上記では、光ファイバがＮ個、収容されて
いるとして説明した。Ｋ個（Ｋ＜Ｎ）の光ファイバが収
容されているときは、Ｋ個のスイッチモジュールを光ク
ロスコネクト装置に実装する。このときは、Ｍ×Ｎスイ
ッチ部は、Ｍ×Ｋスイッチとして機能し、カプラにはＫ
個のＭ×Ｎスイッチ部から光信号が送られてくる。

【００１２】光ファイバを追加する必要が生じたとき
は、追加する光ファイバの組と同数の上記スイッチモジ
ュールおよびカプラを追加する。そして、追加されたＭ
×Ｎスイッチ部の出力側と追加されたカプラの入力側と
の間、設置済のＭ×Ｎスイッチ部の出力側と追加された
カプラの入力側との間、および追加されたＭ×Ｎスイッ
チ部の出力側と設置済のカプラの入力側との間において
接続を行なえばよい。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】光通信網内に複数ある
光クロスコネクト装置の接続関係は、階層構造をしてい
る。従来、前記基準光はこの階層構造にしたがって、上
位の階層に含まれる光クロスコネクト装置から、階層の
順序にしたがって順次、下位の階層に含まれる光クロス
コネクト装置に送られる。また、同一階層に含まれる複
数の光クロスコネクト装置間においては、基準光が１つ
の光クロスコネクト装置から、１つ以上の光クロスコネ
クト装置を経由して他の光クロスコネクト装置に送られ
ることもある。

【００１４】基準光が１つの光クロスコネクト装置から
他の光クロスコネクト装置に送られるとき、基準光を送
信する光クロスコネクト装置を「上流の光クロスコネク
ト装置」と以下では呼び、上流の光クロスコネクト装置
から基準光を受信する光クロスコネクト装置を以下では
「下流の光クロスコネクト装置」と呼ぶ。

【００１５】このように従来は、下流の光クロスコネク
ト装置では、上流の光クロスコネクト装置から受信した
基準光に基づき、OR/OS 部において他の光クロスコネク
ト装置等に送信すべき光信号を生成している。このた
め、上流の光クロスコネクト装置において基準光に異常
もしくは変化が生じると、下流にあるすべての光クロス
コネクト装置にその異常もしくは変化が伝搬する可能性
がある。

【００１６】このような基準光の異常もしくは変化とし
ては、基準光が途絶すること、基準光の周波数がずれる
こと等がある。その結果、下流の光クロスコネクト装置
において、受信した基準光に基づいて生成される光信号
の周波数にずれ等が生じることになる。

【００１７】このように１つの光クロスコネクト装置に
おける基準光の異常等が、光通信網全体の光信号に影響
する可能性がある。光信号の周波数のずれは、光信号に
おける雑音を増加させたり、光信号に含まれるデータに
エラーを生じさせる可能性がある。

【００１８】なお、上流の光クロスコネクト装置におい
て基準光の周波数にずれが生じる原因としては、例え
ば、以下のようなものがある。基準光を受信した上流の
光クロスコネクト装置は、カプラにより基準光を２つに
分岐する。分岐した基準光のうちの一方は、この光クロ
スコネクト装置内のOR/OS 部において前述のように受信
および送信のために用いられ、他の一方は、下流の光ク
ロスコネクト装置に送られる。

【００１９】下流の光クロスコネクト装置に送る際は、
減衰したパワーを補うために上流の光クロスコネクト装
置内にある光アンプ（光増幅器）により増幅されてから
下流の光クロスコネクト装置に送られる。光アンプの増
幅率の周波数特性はすべての周波数に対して同一ではな
いため、増幅される際に基準光の周波数特性は変化す
る。このように光クロスコネクト装置を基準光が通過す
るたびに基準光の周波数特性は少しずつ変化し、その変
化が蓄積されて、基準光の周波数のずれが大きくなる。

【００２０】ところで、従来の光クロスコネクト装置に
おいては、光クロスコネクト装置に障害が生じたとき
に、光クロスコネクト装置が複数のモジュールから構成
されているときは、障害が生じたモジュールを交換する
か、障害の生じた部品を交換するか、いずれかによって
障害回復を行なっている。

【００２１】これらの交換作業は時間がかかるため、障
害回復に時間がかかるという問題があった。光クロスコ
ネクト装置に障害が生じていない場合でも、モジュール
の点検などを行なうために、モジュールを交換すると、
そのモジュールが処理を担当している通信回線について
は、モジュールの交換が終わるまで通信が途絶するとい
う問題があった。

【００２２】本発明の第１の目的は、このような従来技
術の欠点を解消し、一部の光クロスコネクト装置におい
て生じた基準光の異常等が光通信網内の他の光クロスコ
ネクト装置に伝搬することのない光クロスコネクト装置
を提供することを目的とする。

【００２３】本発明の第２の目的は、上記の従来技術の
欠点を解消し、光クロスコネクト装置に異常が生じたと
きまたは光クロスコネクト装置を点検するときに、通信
が長時間途絶することのない光クロスコネクト装置を提
供することを目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の第１の課
題を解決するために、光通信網内のノードとノードとの
間に設定されるパスの設定状態を変更する光クロスコネ
クト装置において、光通信網内に設けられた、この光通
信網内における基準周波数を有する絶対基準光を出力す
る基準局からこの絶対基準光を受信する基準光受信手段
と、互いに周波数が異なる複数の光信号を含む入力光を
受け付けて、この光信号の送信先を切り替えることがで
きるスイッチ手段とを有し、このスイッチ手段は、入力
光を受け付けて、異なる周波数の光信号ごとに分離する
分離手段と、この分離された光信号に含まれるパルス波
形を再生する再生手段と、受信した絶対基準光を基準と
してあらかじめ定められた周波数の光を生成し、再生さ
れたパルス波形を用いて、この生成された光を変調し、
この変調により得られた光信号を出力する送信手段とを
有することとしたものである。

【００２５】また、第２の課題を解決するために、上記
光クロスコネクト装置において、入力光が複数ある場合
に、入力光ごとに設けられたスイッチ手段であって、現
用系である現用系スイッチ手段と、複数の入力光に対し
て設けられたスイッチ手段出あって、予備系である予備
系スイッチ手段と、入力光ごとに設けられた現用予備切
替スイッチであって、各々は入力光を受け付けて、この
入力光を現用系スイッチ手段または予備系スイッチ手段
のいずれかに出力する現用予備切替スイッチと、この現
用予備切替スイッチの出力先を制御する制御部と、現用
予備切替スイッチと予備系スイッチ手段との間に設けら
れ、複数の現用予備切替スイッチから予備系スイッチ手
段に向けて出力される入力光を受け付けて、前記予備系
スイッチ手段に出力する光合流手段とを有することとし
たものである。

【００２６】

【発明の実施の形態】次に添付図面を参照して本発明に
よる光クロスコネクト装置の実施例を詳細に説明する。

【００２７】図１は、本発明の第１の実施例に係る光ク
ロスコネクト装置10のブロック図である。同図に示す光
クロスコネクト装置10は、FDM を用いた光クロスコネク
ト装置10である。

【００２８】最初に、本装置10の構成のうち、基準光
（波長λ０）を処理するための部分について述べる。本
装置10は、光通信網内に設けられた、光通信網内におけ
る基準光を出力する基準局（図示しない）から基準光
を、基準光ファイバ12を通して直接、受信する。基準光
は、主信号を伝送する光信号の周波数の基準となる絶対
基準周波数(V0)を有する。以下では、絶対基準周波数を
有する基準光を絶対基準光と呼ぶ。ここで主信号とは、
光通信網内における伝送対象である音声情報、画像情
報、もしくはデータであり、主信号を伝送する光信号
は、主信号により変調されている。基準光ファイバ12
は、光通信網内において絶対基準光を伝送するために、
基準局と、網内の光クロスコネクト装置との間に設置さ
れているものである。

【００２９】基準局は光通信網内に１つもしくは複数設
けられ、光クロスコネクト装置10内の後述するスイッチ
モジュールS1〜SN,SR が光信号を受信および送信する際
に必要な絶対基準光を基準局は直接、光クロスコネクト
装置10に送る。

【００３０】基準局を複数設ける場合は、これらの基準
局の間で絶対基準光の周波数を一致させるために、網同
期における従属同期方式と同様な考えに基づく方式を採
用することができる。すなわち、複数の基準局の間にマ
スタ局−スレーブ局の関係を持たせてもよい。スレーブ
局は、マスタ局から絶対基準光を受け付けて、自局が光
クロスコネクト装置に向けて出力する絶対基準光の周波
数と、マスタ局からの絶対基準光の周波数とのずれを常
時モニタして、ずれが所定範囲内に収まるように、自局
が出力する絶対基準光の周波数を制御する。周波数のモ
ニタ方法および制御方法については例えば、後述するス
イッチモジュールにおいて用いられる方法を用いてもよ
い。

【００３１】なお、網同期における独立同期方式と同様
な考えに基づく方式を採用することもできる。すなわ
ち、各基準局は、周波数安定度の高い絶対基準光発生手
段を用いてもよい。このような発生手段は、例えば、絶
対基準光を発生する波長可変レーザダイオードと、発生
したレーザ光のうち特定の周波数の光（絶対基準光）の
みを吸収させるためのガスを封入したガスセルと、ガス
セルを通過したレーザ光を受光するフォトダイオード
と、フォトダイオードの出力に基づいて波長可変レーザ
ダイオードの出力光の波長（周波数）を所定の周波数に
制御する制御部とから構成することができる。ガスの吸
収線の周波数は安定度が高いからである。

【００３２】なお、レーザダイオードからは、その光共
振器を構成する２つの端面のうち、一方の端面から光ク
ロスコネクト装置に送信する絶対基準光を取り出し、他
方の端面からガスセルに送る絶対基準光を取り出すこと
とすればよい。

【００３３】光クロスコネクト装置10は、基準局から受
信した絶対基準光の減衰を補償するために、絶対基準光
を光増幅して出力する光アンプ14を有する。光アンプ14
は絶対基準光の受信手段でもある。光アンプ14として
は、例えば、エルビウムドープ光ファイバ増幅器を用い
ることができる。エルビウムドープ光ファイバ増幅器
は、例えば、励起用光源である半導体レーザと、このレ
ーザの出力する励起光と絶対基準光とを合波するカプラ
（誘電体多層膜等）と、合波された光が入力されて通過
する間に絶対基準光の増幅が行なわれるエルビウムドー
プ光ファイバと、半導体レーザの光出力の強度の制御を
行なう回路と、半導体レーザの出力する励起光の周波数
を一定に保持するために半導体レーザの温度を制御する
回路とを有する。

【００３４】このようにして増幅された絶対基準光はカ
プラ16により、スイッチモジュールの数分（Ｎ＋１）に
分岐され、分岐された絶対基準光168 は、各スイッチモ
ジュールS1〜SN,SR に送られる。カプラ16は、１本の光
ファイバからの絶対基準光を分岐して（Ｎ＋１）本の光
ファイバに分配するものであり、方向性結合器型、スタ
ーカプラ型のいずれでもよい。カプラは、他の分類方法
として構成要素で分類することができる。これによる
と、光ファイバ型、バルク型、厚膜導波路型があるが、
本発明のカプラ16はこれらのいずれでもよい。また、カ
プラは動作原理で分類すると、集中結合型および分布結
合型があるが、本発明のカプラ16はこれらのいずれでも
よい。

【００３５】スイッチモジュールS1〜SN,SR は、互いに
周波数が異なる複数の光信号（波長はλ１、 λ２、 …、
λＭ、周波数はV1、V2、…、VM とする）が多重化されてい
る入力光を受け付けて、該光信号の送信先を切り替え
る。絶対基準光は、この処理のために用いられるもので
あり、詳細は後述する。

【００３６】なお、本発明は、絶対基準光および光信号
（波長λ1、λ2、…、 λM ）の波長帯、絶対基準光の周波
数と光信号の周波数との関係、複数の光信号の周波数間
の関係について、特に制限はない。例えば、絶対基準光
および光信号の波長としては、1.3 〜1.55μｍの波長帯
から選択することができる。絶対基準光の周波数と光信
号の周波数との関係、および複数の光信号の周波数間の
関係については、絶対基準光の周波数から、例えば等間
隔に（一例として、5GHzもしくは10GHz 程度）、Ｍ個の
光を選択することができる。

【００３７】次に、本装置10の構成のうち、主信号を伝
送する光信号を処理する部分について説明する。本実施
例においては、本装置10に接続されている伝送路の各々
は、本装置10へ光を入力する入側ファイバと、本装置10
からの光を受け付ける出側ファイバとを各１本ずつ有す
る。この２本の光ファイバを以下では１組の光ファイバ
と呼ぶ。なお、１つの伝送路が複数本の入側ファイバと
複数本の出側ファイバとを有してもよい。

【００３８】図１の光クロスコネクト装置が拡張できる
光ファイバの最大組数、すなわち、収容できる伝送路の
最大数はＮであり、図１においてはＮ組の光ファイバ(F
1,F11),(F2,F21),…,(FN,FN1) が、すなわち拡張可能な
限度数の光ファイバがすでに接続されている。Ｎ組の光
ファイバ(F1,F11),(F2,F21),…,(FN,FN1) のうち、光フ
ァイバF1,F2,…,FN が入側光ファイバであり、光ファイ
バF11,F21,…,FN1が出側光ファイバである。

【００３９】本装置10に接続されている2N本の光ファイ
バF1,F2,…,FN,F11,F21,…,FN1の各々にはＭ個の異なる
波長の光信号が多重されている。また、Ｍ個の異なる光
信号の経路変更を行なうスイッチモジュールS1〜SNを、
各光ファイバの組ごとに１つ、合計Ｎ個設けている。

【００４０】各スイッチモジュールS1〜SNは、すべて同
じ構成である。１つのスイッチモジュールS の出力端子
120 は、Ｎ個の出力端子からなる。Ｎ個の出力端子は、
Ｎ個のカプラC1〜CNにそれぞれ接続されている。いずれ
のスイッチモジュールS についても、出力端子とカプラ
C との対応は同じである。すなわち、１番目のスイッチ
モジュールS1の３番目の出力端子と５番目のスイッチモ
ジュールS5の３番目の出力端子とは、ともに３番目のカ
プラC3に接続している。

【００４１】このようにして、Ｎ個のスイッチモジュー
ルS1〜SNからでている合計Ｎ×Ｎ本の光ファイバのう
ち、同一の出側ファイバF11 〜FN1 に対応しているもの
（Ｎ本ある）を１本の出側光ファイバにまとめるために
Ｎ個のカプラC1〜CNを設けている。Ｎ個あるカプラC1〜
CNは、Ｎ本の出側ファイバF11 〜FN1 に対応している。
例えば、出側ファイバF11 に対応するカプラC1には、Ｎ
個のスイッチモジュールS1〜SN内にある後述するＭ×Ｎ
スイッチ部S1〜SNから出側ファイバF11 宛ての光信号が
送られてくる。カプラC1〜CNは、送られてきた光信号を
合流して、出側光ファイバに出力する。

【００４２】カプラC1〜CNは、Ｎ本の光ファイバからの
光信号を合流して１本の光ファイバに出力するものであ
り、方向性結合器型、スターカプラ型のいずれでもよ
い。カプラには、光ファイバ型、バルク型、厚膜導波路
型があるが、本発明のカプラC1〜CNはこれらのいずれで
もよい。また、カプラには、集中結合型および分布結合
型があるが、本発明のカプラC1〜CNはこれらのいずれで
もよい。

【００４３】さらに、本装置10は、スイッチモジュール
S1〜SNに加えて、これらのＮ個のスイッチモジュールの
いずれかが故障したとき、またはいずれかを点検すると
きに、そのスイッチモジュールの代替として機能する予
備のスイッチモジュールSRを有する。スイッチモジュー
ルS1〜SNを以下では現用系スイッチモジュールと呼び、
スイッチモジュールSRを予備系スイッチモジュールと呼
ぶ。図１において、現用系と予備系とを合わせると、ス
イッチモジュールS1〜SN,SR は全部でＮ＋１個あるが、
これらのうち同時にはＮ個のスイッチモジュールのみが
動作している。

【００４４】ファイバF1,F2,…,FN を通って入力された
光（入力光）を、現用系スイッチモジュールS1〜SN、も
しくは予備系スイッチモジュールSRのいずれかに振り分
けるために、１×２スイッチB1〜BNが設けられている。

【００４５】入力光は、制御部18の制御のもとに１×２
スイッチB1〜BNによって現用系スイッチモジュールS1〜
SN、もしくは予備系スイッチモジュールSRのいずれかに
振り分けられる。１×２スイッチB1〜BNの各々は、１つ
の入力端子と２つの出力端子とを有し、その入力端子か
ら入力された入力光を、２つある出力端子のどちらか片
方にのみ出力する。予備系モジュールSRは、Ｎ個の現用
系スイッチモジュールS1〜SNのうち、いずれか１つの代
替として動作するため、Ｎ個の１×２スイッチB1〜BNの
うち、予備系モジュールSRによって代替されている現用
系スイッチモジュールに対応する１×２スイッチB のみ
が、その入力端子から入力された入力光を予備系スイッ
チモジュールに送る動作を行なう。

【００４６】１×２スイッチB1〜BN（および後述するス
イッチモジュールS1〜SN,SR 内のＭ×Ｎスイッチ20）
は、光信号を光のまま、ある光ファイバから他の光ファ
イバへ選択的に接続する光スイッチである。光スイッチ
としては、光の干渉効果を用いたマッハツェンダ型やバ
ランスブリッジ型、光の界分布の変化を利用したＹ分岐
型や非対称Ｘ分岐型等があり、いずれを用いてもよい。

【００４７】１×２スイッチB1〜BNにより分岐された入
力光のうち、予備系スイッチモジュールSRに接続された
光ファイバに分岐された光は、カプラ118 に送られる。
カプラ118 は、Ｎ本の光ファイバからの光信号を合流し
て１本の光ファイバに入力するものであり、方向性結合
器型、スターカプラ型のいずれでもよい。カプラには、
光ファイバ型、バルク型、厚膜導波路型があるが、本発
明のカプラ118 はこれらのいずれでもよい。また、カプ
ラには、集中結合型および分布結合型があるが、本発明
のカプラ118 はこれらのいずれでもよい。

【００４８】ところで、この光クロスコネクト装置10
は、光ファイバが最大Ｎ個まで拡張できるように設計さ
れているものであり、図１においては、拡張可能な最大
数の光ファイバが収容されている場合を示す。光クロス
コネクト装置10に光ファイバが拡張可能な最大数まで設
置されていない場合、例えば、Ｋ個（Ｋ＜Ｎ）の光ファ
イバが収容されている場合は、収容されている光ファイ
バの数と同じ数のスイッチモジュールS 、すなわちＫ個
のスイッチモジュールS を光クロスコネクト装置10に実
装すればよい。

【００４９】次に、光クロスコネクト装置10の制御部18
について説明する。光クロスコネクト装置10の制御部18
は、現用系スイッチモジュールS1〜SNのうち、予備系ス
イッチモジュールSRに切り替える必要が生じたものに対
応する１×２スイッチB に対して、入力光の送り先を予
備系スイッチモジュールSRに切り替える指示を送る。修
理または点検が終了した後は、その１×２スイッチB に
対して、入力光の送り先を現用系スイッチモジュールS
に戻す指示を送る。制御部18は、またスイッチモジュー
ルS1〜SN、SR に対してパスの設定の変更を指示する。

【００５０】次に、スイッチモジュールS1〜SN,SR の詳
細について図２を用いて説明する。Ｎ＋１個のスイッチ
モジュールS1〜SN,SR は、同一の機能および構成を有す
るものであり、その入力端子に接続された１本の入側フ
ァイバF1〜FNから入力される入力光170 に含まれるＭ個
の光信号を、制御部18の経路指定にしたがって、Ｎ個の
出側ファイバF11 〜FN1 のいずれかに振り分ける機能を
有する。

【００５１】１つのスイッチモジュールS は、図２に示
すように、入側ファイバF1〜FNが１本接続された入力端
子22と、入力光170 をＭ個の入力光128 に分岐してＭ個
のOR/OS 部に分配するカプラ24と、Ｍ個のOR/OS 部（光
受信／光送信部）RS1 〜RSMと、入力側のポート数がＭ
（光波長多重数）、出力側のポート数がＮ（光クロスコ
ネクト装置10に収容可能な光ファイバの最大数）である
１個のＭ×Ｎスイッチ部20と、図１のカプラ16からの絶
対基準光が入力される入力端子26と、絶対基準光の減衰
を補償するために光増幅を行なう光アンプ（OAMP) 28
と、絶対基準光をＭ個の絶対基準光34に分岐してOR/OS
部RS1 〜RSM に分配するカプラ24と、Ｍ個の出力端子32
とからなる。光アンプ28およびカプラ24、30 は、それぞ
れ、図１の光アンプ14およびカプラ16と同様な構成と機
能を有する。

【００５２】スイッチモジュールS1〜SN,SR に入力され
た入力光170 は、カプラ24によりＭ個の入力光128 に分
波される。分波された入力光128 は、光信号毎に設けら
れたOR/OS 部RS1 〜RSM により一旦、電気信号に変換さ
れ、波形が再生された後、再び光信号に変換される。Ｍ
個のOR/OS 部RS1 〜RSM は、互いに異なるＭ個の波長λ
１、λ２、・・・、λＭに対応して設けられ、OR/OS 部
RS1 〜RSM の各々は、１つの波長の光信号のみを処理す
る。OR/OS 部RS1 〜RSM で処理された光信号は、Ｍ×Ｎ
スイッチ部20において各光信号毎に指定されている出側
光ファイバF11〜FN1 に送信されるように、経路変更が
行なわれる。

【００５３】Ｋ個（Ｋ＜Ｎ）の光ファイバおよびスイッ
チモジュールS のみが光クロスコネクト装置10に実装さ
れているときは、Ｍ×Ｎスイッチ部20は、Ｍ×Ｋスイッ
チとして機能し、カプラC1〜CKにはＫ個のＭ×Ｎスイッ
チ部20から光信号が送られてくる。そして、光ファイバ
を追加する際には、追加する光ファイバの組の数と同数
の上記スイッチモジュールS およびカプラC を追加する
とともに、設置済のＭ×Ｎスイッチ部20の出力端子と追
加されたカプラC の入力側との間、および追加されたＭ
×Ｎスイッチ部20の出力端子と設置済のカプラC の入力
側との間等において接続を行なえばよい。

【００５４】従って、光クロスコネクト装置10は、この
装置10が収納する光ファイバ数を通信需要の増大等に応
じて拡張する際に、光ファイバ数を容易に拡張できる構
成を有する。

【００５５】次に、光クロスコネクト装置10のスイッチ
モジュールS 内の個々のOR/OS 部RSについて図３により
説明する。図３に示すOR/OS 部RSは、OR/OS 部RSごとに
決められた所定の受信周波数（＝送信周波数）の光のみ
を選択して受信し、その周波数の光のみを再生し送信す
る。OR/OS 部は波形再生をしなくてもよく、そのような
実施例については後述する。

【００５６】図３のOR/OS 部RSは、受信・送信の際に絶
対基準光を周波数の基準として用いている。すなわち受
信の際は、絶対基準光の周波数と所定の周波数差を有す
る光信号のみを受信し、送信の際は、絶対基準光の周波
数と所定の周波数差を有する光信号を生成するようにレ
ーザ光源を制御する。

【００５７】なお、受信の際に絶対基準光を用いない方
法も可能である。例えば、受信光の周波数のずれが少な
い場合は、通過帯域が固定されているバンドパスフィル
タにより特定の光信号のみを受信することができる。ま
た、チューナブルフィルタを用いて特定の光信号を受信
することとしてもよい。

【００５８】OR/OS 部RSは、入力された絶対基準光34
を、受信に用いる絶対基準光36および送信に用いる絶対
基準光38に分岐するカプラ40と、入力光128 のうち所定
の帯域の光のみを通過させ、かつ通過させる帯域が可変
である波長可変フィルタ42と、フィルタ42が出力した特
定波長の光44を、フィルタ42の通過帯域を制御するため
に用いるフィルタ制御光46および波形再生（波形整形）
の対象となる光48に分岐するカプラ50と、フィルタ制御
光46および絶対基準光36を合流するカプラ52と、合流さ
れた光54からフィルタ42の通過帯域を制御する制御信号
78を生成するフィルタ制御部56とを有する。

【００５９】波長可変フィルタ42に入力される入力光12
8 のスペクトルを図4(A)に示す。入力光128 は、波長λ
１、λ２、…、λＭの光信号を多重して含むものであ
る。入力光に多重されている各光信号は、図4(A)に示す
ように中心波長の周囲にある程度の広がりを有する。既
述の波長λ１、λ２、…、λＭ、または周波数V1、V2、
…、VM は、各々、この広がりの中心に位置する波長（中
心波長）または周波数（中心周波数）である。

【００６０】図4(B)、(C)、(D)は、それぞれ、波長λ１、
λ２、λＭに対応したOR/OS 部RS1、RS2、RSM 内のフィル
タ42の出力光44のスペクトルを示す。図示するスペクト
ルは、フィルタ制御部56によりフィルタ42の通過帯域の
制御が適切に行なわれているときのものである。出力光
44は、図示するように特定の１つの波長のみを有する光
信号である。各OR/OS 部は、フィルタ42を用いて、OR/O
S 部ごとに決められている特定の波長の光信号のみを選
択できる。

【００６１】波長可変フィルタ42は、例えば、干渉を利
用したものや、モード変換現象を利用したものが可能で
ある。干渉を利用したものとしてはマッハツェンダ型フ
ィルタがある。これは、フィルタへの入力光を２つの光
に分岐し、２つの光に異なる光路上を通過させた後に、
２つの光を干渉させる。一方の光の光路上に電気的に屈
折率が可変な材料（電気光学材料）を配置することによ
り、屈折率を変化させて、すなわち、実効的な光路長を
変化させて、強く干渉する光の波長が変化することを利
用している。フィルタ制御部56が出力する電圧によって
電気光学材料に印加する電圧を変えることにより屈折率
が変化し、その結果フィルタを通過する光の波長が変化
する。モード変換現象を利用したものとしては、表面弾
性波（SAW)による偏波モードの変換を利用したものがあ
る。このフィルタにおいては、SAW の波長に応じた光波
長において偏波モードの変換が起こる現象を利用してい
る。電圧によりSAW の波長が変化し、容易にフィルタを
通過する光の波長を変えることができる。

【００６２】OR/OS 部RSは、以上の構成に加えて、さら
に、波形整形のために、光48を電気信号58に変えるフォ
トダイオード（PD）60と、電気信号58の波形を整形す
る、いわゆる再生中継機能（等化増幅機能、リタイミン
グ機能、識別再生機能）を有する波形整形器62と、整形
後の電気信号130 によって出力光66が変調される波長可
変レーザダイオード64と、レーザダイオード64の出力光
66を、出力光66の周波数を制御するために用いられるレ
ーザ制御光68およびOR/OS 部RSの出力光70に分岐するカ
プラ72と、レーザ制御光68および絶対基準光38を合流す
るカプラ74と、合流された光80からレーザダイオード64
の出力光66と絶対基準光38との周波数の差を求めて、レ
ーザダイオード64を制御する制御信号82を生成する差分
検出部76とを有する。カプラ40、50、52、72、74は、前述の
図１のカプラ16、118と、分岐もしくは合流する光ファイ
バ数が異なる点を除けば、同様に構成することができ
る。

【００６３】図5(A)に、絶対基準光34の周波数軸上の位
置を、光信号（周波数V1、V2、…VM）の周波数軸上の位置
と対比して示す。図5(B)には、Ｍ個のOR/OS 部が出力す
るＭ個の再生された光信号70の周波数軸上の位置を、絶
対基準光の周波数軸上の位置と対比して示す。これらは
等間隔に配置されている。

【００６４】波長可変レーザダイオード64としては、例
えば、DBR(Distributed Bragg Reflector;分布反射型)
レーザがある。このレーザは、電流注入量を変化させる
ことまたは素子の温度を変化させることにより発振波長
を変化させた場合、波長変化幅が大きいことが知られて
いる。

【００６５】次に、フィルタ制御部56の一実施例につい
て図６により詳細に説明する。以下の説明では、フィル
タ制御部56は、波長λ1、λ2、…、 λM のうち、波長λ2
の光のみがフィルタ42を通過するようにフィルタ42を制
御するものとする。フィルタ制御回路56は、合波された
光54に含まれる、フィルタ42を通過する光44の強度のピ
ークから光44の周波数に対応する量を求め、光44の周波
数がV2を中心とする所定の周波数範囲内になるように、
フィルタ42に制御信号78を出力する。

【００６６】フィルタ制御部56は、合波された光54を入
力されて絶対基準光および入力光128 を時間軸上の光に
変換する掃引型ファブリペロ干渉計（SFPI) 84と、SFPI
84に印加される掃引用のこぎり波（鋸波）98を生成する
関数発生器94と、関数発生器94がのこぎり波98を生成す
るために用いる正弦波等の同期信号102 を出力する水晶
発振器92と、SFPI84が出力する光104 を電気信号に変換
する光検出器86と、光検出器86の出力である電気信号10
6 を時間について微分し、微分された信号108を出力す
る微分回路88と、微分信号108 （入力光の強度がピーク
になる位置を示す）から絶対基準光とフィルタ42を通過
する光44との周波数差に対応する量を求め、この量が所
定の範囲内になるように、フィルタ42に制御信号78を出
力するフィルタ制御回路90と、関数発生器94およびフィ
ルタ制御回路90に同期信号102 を出力する発振器92と、
フィルタ制御回路90が出力するSFPI84のバイアス電圧10
0およびのこぎり波98を加算する加算回路110 とを有す
る。

【００６７】SFPI84は、ファブリ−ペロ干渉計の一種で
あり、ファブリ−ペロ干渉計を構成する２枚の高反射率
平面鏡間の距離をピエゾ素子等の圧電素子（図示しな
い）により変えることができるものである。この距離が
変化するにつれて、SFPI84を通過することができる光の
波長が、図7(A)に示すように、変化することを本実施例
では利用して、絶対基準光とフィルタ42を通過する光44
との周波数差を求めている。図7(A)は、ピエゾ素子に印
加される、のこぎり波96の電圧の時間変化と、SFPI84の
出力光104 の強度の時間変化を重ねて表示する。図７の
横軸は時間である。

【００６８】図７は、フィルタ制御部56の動作を説明す
るためのタイミング図であり、多重されている波長数Ｍ
＝４の場合を示す。図7(A)は、波長λ０からλ４までの
光をすべて含む多重化された光がSFPI84に入力されたと
した場合に、SFPI84に印加されるのこぎり波96の電圧の
時間的変化に応じて、SFPI84が出力する出力光104 の強
度が時間的にどのように変化するかを示す。のこぎり波
96の電圧についてはバイアス電圧100 を除いた部分のみ
を示す。

【００６９】SFPI84を利用して、絶対基準光とフィルタ
42を通過する光44との周波数差を求める方法について、
さらに具体的に説明する。のこぎり波96の電圧を用い
て、SFPI84の平面鏡間の距離を変化させた場合（距離を
L1からL2に変化させたとする）に、L1のときにSFPI84を
通過できる光の周波数をω1 、L2のときにSFPI84を通過
できる光の周波数をω2 とする。距離の変化量（L2-L1)
と、SFPI84を通過できる光の周波数差（ω2-ω1)とは比
例している。また、ピエゾ素子に印加する電圧の変化量
とピエゾ素子の歪み量の変化量（平面鏡間の距離の変化
量である）とは、ある範囲の電圧については比例関係に
ある。これらの比例関係における比例定数を予め求めて
おけば、SFPI84（ピエゾ素子）に印加する電圧を変えた
とき、SFPI84を通過できる光の周波数が変わるが、それ
らの光の周波数の差は、電圧の変化量から求めることが
できる。

【００７０】ところで、本実施例においては、絶対基準
光とフィルタ42を通過する光信号との周波数差を求める
際に電圧の変化量を直接求めずに、周波数差を時間差と
して求めている。のこぎり波においては、電圧差と時間
差とは比例しているからである。

【００７１】なお、SFPI84に入力される光54に含まれる
光信号は、常に、波長λ１からλ４までの４つの光のう
ち高々１つである。すなわち、フィルタ42の通過帯域が
適切な値に安定的に制御されるまでの間は、SFPI84に入
力される光54には、図7(A)に示す５つの光のうち、絶対
基準光とフィルタ42の通過帯域内にある光信号（ある１
つの時点に注目すると、波長λ１からλ４までの４つの
光のうち、高々１つ）とが含まれる。そのため、フィル
タ42の通過帯域の制御を誤ることはない。高々１つであ
る理由は、フィルタ42の通過帯域の中心周波数は制御が
安定するまで変動するが、帯域の幅は時刻によらず、ほ
ぼ一定であり、その幅は光信号の周波数の間隔よりも狭
いからである。例えば、波長λ０からλ４までの５つの
光信号の隣り合う光信号の周波数間隔が10GHz で一定の
場合、帯域幅は6GHz程度に設定されている。

【００７２】また、のこぎり波96の電圧のうち、バイア
ス電圧100 を除いた部分（電圧が変化する部分）の変化
幅Ｈについては、電圧の変化幅Ｈに応じたSFPI84の２枚
の平面鏡間の距離の変化幅、すなわち、SFPI84が掃引す
る光の周波数帯域の全体が、波長λ０からλ４までの光
をすべて含むように、変化幅Ｈが設定されている。な
お、のこぎり波96の電圧からバイアス電圧100 を除いた
電圧は、のこぎり波98の電圧である。

【００７３】なお、バイアス電圧100 の決定方法に関し
ては、図7(D)に示す時刻Z0において、SFPI84を通過でき
る光が絶対基準光であるように、バイアス電圧100 はフ
ィルタ制御回路90において決定されて出力される。詳細
は後述する。

【００７４】次に図６に戻って、関数発生器94について
説明する。関数発生器94は、発振器92が出力する同期信
号102 を受けて、SFPI84に印加される掃引用のこぎり波
98を生成する。同期信号102 は、のこぎり波98の開始を
示す図7(C)のパルス114 と、のこぎり波98の長さの基準
となる図7(D)の正弦波116 とからなる。関数発生器94
は、のこぎり波96の１周期Ｔが、発振器92が出力する正
弦波116 の６周期分に相当するように、のこぎり波98を
生成する。６周期としたのは、以下の理由による。

【００７５】処理の便宜を考慮して本実施例では、正弦
波116 の１周期分の時間におけるのこぎり波98の電圧変
化に対応した、SFPI84を通過できる光の周波数差が、多
重されている光信号等の周波数差（= V1-V0 = V2-V1 =
V3-V2 = V4-V3 ) に等しいとした。図７においては５つ
の光（波長λ０からλ４）を含むため、周期Ｔは、最短
で６周期を必要とする。

【００７６】発振器92の出力する正弦波116 を基準にし
てのこぎり波96の周期を設定するのは、のこぎり波96の
電圧変化量とその変化に対応する時間経過との間に対応
関係を設けることにより、時間経過から周波数差を知る
ことが可能となるからである。発振器92の出力する正弦
波116 は、フィルタ制御回路90にも送られ、フィルタ制
御回路90は、時間経過を知ることにより電圧変化、すな
わち周波数差を知ることができる。

【００７７】水晶発振器92は、関数発生器94とフィルタ
制御回路90とに同期信号102 を出力する。光検出器86
は、光を電気信号に変換するものであり、SFPI84が出力
する光104 を電気信号106 に変換する。光検出器86は、
具体的には例えば、フォトダイオード（PNフォトダイオ
ード、アバランシェフォトダイオード等）、フォトトラ
ンジスタ、フォトコンダクタ等である。

【００７８】微分回路88は、光検出器86の出力である電
気信号106 を時間について微分し、微分された信号108
を出力する。微分信号108 が正から負に変わる位置（ゼ
ロクロス点）は、絶対基準光および光信号の強度がピー
クになる位置である。図３に示すフィルタ42の通過帯域
が、波長λ２の光信号を通過帯域の中心とする範囲（図
7(B)のＷ）である場合の微分回路88の出力108 を図7(B)
に示す。この場合、微分回路88の入力106 には、波長λ
０とλ２に対応する２つのピークがあるため、微分回路
88の出力108 には、図7(B)に示すように２つのゼロクロ
ス点P0、P2 がある。

【００７９】次に、フィルタ制御回路90について説明す
る。フィルタ制御回路90は、微分信号108 と、発振器92
からの同期信号102 とから絶対基準光とフィルタ42を通
過する光44との周波数差に対応する量（図7(B)に示す、
光強度のピーク間の時間TD(=P2-P0)) を求め、周波数差
が、周波数V2の光信号と絶対基準光V0との周波数差に、
所定の範囲内で一致するように、フィルタ42に制御信号
78を出力する。

【００８０】また、フィルタ制御回路90は、絶対基準光
を基にしてSFPI84のピエゾ素子のバイアス電圧100 を制
御する。バイアス電圧を制御するのは、SFPI84の２枚の
平面鏡間の距離が温度により変化するため、SFPI84へ印
加されるのこぎり波96の電圧が変化しなくても、SFPI84
を通過できる光の周波数が変化するからである。

【００８１】次に、フィルタ制御回路90の動作について
説明する。バイアス電圧100 の決め方について、まず説
明する。フィルタ制御回路90は、発振器92から図7(C)の
パルス114 を受け付けた後に、微分回路88から受け付け
た出力108 に含まれる最初のゼロクロス点(=P0) を絶対
基準光の強度のピーク時刻と判断し、次に受け付けたゼ
ロクロス点を光信号の強度のピーク時刻と判断する。そ
して、絶対基準光がピークとなる時刻（図7(D)のZ0P)
と、発振器92から受け付けた正弦波116 のゼロクロス点
（パルス114 を受け付けた後の最初のゼロクロス点（図
7(D)のZ0））の時刻との差を求める。時刻差が０になる
ように、バイアス電圧100 を決定する。

【００８２】次に、絶対基準光とフィルタ42を通過する
光信号との周波数差を求める方法について説明する。前
述のように、のこぎり波96が印加されているSFPI84にお
いては、時間差が周波数差に比例しているため、絶対基
準光と光信号との周波数差を知るためには、絶対基準光
がピークとなる時刻と光信号がピークとなる時刻との時
間差を求めればよい。

【００８３】前記のようにバイアス電圧が正しく設定さ
れているときは、絶対基準光がピークとなる時刻は、正
弦波116 の最初のゼロクロス点(Z0)であり、光信号がピ
ークとなる時刻は、図7(D)のZ2P(=P2)であるため、時間
差はZ2P-Z0となる。これが、所定の範囲内の値となるよ
うに、フィルタ42に印加する電圧を決定する。例えば、
フィルタ42が電気光学材料からなる場合は、電圧を変え
て屈折率を変えることにより、フィルタ42を通過できる
光の周波数がV2になるようにする。

【００８４】なお、伝送中に外乱等を受けて周波数がず
れることがなければ、光クロスコネクト装置10が受けつ
けた光信号の周波数はV2であり、バイアス電圧が適正で
あれば、周波数V2の光信号のピーク時刻は、本実施例に
おいては時間軸上では図7(D)のZ2である。しかし、外乱
等により周波数がずれている場合は、発振器92が出力す
る正弦波116 のゼロクロス点（パルス114 以後の３番目
のゼロクロス点(Z2)）と、ピーク時刻(Z2P) との間に、
差(Z2P-Z2)が生じる。本実施例の説明においては一般的
な場合、すなわち、ずれがあるとして（ピーク時刻との
差(Z2P-Z2)があるとして）説明を行なった。

【００８５】次に、図３の差分検出部76の一実施例につ
いて、詳細に説明する。以下の説明では、差分検出部76
は、波長λ1、λ2、…、 λM のうち、波長λ2 の光のみを
図３のレーザダイオード64が発生するようにレーザダイ
オード64を制御するものとする。

【００８６】差分検出部76は、合波された光80からレー
ザダイオード64が生成した光の波長を求め、その波長が
λ2 を中心とする所定の波長範囲内になるように、レー
ザダイオード64に制御信号82を出力する。制御信号82
は、レーザダイオード64の発振波長の変更方式が注入電
流の変更による場合は注入電流であり、レーザダイオー
ド64の発振波長の変更方式が素子温度の変更による場合
は、素子を加熱するための加熱手段に印加する電流（ま
たは電圧）である。

【００８７】図８に示すように、差分検出部76は、合波
された光80を入力されて絶対基準光およびレーザダイオ
ード64の出力光66を時間軸上の光に変換する掃引型ファ
ブリペロ干渉計（SFPI) 84と、SFPI84に印加される掃引
用のこぎり波98を生成する関数発生器94と、関数発生器
94がのこぎり波98を生成するために用いる正弦波等の同
期信号102 を出力する水晶発振器92と、SFPI84が出力す
る光104 を電気信号に変換する光検出器86と、光検出器
86の出力である電気信号106 を時間について微分し、微
分された信号108 を出力する微分回路88と、微分信号10
8 から絶対基準光とレーザダイオード64が出力する光66
との周波数差に対応する量を求め、周波数差が所定の範
囲内になるように、レーザダイオード64に制御信号78を
出力する誤差検出回路120 と、関数発生器94と誤差検出
回路120 に同期信号102 を出力する発振器92と、誤差検
出回路120 が出力するSFPI84のバイアス電圧100 および
のこぎり波98を加算する加算回路110 とを有する。な
お、以下の説明では、図６のフィルタ制御部56内の構成
要素と同一の構成要素については同一の参照符号を付
し、詳細な説明は省略する。

【００８８】SFPI84においては、２枚の高反射率平面鏡
間の距離が変化するにつれて、SFPI84を通過することが
できる光の波長が、図9(A)に示すように、変化すること
を本実施例では利用して、絶対基準光とレーザダイオー
ド64が発生する光信号との周波数差を求めている。な
お、周波数差を求める際に、絶対基準光とレーザダイオ
ード64の出力光との周波数差を時間差として求めてい
る。具体的な実現方法については後述する。

【００８９】図９は、差分検出部76の動作を説明するた
めのタイミング図であり、図9(A)は、波長λ０と、λ２
の光を含む多重化された光80がSFPI84に入力されたとし
た場合に、SFPI84に印加されるのこぎり波96の電圧の時
間的変化に応じて、SFPI84が出力する出力光112 の強度
が時間的にどのように変化するかを示す。のこぎり波96
の電圧についてはバイアス電圧を除いた部分のみを示
す。図9(A)では、SFPI84が出力する出力光104 の強度
と、のこぎり波96の電圧とを重ねて表示してある。図９
の横軸は時間である。

【００９０】のこぎり波96の電圧の変化幅Ｈについて
は、電圧の変化幅Ｈに応じたSFPI84の２枚の平面鏡間の
距離の変化幅、すなわち、SFPI84を通過できる光の周波
数帯域が、波長λ０とλ２の光を含むように、変化幅Ｈ
が設定されている。なお、電圧の変化幅Ｈは、のこぎり
波96の電圧からバイアス電圧100 を除いた電圧であり、
のこぎり波98の電圧である。バイアス電圧100 に関して
は、後述する図7(D)に示す時刻Z0においてSFPI84を通過
できる光が絶対基準光になるように、バイアス電圧100
はフィルタ制御回路において決定されて出力される。

【００９１】微分回路88は、光検出器86の出力である電
気信号106 を時間について微分し、微分された信号108
を出力する。図３に示すレーザダイオード64の出力光66
の波長がλ２である場合の微分回路88の出力108 を図7
(B)に示す。この場合、微分回路88の入力106 には、波
長λ０とλ２に対応する２つのピークがあるため、微分
回路88の出力108 には、図7(B)に示すように２つのゼロ
クロス点がある。

【００９２】次に、誤差検出回路120 について説明す
る。誤差検出回路120 は、微分信号108 と、発振器92か
らの同期信号102 とから絶対基準光とレーザダイオード
64の出力する光66との周波数差に対応する量（図7(B)に
示す光強度のピーク間の時間TD）を求め、この周波数差
が、周波数V2の光信号と周波数V0の絶対基準光との周波
数差に、所定の範囲内で一致するように、レーザダイオ
ード64に制御信号82を出力する。

【００９３】また、誤差検出回路120 は、絶対基準光を
基にしてSFPI84のピエゾ素子のバイアス電圧100 を決定
する。バイアス電圧を制御するのは、SFPI84の温度変化
およびバイアス電圧の変動によりSFPI84を通過できる光
の周波数が変化し、正弦波116 の２つのゼロクロス点間
の時刻差が、レーザダイオード64の出力光と絶対基準光
との周波数差に対応しなくなることを防止するためであ
る。なお、フィルタ制御部56の場合と同様に、正弦波11
6 の２つのゼロクロス点間の時刻差に対応するのこぎり
波96の電圧差が、絶対基準光の周波数V0と周波数V2との
差に対応するようにのこぎり波96の電圧は設定されてい
る。

【００９４】次に、誤差検出回路120 の動作について説
明する。バイアス電圧100 の決め方について、まず説明
する。誤差検出回路120 は、発振器92から図9(C)のパル
ス114 を受け付けた後に、微分回路88から受け付けた出
力108 に含まれる最初のゼロクロス点を絶対基準光の強
度のピーク時刻と判断し、次に受け付けたゼロクロス点
をレーザダイオード64の出力光66の強度のピーク時刻と
判断する。そして、絶対基準光の強度がピークとなる時
刻（図9(D)のZ0P)と、発振器92から受け付けた正弦波11
6 のゼロクロス点（パルス114 を受け付けた後の最初の
ゼロクロス点(Z0)）の時刻との差を求める。この時刻差
が０になるように、バイアス電圧100 を決定する。

【００９５】次に、絶対基準光とレーザダイオード64の
出力光66との周波数差が所定の値になるように制御する
方法について説明する。前述のように、のこぎり波96が
印加されているSFPI84においては、SFPI84の出力光104
の強度の２つのピーク間の時間差が、２つのピークにそ
れぞれ対応する２つの光の周波数差に比例している。し
たがって、絶対基準光と出力光66との周波数差を所定の
値にするためには、絶対基準光の強度がピークとなる時
刻と、レーザダイオード64の出力光66の強度がピークと
なる時刻との時間差を所定の値にすればよい。

【００９６】前記の処理によりバイアス電圧が正しく設
定されているときは、絶対基準光がピークとなる時刻は
図9(D)のZ0であり、出力光66がピークとなる時刻は、図
9(D)のZ2P であるため、時間差はZ2P-Z0となる。ところ
で、本実施例においては図６のフィルタ制御部56の説明
で述べたように、正弦波116 の１周期は、多重されてい
る光信号の隣り合う光信号の周波数差に一致させてい
る。したがって、レーザダイオード64の出力光66の周波
数の誤差は、出力光66のゼロクロス点(Z2P) と正弦波の
ゼロクロス点(Z2)との差である。誤差検出回路120 は、
Z2P-Z2が所定の値となるように、レーザダイオード64に
注入する電流量を決定する。

【００９７】次に、図２のスイッチモジュール内のＭ×
Ｎスイッチ20の一実施例について、その詳細な構成を図
10により説明する。Ｍ×Ｎスイッチ20は、Ｍ個の入力ポ
ートを有し、それぞれはＭ個のOR/OS 部RS1 〜RSM に接
続されている。１つの入力ポートに入力された光信号は
光ファイバ122 上を伝送される。１本の光ファイバ122
上には、Ｎ個の１×２スイッチが設けられている。１つ
の入力ポートに入力された光信号は、制御部18からの指
示を受けた、光ファイバ122 上のいずれか１つの１×２
スイッチによって、その１×２スイッチに接続された出
力ポート32に出力される。各出力ポート32には１つのカ
プラ126 が接続されており、同一の行き先を有する複数
の光信号を合流させる。

【００９８】以上で光クロスコネクト装置10の構成の説
明を終わる。次に、光クロスコネクト装置10の動作につ
いて説明する。図１において、基準局から送られてきた
絶対基準光は、光アンプ14で、伝送中の減衰を補償され
る。その後、カプラ16によりＮ＋１個に分岐される。分
岐された絶対基準光はスイッチモジュールS1〜SN、SRに
送られる。

【００９９】一方、入力光は光ファイバF1〜FNから入力
される。いずれの光ファイバF1〜FNに入力された入力光
も同様に処理されるため、以下では、光ファイバF1に入
力された入力光について説明する。異なる光波長（λ
１、λ２、…、λＭ）の光信号が多重されている入力光
が、光ファイバF1から入力されると、１×２スイッチB1
に、まず送られる。制御部18は、１×２スイッチB1を制
御して、この入力光を通常は、現用系であるスイッチモ
ジュールS1に送る。スイッチモジュールS1が故障または
修理により使用できない場合は１×２スイッチB1を制御
して、光クロスコネクト装置10内に１つだけ設けられて
いる予備系であるスイッチモジュールSRに入力光を送
る。

【０１００】これ以降の入力光の処理は、現用系スイッ
チモジュールS1、予備系スイッチモジュールSRのどちら
においても同様であるため、現用系スイッチモジュール
S1について説明する。現用系スイッチモジュールS1に入
力された入力光は、図２に示すように、カプラ24により
Ｍ個の入力光128 に分岐される。分岐後の入力光128はO
R/OS 部RS1 〜RSM に送られる。一方、スイッチモジュ
ールに入力された絶対基準光168 は、光アンプ28で増幅
された後、カプラ30によりＭ個の絶対基準光34に分岐さ
れる。分岐後の絶対基準光34はＭ個のOR/OS 部RS1 〜RS
N に分配される。

【０１０１】次に、OR/OS 部RS1 〜RSM の動作について
説明する。各OR/OS 部RS1 〜RSM は処理する光信号の波
長が異なる点を除けば、同様な処理を行なうため、OR/O
S 部RSはλ２を処理するものとして、図３により説明す
る。

【０１０２】OR/OS 部RSに入力された絶対基準光34は、
カプラ40により、入力光128 から波長λ２を有する光の
みを選択して受信するために用いられる絶対基準光36
と、波長λ２を有する光を発生するために用いられる絶
対基準光38とに分岐される。

【０１０３】一方、入力光128 は、フィルタ42により波
長λ２を有する光のみが選択されて、フィルタ42を通過
する。フィルタ42の通過帯域は、フィルタ制御部56によ
り制御される。その制御のために、フィルタ42を通過し
た光44は、カプラ50により２つの光46、48 に分岐され
る。光46は上述の制御に用いられる。光46は、カプラ52
により絶対基準光36と合流される。合流後の光54からフ
ィルタ制御部56は絶対基準光36と光44との周波数差を求
める。そして、波長λ２を有する光44のみがフィルタ42
を通過するように制御信号78を生成し、生成した制御信
号78をフィルタ42に出力する。

【０１０４】カプラ50により分岐された他方の光48は、
フォトダイオード60によって電気信号58に変換される。
波形整形器62は、電気信号58について、いわゆる再生中
継を行なう。波形整形後の電気信号130 によりレーザダ
イオード64の出力光を変調して、波長λ２を有する光信
号66を生成する。レーザダイオード64の出力光66の波長
がλ２になるように差分検出部76が制御を行なう。その
制御のために、レーザダイオード64の出力光66は、カプ
ラ72により２つの光68、70 に分岐される。光68は上述の
制御に用いられる。光68は、カプラ74により絶対基準光
38と合流される。合流後の光80から差分検出部76は絶対
基準光38と出力光66の周波数の差分を検出する。そし
て、波長λ２を有する光66のみをレーザダイオード64が
出力するように制御信号82を生成し、生成した制御信号
82をレーザダイオード64に出力する。

【０１０５】カプラ72により分岐された他方の光信号70
は、図２のＭ×Ｎスイッチ20に送られる。図２に戻る
と、Ｍ×Ｎスイッチ20において、光信号は行き先別に振
り分けられて、Ｎ個ある出力ポートのいずれかから出力
される。出力された光はその出力ポートに接続された図
１に示すカプラC に送られる。図１に示すように、１つ
のカプラC は１つの行き先に対応しており、Ｎ個のスイ
ッチモジュールS1〜SRからの光信号であって、かつ同じ
行き先の光信号を合流する。合流後の光は光ファイバF1
1 〜FN1 を通って出力される。この時に現用系スイッチ
モジュールと予備系スイッチモジュールのいずれから出
力された光信号であるかは問わずに、一律に合流され
る。

【０１０６】以上述べたように本実施例によれば、レー
ザダイオードで生成する発振光の波長を基地局からの絶
対基準光に基づき制御しているため、光クロスコネクト
装置の出力する光信号の周波数が安定している。

【０１０７】従来は、上流の光クロスコネクト装置から
下流の光クロスコネクト装置に基準光が伝送されていた
ため、上流の光クロスコネクト装置において、基準光の
周波数に誤差などの異常が生じると、下流の光クロスコ
ネクト装置に異常が伝搬し、光通信網全体に異常が広が
る。異常の結果として、主信号の雑音や主信号のデータ
エラーが増加する。

【０１０８】本実施例によれば、基準局に異常が生じな
い限り、ある光クロスコネクト装置の光周波数の異常が
光通信網内全体に広がることはない。その結果、光通信
網内を伝送されるデータ等に誤りが発生する確率が減少
し、網の信頼性が向上する。

【０１０９】基地局から絶対基準光を受信しない光クロ
スコネクト装置としては、図11に示すようなものがあ
る。本装置140 は、基準光を、上流にある他の光クロス
コネクト装置から基準ファイバ142 を通して受信する。
これを光アンプ144 で光増幅した後、カプラ146 で、２
つの基準光152、154 に分岐する。基準光152 は、下流に
ある光クロスコネクト装置に送信される基準光であり、
光アンプ148 で増幅された後、基準ファイバ150 を通っ
て送信される。基準光154 は、光クロスコネクト装置14
0 自身が用いる基準光である。この基準光154 は、カプ
ラ156 で分岐された後、スイッチモジュールに分配され
る。

【０１１０】図11に示す光クロスコネクト装置のよう
に、光クロスコネクト装置から光クロスコネクト装置へ
基準光が順次伝送されていくと、基準局から基準光を受
信している場合と異なって、基準光に伝送中に発生する
誤差が蓄積する。

【０１１１】なお、第１の実施例によれば、通信容量の
拡張もしくは予備系通信回線の追加を行ないたい場合
は、拡張もしくは追加する光ファイバの数と同数の１×
２スイッチと、拡張用現用系スイッチモジュールもしく
は予備系スイッチモジュールとを設ければよい。通信容
量の拡張の場合はカプラも追加する。そして、スイッチ
モジュールの下流に設けたカプラに合流する光ファイバ
の合流数を拡張用現用系スイッチモジュールもしくは予
備系スイッチモジュールの数だけ増やすことで、拡張用
現用系または予備系の追加ができる。

【０１１２】このようにして予備系を設けた場合は、上
記のような簡単な追加のみで、光信号が長時間、途絶す
ることなく、モジュールの点検／交換、および障害復旧
が行なえる。

【０１１３】次に、光クロスコネクト装置の第２の実施
例について説明する。第１の実施例においては、光信号
の再生中継を行なうために、光信号を電気信号に変換し
ているが、第２の実施例においては、電気信号への変換
は行なわない。また、光信号の波長を直接他の波長へ変
換する。このように１つのパスを流れる光信号の波長を
途中で変換する理由は、これにより光通信網において必
要な波長数が少なくて済むと、一般に考えられているか
らである。

【０１１４】第２の実施例と第１の実施例との違いは、
OR/OS 部の構成にある。他の部分においては、第１の実
施例と同一であるため、同一である部分についての説明
は省略する。第２の実施例におけるOR/OS 部164 の構成
を図12により説明する。図12において、第１の実施例の
OR/OS 部RS（図３に示す）と同一の機能／構成を有する
ものについては同一の参照符号を付し、その説明は省略
する。

【０１１５】図12のOR/OS 部164 において、入力光128
から特定の波長を有する光信号44を選択する部分は、第
１の実施例と同一である。また、差分検出回路76も第１
の実施例と同様である。第１の実施例における電気信号
に変換する回路および変換後の電気信号の波形整形を行
なう回路は有しない。選択された光48は、波長変換部16
0 に送られる。 波長変換部160 は、和周波数光発生、差
周波数光発生等の、半導体や誘電対の非線形効果を用い
ることにより光信号の周波数を変換するものである。例
えば、和周波数光発生を用いる場合は、レーザダイオー
ド158 の出力光166(周波数をω０とする）と光信号48
（周波数はV2とする）とを合流し、合流後の光を非線形
材料に入射すると、V2' ＝ω０＋V2の周波数を有する光
信号162 を得ることができる。そして、差分検出部76
は、得られた光信号の周波数V2' と絶対基準光80の周波
数V0との差が所定の範囲になるように、レーザダイオー
ド158の出力光の周波数ω０を第１の実施例と同様に制
御する。

【０１１６】第１の実施例においては、絶対基準光の周
波数と光信号の周波数とは異なっていたが、本実施例の
ように波長変換を行なう場合は、光信号のいずれかの周
波数と絶対基準光の周波数とが一致していてもよい。

【０１１７】以上の実施例においては、FDM を例にして
説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、WD
M にも適用できる。また、基準光を用いる他の光通信方
式にも適用できるものである。

【０１１８】また、以上の説明においては、予備系スイ
ッチモジュールを有する場合について説明したが、本発
明はこれに限られるものではなく、光クロスコネクト装
置を、予備系を有しない光クロスコネクト装置として構
成することも可能である。その場合は、図１においてス
イッチモジュールの前段に設けられている、入力光を現
用系と予備系に振り分ける１×２スイッチは不要であ
る。

【０１１９】また、上記の実施例において、予備系スイ
ッチモジュールは１つ設けられているが、本発明はこれ
に限られるものではなく、予備系スイッチモジュールを
複数設けることとしてもよい。そのときは、図１におい
てスイッチモジュールの前段に設けられている、入力光
を現用系と予備系に振り分ける１×２スイッチは、予備
系スイッチモジュールの数（Ｋ）に応じて、１×（Ｋ＋
１）スイッチとすればよい。

【０１２０】また、本実施例のOR/OS 部においては、可
変波長フィルタを用いて特定の波長の光信号を選択して
いるが、特定の波長の選択方法としては、これに限られ
るものではない。例えば、波長が固定されたフィルタを
用いることも可能であり、この例としては、特定の波長
の光を透過し、他の波長の光を反射する多重反射型光分
波回路、回折格子を用いた分波回路等がある。また、導
波路周期フィルタ、リング共振器、光増幅器等を用いる
ことも可能である。さらに、光ヘテロダイン検波やホモ
ダイン検波を用いることもできる。

【０１２１】

【発明の効果】このように本発明によれば、一部の光ク
ロスコネクト装置において生じた基準光の異常等が光通
信網内の他の光クロスコネクト装置に伝搬することのな
い光クロスコネクト装置を提供することができる。

【０１２２】また、光クロスコネクト装置に異常が生じ
たとき、または光クロスコネクト装置を点検するとき
に、通信が長時間途絶することのない光クロスコネクト
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る、予備系スイッチモジュールを有
する光クロスコネクト装置の一実施例のブロック図であ
る。

【図２】図１の光クロスコネクト装置において用いられ
るスイッチモジュールの一実施例のブロック図である。

【図３】図１の光クロスコネクト装置が波形整形を行な
う場合のOR/OS 部の一実施例のブロック図である。

【図４】図１の光クロスコネクト装置内の可変波長フィ
ルタの入力光および出力光のスペクトルを示す図であ
る。

【図５】図１の実施例における絶対基準光の中心周波数
と再生された光信号の中心周波数との関係を示す図であ
る。

【図６】図１の実施例におけるフィルタ制御部の一実施
例のブロック図である。

【図７】図６のフィルタ制御部を構成する各部の動作タ
イミング図である。

【図８】図１の実施例における差分検出部の一実施例の
ブロック図である。

【図９】図８の差分検出部76を構成する各部の動作タイ
ミング図である。

【図１０】図１の実施例におけるＭ×Ｎスイッチの一実
施例のブロック図である。

【図１１】基準局から基準光を受信しない方式の光クロ
スコネクト装置のブロック図である。

【図１２】図１の光クロスコネクト装置が直接、光波長
変換を行なう場合のOR/OS 部の一実施例のブロック図で
ある。

【符号の説明】

10 光クロスコネクト装置 12 基準光ファイバ 62 波形整形器 76 差分検出部 160 波長変換部 B1〜BN １×２スイッチ C1〜CN カプラ RS1 〜RSM OR/OS 部 S1〜SN、SR スイッチモジュール

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光通信網内のノードとノードとの間に設
   定されるパスの設定状態を変更する光クロスコネクト装
   置において、該装置は、 前記光通信網内に設けられた、該光通信網内における基
   準周波数を有する絶対基準光を出力する基準局から該絶
   対基準光を受信する基準光受信手段と、 互いに周波数が異なる複数の光信号を含む入力光を受け
   付けて、該光信号の送信先を切り替えることができるス
   イッチ手段とを有し、 該スイッチ手段は、 前記入力光を受け付けて、異なる周波数の光信号ごとに
   分離する分離手段と、 該分離された光信号に含まれるパルス波形を再生する再
   生手段と、 前記受信した絶対基準光を基準としてあらかじめ定めら
   れた周波数の光を生成し、前記再生されたパルス波形を
   用いて、該生成された光を変調し、該変調により得られ
   た光信号を出力する送信手段とを有することを特徴とす
   る光クロスコネクト装置。
2. 【請求項２】 光通信網内のノードとノードとの間に設
   定されるパスの設定状態を変更する光クロスコネクト装
   置において、該装置は、 前記光通信網内に設けられた、該光通信網内における基
   準周波数を有する絶対基準光を出力する基準局から該絶
   対基準光を受信する基準光受信手段と、 互いに周波数が異なる複数の光信号を含む入力光を受け
   付けて、該光信号の送信先を切り替えることができるス
   イッチ手段とを有し、 該スイッチ手段は、 互いに周波数が異なる複数の光信号を含む入力光を受け
   付けて、異なる周波数の光信号ごとに分離する分離手段
   と、 前記受信した絶対基準光を用いて、前記分離した光信号
   の周波数を変換し、変換後の光信号を出力する送信手段
   とを有することを特徴とする光クロスコネクト装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の光クロスコネ
   クト装置において、 前記入力光は複数あり、 該光クロスコネクト装置は、 前記入力光ごとに設けられた前記スイッチ手段であっ
   て、現用系である現用系スイッチ手段と、 前記複数の入力光に対して設けられた前記スイッチ手段
   であって、予備系である予備系スイッチ手段と、 前記入力光ごとに設けられた現用予備切替スイッチであ
   って、各々は前記入力光を受け付けて、該入力光を前記
   現用系スイッチ手段または予備系スイッチ手段のいずれ
   かに出力する現用予備切替スイッチと、 該現用予備切替スイッチの出力先を制御する制御部と、 前記現用予備切替スイッチと前記予備系スイッチ手段と
   の間に設けられ、前記複数の現用予備切替スイッチから
   予備系スイッチ手段に向けて出力される入力光を受け付
   けて、前記予備系スイッチ手段に出力する光合流手段と
   を有することを特徴とする光クロスコネクト装置。
4. 【請求項４】 光通信網内のノードとノードとの間に設
   定されるパスの設定状態を変更する光クロスコネクト方
   法において、該方法は、 前記光通信網内に設けられた基準局から直接、前記光通
   信網における基準周波数を有する絶対基準光を光クロス
   コネクト装置に出力し、 該光クロスコネクト装置は、 互いに周波数が異なる複数の光信号を含む入力光を受け
   付けて、異なる周波数の光信号ごとに分離し、 該分離された光信号に含まれるパルス波形を再生し、 前記受信した絶対基準光を基準としてあらかじめ定めら
   れた周波数の光を生成し、 前記再生されたパルス波形を用いて、該生成された光を
   変調し、 該変調により得られた光信号を出力することを特徴とす
   る光クロスコネクト方法。
5. 【請求項５】 光通信網内のノードとノードとの間に設
   定されるパスの設定状態を変更する光クロスコネクト方
   法において、該方法は、 前記光通信網内に設けられた基準局から直接、前記光通
   信網における基準周波数を有する絶対基準光を光クロス
   コネクト装置に出力し、 該光クロスコネクト装置は、 互いに周波数が異なる複数の光信号を含む入力光を受け
   付けて、異なる周波数の光信号ごとに分離し、 前記受信した絶対基準光を用いて、前記分離した光信号
   の周波数を変換し、 変換後の光信号を出力することを特徴とする光クロスコ
   ネクト方法。