JPH11194311A

JPH11194311A - 光スイッチ及びそれを用いた光通信システム

Info

Publication number: JPH11194311A
Application number: JP9368244A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Nitta; 淳新田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-12-27
Filing date: 1997-12-27
Publication date: 1999-07-21

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の制御信号が入力され得る様に構成された
光スイッチである。【解決手段】入力端から入力された光３を所望の出力端
へ出力（光出力５）することを外部からの制御信号４、
６で制御する光スイッチ７である。光スイッチ７の接続
状態を制御する制御信号４、６が複数入力可能な様に構
成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光信号の流れを制
御する光スイッチと光スイッチを用いた光通信システム
などに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、光スイッチは、例えば、方向性結
合器型、マッハツェンダー型などがあった。方向性結合
器型は、２本の導波路で構成された方向性結合器におい
て、結合部の屈折率を変化させる電極を形成して２本の
導波路を結合し、一方の導波路から他方の導波路へ移行
できる光の波長を変化させることにより、出力導波路の
出力の切り換えを行なうものである。

【０００３】また、マッハツェンダー型は、１本の導波
路を分岐し再び結合（合流）させる構成とし、２つの経
路を伝搬してくる光の位相差によってスイッチ動作を生
じさせるものである。そして、位相差の変化を２つに分
岐している導波路部分の屈折率変化により生じさせてい
て、その為に該当部分に電極等を形成して屈折率変化を
生じさせていた。

【０００４】方向性結合器型の光スイッチとしては、例
えば、特開平５−１５８０８０号に記載のものなどがあ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、光スイッチは外部からの電気的な信号によっ
て動作する為に、光スイッチを光通信や光ＬＡＮなどの
系内で用いた時、制御用の電気信号を光スイッチに与え
られなくなった時に全く機能しなくなり、通信ができな
くなってしまう。

【０００６】従って、本出願に係る第１の発明の目的
は、上記課題に鑑み、複数の制御信号が入力され得る様
に構成された光スイッチを提供することである。複数の
制御信号が入力され得るので、或る１つの制御信号が入
力され得なくなっても、他の制御信号で光スイッチの接
続状態（例えば、オン・オフ）を制御できる様になる。

【０００７】更に、本出願に係る第２の発明の目的は、
第１の発明の光スイッチを適用した光通信システムを提
供することである。

【０００８】

【課題を解決する為の手段及び作用】上記目的を達成す
る為に、本出願に係わる第１の発明のスイッチは複数の
制御用の入力を持つことを特徴とし、この構成により、
複数の制御入力は、１つの制御入力が機能しなくなって
も、他の制御入力からの信号により光スイッチを制御で
きる。すなわち、入力端から入力された光を所望の出力
端へ出力することを外部からの制御信号で制御する光ス
イッチであり、該光スイッチの接続状態を制御する制御
信号が複数入力可能な様に構成されていることを特徴と
する。

【０００９】より具体的には、光スイッチは、前記複数
の制御信号のうちいずれか１つのみで光スイッチの接続
状態を制御できる様に構成されている。この場合、他の
制御信号も１つのみで光スイッチの接続状態を制御でき
る様になっていてもよいし、複数が一緒になって接続状
態を制御できる様になっていてもよい（すなわち、例え
ば、これら複数の制御信号が全て同じ接続状態（例え
ば、オン）を指示するときのみ光スイッチはその接続状
態となり、その他のときはオフ状態となる）。

【００１０】また、前記複数の制御信号が各々独立に光
スイッチの接続状態を制御できる様に構成されていても
よい（すなわち、例えば、これら複数の制御信号のうち
の何れかがオンを指示するときに光スイッチはオン状態
となる）。

【００１１】また、１つの制御信号で制御される光スイ
ッチ部と他の制御信号で制御される光スイッチ部が入力
端からの入力光に対して並列的に接続されて構成されて
いてもよい（各々独立に光スイッチの接続状態を制御で
きる構成の一例である）。

【００１２】また、制御信号の形態としては、複数の制
御信号のうち少なくとも１つは電気的な信号であり、少
なくとも他の１つは光学的な信号であったり（典型的に
は、光スイッチを電気制御の光スイッチ部と光制御の光
スイッチ部を組み合わせて構成する）、複数の制御信号
は全て光学的な信号であったりする（これらの構成にお
いて、光信号は、光スイッチを光スイッチから離れて用
意された制御回路で制御可能なように動作できる）。

【００１３】本出願に係わる第２の発明の光通信システ
ムは、本願の第１の発明の光スイッチを光信号が集中す
る制御ノード中に使用していることを特徴とする。すな
わち、複数の通信ノード間で通信を行ない、該複数の通
信ノードが制御ノ−ドと接続されていて該制御ノードが
該複数の通信ノード間の通信を制御する光通信システム
であって、該制御ノードは、該複数の通信ノードからの
光信号の他の通信ノードへの伝送を制御する為に上記の
光スイッチを有していることを特徴とする。これにより
制御ノードの異常（故障）時に、通信ノードからの光制
御信号により制御ノードをパッシブな状態（パッシブな
スターカップラの如き状態）にすることができ、通信が
途絶えることがなくなる。複数の通信ノードの個々から
の制御信号が独立に制御ノード中の光スイッチを制御し
てパッシブな状態にする場合もあるし、幾つかの通信ノ
ードからの制御信号が全て来て制御ノード中の光スイッ
チが制御される場合もある（この場合は、複数の通信ノ
ードが全て異常と判断したときのみ異常と判断されるの
で、異常の判断は慎重に行なわれることになる）。

【００１４】より具体的には、制御ノードが制御できな
くなった後でも各通信ノード間の通信が確保できる為
に、通信ノードは、通信を行なう手段、制御ノードの障
害を検知する手段、制御ノード内の光スイッチを制御す
る為の光学的信号を発生する手段、制御ノードにかわっ
て通信システム内の通信を制御する手段を有する。

【００１５】

【発明の実施の形態】第１実施例図１は本実施例の光スイッチ７の特徴を最も良く表す図
面である。同図において、１は第１光スイッチ部、２は
第２光スイッチ部、３は光信号、４は光制御信号、５は
光出力、６は電気制御信号である。

【００１６】各構成要素の関係は、第１光スイッチ部１
は電気制御信号６によりその接続状態（オン・オフ）が
制御される。また、第２光スイッチ部２は光制御信号４
によりその接続状態が制御される。光信号３は第１光ス
イッチ部１と第２光スイッチ部２の何れにも接続される
ように、光信号３に対して両スイッチ部１、２が並列的
に接続されて光の経路が構成されていて、第１光スイッ
チ部１または第２光スイッチ部２何れかの作用により光
出力５となる。

【００１７】次に、本実施例の動作を説明する。図２に
その１つの動作例を示す。図２（ａ）のグラフは光信号
３の状況を表している。ここでは、光信号３は何らかの
デジタル信号を伝送しているものとしてパルス形状のも
のとした。勿論、光信号３としてはここで示したデジタ
ル信号に限られるものでなく、アナログ信号でもよい。
図２（ｂ）は電気制御信号６を表している。本実施例で
用いている第１光スイッチ部は電気制御信号６が加えら
れている時のみ接続状態（オン）とするものとしたが、
電気制御信号６の形態は第１光スイッチ部１の構成によ
って異なる。図２（ｃ）は、第１光スイッチ部１を電気
制御信号６（図２（ｂ））で制御した場合に得られる光
信号５の波形を示している。こうして、図２（ｃ）のよ
うに電気制御信号６に応じた光出力５が得られる。

【００１８】図３は第２光スイッチ部２の動作を説明す
る為の図である。図３（ａ）は図２（ａ）と同じ光信号
３を示している。図３（ｂ）は光制御信号４の波形であ
る。図３（ｃ）が光出力５を表している。第１光スイッ
チ部１の時とほぼ同じように動作をする。即ち、光制御
信号４により第２光スイッチ部２が接続状態（オン）と
なっている間だけ、光信号３が透過され、光出力５が得
られている。

【００１９】本実施例では第１光スイッチ部１として電
気的な信号で制御される導波型の光スイッチを用いた。
また、第２光スイッチ部２としては光学的な信号で制御
されるエルビウムドープファイバを用いた。このため光
制御信号４としては波長が０．９８μｍのものを用い
た。従って、図１には示していないが、光フィルタを用
いて光出力５から励起光などの不要な波長の除去を行な
っている。

【００２０】本実施例では、制御信号４、６は各々独立
に光スイッチの接続状態（オン・オフ）を制御でき、一
方の制御信号の供給が止まっても他方の制御信号で光ス
イッチを正常に動作させることができる。

【００２１】第２実施例図４は本発明の第２の実施例の光スイッチ１０を示す。
同図において、１１は第１光スイッチ部、１２は第２光
スイッチ部、１３は第２光制御信号、３は光信号、４は
光制御信号、５は光出力である。第２光スイッチ部１２
の動作は第１実施例と同じであるのでここでは説明を省
く。

【００２２】光信号３に対して第２スイッチ部１２と並
列的に接続された第１光スイッチ部１１は、第１実施例
とは異なり、その制御を光で行なう構成である（第２光
スイッチ部１２と同じであってよい）。

【００２３】本実施例では、第２光スイッチ部１２への
制御信号４が光信号３と同じ経路を通って入力されるの
に対して、第１光スイッチ部１１への第２光制御信号１
３は異なる経路で入力されるように構成されている。

【００２４】どちらの光スイッチ部１１、１２も第１実
施例の図３に示したように動作するので、ここでは説明
を省く。出力側に光フィルタを用いて不要な励起光成分
を除去することも第１実施例と同様に行なえばよい。

【００２５】第３実施例図５に本発明の第３の実施例を示した。同図において、
２１は光スイッチ、３は光信号、４は光制御信号、２２
は第２光制御信号、２３は光フィルタ、５は光出力であ
る。

【００２６】この実施例では、光スイッチ２１の動作制
御を第２光制御信号２２及び光制御信号４のどちらか一
方（または両方。この場合、２つの光制御信号４、２２
が入って初めて光スイッチ２１がオンになる。従って、
光スイッチ２１をオン状態に切り替えるのを、複数の部
分で確認してから慎重に行なう必要がある時などに用い
る構成である。）で行なえる構成となっている。光フィ
ルタ２３は光制御信号４と第２光制御信号２２を除去す
るように機能する。

【００２７】図６は光スイッチ２１として光ファイバア
ンプを用いた場合の構成を示している。図６において、
３１は光ファイバアンプ、３２は光ファイバアンプ３１
用の励起光源（第２制御信号２２を供給する）、３３は
励起光源３２からの光と励起光３６を除去する光フィル
タ、３４は２つの経路から来る光を合流する為の合流
器、３５は光信号、３６は光信号３５と同じ経路から伝
送されて来る励起光（光制御信号４に相当する）、３７
は光出力である。

【００２８】光スイッチ２１の動作制御を２つの制御信
号の少なくともどちらか一方で行うように設定しておけ
ば、何らかの障害により、一方の制御信号が入力できな
くなっても、他の制御信号で光スイッチ２１を動作させ
ることが可能となる。また、２つの制御信号が両方入ら
なければ光スイッチ２１が動作しないように設定してお
けば、より慎重なスイッチングを行うことができる。具
体的な設定としては、光ファイバアンプ３１が光信号３
５の波長に対して透明となる或は増幅作用を持つ様にな
る程度に、励起光源３２からの光と励起光３６の強度の
各々を（或は、両方の光の強度を加えたものを）設定す
ることにより、光ファイバアンプ３１を光スイッチとし
て機能させることができる。

【００２９】第４実施例第１〜第３実施例に示したような光スイッチを光ネット
ワークに用いた例を示す。図７は光ネットワークの構成
を示している。センターノード１５０１を中心に複数の
光ノード３２１〜３２Ｎが接続されていて、複数の光ノ
ード３２１〜３２Ｎの間で通信を行なうものである。光
ノード３２１〜３２Ｎは各々図１０の概略ブロック図に
示す構成となっている。光ノード３０００は後述する図
９の部分３００１と光ノード制御装置３００２から成
り、部分３００１は光ノード制御装置３００２を介して
端局との間で信号のやり取りを行なう。

【００３０】図８は上記光路制御を行なう光センターノ
ード１５０１のブロック図である。ここでは通信ノード
数はＮ個とする。図中、光センターノード１５０１内の
（Ｎ＋１）×（Ｎ＋１）光カプラ２０１は、Ｎ十１個の
光入力ボートから入力された光信号をＮ十１個の光出力
ポートに分配する。光センターノード内部の光送信器２
０６の出力と、各通信ノードからの光信号とのＮ＋１個
の光ファイバから入力し、光センターノード内部の光受
信器２０７方向に出力し、且つ各通信ノードにＮ＋１個
出力するように分配する。この（Ｎ十１）×（Ｎ十１）
光カプラ２０１は、例えばシリコン基板上に形成した石
英系光導波路を用いることができ、例えば文献「Ｃ．Ｄ
ｒａｇｏｎｅ，Ｃ．Ｈ．Ｈｅｎｒｙ，Ｉ．Ｐ．Ｋａ
ｍｉｎｏｗ，ａｎｄＲ．Ｃ．Ｋｉｓｔｌｅｒ：
“Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌｉ
ｎｔｅｇｒａｔｅｄｏｐｔｉｃｓｓｔａｒｃｏｕ
ｐｌｅｒｏｎｓｉｌｌｉｃｏｎ”，ＩＥＥＥＰ
ｈｏｔｏｎｉｃｓＴｅｃｈｎｏｌ．Ｌｅｔｔ．，
Ｖｏｌ．１，Ｎｏ．８，ｐｐ．２４１〜２４３（Ａ
ｕｇ．１９８９）」に記載されている石英系光導波路
を用いることができる。

【００３１】また、Ｎ×１光カプラ２０２は、各通信ノ
ードからのＮ個の光入力ポートから入力された光信号を
合波して１つの光出力ポートに出力する。この各通信ノ
ードからの光合波信号を２×１光カプラ２０３に出力す
る。

【００３２】また、２×１光カブラ２０３は、２個の光
入力ポートから入力された光信号を合波して１つの光出
力ポートに接続する。すなわち、（Ｎ十１）×（Ｎ十
１）光カプラ２０１とＮ×１光カプラ２０２の出力を光
分波器２０４に入力する。

【００３３】この光分波器２０４は１．３μｍ帯の波長
と１．５μｍ帯の波長を分離する。この光分波器２０４
には、それぞれ１．３μｍ帯と１．５μｍ帯の波長を透
過するバンドパスフィルターを採用でき、例えばＡＯフ
ィルター、ＥＯフィルター、チューナブルＤＦＢフィル
ター、マッハツェンダーフィルター、ファブリペローフ
ィルター、誘電体多層膜フィルター等のいずれを用いて
もよい。

【００３４】次に、波長配置検出系２０５は、光分波器
２０４から入力される波長多重通信系用としての１．５
μｍ帯の波長の配置を検出し、その結果を波長多重通信
制御系２０８に伝える。この波長配置検出系２０５は、
波長可変フィルターと、この波長可変フィルターに制御
電圧を印加して波長を掃引する波長可変フィルター制御
回路と、該波長可変フイルターの出力を受光して電気信
号に変換する光電変換素子と、該電気信号の所定レベル
以上の成分のみを出力する職別器と、該識別器の出力と
波長可変フィルター制御回路への制御電圧とから波長多
重通信系の波長の配置を検出する波長配置検出回路とか
ら構成することができる。

【００３５】また、光送信器２０６はパケット通信用の
光送信器である。波長多重通信制御系２０８からのパケ
ット信号（これは電気信号であり、波長制御パケット等
である。）を、１．３μｍ帯の波長の光信号に変換して
送出する。この光送信器２０６は、例えば、波長可変光
源と変調器と駆動回路とから構成され、波長多重通信制
御系２０８からこの駆動回路への制御信号に基づいて所
定の１．３μｍ帯の波長を発光するこの波長可変光源を
駆動し、この発光波長をパケット信号で、例えば、強度
変調して出力する。

【００３６】また、光受信器２０７は、パケット通信用
の光受信器である。光分波器２０４から入力される１．
３μｍ帯の波長のパケット信号（光信号）を電気信号に
変換し、波長多重通信制御系２０８に伝える。光受信器
２０７は、例えば、可変波長フィルターと光電変換素子
とで構成される。

【００３７】波長多重通信制御系２０８は、光送信器２
０６と光受信器２０７を用いたパケット通信により、波
長多重通信系の波長割当を行う。即ち、パケット通信で
は、各通信ノードからの受信要求コマンドや波長制御用
データをパケットとして伝送している。このパケットに
は他の情報を伝送してもよい。また、波長配置検出系２
０５からの１．５μｍ帯の波長配置の情報を基に、各光
ノードの波長可変光送信器の波長をパケット通信系によ
り制御する。更に、波長多重通信制御系２０８は、光ス
イッチ１６３、１６４の接続制御を行なう。

【００３８】光スイッチ１６３、１６４は、第１乃至第
３実施例に示した構成で、外部（ここでは波長多重通信
制御系２０８のみでなく、各ノードからの光信号でも制
御可能な構成となっている）からの制御信号により光入
力ポート１２１、１２２、・・・から入力される光信号
を接続する。こうして、光スイッチ１６３、１６４は波
長多重通信制御系２０８により制御され、各光ノードか
ら入力し１×２光カプラ１１１、１１２で分割された光
信号を（Ｎ十１）×（Ｎ十１）光カプラ２０１に出力し
たり出力しなかったりする。

【００３９】光入力ポート１２１、１２２および光出力
ポート１３１、１３２は光センターノード１５０１の光
入力ポートおよび光出力ポートであり、光ファイバを介
して光ノード３２１、３２２、・・・、３２Ｎが接続さ
れる。光入力ポート１２１、１２２は、光ファイバ１４
１、１４２により、１×２光カプラ１１１、１１２を介
して光スイッチ１６３、１６４及びＮ×１光カプラ２０
２に接続される。一方、光出力ポート１３１、１３２は
光ファイバ１５１、１５２ににより（Ｎ＋１）×（Ｎ十
１）光カプラ２０１に接続される。

【００４０】光ファイバ１６１、１６２は光スイッチ１
６３、１６４の一方の光出力ポートと（Ｎ十１）×（Ｎ
十１）光カプラ２０１を接続する。光ファイバ１７１、
１７２は１×２光カプラ１１１、１１２の他方の光出力
ポートとＮ×１光カプラ２０２を接続する。

【００４１】１×２光カプラ１１１、１１２、光スイッ
チ１６３、１６４、光入力ポート１２１、１２２、光出
力ポート１３１、１３２、光ファイバ１４１、１４２、
１４３、１４４、１５１、１５２、１６１、１６２、１
７１、１７２は、図の煩雑さを避けるため２つの通信ノ
ード分を図示したが、通信ノード数がＮのシステムでは
各々Ｎ個が備えられる。

【００４２】光ファイバ１８１は光送信器２０６と（Ｎ
十１）×（Ｎ十１）光カプラ２０１を接続する。光ファ
イバ１８２は（Ｎ十１）×（Ｎ＋１）光カプラ２０１と
２×１光カプラ２０３を接続する。光ファイバ１８３は
Ｎ×１光カプラ２０２と２×１光カプラ２０３を接続す
る。光ファイバ１８４は２×１カプラ２０３と光分波器
２０４を接続する。光ファイバ１８５は光分波器２０４
の１．５μｍ帯の光出力ポートと波長配置検出系２０５
を接続する。光ファイバ１８６は光分波器２０４の１．
３μｍ帯の光出力ポートと光受信器２０７を接続する。

【００４３】以下、本実施例における動作について説明
する。本実施形態では、光センターノード１５０１内の
光路を切り替えることにより、波長多重通信系の波長設
定中あるいは暴走した光ノードの波長が、波長多重通信
系の他の波長と混信するのを防ぐ。さらに、本実施形態
では、光センターノード内で波長多重通信系の波長配置
を検出して、光路を切り替える。光路の切り替えには上
記光スイッチを用いる。

【００４４】光路は次の２つの接続がある。（Ａ）“光センターノード接続”の状態光ノードから光信号が光センターノード１５０１のみに
伝わる接続である。ネットワーク内の全通信ノードヘの
接続は遮断される。通信ノード３２１ないし光ノード１
について具体的に示すと次のようになる。この場合、波
長多重通信制御系２０８からの制御により光スイッチ１
６３は切れている。

【００４５】光入力ポート１２１→光ファイバ１４１→
光カプラ１１１→光ファイバ１７１→Ｎ×１光カプラ２
０２→光ファイバ１８３→２×１光カプラ２０３→光分
波器２０４→以後、波長帯により２つの経路に分れる。（ａ）１．５μｍ帯（波長多重通信系）→光ファイバ１
８５→波長配置検出系２０５→波長多重通信制御系２０
８、（ｂ）１．３μｍ帯（パケット通信系）→光ファイ
バ１８６→光受信器２０７→波長多重通信制御系２０
８。

【００４６】尚、この接続においては、パケット通信系
の光信号も光センターノード以外には伝わらないので、
この接続になっている通信ノードが送出したパケットは
光センターノード１５０１の波長多重通信制御系２０８
により再生・中継される。

【００４７】（Ｂ）“全光ノード接続”の状態光ノードからの光信号が光センターノード１５０１およ
び全通信ノードに伝わる接続である。通信ノード３２１
ないし光ノード１について具体的に示すと次のようにな
る。この場合、上記“光センターノード接続”の状態も
確立されている。

【００４８】光入力ポート１２１→光ファイバ１４１→
１×２光カプラ１１１→光ファイバ１４３→光スイッチ
１６３→光ファイバ１６１→（Ｎ十１）×（Ｎ十１）光
カプラ２０１→以後、下記の経路に分配される。（ａ）→光ファイバ１８２→２×１光カプラ２０３→こ
の後は上記光センターノード接続と同じ、（ｂ）→光フ
ァイバ１５１→光出力ポート１３１→光ノード１ヘ、
（ｃ）→光ファイバ１５２→光出力ポート１３２→光ノ
ード２ヘ。

【００４９】光センターノード１５０１は、通常は波長
多重通信系の波長配置を検出しつつ、各ポー卜を“全光
ノード接続”している。通信ノード（以下、本実施形態
において仮に通信ノードＡと呼ぶ）からパケット通信を
通して波長多重通信系の使用要求があると、波長多重通
信系の波長範囲に通信可能な波長範囲があるかどうか
を、波長配置検出系２０５から送出された電気信号によ
る波長配置から分かる波長数と記憶している配置波長と
を比較して、調べる。通信可能な波長範囲があった場合
は、通信ノードＡの接続された光入力ポートを“光セン
ターノード接続”に設定し、通信ノードＡからの光信号
を光センターノード以外に伝わらないようにする。その
後、通信ノードＡに対して波長多重通信系の使用許可、
波長の割当等を、パケット通信を通して光送信器２０６
を用いて伝送し、余っている波長のいずれかを特定して
通信ノードＡに指示する。その後、波長多重通信系の波
長配置を検出し続け、通信ノードＡの発光波長が波長多
重通信系の他の波長と混信しなくなったのを確認した
後、通信ノードＡの接続されたポートを“全光ノード接
続”に設定する。その後、光センターノード１５０１
は、通信ノードＡに送信開始許可を伝え、それを受けた
通信ノードＡは波長多重通信系での送信を開始する。

【００５０】以上、通信ノードの波長可変光送信器の波
長設定時の、光センターノード１５０１の動作について
説明したが、次に、通信ノード（通信ノードＢとする）
の波長可変光送信器が暴走し、波長多重通信系の隣接す
るチャンネルの波長に近づいた場合に、光センターノー
ド１５０１が行う障害回避動作について説明する。

【００５１】本実施形態では、光センターノードは常に
波長多重通信系の波長配置を監視しているので、ネット
ワーク内にある通信ノードＢの波長可変光送信器が暴走
し、波長多重通信系の隣接するチャンネルの波長に近づ
いたことを検知することができる。隣接するチャンネル
の波長に対して、予め設定された波長間隔（例えば混信
を起こさない最小の波長間隔）になったチャンネルがあ
った場合には、そのチャンネルを使用している通信ノー
ドＢの接続された入力ポートを“光センターノード接
続”に設定し（すなわち、１×２光カプラと（Ｎ十１）
×（Ｎ十１）光カプラ２０１との間の光スイッチを切
る）、その通信ノードＢの光信号がネットワーク内の全
通信ノードヘ伝わらないようにする。このとき、光セン
ターノード１５０１は、通信ノードＢに、“光センター
ノード接続”に設定したことを伝え、これに基づき通信
ノードＢは信号送信を一旦中止する。

【００５２】そして、通常の波長多重通信系の波長配置
を検出し続け、通信ノードＢの発光波長が波長多重通信
系の予め設定された波長間隔になったのを確認した後、
通信ノードＢの接続されたポートを“全光ノード接続”
に設定する（すなわち、１×２光カプラと（Ｎ十１）×
（Ｎ十１）光カプラ２０１との間の光スイッチを電気的
な信号でオンにする）。その後、通信ノードＢに送信開
始許可を伝え、それを受けた通信ノードＢは波長多重通
信系で“光センターノード接続”に設定された時点から
の送信を再開する。この様にすることで、隣接するチャ
ンネルが混信を受けることを避けることができる。この
場合、通信ノードの発光波長が暴走した場合以外でも、
予め設定された波長間隔から外れた通信ノードに対して
も同様に制御する。

【００５３】光センターノード１５０１が波長多重通信
系の波長配置を常に監視し、上記のようにその内部の光
路を切り替えることにより、通信ノードの波長可変光送
信器の波長設定を他のチャンネルの波長と混信すること
なく行うことが可能になる。また、波長可変光送信器が
暴走した通信ノードがあった場合に、隣接チャンネルと
の混信を回避することが可能になる。

【００５４】なお、上記光センターノード中、各機能ブ
ロックを光ファイバーで接続する例を示したが、構成
上、光ファイバーを使用せずに直接接続してもよく、特
に光ファイバー１８４、１８５、１８６等は、マッハツ
ェンダー構成の導波路を用いて接続を短縮・小型化する
ことも可能である。また、波長配置検出系２０５や光受
信器２０７、光送信器２０６等は上述の構成に限る必要
はなく、他の構成であってもよい。

【００５５】以上はセンターノード１５０１が正常に動
作している場合である。しかし、以上の構成でセンター
ノード１５０１が故障を起こすと、光ノード間の通信が
不可能となってしまう。

【００５６】本実施例では、第１乃至第３実施例に示し
たような光スイッチを用いているので、各光ノード内に
センターノード１５０１内の光スイッチ１６３、１６４
用の光制御信号用光源を備えることにより、例えば、セ
ンターノード１５０１内の波長多重通信制御系２０８が
故障してもセンターノード１５０１内の光スイッチ１６
３、１６４を接続状態とすることができる。

【００５７】ここで、こうした光制御信号用光源を備え
る通信ノード３２１〜３２Ｎの構成を説明する。図９は
通信ノード３２１〜３２Ｎの構成図である。波長多重通
信系とパケット通信系の２つの機能を有する。波長多重
通信系は、波長制御系５１、波長可変ＬＤ５２、波長可
変ＬＤ駆動回路５４、光変調器５６、光変調器駆動回路
５７、波長可変フィルタ５３、波長可変フィルタ駆動回
路５５、受光素子５８、受信回路５９で構成される。パ
ケット通信系はＬＤ４７、ＬＤ駆動回路４８、受光素子
５１０、受信回路５１１で構成される。２つの通信系の
送信部、受信部はそれぞれ光合波器５１２、光分波器５
１３で接続されている。

【００５８】また、４８１は励起光源用の駆動回路、４
７１はセンターノード１５０１内の光スイッチ１６３、
１６４の光学的な制御に用いる為の励起用光源である。

【００５９】先ず、ネットワークが正常動作時の光ノー
ドの様子を示す。ここで、波長制御系５１は受信回路５
１１からの波長制御パケットの内容に基づき、波長可変
ＬＤ駆動回路５４を介して波長可変ＬＤ５２を制御す
る。また、波長制御系５１は波長可変フィルタ駆動回路
５５を介して波長可変フィルタ５３の透過波長を制御
し、波長多重通信系のチャンネルの中から自局宛てのチ
ャンネルの波長に波長可変フィルタ５３の波長を一致さ
せ、維持する。

【００６０】波長可変ＬＤ５２は既に述べた波長多重通
信系の送信用光源であり、その波長は例えば１．５μｍ
帯である。現在、波長可変幅を広げるための研究が進め
られているが、現時点で実用レベルのものは、多電極の
ＤＢＲ（ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＢｒａｇｇＲｅｆ
ｌｅｃｔｏｒ）型やＤＦＢ（ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＦ
ｅｅｄｂａｃｋ）型のものがあり、波長可変幅は数ｎｍ
である。一例としては、電子情報通信学会技術報告ＯＱ
Ｅ（ＯｐｔｉｃａｌａｎｄＱｕａｎｔｕｍＥｌｅ
ｃｔｒｏｎｉｃｓ）８９−１１６，“三電極長共振器λ
／４シフトＭＱＷＤＦＢレーザ”記載のものが挙げられ
る。

【００６１】さらに、波長可変フィルタ５３は波長多重
通信系の受信用の波長可変フィルタであり、その波長は
波長可変ＬＤ５２の発光波長と同様に例えば１．５μｍ
帯が用いられる。透過スペクトルの半値幅はチャンネル
間隔の１／３〜１／６程度のものが望ましい（例えばチ
ャンネル間隔５ＧＨｚでは１．５ＧＨｚ）。

【００６２】また、波長可変ＬＤ駆動回路５４は、電圧
制御型電流源であり、波長制御系５１からの制御信号に
対応した波長になるように波長可変ＬＤ５２を駆動（電
流を注入）する。前記の三電極長共振器λ／４シフトＭ
ＱＷＤＦＢレーザを用いる場合は、波長可変ＬＤ駆動回
路５４の出力は３つになる。

【００６３】また、波長可変フィルタ駆動回路５５は電
圧制御型電圧源である。波長制御系５１から波長制御信
号とロックＯＮ／ＯＦＦ信号が入力される。受信チャン
ネル選択時（ロックＯＦＦ）は、波長制御系５１からの
制御信号に対応した波長になるよう波長可変フィルタ５
３を駆動し、受信時（ロックＯＮ）には受信チャンネル
の波長に波長可変フィルタ５３の波長をロックする。

【００６４】さらに、光変調器５６および光変調器駆動
回路５７は、端局から入力される波長多重通信系の送信
信号で、波長可変ＬＤ５２の出力光を強度変調するため
のものである。波長可変ＬＤ５２に注入する電流で直接
変調した場合、０．１ｎｍ程度の波長変動が生じるた
め、光変調器５６による外部強度変調方式が好適に用い
られるが、送信信号で、直接、波長可変ＬＤを強度変調
する方式であってもよい。

【００６５】また、受光素子５８および受信回路５９
は、波長多重通信系の自局宛の受信信号を受信するため
のものである。波長可変フィルタ５３で選択されたチャ
ンネルの光信号を電気信号に変換し、デジタル信号とし
ての電気信号を再生する。再生された受信信号は端局３
１１、３１２、・・・、３１Ｎに出力され、信号処理さ
れる。

【００６６】また、パケット通信系のＬＤ４７、ＬＤ駆
動回路４８は、上記のものと同じく、パケット信号を光
信号に変換し、例えば波長１．３μｍで光合波器５１２
を介して光ファイバに出力する。その受信は、他の通信
ノードと同様に受光素子５１０、受信回路５１１によ
り、パケット通信系の信号を受信し、パケット形式で送
られてきた制御信号を検出して波長制御系５１に送出す
る。

【００６７】また、光合波器５１２は、例えは１．５μ
ｍ帯の波長多重通信系の光信号と１．３μｍ帯のパケッ
ト通信系の光信号を合波し、光ファイバに出力する。一
方、光分波器５１３は、光ファイバから入力する光信号
を波長帯で分離し、１．５μｍ帯の光信号を波長可変光
フィルタ５３に入力し、１．３μｍ帯の光信号を受光素
子５１０に入力する。

【００６８】前述の様に、センターノード１５０１が正
常動作でなくなった場合、受信信号からその異常を検出
し、光ノードは制御信号をＬＤ駆動回路４８１へ送って
励起用ＬＤ４７１を励起し、光合波器５１２を介して光
ファイバへ送出される。励起用ＬＤ４７１から送出され
た励起光はセンターノード１５０１内の光スイッチ１６
３、１６４などを接続状態とすることができる。この結
果、センターノード１５０１はパッシブなスターカプラ
と同等の機能を示すことになる。

【００６９】センターノード１５０１の異常が検出され
た状態では、各通信ノードは自局内の受信系を用いてネ
ットワーク内の波長を監視し、自局からの送出波長の制
御を行なう分散制御の状態となる。すなわち、各通信ノ
ードは上記の構成に加えて、この様な分散制御状態を可
能とする機構を備えている。それはセンターノードの相
当する部分に準じて構成すればよい。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、本出願に係る第１
の発明によれば複数の制御入力を有する光スイッチを実
現でき、故障に強いスイッチや慎重な制御を必要とする
スイッチとできる。具体例としては、複数の制御入力の
１つずつで光スイッチの制御を可能にしたものや、第
１、第２の光スイッチ部を並列的に接続したものや、光
ファイバアンプを用いたものを実現できた。

【００７１】また、本出願に係る第２の発明によれば、
第１の発明で示した光スイッチを用いた障害に強い光通
信システムを実現できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構成を示すブロック
図。

【図２】本発明の第１の実施例の動作を説明する為の
図。

【図３】本発明の第１の実施例の他の動作を説明する為
の図。

【図４】本発明の第２の実施例の構成を示すブロック
図。

【図５】本発明の第３の実施例の構成を示すブロック
図。

【図６】本発明の第３の実施例の具体的構成を示す図。

【図７】本発明の光スイッチを使用した光ネットワーク
の構成を示す図。

【図８】図７のセンターノードの構成を示す図。

【図９】図７の光ノードの主要部分の構成を示す図。

【図１０】図７の光ノードの全体的構成を示すブロック
図。

【符号の説明】

１、１１第１光スイッチ部２、１２第２光スイッチ部３、３５光信号４光制御信号５、３７光出力６電気制御信号７、１０、２１、１６３、１６４光スイッチ装置１３、２２第２光制御信号２３、３３光フィルタ３１光ファイバアンプ３２励起光源３４合流器３６励起光３１１、３１２、・・・、３１Ｎ端末３２１、３２２、・・・、３２Ｎ光ノード１５０１センターノード

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力端から入力された光を所望の出力端へ
出力することを外部からの制御信号で制御する光スイッ
チにおいて、該光スイッチの接続状態を制御する制御信
号が複数入力可能な様に構成されていることを特徴とす
る光スイッチ。
【請求項２】前記複数の制御信号のうちいずれか１つの
み若しくは一部のみで光スイッチの接続状態を制御でき
る様に構成されていることを特徴とする請求項１記載の
光スイッチ。
【請求項３】前記複数の制御信号が各々独立に光スイッ
チの接続状態を制御できる様に構成されていることを特
徴とする請求項１または２記載の光スイッチ。
【請求項４】１つの制御信号で制御される光スイッチ部
と他の制御信号で制御される光スイッチ部が入力端から
の入力光に対して並列的に接続されて構成されているこ
とを特徴とする請求項１、２または３記載の光スイッ
チ。
【請求項５】前記１つの制御信号が電気信号であり、前
記他の制御信号が光学的な信号である様に構成されてい
ることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の光
スイッチ。
【請求項６】複数の制御信号が一緒になって１つの信号
として光スイッチの接続状態を制御し、これら複数の制
御信号が全て同じ接続状態を指示するときのみ光スイッ
チはその接続状態となる様に構成されていることを特徴
とする請求項１または２記載の光スイッチ。
【請求項７】前記複数の制御信号のうち少なくとも１つ
は電気的な信号であり、少なくとも他の１つは光学的な
信号である様に構成されていることを特徴とする請求項
１乃至６の何れかに記載の光スイッチ。
【請求項８】前記複数の制御信号は全て光学的な信号で
ある様に構成されていることを特徴とする請求項１乃至
４の何れかまたは６に記載の光スイッチ。
【請求項９】光学的な信号で制御される光ファイバアン
プを有することを特徴とする請求項１乃至８の何れかに
記載の光スイッチ。
【請求項１０】複数の通信ノード間で通信を行ない、該
複数の通信ノードが制御ノ−ドと接続されていて該制御
ノードが該複数の通信ノード間の通信を制御する光通信
システムにおいて、該制御ノードは、該複数の通信ノー
ドからの光信号の他の通信ノードへの伝送を制御する為
に請求項１乃至９の何れかに記載の光スイッチを有して
いることを特徴とする光通信システム。
【請求項１１】前記光スイッチの動作を制御する制御信
号のうち１つが通信ノードからの光信号であることを特
徴とする請求項１０記載の光通信システム。
【請求項１２】前記制御ノードが光スイッチを制御不能
な時に通信ノードが光スイッチの制御を行なえる様に構
成されていることを特徴とする請求項１０または１１記
載の光通信システム。
【請求項１３】通信システム内の通信制御を、複数の通
信ノ−ドの各々も行なえる様に構成されていることを特
徴とする請求項１０、１１または１２記載の光通信シス
テム。
【請求項１４】前記通信ノードは、通信を行なう手段、
制御ノードの障害を検知する手段、制御ノード内の光ス
イッチを制御する為の光学的信号を発生する手段、制御
ノードにかわって通信システム内の通信を制御する手段
を有していることを特徴とする請求項１０乃至１３の何
れかに記載の光通信システム。