KR20010024132A - 파장 선택성 광 스위칭 장치와, 이를 이용한 광 통신장치및 광 통신장치에 사용하기 위한 방법 - Google Patents

파장 선택성 광 스위칭 장치와, 이를 이용한 광 통신장치및 광 통신장치에 사용하기 위한 방법 Download PDF

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마이클 제이. 쥬니어. 데일리
제이. 마이클 헤리스
마크 에프. 크롤
다니엘 에이. 노란
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알프레드 엘. 미첼슨
코닝 인코포레이티드
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Abstract

광 스위칭 장치는 파장 분할 멀티플렉스(WDM) 광 통신 시스템의 직렬 스위칭 구조를 완성하기 위해 설계되었다. 이러한 설계는 비선택 파장 채널을 스위칭하지 않고 선택 파장 채널을 부가/하락 스위칭하는 것이 가능하기 때문에, 상기 부가/하락 스위칭 인터벌(interval)중 비선택 채널에서의 잠재적 데이터 손실을 피할 수 있다. 실시예는 섬유-광학 및 자유-광학에 기초한 방법을 이용한다. 상기 직렬 구조는 신규한 파장 계획 및/또는 신규한 파장 채널의 부가를 용이하게 조절한다.

Description

파장 선택성 광 스위칭 장치와, 이를 이용한 광 통신장치 및 광 통신장치에 사용하기 위한 방법{WAVELENGTH-SELECTIVE OPTICAL SWITCHING APPARATUS, OPTICAL COMMUNICATIONS APPARATUS USING THE SAME, AND METHOD FOR USE IN THE OPTICAL COMMUNICATIONS APPARATUS}
본 발명은 파장 분할 멀티플렉스(WDM) 광 통신 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 이러한 시스템을 위한 단순한 직렬 구조에 기초한 신규한 파장 선택성 스위칭 설계와, 상기 직렬 구조를 완성하기 위한 광 스위칭 장치에 관한 것이다. 바람직한 모드에서, 상기 장치는 파장 선택성 부가(add)/하락(drop) 스위치로서 구성된다. 또한, 본 발명은 광 통신장치와 상기 구조를 이용한 방법론에 관한 것이다.
WDM 광 통신 시스템에서, 광 투과 스펙트럼은 통신용 다중 파장 대역 또는 채널로 분할된다. 다중 광 신호가 공통 경로(일반적으로, 광섬유)로 동시에 전달될 수 있으며, 각각의 신호는 서로 다른 파장 채널상에 존재한다. 이는 서로 다른 단말 사용자 또는 단말기 군이 서로 다른 채널에서 동시에 통신할 수 있도록 한다.
통상적인 WDM 광 통신 시스템은 섬유 광학 링크로 상호연결된 노드 네트워크로서 구성된다. 단말 사용자 또는 단말기는 해당 노드에서 네트워크에 연결된다. 네트워크의 이용을 최적화하기 위하여, 노드는 통상적으로 신호 부가/하락 기능을 갖기 때문에, 파장 채널중 하나 또는 임의의 조합상의 신호는 상기 노드에서 하락 및/또는 부가될 수 있다. 이를 위하여, 노드는 파장 부가/하락 멀티플렉서(WADM)로서 구성되거나, 이를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 노드를 형성하는 소자는 가능한 적은 손실을 시스템에 부가하여야 하고, 신뢰할 수 있어야 하며, 각 채널상의 신호가 노드에서 통과, 하락 및 부가될 수 있도록 WADM에 능동적인 스위치성(switchability)을 제공하여야 한다.
WADM 기능을 가진 대부분의 노드 형태는 신호 부가/하락 기능을 제공하기 위한 병렬구조에 의존한다. 예를 들어, 제안된 하나의 형태는 개별 채널의 스위칭이 가능하도록 멀티플렉서와 디멀티플렉서 사이에 병렬로 연결 배치된 스위치를 이용한다. 다른 형태는 파장 선택성 병렬 스위치 배치로 상호 연결된 한 쌍의 성형 커플러(star couplers)를 이용한다.
도 1a는 처음에 언급한 형태의 WADM(10)을 나타낸다. 상기 WADM(10)은 파장(λ1-λn)에서 멀티플렉스 광 신호를 수신하기 위해 입력선(즉, 광섬유 또는 평면 광 경로)(14)에 연결된 디멀티플렉서(DEMUX)(12)를 포함한다. 상기 DEMUX(12)는 광 신호를 디멀티플렉스하고, 이를 출력측에 연결된 해당 2×2 광학 스위치(S1-Sn)로 각각 출력하게 된다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 상기 스위치(S1-Sn)는 멀티플렉서(MUX)(16)의 입력측에 연결되며, 상기 스위치로부터 신호를 출력선(20)에 전송하기 위해 결합하게 된다.
전자제어로, 상기 스위치(S1-Sn)는 "바(bar)" 상태인지 또는 "크로스(cross)" 상태인지를 각각 가정할 수 있다. 바 상태에서, 상기 DEMUX(12)로부터 스위치로 들어가는 신호는 MUX(16)로 통과됨으로써, 출력선(20)에서의 전송을 위해 유지된다. 이러한 신호를 전달하는 채널을 "통과(through)" 상태에 있다라고 한다. 파장 채널(λ1및 λn)용 스위치는 바 상태에 있다. 채널(λi)용 스위치로 나타낸 크로스 상태에서, 상기 스위치로 들어간 신호는 단말 사용자로의 전송을 위해 해당 하락선(18)으로 향하게 되며, 출력선(20)으로 가지않는다. 선택적으로, 동일한 파장(λi)의 다른 신호가 상기 출력선(20)으로의 전송을 위해 해당 부가선(19)을 통하여 시스템에 입력될 수 있다. 따라서, 상기 파장(λi)용 채널을 "부가/하락" 상태에 있다라고 한다.
도 1a에 도시된 WADM(10)은 복잡하고, 고가이며 불변성 구조에 기초한다. 특히, 이러한 구조는 통신 네트워크에 신규한 파장 채널을 부가할 수 있도록 용이하게 확장할 수 없다. 이는 초기 노드 형태가 가능한 장래의 파장 채널을 고려하여 복합 기능을 포함하여야만 한다는 것과, 신규한 채널을 위한 특수 소자 및 부가 WADM 구조가 후에 추가되어야 함을 의미한다. 전자는 초기에 필요한 것보다 많은 채널을 처리하기 위한 설비용으로 자본이 배정되었기 때문에 비용효과가 없다. 후자는 많은 미래비용이 필요할 수 있으며, 추가 시스템 손실로 인한 문제가 있을 수 있다.
또한, 성형 결합(star couples)에 기초한 병렬구조도 문제점이 있다. 예를 들어, 상기 성형 커플러 방식은 본래 소모적이며, 그 손실은 채널의 수와 함께 증가한다(손실은 n2으로 증가하되, 여기서 n은 노드에서 필요한 부가/하락의 수이다.). 또한, 도 1a에 도시된 바와 같이 성형-커플러에 기초한 형태는 복잡하고, 고가이며, 초기 형태의 능력을 초과하는 추가 파장 채널을 조절할 수 있도록 용이하게 확장할 수 없다.
도 1b는 직렬구조에 기초한 공지의 신호 부가/하락 소자(30)를 나타낸다. 이 소자는 도시된 바와 같이 2개의 광학 서큘레이터(32)(36) 사이에 소정의 파장(λi)으로 동조된 브래그 격자장치(33)를 배치함으로써 제조할 수 있다. 브래그 격자장치는 섬유 및 평면장치를 포함하는 다양한 형태로 완성될 수 있다. 각각의 서큘레이터(32)(36)는 개별 포트(1)(2)(3)를 포함한다.
소자(30)는 광학 서큘레이터(32)의 포트(1)에서 입력선(14)(예를 들어, 광섬유 또는 평면 광 경로)상의 서로 다른 파장(λ1-λn)으로 된 복합 신호군을 수신하게 된다. 상기 신호는 서큘레이터(32)의 포트(2)를 통해 브래그 격자(33)로 전파하게 된다. 상기 브래그 격자는 파장(λi)의 신호를 제외한 모든 신호를 서큘레이터(36)의 포트(2)(3)를 통해 출력선(20)으로 통과시킨다. 피하락 신호인 파장(λi)의 신호는 브래그 격자에 의해 반사되며, 서큘레이터(32)의 포트(2)(3)를 통해 하락선(38)으로 전파하게 된다. 파장(λi)의 피부가 신호가 부가선(39)을 통해 서큘레이터(36)의 포트(1)에 입력될 수 있으며, 상기 출력선(20)으로의 전송을 위해 잔여 신호와 결합된다.
상기 소자(30)는 비교적 단순한 구성으로 된 잇점은 있으나, 스위칭이 불가능하다. 따라서, 브래그 격자(33)에 의해 반사된 채널상의 신호는 반듯이 하락하게 된다. 상기 소자는 서큘레이터 사이에 추가 격자를 포함함으로써 다중 파장에 신호를 하락/부가하도록 구성될 수 있다. 그러나, 상기 격자에 의해 반사된 모든 파장의 신호는 여전히 하락하게 될 것이다. 따라서, 상기 소자(30)는 효과적인 WDM 네트워크 이용에 필요한 임의의 부가/하락 기능을 제공할 수 없다.
도 1c는 스위치성 직렬 구조에 기초한 WADM 구조(30')를 나타낸다. 이 구조는 광학 서큘레이터(32)(36) 쌍 사이에 배치된 복수의 직렬 2×2 광학 스위치(n은 채널의 수)를 포함하며, 각각의 서큘레이터는 도 1b와 관련하여 설명한 바와 같이 3개의 포트를 갖는다. 상기 광학 서큘레이터는 입력선(14)과 출력선(20)에 각각 연결된다. 이웃한 직렬 스위치는 시스템의 해당 파장으로 동조된 파장 선택성 브래그 격자(33i)(i는 1 내지 n)와 상보 바이패스 선(35)에 의해 서로 연결된다. 하락선(38)과 부가선(39)이 상기 광학 서큘레이터(32)(36)에 각각 연결된다.
상기 WADM(30')의 작동에 있어서, 상기 스위치(S1-Sn+1)는 피하락 신호에 해당하는 격자에 입력 WDM 신호를 전송하도록 (바 및 크로스 상태를 이용하여) 배치된다. 상기 격자는 해당 신호가 하락선(38)을 통하여 하락하도록 광학 서큘레이터(32)로 역반사하게 된다. (채널을 통과한) 잔여 신호는 격자를 거쳐 서큘레이터(36) 및 출력선(20)으로 전송된다. 하락된 신호는 부가선(39)을 통해 서큘레이터(36)로 입력된 신규한 신호로 대체될 수 있다.
추가적 파장의 제공이 필요한 경우, 상기 WADM(30')는 확장될 수 있다. 이는 신규한 스위치와 적당하게 동조된 브래그 격자를 기존의 직렬구조에 추가함으로써 이루어진다. 따라서, 상기 WADM(30')은 과잉 가능출력을 제공하지 않고, 네트워크의 초기 채널 가능출력에 맞도록 조절될 수 있기 때문에, 필요에 따라 확장될 수 있다.
이러한 스위치성 직렬구조가 확장에 대해 양호한 유연성을 제공할지라도, 상기 WADM(30')은 데이터 손실의 심각한 위험이 있다. 이는 상기 통과 채널을 포함한 모든 파장 채널상의 신호가 스위칭되기 때문이다. 예를 들어, 파장(λ1)의 신호가 하락하게 될 경우, 해당 스위치(S1)는 모든 채널이 격자(331)로 전송되도록 크로스 상태로 스위칭된다. 그 결과, 상기 통과 채널상의 신호 데이터가 스위칭 인터벌중 손실될 수 있다.
본 출원은 1997년 9월 18일자로 출원된 미국 특허출원번호 제 60/059,214호를 우선권 주장한다.
도 1은 병렬구조에 기초한 WADM 구조의 개략도이고,
도 1b는 직렬구조에 기초한 신호 부가/하락 소자의 개략도이며,
도 1c는 스위치성 직렬구조에 기초한 WADM 구조의 개략도이고,
도 2는 본 발명에 따른 복수의 스위치 모듈의 직렬 연결을 도시한 개략도이며,
도 3은 본 발명에 따른 파장 선택성 부가/하락 스위치를 도시한 개략도이고,
도 4a 및 도 4b는 4포트 광 스위치의 "통과"상태 및 "부가/하락"상태를 각각 도시한 도면이며,
도 5는 2개의 섬유 브래그 격자의 직렬 연결을 도시한 개략도이고,
도 6 및 도 7은 본 발명의 파장 선택성 부가/하락 스위치에 사용될 수 있는 4포트 광섬유 스위치를 도시한 도면이며,
도 8은 섬유 커플러를 채용한 파장 선택성 부가/하락 스위치의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 9는 마하 젠더 필터를 채용한 파장 선택성 부가/하락 스위치의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 도면이며,
도 10은 4포트 박막 노치 필터를 채용한 파장 선택성 부가/하락 스위치의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 11은 파장 선택성 부가/하락 스위치의 부가/하락 및 통과 상태의 출력 스펙트럼이며,
도 12는 파장 선택성 부가/하락 스위치의 부가/하락 및 통과 상태의 하락 포트 투과 스펙트럼이고,
도 13은 자유 광학 구조에 기초한 본 발명의 다른 실시예를 도시한 개략도이며,
도 14는 도 13의 변형예를 도시한 도면이고,
도 15는 자유 광학 구조에 기초한 추가 실시예를 도시한 개략도이며,
도 16은 도 15의 변형예를 도시한 도면이고,
도 17은 양방향 통신을 위한 본 발명의 설비를 도시한 개략도이며,
도 18은 도 17의 실시예에서 사용된 파장 선택성 부가/하락 장치의 개략도이고,
도 19 및 도 20은 도 18의 변형예를 도시한 도면이다.
본 발명은 WDM 네트워크 설비를 위한 개선된 스위치성 직렬 구조를 제공한다. 하기된 바와 같이, 본 발명은 직렬 구조에 따른 단순함과 용이한 확장성을 제공하는 반면, 통과 채널의 스위칭을 필요로 하는 구조로 인한 데이터 손실 가능성을 방지할 수 있다(도 1 참조).
본 발명의 주요 특징중 하나에 따르면, 본 발명은 다중 광 파장 채널을 수신하도록 구성된 입력 포트, 출력 포트, 파장 선택성 광학 필터 및 광 스위칭 장치를 포함하는 파장 선택성 광 스위칭 어셈블리를 포함하는 WDM 광 통신용 스위치 장치를 제공한다. 상기 파장 선택성 필터는 수신된 복수의 파장 채널상의 신호가 출력 포트로 전파하도록 지정하고, 수신된 다른 파장 채널상의 신호가 광 스위칭 장치를 향하게 지정하도록 구성 배치된다. 광 스위칭 장치는 상기 복수의 파장 채널을 스위칭하지 않고 상기 다른 파장 채널을 통과 상태 내지는 하락 또는 부가/하락 상태로 스위칭하도록 작동 배치된다.
바람직한 실시예에서, 상기 광 스위칭 어셈블리는 각각 적어도 제 1, 제 2 및 제 3 포트를 가진 제 1 및 제 2 광 서큘레이터를 포함한다. 상기 제 1 서큘레이터의 제 1 포트는 입력 포트를 구성하는 반면, 제 2 서큘레이터의 제 3 포트는 출력 포트를 구성한다. 상기 파장 선택성 필터는 제 1 및 제 2 서큘레이터의 제 2 포트 사이에 연결된 반사 격자를 포함한다. 상기 광 스위칭 장치는 제 1 서큘레이터의 제 3 포트와 제 2 서큘레이터의 제 1 포트 사이에 연결된다.
다른 바람직한 실시예에서, 상기 광 스위칭 어셈블리는 각각 적어도 제 1, 제 2 및 제 3 포트를 가진 제 1 및 제 2 광학 커플러를 포함한다. 상기 제 1 커플러의 제 1 포트는 입력 포트를 구성하는 반면, 제 2 커플러의 제 2 포트는 출력 포트를 구성한다. 상기 파장 선택성 필터는 제 1 커플러의 제 2 포트와 제 2 커플러의 제 1 포트 사이에 연결된 반사 격자를 포함한다. 상기 광 스위칭 장치는 제 1 및 제 2 커플러의 제 3 포트 사이에 연결된다.
또 다른 바람직한 실시예에서, 상기 파장 선택성 필터는 제 1 내지 제 4 포트에 연결된 박막 노치 필터를 갖는 4포트 필터를 포함한다. 상기 제 1 포트 및 제 4 포트는 입력 포트와 출력 포트를 각각 구성한다. 상기 제 1 포트에 수신된 복수 채널상의 신호는 박막 필터로부터 제 4 포트로 반사되며, 수신된 다른 채널상의 신호는 상기 필터를 거쳐 제 2 포트로 보내진다. 상기 광 스위칭 장치는 제 2 및 제 3 포트 사이에 연결된다.
다른 바람직한 실시예는 파장 선택성 마하-젠더(Mach-Zehnder) 필터 장치를 채택한다. 상기 마하-젠더 장치는 각각 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 포트를 가진 제 1 및 제 2 2×2 광학 커플러를 포함할 수 있다. 상기 제 1 커플러의 제 1 포트는 입력 포트를 구성한다. 상기 제 1 커플러의 제 3 및 제 4 포트는 제 1 및 제 2 상변화 광 경로에 의해 각각 제 2 커플러의 제 1 및 제 2 포트에 연결된다. 상기 제 1 및 제 2 상변화 광 경로에 반사 격자부가 배치된다. 상기 광 스위칭 장치는 제 1 커플러의 제 2 포트와 제 2 커플러의 제 3 포트 사이에 연결되며, 상기 제 2 커플러의 제 4 포트는 출력 포트를 구성한다.
또 다른 바람직한 실시예는 수신된 복수의 파장 채널은 반사하고, 수신된 다른 파장 채널은 통과시키며, 출력 포트로부터 전파하는 신호의 경로내에 배치된 파장 선택성 박막 필터를 채택한다. 상기 스위칭 장치는 제 1 위치 내지는 제 2 위치로 스위칭 가능한 부재를 갖는다. 제 1 위치에서, 상기 스위치성 부재는 박막 필터를 통해 전송되는 신호가 출력 포트로 전파하도록 상기 신호를 차단한다. 제 2 위치에서, 상기 스위치성 부재는 상기 필터를 통해 전송된 신호가 하락하도록 한다.
다른 바람직한 실시예에서, 상기 파장 선택성 필터와 광 스위칭 장치의 모든 광소자는 자유 광학 소자(비도파관 소자)이다. 자유 광학에 기초한 구조는 소자의 수를 최소화하여 장치의 모든 비용을 줄인다는 관점에서 유리하다.
본 발명의 다른 주요 특징에 따르면, WDM 광 통신용 스위칭 장치는 서로 다른 파장 채널상의 복수의 멀티플렉스 광 신호를 수신하도록 구성된 입력 포트, 출력 포트, 상기 입력 포트로부터 출력 포트까지의 제 1 광 경로, 상기 입력 포트로부터 출력 포트까지의 제 2 광 경로를 포함할 수 있다. 상기 제 2 광 경로는 광 스위칭 장치를 포함하고, 제 1 광 경로는 선택된 신호중 적어도 하나의 신호가 스위칭 장치로 전파하도록 하고 나머지 신호가 당해 제 1 광 경로를 포함하는 경로를 통하여 출력 포트로 전파하도록 구성된 파장 선택성 필터를 포함한다. 상기 스위칭 장치는 파장 선택성 필터로부터 전파된 적어도 하나의 선택된 신호가 제 2 광 경로를 통해 출력 포트로 전파하도록 하는 제 1 상태와, 상기 파장 선택성 광 필터로부터 전파된 적어도 하나의 선택된 신호가 출력 포트로 전파하지 못하도록 하락되는 제 2 상태를 갖는다.
또한, 바람직한 실시예는 광 서큘레이터, 광 커플러, 노치 필터 장치 또는 자유 광학 소자의 이용에 기초한 실시를 포함한다.
또 다른 주요 특징에 따르면, 본 발명은 WDM 광 통신 시스템용 신호 부가/하락 장치를 제공하며, 상기 장치는 직렬로 연결된 복수의 파장 선택성 부가/하락 스위치를 포함하되, 각각의 스위치는 해당 스위치에 존재하는 다른 파장 채널은 스위칭하지 않고, 해당 파장 채널을 통과 상태 내지는 부가/하락 상태로 스위칭하도록 구성된다.
하기된 바와 같이, 본 발명의 다른 주요 특징은 잉여 부가/하락 스위칭 가능출력을 갖는 파장 선택성 부가/하락 스위칭 장치의 구조와, 그 구조를 이용한 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 장점뿐만 아니라, 전술한 특징 및 그 외의 특징은 첨부도면과 함께 하기된 상세한 설명으로부터 더욱 명료해질 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 스위치성 직렬 구조에 기초한 WADM 시스템을 도시한 도면이다. 상기 시스템의 기본 블록은 파장 선택성 부가/하락 스위치(WSA/D 스위치)이다. 도시된 바와 같이, 상기 시스템은 WSA/D 스위치 모듈의 직렬 연결을 포함하되, 하나의 스위치 모듈에는 시스템에 존재하는 각각의 파장 채널(λ1-λn)이 제공된다. 필요에 따라, 하나 이상의 파장 채널을 스위칭하도록 구성된 스위치 모듈이 사용될 수 있다. 상기 시스템 모듈의 특징은 신규한 채널 계획과 신규한 채널의 추가를 위해 용이하게 재구성 및 확장되도록 할 수 있다는 것이다. 재구성은 개별 모듈을 시스템내에서 단순히 재배치함으로써 이루어질 수 있다. 확장은 단순히 시스템에 추가되는 신규한 채널을 스위치하도록 구성된 신규한 스위치 모듈을 추가하는 것을 포함한다.
도 2에 도시된 시스템을 위해 바람직한 WSA/D 스위치 구조는 중요한 채널 또는 채널들을 제외한 모든 파장 채널에 대해 투과성을 나타내는 것이다. 또한, 다른 채널을 스위칭하지 않고 통과 상태 내지 부가/하락 상태(또는, 어떠한 신호도 부가되지 않는다면, 하락 상태)로의 중요한 채널(들)의 적극적 스위칭을 허용한다. 따라서, 중요한 채널을 스위칭하는 것이 다른 채널의 투과를 중단시키지 않는다.
도 3은 이러한 WSA/D 스위치 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 WSA/D 스위치는 2개의 광 서큘레이터(42)(46)를 포함하는 파장 선택성 필터 어셈블리(45)에 연결된 광 스위칭 장치, 여기에서는 4포트 2×2 스위치(Si)와, 선택된 파장(λi)으로 동조된 단일 섬유 브래그 격자(43)로 이루어진다. 서큘레이터(42)의 포트(1)와 서큘레이터(46)의 포트(3)는 각각 WSA/D 스위치의 입력 포트 및 출력 포트를 구성한다. 바람직하게는 파장 둔감성(파장 선택성이 아님)인 상기 스위치(Si)는 선(44)을 통해 서큘레이터(42)의 포트(3)와 서큘레이터(46)의 포트(1)에서 어셈블리(45)에 연결된다. 상기 WSA/D 스위치는 4포트 스위치(Si)의 상태에 따라 파장(λi)의 채널에 대하여 2가지 상태-통과 상태 또는 부가/하락 상태중 하나를 취할 수 있다. 상기 스위치(Si)의 해당 상태가 도 4a 및 도 4b에 도식적으로 나타나 있다.
채널 파장(λ1-λn)상의 인입 신호가 입력선(14)을 통해 WSA/D 스위치 입력 포트로 공급된다. 모든 인입 신호는 선택된 파장(λi)으로 동조된 격자(43)로 서큘레이터(42)를 통해 전파된다. 상기 통과 채널 신호(λi을 제외한 모든 파장의 신호)는 격자(43) 및 서큘레이터(46)을 통해 출력선(20)으로 전파된다.
격자(43)에 의해 선택된 채널(λi) 신호는 서큘레이터(42)를 통해 역반사되어 포트(3)로부터 스위치(Si)로 전파된다. 상기 스위치(Si)가 통과 상태(도 3 및 도 4a)일 때, 선택된 신호는 스위치의 포트(4)를 거쳐 서큘레이터(46)의 포트(1)로 전파된 다음, 그 서큘레이터의 포트(3)로부터 출력선(20)으로 전파된다. 상기 스위치(Si)가 부가/하락 상태(도 4b)일 때, 선택된 신호는 스위치의 포트(3)를 거쳐 하락선(48)로 전파된다. 이 상태에서, 파장(λi) 신호가 부가선(49)을 통해 스위치(Si)의 포트(2)에 부가된다. 따라서, 스위치(Si)의 포트(2)(3)는 WSA/D 스위치(40)의 부가 및 하락 포트를 각각 구성한다.
전술한 바와 같이, 도 3의 구조는 WSA/D 스위치(40)의 입력 포트로부터 출력 포트까지 2개의 경로를 제공한다. 특히, 통과 채널상의 신호는 서큘레이터(42), 격자(43) 및 서큘레이터(46)를 포함하는 제 1 경로를 통해 출력 포트로 전파하게 된다. 파장(λi)에서 선택된 채널 신호는 서큘레이터(42), 선(44)과 스위치(Si)의 어셈블리 및 서큘레이터(46)를 포함하는 제 2 경로를 통해 출력 포트로 전파하게 된다. 상기 통과 채널 신호는 서큘레이터(42)(46) 및 격자(43)만을 통해 전파되기 때문에, 스위치(Si)의 스위칭 인터벌에서 전파 중단은 발생하지 않는다.
따라서, 상기 제 2 경로에서의 스위치(Si) 배열은 통과 채널의 스위칭 없이 선택된 파장이 통과 상태 내지는 부가/하락 상태로 스위칭되도록 한다. 이는 통과 채널의 스위칭을 수반하는 데이터 손실의 위험을 방지한다. 상기 WSA/D 스위치(40)의 다른 특징은 저손실, 모듈방식 및 감소된 복잡성을 포함하되, 상기 스위치는 단지 2개의 불연속 소자, 필터 어셈블리(45) 및 4포트 스위치(Si)로 구성될 수 있다.
상기 WSA/D 스위치(40)는 각각의 신호 파장에 대한 격자를 제공함으로써 복수의 신호를 부가 또는 하락시키도록 변형될 수 있다. 예를 들어, 격자(43)를 도 5에 도시된 직렬 연결 격자(66)(67)로 대체함으로써, 파장(λ1)(λ2)의 신호가 WSA/D 스위치로부터 하락 또는 부가될 수 있다.
다양한 형식의 광 스위치가 4포트 스위치(Si)로서 사용될 수 있다. 도 6은 피복 섬유 광 스위치(50)를 도시한 것으로, 그 작동원리는 미국특허 제 4,763,977호와 제 5,353,363호에 개시되어 있다. 스위치(50)는 2개의 광섬유를 가진 WDM 섬유 광 커플러(51)를 포함한다. 섬유의 말단(52a)(52b)은 커플러(51)의 대향 단부로부터 돌출되며, 다른 섬유의 말단(53a)(53b)은 상기 커플러의 대향 단부로부터 돌출된다. 커플러(51)는 적당한 고정수단(54)에 의해 일단이 고정되며, 커플러의 타단은 휨 장치(56)에 의해 스위치 가능하게 휘어진다. 전자기식, 압전기식, 바이메탈식 등의 장치가 커플러를 휘는데 필요한 작고 조절된 운동을 제공할 수 있다. 상기 스위치(50)는 섬유 말단(52a)에 전달된 광 신호가 타 섬유로 연결되고, 커플러가 휘지 않은 경우 섬유 말단(53b)에 나타나도록 작동하게 된다. 이와 유사하게, 섬유 말단(53a)에 전달된 신호는 타 섬유로 연결되고, 커플러가 휘지 않은 경우 섬유 말단(52b)에 나타난다. 커플러가 휜 경우, 섬유 말단(52a)에 전달된 광 신호는연결되지 않은 채로 유지되고, 섬유 말단(52b)에 나타나게 된다. 커플러(51)는 미국특허 제 31,579호; 제 4,204,744호; 제 4,303,302호; 제 4,318,587호 및 제 4,337,995호에 기재된 바와 같은 수단에 의해 휨 상태로 편향될 수 있다. 또한, 미국특허 제 5,146,519호에 개시된 스위치의 회전운동이 스위치(50)를 스위칭하는데 적당하며; 스위치 작동장치의 선형운동은 비틀림운동으로 단순히 전환된다.
또한, 4포트 스위치(Si)가 도 7에 따라 구성될 수 있다. 도 7의 구성에서, 입력 포트(1)에 연결된 스위치성 광섬유(59)는 양두 화살표(a)로 표시된 바와 같이 하락 포트(3) 내지는 출력 포트(4)로 스위칭될 수 있다. 이와 유사하게, 부가 포트(2)에 연결된 스위치성 광섬유(58)는 양두 화살표(b)로 표시된 바와 같이 출력 포트(4)로 스위칭되거나 상기 포트로부터 이격될 수 있다.
스위칭되지 않은 상태에서, 스위치성 섬유(58)(59)는 실선으로 표시된 위치에 존재하고, 신호 채널은 포트(1)로부터 포트(4)로 연결된다. 스위칭된 상태에서, 스위치성 섬유(58)(59)는 점선(58')(59')으로 표시된 위치에 존재한다. 따라서, 상기 신호 채널은 포트(1)로부터 포트(3)로 연결되며, 상기 포트(2)는 포트(4)에 연결된다. 스위치성 섬유(58)(59)는 미국특허 제 31,579호; 제 4,204,744호; 제 4,303,302호; 제 4,318,587호 및 제 4,337,995호에 기재된 바와 같은 수단에 의해 상기 2개의 상태로 스위칭될 수 있다.
도 8은 도 3의 서큘레이터가 광 커플러(72)(76)로 대체된 WSA/D 스위치(70)를 나타낸다. 도 8에 도시된 바와 같이, 필터 어셈블리(75)는 각각 개별 포트(1-3)가 구비된 2개의 3dB 커플러(72)(76)와, 섬유 브래그 격자(43)를 포함한다. 파장(λ1-λn)의 채널 신호는 스위치(70)의 입력선(14)으로 수신되며, 커플러(72)의 포트(1)(2)를 통해 격자(43)로 연결된다. 파장(λi)의 신호를 제외하고, 수신된 신호는 커플러(76)의 포트(1)로 전파된 다음, 포트(2)로부터 출력선(20)으로 전파된다. 파장(λi)의 신호는 커플러(72)의 포트(2)로 역반사된 다음, 포트(3)로부터 4포트 스위치(Si)로 반사되며, 여기에서 스위치(Si)의 상태에 따라 하락되거나 하락되지 않을 수 있다. 상기 스위치(Si)가 통과 상태인 경우, 파장(λi)의 신호는 커플러(76)의 포트(3)로 전파되며, 여기에서 포트(2)로 연결되어 출력선(20)상에 위치된다. 상기 스위치(Si)가 부가/하락 상태인 경우, 상기 신호는 하락선(48)으로 전파된다. WSA/D 스위치(70)가 사용된 시스템에 따라, 선(14)에 아이솔레이터(isolator)를 위치시키는 것이 바람직할 수 있다.
전술한 바와 같은 부수적 잇점과 함께, 상기 WSA/D 스위치(70)가 입력 포트로부터 출력 포트까지 도 3의 배열과 유사한 2개의 광 경로를 제공함을 알 수 있다.
도 9는 도 3의 2개의 광 서큘레이터 및 섬유 브래그 격자가 마하-젠더(MZ) 파장 선택성 필터 어셈블리(85)로 대체된 본 발명에 따른 다른 WSA/D 스위치(80)를 나타내며, 그 작동은 미국특허 제 4,900,119호에 개시되어 있다.
간략하게, 상기 MZ 필터 어셈블리(85)는 다음과 같이 작동한다. 다중 파장의 인입 채널 신호가 입력선(14)으로 공급되어 제 1 커플러(82)의 포트(1)를 통해 필터 어셈블리(85)로 들어간다. 커플러(82)를 통과하는 순간, 상기 파장은 분할되며, 각 암(arm)의 신호는 π/2 만큼 상변화된다. 상기 상변화 경로에서 브래그 격자(83)와 공명하지 않는 파장은 추가적인 π/2 상변화로 인해 모든 빛이 간섭측정적으로 당해 커플러(86)의 포트(4)에 연결되는 커플러(86)로 전송된 다음, 출력선(20)으로 MZ-WSA/D 스위치를 빠져나가게 된다. 상기 파장(λi)은 브래그 격자에 의해 반사되며, 커플러(82)로 역전파되는 순간 제 2의 π/2 상변화를 겪게 됨으로써, 커플러의 포트(2)로 필터 어셈블리를 빠져나가 4포트 스위치(Si)로 전파하게 된다. 4포트 스위치(Si)로부터 커플러(86)로 전파된 임의의 파장(λi) 신호는 브래그 격자에 의해 반사되어, λi의 입력 신호가 커플러(82)의 포트(1)로부터 포트(2)로 전송된 것과 동일한 방식으로 커플러(86)의 포트(3)로부터 포트(4)로 전송된다.
상기 4포트 스위치(Si)는 도 3과 관련하여 설명한 방식으로 작동한다. 따라서, 4포트 스위치(Si)가 통과 상태일 경우, MZ 필터 어셈블리(85)에 의해 선택된 신호는 스위치(Si)를 포함하는 경로 부근에서 반사되며, 커플러(86)의 포트(3)(4)를 통해 MZ-WSA/D 스위치(80)를 빠져나가게 된다. 상기 스위치(Si)가 부가/하락 상태일 경우, MZ 필터 어셈블리(85)에 의해 선택된 신호는 스위치(Si)의 포트(3)에서 하락하게 되며, 동일 파장의 신규한 신호가 스위치의 포트(4)에 부가될 수 있다(도 4b 참조).
도 10은 본 발명에 따른 또 다른 WSA/D 스위치(90)를 나타낸다. 상기 스위치는 4포트 박막 노치 필터 어셈블리(95)를 채용하고, 브래그 격자는 사용하지 않는다. 상기 노치 필터 어셈블리(95)는 예를 들어, 1969년 아메리칸 엘스비어사의 마크레오드, 에이치, 에이의 박막 광학 필터에 개시된 바에 따른 구조일 수 있다.
상기 스위치(90)는 다음과 같이 작동한다. 서로 다른 파장(λ1-λn)의 인입 채널 신호가 입력선(14)을 통해 공급되어, 필터 어셈블리(95)의 입력 포트(1)를 통해 WSA/D 스위치(90)로 들어간다. λi채널 신호를 제외한 모든 인입 채널 신호가 박막 노치 필터(92)의 표면(92a)으로부터 반사되어 필터 어셈블리의 출력 포트(4)에서 출력선(20)으로 빠져 나간다. 상기 λi채널 신호는 노치 필터(92)를 통과한 다음, 필터 표면(92b)으로부터 필터 어셈블리의 포트(2)로 전파하되, 상기 필터 어셈블리에서 2개의 선(44)중 하나를 통해 4포트 스위치(Si)에 연결된다. 상기 4포트 스위치가 통과 상태일 경우, λi채널 신호는 선(44)과 스위치(Si)를 포함하는 경로 부근으로 전파되어 필터 어셈블리의 포트(3)로 보내지되, 상기 포트로부터 노치 필터(92)를 통해 역전파되어 포트(4)로부터 출력된다. 또한, 상기 포트(1-4)는, 이들 포트에 연결된 개별 GRIN 렌즈(경사 굴절률 렌즈-미도시)와 같이, 박막 필터(92)와 선택적으로 연결된다. 상기 스위치(Si)가 부가/하락 상태일 경우, 포트(2)로부터 λi채널 신호는 하락선(48)으로 보내지고, 신규한 신호가 부가선(49)을 통해 동일한 채널에 부가될 수 있다. 상기 부가 신호는 스위치(Si)로부터 포트(3)로 전파되고, 상기 포트로부터 노치 필터(92)를 통해 포트(4) 및 출력선(20)으로 전파된다.
이하, 도 3 및 도 5와 관련하여 전술한 형태의 2 채널 파장 선택성 부가/하락 스위치의 작동을 설명한다. 상기 스위치는 도 6에 도시된 형식의 다중-피복 휨 커플러 스위치와 2개의 상용 광학 커플러로 제조된다. 2개의 직렬로 연결된 섬유 브래그 격자가 1554.8㎚ 및 1555.8㎚ 파장에서 작동하도록 제조된다. 또한, 1557㎚ 파장에서 작동하는 단일 채널 스위치가 제조된다. 상기 단일 채널 스위치의 작동은 2채널 스위치와 유사하다.
도 11은 4포트 스위치가 부가/하락 상태와 통과 상태에 있을 때 상기 2채널 장치의 출력 포트 투과 스펙트럼을 나타낸다. 통과 상태에서, 선택 및 이웃 채널에 대한 삽입 손실은 각각 3.7㏈ 및 1.9㏈이다(곡선 98 및 99). 지향성은 36㏈(곡선 100 및 101)이고, 휨 커플러 스위치에 의해 제한된다.
하락 포트에서의 투과 스펙트럼이 도 12에 도시되어 있다. 부가/하락 상태에서 스위치의 삽입 손실은 1.8㏈(곡선 102 및 103)이고, 지향성은 34㏈(곡선 104 및 108)이다. 이웃한 채널 저지(channel rejection)는 사용된 섬유 브래그 격자의 측파대에 의해 제한된다. 상기 스위치의 삽입 손실은 서큘레이터로 사용된 표준 단일모드 광섬유와 브레그 격자로 사용된 하이-델타 섬유간의 용융접속과 서큘레이터의 손실에 의해 제한된다(상기 휨 스위치의 삽입 손실은 단지 0.15㏈이다).
상기 접속 손실을 무시할 수 있는 정도로 감소시킴으로써, 선택 및 이웃 채널에 대한 삽입 손실은 1.75 및 0.8㏈로 줄일 수 있다. 이와 같이 낮은 손실을 고려하면, 32 단일 채널 스위치는 30㏈의 총 삽입 손실을 축적하기 전에 결합될 수 있음을 예측할 수 있다. 실제로, 도 9와 관련하여 전술한 마하-젠더 필터형 스위치를 사용함으로써, 32 스위치에 대한 총 삽입 손실은 18㏈ 정도로 낮아질 수 있다.
상기의 실험결과는 본 발명에 따른 WSA/D 스위치가 저삽입 손실 및 고 지향성을 갖도록 제조될 수 있음을 나타낸다.
도 13 내지 도 16은 본 발명에 따른 추가적 WSA/D 스위치 구조를 나타낸다. 도 13 내지 도 16에 도시된 구조는 파장 선택성 박막 필터를 사용하되, 도 10의 실시예와는 유사하지 않으며, 파장 선택 및 채널 스위칭 기능을 모두 구현하기 위하여 자유 광학 소자(비도파관 소자)의 사용에 기초한다. 이 구조는 박막 필터 및 채널 스위칭부분이 단일장치에 집적될 수 있도록 한다. 따라서, 전체 스위치 구조에서의 섬유 접속 및 부품의 수, 제조비용을 줄일 수 있다.
도 13은 WSA/D 스위치(100)를 나타낸다. 상기 스위치는 입력선(14)에 연결된 입력 포트(1), 출력선(20)에 연결된 출력 포트(4), 부가선(109)에 연결된 부가 포트(2) 및 하락선(108)에 연결된 하락 포트(3)를 포함하는 4개의 광학 포트를 갖는다. 상기 입력 포트는 개별 GRIN 렌즈(1021-1024) 및 파장 선택성 스위칭 어셈블리(105)를 통해 다른 포트와 연결되며, 상기 스위칭 어셈블리는 박막 필터(103)와 본 실시예에서는 이동식 미러(mirror) 부재(Mi)로 이루어진 스위치성 부재를 포함한다. 물론, 신호-부가 가능출력을 원하지 않을 경우, 상기 부가 포트 및 관련 GRIN 렌즈를 생략할 수 있다.
상기 박막 필터(103)는 선택 채널 파장(λi)의 빛은 투과하고, 나머지 채널 파장의 빛은 반사한다. 상기 필터는 나머지 채널 파장의 빛을 반사시켜 GRIN 렌즈(1024)를 통해 출력 포트로 전파될 수 있도록 적절히 배치된다. 상기 선택 파장의 빛은 상기 필터에 의해 하락 포트 GRIN 렌즈(1023)쪽으로 투과되며, 상기 렌즈는 박막 필터를 가로질러 입력 포트 GRIN 렌즈(1021)와 광학적으로 일직선을 이룬다.
상기 스위치성 부재(Mi)는 공통 지지부재(107)에 장착된 제 1 및 제 2 경면(104)(106)을 가지며, 파장(λi)에서 채널의 통과 상태에 해당하는 위치(도 13에서 실선으로 표시된 위치)와 채널의 부가/하락 상태에 해당하는 위치(가상선으로 표시된 위치)사이를 움직일 수 있다. 통과 위치에서, 상기 제 1 경면(104)은 박막 필터(103)에 의해 투과된 파장(λi)의 빛을 차단하도록 배치된다. 그 후, 이 빛은 제 2 경면(106)으로 반사되며, 상기 제 2 경면은 빛을 박막 필터를 통해 출력 포트 GRIN 렌즈(1024)로 역반사하여 출력선(20)에 위치시킨다. 상기 스위치성 부재(Mi)의 부가/하락 위치에서, 제 1 및 제 2 경면(104)(106)은 입력 및 하락 GRIN 렌즈(1021)(1023)와 출력 및 부가 GRIN 렌즈(1024)(1022) 사이의 광 경로로부터 제거된다. 따라서, 박막 필터에 의해 투과된 파장(λi)의 빛은 GRIN 렌즈(1023)를 거쳐 하락 포트(3)와 하락선(108)으로 전파된다. 선택적으로, 상기 하락 신호는 부가선(109)을 거쳐 부가 포트(2)로 유입된 동일 파장의 신호로 대체될 수 있다. 신규한 신호는 부가 포트로부터 GRIN 렌즈(1022), 박막 필터(103) 및 출력 포트 GRIN 렌즈(1024)를 통해 출력 포트(4)로 전파된다.
상기 이동식 부재(Mi)에 대한 원동력은 다양한 메카니즘으로 용이하게 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 미러 지지부에 영구자석이 부착될 수 있으며, 이동식 부재의 통과 위치 및 부가/하락 상태 위치에 해당되는 각각의 이동 멈춤부에 2개의 전자석이 배치될 수 있다.
전술한 실시예에서와 같이, 통과 채널(광 스위칭 장치에 의해 스위칭되지 않는 채널)의 빛과 선택 채널 파장(λi)의 빛은 WSA/D 스위치(100)의 입력 포트로부터 출력 포트까지 서로 다른 경로를 지나되, 상기 선택 채널 파장의 광 경로만이 스위칭된다. 특히, 상기 통과 채널은 입력 포트 GRIN 렌즈(1021), 박막 필터(103)의 입사면 및 출력 포트 GRIN 렌즈(1024)를 포함하는 경로를 지난다. 상기 선택 파장(λi)의 빛은 입력 포트 GRIN 렌즈(1021), 상기 박막 필터(103)를 통과하는 제 1 패스, 상기 이동식 부재(Mi)의 제 1 및 제 2 굴절면(104)(106), 상기 박막 필터(103)를 통과하는 제 2 패스 및 상기 출력 포트 GRIN 렌즈(1024)를 포함하는 경로를 지난다. 따라서, 전술한 실시예에서와 같이, 상기 파장(λi)의 선택 채널은 통과 채널을 스위칭하지 않고 통과 내지는 부가/하락 상태에서 스위칭될 수 있다.
필수적이지는 않지만, 전술한 공통 이동식 지지부재상에서의 제 1 및 제 2 경면(104)(106)의 배치는 경면의 정확하고 안정적인 정렬이 용이하기 때문에 유리하다. 선택적으로, 상기 스위치성 부재는 프리즘으로 구성될 수 있으며, 그 경면은 프리즘상의 반사성 단부 표면으로 구성된다. 구성과정에서 GRIN 렌즈(1021-1024)의 정렬은 단순히 "빛의 경로를 따라" 입력 포트로부터 시작하여, 출력 포트, 부가 포트 및 하락 포트순으로 이루어질 수 있다. 상기 출력 포트 및 부가 포트 GRIN 렌즈(1024)(1022)는 입력 포트 및 하락 포트 GRIN 렌즈(1021)(1023)와 같이, 박막 필터(103)를 가로질러 서로에 대해 광학적으로 일직선을 이룬다.
상지 자유 광학 구조의 다른 잇점은 WSA/D 스위치(100)와 관련된 모든 광섬유가 움직일 수 없도록 영구적으로 부착될 수 있다는 것이다. 이와는 대조적으로, 전술한 실시예와 같은 광기계적 스위치는 섬유가 스위치내에서 움직일 수 있다.
상기 WSA/D 스위치의 광학 성능은 통과 채널에 대해 최적화되고, 그 삽입 손실은 단지 약 0.5㏈일 것으로 예측된다. 상기 스위치성 채널은 통과 상태에서 최대 손실을 나타내나, 본 실시예의 경우, 그 삽입 손실은 1.5㏈ 이하일 것으로 예측된다. 스위칭이 필터(103)의 배후에서 일어나기 때문에, 상기 통과 채널은 스위칭 인터벌에서 영향을 받지 않는다. 또한, 누화(cross-talk)도 상기 필터로 얻을 수 있는 대역외 누화로만 제한된다. 또한, 상기 박막 필터는 선택 파장(λi)의 빛만이 필터를 통과할 수 있도록 하기 때문에, 광 신호 묶음이 승인되지 않은 파장으로부터 보호된다. 상기 부가 포트로 보내지는 장치의 모든 대역외 파장은 박막 필터에 의해 하락 포트로 반사되며, 출력포트로부터 반사된다. 이는 보안성에 있어서 유리하다. 또한, 상기 제 2 반사면(106)이 스위치성 부재의 통과 위치에서 부가 포트로부터 출력 포트까지의 경로내에 위치되기 때문에, 선택 파장의 빛조차도 스위치의 부가/하락 상태를 제외하고 부가 포트를 통해 유입될 수 없다.
도 14는 도 13 구조의 변형예로서, 추가적인 채널 부가/하락 가능출력을 제공하는 실시예를 나타낸다. 도 14에서, 상기 WSA/D 스위치(100')는 각각 서로 다른 파장으로 동조된 박막 필터를 가진 직렬로 연결된 2개의 파장 선택성 광 스위칭 어셈블리(105)(105')를 포함하고, 이는 입력 포트(1)와 출력 포트(4) 사이에 (광학적으로) 배치된다. 상기 부가 파장의 부가/하락 기능을 조절하기 위해 추가적인 부가 및 하락 포트(2')(3')와 GRIN 렌즈(1022')(1023')가 제공된다.
도 14의 실시예에서, 상기 통과 채널 신호는 입력 포트 GRIN 렌즈(1021), 제 1 박막 필터(103), 제 2 박막 필터(103') 및 출력 포트 GRIN 렌즈(1024)를 포함하는 제 1 광 경로를 지난다. 제 1 파장 선택성 스위칭 어셈블리(105)로 스위칭이 가능한 상기 채널 신호는, 스위치성 부재(Mi')를 포함하는 부분과 함께, 전술한 통과 채널을 포함하는 입력 포트로부터 출력 포트까지의 경로를 (통과 상태에서) 지난다. 특히, 그 빛은 입력 포트 GRIN 렌즈(1021), 제 1 통과 박막 필터(103), 상기 부재(Mi)의 제 1 및 제 2 경면, 제 2 통과 박막 필터(103') 및 제 2 박막 필터(103')의 입사면을 포함하는 경로를 지나되, 상기 입사면으로부터 출력 포트 GRIN 렌즈(1024)로 반사된다. 제 2 광학 스위칭 어셈블리(105')에 의해 스위칭된 채널 신호는, 그 빛이 제 1 박막 필터(103)에 의해 반사되어 제 2 박막 필터(103')를 통과하며 제 2 스위치성 부재(Mi')에 의해 출력 포트 GRIN 렌즈(1024)로 전향되는 것을 제외하고는 유사한 경로를 (통과 상태에서) 지난다.
도 14에서 알 수 있는 바와 같이, 도 13의 기본 자유 광학 구조는 섬유로 거슬러 올라갈 필요없이 단지 추가적인 파장 선택성 스위칭 장치와 해당 부가 및 하락 GRIN 렌즈를 삽입함으로써 유리하게 확장될 수 있다.
도 13 및 도 14에 도시된 구조는 필터에 대한 큰 입사각으로 인한 분극 종속 손실 때문에, 일부 응용에서 적절한 광학 성능을 제공하지 않을 수도 있다. 그러나, 상기 자유 광학 방법은 작은 반사각을 사용하여 용이하게 실시될 수 있다. 도 15는 그러한 실시예를 나타낸다.
도 15의 실시예에서, WSA/D 스위치(300)는, 출력 포트(4)와 입력 포트(1)를 연결하는 광 경로의 지그재그 부분을 한정하기 위한 병렬 장착레일(350)상에 장착되고 병렬 레일선택 파장(λi)으로 동조된 복수의 파장 선택성 박막 필터(303a-303c)를 포함한다. 입력선(14)을 통해 포트(1)로 수신된 통과 채널 신호는 GRIN 렌즈(3021)로부터 제 1 필터(303a)로 전파된다. 상기 통과 채널 파장을 반사하도록 된 필터(303a)에 의해 필터(303b)로 반사된 신호는 상기 필터(303b)로부터 필터(303c)로 반사된 다음, 출력선(20)상으로의 전파를 위해 GRIN 렌즈(3024)로 반사된다.
스위치성 부재(Mi')는 공통 이동식 지지 플랫폼(307)에 장착된 한 쌍의 미러(304)(306)를 포함한다. 양두 화살표로 표시된 바와 같이, 플랫폼(307)은 파장(λi)의 통과 상태에 해당하는 제 1 위치(실선) 내지는 부가/하락 상태에 해당하는 제 2 위치(가상선)사이를 이동할 수 있다. 도면의 명료함을 위하여, 미러(304)(306)의 교호 위치는 도 15에서 표시하지 않았다.
플랫폼(307)의 제 1 위치에서, 상기 미러(304)는 하락 포트 GRIN 렌즈(3023)와 제 1 박막 필터(303a) 사이에 배치되고, 상기 미러(306)는 부가 포트 GRIN 렌즈(3022)와 제 3 박막 필터(303a) 사이에 배치된다. 상기 스위치로 인입되는 선택 채널 파장(λi)의 빛은 하락 포트 GRIN 렌즈(3023)로 전파하기 위하여 제 1 필터(303a)에 의해 투과된다. 그러나, 투과된 빛은 미러(304)에 의해 차단되어 미러(306)로 반사된다. 상기 미러(306)는 필터(303c)를 통해 상기 통과 채널 경로로 빛을 다시 반사한다. 따라서, 빛은 GRIN 렌즈(3024)와 출력 포트(4)로 전파하게 된다. 이 상태에서, 미러(306)의 위치선정은 무관한 신호가 부가 포트(2)로 유입되는 것을 방지하게 된다.
부가/하락 상태에서, 상기 이동식 지지 부재(307)는 하락 GRIN 렌즈(3023)와 제 1 박막 필터(303a)사이, 부가 포트 GRIN 렌즈(3022)와 제 3 박막 필터(303c)사이의 각각의 광 경로를 미러(304)(306)가 방해하지 않도록 배치된다. 따라서, 상기 스위치로 인입되는 선택 채널 파장(λi)의 빛은 제 1 박막 필터(303a)에 의해 투과된 다음, GRIN 렌즈(3023)를 통해 하락 포트(3)로 전파하게 된다. 채널 파장(λi)의 부가 신호가 부가 포트(2)를 통해 부가될 수 있으며, 상기 포트로부터 부가 신호는 GRIN 렌즈(3022), 제 3 박막 필터(303c) 및 GRIN 렌즈(3024)를 통해 출력 포트(4)로 전파하게 된다.
도 15에 도시된 구조의 변형예로서, 상기 제 2 박막 필터(303b)가 미러로 대체될 수 있다. 그러나, 도시된 바와 같이 필터를 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 상기 필터는 필터(303a)에서 제거되지 않은 파장(λi)의 나머지 빛을 투과하여 제거함으로써, 파장(λi)에 대해 다소 감소된 투과성을 가진 필터가 사용될 수 있다.
전술한 실시예와 같이, 도 15에 도시된 WSA/D 스위치는 입력 포트로부터 출력 포트까지 2개의 광 경로를 제공한다. 통과 채널에 대하여, 상기 경로는 입력 포트 GRIN 렌즈(3021), 제 1 내지 제 3 박막 필터(303a-303c) 및 출력 포트 GRIN 렌즈(3024)를 포함한다. 반면에, 상기 스위치성 채널은 출력 포트 GRIN 렌즈(3024)까지, 입력 포트 GRIN 렌즈(3021), 통과 필터(303a), 미러(304), 미러(304), 및 통과 필터(303c)를 포함하는 제 2 경로를 지난다. 이 구조에서도, 상기 부가/하락 채널의 스위칭이 상기 채널은 투과하고 통과 채널은 투과하지 못하도록 된 박막 필터를 지나서 발생함에 따라, 통과 채널의 전파는 스위칭 작용에 의해 방해되지 않ㄴ는다.
상기 지그재그 경로를 연장하도록 상기 장착레일(305)상에 적절히 동조된 추가적 박막 필터를 제공하고, 도 15의 해당 구조와 유사하게 배치된 부가 및 하락 포트, 이동식 미러 및 GRIN 렌즈를 제공함으로써 도 15의 구성은 용이하게 확장될 수 있다. 물론, 상기 출력 포트는 연장된 지그 재그 경로의 단부에 대응하여 재위치될 수 있다.
도 16은 도 15의 구조가 파장(λj)의 제 2 채널에 대해 선택적 부가/하락 기능을 제공하도록 확장된 실시예를 나타낸다. 파장(λi)의 제 1 채널을 조절하는 소자에 해당하는 부가 소자를 도 16에서 번호에 프라임을 붙여 나타내었다. 본 실시예에서, 미러(306)(통과 상태) 또는 GRIN 렌즈(3022)(부가/하락 상태)로부터 필터(303c)를 통과하는 파장(λi)의 신호 빛은, 박막 필터(303a'-303c')가 λj로 동조되었기 때문에, 필터(303c)로부터 출력 포트 GRIN 렌즈(3024)까지 지그재그 광 경로로 전파한다. 상기 파장(λi)의 채널은 도 15와 관련하여 설명한 바와 같이 통과 상태 내지는 부가/하락 상태로 스위칭이 가능하다. 상기 파장(λj)의 채널은 동일한 방식으로 해당 부가 소자에 의해 스위칭이 가능하다.
도 17은 본 발명의 기본 직렬구조가 예를 들어, 양방향 링 네트워크와 같은 중복 통신을 지원하는 노드 구조를 제공하는데 어떻게 사용될 수 있는지를 나타낸다. 요약하면, 양방향 링 네트워크는 링을 형성하기 위하여 하나 또는 그 이상의 섬유-광학 전송선 쌍으로 상호 연결된 복수의 노드를 이용한다. 2개의 섬유선은 서로 다른 루트를 따라 설치될 수 있으며, 링을 중심으로 서로로부터 반대 방향으로 정보를 운반한다. 이는 섬유의 절단 및/또는 노드 소자의 이상 등의 고장이 발생한 경우 네트워크의 생존가능성을 향상시킨다. 링 네트워크 및 네트워크 고장 방지를 포함하는 양방향 네트워크에 관한 상세한 설명을 위하여, 1998년 모건 카프만에서 출판한 라마스와미, 알 등의 광학 네트워크, 실용적 전망.을 참조하라.
도 17의 구성에서, 네트워크 노드(N)는 다수의 양방향 파장 선택성 부가/하락 장치(AD1-ADn)를 포함한다. 상기 장치는 파장(λ1- λn)중 해당 파장의 신호를 수신 및 전송하도록 구성된 개별 신호 처리장치(SPD1-SPDn)를 포함한다. 상기 신호 처리장치는 예를 들어, 동기 광학 네트워크(SONET) 부가/하락 멀티플렉싱 단자, SONET선 단자 설비 또는 인터넷 프로토콜(IP) 라우터(routers)일 수 있다. 물론, 노드의 설계조건에 따라 서로 다른 파장 채널을 위한 서로 다른 형태의 신호 처리장치가 사용될 수 있다. 상기 신호 처리장치는 수신된 데이타와 WDM 광 통신 네트워크에서 광신호로 보내질 데이터를 전자적으로 처리한다.
각각의 신호 처리장치는 해당 광 파장 채널을 위해 한 쌍의 파장 선택성 부가/하락 (WSA/D) 스위치의 개별 부가 및 하락 포트에 연결된다. 각각의 WSA/D 스위치는 동안경계 및 서안경계 신호를 각각 스위칭하기 위해 제공된 2개의 직렬 배치중 하나에 속한다.
상기 WSA/D 스위치는 전술한 본 발명의 원리에 따른 구조를 갖는다. 예를 들어, 도 3, 도 8 내지 도 10, 도 13중 어느 하나의 구조가 사용되거나, 다수의 구조가 조합되어 사용될 수 있다. 물론, 각각의 파장에 대해 불연속 스위치 모듈이 바람직하지 않다면, 복합 신호 처리장치용 부가/하락 스위칭을 제공하기 위해 도 14 및 도 16에 도시된 것과 같은 구조가 사용될 수 있다.
변화하는 시스템 조건에 맞도록 도 17에 도시된 구조는 용이하게 변형 및/또는 확장될 수 있음을 알 수 있다. 상기 구조를 변형시키기 위하여, 상기 부가/하락 장치(AD1-ADn)는 다른 순서로 배치될 수 있다. 선택적으로, 상기 장치중 하나(또는 그 이상)가 신규한 파장(또는 각각의 신규한 파장들)에서 작동하는 유사한 장치로 대체될 수 있다. 또 다른 변형은, 하나 또는 그 이상의 장치에서 WSA/D 스위치 쌍을 대체하거나 교환하고, 해당 신호 처리장치가 신규한 WSA/D 스위치 쌍이 동조되는 개별 파장에서 작동하도록 설정하는 것으로 이루어질 수 있다. 상기 직렬구조의 말단 또는 중간에 각각 개별 신규 파장에서 작동하는 하나 또는 그 이상의 부가/하락 장치를 추가하는 것으로 확장이 이루어질 수 있다.
도 18은 도 17의 양방향 파장 선택성 부가/하락 장치(ADi)의 예시적 구조를 더욱 상세하게 나타낸 도면이다. 상기 장치는 신호 처리장치(SPDi), 동안경계 WSA/D 스위치(도면에서 위) 및 서안경계 WSA/D 스위치(도면에서 아래)를 포함한다. 도시된 구조에서, 각각의 WSA/D 스위치는 파장(λi)에 동조된 파장 선택성 필터 어셈블리와, 2×2 섬유 광학 스위치로 구성된 광 스위칭 장치(Si)를 포함한다. 따라서, 특정 구조는 도 3 및 도 8 내지 도 10과 관련하여 설명한 바와 같다. 신호 처리장치(SPDi)는 부가선(49) 및 하락선(48)에 의해 동안경계 및 서안경계 WSA/D 스위치의 개별 2×2 스위치(Si)에 연결된다.
상기 동안경계 2×2 스위치의 통과 상태에서, 동안경계 입력 섬유(14)로 수신된 채널 파장(λi) 신호는 동안경계 통과 채널 신호와의 전송을 위해 동안경계 출력 섬유(20)로 전파하게 된다. 상기 동안경계 2×2 스위치의 부가/하락 상태에서, 상기 수신된 채널 파장(λi) 신호는 서측 하락선을 통해 신호 처리장치(SPDi)로 하락하게 된다. 또한, 상기 신호 처리장치는 통과 채널과 함께 동안경계 출력 섬유(20)로 전파하도록 동측 부가선을 통해 동일한 채널의 신규한 신호를 유도할 수 있다. 상기 서안경계 2×2 스위치의 스위칭은 채널 파장(λi)에서의 서안경계 전송에 대한 동일한 부가/하락 기능을 제공한다.
상기 신호 처리장치(SPDi)와 광 스위치는 공통 네트워크 관리 및 제어 시스템에 의해 제어된다. 상기 네트워크 관리 및 제어 시스템의 특정 제어작용은 해당 네트워크의 형식과 고장방지절차에 따라 좌우된다. 예를 들어, 소위 일방향 경로로 스위칭된 링 (UPSR) 네트워크에서, 신호 트래픽(signal traffic)이 동안경계 및 서안경계 방향으로 동시에 전송된다. 이 경우, 상기 신호 처리장치는 하락선(48)중 하나로부터 수신된 신호를 처리하여, 선택된 파장 채널의 신규한 신호를 부가선(49)을 통해 양방향으로 출력하게 된다. 섬유의 절단 또는 선택된 하락선 측의 2×2 스위치 이상과 같은 고장의 경우, 상기 신호 처리장치는 다른 하락선을 통해 데이타를 수신하여 고장의 종류에 따라 하나 또는 양 부가선을 통해 신규한 신호를 계속 전송하기 위해 "보호"모드로 스위칭된다. UPSR 및 다른 링 네트워크에 관한 더 상세한 설명은 전술한 라마스와미 등의 논문을 참고하라.
도 19 및 도 20은 전술한 2×2 스위치의 부가/하락 기능을 집합적으로 제공하기 위해 복수로 연결된 (바람직하게는 파장 둔감성)스위치가 포함된 광 스위칭 장치(Si')를 이용한 변형예를 나타낸다.
도 19를 참조하면, 각각의 스위칭 장치는 상호 연결된 2개의 1×2 광 스위치(S1i)(S2i)를 포함한다. 바람직하게, 상기 4개의 1×2 스위치는 하나의 스위치에 대한 정전이 다른 스위치에 영향을 미치지 않도록 독립적으로 구동된다.
각각의 스위치(S1i)는 파장 채널(λi)의 선택된 신호를 수신하기 위해 해당 파장 선택성 광학 필터 어셈블리로부터 나온 섬유(44)에 연결된 입력과, 해당 하락선(48)에 연결된 제 1 출력 포트 및 해당 스위치(S2i)의 입력 포트에 연결된 제 2 출력 포트를 갖는다. 각 스위치(S1i)의 입력 포트는 입력 포트의 신호가 해당 스위치(S2i) 또는 신호 처리장치(SPDi)로 전파할 수 있도록 상기 2개의 출력 포트사이에서 스위칭이 가능하다.
각각의 스위치(S2i)는 해당 부가선(49)에 연결된 입력 포트와, 해당 필터 어셈블리로 이어진 섬유(44)에 연결된 출력 포트를 갖는다. 상기 각 스위치(S2i)의 출력 포트는 입력 포트중 하나의 신호가 해당 출력 섬유에서의 전송을 위해 해당 필터 어셈블리로 전파할 수 있도록 상기 2개의 출력 포트사이에서 스위칭이 가능하다.
도 19에서, 각각의 광 스위칭 장치(Si')의 부가/하락 상태를 개별 스위치 쌍(S1i)(S2i)의 실선 상태로 표시하였다. 통과 상태는 점선으로 표시하였다.
도 19에 도시된 구조는 도 18의 구조와 비교할 때 2차 고장에 대한 노드의 내성을 증가시킨다. 예를 들어, 도 18의 동안경계 2×2 스위치가 (기계적으로, 또는 정전으로 인한)고장인 경우, 부가/하락 장치(ADi)는 여전히 서안경계 2×2 스위치를 통해 전송 및 수신할 수 있다. 그러나, 서안경계 섬유의 절단 또는 서안경계 2×2 스위치의 이상과 같이 서안경계 측에서 발생하는 2차 고장의 경우, 부가/하락 장치(ADi)는 네트워크로부터 고립된다(전송 및/또는 수신할 수 없음).
도 19의 부가/하락 장치(ADi')에서, 동안경계(또는 서안경계)측에서의 단일 스위치 고장은 단지 동안경계에서의 수신 또는 전송만을 방해하고 양측을 모두 방해하지 않는다. 그 나머지 스위치는 사용될 수 있다. 예를 들어, 서측 하락 스위치가 고장인 경우, 동측 부가 스위치는 서안경계 전송에 여전히 사용될 수 있다. 따라서, 상기 부가/하락 스위치를 네트워크로부터 고립시킬 수 있는 서안경계측에서의 유일한 추가적 고장은 입력 섬유(14')의 절단 또는 동측 하락 스위치의 고장과 같이 서안경계 수신을 방해하는 고장이다. 출력 섬유(20')의 절단 또는 서측 부가 스위치의 고장과 같이 서안경계 전송을 방해하는 추가적 고장은 부가/하락 장치가 동측 부가 스위치를 통해 동안경계를 출력 섬유(20)로 전송할 수 있기 때문에 상기 장치를 고립시키지 않는다.
도 20은 도 19와 동일한 스위칭 구조를 가진 부가/하락 장치(ADi")를 나타낸다. 상기 장치는 서측 부가 및 하락 스위치가 전원을 공유하고 서측 부가 및 하락 스위치가 다른 전원을 공유한다는 점에서 도 19와 다르다. 기계적 스위치 고장에 대한 도 20에 도시된 장치의 고장허용한계는 도 19에 도시된 장치의 한계와 유사하다. 그러나, 스위치 정전에 대한 허용한계는 전원을 공유하는 구성로 인해 도 19에 도시되 장치에 비해 감소되었다. 또한, 전체적 안전성이 도 18에 도시된 장치보다 매우 크다.
당업자는 전술한 바람직한 실시예가 단지 설명을 위한 것이고, 본 발명의 사상과 범주를 벗어나지 않는 다양한 변경과 변형이 이루어질 수 있음을 알 수 있다.

Claims (66)

  1. 다중 광 파장 채널을 수신하도록 구성된 입력 포트, 출력 포트, 파장 선택성 광학 필터 및 광 스위칭 장치를 포함하는 파장 선택성 광 스위칭 어셈블리를 포함하고,
    상기 파장 선택성 필터는 수신된 복수의 파장 채널상의 신호가 출력 포트로 전파하도록 지정하고, 수신된 다른 파장 채널상의 신호가 광 스위칭 장치를 향하게 지정하도록 구성 배치되며,
    상기 광 스위칭 장치는 상기 복수의 파장 채널을 스위칭하지 않고 상기 다른 파장 채널을 통과 상태 내지는 하락 또는 부가/하락 상태로 스위칭하도록 작동 배치되는 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 광 스위칭 장치는 4 포트, 비파장 선택성 광 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 파장 선택성 필터는 적어도 하나의 파장 선택성 격자를 포함하는 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 파장 선택성 필터 및 광 스위칭 장치의 모든 광소자는 자유 광학 소자인 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 파장 선택성 필터는 상기 다른 파장 채널은 통과되도록 하고 상기 복수의 파장 채널은 반사시키며, 상기 입력 포트로부터 전파하는 신호의 경로에 배치된 박막 필터를 포함하고, 상기 스위칭 부분은 박막 필터에 의해 투과된 상기 다른 채널의 신호를 차단하며 상기 신호가 박막 필터를 통해 출력 포트로 다시 전파되도록 하는 제 1 위치 내지는 상기 신호가 하락할 수 있도록 하는 제 2 위치 사이에서 스위칭 가능한 부재를 갖는 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  6. 다중 광 파장 채널을 수신하도록 구성된 입력 포트, 출력 포트, 제 1 광학 서큘레이터, 제 2 광학 서큘레이터, 파장 선택성 광학 필터 및 광 스위칭 장치를 포함하는 파장 선택성 광 스위칭 어셈블리를 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 서큘레이터는 각각 제 1, 제 2 및 제 3 포트를 가지며, 상기 제 1 서큘레이터의 제 1 포트는 상기 입력 포트를 구성하고, 상기 제 2 서큘레이터의 제 3 포트는 출력 포트를 구성하며,
    상기 파장 선택성 필터는 상기 제 1 및 제 2 서큘레이터의 제 2 포트사이에 연결된 반사 격자를 포함하고, 수신된 복수의 파장 채널상의 신호가 상기 제 2 서큘레이터를 통해 출력 포트로 전파하도록 지정하며, 수신된 다른 파장 채널상의 신호가 광 스위칭 장치를 향하게 지정하도록 구성되고,
    상기 광 스위칭 장치는 상기 제 1 서큘레이터의 제 3 포트와 제 2 서큘레이터의 제 1 포트 사이에 연결되며, 상기 복수의 파장 채널을 스위칭하지 않고 상기 다른 파장 채널을 통과 상태 내지는 하락 또는 부가/하락 상태로 스위칭하도록 작동하는 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 광 스위칭 장치는 4 포트, 비파장 선택성 광 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  8. 다중 광 파장 채널을 수신하도록 구성된 입력 포트, 출력 포트, 제 1 광학 커플러, 제 2 광학 커플러, 파장 선택성 광학 필터 및 광 스위칭 장치를 포함하는 파장 선택성 광 스위칭 어셈블리를 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 커플러는 각각 제 1, 제 2 및 제 3 포트를 가지며, 상기 제 1 커플러의 제 1 포트는 상기 입력 포트를 구성하고, 상기 제 2 커플러의 제 2 포트는 출력 포트를 구성하며,
    상기 파장 선택성 필터는 상기 제 1 커플러의 제 2 포트와 제 2 커플러의 제 1 포트사이에 연결된 반사 격자를 포함하고, 수신된 복수의 파장 채널상의 신호가 상기 제 2 커플러를 통해 출력 포트로 전파하도록 지정하며, 수신된 다른 파장 채널상의 신호가 광 스위칭 장치를 향하게 지정하도록 구성되고,
    상기 광 스위칭 장치는 상기 제 1 및 제 2 커플러의 제 3 포트 사이에 연결되며, 상기 복수의 파장 채널을 스위칭하지 않고 상기 다른 파장 채널을 통과 상태 내지는 하락 또는 부가/하락 상태로 스위칭하도록 작동하는 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 커플러는 섬유 광학 커플러인 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 스위칭 장치는 4 포트, 비파장 선택성 광 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  11. 다중 광 파장 채널을 수신하도록 구성된 입력 포트, 출력 포트, 파장 선택성 광학 필터 및 광 스위칭 장치를 포함하는 파장 선택성 광 스위칭 어셈블리를 포함하고,
    상기 파장 선택성 광학 필터는 제 1 포트, 제 2 포트, 제 3 포트 및 제 4 포트에 연결된 박막 노치 필터를 갖는 4포트 노치 필터 장치를 포함하며, 상기 제 1 포트 및 제 4 포트는 입력 포트와 출력 포트를 각각 구성하고,
    상기 노치 필터는 수신된 복수의 파장 채널상의 신호가 제 4 출력 포트로 전파하도록 반사시키고, 수신된 다른 파장 채널상의 신호가 상기 제 2 포트를 통해 광 스위칭 장치로 전파하도록 투과시키도록 구성되며,
    상기 광 스위칭 장치는 상기 제 2 포트와 제 3 포트 사이에 연결되고, 상기 복수의 파장 채널을 스위칭하지 않고 상기 다른 파장 채널을 통과 상태 내지는 하락 또는 부가/하락 상태로 스위칭하도록 작동하는 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 광 스위칭 장치는 4 포트, 비파장 선택성 광 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  13. 다중 광 파장 채널을 수신하도록 구성된 입력 포트, 출력 포트, 파장 선택성 마하-젠더 광학 필터 장치 및 광 스위칭 장치를 포함하는 파장 선택성 광 스위칭 어셈블리를 포함하고,
    상기 마하-젠더 장치 필터는 수신된 복수의 파장 채널상의 신호가 출력 포트로 전파하도록 지정하고, 수신된 다른 파장 채널상의 신호가 광 스위칭 장치를 향하게 지정하도록 구성 배치되며,
    상기 광 스위칭 장치는 상기 복수의 파장 채널을 스위칭하지 않고 상기 다른 파장 채널을 통과 상태 내지는 하락 또는 부가/하락 상태로 스위칭하도록 작동 배치되는 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 광 스위칭 장치는 4 포트, 비파장 선택성 광 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 마하-젠더 필터 장치는 각각 제 1 포트, 제 2 포트, 제 3 포트 및 제 4 포트를 갖는 제 1 및 제 2 2×2 광학 커플러를 포함하며, 상기 제 1 커플러의 제 1 포트는 상기 입력 포트를 구성하고, 상기 제 1 커플러의 제 3 및 제 4 포트는 제 1 및 제 2 상변화 광 경로에 의해 상기 제 2 커플러의 포트에 각각 연결되며, 상기 제 1 및 제 2 상변화 광 경로내에 반사 격자부분이 배치되고, 상기 광 스위칭 장치는 제 1 커플러의 제 2 포트와 제 2 커플러의 제 3 포트 사이에 연결되며, 상기 제 2 커플러의 제 4 포트가 상기 출력 포트를 구성하는 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 반사 격자부분은 상기 제 1 및 제 2 상변화 광 경로내에 각각 배치된 제 1 및 제 2 반사 격자를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 반사 격자는 상기 다른 채널에 동조된 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  17. 서로 다른 파장 채널상의 복수의 멀티플렉스 광 신호를 수신하도록 구성된 입력 포트와,
    출력 포트와,
    상기 입력 포트로부터 출력 포트까지의 제 1 광 경로, 및
    상기 입력 포트로부터 출력 포트까지의 제 2 광 경로를 포함하고,
    상기 제 2 광 경로는 광 스위칭 장치를 포함하며, 제 1 광 경로는 상기 신호중 적어도 하나의 선택된 신호가 스위칭 장치로 전파하도록 하고 나머지 신호가 당해 제 1 광 경로를 포함하는 경로를 통하여 출력 포트로 전파하도록 구성된 파장 선택성 필터를 포함하고,
    상기 스위칭 장치는 파장 선택성 필터로부터 전파된 적어도 하나의 선택된 신호가 제 2 광 경로를 통해 출력 포트로 전파하도록 하는 제 1 상태와, 상기 파장 선택성 필터로부터 전파된 적어도 하나의 선택된 신호가 출력 포트로 전파하지 못하도록 하락되는 제 2 상태를 갖는 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 스위칭 장치는 4 포트, 비파장 선택성 광 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 4 포트 스위치는 상기 제 1 상태에서 입력 포트와 출력 포트에 각각 연결된 제 1 및 제 4 포트와, 상기 제 2 상태에서 상기 제 1 포트를 통해 입력 포트에 연결된 제 3 포트 및 상기 제 4 포트를 통해 출력 포트에 연결된 제 2 포트를 가지며, 상기 제 2 및 제 4 포트는 각각 부가 및 하락 포트를 구성하는 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  20. 제 17 항에 있어서, 각각 제 1, 제 2 및 제 3 포트를 가진 제 1 광학 서큘레이터와 제 2 광학 서큘레이터를 포함하되, 상기 제 1 서큘레이터의 제 1 포트는 상기 입력 포트를 구성하고, 상기 제 2 서큘레이터의 제 3 포트는 출력 포트를 구성하며, 상기 파장 선택성 필터는 상기 제 1 및 제 2 서큘레이터의 제 2 포트사이에 연결된 반사 격자를 포함하고, 상기 스위칭 장치는 제 1 서큘레이터의 제 3 포트와 제 2 서큘레이터의 제 1 포트 사이에 연결된 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  21. 제 17 항에 있어서, 각각 제 1, 제 2 및 제 3 포트를 가진 제 1 광학 커플러와 제 2 광학 커플러를 포함하되, 상기 제 1 커플러의 제 1 포트는 상기 입력 포트를 구성하고, 상기 제 2 커플러의 제 2 포트는 출력 포트를 구성하며, 상기 파장 선택성 필터는 상기 제 1 커플러의 제 2 포트와 제 2 커플러의 제 1 포트사이에 연결된 반사 격자를 포함하고, 상기 스위칭 장치는 제 1 및 제 2 커플러의 제 3 포트 사이에 연결된 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  22. 제 17 항에 있어서, 상기 파장 선택성 필터를 구성하고 제 1 포트, 제 2 포트, 제 3 포트 및 제 4 포트에 연결된 박막 노치 필터를 갖는 4포트 필터 장치를 포함하되, 상기 제 1 포트 및 제 4 포트는 입력 포트와 출력 포트를 각각 구성하고, 상기 스위칭 장치는 상기 제 2 포트와 제 3 포트 사이에 연결되며, 상기 박막 노치 필터는 상기 나머지 신호가 제 4 출력 포트로 전파하도록 반사시키고, 상기 적어도 하나의 선택된 신호가 상기 제 2 포트를 통해 광 스위칭 장치로 전파하도록 투과시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  23. 제 17 항에 있어서, 상기 파장 선택성 필터가 합체된 마하-젠더 필터 어셈블리를 포함하되, 상기 마하-젠더 필터 어셈블리는
    각각 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 포트를 갖는 제 1 및 제 2 2×2 광학 커플러와,
    상기 입력 포트를 구성하는 제 1 커플러의 제 1 포트, 상기 제 1 및 제 2 상변화 광 경로에 의해 제 1 및 제 2 포트에 각각 연결된 제 1 커프러의 제 3 및 제 4 포트, 및 상기 출력 포트를 구성하는 제 2 커플러의 제 4 포트, 및
    상기 제 1 및 제 2 상변화 광 경로에 배치된 반사 격자를 포함하고,
    상기 스위칭 장치는 제 1 커플러의 제 2 포트와 제 2 커플러의 제 3 포트 사이에 연결된 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 반사 격자부분은 상기 제 1 및 제 2 상변화 광 경로내의 제 1 및 제 2 반사 격자를 각각 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 반사 격자는 상기 선택된 신호의 채널에 동조된 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  25. 제 17 항에 있어서, 상기 파장 선택성 필터는 상기 하나의 신호는 투과하고 나머지 신호는 반사하는 박막 필터이고, 상기 스위칭 장치는 상기 하나의 신호를 차단하여 그 신호가 박막 필터를 통해 상기 출력 포트로 전파하도록 하는 제 1 위치 내지는 상기 신호가 하락할 수 있도록 하는 제 2 위치사이에서 스위칭 가능한 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  26. 입력 포트와,
    제 1 파장 선택성 광 스위칭 어셈블리, 및
    상기 광 스위칭 어셈블리를 통해 상기 입력 포트에 광학적으로 연결된 하락 포트 및 출력 포트를 포함하며,
    상기 광 스위칭 어셈블리는 박막 필터와 스위칭 장치를 포함하고,
    상기 박막 필터는 제 1 통신 파장의 빛은 투과시키며, 제 2 통신 파장의 빛은 반사시키고, 상기 제 1 파장의 빛은 투과시키고 제 2 파장의 빛은 상기 출력 포트로 전파되도록 하기 위하여 상기 입력 포트로부터 전파하는 빛의 경로내에 배치되며,
    상기 스위칭 장치는 상기 박막 필터에 의해 투과된 제 1 파장의 빛을 차단하여 그 빛이 상기 출력 포트로 전파하도록 하는 제 1 위치 내지는 상기 박막 필터에 의해 투과된 제 1 파장의 빛이 상기 하락 포트로 전파할 수 있도록 하는 제 2 위치사이에서 스위칭 가능한 부재를 갖는 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 스위치성 부재는 상기 제 1 위치에서 박막 필터에 의해 투과된 제 1 파장의 빛을 차단하는 제 1 반사면을 갖는 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  28. 제 27 항에 있어서, 상기 스위치성 장치는 제 2 반사면을 갖고, 상기 제 1 반사면은 차단된 빛을 상기 제 2 반사면으로 반사하여 상기 출력 포트로 전파하도록 하는 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  29. 제 28 항에 있어서, 상기 제 2 반사면은 차단된 빛을 상기 박막 필터를 통해 다시 반사시키는 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  30. 제 28 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 반사면은 공통 이동식 지지부재상에 고정배치된 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  31. 제 30 항에 있어서, 상기 지지부재는 프리즘인 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  32. 제 26 항에 있어서, 상기 스위치성 부재를 제 1 내지는 제 2 위치로 전환시키는 구동 메카니즘을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  33. 제 26 항에 있어서, 제 2 하락 포트, 및 제 2 박막 필터와 제 2 스위칭 장치를 포함하는 제 2 파장 선택성 광 스위칭 어셈블리를 더 포함하되,
    상기 제 2 박막 필터는 제 2 파장의 빛은 투과시키며, 제 1 파장의 빛은 반사시키고, 상기 제 2 파장의 빛은 투과시키고 제 1 파장의 빛은 상기 출력 포트로 전파되도록 하기 위하여 상기 제 1 광 스위칭 어셈블리의 박막 필터로부터 전파되는 빛의 경로내에 배치되며,
    상기 제 2 스위칭 장치는 상기 제 2 박막 필터에 의해 투과된 제 2 파장의 빛을 차단하여 그 빛이 상기 출력 포트로 전파하도록 하는 제 1 위치 내지는 상기 제 2 박막 필터에 의해 투과된 제 2 파장의 빛이 상기 제 2 하락 포트로 전파할 수 있도록 하는 제 2 위치사이에서 스위칭 가능한 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  34. 제 26 항에 있어서, 상기 제 1 광 스위칭 어셈블리를 통해 상기 출력 포트에 연결된 부가 포트를 더 포함하고,
    상기 박막 필터는 상기 부가 포트로부터 전파하는 빛의 경로내에 배치되며, 상기 빛의 경로는 상기 스위치성 부재가 상기 제 1 위치에 있을 때 차단되고, 상기 스위치성 부재가 상기 제 2 위치에 있을 때는 차단되지 않는 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  35. 제 26 항에 있어서, 상기 입력 포트는 제 1 렌즈를 통해 상기 제 1 광 스위칭 어셈블리에 연결되고, 상기 하락 포트는 상기 박막 필터를 가로질러 제 1 렌즈와 광학적으로 일직선인 제 2 렌즈를 통해 상기 제 1 광 스위칭 어셈블리에 연결된 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  36. 제 26 항에 있어서, 상기 제 1 광 스위칭 어셈블리를 통해 상기 출력 포트에 연결된 부가 포트를 더 포함하고, 상기 부가 포트는 제 1 렌즈를 통해 상기 제 1 광 스위칭 어셈블리에 연결되고, 상기 출력 포트는 상기 박막 필터를 가로질러 제 1 렌즈와 광학적으로 일직선인 제 2 렌즈를 통해 상기 제 1 광 스위칭 어셈블리에 연결된 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  37. 제 26 항에 있어서, 상기 제 1 광 스위칭 어셈블리는 상기 박막 필터와 함께 상기 입력 포트와 출력 포트를 연결하는 지그재그 광 경로를 한정하는 복수의 반사부재를 더 포함하고, 상기 박막 필터는 상기 지그재그 광 경로의 정점에 배치된 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  38. 제 37 항에 있어서, 상기 반사부재중 적어도 하나는 상기 제 1 파장의 빛을 투과하고 상기 제 2 파장의 빛은 반사하는 추가적인 박막 필터이고, 상기 제 1 위치에서 스위치성 부재는 차단된 상기 제 1 파장의 빛이 상기 추가적 박막 필터를 통해 지그재그 광 경로로 전파되도록 하는 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  39. 제 38 항에 있어서, 상기 제 2 박막 필터는 지그재그 광 경로의 소정 부분에서 상기 출력 포트로 전송될 신호를 부가하기 위해 부가 포트에 연결된 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  40. 상기 각각의 박막 필터와 관련된 제 1 파장이 상이한 것을 특징으로 하는 직렬로 연결된 상기 제 26 항에 따른 스위칭 장치의 구조.
  41. 복수의 파장 채널을 수신하도록 구성된 입력 포트와,
    파장 선택성 광 스위칭 어셈블리 및
    상기 스위칭 어셈블리를 통해 입력 포트에 광학적으로 연결된 출력 포트를 포함하고,
    상기 스위칭 어셈블리는 당해 스위칭 어셈블리에 존재하는 다른 파장을 스위칭하지 않고 선택된 파장 채널을 통과 상태 내지는 하락 또는 부가/하락 상태로 스위칭하도록 구성되며, 상기 스위칭 어셈블리의 모든 광소자는 자유 광학 소자인 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  42. 제 41 항에 있어서, 상기 자유 광학 소자는 박막 필터와 스위치성 부재를 포함하고, 상기 박막 필터는 제 1 통신 파장의 빛은 투과시키며, 제 2 통신 파장의 빛은 반사시키고, 상기 제 1 파장의 빛은 투과시키고 제 2 파장의 빛은 상기 출력 포트로 전파되도록 하기 위하여 상기 입력 포트로부터 전파하는 빛의 경로내에 배치되며, 상기 스위치성 부재는 상기 박막 필터에 의해 투과된 제 1 파장의 빛을 차단하여 그 빛이 상기 출력 포트로 전파하도록 하는 제 1 위치 내지는 상기 박막 필터에 의해 투과된 제 1 파장의 빛이 상기 하락 포트로 전파할 수 있도록 하는 제 2 위치사이에서 스위칭 가능한 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  43. 제 42 항에 있어서, 상기 자유 광학 소자는 상기 입력, 출력 및 하락 포트를 상기 박막 필터에 연결하는 반사 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  44. 제 43 항에 있어서, 상기 입력 포트용 렌즈는 박막 필터를 가로질러 상기 하락 포트용 렌즈와 광학적으로 일직선인 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  45. 제 43 항에 있어서, 상기 렌즈는 GRIN 렌즈인 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  46. 직렬로 연결된 복수의 파장 선택성 부가/하락 스위치를 포함하되, 각각의 스위치는 당해 스위치에 존재하는 다른 파장 채널을 스위칭하지 않고 해당 파장 채널을 통과 상태 내지는 부가/하락 상태로 스위칭하도록 구성된 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신 시스템용 신호 부가/하락 장치.
  47. 제 46 항에 있어서, 상기 각 스위치는 단지 해당 파장 채널만을 스위칭하도록 구성된 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신 시스템용 신호 부가/하락 장치.
  48. 제 46 항에 있어서, 상기 스위치중 적어도 하나는 다중 광 파장 채널을 수신하도록 구성된 입력 포트, 출력 포트, 파장 선택성 광학 필터 및 광 스위칭 장치를 포함하는 파장 선택성 광 스위칭 어셈블리를 포함하되,
    상기 파장 선택성 필터는 수신된 복수의 파장 채널상의 신호가 출력 포트로 전파하도록 지정하고, 수신된 다른 파장 채널상의 신호가 광 스위칭 장치를 향하게 지정하도록 작동 배치되며,
    상기 광 스위칭 장치는 상기 복수의 파장 채널을 스위칭하지 않고 상기 다른 파장 채널을 통과 상태 내지는 하락 또는 부가/하락 상태로 스위칭하도록 작동 배치되는 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신 시스템용 신호 부가/하락 장치.
  49. 제 46 항에 있어서, 상기 스위치중 적어도 하나는
    서로 다른 파장 채널상의 복수의 멀티플렉스 광 신호를 수신하도록 구성된 입력 포트와,
    출력 포트와,
    상기 입력 포트로부터 출력 포트까지의 제 1 광 경로, 및
    상기 입력 포트로부터 출력 포트까지의 제 2 광 경로를 포함하되,
    상기 제 2 광 경로는 광 스위칭 장치를 포함하며, 제 1 광 경로는 상기 신호중 적어도 하나의 선택된 신호가 스위칭 장치로 전파하도록 하고 나머지 신호가 당해 제 1 광 경로를 포함하는 경로를 통하여 출력 포트로 전파하도록 구성된 파장 선택성 필터를 포함하고,
    상기 스위칭 장치는 파장 선택성 필터로부터 전파된 적어도 하나의 선택된 신호가 제 2 광 경로를 통해 출력 포트로 전파하도록 하는 제 1 상태와, 상기 파장 선택성 필터로부터 전파된 적어도 하나의 선택된 신호가 출력 포트로 전파하지 못하도록 하락되는 제 2 상태를 갖는 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신 시스템용 신호 부가/하락 장치.
  50. 제 46 항에 있어서, 상기 스위치중 적어도 하나는
    입력 포트와,
    제 1 파장 선택성 광 스위칭 어셈블리, 및
    상기 광 스위칭 어셈블리를 통해 상기 입력 포트에 광학적으로 연결된 하락 포트 및 출력 포트를 포함하되,
    상기 광 스위칭 어셈블리는 박막 필터와 스위칭 장치를 포함하고,
    상기 박막 필터는 제 1 통신 파장의 빛은 투과시키며, 제 2 통신 파장의 빛은 반사시키고, 상기 제 1 파장의 빛은 투과시키고 제 2 파장의 빛은 상기 출력 포트로 전파되도록 하기 위하여 상기 입력 포트로부터 전파하는 빛의 경로내에 배치되며,
    상기 스위칭 장치는 상기 박막 필터에 의해 투과된 제 1 파장의 빛을 차단하여 그 빛이 상기 출력 포트로 전파하도록 하는 제 1 위치 내지는 상기 박막 필터에 의해 투과된 제 1 파장의 빛이 상기 하락 포트로 전파할 수 있도록 하는 제 2 위치사이에서 스위칭 가능한 부재를 갖는 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신 시스템용 신호 부가/하락 장치.
  51. 제 46 항에 있어서, 상기 스위치중 적어도 하나는
    복수의 파장 채널을 수신하도록 구성된 입력 포트와,
    파장 선택성 광 스위칭 어셈블리 및
    상기 스위칭 어셈블리를 통해 입력 포트에 광학적으로 연결된 출력 포트를 포함하되,
    상기 스위칭 어셈블리는 당해 스위칭 어셈블리에 존재하는 다른 파장 채널을 스위칭하지 않고 선택된 파장 채널을 통과 상태 내지는 하락 또는 부가/하락 상태로 스위칭하도록 구성되며, 상기 스위칭 어셈블리의 모든 광소자는 자유 광학 소자인 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신 시스템용 신호 부가/하락 장치.
  52. 제 46 항에 있어서, 각 스위치는 입력 포트, 출력 포트, 하락 포트 및 부가 포트를 갖는 모듈이며, 각 스위치의 입력 및 출력 포트는 모듈을 직렬로 연결하도록 연결된 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신 시스템용 신호 부가/하락 장치.
  53. 제 46 항에 있어서, 상기 스위치중 적어도 하나는
    다중 광 파장 채널을 수신하도록 구성된 입력 포트, 출력 포트, 제 1 광학 서큘레이터, 제 2 광학 서큘레이터, 파장 선택성 광학 필터 및 광 스위칭 장치를 포함하는 파장 선택성 광 스위칭 어셈블리를 포함하되,
    상기 제 1 및 제 2 서큘레이터는 각각 제 1, 제 2 및 제 3 포트를 가지며, 상기 제 1 서큘레이터의 제 1 포트는 상기 입력 포트를 구성하고, 상기 제 2 서큘레이터의 제 3 포트는 출력 포트를 구성하며,
    상기 파장 선택성 필터는 상기 제 1 및 제 2 서큘레이터의 제 2 포트사이에 연결된 반사 격자를 포함하고, 수신된 복수의 파장 채널상의 신호가 상기 제 2 서큘레이터를 통해 출력 포트로 전파하도록 지정하며, 수신된 다른 파장 채널상의 신호가 광 스위칭 장치를 향하게 지정하도록 구성되고,
    상기 광 스위칭 장치는 상기 제 1 서큘레이터의 제 3 포트와 제 2 서큘레이터의 제 1 포트 사이에 연결되며, 상기 복수의 파장 채널을 스위칭하지 않고 상기 다른 파장 채널을 통과 상태 내지는 하락 또는 부가/하락 상태로 스위칭하도록 작동하는 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신 시스템용 신호 부가/하락 장치.
  54. 제 46 항에 있어서, 상기 스위치중 적어도 하나는
    다중 광 파장 채널을 수신하도록 구성된 입력 포트, 출력 포트, 제 1 광학 커플러, 제 2 광학 커플러, 파장 선택성 광학 필터 및 광 스위칭 장치를 포함하는 파장 선택성 광 스위칭 어셈블리를 포함하되,
    상기 제 1 및 제 2 커플러는 각각 제 1, 제 2 및 제 3 포트를 가지며, 상기 제 1 커플러의 제 1 포트는 상기 입력 포트를 구성하고, 상기 제 2 커플러의 제 2 포트는 출력 포트를 구성하며,
    상기 파장 선택성 필터는 상기 제 1 커플러의 제 2 포트와 제 2 커플러의 제 1 포트사이에 연결된 반사 격자를 포함하고, 수신된 복수의 파장 채널상의 신호가 상기 제 2 커플러를 통해 출력 포트로 전파하도록 지정하며, 수신된 다른 파장 채널상의 신호가 광 스위칭 장치를 향하게 지정하도록 구성되고,
    상기 광 스위칭 장치는 상기 제 1 및 제 2 커플러의 제 3 포트 사이에 연결되며, 상기 복수의 파장 채널을 스위칭하지 않고 상기 다른 파장 채널을 통과 상태 내지는 하락 또는 부가/하락 상태로 스위칭하도록 작동하는 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신 시스템용 신호 부가/하락 장치.
  55. 제 46 항에 있어서, 상기 스위치중 적어도 하나는
    다중 광 파장 채널을 수신하도록 구성된 입력 포트, 출력 포트, 파장 선택성 광학 필터 및 광 스위칭 장치를 포함하는 파장 선택성 광 스위칭 어셈블리를 포함하되,
    상기 파장 선택성 광학 필터는 제 1 포트, 제 2 포트, 제 3 포트 및 제 4 포트에 연결된 박막 노치 필터를 갖는 4포트 노치 필터 장치를 포함하며, 상기 제 1 포트 및 제 4 포트는 입력 포트와 출력 포트를 각각 구성하고,
    상기 노치 필터는 수신된 복수의 파장 채널상의 신호가 제 4 출력 포트로 전파하도록 반사시키고, 수신된 다른 파장 채널상의 신호가 상기 제 2 포트를 통해 광 스위칭 장치로 전파하도록 투과시키도록 구성되며,
    상기 광 스위칭 장치는 상기 제 2 포트와 제 3 포트 사이에 연결되고, 상기 복수의 파장 채널을 스위칭하지 않고 상기 다른 파장 채널을 통과 상태 내지는 하락 또는 부가/하락 상태로 스위칭하도록 작동하는 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신 시스템용 신호 부가/하락 장치.
  56. 제 46 항에 있어서, 상기 스위치중 적어도 하나는
    다중 광 파장 채널을 수신하도록 구성된 입력 포트, 출력 포트, 파장 선택성 마하-젠더 광학 필터 장치 및 광 스위칭 장치를 포함하는 파장 선택성 광 스위칭 어셈블리를 포함하되,
    상기 마하-젠더 장치 필터는 수신된 복수의 파장 채널상의 신호가 출력 포트로 전파하도록 지정하고, 수신된 다른 파장 채널상의 신호가 광 스위칭 장치를 향하게 지정하도록 구성 배치되며,
    상기 광 스위칭 장치는 상기 복수의 파장 채널을 스위칭하지 않고 상기 다른 파장 채널을 통과 상태 내지는 하락 또는 부가/하락 상태로 스위칭하도록 작동 배치되는 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신 시스템용 신호 부가/하락 장치.
  57. 제 56 항에 있어서, 상기 스위치중 적어도 하나는
    상기 마하-젠더 필터 장치가 각각 제 1 포트, 제 2 포트, 제 3 포트 및 제 4 포트를 갖는 제 1 및 제 2 2×2 광학 커플러를 포함하며, 상기 제 1 커플러의 제 1 포트는 상기 입력 포트를 구성하고, 상기 제 1 커플러의 제 3 및 제 4 포트는 제 1 및 제 2 상변화 광 경로에 의해 상기 제 2 커플러의 포트에 각각 연결되며, 상기 제 1 및 제 2 상변화 광 경로내에 반사 격자부분이 배치되고, 상기 광 스위칭 장치는 제 1 커플러의 제 2 포트와 제 2 커플러의 제 3 포트 사이에 연결되며, 상기 제 2 커플러의 제 4 포트가 상기 출력 포트를 구성하는 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신 시스템용 신호 부가/하락 장치.
  58. 제 1 항, 제 6 항, 제 8 항, 제 11 항, 제 13 항 및 제 17 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 광 스위칭 장치는 상기 통과 상태 내지는 부가/하락 상태로의 스위칭을 실시하기 위해 집합적으로 상호연결된 복수의 광학 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  59. 제 58 항에 있어서, 상기 복수의 광학 스위치는 2개의 1×2 광학 스위치로 구성된 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
  60. 광 신호를 수신 및 전송하도록 구성된 신호 처리장치와,
    한 쌍의 파장 선택성 부가/하락 스위치를 포함하되, 각각의 부가/하락 스위치는 복합 광 파장 채널상의 신호를 다른 스위치보다는 서로 다른 광학 전송선으로 입력 및 출력하도록 배치되고, 상기 신호 처리장치로부터 선택된 파장 채널상의 광 신호를 수신하도록 연결된 부가 포트와 상기 신호처리장치로 선택된 파장 채널상의 광 신호를 하락시키도록 연결된 하락 포트를 가지며, 각각의 부가/하락 스위치는 당해 스위치에 존재하는 다른 파장 채널을 스위칭하지 않고 상기 선택된 파장 채널을 통과 상태 내지는 부가/하락 상태로 스위칭하도록 더 구성된 것을 특징으로 하는 복합 부가/하락 스위칭 기능을 가진 파장 선택성 부가/하락 스위칭 장치.
  61. 제 60 항에 있어서, 상기 파장 선택성 부가/하락 스위치중 적어도 하나는 제 1 항, 제 6 항, 제 8 항, 제 11 항, 제 13 항 및 제 17 항, 제 26 항 및 제 41 항중 어느 한 항에 따른 장치를 구성하는 것을 특징으로 하는 복합 부가/하락 스위칭 기능을 가진 파장 선택성 부가/하락 스위칭 장치.
  62. 제 60 항에 따른 복수의 파장 선택성 부가/하락 스위칭 장치를 포함하되, 개별 스위치쌍중 제 1 부가/하락 스위치는 제 1 직렬로 상호연결되며, 개별 스위치쌍중 제 2 부가/하락 스위치는 제 2 직렬로 상호연결되는 것을 특징으로 하는 광 통신장치.
  63. 제 62 항에 따른 광 통신장치를 포함하는 네트워크 노드를 제공하는 단계와;
    a) 상기 부가/하락 스위칭 장치중 적어도 하나를 신규한 파장 채널에 대해 작동할 수 있는 장치로 대체하는 단계,
    b) 상기 부가/하락 스위칭 장치의 직렬순서를 재배치하는 단계,
    c) 상기 부가/하락 스위칭 장치를 서로 다른 파장 채널에서 작동시키기 위하여, 적어도 하나의 부가/하락 스위칭 장치의 스위치 쌍을 서로 다른 파장 채널로 동조된 스위치 쌍으로 대체하는 단계,
    d) 신규한 파장 채널에서 작동할 수 있는 다른 부가/하락 스위칭 장치를 제공하고, 상기 제 1 부가/하락 스위치와 다른 스위칭 장치의 제 2 부가/하락 스위치를 상기 제 1 직렬 및 제 2 직렬에 각각 연결하는 단계중 하나 또는 그 이상으로 상기 광 통신장치를 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신 네트워크에서 적어도 하나의 신규한 파장 채널 및/또는 신규한 파장 계획을 조절하기 위한 방법.
  64. 직렬로 연결된 복수의 파장 선택성 부가/하락 스위칭 어셈블리를 포함하고, 상기 어셈블리는 당해 어셈블리에 존재하는 다른 파장 채널은 스위칭하지 않고 해당 파장 채널을 스위칭하도록 구성된 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신 시스템용 신호 부가/하락 장치.
  65. 제 64 항에 있어서, 상기 스위칭 어셈블리는 상기 직렬을 통과하는 지그재그 광 경로를 한정하는 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신 시스템용 신호 부가/하락 장치.
  66. 제 42 항에 있어서, 상기 제 1 위치의 스위치성 부재는 차단된 빛이 상기 박막 필터를 통해 다시 전파되도록 하는 것을 특징으로 하는 WDM 광 통신용 스위치 장치.
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