WO2018079445A1 - 光分岐結合装置及び光分岐結合方法 - Google Patents

光分岐結合装置及び光分岐結合方法 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to an optical branching and coupling device and an optical branching and coupling method, and more particularly to an optical branching and coupling device having a function of branching and coupling wavelength-multiplexed optical signals and an optical branching and coupling method used therefor.
  • WSS wavelength selective switch
  • ROADM wavelength switching function
  • Patent Document 1 describes a technique for realizing a network system by arranging a WXC (wavelength cross-connect) device in a node.
  • WXC wavelength cross-connect
  • the WSS is a precision device, and in order to apply the WSS to the optical branching and coupling device of the submarine cable system that requires a long-term (for example, 25 years) performance guarantee, the optical branching and coupling device is designed by devising the structure. It is necessary to realize high reliability of the branch coupling device. For this reason, when WSS is applied to an optical branching and coupling device, problems such as an increase in development costs and a prolonged development period arise. Further, Patent Document 1 does not mention high reliability technology of the optical branching and coupling device using WSS.
  • An object of the present invention is to provide a highly reliable optical branching and coupling device.
  • the optical branching and coupling device of the present invention branches the first light including the optical signal in the first wavelength band and the optical signal in the second wavelength band that does not overlap with the first wavelength band, First light branching means configured to be able to output as third light;
  • the second light is input to the first input unit, and the fourth light including the optical signal in the third wavelength band that does not overlap the first wavelength band is input to the second input unit,
  • the fifth light is output from the output unit and the sixth light is output from the second output unit, and one of the fifth light and the sixth light is the first wavelength of the second light.
  • a wavelength selection means configured to include an optical signal in a band and the fourth light, and the other includes an optical signal in the second wavelength band;
  • the fifth light is input to one of the two inputs, the sixth light is input to the other, one of the fifth light and the sixth light is output as the seventh light, and the other is output.
  • First light switching means configured to be capable of outputting as eighth light;
  • the third light is input to one of the two inputs, the eighth light is input to the other, and one of the input third light and the eighth light is output as the ninth light.
  • Second light switching means configured to be capable of: Is provided.
  • the optical branching and coupling method of the present invention comprises: Branching the first light having the input first wavelength band and the second wavelength band that does not overlap with the first wavelength band to output as the second light and the third light; Based on the second light and the fourth light having a third wavelength band that does not overlap with the first wavelength band, A fifth light including at least one of the signal of the first wavelength band of the second light and the fourth light; and Generating a sixth light including at least one of the signal of the first or second wavelength band of the second light and the fourth light, One of the fifth light and the sixth light is output as seventh light, the other is output as eighth light, Outputting the third light or the eighth light as ninth light, It is characterized by that.
  • the present invention has the effect of providing a highly reliable optical branching and coupling device.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of a wavelength selection unit 120 when WSSs 131 and 132 include input ports Q1 to Qn.
  • 4 is a diagram illustrating an example of an input / output connection state of a switch 111.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an input / output connection state of a switch 111.
  • FIG. It is a block diagram which shows the 4th operation example of the optical branch coupling device 200 when both WSS131 and WSS132 fail.
  • FIG. 6 is a first diagram illustrating an operation example of the optical branching and coupling device 300.
  • FIG. 6 is a second diagram illustrating an operation example of the optical branching and coupling apparatus 300.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of an operation procedure of the optical branching and coupling device 300.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a submarine cable system 10 according to a first embodiment of the present invention.
  • the submarine cable system 10 includes an A terminal station 1, a B terminal station 2, a C terminal station 3, and an optical branching and coupling device 100.
  • the A terminal station 1, the B terminal station 2, and the C terminal station 3 are collectively referred to as the terminal stations 1 to 3.
  • Terminal stations 1 to 3 are all terminal stations installed on land, and are interfaces between signals transmitted through the submarine cable 5 and land networks.
  • the terminal stations 1 to 3 are connected to the optical branching and coupling device 100 via the submarine cable 5.
  • the submarine cable 5 includes an optical fiber for transmitting an optical signal, and may include one or more amplifiers 4 in the middle.
  • the amplifier 4 is an optical fiber amplifier using an amplification medium doped with erbium, for example.
  • the optical branching and coupling device 100 is a node having a ROADM (reconfigurable optical add / drop multiplexing) function, and is also called a ROADM branching and coupling device or a ROADM node.
  • the optical branching and coupling device 100 is installed on the seabed, and switches the output destination of the optical signal by the wavelength unit by branching and coupling the input optical signal by the wavelength unit.
  • the A terminal 1 transmits a WDM (wavelength-division-multiplexing) signal including optical signals in the wavelength bands A1 and A2 to the optical branching and coupling device 100.
  • the optical signal in the wavelength band A1 is an optical signal destined for the B terminal station 2
  • the optical signal in the wavelength band A2 is an optical signal destined for the C terminal station 3.
  • the C terminal station 3 receives the optical signal of the wavelength band A2 transmitted from the A terminal station 1 from the optical branching and coupling device 100.
  • the C terminal station 3 transmits an optical signal in the wavelength band C2 destined for the B terminal station 2 to the optical branching and coupling device 100.
  • the B terminal station 2 receives from the optical branching and coupling apparatus 100 a WDM optical signal in which the optical signal in the wavelength band A1 transmitted from the A terminal station 1 and the optical signal in the wavelength band C2 transmitted from the C terminal station 3 are multiplexed. .
  • WDM optical signals in the wavelength bands A1 and A2 are input from the A terminal station 1, and an optical signal in the wavelength band C2 is input from the C terminal station 3.
  • the optical branching and coupling device 100 generates a WDM optical signal including optical signals in the wavelength bands A1 and C2 from these optical signals, transmits it to the B terminal station 2, and separates it from the WDM optical signal received from the A terminal station 1.
  • the optical signal in the wavelength band A2 is transmitted to the C terminal station 3.
  • WDM optical signal including optical signals in the wavelength bands A1 and A2 transmitted by the A terminal station 1
  • WDM optical signal ([A1] [A2]) The WDM optical signal including the optical signal in the wavelength band A1 transmitted by the A terminal station 1 and the optical signal in the wavelength band C2 transmitted by the C terminal station 3 is referred to as “WDM optical signal ([A1] [C2])”.
  • optical signal ([A2]) an optical signal in the wavelength band A2 transmitted from the A terminal station 1 separated from the WDM optical signal ([A1] [A2])
  • optical signal ([A2]) an optical signal in the wavelength band C2 transmitted by the C terminal station 3
  • optical signal ([C2]) an optical signal in the wavelength band C2 transmitted by the C terminal station 3
  • an optical signal is simply described as [A1], [A2], or [C2].
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the optical branching and coupling device 100.
  • the optical branching and coupling apparatus 100 includes couplers (CPL) 101 to 102 and 121 to 122, amplifiers (AMP) 103 to 106, switches (SW1 to SW3) 111 to 113, and WSS (wavelength selective switch) 131 to 132.
  • the optical branching and coupling device 100 may further include a control circuit 150, a CPU (central processing unit) 151, and a storage device (MEM) 152.
  • the optical components included in the optical branching and coupling device 100 are connected by an optical circuit using an optical fiber, an optical waveguide, an optical space propagation, or the like.
  • the couplers 101 to 102 and 121 to 122 are 1 ⁇ 2 optical couplers, which branch the input optical signal into two and output it.
  • the branching ratio of each coupler is, for example, 1: 1, but is not limited thereto.
  • fiber fusion couplers or optical waveguide couplers can be used as the couplers 101 to 102 and 121 to 122.
  • the amplifiers 103 to 106 are optical amplifiers provided inside the optical branching and coupling apparatus 100 as necessary. As the amplifiers 103 to 106, optical fiber amplifiers or semiconductor optical amplifiers can be used. The amplifiers 103 to 106 compensate for the optical level inside the optical branching and coupling apparatus 100. Further, when the amplifiers 103 to 106 are optical fiber amplifiers, the amplifiers 103 to 106 modulate the drive current of the pumping LD (laser diode) so that they are optically coupled to any one of the terminal stations 1 to 3. A response signal for notifying the state of the device 100 may be generated.
  • the pumping LD laser diode
  • the switch 111 is a 2 ⁇ 2 optical switch having input ports P1 and P2 and output ports P3 and P4, and the switches 112 and 113 are 1 ⁇ 2 optical switches.
  • the switches 111 to 113 optical waveguide switches, mechanical switches, and MEMS (micro electro mechanical systems) switches can be used.
  • WSS 131 and 132 are wavelength selective switches provided with input ports P1 and P2 and an output port P3, respectively.
  • the WSSs 131 and 132 separate and combine the optical signals input from the respective P1 and P2 in units of wavelengths, and output from the respective P3.
  • the connection between the input / output ports inside the WSS 131 and 132 and the wavelength band of the optical signal output from the WSS 131 and 132 may be controlled from outside the WSS 131 and 132 (for example, any one of the terminal stations 1 to 3).
  • the circuit 150 may perform the control.
  • the control circuit 150 may control input / output connections of the switches 111 to 113.
  • the control circuit 150 may have a function of monitoring the operation state of the WSSs 131 and 132, and may control the switches 111 to 113 based on the operation state of the WSSs 131 and 132.
  • the block combining the couplers 121 and 122 and the WSSs 131 and 132 has a function of outputting an optical signal selected based on the wavelength of the input optical signal. Therefore, this block can be called the wavelength selection unit 120.
  • the WDM optical signal ([A1] [A2]) transmitted from A terminal station 1 is input to optical branching and coupling apparatus 100.
  • the WDM optical signal ([A1] [A2]) input to the optical branching and coupling apparatus 100 passes through the amplifier 103 and the couplers 101 and 121 and is input to P1 of the WSSs 131 and 132, respectively.
  • the optical signal ([C2]) transmitted from the C terminal 3 passes through the amplifier 105 and the couplers 102 and 122 and is input to P2 of the WSSs 131 and 132, respectively.
  • WDM optical signal ([A1] [A2]) is input from the coupler 121 to P1 of the WSS 131.
  • the optical signal ([C2]) is input from the coupler 122 to P2 of the WSS 131.
  • the WSS 131 separates the optical signal ([A1]) from the WDM optical signal ([A1] [A2]) input to P1, and separates the optical signal ([A1]) and the optical signal input to P2 ([A1]). [C2]) and WDM optical signal ([A1] [C2]).
  • the generated WDM optical signal ([A1] [C2]) is output from P3 of the WSS 131 to P1 of the switch 111.
  • the WSS 132 separates the optical signal ([A2]) from the WDM optical signal ([A1] [A2]) input to P1, and outputs the optical signal ([A2]) from P3 of the WSS 132 to P2 of the switch 111. To do.
  • the switch 111 is controlled so that P1 and P3 are connected and P2 and P4 are connected.
  • the WDM optical signal ([A1] [C2]) passes through the switch 111, the switch 113, and the amplifier 104 and is transmitted to the outside (in the direction of the B terminal station 2).
  • the optical signal ([A2]) passes through the switch 111, the switch 112, and the amplifier 106 and is transmitted to the outside (in the direction of the C terminal station 3).
  • the optical signal ([A1]) included in the WDM optical signal ([A1] [A2]) transmitted by the A terminal station 1 and the optical signal ([C2]) transmitted by the C terminal station 3 Are transmitted to the B terminal 2 which is the respective destination. Further, the optical signal ([A2]) included in the WDM optical signal ([A1] [A2]) is transmitted to the C terminal station 3 that is the destination.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating an operation example of the optical branching and coupling device 100 when the WSS 131 fails and the WSS 132 is operating normally.
  • An “X” mark of the WSS 131 indicates that the WSS 131 is out of order.
  • the WDM optical signal ([A1] [A2]) transmitted from the A terminal station 1 is input to the optical branching and coupling device 100, passes through the amplifier 103, the couplers 101 and 121, and is sent to the WSSs 131 and 132. Input to P1.
  • the optical signal ([C2]) transmitted from the C terminal station 3 passes through the amplifier 105 and the couplers 102 and 122 and is input to P2 of the WSSs 131 and 132.
  • the WSS 131 is out of order, the WSS 132 and the switches 111 to 113 are set so as to realize the following operation.
  • WDM optical signal ([A1] [A2]) is input from the coupler 121 to P1 of the WSS 132.
  • the optical signal ([C2]) is input from the coupler 122 to P2 of the WSS 132.
  • the WSS 132 combines the optical signal ([A1]) separated from the WDM optical signal ([A1] [A2]) input to P1 and the optical signal ([C2]) input to P2 to WDM light.
  • a signal ([A1] [C2]) is generated.
  • the generated WDM optical signal ([A1] [C2]) is output from P3 of the WSS 132 to P2 of the switch 111.
  • the switch 111 is controlled to connect P2 and P3.
  • the WDM optical signal ([A1] [C2]) is transmitted to the outside (B terminal station 2) through the switch 111, the switch 113, and the amplifier 104.
  • the switch 112 is switched so that the WDM optical signal ([A1] [A2]) branched by the coupler 101 passes through the switch 112.
  • the WDM optical signal ([A1] [A2]) is transmitted to the outside (C terminal station 3) through the switch 112 and the amplifier 106.
  • the C terminal station 3 separates and uses only the optical signal ([A2]) destined for the C terminal station 3.
  • the optical signal ([A1]) and the optical signal ([C2]) are both transmitted to the B terminal 2 that is the destination. Further, the optical signal ([A2]) is transmitted to the C terminal station 3 as the WDM optical signal ([A1] [A2]).
  • the B terminal station 2 can receive the WDM optical signal ([A1] [C2])
  • the C terminal station 3 can receive the WDM optical signal ([A2]).
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating an operation example of the optical branching and coupling device 100 when the WSS 132 fails and the WSS 131 is operating normally.
  • the “x” mark of the WSS 132 indicates that the WSS 132 is out of order.
  • the WDM optical signal ([A1] [A2]) transmitted from the A terminal 1 is input to the optical branching and coupling apparatus 100, passes through the amplifier 103, the couplers 101 and 121, and is transmitted to the WSSs 131 and 132. Input to P1.
  • the optical signal ([C2]) transmitted from the C terminal station 3 passes through the amplifier 105 and the couplers 102 and 122 and is input to P2 of the WSSs 131 and 132.
  • the WSS 131 and the switches 111 to 113 are set so as to realize the following operation.
  • WDM optical signal ([A1] [A2]) is input from the coupler 121 to P1 of the WSS 131.
  • the optical signal ([C2]) is input from the coupler 122 to P2 of the WSS 131.
  • the WSS 131 combines the optical signal ([A1]) separated from the WDM optical signal ([A1] [A2]) input to P1 and the optical signal ([C2]) input to P2 to WDM light.
  • a signal ([A1] [C2]) is generated.
  • the generated WDM optical signal ([A1] [C2]) is output from P3 of the WSS 131 to P1 of the switch 111.
  • the switch 111 is controlled so as to connect its P1 and P3.
  • the WDM optical signal ([A1] [C2]) is transmitted to the outside (B terminal station 2) through the switch 111, the switch 113, and the amplifier 104.
  • the switch 112 is switched so that the WDM optical signal ([A1] [A2]) branched by the coupler 101 passes through the switch 112.
  • the WDM optical signal ([A1] [A2]) is transmitted to the outside (C terminal station 3) through the switch 112 and the amplifier 106.
  • the C terminal station 3 Upon receiving the WDM optical signal ([A1] [A2]), the C terminal station 3 separates and uses only the optical signal ([A2]) destined for the C terminal station 3.
  • the optical signal ([A1]) and the optical signal ([C2]) are both transmitted to the B terminal 2 that is the destination. Further, the optical signal ([A2]) is transmitted to the C terminal station 3 as the WDM optical signal ([A1] [A2]). That is, even when the WSS 132 fails, the B terminal station 2 can receive the WDM optical signals in the wavelength bands A1 and C2, and the C terminal station 3 can receive the optical signal in the wavelength band A2.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating an operation example of the optical add / drop coupler 100 when both the WSS 131 and the WSS 132 fail.
  • the WDM optical signal ([A1] [A2]) transmitted from the A terminal station 1 is input to the optical branching and coupling apparatus 100 and passes through the amplifier 103, the coupler 101, the switch 112, and the amplifier 106. It is transmitted to the outside of the optical branching / coupling device 100.
  • the folded portion 301 is arranged between the optical branching and coupling device 100 and the C terminal station 3.
  • the return unit 301 has a function of returning the optical signal ([A1]) transmitted from the optical branching and coupling device 100 to the optical branching and coupling device 100.
  • the folding unit 301 includes couplers 311 and 312 and a filter 313.
  • the couplers 311 and 312 are 1 ⁇ 2 optical couplers.
  • the coupler 311 splits the input optical signal into two, outputs one to the outside of the folding unit 301, and outputs the other to the filter 313.
  • the filter 313 is an optical filter that transmits only optical signals in the wavelength band A1 and blocks optical signals in other bands.
  • the filter 313 transmits the optical signal ([A1]) and outputs it to the coupler 312 to block the optical signal ([A2]) and the optical signal ([C2]).
  • the coupler 312 combines the optical signal ([C2]) input from the outside of the folding unit 301 and the optical signal ([A1]) input from the filter 313, and outputs the combined signal to the optical branching and coupling device 100.
  • couplers 311 and 312 fiber fusion couplers or optical waveguide couplers can be used.
  • the branching ratio of the couplers 311 and 312 is, for example, 1: 1, but is not limited thereto.
  • filter 313 an optical waveguide filter or an optical fiber Bragg grating can be used.
  • the filter 313 blocks the band of the optical signal ([A2])
  • the optical signal ([A1]) is output from the filter 313.
  • the optical signal ([A1]) is combined with the optical signal ([C2]) transmitted from the C terminal 3 in the coupler 312 and is transmitted from the return unit 301 to the optical branching and coupling device as a WDM optical signal ([A1] [C2]). 100 is output.
  • the WDM optical signal ([A1] [C2]) output from the folding unit 301 passes through the amplifier 105, the coupler 102, the switch 113, and the amplifier 104 of the optical branching and coupling device 100, and is outside the optical branching and coupling device 100 (that is, B terminal station 2).
  • the coupler 311 branches the WDM optical signal ([A1] [A2]) and returns one of them.
  • the signal is transmitted outside the unit 301, and the other is output to the filter 313.
  • the WDM optical signal ([A1] [A2]) transmitted to the outside of the return unit 301 is received by the C terminal station 3.
  • the C terminal station 3 Upon receiving the WDM optical signal ([A1] [A2]), the C terminal station 3 separates and uses only the optical signal ([A2]) destined for the C terminal station 3.
  • the optical signal ([A1]) transmitted from the A terminal station 1 and the optical signal ([C2] transmitted from the C terminal station 3 can be obtained by using the folding unit 301. ]) Is transmitted to the B terminal 2 which is the respective destination.
  • the optical signal ([A2]) transmitted from the A terminal station 1 is transmitted to the C terminal station 3 as the WDM optical signal ([A1] [A2]). Therefore, even if the WSSs 131 and 132 fail, the B terminal station 2 can receive the WDM optical signal ([A1] [C2]) and the C terminal station 3 can receive the optical signal ([A2]).
  • the return unit 301 causes a loss in the optical signal ([A2]) and the optical signal ([C2]) transmitted and received between the optical branching and coupling device 100 and the C terminal station 3, but the optical branching and coupling device 100 and C
  • the wavelength band of the optical signal transmitted / received to / from the terminal station 3 is not affected. Therefore, even in the case described with reference to FIGS. 2 to 4, the folded portion 301 can be connected as shown in FIG.
  • the WDM optical signal ([A1] [C2]) is folded from the folding unit 301 to the optical branching and coupling device 100.
  • the optical signal ([A1]) is input to the WSSs 131 and 132 from both the couplers 121 and 122.
  • the active WSS uses only the optical signal ([A1]) input from one of the couplers 121 and 122, and uses the WDM optical signal ([A1] [C2] transmitted to the B terminal station 2 ]) May be controlled.
  • the folding unit 301 is disposed between the optical branching and coupling device 100 and the C terminal station 3.
  • the folding unit 301 may be included in the optical branching and coupling device 100 or the C terminal station 3.
  • the folding unit 301 may be a device independent of the optical branching and coupling device 100 and the C terminal station 3.
  • the filter 313 is omitted, and the two multiplexers / demultiplexers capable of multiplexing / demultiplexing the wavelength band of the optical signal ([A1]) and the light of the other wavelength band are replaced with the couplers 311 and 312. You may arrange.
  • the common ports of the two multiplexers / demultiplexers are connected to the optical branching and coupling device 100, and are connected by ports that separate the optical signal ([A1]).
  • the ports of the two multiplexers / demultiplexers that separate wavelength bands other than the wavelength band of the optical signal ([A1]) are connected to the C terminal station 3.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a modification of the optical branching and coupling device 100 of the first embodiment. Even when both of the WSSs 131 and 132 are normal, the optical branching and coupling device 100 can be operated using only one WSS and wait for the other WSS. FIG. 6 shows that the WSS 131 is waiting.
  • the optical add / drop coupler 100 performs the same operation as that performed when the WSS 131 fails, as described with reference to FIG. In such an operation, it is not necessary to control the standby WSS. Further, by cutting off the power supply to the standby WSS, it is possible to reduce the power consumption of the optical branching and coupling device 100 and to extend the life of the standby WSS. Similarly, the WSS 132 may be put on standby.
  • the optical branching and coupling apparatus 100 even when one or both of the WSSs 131 and 132 fail, the optical signals transmitted from the A terminal station 1 and the C terminal station 3 reach the destination terminal station. Therefore, the reliability required for a single WSS is relaxed, and the optical branching and coupling device 100 can be applied to a submarine cable system that requires long-term performance guarantee. That is, the optical branching and coupling device 100 of the first embodiment can provide a highly reliable optical branching and coupling device.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration example of the optical branching and coupling device 200 according to the second embodiment of the present invention.
  • the optical branching and coupling device 200 is different in that the coupler 102 and the switch 113 are not provided. Since the other configuration is the same as that of the optical branching and coupling device 100, the description overlapping with that of the first embodiment is omitted as appropriate.
  • the WDM optical signal ([A1] [A2]) transmitted from the A terminal station 1 is input to the optical branching and coupling apparatus 200, passes through the amplifier 103, the couplers 101 and 121, and is input to the respective P1s of the WSSs 131 and 132.
  • the optical signal ([C2]) transmitted from the C terminal station 3 passes through the amplifier 105 and the coupler 122 and is input to P2 of each of the WSSs 131 and 132.
  • WDM optical signal ([A1] [A2]) is input from the coupler 121 to P1 of the WSS 131.
  • the optical signal ([C2]) is input from the coupler 122 to P2 of the WSS 131.
  • the WSS 131 combines the optical signal ([A1]) separated from the WDM optical signal input to P1 and the optical signal ([C2]) input to P2 to WDM optical signal ([A1] [C2]). ) Is generated.
  • the generated WDM optical signal ([A1] [C2]) is output from P3 of the WSS 131 to P1 of the switch 111.
  • the WDM optical signal ([A1] [C2]) passes through P3 of the switch 111 and the amplifier 104 and is transmitted to the outside (in the direction of the B terminal station 2).
  • the WSS 132 outputs the optical signal ([A2]) separated from the WDM optical signal ([A1] [A2]) input to the P1 from the P3 of the WSS 132 to the P2 of the switch 111.
  • the optical signal ([A2]) passes through P4 of the switch 111, the switch 112, and the amplifier 106, and is transmitted to the outside (in the direction of the C terminal station 3).
  • the optical signal ([A1]) transmitted from the A terminal station 1 and the optical signal ([C2] transmitted from the C terminal station 3). ) Is transmitted to the B terminal 2 which is the respective destination. Also, the optical signal ([A2]) is transmitted to the C terminal station 3 that is the destination.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating an operation example of the optical add / drop coupler 200 when the WSS 131 fails and the WSS 132 is operating normally.
  • the WSS 132 and the switches 111 and 112 are set so as to realize the following operation as in FIG. 3 of the first embodiment.
  • the WSS 132 combines the optical signal ([A1]) separated from the WDM optical signal ([A1] [A2]) input to the P1 with the optical signal ([C2]) input to the P2 to generate a WDM optical signal. ([A1] [C2]) is generated.
  • the generated WDM optical signal ([A1] [C2]) is output from P3 of the WSS 132 to P2 of the switch 111.
  • the WDM optical signal ([A1] [C2]) passes through the switch 111 and the amplifier 104 and is transmitted to the outside (B terminal station 2).
  • the switch 112 is switched so that the WDM optical signal ([A1] [A2]) branched in the coupler 101 passes.
  • the WDM optical signal ([A1] [A2]) is transmitted to the outside (C terminal station 3) through the switch 112 and the amplifier 106.
  • the C terminal station 3 separates and uses only the optical signal ([A2]) destined for the C terminal station 3.
  • the B terminal station 2 can receive the WDM optical signal ([A1] [C2]), and the C terminal station 3 can receive the WDM optical signal ([A2]). Can be received.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating an operation example of the optical add / drop coupler 200 when the WSS 132 fails and the WSS 131 is operating normally.
  • the WSS 131 and the switches 111 and 112 are set so as to function as follows, similarly to FIG. 4 of the first embodiment.
  • the WSS 131 combines the optical signal ([A1]) separated from the WDM optical signal ([A1] [A2]) input to the P1 with the optical signal ([C2]) input to the P2 to generate a WDM optical signal. ([A1] [C2]) is generated.
  • the generated WDM optical signal ([A1] [C2]) is output from P3 of the WSS 131 to P1 of the switch 111.
  • the WDM optical signal ([A1] [C2]) passes through the switch 111 and the amplifier 104 and is transmitted to the outside (B terminal station 2).
  • the switch 112 is switched so that the WDM optical signal ([A1] [A2]) branched in the coupler 101 passes.
  • the WDM optical signal ([A1] [A2]) is transmitted to the outside (C terminal station 3) through the switch 112 and the amplifier 106.
  • the C terminal station 3 Upon receiving the WDM optical signal ([A1] [A2]), the C terminal station 3 separates and uses only the optical signal ([A2]) destined for the C terminal station 3.
  • the B terminal station 2 can receive the WDM optical signal ([A1] [C2]), and the C terminal station 3 can receive the WDM optical signal ([A2]). Can be received.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a first operation example of the optical branching and coupling device 200 when both the WSS 131 and the WSS 132 fail.
  • the optical signal input to P2 when the power is off is output from P3 regardless of the wavelength band.
  • a folding unit 301 similar to that described in FIG. 5 of the first embodiment is arranged between the optical branching and coupling device 200 and the C terminal station 3.
  • the return unit 301 has a function of returning the optical signal ([A1]) transmitted from the optical branching and coupling device 200 to the optical branching and coupling device 200.
  • the WDM optical signal ([A1] [A2]) transmitted from the A terminal station 1 is input to the optical branching and coupling device 200, passes through the amplifier 103, the coupler 101, the switch 112, and the amplifier 106 and is input to the return unit 301.
  • the WDM optical signal ([A1] [A2]) input to the folding unit 301 is branched by the coupler 311, one is output to the C terminal station 3, and the other is output to the filter 313.
  • the filter 313 outputs only the optical signal ([A1]) to the coupler 312.
  • the optical signal ([C2]) transmitted from the C terminal station 3 is input to the folding unit 301, and is combined with the optical signal ([A1]) output from the coupler 312 in the coupler 312.
  • the folding unit 301 outputs the WDM optical signal ([A1] [C2]) coupled by the coupler 312 to the optical branching and coupling device 200.
  • the WDM optical signal ([A1] [C2]) input from the folding unit 301 passes through the amplifier 105 and the coupler 122 and is input to P2 of the WSS 131.
  • the WDM optical signal ([A1] [C2]) is output from P3 of the WSS 131. Then, the WDM optical signal ([A1] [C2]) output from the WSS 131 passes through the switch 111 and the amplifier 104 and is transmitted to the outside (B terminal station 2).
  • the optical branching and coupling device 200 can realize the above function even when the WSSs 131 and 132 fail without including the coupler 102 and the switch 113.
  • the folding unit 301 may be included in the optical branching and coupling device 200 or the C terminal station 3.
  • the folding unit 301 may be a device independent of the optical branching and coupling device 200 and the C terminal station 3.
  • the “variation of the folded portion” described in the first embodiment is also applicable to this embodiment.
  • FIG. 11 is a block diagram illustrating a second operation example of the optical add / drop coupler 200 when both the WSS 131 and the WSS 132 fail.
  • the WSS 132 shown in FIG. 11 the optical signal input to P2 when the power is off is output from P3 of the WSS 132 regardless of the wavelength band.
  • the switch 111 in order to transmit the WDM optical signal ([A1] [C2]) output from P3 of WSS132 to the B terminal station 2, the switch 111 is set so that P2 and P3 are connected. Is done.
  • Other operations are the same as those in FIG. In other words, in FIG. 11, the WDM optical signal ([A1] [C2]) generated by the folding unit 301 passes through the amplifier 105, the coupler 122, the WSS 132, the switch 111, and the amplifier 104, and is transmitted to the B terminal station 2.
  • FIG. 12 is a block diagram illustrating a third operation example of the optical add / drop coupler 200 when both the WSS 131 and the WSS 132 fail.
  • FIG. 12 only the optical signal input to P2 of WSS131 when the power supply of WSS131 is turned off is output from P3 of WSS131 regardless of the wavelength band. Further, only the optical signal input to P1 of WSS132 when the power supply of WSS132 is turned off is output from P3 of WSS132 regardless of the wavelength band.
  • FIG. 12 is a block diagram illustrating a third operation example of the optical add / drop coupler 200 when both the WSS 131 and the WSS 132 fail.
  • the WDM optical signal ([A1] [C2]) is transmitted in the direction of the B terminal station 2
  • the WDM optical signal ([A1] [A2]) is transmitted in the direction of the return unit 301.
  • the switches 111 and 112 are set. Other operations are the same as those in FIGS.
  • the WDM optical signal ([A1] [A2]) transmitted from the A terminal 1 is input to the optical branching and coupling apparatus 200, passes through the amplifier 103, the couplers 101 and 121, and the WSSs 131 and 132 respectively. Input to P1.
  • the power of the WSS 131 is off, and as a result, only the P2 and P3 are conducting in the WSS 131.
  • the power supply of the WSS 132 is also turned off, and as a result, only the P1 and P3 of the WSS 132 are conducting. Accordingly, the WDM optical signal ([A1] [A2]) is output from P3 of the WSS 132, passes through the switch 111, the switch 112, and the amplifier 106, and is transmitted to the folding unit 301.
  • the WDM optical signal ([A1] [C2]) output from the folding unit 301 passes through the amplifier 105 and the coupler 122 and is input to P2 of each of the WSSs 131 and 132.
  • P2 and P3 of the WSS 131 are conductive
  • the WDM optical signal ([A1] [C2]) is output from the P3 of the WSS 131, passes through the switch 111 and the amplifier 104, and the B terminal 2 Sent in the direction of.
  • the B terminal 2 Can receive a WDM optical signal ([A1] [C2]).
  • the C terminal station 3 can receive the optical signal ([A2]).
  • FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration example of the wavelength selection unit 120 when the WSSs 131 and 132 include n (n is an integer of 2 or more) input ports Q1 to Qn.
  • the WSS 131 and 132 have only two input ports P1 and P2.
  • a WSS having three or more input ports is also known.
  • Q1 and Q2 can be used as normal input ports, and the input ports that transmit all wavelengths when the power is off can be ports other than Q1 and Q2 (for example, Qn).
  • the wavelength selection unit 120 shown in FIG. 13 can be used in place of the wavelength selection unit 120 of FIGS.
  • the switches 111 provided in the optical branching and coupling devices 100 and 200 are 2 ⁇ 2 optical switches having inputs P1 and P2 and outputs P3 and P4.
  • the state of the switch 111 is that P1 and P3 are connected and P2 and P4 are connected (for example, FIG. 2 and FIG. 7), and P2 and P3 are connected and P1 and P4 are There were open states (eg, FIGS. 3 and 8).
  • FIG. 14 and 15 are diagrams showing examples of input / output connection states of the switch 111.
  • FIG. FIG. 14 shows a connection state corresponding to FIGS. 2 and 7, for example.
  • a 2 ⁇ 2 optical switch is also known in which P1 and P4 are connected and P2 and P3 are connected.
  • An example in which an optical switch capable of such a connection state is used as the switch 111 will be described.
  • FIG. 16 is a block diagram illustrating a fourth operation example of the optical add / drop coupler 200 when both the WSS 131 and the WSS 132 fail.
  • the operation of the WSS 131 and 132 when the power is turned off and the operation of the switch 111 are different. That is, only the optical signal input to P1 of WSS131 when the power supply of WSS131 is turned off is output from P3 of WSS131 regardless of the wavelength band. Further, only the optical signal input to P2 of WSS132 when the power of WSS132 is turned off is output from P3 of WSS132 regardless of the wavelength band.
  • FIG. 12 the operation of the WSS 131 and 132 when the power is turned off and the operation of the switch 111 are different. That is, only the optical signal input to P1 of WSS131 when the power supply of WSS131 is turned off is output from P3 of WSS131 regardless of the wavelength band. Further, only the optical signal input to P2 of WSS132 when the power of WSS132 is turned off is output from P3 of
  • the WDM optical signal ([A1] [C2]) is transmitted in the direction of the B terminal station 2
  • the WDM optical signal ([A1] [A2]) is transmitted in the direction of the return unit 301.
  • the switches 111 and 112 are set. Other operations are the same as those in FIG.
  • the optical branching and coupling apparatus 200 similarly to the optical branching and coupling apparatus 100, even when one or both of the WSSs 131 and 132 fail, the optical signals transmitted from the A terminal station 1 and the C terminal station 3 Reaches the destination terminal. For this reason, the reliability required for a single WSS is relaxed, and the optical branching and coupling apparatus can be applied to a submarine cable system that requires long-term performance guarantee. That is, the optical branching and coupling device 200 of the second embodiment can provide a highly reliable optical branching and coupling device.
  • the optical branching and coupling device 200 does not require the coupler 102 and the switch 113 as compared with the optical branching and coupling device 100. Therefore, the optical branching and coupling device 200 of the second embodiment can further reduce the size and cost of the optical branching and coupling device.
  • the CPU 151 and the storage device 152 of the control circuit 150 of the first and second embodiments may be included in any part of the optical branching and coupling devices 100 and 200.
  • the CPU 151 executes the program stored in the storage device 152 to realize the function of the optical branching and coupling device of each embodiment.
  • the storage device 152 is a fixed non-transitory storage medium. As the storage medium, a semiconductor memory or a fixed magnetic disk device is used, but is not limited thereto.
  • FIG. 17 is a block diagram illustrating a configuration example of the optical branching and coupling device 300 according to the third embodiment of this invention. Compared with the optical branching and coupling apparatus 200 of the second embodiment shown in FIG. 7, the optical branching and coupling apparatus 300 omits the amplifiers 103 to 106 and the control circuit 150.
  • the wavelength selection unit 120 may include the couplers 121 and 122 and the WSSs 131 and 132 described in FIG.
  • the optical branching and coupling device 300 includes a coupler 101 (first branching and coupling unit), a wavelength selection unit 120 (wavelength selection unit), a switch 111 (first optical switching unit), and a switch 112 (second optical switching unit). Means).
  • the coupler 101 branches the WDM optical signal ([A1] [A2]) (first light) and outputs it as the second light and the third light.
  • the WDM optical signal ([A1] [A2]) includes an optical signal ([A1]) (first wavelength band optical signal) and an optical signal ([A1]) whose wavelength band does not overlap with the optical signal ([A1]).
  • A2]) optical signal in the second wavelength band.
  • the branched WDM optical signal ([A1] [A2]) is input to IN1 (first input unit) of the wavelength selection unit 120, and the optical signal ([C2]) is input to IN2 (second input unit).
  • the fourth light including is input.
  • the wavelength band of the optical signal ([C2]) does not overlap with the optical signal ([A1]).
  • the first light and the fourth light may be input from different devices outside the optical branching and coupling device 300, respectively.
  • the wavelength selection unit 120 outputs light from the OUT1 (first output unit) and OUT2 (second output unit), respectively (fifth light and sixth light).
  • wavelength selection is performed so that one of the lights output from the wavelength selection unit 120 includes a WDM optical signal ([A1] [C2]) and the other includes an optical signal ([A2]).
  • the unit 120 is configured.
  • One of the two inputs P1 and P2 of the switch 111 receives one of the fifth light and the sixth light output from the wavelength selection unit 120, and the other outputs from the wavelength selection unit 120.
  • the other light is input.
  • the switch 111 can output one and the other of the light output from the wavelength selection unit 120, respectively.
  • the WDM optical signal ([A1] [A2]) branched by the coupler 101 is input to one of the two input ports of the switch 112, and one of the light output from the switch 111 is input to the other.
  • the switch 112 can output one of the input lights.
  • the WDM optical signal ([A1] [C2]) is output to the outside of the optical branching and coupling apparatus 300 via P3 of the switch 111.
  • the optical signal ([A2]) is output to the outside of the optical branching and coupling apparatus 300 via the switch 112.
  • the WDM optical signal (eighth light) output from P3 of the switch 111 and the optical signal (ninth light) output from the switch 112 may be connected to devices outside the optical branching and coupling apparatus 300, respectively. .
  • FIG. 18 is a first diagram illustrating an operation example of the optical branching and coupling apparatus 300.
  • the switch 111 outputs the WDM optical signal ([A1] [C2] when the WDM optical signal ([A1] [C2]) is output from one of the lights output from the wavelength selector 120 and the other light is abnormal. ]) Is selected and output to the outside of the optical branching and coupling apparatus 300.
  • a WDM optical signal ([A1] [C2]) may be output from one output of the wavelength selection unit 120 and the other output may be cut off due to a partial failure of the wavelength selection unit 120.
  • the switch 111 is set so that the WDM optical signal ([A1] [C2]) is output from P3 of the switch 111.
  • the wavelength selection unit 120 when the fifth light is not output from OUT1 (first output unit), the wavelength selection unit 120 outputs the sixth light (WDM optical signal ([A1] [C2]) from OUT2). ) Is output.
  • the switch 111 is controlled so that the sixth light output from OUT2 is input to P2 of the switch 111 and is output from the P3 to the outside of the optical branching and coupling device 300 as eighth light.
  • the switch 112 is controlled so that the third light (WDM optical signal ([A1] [A2])) branched by the coupler 101 is output to the outside of the optical branching and coupling apparatus 300 as the ninth light.
  • Such control of the switches 111 and 112 may be such that the wavelength selection unit 120 directly controls the switches 111 and 112 when the wavelength selection unit 120 detects its own abnormality.
  • the switches 111 and 112 may be controlled by a function of monitoring the operation of the wavelength selection unit 120 provided in the optical branching and coupling device 300.
  • FIG. 19 is a second diagram illustrating an operation example of the optical branching and coupling apparatus 300.
  • the wavelength selecting unit 120 outputs the fifth light (WDM optical signal ([A1] [C2])) from OUT1.
  • the switch 111 is controlled so that the fifth light output from OUT ⁇ b> 1 is output from P ⁇ b> 3 of the switch 111.
  • the switch 112 is controlled so that the third light (WDM optical signal ([A1] [A2])) branched by the coupler 101 is output to the outside of the optical branching and coupling apparatus 300 as the ninth light.
  • the switch 111 is set so that the WDM optical signal ([A1] [C2]) is output to the outside through P3 of the switch 111.
  • FIG. 20 is a flowchart illustrating an example of an operation procedure of the optical branching and coupling apparatus 300 described above.
  • the coupler 101 splits the first light including the optical signal in the first wavelength band and the optical signal in the second wavelength band that does not overlap the first wavelength band to generate the second light. And it outputs as 3rd light (step S01 of FIG. 20).
  • the second light is input to the first input of the wavelength selection unit 120, and the fourth light including the optical signal of the third wavelength band that does not overlap the first wavelength band is input to the second input.
  • the wavelength selection unit 120 outputs the fifth light from the first output and outputs the sixth light from the second output (step S02).
  • one of the fifth light and the sixth light includes the optical signal of the first wavelength band of the second light and the fourth light, and the other includes the optical signal of the second wavelength band.
  • the switch 111 outputs one of the fifth light and the sixth light as the seventh light, and outputs the other as the eighth light (step S03).
  • the switch 112 outputs the third light or the eighth light as the ninth light (step S04).
  • the optical branching and coupling apparatus 300 even when one of the outputs of the wavelength selection unit 120 is abnormal, the WDM optical signal ([A1] [C2]) is output to the outside as the eighth light. Then, a signal including the optical signal ([A2]) is output to the outside as the ninth light. That is, the eighth and ninth lights output when the wavelength selection unit 120 is normal are output from the WDM optical signal ([A1] [C2]) from one of the lights output from the wavelength selection unit 120. Even if the light is abnormal, it will not be lost. That is, the optical branching and coupling device 300 according to the third embodiment can provide a highly reliable optical branching and coupling device.
  • Embodiments of the present invention can be described as in the following supplementary notes, but are not limited thereto.
  • the first light including the optical signal in the first wavelength band and the optical signal in the second wavelength band that does not overlap with the first wavelength band can be branched and output as the second light and the third light.
  • First optical branching means configured to: The second light is input to the first input unit, and the fourth light including the optical signal in the third wavelength band that does not overlap the first wavelength band is input to the second input unit, The fifth light is output from the output unit and the sixth light is output from the second output unit, and one of the fifth light and the sixth light is the first wavelength of the second light.
  • a wavelength selection means configured to include an optical signal in a band and the fourth light, and the other includes an optical signal in the second wavelength band;
  • the fifth light is input to one of the two inputs, the sixth light is input to the other, one of the fifth light and the sixth light is output as the seventh light, and the other is output.
  • First light switching means configured to be capable of outputting as eighth light;
  • the third light is input to one of the two inputs, the eighth light is input to the other, and one of the input third light and the eighth light is output as the ninth light.
  • Second light switching means configured to be capable of: An optical branching and coupling device.
  • the wavelength selection unit When the fifth light and the sixth light are output from the wavelength selection unit, The wavelength selection unit outputs a signal including the optical signal in the first wavelength band and the fourth light as the fifth light, and the optical signal in the second wavelength band as the sixth light. Output, The first light switching means outputs the fifth light as the seventh light, outputs the sixth light as the eighth light, The second light switching means outputs the eighth light as the ninth light; The optical branching and coupling device according to appendix 1.
  • the wavelength selecting means When the fifth light is not output from the wavelength selection unit, The wavelength selecting means outputs a signal including the optical signal of the first wavelength band and the fourth light as the sixth light, The first light switching means outputs the sixth light as the seventh light, The second light switching means outputs the third light as the ninth light;
  • the optical branching and coupling device according to appendix 1 or 2.
  • the wavelength selection means When the sixth light is not output from the wavelength selection unit, The wavelength selection means outputs a signal including the optical signal of the first wavelength band and the fourth light as the fifth light, The first light switching means outputs the fifth light as the seventh light, The second light switching means outputs the third light as the ninth light;
  • the optical branching and coupling device according to any one of appendices 1 to 3.
  • the wavelength selection means has an internal path through which the tenth light passes through the optical signal in the first wavelength band and the optical signal in the third wavelength band when power is not supplied to the wavelength selection means. Configured to output from at least one of the first output unit and the second output unit via The optical branching and coupling device according to any one of appendices 1 to 4.
  • the wavelength selection means includes When the power is not supplied to the wavelength selection means, the tenth light is output through an internal path that transmits the optical signal in the first wavelength band and the optical signal in the third wavelength band. Output from the output section of 1, When the power is not supplied to the wavelength selection means, the second light is output through an internal path that transmits the optical signal in the first wavelength band and the optical signal in the second wavelength band. 2 output from the output unit, The optical branching and coupling device described in appendix 5 configured as described above.
  • Appendix 7 A second light branching means for branching the fourth light and inputting one to the second input section of the wavelength selecting means and outputting the other as the eleventh light; Third light switching means capable of inputting one of the eleventh light and the seventh light and outputting either the eleventh light or the seventh light; An optical branching and coupling device as set forth in Appendix 1.
  • the wavelength selection unit When the fifth light and the sixth light are output from the wavelength selection unit, The wavelength selection unit outputs a signal including the optical signal in the first wavelength band and the fourth light as the fifth light, and the optical signal in the second wavelength band as the sixth light. Output, The first light switching means outputs the fifth light as the seventh light, outputs the sixth light as the eighth light, The second light switching means outputs the eighth light as the ninth light, The third light switching means outputs the seventh light; The optical branching and coupling device according to appendix 7.
  • the wavelength selecting means When the fifth light is not output from the wavelength selection unit, The wavelength selecting means outputs a signal including the optical signal of the first wavelength band and the fourth light as the sixth light, The first light switching means outputs the sixth light as the seventh light, The second light switching means outputs the third light as the ninth light, The third light switching means outputs the seventh light;
  • the optical branching and coupling device according to appendix 7 or 8.
  • the wavelength selection means When the sixth light is not output from the wavelength selection unit, The wavelength selection means outputs a signal including the optical signal of the first wavelength band and the fourth light as the fifth light, The first light switching means outputs the fifth light as the seventh light, The second light switching means outputs the third light as the ninth light, The third light switching means outputs the seventh light;
  • the optical branching and coupling device according to any one of appendices 7 to 9.
  • Appendix 12 Any one of appendices 1 to 11, wherein the wavelength selection unit includes a WSS (Wavelength Selective Switch) capable of combining and demultiplexing the input optical signal for each of the first to third wavelength bands.
  • WSS Widelength Selective Switch
  • optical branching and coupling device according to any one of appendices 1 to 12, further comprising a control unit that controls the wavelength selection unit and the first and second optical switching units.
  • Appendix 14 A first terminal that transmits the first light to the optical branching and coupling device; A second terminal that receives the seventh light from the optical branching and coupling device; A third terminal that receives the ninth light from the optical branching and coupling device and transmits the fourth light to the optical branching and coupling device; Connected to the optical branching and coupling device according to any one of appendices 1 to 13, Optical communication system.

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Abstract

［課題］　信頼性の高い光分岐結合装置を提供する。 ［解決手段］　光分岐結合装置は、第１の波長帯域の光信号及び第１の波長帯域と重複しない第２の波長帯域の光信号を含む第１の光を分岐して第２の光及び第３の光として出力可能なように構成された第１の光分岐手段と、第１の入力部に第２の光が入力され、第２の入力部に第１の波長帯域と重複しない第３の波長帯域の光信号を含む第４の光が入力され、第１の出力部から第５の光を出力し第２の出力部から第６の光を出力し、第５の光及び第６の光の一方は第２の光の第１の波長帯域の光信号と第４の光とを含み、他方は第２の波長帯域の光信号を含む、ことが可能なように構成された波長選択手段と、２つの入力の一方に第５の光が入力され、他方に第６の光が入力され、第５の光及び第６の光の一方を第７の光として出力し、他方を第８の光として出力する、ことが可能なように構成された第１の光切替手段と、２つの入力の一方に第３の光が入力され、他方に第８の光が入力され、入力された第３の光及び第８の光の一方を第９の光として出力する、ことが可能なように構成された第２の光切替手段と、を備える。

Description

光分岐結合装置及び光分岐結合方法
　本発明は光分岐結合装置及び光分岐結合方法に関し、特に、波長多重された光信号を分岐及び結合する機能を備える光分岐結合装置及びそれに用いられる光分岐結合方法に関する。
　陸上の光通信システムと同様に、海底ケーブルシステムにも、ネットワークの構成が柔軟に変更可能でありかつ災害に強いことが要求されている。このため、陸上システムで用いられているＷＳＳ（波長選択スイッチ）を用いて、運用開始後に通信システムの設定を遠隔から制御可能な波長切替機能（ＲＯＡＤＭ機能）を備える光分岐結合装置の実現が海底ケーブルシステムにも求められている。ＷＳＳはwavelength selective switchの略であり、ＲＯＡＤＭは、reconfigurable optical add/drop multiplexing（再設定可能な光分岐結合機能）の略である。
　本発明に関連して、特許文献１には、ＷＸＣ（wavelength cross-connect）装置をノードに配置することでネットワークシステムを実現させる技術が記載されている。
特開２０１１－２３９２７５号公報
　ＷＳＳは精密なデバイスであり、長期間（例えば２５年）の性能保証を要求される海底ケーブルシステムの光分岐結合装置にＷＳＳを適用するには、光分岐結合装置の構成を工夫することで光分岐結合装置の高信頼化を実現することが必要である。このため、ＷＳＳを光分岐結合装置に適用する際には開発費の増大や開発期間の長期化という課題が生じる。また、特許文献１は、ＷＳＳを用いた光分岐結合装置の高信頼化技術については言及していない。
　（発明の目的）
　本発明の目的は、信頼性の高い光分岐結合装置を提供することにある。
　本発明の光分岐結合装置は、第１の波長帯域の光信号及び前記第１の波長帯域と重複しない第２の波長帯域の光信号を含む第１の光を分岐して第２の光及び第３の光として出力可能なように構成された第１の光分岐手段と、
　第１の入力部に前記第２の光が入力され、第２の入力部に前記第１の波長帯域と重複しない第３の波長帯域の光信号を含む第４の光が入力され、第１の出力部から第５の光を出力し第２の出力部から第６の光を出力し、前記第５の光及び前記第６の光の一方は前記第２の光の前記第１の波長帯域の光信号と前記第４の光とを含み、他方は前記第２の波長帯域の光信号を含む、ことが可能なように構成された波長選択手段と、
　２つの入力の一方に前記第５の光が入力され、他方に前記第６の光が入力され、前記第５の光及び前記第６の光の一方を第７の光として出力し、他方を第８の光として出力する、ことが可能なように構成された第１の光切替手段と、
　２つの入力の一方に前記第３の光が入力され、他方に前記第８の光が入力され、入力された前記第３の光及び前記第８の光の一方を第９の光として出力する、ことが可能なように構成された第２の光切替手段と、
を備える。
　本発明の光分岐結合方法は、
　入力された第１の波長帯域及び前記第１の波長帯域と重複しない第２の波長帯域を持つ第１の光を分岐して第２の光及び第３の光として出力し、
　前記第２の光、及び、前記第１の波長帯域と重複しない第３の波長帯域を持つ第４の光に基づいて、
　　　前記第２の光の前記第１の波長帯域の信号と前記第４の光との少なくとも一方を含む第５の光、及び、
　　　前記第２の光の前記第１又は第２の波長帯域の信号と前記第４の光との少なくとも一方を含む第６の光、を生成し、
　前記第５の光及び前記第６の光の一方を第７の光として出力し、他方を第８の光として出力し、
　前記第３の光又は前記第８の光を第９の光として出力する、
ことを特徴とする。
　本発明は、信頼性の高い光分岐結合装置を提供できるという効果を奏する。
第１の実施形態の海底ケーブルシステム１０の構成例を示すブロック図である。 第１の実施形態の光分岐結合装置１００の構成例を示すブロック図である。 ＷＳＳ１３１が故障し、ＷＳＳ１３２が正常に動作している場合の光分岐結合装置１００の動作例を示すブロック図である。 ＷＳＳ１３２が故障し、ＷＳＳ１３１が正常に動作している場合の光分岐結合装置１００の動作例を示すブロック図である。 ＷＳＳ１３１及びＷＳＳ１３２の両方が故障した場合の光分岐結合装置１００の動作例を示すブロック図である。 第１の実施形態の光分岐結合装置１００の変形例を示すブロック図である。 第２の実施形態の光分岐結合装置２００の構成例を示すブロック図である。 ＷＳＳ１３１が故障し、ＷＳＳ１３２が正常に動作している場合の光分岐結合装置２００の動作例を示すブロック図である。 ＷＳＳ１３２が故障し、ＷＳＳ１３１が正常に動作している場合の光分岐結合装置２００の動作例を示すブロック図である。 ＷＳＳ１３１及びＷＳＳ１３２の両方が故障した場合の光分岐結合装置２００の第１の動作例を示すブロック図である。 ＷＳＳ１３１及びＷＳＳ１３２の両方が故障した場合の光分岐結合装置２００の第２の動作例を示すブロック図である。 ＷＳＳ１３１及びＷＳＳ１３２の両方が故障した場合の光分岐結合装置２００の第３の動作例を示すブロック図である。 ＷＳＳ１３１及び１３２が入力ポートＱ１～Ｑｎを備える場合の波長選択部１２０の構成例を示すブロック図である。 スイッチ１１１の入出力の接続状態の例を示す図である。 スイッチ１１１の入出力の接続状態の例を示す図である。 ＷＳＳ１３１及びＷＳＳ１３２の両方が故障した場合の光分岐結合装置２００の第４の動作例を示すブロック図である。 第３の実施形態の光分岐結合装置３００の構成例を示すブロック図である。 光分岐結合装置３００の動作例を示す第１の図である。 光分岐結合装置３００の動作例を示す第２の図である。 光分岐結合装置３００の動作手順の例を示すフローチャートである。
　本発明の実施形態について以下に説明する。図面内の矢印は実施形態における信号の方向を説明するために例として付したものであり、信号の方向の限定を意味しない。また、各ブロック図の信号の経路を示す直線の交点は、特記されない限り交差する信号間の結合を意味しない。なお、各図面において既出の要素には同一の参照符号を付して、重複する説明は省略する。
　（第１の実施形態）
　図１は本発明の第１の実施形態の海底ケーブルシステム１０の構成例を示すブロック図である。海底ケーブルシステム１０は、Ａ端局１、Ｂ端局２、Ｃ端局３と、光分岐結合装置１００を備える。Ａ端局１、Ｂ端局２、Ｃ端局３を総称する場合には端局１～３と記載する。
　端局１～３はいずれも陸上に設置される端局であり、海底ケーブル５を伝送される信号と陸上のネットワークとのインタフェースである。端局１～３は、光分岐結合装置１００と海底ケーブル５を介して接続される。海底ケーブル５は光信号を伝送するための光ファイバを含み、中途に１台以上の増幅器４を備えてもよい。増幅器４は、例えば、エルビウムをドープした増幅媒体を用いた光ファイバ増幅器である。光分岐結合装置１００は、ＲＯＡＤＭ（reconfigurable optical add/drop multiplexing）機能を備えるノードであり、ＲＯＡＤＭ分岐結合装置あるいはＲＯＡＤＭノードとも呼ばれる。光分岐結合装置１００は海底に設置され、入力された光信号を波長単位で分岐及び結合させることで、光信号の出力先を波長単位で切り替える。
　本実施形態においては、Ａ端局１は、波長帯域Ａ１及びＡ２の光信号を含むＷＤＭ（wavelength division multiplexing、波長分割多重）光信号を光分岐結合装置１００へ送信する。波長帯域Ａ１の光信号はＢ端局２を宛先とする光信号であり、波長帯域Ａ２の光信号はＣ端局３を宛先とする光信号である。Ｃ端局３は、Ａ端局１が送信した波長帯域Ａ２の光信号を光分岐結合装置１００から受信する。Ｃ端局３は、Ｂ端局２を宛先とする波長帯域Ｃ２の光信号を光分岐結合装置１００へ送信する。Ｂ端局２は、Ａ端局１が送信した波長帯域Ａ１の光信号とＣ端局３が送信した波長帯域Ｃ２の光信号とが多重されたＷＤＭ光信号を光分岐結合装置１００から受信する。
　光分岐結合装置１００には、Ａ端局１から波長帯域Ａ１及びＡ２のＷＤＭ光信号が入力され、Ｃ端局３から波長帯域Ｃ２の光信号が入力される。光分岐結合装置１００は、これらの光信号から波長帯域Ａ１及びＣ２の光信号を含むＷＤＭ光信号を生成してＢ端局２へ送信し、Ａ端局１から受信したＷＤＭ光信号から分離された波長帯域Ａ２の光信号をＣ端局３へ送信する。
　ここで、波長帯域Ａ１と波長帯域Ａ２とは重複しない。また、波長帯域Ａ１と波長帯域Ｃ２も重複しない。以降の文中ではＡ端局１が送信する波長帯域Ａ１及びＡ２の光信号を含むＷＤＭ光信号を「ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）」と記載する。Ａ端局１が送信する波長帯域Ａ１の光信号及びＣ端局３が送信する波長帯域Ｃ２の光信号を含むＷＤＭ光信号を「ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）」と記載する。また、ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）から分離された、Ａ端局１が送信する波長帯域Ａ２の光信号を「光信号（［Ａ２］）」と記載する。同様に、Ｃ端局３が送信する波長帯域Ｃ２の光信号を「光信号（［Ｃ２］）」と記載する。また、各ブロック図では光信号を単に［Ａ１］、［Ａ２］又は［Ｃ２］と記載する。
　続いて、光分岐結合装置１００の構成及び動作の詳細について説明する。図２は、光分岐結合装置１００の構成例を示すブロック図である。光分岐結合装置１００は、カプラ（ＣＰＬ）１０１～１０２及び１２１～１２２、アンプ（ＡＭＰ）１０３～１０６、スイッチ（ＳＷ１～ＳＷ３）１１１～１１３、ＷＳＳ（wavelength selective switch）１３１～１３２を備える。光分岐結合装置１００は、さらに、制御回路１５０、ＣＰＵ（central processing unit、中央処理装置）１５１、記憶装置（ＭＥＭ）１５２を備えてもよい。光分岐結合装置１００に含まれる光部品の間は、光ファイバ、光導波路、光空間伝搬などを用いた光回路によって接続される。
　カプラ１０１～１０２及び１２１～１２２は、１×２光カプラであり、入力された光信号を２分岐して出力する。各カプラの分岐比は例えば１：１であるが、これには限定されない。カプラ１０１～１０２及び１２１～１２２として、ファイバ融着カプラ又は光導波路カプラを用いることができる。
　アンプ１０３～１０６は、光分岐結合装置１００の内部に必要に応じて設けられた光増幅器である。アンプ１０３～１０６として、光ファイバ増幅器や半導体光増幅器を用いることができる。アンプ１０３～１０６は、光分岐結合装置１００の内部の光レベルを補償する。さらに、アンプ１０３～１０６が光ファイバ増幅器である場合には、アンプ１０３～１０６は、励起ＬＤ（laser diode）の駆動電流に変調を加えることで、端局１～３のいずれかに光分岐結合装置１００の状態を通知するためのレスポンス信号を生成してもよい。
　スイッチ１１１は、入力ポートＰ１及びＰ２、出力ポートＰ３及びＰ４を備える２×２光スイッチであり、スイッチ１１２及び１１３は１×２光スイッチである。スイッチ１１１～１１３として、光導波路スイッチ、メカニカルスイッチ、ＭＥＭＳ（micro electro mechanical systems）スイッチを用いることができる。
　ＷＳＳ１３１及び１３２は、それぞれ入力ポートＰ１及びＰ２、出力ポートＰ３を備える波長選択スイッチである。ＷＳＳ１３１及び１３２は、それぞれのＰ１及びＰ２から入力された光信号を波長単位で分離及び結合してそれぞれのＰ３から出力する。ＷＳＳ１３１及び１３２の内部の入出力ポート間の接続及びＷＳＳ１３１及び１３２から出力される光信号の波長帯はＷＳＳ１３１及び１３２の外部（例えば端局１～３のいずれか）から制御されてもよく、制御回路１５０がその制御を行ってもよい。また、制御回路１５０は、スイッチ１１１～１１３の入出力の接続を制御してもよい。制御回路１５０は、ＷＳＳ１３１及び１３２の動作状態を監視する機能を備え、ＷＳＳ１３１及び１３２の動作状態に基づいてスイッチ１１１～１１３を制御してもよい。
　なお、カプラ１２１及び１２２、ＷＳＳ１３１及び１３２を組み合わせたブロックは、入力された光信号の波長に基づいて選択された光信号を出力する機能を有する。従って、このブロックを波長選択部１２０と呼ぶことができる。
　（１－１．ＷＳＳ１３１及びＷＳＳ１３２が正常に動作している場合）
　図２を参照すると、ＷＳＳ１３１、ＷＳＳ１３２がともに正常に動作している場合、Ａ端局１から送信されたＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）は光分岐結合装置１００に入力される。光分岐結合装置１００に入力されたＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）は、アンプ１０３、カプラ１０１及び１２１を通過してＷＳＳ１３１及び１３２のそれぞれのＰ１に入力される。Ｃ端局３から送信された光信号（［Ｃ２］）は、アンプ１０５、カプラ１０２及び１２２を通過してＷＳＳ１３１及び１３２のそれぞれのＰ２に入力される。
　ＷＳＳ１３１のＰ１にはカプラ１２１からＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）が入力される。ＷＳＳ１３１のＰ２にはカプラ１２２から光信号（［Ｃ２］）が入力される。ＷＳＳ１３１は、Ｐ１に入力されたＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）から光信号（［Ａ１］）を分離し、分離された光信号（［Ａ１］）とＰ２に入力された光信号（［Ｃ２］）とを合波してＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）を生成する。生成されたＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）は、ＷＳＳ１３１のＰ３からスイッチ１１１のＰ１へ出力される。ＷＳＳ１３２は、Ｐ１に入力されたＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）から光信号（［Ａ２］）を分離して、光信号（［Ａ２］）をＷＳＳ１３２のＰ３からスイッチ１１１のＰ２へ出力する。
　図２において、スイッチ１１１は、そのＰ１とＰ３とが接続され、Ｐ２とＰ４とが接続されるように制御される。ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）は、スイッチ１１１、スイッチ１１３及びアンプ１０４を通過して外部（Ｂ端局２の方向）へ送信される。光信号（［Ａ２］）は、スイッチ１１１、スイッチ１１２及びアンプ１０６を通過して外部（Ｃ端局３の方向）へ送信される。
　このようにして、Ａ端局１が送信したＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）に含まれる光信号（［Ａ１］）、及び、Ｃ端局３が送信した光信号（［Ｃ２］）は、それぞれの宛先であるＢ端局２へ送信される。また、ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）に含まれる光信号（［Ａ２］）は、その宛先であるＣ端局３へ送信される。
　（１－２．ＷＳＳ１３１のみが故障した場合）
　図３は、ＷＳＳ１３１が故障し、ＷＳＳ１３２が正常に動作している場合の光分岐結合装置１００の動作例を示すブロック図である。ＷＳＳ１３１の「×」印は、ＷＳＳ１３１が故障していることを示す。図３を参照すると、Ａ端局１から送信されたＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）は光分岐結合装置１００に入力され、アンプ１０３、カプラ１０１及び１２１を通過してＷＳＳ１３１及び１３２のＰ１に入力される。Ｃ端局３から送信された光信号（［Ｃ２］）は、アンプ１０５、カプラ１０２及び１２２を通過してＷＳＳ１３１及び１３２のＰ２に入力される。ＷＳＳ１３１が故障している場合は、ＷＳＳ１３２及びスイッチ１１１～１１３は、以下の動作を実現するように設定される。
　ＷＳＳ１３２のＰ１にはカプラ１２１からＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）が入力される。ＷＳＳ１３２のＰ２にはカプラ１２２から光信号（［Ｃ２］）が入力される。ＷＳＳ１３２は、Ｐ１に入力されたＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）から分離した光信号（［Ａ１］）とＰ２に入力された光信号（［Ｃ２］）とを合波してＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）を生成する。生成されたＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）は、ＷＳＳ１３２のＰ３からスイッチ１１１のＰ２へ出力される。図３ではスイッチ１１１はそのＰ２とＰ３とを接続するように制御される。その結果、ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）は、スイッチ１１１、スイッチ１１３及びアンプ１０４を通過して外部（Ｂ端局２）へ送信される。
　一方、図３では、カプラ１０１で分岐されたＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）がスイッチ１１２を通過するようにスイッチ１１２が切り替えられる。その結果、ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）が、スイッチ１１２及びアンプ１０６を通過して外部（Ｃ端局３）へ送信される。この場合、Ｃ端局３は、ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）を受信すると、Ｃ端局３を宛先とする光信号（［Ａ２］）のみを分離して使用する。
　このようにして、光信号（［Ａ１］）及び光信号（［Ｃ２］）は、いずれも宛先であるＢ端局２へ送信される。また、光信号（［Ａ２］）は、ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）のまま、Ｃ端局３へ送信される。このように、ＷＳＳ１３１が故障した場合でも、Ｂ端局２はＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）を受信でき、Ｃ端局３はＷＤＭ光信号（［Ａ２］）を受信できる。
　（１－３．ＷＳＳ１３２のみが故障した場合）
　図４は、ＷＳＳ１３２が故障し、ＷＳＳ１３１が正常に動作している場合の光分岐結合装置１００の動作例を示すブロック図である。ＷＳＳ１３２の「×」印は、ＷＳＳ１３２が故障していることを示す。図４を参照すると、Ａ端局１から送信されたＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）は光分岐結合装置１００に入力され、アンプ１０３、カプラ１０１及び１２１を通過してＷＳＳ１３１及び１３２のＰ１に入力される。Ｃ端局３から送信された光信号（［Ｃ２］）は、アンプ１０５、カプラ１０２及び１２２を通過してＷＳＳ１３１及び１３２のＰ２に入力される。ＷＳＳ１３２が故障している場合は、ＷＳＳ１３１及びスイッチ１１１～１１３は、以下の動作を実現するように設定される。
　ＷＳＳ１３１のＰ１にはカプラ１２１からＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）が入力される。ＷＳＳ１３１のＰ２にはカプラ１２２から光信号（［Ｃ２］）が入力される。ＷＳＳ１３１は、Ｐ１に入力されたＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）から分離した光信号（［Ａ１］）とＰ２に入力された光信号（［Ｃ２］）とを合波してＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）を生成する。生成されたＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）は、ＷＳＳ１３１のＰ３からスイッチ１１１のＰ１へ出力される。図４ではスイッチ１１１はそのＰ１とＰ３とを接続するように制御される。その結果、ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）は、スイッチ１１１、スイッチ１１３及びアンプ１０４を通過して外部（Ｂ端局２）へ送信される。
　一方、図４では、図３と同様に、カプラ１０１で分岐されたＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）がスイッチ１１２を通過するようにスイッチ１１２が切り替えられる。その結果、ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）が、スイッチ１１２及びアンプ１０６を通過して外部（Ｃ端局３）へ送信される。Ｃ端局３は、ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）を受信すると、Ｃ端局３を宛先とする光信号（［Ａ２］）のみを分離して使用する。
　このように、図４の場合も図３と同様に、光信号（［Ａ１］）及び光信号（［Ｃ２］）は、いずれも宛先であるＢ端局２へ送信される。また、光信号（［Ａ２］）は、ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）のまま、Ｃ端局３へ送信される。すなわち、ＷＳＳ１３２が故障した場合でも、Ｂ端局２は波長帯域Ａ１及びＣ２のＷＤＭ光信号を受信でき、Ｃ端局３は波長帯域Ａ２の光信号を受信できる。
　（１－４．ＷＳＳ１３１及びＷＳＳ１３２の両方が故障した場合）
　図５は、ＷＳＳ１３１及びＷＳＳ１３２の両方が故障した場合の光分岐結合装置１００の動作例を示すブロック図である。図５を参照すると、Ａ端局１から送信されたＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）は光分岐結合装置１００に入力され、アンプ１０３、カプラ１０１、スイッチ１１２、アンプ１０６を通過して光分岐結合装置１００の外部へ送信される。
　ここで、図５に示す実施形態では、光分岐結合装置１００とＣ端局３との間に、折り返し部３０１が配置される。折り返し部３０１は、光分岐結合装置１００から送信された光信号（［Ａ１］）を、光分岐結合装置１００へ折り返す機能を備える。折り返し部３０１は、カプラ３１１及び３１２、フィルタ３１３を備える。カプラ３１１及び３１２は１×２光カプラである。カプラ３１１は入力された光信号を２分岐して一方を折り返し部３０１の外部へ出力し、他方をフィルタ３１３へ出力する。フィルタ３１３は、波長帯域Ａ１の光信号のみを透過し、他の帯域の光信号を阻止する光フィルタである。すなわち、フィルタ３１３は、光信号（［Ａ１］）を透過させてカプラ３１２へ出力し、光信号（［Ａ２］）及び光信号（［Ｃ２］）を阻止する。カプラ３１２は、折り返し部３０１の外部から入力された光信号（［Ｃ２］）とフィルタ３１３から入力された光信号（［Ａ１］）とを結合して光分岐結合装置１００へ出力する。
　カプラ３１１及び３１２として、ファイバ融着カプラ又は光導波路カプラを用いることができる。カプラ３１１及び３１２の分岐比は例えば１：１であるが、これには限定されない。フィルタ３１３としては、光導波路フィルタ又は光ファイバブラッググレーティングを用いることができる。
　フィルタ３１３は光信号（［Ａ２］）の帯域を阻止するので、フィルタ３１３からは光信号（［Ａ１］）が出力される。光信号（［Ａ１］）はカプラ３１２においてＣ端局３から送信された光信号（［Ｃ２］）と結合され、ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）として折り返し部３０１から光分岐結合装置１００へ出力される。
　折り返し部３０１から出力されたＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）は、光分岐結合装置１００のアンプ１０５、カプラ１０２、スイッチ１１３、アンプ１０４を通過して光分岐結合装置１００の外部（すなわちＢ端局２）へ送信される。
　光分岐結合装置１００からＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）が折り返し部３０１に入力された場合には、カプラ３１１はＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）を分岐して一方を折り返し部３０１の外部へ送信し、他方をフィルタ３１３へ出力する。折り返し部３０１の外部へ送信されたＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）は、Ｃ端局３において受信される。Ｃ端局３は、ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）を受信すると、Ｃ端局３を宛先とする光信号（［Ａ２］）のみを分離して使用する。
　このように、ＷＳＳ１３１及び１３２の両方が故障した場合でも、折り返し部３０１を用いることで、Ａ端局１が送信した光信号（［Ａ１］）及びＣ端局３が送信した光信号（［Ｃ２］）は、それぞれの宛先であるＢ端局２へ送信される。また、Ａ端局１が送信した光信号（［Ａ２］）は、ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）のまま、Ｃ端局３へ送信される。従って、ＷＳＳ１３１及び１３２が故障した場合でも、Ｂ端局２はＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）を受信でき、Ｃ端局３は光信号（［Ａ２］）を受信できる。
　折り返し部３０１は、光分岐結合装置１００とＣ端局３との間で送受信される光信号（［Ａ２］）及び光信号（［Ｃ２］）に損失を与えるが、光分岐結合装置１００とＣ端局３との間で送受信される光信号の波長帯域には影響を与えない。従って、図２～図４で説明した場合にも折り返し部３０１を図５に示すように接続しておくことができる。
　なお、図３及び図４の場合には、折り返し部３０１からＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）が光分岐結合装置１００へ折り返される。その結果、カプラ１２１及び１２２の両方から、光信号（［Ａ１］）がＷＳＳ１３１及び１３２に入力される。この場合、動作中のＷＳＳは、カプラ１２１及び１２２のいずれか一方から入力される光信号（［Ａ１］）のみを用いて、Ｂ端局２へ送信されるＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）を生成するように制御されてもよい。
　本実施形態では、折り返し部３０１を光分岐結合装置１００とＣ端局３との間に配置した。しかし、折り返し部３０１は、光分岐結合装置１００又はＣ端局３に含まれていてもよい。折り返し部３０１は、光分岐結合装置１００及びＣ端局３とは独立した装置であってもよい。
　（折り返し部の変形例）
　折り返し部３０１において、フィルタ３１３を省き、光信号（［Ａ１］）の波長帯域とそれ以外の波長帯域の光とを合分波可能な２台の合分波器をカプラ３１１及び３１２に代えて配置してもよい。この構成では、２台の合分波器のそれぞれの共通ポートは光分岐結合装置１００と接続され、光信号（［Ａ１］）を分離するポート同士で接続される。２台の合分波器の、光信号（［Ａ１］）の波長帯域以外の波長帯域を分離するポートは、Ｃ端局３と接続される。このような構成によっても、光信号（［Ａ１］）のみを光分岐結合装置１００へ折り返し、光信号（［Ａ２］）及び光信号（［Ｃ２］）を光分岐結合装置１００とＣ端局３との間で送受信することができる。また、この構成により、カプラ３１１及び３１２を用いた場合と比較して、折り返し部３０１の損失の低減が期待できる。
　（第１の実施形態の変形例）
　図６は、第１の実施形態の光分岐結合装置１００の変形例を示すブロック図である。光分岐結合装置１００は、ＷＳＳ１３１及び１３２がいずれも正常である場合でも、一方のＷＳＳのみを用いて運用し、他方のＷＳＳを待機させることができる。図６は、ＷＳＳ１３１が待機中であることを示す。ＷＳＳ１３１が待機中である場合、光分岐結合装置１００は、図３で説明した、ＷＳＳ１３１が故障した場合と同様の動作を行う。このような運用では、待機中のＷＳＳに対する制御を行う必要がない。さらに、待機中のＷＳＳへの電源供給を断とすることで、光分岐結合装置１００の消費電力低減と待機状態のＷＳＳの長寿命化が期待できる。同様に、ＷＳＳ１３２を待機させてもよい。
　以上説明したように、光分岐結合装置１００では、ＷＳＳ１３１及び１３２の一方又は両方が故障した場合でも、Ａ端局１及びＣ端局３から送信される光信号は宛先の端局に到達する。このため、単独のＷＳＳに要求される信頼度が緩和され、長期間の性能保証を要求される海底ケーブルシステムに光分岐結合装置１００を適用可能となる。すなわち、第１の実施形態の光分岐結合装置１００は、信頼性の高い光分岐結合装置を提供できる。
　（第２の実施形態）
　２つの入力ポートＰ１、Ｐ２を持つＷＳＳには、ＷＳＳに電源が供給されないとき（電源オフ時）には２つの入力ポートから入力された光信号のうち、どちらか一方のみの光信号について、全ての波長を導通させる機能を備えるものがある。このようなＷＳＳを使用し、故障したＷＳＳの電源をオフとすることで、第１の実施形態のカプラ１０２及びスイッチ１１３を不要とした構成について以下に説明する。
　図７は、本発明の第２の実施形態の光分岐結合装置２００の構成例を示すブロック図である。図２に示した光分岐結合装置１００と比較して、光分岐結合装置２００は、カプラ１０２及びスイッチ１１３を備えない点が相違する。それ以外の構成は光分岐結合装置１００と同様であるので、第１の実施形態と重複する説明は適宜省略する。
　（２－１．ＷＳＳ１３１及びＷＳＳ１３２が正常に動作している場合）
　図７を参照して、ＷＳＳ１３１、ＷＳＳ１３２がともに正常に動作している場合の光分岐結合装置２００の動作を説明する。Ａ端局１から送信されたＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）は光分岐結合装置２００に入力され、アンプ１０３、カプラ１０１及び１２１を通過してＷＳＳ１３１及び１３２のそれぞれのＰ１に入力される。Ｃ端局３から送信された光信号（［Ｃ２］）は、アンプ１０５、カプラ１２２を通過してＷＳＳ１３１及び１３２のそれぞれのＰ２に入力される。
　ＷＳＳ１３１のＰ１にはカプラ１２１からＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）が入力される。ＷＳＳ１３１のＰ２にはカプラ１２２から光信号（［Ｃ２］）が入力される。ＷＳＳ１３１は、Ｐ１に入力されたＷＤＭ光信号から分離した光信号（［Ａ１］）とＰ２に入力された光信号（［Ｃ２］）とを合波してＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）を生成する。生成されたＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）は、ＷＳＳ１３１のＰ３からスイッチ１１１のＰ１へ出力される。ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）は、スイッチ１１１のＰ３及びアンプ１０４を通過して外部（Ｂ端局２の方向）へ送信される。
　ＷＳＳ１３２は、Ｐ１に入力されたＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）から分離された光信号（［Ａ２］）をＷＳＳ１３２のＰ３からスイッチ１１１のＰ２へ出力する。光信号（［Ａ２］）は、スイッチ１１１のＰ４、スイッチ１１２及びアンプ１０６を通過して外部（Ｃ端局３の方向）へ送信される。
　このように、第２の実施形態において、ＷＳＳ１３１及び１３２が正常である場合には、Ａ端局１が送信した光信号（［Ａ１］）及びＣ端局３が送信した光信号（［Ｃ２］）は、それぞれの宛先であるＢ端局２へ送信される。また、光信号（［Ａ２］）は、その宛先であるＣ端局３へ送信される。
　（２－２．ＷＳＳ１３１のみが故障した場合）
　図８は、ＷＳＳ１３１が故障し、ＷＳＳ１３２が正常に動作している場合の光分岐結合装置２００の動作例を示すブロック図である。ＷＳＳ１３１が故障している場合は、ＷＳＳ１３２及びスイッチ１１１、１１２は、第１の実施形態の図３と同様に、以下の動作を実現するように設定される。
　ＷＳＳ１３２は、Ｐ１に入力されたＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）から分離した光信号（［Ａ１］）をＰ２に入力された光信号（［Ｃ２］）と合波してＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）を生成する。生成されたＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）は、ＷＳＳ１３２のＰ３からスイッチ１１１のＰ２へ出力される。ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）は、スイッチ１１１及びアンプ１０４を通過して外部（Ｂ端局２）へ送信される。
　一方、図８では、スイッチ１１２はカプラ１０１において分岐されたＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）が通過するように切り替えられる。その結果、ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）が、スイッチ１１２及びアンプ１０６を通過して外部（Ｃ端局３）へ送信される。この場合、Ｃ端局３は、ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）を受信すると、Ｃ端局３を宛先とする光信号（［Ａ２］）のみを分離して使用する。
　このように、第２の実施形態においてＷＳＳ１３１が故障した場合でも、Ｂ端局２はＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）を受信でき、Ｃ端局３はＷＤＭ光信号（［Ａ２］）を受信できる。
　（２－３．ＷＳＳ１３２のみが故障した場合）
　図９は、ＷＳＳ１３２が故障し、ＷＳＳ１３１が正常に動作している場合の光分岐結合装置２００の動作例を示すブロック図である。ＷＳＳ１３２が故障している場合は、ＷＳＳ１３１及びスイッチ１１１、１１２は、第１の実施形態の図４と同様に、以下のように機能するように設定される。
　ＷＳＳ１３１は、Ｐ１に入力されたＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）から分離した光信号（［Ａ１］）をＰ２に入力された光信号（［Ｃ２］）と合波してＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）を生成する。生成されたＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）は、ＷＳＳ１３１のＰ３からスイッチ１１１のＰ１へ出力される。ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）は、スイッチ１１１及びアンプ１０４を通過して外部（Ｂ端局２）へ送信される。
　一方、図９では、図８と同様に、スイッチ１１２はカプラ１０１において分岐されたＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）が通過するように切り替えられる。その結果、ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）が、スイッチ１１２及びアンプ１０６を通過して外部（Ｃ端局３）へ送信される。Ｃ端局３は、ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）を受信すると、Ｃ端局３を宛先とする光信号（［Ａ２］）のみを分離して使用する。
　このように、第２の実施形態においてＷＳＳ１３２が故障した場合でも、Ｂ端局２はＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）を受信でき、Ｃ端局３はＷＤＭ光信号（［Ａ２］）を受信できる。
　（２－４．ＷＳＳ１３１及びＷＳＳ１３２の両方が故障した場合の第１の動作例）
　図１０は、ＷＳＳ１３１及びＷＳＳ１３２の両方が故障した場合の光分岐結合装置２００の第１の動作例を示すブロック図である。図１０に記載されたＷＳＳ１３１では、電源オフ時にＰ２に入力された光信号は波長帯域にかかわらずＰ３から出力される。また、図１０に示す実施形態では、光分岐結合装置２００とＣ端局３との間に、第１の実施形態の図５で説明したものと同様の折り返し部３０１が配置される。折り返し部３０１は、光分岐結合装置２００から送信された光信号（［Ａ１］）を、光分岐結合装置２００へ折り返す機能を備える。
　ＷＳＳ１３１及び１３２が故障している場合は、ＷＳＳ１３１及び１３２への電源供給は停止され、スイッチ１１１及び１１２は、以下のように光信号が伝搬するように設定される。
　Ａ端局１から送信されたＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）は光分岐結合装置２００に入力され、アンプ１０３、カプラ１０１、スイッチ１１２及びアンプ１０６を通過して折り返し部３０１に入力される。折り返し部３０１に入力されたＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）はカプラ３１１によって分岐され、一方はＣ端局３へ出力され、他方はフィルタ３１３へ出力される。フィルタ３１３は、光信号（［Ａ１］）のみをカプラ３１２へ出力する。
　Ｃ端局３から送信された光信号（［Ｃ２］）は、折り返し部３０１に入力され、カプラ３１２において、カプラ３１２から出力された光信号（［Ａ１］）と結合される。折り返し部３０１は、カプラ３１２で結合されたＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）を光分岐結合装置２００へ出力する。光分岐結合装置２００において、折り返し部３０１から入力されたＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）は、アンプ１０５、カプラ１２２を通過してＷＳＳ１３１のＰ２に入力される。ここで、ＷＳＳ１３１は電源がオフされているため、ＷＳＳ１３１のＰ２に入力された光信号のみが、波長帯域にかかわらずＷＳＳ１３１のＰ３から出力される。すなわち、ＷＳＳ１３１のＰ３からは、ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）が出力される。そして、ＷＳＳ１３１から出力されたＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）は、スイッチ１１１及びアンプ１０４を通過して外部（Ｂ端局２）へ送信される。
　このように、折り返し部３０１及び電源オフ時に特定の入出力ポート間全波長が透過されるＷＳＳ１３１を用いることで、ＷＳＳ１３１及び１３２が故障した場合でも、光信号（［Ａ１］）及び光信号（［Ｃ２］）は、それぞれの宛先であるＢ端局２へ送信される。また、光信号（［Ａ２］）は、ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）のまま、Ｃ端局３へ送信される。従って、ＷＳＳ１３１及び１３２が故障した場合でも、ＷＳＳ１３１の電源オフ時に特定の入出力ポート間で全波長が透過される機能が失われない限り、Ｂ端局２はＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）を受信でき、Ｃ端局３は光信号（［Ａ２］）を受信できる。そして、光分岐結合装置１００とは異なり、光分岐結合装置２００は、カプラ１０２及びスイッチ１１３を備えることなくＷＳＳ１３１及び１３２が故障した場合でも上記の機能を実現できる。
　なお、本実施形態においても、折り返し部３０１は、光分岐結合装置２００又はＣ端局３に含まれていてもよい。折り返し部３０１は、光分岐結合装置２００及びＣ端局３とは独立した装置であってもよい。第１の実施形態で説明した「折り返し部の変形例」は、本実施形態にも適用可能である。
　（２－５．ＷＳＳ１３１及びＷＳＳ１３２の両方が故障した場合の第２の動作例）
　図１１は、ＷＳＳ１３１及びＷＳＳ１３２の両方が故障した場合の光分岐結合装置２００の第２の動作例を示すブロック図である。図１１に記載されたＷＳＳ１３２では、電源オフ時にＰ２に入力された光信号は波長帯域にかかわらずＷＳＳ１３２のＰ３から出力される。このため、図１１では、ＷＳＳ１３２のＰ３から出力されるＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）をＢ端局２へ送信するために、スイッチ１１１はＰ２とＰ３とが接続されるように設定される。それ以外の動作は図１０と同様である。すなわち、図１１では、折り返し部３０１で生成されたＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）は、アンプ１０５、カプラ１２２、ＷＳＳ１３２、スイッチ１１１及びアンプ１０４を通過してＢ端局２へ送信される。
　このように、ＷＳＳ１３１及び１３２が故障した場合の第２の動作例でも、ＷＳＳ１３２の電源オフ時に特定の入出力ポート間で全波長が透過される機能が失われない限り、Ｂ端局２はＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）を受信できる。また、Ｃ端局３は光信号（［Ａ２］）を受信できる。
　（２－６．ＷＳＳ１３１及びＷＳＳ１３２の両方が故障した場合の第３の動作例）
　図１２は、ＷＳＳ１３１及びＷＳＳ１３２の両方が故障した場合の光分岐結合装置２００の第３の動作例を示すブロック図である。図１２では、ＷＳＳ１３１の電源オフ時にＷＳＳ１３１のＰ２に入力された光信号のみが、波長帯域にかかわらずＷＳＳ１３１のＰ３から出力される。また、ＷＳＳ１３２の電源オフ時にＷＳＳ１３２のＰ１に入力された光信号のみが、波長帯域にかかわらずＷＳＳ１３２のＰ３から出力される。そして、図１２では、ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）がＢ端局２の方向へ送信され、ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）が折り返し部３０１の方向へ送信されるように、スイッチ１１１及び１１２が設定される。それ以外の動作は図１０及び図１１と同様である。
　図１２では、Ａ端局１から送信されたＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）は光分岐結合装置２００に入力され、アンプ１０３、カプラ１０１及び１２１を通過してＷＳＳ１３１及び１３２のそれぞれのＰ１に入力される。ここで、ＷＳＳ１３１の電源はオフであり、その結果ＷＳＳ１３１ではＰ２とＰ３との間のみが導通している。ＷＳＳ１３２の電源もオフであり、その結果ＷＳＳ１３２のＰ１とＰ３との間のみが導通している。従って、ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）はＷＳＳ１３２のＰ３から出力され、スイッチ１１１、スイッチ１１２、アンプ１０６を通過して折り返し部３０１へ送信される。
　一方、折り返し部３０１から出力されたＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）は、アンプ１０５、カプラ１２２を通過してＷＳＳ１３１及び１３２のそれぞれのＰ２に入力される。ここで、ＷＳＳ１３１のＰ２とＰ３との間が導通しているため、ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）はＷＳＳ１３１のＰ３から出力され、スイッチ１１１、アンプ１０４を通過してＢ端局２の方向へ送信される。
　このように、ＷＳＳ１３１及び１３２が故障した場合の第３の動作例では、ＷＳＳ１３１及び１３２において電源オフ時に特定の入出力ポート間で全波長が透過される機能が失われない限り、Ｂ端局２はＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）を受信できる。そして、Ｃ端局３は光信号（［Ａ２］）を受信できる。
　（２－７．波長選択部１２０の変形例）
　図１３は、ＷＳＳ１３１及び１３２がｎ個（ｎは２以上の整数）の入力ポートＱ１～Ｑｎを備える場合の、波長選択部１２０の構成例を示すブロック図である。これまでに説明した実施形態では、ＷＳＳ１３１及び１３２の入力ポートはＰ１、Ｐ２の２つのみであった。しかし、入力ポートを３個以上備えるＷＳＳも知られている。図１３の構成では、正常時の入力ポートとしてＱ１及びＱ２を用い、電源オフ時に全波長を透過させる入力ポートをＱ１及びＱ２以外のポート（例えばＱｎ）とすることができる。この場合、故障して電源がオフされたＷＳＳでは、カプラ１２２から入力された光信号はＱｎからＰ３へ伝搬する。従って、図１０及び図１１の波長選択部１２０に代えて、図１３に示した波長選択部１２０を用いることができる。
　（２－８．ＷＳＳ１３１及びＷＳＳ１３２の両方が故障した場合の第４の動作例）
　光分岐結合装置１００及び２００に備えられたスイッチ１１１は、入力がＰ１及びＰ２、出力がＰ３及びＰ４の２×２光スイッチである。これまでの説明では、スイッチ１１１の状態にはＰ１とＰ３とが接続されＰ２とＰ４とが接続される状態（例えば図２、図７）と、Ｐ２とＰ３とが接続されＰ１とＰ４とは開放された状態（例えば図３及び図８）があった。
　図１４及び図１５は、スイッチ１１１の入出力の接続状態の例を示す図である。図１４は、例えば図２、図７に対応する接続状態である。しかし、図１５のように、Ｐ１とＰ４とが接続されＰ２とＰ３とが接続される状態が可能である２×２光スイッチも知られている。このような接続状態が可能な光スイッチをスイッチ１１１として用いた例について説明する。
　図１６は、ＷＳＳ１３１及びＷＳＳ１３２の両方が故障した場合の光分岐結合装置２００の第４の動作例を示すブロック図である。図１２の例と比較して、図１６の例においては、ＷＳＳ１３１及び１３２の電源オフ時の動作及びスイッチ１１１の動作が異なる。すなわち、ＷＳＳ１３１の電源オフ時にＷＳＳ１３１のＰ１に入力された光信号のみが、波長帯域にかかわらずＷＳＳ１３１のＰ３から出力される。また、ＷＳＳ１３２の電源オフ時にＷＳＳ１３２のＰ２に入力された光信号のみが、波長帯域にかかわらずＷＳＳ１３２のＰ３から出力される。そして、図１６では、ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）がＢ端局２の方向へ送信され、ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）が折り返し部３０１の方向へ送信されるように、スイッチ１１１及び１１２が設定される。それ以外の動作は図１２と同様である。
　図１６のスイッチ１１１は、図１５に示すように、Ｐ１とＰ４とが接続され、Ｐ２とＰ３とが接続されるように設定可能である。従って、ＷＳＳ１３１及び１３２から出力されるＷＤＭ光信号が図１２の例とは入れ替わっていても、スイッチ１１１の接続状態を図１５のように制御することで、図１２と同様の動作が実現できる。
　以上説明したように、光分岐結合装置２００では、光分岐結合装置１００と同様に、ＷＳＳ１３１及び１３２の一方又は両方が故障した場合でも、Ａ端局１及びＣ端局３から送信される光信号は宛先の端局に到達する。このため、単独のＷＳＳに要求される信頼度が緩和され、長期間の性能保証を要求される海底ケーブルシステムに光分岐結合装置を適用可能となる。すなわち、第２の実施形態の光分岐結合装置２００は、信頼性の高い光分岐結合装置を提供できる。
　また、光分岐結合装置２００は、光分岐結合装置１００と比較してカプラ１０２及びスイッチ１１３を必要としない。従って、第２の実施形態の光分岐結合装置２００は、光分岐結合装置のいっそうの小型化及び低価格化が可能である。
　第１及び第２の実施形態の制御回路１５０のＣＰＵ１５１及び記憶装置１５２は、光分岐結合装置１００及び２００の任意の部位に含まれてもよい。ＣＰＵ１５１は、記憶装置１５２に記憶されたプログラムを実行することによって、各実施形態の光分岐結合装置の機能を実現させる。記憶装置１５２は固定された一時的でない記憶媒体である。記憶媒体としては半導体メモリ又は固定磁気ディスク装置が用いられるが、これらには限定されない。
　（第３の実施形態）
　図１７は、本発明の第３の実施形態の光分岐結合装置３００の構成例を示すブロック図である。図７に示した第２の実施形態の光分岐結合装置２００と比較して、光分岐結合装置３００では、アンプ１０３～１０６、制御回路１５０が省かれている。また、波長選択部１２０は、図７に記載されたカプラ１２１及び１２２、ＷＳＳ１３１及び１３２を含んで構成されてもよい。
　光分岐結合装置３００は、カプラ１０１（第１の分岐結合手段）と、波長選択部１２０（波長選択手段）と、スイッチ１１１（第１の光切替手段）と、スイッチ１１２（第２の光切替手段）と、を備える。
　カプラ１０１は、ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）（第１の光）を分岐して第２の光及び第３の光として出力する。ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）は、光信号（［Ａ１］）（第１の波長帯域の光信号）、及び、光信号（［Ａ１］）と波長帯域が重複しない光信号（［Ａ２］）（第２の波長帯域の光信号）を含む。波長選択部１２０のＩＮ１（第１の入力部）には分岐されたＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）が入力され、ＩＮ２（第２の入力部）には光信号（［Ｃ２］）を含む第４の光が入力される。光信号（［Ｃ２］）の波長帯域は、光信号（［Ａ１］）とは重複しない。第１の光及び第４の光は、光分岐結合装置３００の外部にある異なる装置からそれぞれ入力されてもよい。
　波長選択部１２０は、ＯＵＴ１（第１の出力部）及びＯＵＴ２（第２の出力部）からそれぞれ光を出力する（第５の光及び第６の光）。ここで、波長選択部１２０から出力される光の一方はＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）を含み、他方は光信号（［Ａ２］）を含む、ことが可能なように、波長選択部１２０は構成される。
　スイッチ１１１の２つの入力であるＰ１及びＰ２の一方には、波長選択部１２０から出力される、第５の光及び第６の光の一方が入力され、他方には波長選択部１２０から出力される光の他方が入力される。スイッチ１１１は、波長選択部１２０から出力される光の一方と他方をそれぞれ出力することが可能である。
　スイッチ１１２の２つの入力ポートの一方にはカプラ１０１で分岐されたＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］）が入力され、他方にはスイッチ１１１から出力される光の一方が入力される。そして、スイッチ１１２は、入力された光の一方を出力することが可能である。
　波長選択部１２０から出力される光が正常である場合には、ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）はスイッチ１１１のＰ３を経由して光分岐結合装置３００の外部へ出力される。また、光信号（［Ａ２］）はスイッチ１１２を経由して光分岐結合装置３００の外部へ出力される。スイッチ１１１のＰ３から出力されるＷＤＭ光信号（第８の光）及びスイッチ１１２から出力される光信号（第９の光）は、光分岐結合装置３００の外部の装置にそれぞれ接続されてもよい。
　図１８は、光分岐結合装置３００の動作例を示す第１の図である。スイッチ１１１は、波長選択部１２０から出力される光の一方からＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）が出力され他方の光が異常である場合には、ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）を選択して光分岐結合装置３００の外部へ出力する。例えば、波長選択部１２０の部分的な故障により、波長選択部１２０の一方の出力からはＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）が出力され、他方の出力が断になる場合がある。このような場合には、スイッチ１１１は、ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）が、スイッチ１１１のＰ３から出力されるように設定される。
　図１８を参照すると、波長選択部１２０は、ＯＵＴ１（第１の出力部）から第５の光が出力されない場合には、ＯＵＴ２から第６の光（ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］））を出力するように設定される。図１８では、スイッチ１１１は、ＯＵＴ２から出力される第６の光がスイッチ１１１のＰ２に入力され、Ｐ３から第８の光として光分岐結合装置３００の外部へ出力されるように制御される。スイッチ１１２は、カプラ１０１で分岐された第３の光（ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］））が第９の光として光分岐結合装置３００の外部へ出力されるように制御される。
　このようなスイッチ１１１及び１１２の制御は、波長選択部１２０が自身の異常を検出することで、波長選択部１２０がスイッチ１１１及び１１２を直接制御してもよい。あるいは、光分岐結合装置３００に備えられた波長選択部１２０の動作を監視する機能により、スイッチ１１１及び１１２が制御されてもよい。
　図１９は、光分岐結合装置３００の動作例を示す第２の図である。波長選択部１２０は、ＯＵＴ２（第２の出力部）から第６の光が出力されない場合には、ＯＵＴ１から第５の光（ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］））を出力するように設定される。図１９では、スイッチ１１１は、ＯＵＴ１から出力される第５の光がスイッチ１１１のＰ３から出力されるように制御される。スイッチ１１２は、カプラ１０１で分岐された第３の光（ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ａ２］））が第９の光として光分岐結合装置３００の外部へ出力されるように制御される。
　図１７～図１９に示すように、スイッチ１１１は、ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）が、スイッチ１１１のＰ３を通過して外部へ出力されるように設定される。
　図２０は、以上に説明した光分岐結合装置３００の動作手順の例を示すフローチャートである。光分岐結合装置３００は、カプラ１０１によって、第１の波長帯域の光信号及び第１の波長帯域と重複しない第２の波長帯域の光信号を含む第１の光を分岐して第２の光及び第３の光として出力する（図２０のステップＳ０１）。波長選択部１２０の第１の入力には第２の光が入力され、第２の入力には第１の波長帯域と重複しない第３の波長帯域の光信号を含む第４の光が入力される。そして、波長選択部１２０は、第１の出力から第５の光を出力し第２の出力から第６の光を出力する（ステップＳ０２）。ここで、第５の光及び第６の光の一方は第２の光の第１の波長帯域の光信号と第４の光とを含み、他方は第２の波長帯域の光信号を含む。スイッチ１１１は、第５の光及び第６の光の一方を第７の光として出力し、他方を第８の光として出力する（ステップＳ０３）。スイッチ１１２は、第３の光又は第８の光を第９の光として出力する（ステップＳ０４）。
　以上説明したように、光分岐結合装置３００では、波長選択部１２０の出力の一方が異常であった場合でも、ＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）が、第８の光として外部へ出力され、光信号（［Ａ２］）を含む信号が第９の光として外部へ出力される。すなわち、波長選択部１２０が正常な場合に出力される第８及び第９の光は、波長選択部１２０から出力される光の一方からＷＤＭ光信号（［Ａ１］［Ｃ２］）が出力され他方の光が異常である場合にも失われない。すなわち、第３の実施形態の光分岐結合装置３００は、信頼性の高い光分岐結合装置を提供できる。
　本発明の実施形態は以下の付記のようにも記載されうるが、これらには限定されない。
　（付記１）
　第１の波長帯域の光信号及び前記第１の波長帯域と重複しない第２の波長帯域の光信号を含む第１の光を分岐して第２の光及び第３の光として出力可能なように構成された第１の光分岐手段と、
　第１の入力部に前記第２の光が入力され、第２の入力部に前記第１の波長帯域と重複しない第３の波長帯域の光信号を含む第４の光が入力され、第１の出力部から第５の光を出力し第２の出力部から第６の光を出力し、前記第５の光及び前記第６の光の一方は前記第２の光の前記第１の波長帯域の光信号と前記第４の光とを含み、他方は前記第２の波長帯域の光信号を含む、ことが可能なように構成された波長選択手段と、
　２つの入力の一方に前記第５の光が入力され、他方に前記第６の光が入力され、前記第５の光及び前記第６の光の一方を第７の光として出力し、他方を第８の光として出力する、ことが可能なように構成された第１の光切替手段と、
　２つの入力の一方に前記第３の光が入力され、他方に前記第８の光が入力され、入力された前記第３の光及び前記第８の光の一方を第９の光として出力する、ことが可能なように構成された第２の光切替手段と、
を備える光分岐結合装置。
　（付記２）
　前記波長選択手段から前記第５の光及び前記第６の光が出力される場合に、
　前記波長選択手段は前記第１の波長帯域の光信号と前記第４の光とを含む信号を前記第５の光として出力し、前記第２の波長帯域の光信号を前記第６の光として出力し、
　前記第１の光切替手段は前記第５の光を前記第７の光として出力し、前記第６の光を前記第８の光として出力し、
　前記第２の光切替手段は前記第８の光を前記第９の光として出力する、
付記１に記載された光分岐結合装置。
　（付記３）
　前記波長選択手段から前記第５の光が出力されない場合に、
　前記波長選択手段は前記第１の波長帯域の光信号と前記第４の光とを含む信号を前記第６の光として出力し、
　前記第１の光切替手段は前記第６の光を前記第７の光として出力し、
　前記第２の光切替手段は前記第３の光を前記第９の光として出力する、
付記１又は２に記載された光分岐結合装置。
　（付記４）
　前記波長選択手段から前記第６の光が出力されない場合に、
　前記波長選択手段は前記第１の波長帯域の光信号と前記第４の光とを含む信号を前記第５の光として出力し、
　前記第１の光切替手段は前記第５の光を前記第７の光として出力し、
　前記第２の光切替手段は前記第３の光を前記第９の光として出力する、
付記１乃至３のいずれか１項に記載された光分岐結合装置。
　（付記５）
　前記第９の光に含まれる前記第１の波長帯域の光信号を分離し、分離された前記第１の波長帯域の光信号と前記第４の光とを合波した第１０の光を前記波長選択手段の前記第２の入力部に前記第４の光に代えて入力する折り返し手段をさらに備え、
　前記波長選択手段は、前記第１０の光を、前記波長選択手段に電源が供給されない場合には前記第１の波長帯域の光信号及び前記第３の波長帯域の光信号を透過させる内部経路を介して前記第１の出力部及び前記第２の出力部の少なくとも一方から出力可能なように構成された、
付記１乃至４のいずれか１項に記載された光分岐結合装置。
　（付記６）
　前記波長選択手段は、
　前記第１０の光を、前記波長選択手段に電源が供給されない場合には前記第１の波長帯域の光信号及び前記第３の波長帯域の光信号を透過させる内部経路を介した出力を前記第１の出力部から出力し、
　前記第２の光を、前記波長選択手段に電源が供給されない場合には前記第１の波長帯域の光信号及び前記第２の波長帯域の光信号を透過させる内部経路を介した出力を前記第２の出力部から出力する、
ように構成された付記５に記載された光分岐結合装置。
　（付記７）
　前記第４の光を分岐して一方を前記波長選択手段の前記第２の入力部に入力し、他方を第１１の光として出力可能な第２の光分岐手段と、
　前記第１１の光の一方と前記第７の光とが入力され、前記第１１の光と前記第７の光とのいずれか一方を出力可能な第３の光切替手段と、
を備える付記１に記載された光分岐結合装置。
　（付記８）
　前記波長選択手段から前記第５の光及び前記第６の光が出力される場合に、
　前記波長選択手段は前記第１の波長帯域の光信号と前記第４の光とを含む信号を前記第５の光として出力し、前記第２の波長帯域の光信号を前記第６の光として出力し、
　前記第１の光切替手段は前記第５の光を前記第７の光として出力し、前記第６の光を前記第８の光として出力し、
　前記第２の光切替手段は前記第８の光を前記第９の光として出力し、
　前記第３の光切替手段は前記第７の光を出力する、
付記７に記載された光分岐結合装置。
　（付記９）
　前記波長選択手段から前記第５の光が出力されない場合に、
　前記波長選択手段は前記第１の波長帯域の光信号と前記第４の光とを含む信号を前記第６の光として出力し、
　前記第１の光切替手段は前記第６の光を前記第７の光として出力し、
　前記第２の光切替手段は前記第３の光を前記第９の光として出力し、
　前記第３の光切替手段は前記第７の光を出力する、
付記７又は８に記載された光分岐結合装置。
　（付記１０）
　前記波長選択手段から前記第６の光が出力されない場合に、
　前記波長選択手段は前記第１の波長帯域の光信号と前記第４の光とを含む信号を前記第５の光として出力し、
　前記第１の光切替手段は前記第５の光を前記第７の光として出力し、
　前記第２の光切替手段は前記第３の光を前記第９の光として出力し、
　前記第３の光切替手段は前記第７の光を出力する、
付記７乃至９のいずれか１項に記載された光分岐結合装置。
　（付記１１）
　前記第９の光に含まれる前記第１の波長帯域の光信号を分離し、分離された前記第１の波長帯域の光信号と前記第４の光とを合波した第１０の光を、前記第４の光に代えて第２の光分岐手段へ出力可能な折り返し手段をさらに備え、
　前記波長選択手段から前記第５の光及び前記第６の光が出力されない場合に、
　前記第２の光切替手段は前記第３の光を前記第９の光として出力し、
　前記第３の光切替手段は前記第１１の光を出力する、
付記７乃至１０のいずれか１項に記載された光分岐結合装置。
　（付記１２）
　前記波長選択手段は、入力された光信号を前記第１乃至第３の波長帯域毎に合分波して出力可能なＷＳＳ（Wavelength Selective Switch）を含んで構成される、付記１乃至１１のいずれか１項に記載された光分岐結合装置。
　（付記１３）
　前記波長選択手段及び前記第１及び第２の光切替手段を制御する制御部をさらに備える、付記１乃至１２のいずれか１項に記載された光分岐結合装置。
　（付記１４）
　前記第１の光を前記光分岐結合装置に送信する第１の端局と、
　前記第７の光を前記光分岐結合装置から受信する第２の端局と、
　前記第９の光を前記光分岐結合装置から受信し、前記第４の光を前記光分岐結合装置に送信する第３の端局とが、
　付記１乃至１３のいずれか１項に記載された光分岐結合装置と接続されている、
光通信システム。
　（付記１５）
　前記第９の光に含まれる前記第１の波長帯域の光信号を分離し、分離された前記第１の波長帯域の光信号と前記第４の光とを合波した第１０の光を、前記第４の光に代えて第２の光分岐手段へ出力可能な折り返し部が、前記第３の端局と前記光分岐結合装置との間の配された、付記１４に記載された光通信システム。
　（付記１６）
　入力された第１の波長帯域及び前記第１の波長帯域と重複しない第２の波長帯域を持つ第１の光を分岐して第２の光及び第３の光として出力し、
　前記第２の光、及び、前記第１の波長帯域と重複しない第３の波長帯域を持つ第４の光に基づいて、
　　　前記第２の光の前記第１の波長帯域の信号と前記第４の光との少なくとも一方を含む第５の光、及び、
　　　前記第２の光の前記第１又は第２の波長帯域の信号と前記第４の光との少なくとも一方を含む第６の光、を生成し、
　前記第５及び前記第６の光が入力された場合に、前記第５の光及び前記第６の光の一方を第７の光として出力し、他方を第８の光として出力し、
　前記第３の光と前記第８の光とが入力された場合に、前記第３の光又は前記第８の光を第９の光として出力する、
を備える光分岐結合方法。
　以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記の実施形態に限定されない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
　この出願は、２０１６年１０月２５日に出願された日本出願特願２０１６－２０８２６５を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
　１　　Ａ端局
　２　　Ｂ端局
　３　　Ｃ端局
　４　　増幅器
　５　　海底ケーブル
　１０　　海底ケーブルシステム
　１００、２００、３００　　光分岐結合装置
　１０１、１０２、１２１、１２２、３１１、３１２　　カプラ
　１０３～１０６　　アンプ
　１１１、１１２、１１３　　スイッチ
　１２０　　波長選択部
　１５０　　制御回路
　１５１　　ＣＰＵ
　１５２　　記憶装置
　３０１　　折り返し部
　３１３　　フィルタ

Claims (16)

  1. 　第１の波長帯域の光信号及び前記第１の波長帯域と重複しない第２の波長帯域の光信号を含む第１の光を分岐して第２の光及び第３の光として出力可能なように構成された第１の光分岐手段と、
    　第１の入力部に前記第２の光が入力され、第２の入力部に前記第１の波長帯域と重複しない第３の波長帯域の光信号を含む第４の光が入力され、第１の出力部から第５の光を出力し第２の出力部から第６の光を出力し、前記第５の光及び前記第６の光の一方は前記第２の光の前記第１の波長帯域の光信号と前記第４の光とを含み、他方は前記第２の波長帯域の光信号を含む、ことが可能なように構成された波長選択手段と、
    　２つの入力の一方に前記第５の光が入力され、他方に前記第６の光が入力され、前記第５の光及び前記第６の光の一方を第７の光として出力し、他方を第８の光として出力する、ことが可能なように構成された第１の光切替手段と、
    　２つの入力の一方に前記第３の光が入力され、他方に前記第８の光が入力され、入力された前記第３の光及び前記第８の光の一方を第９の光として出力する、ことが可能なように構成された第２の光切替手段と、
    を備える光分岐結合装置。
  2. 　前記波長選択手段から前記第５の光及び前記第６の光が出力される場合に、
    　前記波長選択手段は前記第１の波長帯域の光信号と前記第４の光とを含む信号を前記第５の光として出力し、前記第２の波長帯域の光信号を前記第６の光として出力し、
    　前記第１の光切替手段は前記第５の光を前記第７の光として出力し、前記第６の光を前記第８の光として出力し、
    　前記第２の光切替手段は前記第８の光を前記第９の光として出力する、
    請求項１に記載された光分岐結合装置。
  3. 　前記波長選択手段から前記第５の光が出力されない場合に、
    　前記波長選択手段は前記第１の波長帯域の光信号と前記第４の光とを含む信号を前記第６の光として出力し、
    　前記第１の光切替手段は前記第６の光を前記第７の光として出力し、
    　前記第２の光切替手段は前記第３の光を前記第９の光として出力する、
    請求項１又は２に記載された光分岐結合装置。
  4. 　前記波長選択手段から前記第６の光が出力されない場合に、
    　前記波長選択手段は前記第１の波長帯域の光信号と前記第４の光とを含む信号を前記第５の光として出力し、
    　前記第１の光切替手段は前記第５の光を前記第７の光として出力し、
    　前記第２の光切替手段は前記第３の光を前記第９の光として出力する、
    請求項１乃至３のいずれか１項に記載された光分岐結合装置。
  5. 　前記第９の光に含まれる前記第１の波長帯域の光信号を分離し、分離された前記第１の波長帯域の光信号と前記第４の光とを合波した第１０の光を前記波長選択手段の前記第２の入力部に前記第４の光に代えて入力する折り返し手段をさらに備え、
    　前記波長選択手段は、前記第１０の光を、前記波長選択手段に電源が供給されない場合には前記第１の波長帯域の光信号及び前記第３の波長帯域の光信号を透過させる内部経路を介して前記第１の出力部及び前記第２の出力部の少なくとも一方から出力可能なように構成された、
    請求項１乃至４のいずれか１項に記載された光分岐結合装置。
  6. 　前記波長選択手段は、
    　前記第１０の光を、前記波長選択手段に電源が供給されない場合には前記第１の波長帯域の光信号及び前記第３の波長帯域の光信号を透過させる内部経路を介した出力を前記第１の出力部から出力し、
    　前記第２の光を、前記波長選択手段に電源が供給されない場合には前記第１の波長帯域の光信号及び前記第２の波長帯域の光信号を透過させる内部経路を介した出力を前記第２の出力部から出力する、
    ように構成された請求項５に記載された光分岐結合装置。
  7. 　前記第４の光を分岐して一方を前記波長選択手段の前記第２の入力部に入力し、他方を第１１の光として出力可能な第２の光分岐手段と、
    　前記第１１の光の一方と前記第７の光とが入力され、前記第１１の光と前記第７の光とのいずれか一方を出力可能な第３の光切替手段と、
    を備える請求項１に記載された光分岐結合装置。
  8. 　前記波長選択手段から前記第５の光及び前記第６の光が出力される場合に、
    　前記波長選択手段は前記第１の波長帯域の光信号と前記第４の光とを含む信号を前記第５の光として出力し、前記第２の波長帯域の光信号を前記第６の光として出力し、
    　前記第１の光切替手段は前記第５の光を前記第７の光として出力し、前記第６の光を前記第８の光として出力し、
    　前記第２の光切替手段は前記第８の光を前記第９の光として出力し、
    　前記第３の光切替手段は前記第７の光を出力する、
    請求項７に記載された光分岐結合装置。
  9. 　前記波長選択手段から前記第５の光が出力されない場合に、
    　前記波長選択手段は前記第１の波長帯域の光信号と前記第４の光とを含む信号を前記第６の光として出力し、
    　前記第１の光切替手段は前記第６の光を前記第７の光として出力し、
    　前記第２の光切替手段は前記第３の光を前記第９の光として出力し、
    　前記第３の光切替手段は前記第７の光を出力する、
    請求項７又は８に記載された光分岐結合装置。
  10. 　前記波長選択手段から前記第６の光が出力されない場合に、
    　前記波長選択手段は前記第１の波長帯域の光信号と前記第４の光とを含む信号を前記第５の光として出力し、
    　前記第１の光切替手段は前記第５の光を前記第７の光として出力し、
    　前記第２の光切替手段は前記第３の光を前記第９の光として出力し、
    　前記第３の光切替手段は前記第７の光を出力する、
    請求項７乃至９のいずれか１項に記載された光分岐結合装置。
  11. 　前記第９の光に含まれる前記第１の波長帯域の光信号を分離し、分離された前記第１の波長帯域の光信号と前記第４の光とを合波した第１０の光を、前記第４の光に代えて第２の光分岐手段へ出力可能な折り返し手段をさらに備え、
    　前記波長選択手段から前記第５の光及び前記第６の光が出力されない場合に、
    　前記第２の光切替手段は前記第３の光を前記第９の光として出力し、
    　前記第３の光切替手段は前記第１１の光を出力する、
    請求項７乃至１０のいずれか１項に記載された光分岐結合装置。
  12. 　前記波長選択手段は、入力された光信号を前記第１乃至第３の波長帯域毎に合分波して出力可能なＷＳＳ（Wavelength Selective Switch）を含んで構成される、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載された光分岐結合装置。
  13. 　前記波長選択手段及び前記第１及び第２の光切替手段を制御する制御部をさらに備える、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載された光分岐結合装置。
  14. 前記第１の光を前記光分岐結合装置に送信する第１の端局と、
    　前記第７の光を前記光分岐結合装置から受信する第２の端局と、
    　前記第９の光を前記光分岐結合装置から受信し、前記第４の光を前記光分岐結合装置に送信する第３の端局とが、
    　請求項１乃至１３のいずれか１項に記載された光分岐結合装置と接続されている、
    光通信システム。
  15. 　前記第９の光に含まれる前記第１の波長帯域の光信号を分離し、分離された前記第１の波長帯域の光信号と前記第４の光とを合波した第１０の光を、前記第４の光に代えて第２の光分岐手段へ出力可能な折り返し部が、前記第３の端局と前記光分岐結合装置との間の配された、請求項１４に記載された光通信システム。
  16. 　入力された第１の波長帯域及び前記第１の波長帯域と重複しない第２の波長帯域を持つ第１の光を分岐して第２の光及び第３の光として出力し、
    　前記第２の光、及び、前記第１の波長帯域と重複しない第３の波長帯域を持つ第４の光に基づいて、
    　　　前記第２の光の前記第１の波長帯域の信号と前記第４の光との少なくとも一方を含む第５の光、及び、
    　　　前記第２の光の前記第１又は第２の波長帯域の信号と前記第４の光との少なくとも一方を含む第６の光、を生成し、
    　前記第５及び前記第６の光が入力された場合に、前記第５の光及び前記第６の光の一方を第７の光として出力し、他方を第８の光として出力し、
    　前記第３の光と前記第８の光とが入力された場合に、前記第３の光又は前記第８の光を第９の光として出力する、
    を備える光分岐結合方法。
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