JP4528922B2 - フレキシブル波長バンドアグリゲータ、デアグリゲータおよび階層的ハイブリッド光クロスコネクトシステム - Google Patents

Description

（相互参照する関連文献）
本出願は、２００４年６月１８日に出願された米国仮出願第６０／５８１，２７８号の益を請求するものであり、その内容は参照により援用される。

本出願は、２００４年３月２６日に出願された「フレキシブルバンドチューナブルフィルタ（ＦＬＥＸＩＢＬＥ ＢＡＮＤ ＴＵＮＡＢＬＥ ＦＩＬＴＥＲ）」と題する米国出願第１０／８１０，６３２号に関するものであり、該文献は参照により援用される。

本発明は、光通信に関し、特に光ネットワーク用の光クロスコネクト（ＯＸＣ）に関する。

次世代高速通信ネットワーク用の先端技術として、波長分割多重（ＷＤＭ）、またはそのバリエーションとして高密度ＷＤＭ等が用いられている。これらの内容については、例えば非特許文献１を参照されたい。この文献は参照により援用される。ＷＤＭシステムでは、複数の信号源から異なる波長が放射され、同一光媒体上で多重化される。各波長は個別のチャネルを表している。ＷＤＭネットワークの基本となるビルディングブロックは、ノードに入力される入力光信号を適切な出力ポートに送る光クロスコネクト（ＯＸＣ）である。該光クロスコネクトを構成するため、光−電気−光（ＯＥＯ）スイッチ、全光（ＯＯ）スイッチ、および全光スイッチへの移動経路として機能するハイブリッド手法を含む種々の手法が開発されている。

好ましいハイブリッドクロスコネクト構成は、「ハイブリッド階層」光クロスコネクトアーキテクチャと呼ばれものであり、「波長バンド」と呼ばれる類似のスイッチング経路を持つグループの波長を束ねる構成である。その内容は２００２年３月２０日に出願され、２００３年１０月２日に公開された特許文献１を参照されたい。その内容は参照により援用される。入力波長バンドの分離、およびＯＯまたはＯＥＯプレーンへの各バンドの割り当ては、「波長バンドデアグリゲータ／アグリゲータ（ｗａｖｅｂａｎｄ ｄｅａｇｇｒｅｇａｔｏｒ／ａｇｇｒｅｇａｔｏｒ）」（ＷＤＡ）と呼ばれるもので行われる。ＷＤＡは、固定波長フィルタを用いて波長バンドを分離し、小型スイッチを用いて各波長バンドを適切なプレーンに割り当てる。信号は、最初にＯＯスイッチを通過することなくＷＤＭからＯＥＯスイッチに直接行くことができるため、各スイッチングプレーンの利用が最大化され、ノードのスイッチング効率が向上する。
Ｍ．Ｓ．Ｂｏｒｅｌｌａ，Ｊ．Ｐ．Ｊｕｅ，Ｄ．Ｂａｎｅｒｊｅｅ，ｅｔ ａｌ．，"Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｆｏｒ ＷＤＭ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ，"Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ＩＥＥＥ，Ｖｏｌ．８５，Ｎｏ．８，ｐｐ．１２７４−１３０７，Ａｕｇｕｓｔ １９９７ 米国特許出願公開第２００３／０１８５５６５号明細書、「非一様光波長バンドアグリゲータ、デアグリゲータおよび階層的ハイブリッド光クロスコネクトシステム（ＮＯＮ−ＵＮＩＦＯＲＭ ＯＰＴＩＣＡＬ ＷＡＶＥＢＡＮＤ ＡＧＧＲＥＧＡＴＯＲ ＡＮＤ ＤＥＡＧＧＲＥＧＡＴＯＲ ＡＮＤ ＨＩＥＲＡＲＣＨＩＣＡＬ ＨＹＢＲＩＤ ＯＰＴＩＣＡＬ ＣＲＯＳＳＣＯＮＮＥＣＴ ＳＹＳＴＥＭ）」

波長バンドデアグリゲータ／アグリゲータの構成をさらに改善すること、特に、低コストおよび複雑性を保持しつつ、そのインテリジェンス、柔軟性、および汎用性を改善することが望まれている。

本発明では、改善された構成の波長バンドデアグリゲータ／アグリゲータを備える光クロスコネクト装置を提案する。本発明の第１実施例よれば、波長バンドデアグリゲータは、直列に配置された複数のフレキシブルバンドチューナブルフィルタを有する。直列に接続された各フレキシブルバンドチューナブルフィルタは、受信した光信号中の同調可能な波長バンドのチャネルをドロップすると共に、ドロップされなかったチャネルを直列に接続された次のフレキシブルバンドチューナブルフィルタに渡す。各ドロップされた同調可能な波長バンドは、波長バンドデアグリゲータによって、光クロスコネクト装置中のスイッチングプレーンの１つに送ることができる。複数のフレキシブルバンドチューナブルフィルタの協調的調整により、直列に接続されたより下位のフレキシブルバンドチューナブルフィルタによって送られた波長バンドは、単一波長バンド内に隣接しないチャネル群を含むことができる。光スイッチは、ドロップされた同調可能な波長バンドを光クロスコネクト中のスイッチングプレーンの１つに選択的に送るように設置することもできる。光クロスコネクトがｍ個の出力ポートを持つ場合、ｍ−１個のフレキシブルバンドチューナブルフィルタを使用することが好ましい。何故なら、これが出力ポートに向かう全てのチャネルを容易にグループ化する能力を提供するからである。

本発明の第２実施例よれば、波長バンドデアグリゲータは、カスケードに配置された複数のチューナブルインタリーバを有する。カスケード中の各チューナブルインタリーバは受信した光信号を２組のチャネルに分割し、各組のチャネルは、チューナブルインタリーバがどのように調整されているかに応じて、カスケード中の２つの次のチューナブルインタリーバの１つに送られる。インタリーバは同調可能であるので、異なる置換チャネル群がチューナブルインタリーバのカスケードから出力され、各チャネル群は、波長バンドデアグリゲータ／アグリゲータによって光クロスコネクトのスイッチングプレーンの１つに送られる。光スイッチは、チャネル群を光クロスコネクトのスイッチングプレーンの１つに選択的に送るように配置することもできる。ｎ個のカスケード中の

個のチューナブルインタリーバの完全なセットは、入力信号を２ⁿのチャネル群に好都合に分離することができる。

本発明の第３実施例よれば、光クロスコネクトアーキテクチャは全光スイッチを含まずに、むしろ波長バンドを上述の改善された波長バンドアグリゲータから種々の出力ポートへ送る、本発明者らがファイバーインターコネクトマトリクスと呼ぶものを含んでいる。その結果、スイッチング機能がコアスイッチから波長バンドデアグリゲータに移行し、それによりノードのコストおよび信頼性を改善できた。さらに、ファイバーインターコネクトマトリクスは、平面光波回路、多ポート周波数多重化技術、および光遅延線のような好都合な技術を統合できる。ファイバーインターコネクトマトリクスは、内部に直接組み込まれるカプラおよびスプリッタのような装置を備えることが可能であり、それによってマルチキャスティングなどの能力を付加できる。

これらおよびその他の本発明の効果は、以下の詳細な説明および添付の図面を参照することにより通常の当業者に明白になるであろう。

本発明によれば、波長バンドデアグリゲータ／アグリゲータの構成、特に、低コストおよび複雑性を保持しつつ、そのインテリジェンス、柔軟性、および汎用性を改善できる。

図１は本発明の実施例に適したハイブリッド階層光クロスコネクト（ＯＸＣ）ノード１００の図である。ＯＸＣノード１００は、いくつかの入力ポート１０１，．．．，１０４及び出力ポート１１１，．．．，１１４を有する。各ポートは、ＷＤＭ方式で使用される場合、例えば異なる波長のいくつかのチャネルを多重化した光信号の伝送を容易に可能にする。複数の波長バンドデアグリゲータ／アグリゲータ（ＷＤＡ）１２１，．．．，１２４は、光信号をいくつかの波長バンドに分割するのに使用され、各波長バンドは１つまたは２以上のチャネルを有する（またはチャネルを有しない）。異なる波長バンドは、図１に示すように、ファイバーダイレクトコネクト（ＦＤＣ）１４０または異なるスイッチングプレーンに、すなわち、例えば全光（ＯＯ）スイッチ１５０または光−電気−光（ＯＥＯ）スイッチ１６０に送ることができる。スイッチングプレーンの１つで処理した後（またはＦＤＣプレーンを使用した後）、カプラ群、または図１に示すように、対応するＷＤＡ１３１，．．．，１３４群を使用して、波長バンドを出力ポート１１１，．．．，１１４に送られる光信号として集約する。本明細書は、主に波長バンドデアグリゲータ／アグリゲータ１２１，．．．，１２４、１３１，．．．，１３４のデザインを対象としている。

図２Ａおよび２Ｂは、従来技術の波長バンドデアグリゲータ／アグリゲータの構成を簡略化した概略図である。波長バンドの分離に固定フィルタ２１１、２１２、２１３、２１４群を使用しているため、波長バンドの割り当てを予め設定されたノードにしか使用できないという理由により発明者らは「固定」ＷＤＡと呼ぶ、第一世代の構成を図２Ａに示している。図２Ａに示す構成では、限定された設定可能性を与える１×２光スイッチ２２１を備えている。このアーキテクチャは、ネットワークトラフィックパターンにいくつかの制限を課し、ノードのスループットは、トラフィックパターンが変わることで既存の波長バンド分離体系が適切でなくなった場合に制限される可能性がある。図２Ｂは、「再設定可能な」波長バンドデアグリゲータ／アグリゲータ２５０を示している。各再設定可能なＷＤＡ２５０は、内部設置された２組以上の波長バンドセパレータを有しているため、デアグリゲータの分離体系が再設定可能になる。ＷＤＡは複数群の固定フィルタ２６１，．．．，２６４、２７１，．．．，２７４を使用しており、このフィルタ群は、予想される数種類のトラフィックパターンに対応するように予め設定されている。光スイッチ２８０を使用して適切な構成（フィルタ群）を選択し、所定時にノードで入力信号を処理する。設定可能性をさらに提供するために、１×２光スイッチアレイ２９１，．．．，２９５が使用される。この手法の欠点の１つは、どの分離体系を使用するかを選択するのに多くの波長バンド分離用フィルタおよび多くのスイッチが必要なことである。再設定可能なＷＤＡは、スループットの改善を可能にするが、波長バンド分離体系はなお予め設定されるものであり、設置後に変更することができないため、その改善は依然として限定されたものになる。

図３は、本発明の実施例として合致する、フレキシブル波長バンドデアグリゲータ／アグリゲータ３００の構成要素の概略図である。図３に示すように、フレキシブル波長バンドデアグリゲータ／アグリゲータ３００は、発明者らがフレキシブルバンドチューナブルフィルタ（「ＦＢＴＦ」）３１１、３１２、３１３、３１４と呼ぶ複数の革新的なチューナブル構成要素を有している。フレキシブルバンドチューナブルフィルタの構成および動作は、２００４年３月２６日に出願された「フレキシブルバンドチューナブルフィルタ（ＦＬＥＸＩＢＬＥ ＢＡＮＤ ＴＵＮＡＢＬＥ ＦＩＬＴＥＲ）」と題する、同時係属中の同一出願人による米国特許出願番号第１０／８１０，６３２号に詳述されており、その内容は参照により援用される。各フレキシブルバンドチューナブルフィルタは、発明者らがチューナブル「エッジ」フィルタと呼ぶ１つのペアを有し、該チューナブルエッジフィルタは、それぞれの通過帯域のエッジの上または下にある光信号中の選択された範囲のチャネルをドロップする役目を行う。このエッジフィルタのペアは、フレキシブルバンドチューナブルフィルタの立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジを規定する。２つのチューナブルエッジフィルタの通過帯域の交差部分が、フレキシブルバンドチューナブルフィルタの通過帯域となる。図６はフレキシブルバンドチューナブルフィルタ構成要素の動作を示している。図６Ａに示すように、フレキシブルバンドチューナブルフィルタ６１０は、初めに光信号６０１から７つの隣接チャネル６０２をドロップするように調整されるが、残りのチャネル６０３は直列に接続された次のフィルタに送られる。図６Ｂでは、フレキシブルバンドチューナブルフィルタ６１０は、光信号６０１から３つの隣接チャネル６０５をドロップするように再度調整されるが、残りのチャネル６０６は直列に接続された次のフィルタに送られる。このようにフレキシブルバンドチューナブルフィルタを使用して、任意の単一チャネルまたは複数の隣接したチャネル（波長バンド）を動的に選択して濾波することが可能であり、または全スペクトルを反射させることで透過ポートに光信号がないようにすることもできる。

図３に示すように、波長バンドデアグリゲータ／アグリゲータ３００は、直列に配置されたフレキシブルバンドチューナブルフィルタ群３１１、３１２、３１３、３１４を有しており、各フレキシブルバンドチューナブルフィルタは、特定の波長バンドのチャネルを動的に選択できる。フレキシブルバンドチューナブルフィルタ３１１、３１２、３１３、３１４は、直列に接続されている。該構成により、隣接しないチャネルを１つの波長バンドに容易にグループ化できる。ネットワークルーティングが、チャネル１から４およびチャネル９から１２をある出力に切り替え、チャネル５から８を他の出力に切り替える必要がある例を考える。従来技術の波長バンドデアグリゲータ／アグリゲータの構成では、均一でない波長バンドに対処できるが、各波長バンドは一般に隣接チャネルに制限されており、チャネル１から４およびチャネル９から１２を単一波長バンドにグループ化することは一般的に可能ではなかった。しかしながら、本発明の構成はこの制限を著しく緩和するものである。直列に接続された第１のフレキシブルバンドチューナブルフィルタ３１１は、チャネル５から８をドロップするように調整可能であり、直列に接続された第２のフレキシブルバンドチューナブルフィルタ３１２はチャネル１から１２をドロップするように調整可能である。したがって、第１のフレキシブルバンドチューナブルフィルタ３１１は、第１の出力に送ることができるチャネル５から８をドロップすることになる。第２のフレキシブルバンドチューナブルフィルタ３１２は、フレキシブルバンドチューナブルフィルタ３１１によってドロップされなかったチャネルを全て受け取り、続いてこのチャネル群からチャネル１から１２をドロップする。しかし、チャネル５から８は、第１のフレキシブルバンドチューナブルフィルタ３１１によって既に濾波されているので、チャネル１から４および９から１２だけが第２のフレキシブルバンドチューナブルフィルタ３１２の出力に到達することになる。このような操作は単純なフィルタ群だけでは実現することができない。フレキシブルバンドチューナブルフィルタ３１１、３１２、３１３、３１４を使用することにより、各波長バンドに任意の波長における任意の数の入力チャネルを含むことができる。したがって、多くの種類の波長バンドの組み合せを設定できる。

なお、図３では４つのフレキシブルバンドチューナブルフィルタ３１１、３１２、３１３、３１４を示しているが、該構成はそれに限定されるものではないことに留意されたい。本発明では、任意の数のフレキシブルバンドチューナブルフィルタを、波長バンドデアグリゲータ／アグリゲータの動作仕様の必要性に応じて使用できる。但し、ノードがｍ個の出力ポートを有する場合、ｍ−１個のフレキシブルバンドチューナブルフィルタを用いることが好ましい。その理由は、このことが各出力ポートへ共に行く全てのチャネルを容易にグループ化する能力を提供するからである。したがって、図３に示すように、４つのフレキシブルバンドチューナブルフィルタ３１１、３１２、３１３、３１４は、３５１、３５２、３５３、３５４、３５５の５つの同調可能な波長バンドを生成することができる。波長バンドデアグリゲータ／アグリゲータ３００は、光信号３０１中の入力チャネルを波長バンドにグループ化した後、ドロップしたチャネルの各波長バンドを階層的光クロスコネクト内の１つのプレーンへ送出する。波長バンドデアグリゲータ／アグリゲータを構成する際に考慮すべき重要事項は、出力点で信号の光学性能を評価することである。フレキシブルバンドチューナブルフィルタ３１１、３１２、３１３、３１４は、直列に接続されているため、直列に接続された下位のフィルタで信号が受ける光損失は、直列に接続された上位のフィルタ内にあるチャネルよりも大きくなる。したがって、多数のフレキシブルバンドチューナブルフィルタを使用する場合は、光パワーを適切に制御することが望ましい。このような問題は、可変光減衰器（ＶＯＡ）を使用することで対処できる。

図４及び５は、どのプレーンに波長バンド出力を送るかに関して柔軟性を付加するための他の実施例を示している。図４に示すように、１×２光スイッチ４２１，．．．，４２４を備えることにより、ドロップされた波長バンドを階層的光クロスコネクトの２つの異なるプレーンのうちの１つに選択的に送ることができる。

図５は、１×２光スイッチを使用しない他の実施例を説明している。さらに正確に言えば、波長バンドデアグリゲータ／アグリゲータ５００は、フレキシブルバンドチューナブルフィルタ５１１、５１２、５１３、５１４と直列に接続される、いくつかの２×２光スイッチ５２１、５２２、５２３を備えている。これら２×２スイッチ５２１、５２２、５２３は、単一の波長バンド内に隣接しないチャネルを備える性能まで著しく拡張する。図５に示すように、直列に接続されたｘ番目のフレキシブルバンドチューナブルフィルタで選択された波長バンドは、２×２スイッチの設定に応じて、ｘ≠ｙであるｙ番目の出力ポートに行くことができる。直列に接続された最後のフレキシブルバンドチューナブルフィルタ５１４を通過して残った残留チャネルは、階層的光クロスコネクトの特定のプレーン、例えば図５に示すＯＥＯスイッチングプレーンに出力することができる。どのチャネルもＯＥＯ操作を必要としない場合、入力チャネルを全てフレキシブルバンドチューナブルフィルタ５１１、５１２、５１３、５１４によって濾波し、ＯＥＯ経路を空いたままにすることができる。図５に示した実施例では、１×２スイッチアレイを持つ従来技術の構成と異なり、波長バンドをより柔軟に選択できる。

上述した波長バンドデアグリゲータ／アグリゲータ構成の柔軟性により、波長バンドデアグリゲータ／アグリゲータは、コア光スイッチのスイッチング機能のいくつかを行うことができる。なお、従来技術の構成では、各波長バンドが切り替えられることによる出力先について指示がなく（ＦＤＣへ行く波長を除いてスイッチングが必要ないからである）、スイッチングはＯＯおよびＯＥＯプレーンによって制御され実施されていることに留意されたい。フレキシブル波長バンドデアグリゲータ／アグリゲータの構成により、各波長バンドの出力先は、装置内部で予め決定することができる。さらに、所与の光ファイバー内のＯＥＯプレーンのような特定のプレーンに行く全てのチャネルが、フレキシブル波長バンドデアグリゲータ／アグリゲータにより共にグループ化されるので、ファイバー当たり１つの波長バンドしかＯＥＯスイッチに行く必要がなく、それは、セレクタに必要な入力ポート数を著しく低減させる。

フレキシブル波長バンドデアグリゲータ／アグリゲータは従来技術のＷＤＡ構成に対してよりインテリジェントでもある。波長バンドは、ノードのトラフィックニーズの変化に応じて動的に選択される。これにより、波長バンド分離体系のリアルタイムな再構成が可能になる。これはほとんど全てのトラフィックパターンを処理することができ、少数の予め定められた構成に限定されない。最も予測可能な波長バンド分離シナリオは容易に達成できる。処理できる波長バンド分離体系の数は基本的に無制限である。この柔軟性が、特にトラフィックパターンが絶えず変化するネットワークにおいて、光クロスコネクトノードのスループットを最大化する。さらに、ここで示した波長バンドデアグリゲータ／アグリゲータの構成は、従来技術の再設定可能な構成で必要であったフィルタおよび光スイッチの数を減少させると共に、一層の柔軟性およびインテリジェンスを提供する。

図７は、本発明の他の実施例による、フレキシブル波長バンドデアグリゲータ／アグリゲータ７００の他の構成の構成要素の概略図である。この実施例では、上述したＷＤＡ構成とは異なる波長バンド分離機構を用いている。図７に示すように、この構成のフレキシブル波長バンドデアグリゲータ／アグリゲータ７００は、発明者らが「チューナブルインタリーバ」７１１、７１２、７１３と呼ぶ複数の革新的なチューナブル構成要素を有する。チューナブルインタリーバの構成および動作は、２００４年３月２６日に出願された、同時係属中の同一出願人による米国特許出願番号第１０／８１０６３２号により詳しく説明され、その内容は参照により援用される。チューナブルインタリーバは、例えば、ここで開示すように、温度調整技術を使用して構成することができる。

図８は、チューナブルインタリーバの動作例を示している。一般に、インタリーバは、櫛状フィルタを備えた受動光デバイスであり、入力光信号８０１を各々等間隔のチャネルから成る２つの出力８０２、８０３に分離できる。出力における２つの隣接する通過帯域の中心間のスペクトル間隔（「自由スペクトル領域」または「ＦＳＲ」）は、各通過帯域のスペクトル幅の２倍であり、通常５０ＧＨｚ、１００ＧＨｚ、２００ＧＨｚ、またはその他の値に設定される。チューナブルインタリーバ８１０は、製造時に固定された出力スペクトルを持つ従来技術のインタリーバとは異なり、装置にスペクトル調整能力を備えている。該チューナブルインタリーバ８１０では、２つの出力の各々が、代替の方法によりスペクトルの半分が処理され、各通過帯域の幅（ローブ）は調整プロセス中にできるだけ変化しない（通過帯域幅が調整によって変えられるフレキシブルバンドチューナブルフィルタと異なり）。但し、図８Ａ、８Ｂおよび８Ｃに示すように、これらの２つの出力間のスペクトル分割位置は連続的に調整できる。調整範囲は、１つの周期の全体に渡る、すなわちインタリーバのＦＳＲよりも大きいことが好ましい。２つの出力間の分割波長（したがって分割周波数）は、もはや固定された値（例えば、ＩＴＵ−Ｔ標準によって指定されるような）ではなくなり、代わって実際には任意の値に変更できる。ある調整位置では、図８Ａ及び８Ｂに示すように、チューナブルインタリーバ８１０の２つの出力を完全に切り替えることができる。したがって、任意の一方の出力ポートは、全ての偶数チャネル、全ての奇数チャネル、または任意の中間チャネルを含むことができるが、他方の出力ポートはその補完スペクトルを持つ。このように、チューナブルインタリーバを使用することで、５０ＧＨｚ、１００ＧＨｚ、２００ＧＨｚ、４００ＧＨｚのような異なるチャネル間隔で、偶数チャネルから奇数チャネルを分離できる。

再び図７を参照すると、フレキシブル波長バンドデアグリゲータ／アグリゲータの構成において、チューナブルインタリーバ７１１、７１２、７１３はカスケードに接続される。本発明では、異なる自由スペクトル領域（ＦＳＲ）を持つチューナブルインタリーバをカスケードに接続することで、波長バンド分離の種々の変更を達成できる。図９は、チューナブルインタリーバによって実施される、波長バンド分離動作を示している。チューナブルインタリーバ９１１をスペクトル的に調整し、光信号を第１の出力にチャネル「ａ」および「ｂ」の両方を含む通過帯域と、第２の出力にチャネル「ｃ」および「ｄ」を含む通過帯域とに分割する。チューナブルインタリーバ９１２は、チューナブルインタリーバ９１１からの第１の出力を受け取ってスペクトル的に調整し、図９に示すように、光信号をそれぞれの出力でチャネル「ａ」および「ｂ」に分割する。同様に、チューナブルインタリーバ９１３は、チューナブルインタリーバ９１１からの第２の出力を受け取ってスペクトル的に調整し、光信号をそれぞれの出力でチャネル「ｃ」および「ｄ」に分割する。さらに、図９に示すように、チューナブルインタリーバ９１１、９１２、９１３を調整することで、出力するチャネルを変えることができる。図７および図９では、３つのチューナブルインタリーバを備えた例を示しているが、本発明はそれに限定されるものではない。ｎ個のカスケードを持つチューナブルインタリーバの完全なセットは、

個のチューナブルインタリーバを暗黙に含み、そのようなチューナブルインタリーバの配置は、入力信号を２ⁿの波長バンドに分離できる。

図７に示すように、光信号を階層的光クロスコネクトの種々のプレーンに選択的に送る、迅速な能力を付加的に提供する２×２スイッチ７２０および／または１×２スイッチ７３０を設けることは好都合である。

なお、この実施例によって得られる波長バンドは、上述した他の実施例から得られる波長バンドと比較して非常に異なる特性を有することに留意されたい。図７に示した構造では、分離された波長バンドの各々は同数のチャネルを有し、したがって、それらは一様な波長バンドであり（必要に応じてフィルタを付加することで、非一様な波長バンドを得ることができる）、各波長バンド内のチャネルは隣接していない。それらはチャネルスペクトル内で均等に離間している。隣接チャネル間の距離は、カスケードのレベル数およびインタリーバの自由スペクトル領域により決定される。このように、フレキシブルバンドチューナブルフィルタを使用したフレキシブル波長バンドデアグリゲータ／アグリゲータの構成は、波長バンド分離という点においてさらに大きな柔軟性を持つが、その理由は、チューナブルインタリーバに基づくフレキシブル波長バンドデアグリゲータ／アグリゲータは、入力チャネルを、等しい大きさの波長バンドに分離するからである。したがって、あるチャネルをＯＥＯプレーンに切り替える必要がある場合、その波長バンド内の他の全てのチャネルも共に切り替わる必要がある。但し、チューナブルインタリーバに基づくフレキシブルＷＤＡもその利点を有している。例えば、同じ大きさのフレキシブルＷＤＡに対して、チューナブルインタリーバに基づくフレキシブルＷＤＡで必要となる２×２スイッチの数は、フレキシブルバンドチューナブルフィルタに基づくフレキシブルＷＤＡで必要となる数よりも少なくなる。さらに、フレキシブルＷＤＡのフレキシブルバンドチューナブルフィルタの構成要素が機械的な調整を使用する場合、これは、温度調整を使用するような可動部品なしで実現できるチューナブルインタリーバと比較して不利である。これらの２つの手法によって分離された波長バンドの異なる特性により、異なったネットワークレベルの波長割り当て体系が必要になる。

上述のように、開示した波長バンドデアグリゲータ／アグリゲータの構成の能力は、コア光スイッチのスイッチング機能を果たすことができる。図１０および１１は、この能力を利用した光クロスコネクトの構成例を示している。

図１０において、光クロスコネクトは、上記機能を実現する、複数のフレキシブル波長バンドデアグリゲータ１０２１、１０２２を有する。フレキシブル波長バンドデアグリゲータ１０２１、１０２２は、図１０ではフレキシブルバンドチューナブルフィルタで構成される例を示しているが、上記のようにチューナブルインタリーバを用いても容易に構成できる。フレキシブル波長バンドデアグリゲータ１０２１、１０２２は、入力ポート１００１、１００２で光信号をそれぞれ受け取り、該光信号から波長バンドを同調可能に選択し、出力ポート１０１１、１０１２のいずれか、またはＯＥＯスイッチ１０６０に導くことができる。なお、図１０に示した光クロスコネクトは、全光スイッチを持たないことに留意されたい。上記図１の説明時に示したＯＯプレーン１５０およびＦＤＣプレーン１４０を思い起こされたい。図１０において、提案する静的コアＯＯプレーンは、ＦＤＣプレーンと統合され、発明者らが「ファイバーインターコネクトマトリクス」（ＦＩＭ）１０５０と呼ぶ新しいプレーンが形成される。ファイバーインターコネクトマトリクス１０５０は、フレキシブル波長バンドデアグリゲータ１０２１、１０２２を、光クロスコネクト１０１１、１０１２の出力に接続する光経路を提供する。同一出力に送られた異なる波長バンドは、例えば図１０に示すように、カプラ１０３１、１０３２によって集約できる。なお、図１０に示した光クロスコネクトは、２×２動作が可能であるが、この構成は２×２動作に限定されるものではないことは明白であり、任意の数の入力／出力ポートおよびフレキシブルバンドデアグリゲータを含むことができることに留意されたい。

ファイバーインターコネクトマトリクス１０５０は、従来のファイバーダイレクトコネクトプレーンとは異なり、一連の好都合な範囲の技術で利用することができる。例えば、ファイバーインターコネクトマトリクスは、平面光波回路（ＰＬＣ）技術および多ポート周波数多重化技術で利用することができる。これらの技術は、多くの光経路を小さなフットプリントに集約することができる。また、ファイバーインターコネクトマトリクスは、内部に直接組み込まれるカプラおよびスプリッタのような装置に備えることが可能であり、その結果、マルチキャスティングなどの能力を光クロスコネクトノードの透過部分に付加することもできる。ファイバー遅延線（ＦＤＬ、しばしば当技術分野で光遅延線またはＯＤＬと呼ばれる）のような構成要素もファイバーインターコネクトマトリクスプレーン内に統合でき、それによってファイバーインターコネクトマトリクスプレーンの制御機能を時間領域にまで拡張できる。

スイッチング機能をフレキシブル波長バンドデアグリゲータ１０２１、１０２２に移行することにより、光クロスコネクトのコア部分を静的にすることができる。このアーキテクチャは、スイッチング負荷を分散するので、もはや大規模なスイッチは不要となる。フィルタリングおよびスイッチングを統合することにより構成要素数を低減することができ、それにより光クロスコネクトのノードを、より低コストで、かつ良好な信頼性で実現できる。図１０に示したアーキテクチャは、現在の市場では主としてＭＥＭＳ技術に基づく大規模コア全光スイッチの需要に先行している。ＭＥＭＳ技術が、光部品分野において特に大規模２Ｄおよび３ＤＭＥＭＳ製品に対して、まだ成熟していないことはよく知られている。大規模ＭＥＭＳスイッチの欠点としては、物理的振動、湿度、疲労の影響を受けやすいこと、ポートツーポートの反復性および均一性に劣ること、および比較的スイッチング速度が遅く価格が高いことが挙げられる。

図１１に、プロテクションの分担能力をどのように組み込むかを示す光クロスコネクトの構成を示している。図１１の点線で示したプロテクションのための付加経路を助成する、付加フレキシブル波長バンドデアグリゲータ１１２５および種々のスイッチが提供される。

以上、本発明の代表的な図面および特定の実施例を説明し例示してきたが、本発明の範囲は、説明した特定の実施例に限定されないことを理解されたい。したがって、実施例は限定的ではなく例示的なものであると見なされるべきであり、当業者であれば、以下の請求の範囲に記載される本発明の範囲、ならびにその構造的および機能的同等物から逸脱することなく、これら実施例の変形例を作成できることが理解されるべきであろう。

図１は本発明の実施例に適したハイブリッド階層光クロスコネクトの図である。 図２Ａ及び２Ｂは波長バンドデアグリゲータ／アグリゲータの従来技術の構成である。 図３は、本発明の実施例として合致する、波長バンドデアグリゲータの構成要素の概略図である。 図４は、本発明の他の実施例として合致する、波長バンドデアグリゲータの構成要素の概略図である。 図５は、本発明の他の実施例として合致する、波長バンドデアグリゲータの構成要素の概略図である。 図６は、波長バンドデアグリゲータ／アグリゲータのフレキシブルバンドチューナブルフィルタ構成要素の動作を示している。 図７は、本発明の他の実施例として合致する、波長バンドデアグリゲータ／アグリゲータの構成要素の概略図である。 図８は、波長バンドデアグリゲータ／アグリゲータのチューナブルインタリーバの構成要素の動作を示している。 図９は、図６に示した実施例によって実施される波長バンド分離を示している。 図１０は、本発明の他の態様による他の実施例の階層的光クロスコネクト構成の図である。 図１１は、図１０に示した構成に分担プロテクションを組み込む方法を示している。

符号の説明

１０１−１０４ 入力ポート
１１１−１１４ 出力ポート
１２１−１２４、１０２１、１０２２、１１２１、１１２２１１２５ フレキシブル波長バンドデアグリゲータ
１３１−１３４ フレキシブル波長バンドアグリゲータ
１４０ ファイバーダイレクトコネクト
１５０ ＯＯスイッチ
１６０、１０６０、１１６０ ＯＥＯスイッチ
２６１−２６４、２７１−２７４ 固定フィルタ
２８０ 光スイッチ
２９１−２９５ １×２光スイッチアレイ
３１１−３１４、６１０ フレキシブルバンドチューナブルフィルタ
４２１−４２４ １×２光スイッチ
５１１−５１４ フレキシブルバンドチューナブルフィルタ
５２１−５２３ ２×２光スイッチ
７１１−７１３、８１０、９１１−９１３ チューナブルインタリーバ
７２０ ２×２スイッチ
７３０ １×２スイッチ
１０３１、１０３２、１１３１、１１３２ カップラ
１０５０、１１５０ ファイバーインターコネクトマトリクス

Claims (20)

1. １つまたは２以上のプレーンと、
   １つまたは２以上の波長バンドデアグリゲータと、
   を有し、
   各波長バンドデアグリゲータは、
   直列に接続された複数のフレキシブルバンドチューナブルフィルタをさらに有し、
   前記直列に接続された各フレキシブルバンドチューナブルフィルタは、
   受け取った光信号中の同調可能な波長バンドのチャネルをドロップすると共にドロップされなかったチャネルを前記直列に接続された次のフレキシブルバンドチューナブルフィルタに渡し、各ドロップされた同調可能な波長バンドを前記プレーンの１つに送ることが可能であり、
   単一波長バンド内のプレーンの１つに隣接しないチャネル群を送ることが可能である光クロスコネクト装置。
2. 前記波長バンドデアグリゲータは、
   １つまたは２以上の光スイッチを有し、
   前記光スイッチは前記ドロップされた波長バンドを前記プレーンの１つに選択的に送るのに使用される請求項１記載の光クロスコネクト装置。
3. 前記光スイッチは１×２光スイッチである請求項２記載の光クロスコネクト装置。
4. 前記光スイッチはアレイ状に配置された２×２光スイッチである請求項２記載の光クロスコネクト装置。
5. 可変光減衰器が、直列に接続されたフレキシブルバンドチューナブルフィルタに取り付けられた請求項１記載の光クロスコネクト装置。
6. 前記プレーンの１つは全光スイッチである請求項１記載の光クロスコネクト装置。
7. 前記プレーンの１つはＯＥＯスイッチである請求項１記載の光クロスコネクト装置。
8. 前記プレーンの１つはファイバーダイレクトコネクトである請求項１記載の光クロスコネクト装置。
9. 前記プレーンの１つは、
   ファイバーインターコネクトマトリクスである請求項１記載の光クロスコネクト装置。
10. １つまたは２以上のプレーンと、
    １つまたは２以上の波長バンドデアグリゲータと、
    を有し、
    各波長バンドデアグリゲータは、カスケードに配置されたチューナブルインタリーバをさらに有し、前記カスケード中の各チューナブルインタリーバは受信した光信号を２組のチャネルに分割し、各組のチャネルは前記カスケード中の次のチューナブルインタリーバに送られることにより複数のチャネル群を出力し、各チャネル群は前記プレーンの１つに送られる光クロスコネクト装置。
11. 前記バンドアグリゲータは、
    １つまたは２以上の光スイッチをさらに有し、
    前記光スイッチは、
    前記チャネル群を前記スイッチングプレーンの１つに選択的に送るのに使用される請求項１０記載の光クロスコネクト装置。
12. 前記プレーンの１つは全光スイッチである請求項１０記載の光クロスコネクト装置。
13. 前記プレーンの１つはＯＥＯスイッチである請求項１０記載の光クロスコネクト装置。
14. 前記プレーンの１つはファイバーダイレクトコネクトである請求項１０記載の光クロスコネクト装置。
15. 前記プレーンの１つはファイバーインターコネクトマトリクスである請求項１０記載の光クロスコネクト装置。
16. ファイバーインターコネクトマトリクスと、
    １つまたは２以上のフレキシブル波長バンドデアグリゲータと、
    を有し、
    各フレキシブル波長バンドデアグリゲータは、
    入力光信号を複数の同調可能な波長バンドに分割し、
    各同調可能な波長バンドは、
    前記フレキシブル波長バンドデアグリゲータにより、前記ファイバーインターコネクトマトリクスを通って複数の出力ポートの１つに送られる光クロスコネクト装置。
17. 前記フレキシブル波長バンドデアグリゲータは、直列に接続されたフレキシブルバンドチューナブルフィルタで構成されている請求項１６記載の光クロスコネクト装置。
18. 前記フレキシブル波長バンドデアグリゲータは、カスケードチューナブルインターリーバで構成されている請求項１６記載の光クロスコネクト装置。
19. ＯＥＯスイッチをさらに有し、
    前記フレキシブル波長バンドデアグリゲータは、前記同調可能な波長バンドの１つを前記ＯＥＯスイッチに送る請求項１６記載の光クロスコネクト装置。
20. 前記ファイバーインターコネクトマトリクスは、
    マルチキャスティングを、ファイバーインターコネクトマトリクスを通る少なくとも１つの波長バンドの経路に供給する請求項１６記載の光クロスコネクト装置。

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