JP5850313B2 - 波長群光パスクロスコネクト装置 - Google Patents

Description

本発明は、光ネットワークに設けられ、入力された光信号を所望の出力ポートから出力させるとともに終端処理を行うことが可能な光パスクロスコネクト装置に関するものである。

たとえば、所定の通信波長帯のたとえば１００ＧＨｚ毎に分割された複数個の波長チャネル(wave channel or light path)にそれぞれ対応する複数の波長毎にＧＨｚからＴＨｚオーダの所定のビットレートの光信号が合波された１群の波長群が複数群たとえばＭ群含む波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）光が、所定のノードから他の複数のノードへ複数本(ｎ本：各ノード間で一定でなくて構わない)ずつの光入力ファイバおよび光出力ファイバを介して並列的に伝送される光ネットワークが知られている。また、このような光ネットワークにおいて波長群単位で方路切換し或いは波長単位で方路切換(ルーティング)を行うノードでは、そのノードが目的地である信号に対して、ルータ等を用いて電気的信号と波長単位の光信号との間の信号変換を行う電気レイヤＥＬに対して、上記ｎ本の光入力パスファイバを介して伝送されてきた波長群中にそれぞれ含まれるｍ個の波長チャンネルから所定波長の光信号を抽出してドロップさせ、或いは、電気信号から所定のルータで変換された光信号を所定の光パス内ファイバ内の波長分割多重光へ加入(アド)するための、比較的大規模な多入力多出力光スイッチ装置である光マトリックススイッチ装置が用いられる。特許文献１には、その一例が記載されている。

ところで、上記ノードとして、たとえば図８および図９にそれぞれ示す光パスクロスコネクト装置が提案されている。図８の光パスクロスコネクト装置は、波長選択スイッチベースの１階層クロスコネクト構成で構成されており、Ｋ本の光入力ファイバＦi1〜ＦiK毎に設けられて、それら光入力ファイバＦi1〜ＦiKからの波長分割多重光を構成する波長から複数本(たとえばＫ本)の光出力ファイバＦo1〜ＦoKのうちの任意の光出力ファイバへ向かう波長を選択するＫ個の１×Ｋ波長選択スイッチＷＳＳと、複数本(Ｋ本)の光出力ファイバＦo1〜ＦoK毎に設けられ、Ｋ個の１×Ｋ波長選択スイッチＷＳＳからそれぞれ出力される波長を合波してＫ本の光出力ファイバＦo1〜ＦoKのうち、その波長が指向する所望の光出力ファイバへ出力するＫ個のＫ×１光合流器ＷＢＣとを備えている。図８に示す光パスクロスコネクト装置は、Ｋ×１光合流器ＷＢＣが上記１×Ｋ波長群選択スイッチＷＳＳと同様に構成されて逆方向に用いられたものであり、入出力が反転しても同じ機能を出すことができる対称構造に構成されている。また、図９に示す光パスクロスコネクト装置は、図８に示す光パスクロスコネクト装置と比較して、Ｋ×１光合流器ＷＢＣが光カプラにより構成されている点で相違し、他は同様に構成されている。図９に示す光パスクロスコネクト装置は、非対称構造に構成されており、Ｋ×１光合流器ＷＢＣが光カプラで構成されるが光合流器ＷＢＣの損失が大きいという特徴がある。図８および図９に示す光パスクロスコネクト装置では、電気レイヤＥＬのルータから所定波長で送信されるアド信号をＫ本の出力ファイバＦo1〜ＦoKのうちそのアド信号が指向する所望の光出力ファイバ内の波長分割多重光へ加えるためのアド用１×Ｋ波長選択スイッチＷＳＳが設けられている。また、光入力ファイバＦi1〜ＦiKからの波長分割多重光に含まれる所定波長のドロップ信号を電気レイヤＥＬの所望のルータへドロップさせるためのドロップ用Ｋ×１光合流器ＷＢＣが設けられている。

図８および図９に示される光パスクロスコネクト装置では、それに用いられている波長選択スイッチは、Ｋ個の１×Ｋ波長選択スイッチＷＳＳから構成され、光ファイバの本数Ｋが１００本であるとすると、１００個の１×１００波長選択スイッチが必要となる。しかし、波長選択スイッチは、現状では、図１０に示す三次元ＭＥＭＳ光スイッチで構成された波長選択スイッチで構成されるか、或いは、図１１に示す、Ｋ本の光入力ファイバ毎に設けられてそれぞれ入力される波長分割多重光を波長毎に分波するＫ個の分波器と、Ｋ個の分波器で分波された波長毎に方路切換を行うＫ×ｍ個（ｍはファイバ当たりの波長数）の１×Ｋ光スイッチと、それらの１×Ｋ光スイッチからの出力波長をそれぞれ受けて合波し、Ｋ本の光出力ファイバの各々へ出力するＫ×ｍ個のＫ×１合波器とで構成される。このため、上記Ｋ個の１×Ｋ波長選択スイッチをたとえば、図１０に示すような機械的要素を含む三次元ＭＥＭＳ光スイッチで構成された波長選択スイッチで構成しようとすると、Ｋ本の入光出力ファイバの他に、分光用グレーティングおよび集光レンズの他、１光入力ファイバ当たりの波長数ｍ個のマイクロミラーおよびそれを駆動するアクチュエータを必要とするため、装置が複雑且つ大規模となり、価格的にも極めて高価であるという問題があった。また、図１１に示す、Ｋ個の分波器で分波された波長毎に方路切換を行うＫ×ｍ個（ｍはファイバ当たりの波長数）の１×Ｋ光スイッチと、それらの１×Ｋ光スイッチからの出力波長をそれぞれ受けるＫ個のＫ×１合波器とで構成する場合には、プレーナ光導波回路(ＰＬＣ)技術を用いて単一の基板上に集積化できるという可能性があるが、１×Ｋ×ｍ光スイッチが多数の光素子で構成されるため、光の損失が大きく、これも実用が困難であるという問題があった。

特開２００８−２５２６６４号公報

これに対して、図１２および図１３に示す波長群選択スイッチと波長選択スイッチの２階層クロスコネクトスイッチ構成を有する光パスクロスコネクト装置を考えることができる。この図１３の光パスクロスコネクト装置は、図１２の光パスクロスコネクト装置に比較して、入出力が反転し、名称が相違するだけで、相互に同様に構成されているため、その構成の説明は省略する。図１２の光パスクロスコネクト装置は、波長群単位で方路切換を行う波長群クロスコネクト部ＢＸＣと、主として波長群の組み替えのために波長単位で方路切換を行う波長クロスコネクト部ＷＸＣとから２段に構成されている。波長群クロスコネクト部ＢＸＣは、Ｋ本の光入力ファイバFi1〜FiKからそれぞれ入力された波長分割多重光からそれに含まれる波長のうち同じ方路のものをそれぞれ選択するＫ個の波長群選択スイッチＷＢＳＳ1〜ＷＢＳＳKと、それら波長群選択スイッチＷＢＳＳ1〜ＷＢＳＳKから出力された波長群を合波してＫ本の光出力ファイバFo1〜FoKへそれぞれ出力する、たとえば光カプラから成る合流器ＰＣB1〜ＰＣBkと、波長群中の光信号を波長単位で組み変えるために或いは光信号をドロップさせるために波長群選択スイッチＷＢＳＳ1〜ＷＢＳＳKに選択されたその光信号を含む波長群を合波して波長クロスコネクト部ＷＸＣへ出力する合流器ＰＣD1〜ＰＣDKとを備えている。また、上記波長クロスコネクト部ＷＸＣは、上記合流器ＰＣD1〜ＰＣDKから出力された波長群から、方路切換のために或いはドロップのための光信号を波長単位で方路毎に選択する波長選択スイッチＷＳＳ1〜ＷＳＳkと、波長選択スイッチＷＳＳ1〜ＷＳＳkにより選択された方路切換用波長を方路毎に合波し、アド用光カプラＰＣA1〜ＰＣAKを介して光出力ファイバFo1〜FoKへそれぞれ出力する光カプラＰＣW1〜ＰＣWKと、波長選択スイッチＷＳＳ1〜ＷＳＳkにより選択されたドロップ用波長の光信号を合波してドロップ先のアレイ導波路回折格子ＡＷＧd1〜ＡＷＧdzyk毎にそれぞれ出力するホトカプラＰＣd1〜ＰＣdzykと、電気レイヤＥＬからの光信号を受けるアレイ導波路回折格子ＡＷＧa1〜ＡＷＧazykから出力される複数の波長からその方路毎の波長を選択し上記ホトカプラＰＣW1〜ＰＣWKへ出力する波長選択スイッチＷＳＳa1〜ＷＳＳazykとを備えている。なお、図１２において、ｙは波長群クロスコネクト部ＢＸＣから波長クロスコネクト部ＷＸＣへのアドドロップ率、zは波長クロスコネクト部ＷＸＣから電気レイヤＥＬへのアドドロップ率である。

上記の図１２および図１３に示す光パスクロスコネクト装置は、図８および図９に示す光パスクロスコネクト装置に対して、波長群単位から分離された波長単位でのクロスコネクトが行なわれる利点があるが、波長群間を波長単位で乗り換えるための波長クロスコネクト部ＷＸＣを余計に必要とするという問題があった。

本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、波長クロスコネクト部ＷＸＣを必要としない簡単な構成で、低価格の波長群光パスクロスコネクト装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の要旨とするところは、（ａ）光ネットワーク内にノードとして介在し、複数の光入力ファイバからの波長分割多重光を複数の波長から成る波長群に応じて複数の光出力ファイバへルーティングする波長群光パスクロスコネクト装置であって、（ｂ）前記複数の光入力ファイバからの各波長分割多重光から、該複数の光入力ファイバ毎に、前記ノードで終端する光信号を分離するドロップ用波長分波器と、（ｃ）前記各波長分割多重光のうち前記ノードで終端する光信号以外の光信号を、波長群に応じて、前記複数の光出力ファイバのうちのいずれにも選択可能な波長群選択スイッチと、（ｄ）該波長群選択スイッチにより選択された波長群のうち前記光出力ファイバ毎に合流させる波長群光合流器と、（ｅ）前記ノードで生成される光信号を、前記複数の光出力ファイバのうち該光信号が指向する光出力ファイバへ合流させるアド用合流部とを、含むことを特徴とする。

このように構成された本発明の波長群光パスクロスコネクト装置によれば、波長群選択スイッチと波長群光合流器とにより、波長群単位の方路切換が行なわれるとともに、ドロップ用波長分波部により波長群からのドロップ信号の分離が行行われ、アド用合流部によりアド信号の波長群への加入が行われることから、波長選択スイッチおよびそれを含む波長クロスコネクト部ＷＸＣを必要としない簡単な構成で、低価格の波長群光パスクロスコネクト装置が得られる。

ここで、好適には、前記ドロップ用波長分波部は、前記複数本の光入力ファイバにそれぞれ設けられてその光入力ファイバで伝送された波長分割多重光からドロップ波長を分離する複数の１×２波長選択スイッチと、その複数の１×２波長選択スイッチによりそれぞれ分離されたドロップ波長を、電気レイヤ内の複数の光受信器のうちの所定の光受信器へ入力させるアレイ導波路回折格子とを、含むものである。ノードにおける光信号のドロップに関して、波長選択スイッチが可及的に小規模となる利点がある。

また、好適には、前記ドロップ用波長分波部は、前記複数本の光入力ファイバにそれぞれ設けられてその光入力ファイバで伝送された波長分割多重光からドロップ波長を分離する複数の１×２光カプラ（光分岐素子）と、その複数の１×２光カプラによりそれぞれ分離されたドロップ波長を、電気レイヤ内の複数の光受信器のうちの所定の光受信器へ入力させるアレイ導波路回折格子とを、含むものである。このようにすれば、ノードにおける光信号のドロップに関して、経済的に構成出来る利点がある。

また、好適には、前記アド用合流部は、前記電気レイヤ内の複数の光発信器のうちの所定の光発信器から出力されたアド波長の光信号を合波するアレイ導波路回折格子と、前記複数本の光出力ファイバにそれぞれ設けられてその光出力ファイバで伝送された波長分割多重光に上記アレイ導波路回折格子からのアド波長の光信号を合流させる複数の２×１波長選択スイッチとを、含むものである。このようにすれば、ノードにおける光信号のアドに関して、波長選択スイッチが可及的に小規模となる利点がある。

また、好適には、前記アド用合流部は、前記電気レイヤ内の複数の光発信器のうちの所定の光発信器から出力されたアド波長の光信号を合波するアレイ導波路回折格子と、前記複数本の光出力ファイバにそれぞれ設けられてその光出力ファイバで伝送された波長分割多重光に上記アレイ導波路回折格子からのアド波長の光信号を合流させる複数の２×１光カプラとを、含むものである。このようにすれば、ノードにおける光信号のアドに関して、経済的に構成出来る利点がある。

また、好適には、前記波長分割多重光は、波長が順次異なる連続的波長の波長チャンネルから構成される。このようにすれば、連続的波長の波長チャンネルが用いられるので、設計が容易となる利点がある。

また、好適には、前記波長分割多重光は、波長が不連続な波長チャンネルから構成される。このようにすれば、設計の自由度が高められる利点がある。

また、好適には、前記波長分割多重光は、信号のビットレードが相互に異なる波長チャンネルを含んで構成される。このようにすれば、光パスクロスコネクト装置の汎用性が高められる。

また、好適には、前記波長分割多重光は、波長間隔が相違する波長の波長チャンネルを含んで構成される。このようにすれば、光パスクロスコネクト装置の汎用性が高められる。

また、好適には、前記波長群光合流器およびアド用合流部は、逆向きに用いる波長選択スイッチから構成されている。このようにすれば、光パスクロスコネクト装置を構成する要素の種類が少なくなり、製造が容易となるとともに、プレーナ光導波路技術を用いて共通の基板上に集積化し、モノリシック化できる利点がある。

また、好適には、前記光パスクロスコネクト装置の光入力ファイバを光出力ファイバとして用い、その光パスクロスコネクト装置の光出力ファイバを光入力ファイバとして用い、逆方向の光パスクロスコネクト装置として機能させるものである。このようにすれば、ノード設計の自由度が高められる。

また、好適には、前記光パスクロスコネクト装置は、プレーナ光導波回路(ＰＬＣ)技術を用いて、前記ドロップ用波長分波器、波長群選択スイッチ、波長群光合流器、アド用合流部、アド用波長分波器のすべて或はその一部を共通基板上に形成して集積し、モノリシック構造とされる。このようにすれば、光パスクロスコネクト装置が、小型となるだけでなく、生産性が向上して一層低価格となる。

本発明の一実施例の光パスクロスコネクト装置を含む光ネットワークを説明するための概念図である。 図１の光ネットワークにおいてノードを構成する光パスクロスコネクト装置の機能を説明する図である。 図１の光ネットワークにおいて伝送される波長分割多重光であって、連続配置型波長群から構成される場合を説明する図である。 図１の光ネットワークにおいて伝送される波長分割多重光であって、不連続配置型波長群から構成される場合を説明する図である。 図１および図２の光パスクロスコネクト装置の要部構成を説明する概略図である。 図５の光パスクロスコネクト装置に用いられている波長群選択スイッチの構成を説明する図である。 図６の波長群選択スイッチに含まれるサイクリックＡＷＧの機能を説明する図である。 １段式波長選択スイッチを有する従来の光パスクロスコネクト装置の構成を説明する概略図である。 １段式波長選択スイッチを有する他の従来の光パスクロスコネクト装置の構成を説明する概略図である。 図８或いは図９の光パスクロスコネクト装置の波長選択スイッチが三次元ＭＥＭＳ光スイッチで構成された波長選択スイッチの例を説明する図である。 図８或いは図９の光パスクロスコネクト装置の波長選択スイッチが、集積化可能な分波器、光スイッチ、合波器から構成された例を説明する図である。 波長群選択スイッチと波長選択スイッチの２階層式光パスクロスコネクト装置の構成例を説明する概略図である。 波長群選択スイッチと波長選択スイッチの２階層式光パスクロスコネクト装置の他の構成例を説明する概略図である。

以下に、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、複数個のノード＃０〜＃Ｄと、それらの間を接続する光ファイバＦとからなる光ネットワークＮＷの一部を例示している。Ｄは、ノード＃０を除いたノードの個数を示す正の整数である。図２は、ノード＃０を構成する波長群光パスクロスコネクト装置（以下、単に光パスクロスコネクト装置という）ＯＸＣの入出力を示している。図２に示すように、光パスクロスコネクト装置ＯＸＣには、各ノード＃１〜＃Ｄからの合計Ｋ本の光入力ファイバＦｉ１〜Ｆｉｋが接続され、各ノード＃１〜＃Ｄへの合計Ｋ本の光出力ファイバＦｏ１〜ＦｏＫが接続されている。隣接するノードに接続される光入力ファイバおよび光出力ファイバがそれぞれ一定で、例えばｎ本ずつの束であるとすると、上記Ｋは、ｎ×Ｄにより表わされる。

本実施例では、所定の通信波長帯のたとえば１００ＧＨｚ毎に分割された複数の波長チャネル(wave channel or light path)にそれぞれ対応するｍ個の複数波長の光信号が合波されることによりＬ波で構成される１つの波長群ＷＢが構成され、その波長群ＷＢがＭ個( Ｍ組)合波されて１つの波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）光が構成され、その波長分割多重光が１本の光ファイバ毎に伝送される。すなわち、ＷＢ11〜ＷＢ1M、ＷＢ21〜ＷＢ2M、・・・ＷＢK1〜ＷＢKMが、入力側光ファイバＦi1、Ｆi2、・・・ＦiKをそれぞれ介して並列に入力され、ルーティングされた新たな波長群ＷＢ11〜ＷＢ1M、ＷＢ21〜ＷＢ2M、・・・ＷＢK1〜ＷＢKMが、出力側光ファイバＦo1、Ｆo2、・・・ＦoKをそれぞれ介して並列に出力される。上記ｍ、Ｍ、Ｋは整数であり、たとえば、ｍ＝４〜８、Ｍ＝８〜１０、Ｋ＝１０〜１２などに設定される。１本の光ファイバ毎の波長数ｍは、Ｌ×Ｍにより表わされる。

ここで、たとえば波長群ＷＢ11に含まれる波長チャネルの波長はλ111 〜λ11L 、波長群ＷＢ12に含まれる波長チャネルの波長はλ121 〜λ12m 、波長群ＷＢ1Mに含まれる波長チャネルの波長はλ1M1 〜λ1Mm 、波長群ＷＢKMに含まれる波長チャネルの波長はλKM1 〜λKMm となるが、それらの波長たとえばλ121 〜λ121L は、相互に順次連続的に増加するものであってもよいし、分散的なものであってもよい。

図３および図４は、各波長群を構成する波長λの構成例を示している。図３分散は連続配置型波長群の例を示しており、連続する波長のうちから選択された互いに連続する１６波長毎に１群を構成するように順次選択された複数の波長群が設定されている。図４は、分散配置型波長群の例を示しており、連続する８波長の組のうち各々から分散的に選択された波長から１つの波長群が設定されることで、波長群を構成する。波長が該波長群内および該波長群間で不連続的に相違する波長により構成されるように１群が構成されている。

上記図３及び図４において、波長分割多重光信号を構成する波長チャンネルは、相互に同じビットレートの光信号であってもよいし、一部または全部が相互に異なるビットレードの光信号であってもよい。また、図４に示すように、波長チャンネルは必ずしも等間隔でなくてもよく、一部または全部が不等間隔の波長チャンネルであってもよい。

図５に示すように、光パスクロスコネクト装置ＯＸＣは、Ｋ本の入力側光ファイバＦi1、Ｆi2、・・・ＦiKを介してそれぞれ入力された波長分割多重光に含まれる所定の波長群或いは波長を抽出して方路切換を行い、所望の他の波長分割多重光に組み入れてＫ本の光出力ファイバＦo1、Ｆo2、・・・ＦoKのうちの所望の光出力ファイバを介して伝送する。この光パスクロスコネクト装置ＯＸＣは、Ｋ本の入力側光ファイバＦi1、Ｆi2、・・・ＦiK毎に設けられて、それら入力側光ファイバＦi1、Ｆi2、・・・ＦiK毎に伝送されてきた波長分割多重光からドロップ波長の光信号をそれぞれ選択するＫ個の１×２波長選択スイッチＷＳＳd1〜ＷＳＳdKと、１×２波長選択スイッチＷＳＳd1〜ＷＳＳdKにより選択されたドロップ波長の光信号を波長に応じて電気レイヤＥＬ内の複数のルータ(光受信器)のうちの所定の光受信器ＰＤへ入力させるＫ個のドロップ用アレイ導波路回折格子ＡＷＧd1〜ＡＷＧdKと、それら１×２波長選択スイッチＷＳＳの一方の出力ポート毎にそれぞれ設けられたＫ個の１×Ｋ波長群選択スイッチＷＢＳＳ1〜ＷＢＳＳKと、Ｋ本の出力側光ファイバＦo1、Ｆo2、・・・ＦoK毎に対応して設けられ、１×Ｋ波長群選択スイッチＷＢＳＳから所望の光出力ファイバへ向かってそれぞれ出力される波長群を合波してＫ本の出力側光ファイバＦo1、Ｆo2、・・・ＦoKへそれぞれ出力するＫ個のＫ×１波長群合波器ＷＢＣ1〜ＷＢＣKと、電気レイヤＥＬ内の複数のルータ(光送信器)のうちの所定の光送信器ＰＩから出力されたアド波長の光信号を、出力側光ファイバＦo1、Ｆo2、・・・ＦoKのうちの所定の光出力ファイバへ合流させるために出力するＫ個のアド用アレイ導波路回折格子ＡＷＧa1〜ＡＷＧaKと、Ｋ個のＫ×１波長群合波器ＷＢＣ1〜ＷＢＣKとＫ本の出力側光ファイバＦo1、Ｆo2、・・・ＦoKとの間に設けられ、Ｋ個のＫ×１合流器ＷＢＣから出力された波長分割多重光に、アド波長の光信号を合流させるＫ個の２×１波長選択スイッチＷＳＳa1〜ＷＳＳaKとを、備えている。

本実施例では、上記Ｋ個の１×２波長選択スイッチＷＳＳd1〜ＷＳＳdKとＫ個のドロップ用アレイ導波路回折格子ＡＷＧd1〜ＡＷＧdKとが、複数の光入力ファイバＦi1、Ｆi2、・・・ＦiKからの各波長分割多重光から、その複数の光入力ファイバ毎に、ノード＃０で終端するドロップ波長の光信号を分離するドロップ用波長分波器として機能している。また、Ｋ個のアド用アレイ導波路回折格子ＡＷＧa1〜ＡＷＧaKとＫ個の２×１波長選択スイッチＷＳＳa1〜ＷＳＳaKとが、ノード＃０で生成されるアド波長の光信号を、複数の光出力ファイバＦo1、Ｆo2、・・・ＦoKのうちその光信号が指向する光出力ファイバへ合流させるアド用合流器として機能している。

１×２波長選択スイッチＷＳＳは、たとえば図１０に示す三次元ＭＥＭＳ光スイッチで構成された波長選択スイッチ、又は図１１に示す平面式波長選択スイッチから構成される。図１０に示す三次元ＭＥＭＳ光スイッチで構成された波長選択スイッチは、１本の光入力ファイバＦiおよび２本の光出力ファイバＦo1〜Ｆo2を用いて説明されている。この三次元ＭＥＭＳ光スイッチは、分光用グレーティングＧ、集光レンズＬの他に、１光ファイバ内で伝動される波長分割多重光内の波長数ｍ個(図１０では４個で示されている)のマイクロミラーＭＭおよびそれを駆動する図示しないアクチュエータを備え、光入力ファイバＦiから入力された波長が分光用グレーティングＧで波長単位に分光された後に集光レンズＬによりマイクロミラーＭＭ上に集光され、マイクロミラーＭＭからの反射光が所望の出力ファイバＦo1〜Ｆo2に入射するように駆動されることで、波長分割多重光から所望のドロップ波長の光信号を選択して２本の光出力ファイバＦo1〜Ｆo2のいずれか一方から出力する波長選択スイッチ機能が得られるようになっている。

図１１に示される平面式波長選択スイッチは、プレーナ光導波回路（ＰＬＣ）技術により共通の半導体或は石英などの基板上に導波路および素子が集積化されることにより構成される。この平面式波長選択スイッチは、たとえば、Ｋ本の光入力ファイバＦi1、Ｆi2、・・・ＦiK毎に設けられてそれぞれ入力される波長分割多重光を波長毎に分波（分離）するＫ個の１×ｍ（ｍはファイバ当たりの波長数）分波器ＷＳと、Ｋ個の１×ｍ分波器ＷＳでそれぞれ分波された波長毎に方路切換を行うＫ×ｍ個の１×Ｋ光スイッチＰＳＷと、それらの１×Ｋ光スイッチＰＳＷからの出力波長をそれぞれ受けて合波し、Ｋ本の光出力ファイバＦo1、Ｆo2、・・・ＦoKのいずれかへ出力するＫ×ｍ個のｍ×１合波器ＷＣとで構成される。図５の１×Ｋ波長選択スイッチＷＳＳとしてこの平面式選択スイッチが採用されると、図５の光パスクロスコネクト装置ＯＸＣは、その一部或は全体が共通の半導体基板上に集積化される。

図１１において、１×ｍ（ｍはファイバ当たりの波長数）波長分波器の替わりに図７記載の１×M（Mは波長群当たりの波長数）波長群分波器、ｍ×１合波器ＷＣの替わりに図７記載の１×M（Mは波長群当たりの波長数）を逆方向に用いたM×１波長群合波器を用いることにより、１×Ｋ平面式波長群選択スイッチを構成できる。

図５の１×Ｋ波長群選択スイッチＷＢＳＳ1〜ＷＢＳＳKは、仮にＫ＝５としたときを図６に示す。図６において、１×ｎ波長群選択スイッチＷＢＳＳは、第１周回性アレイ導波路回折格子ＡＷＧ１と、５個の１×５光スイッチＰＳＷと、５個の５×１第２周回性アレイ導波路回折格子ＡＷＧ２とから構成されている。上記の第１周回性アレイ導波路回折格子ＡＷＧ１および第２周回性アレイ導波路回折格子ＡＷＧ２は、出力ポート数と波長間隔との積をＦＳＲ（Ｆｒｅｅ Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｒａｎｇｅ）に一致させることで出力に周回特性を持たせた周回性アレイ導波路回折格子ＡＷＧにより構成される。上記第１周回性アレイ導波路回折格子ＡＷＧ１は、その周回特性によって、入力された波長分割多重光を、図７に示すように５つの波長群に分波する。図７では、λ1〜λ40の４０波の波長群が５つ群の波長群ＷＢ1〜ＷＢ5を出力する場合の例を示している。上記１×５光スイッチＰＳＷは、公知の光スイッチから構成され得るが、たとえば、マッハツェンダ−干渉計を利用したＭＺＩスイッチが、ＰＬＣを利用した光集積回路を採用する上で好都合である。上記５×１第２周回性アレイ導波路回折格子ＡＷＧ２は、周回性アレイ導波路回折格子ＡＷＧから構成されているが、逆向きに利用されることで、波長群を合波して方路切換え先の光出力ファイバへ向かって出力させる波長群合波器として機能している。

図５に戻って、Ｋ個のＫ×１波長群合波器ＷＢＣ1〜ＷＢＣKは、１×Ｋ波長群選択スイッチＷＢＳＳ1〜ＷＢＳＳKから複数の光出力ファイバＦo1、Ｆo2、・・・ＦoＫのうちの所定の光出力ファイバへ向かって出力された波長群を合流し、その所定の光出力ファイバへ向かって出力する。このＫ×１波長群合波器ＷＢＣ1〜ＷＢＣKは、光カプラにより構成され得るが、本実施例の１×Ｋ波長群選択スイッチＷＢＳＳ1〜ＷＢＳＳKと同様の構成を有して逆向きに用いられるもので構成される。

Ｋ個のアド用アレイ導波路回折格子ＡＷＧa1〜ＡＷＧaKにより送られてきたノード＃０で生成されたアド波長の光信号は、Ｋ個の２×１波長選択スイッチＷＳＳa1〜ＷＳＳaKによって複数の光出力ファイバＦo1、Ｆo2、・・・ＦoKのうちその光信号が指向する光出力ファイバへ合流させられる。なお、上記アド用アレイ導波路回折格子ＡＷＧa1〜ＡＷＧaKおよび２×１波長選択スイッチＷＳＳa1〜ＷＳＳaKの各々は、光カプラによっても構成され得る。

すなわち、本実施例の光パスクロスコネクト装置ＯＸＣでは、Ｋ本の入力側光ファイバＦi1、Ｆi2、・・・ＦiKを介してそれぞれ入力された波長分割多重光は、１×Ｋ波長群選択スイッチＷＢＳＳ1〜ＷＢＳＳKおよびＫ×１波長群合波器ＷＢＣ1〜ＷＢＣKにより、群波長群単位で方路切換が行われる。また、本実施例の光パスクロスコネクト装置ＯＸＣでは、Ｋ本の入力側光ファイバＦi1、Ｆi2、・・・ＦiKを介してそれぞれ入力された波長分割多重光から所定(任意)のドロップ波長を選択して、ルータ等が設けられて電気的信号と波長単位の光信号との間の信号変換を行うための電気レイヤＥＬ内の複数の受信器（ルータ）ＰＤのうちの所定(任意)の受信器へドロップさせるドロップ機能と、電気レイヤＥＬ内の複数の送信器（ルータ）ＰＩのうちの所定(任意)の送信器から加入(アド)された光信号すなわちアド波長を所定の波長分割多重光信号に加入してその所定の波長分割多重光信号が伝送される光出力ファイバＦo1、Ｆo2、・・・ＦoＫのいずれかから伝送させるアド機能とを備えている。なお、光ネットワークＮＷでは、波長衝突を回避するために予めルートが定められて波長が重ならないように設計されている。上記送信器ＰＩは、空いている波長を探してその波長の光信号を出力させる。

ここで、Ｋ×１波長群合波器ＷＢＣ1〜ＷＢＣKが逆向きのＫ×１波長群選択スイッチＷＢＳＳ1〜ＷＢＳＳKと同様に構成され、上記２×１波長選択スイッチＷＳＳa1〜ＷＳＳaKが逆向きの１×２波長選択スイッチＷＳＳd1〜ＷＳＳdKと同様に構成される場合は、光パスクロスコネクト装置ＯＸＣは、入力および出力が逆方向で、アドとドロップとが逆に用いられる利点がある。

上述のように、本実施例の光パスクロスコネクト装置ＯＸＣによれば、Ｋ本の入力側光ファイバＦi1、Ｆi2、・・・ＦiKを介してそれぞれ入力された波長分割多重光は、１×Ｋ波長群選択スイッチＷＢＳＳ1〜ＷＢＳＳKおよびＫ×１波長群合波器ＷＢＣ1〜ＷＢＣKにより、波長群単位で方路切換が行われる。また、Ｋ個の１×２波長選択スイッチＷＳＳd1〜ＷＳＳdKとＫ個のドロップ用アレイ導波路回折格子ＡＷＧd1〜ＡＷＧdKとが、複数の光入力ファイバＦi1、Ｆi2、・・・ＦiKからの各波長分割多重光から、その複数の光入力ファイバ毎に、ノード＃０で終端するドロップ波長の光信号を分離するドロップ用波長分波部或いは、ドロップ用波長分波器として機能し、Ｋ個のアド用アレイ導波路回折格子ＡＷＧa1〜ＡＷＧaKとＫ個の２×１波長選択スイッチＷＳＳa1〜ＷＳＳaKとが、ノード＃０で生成されるアド波長の光信号を、複数の光出力ファイバＦo1、Ｆo2、・・・ＦoKのうち、その光信号が指向する光出力ファイバへ合流させるアド用波長合流部或いは、アド用合流器として機能している。このため、波長選択スイッチ或はそれを含む波長クロスコネクト部ＷＸＣを必要としない簡単な構成で、低価格の光パスクロスコネクト装置が得られる。

また、本実施例の光パスクロスコネクト装置ＯＸＣによれば、ドロップ波長分波器は、前記複数本の光入力ファイバにそれぞれ設けられてその光入力ファイバＦi1、Ｆi2、・・・ＦiKで伝送された波長分割多重光からドロップ波長を分離するＫ個の１×２波長選択スイッチＷＳＳd1〜ＷＳＳdKと、その複数の１×２波長選択スイッチによりそれぞれ分離されたドロップ波長を、電気レイヤＥＬの複数の光受信器のうちの所定の光受信器ＰＤへ入力させるＫ個のドロップ用アレイ導波路回折格子ＡＷＧd1〜ＡＷＧdKとを含むものである。ノードにおける光信号のドロップに関して、波長選択スイッチが可及的に小規模となる利点がある。また、Ｋ個の１×２波長選択スイッチＷＳＳd1〜ＷＳＳdKの変わりにＫ個の１×２光カプラを用いることによりノードにおける光信号のドロップに関して、経済的に構成出来る利点がある。

また、本実施例の光パスクロスコネクト装置ＯＸＣによれば、アド用合流器は、電気レイヤＥＬの複数の光発信器のうちの所定の光発信器ＰＩから出力されたアド波長の光信号を合波するＫ個のアド用アレイ導波路回折格子ＡＷＧa1〜ＡＷＧaKと、Ｋ本の光出力ファイバＦo1、Ｆo2、・・・ＦoKにそれぞれ設けられてその光出力ファイバで伝送された波長分割多重光に上記アレイ導波路回折格子からのアド波長の光信号を合流させるＫ個の２×１波長選択スイッチＷＳＳa1〜ＷＳＳaKとを含むものである。このようにすれば、ノードにおける光信号のアドに関して、波長選択スイッチが可及的に小規模となる利点がある。また、Ｋ個の２×１波長選択スイッチＷＳＳa1〜ＷＳＳaKの変わりにＫ個の２×１光カプラを用いることによりノードにおける光信号のアドに関して、経済的に構成出来る利点がある。

また、本実施例の光パスクロスコネクト装置ＯＸＣによれば、前記波長分割多重光は、波長が順次異なる連続的波長の波長チャンネルから構成される。このようにすれば、連続的波長の波長チャンネルが用いられるので、設計が容易となる利点がある。

また、本実施例の光パスクロスコネクト装置ＯＸＣによれば、前記波長分割多重光は、波長が不連続な波長チャンネルを含んで構成されるので、設計の自由度が高められる利点がある。

また、本実施例の光パスクロスコネクト装置ＯＸＣによれば、前記波長分割多重光は、信号のビットレードが相互に異なる波長チャンネルを含んで構成されるので、光パスクロスコネクト装置ＯＸＣの汎用性が高められる。

また、本実施例の光パスクロスコネクト装置ＯＸＣによれば、前記波長分割多重光は、波長間隔が相違する波長の波長チャンネルから構成されるので、光パスクロスコネクト装置ＯＸＣの汎用性が高められる。

また、本実施例の光パスクロスコネクト装置ＯＸＣによれば、Ｋ×１波長群合流器ＷＢＣ1〜ＷＢＣKは、逆向きに用いる１×Ｋ波長選択スイッチＷＢＳＳ1〜ＷＢＳＳKから構成されている。このため、光パスクロスコネクト装置ＯＸＣを構成する要素の種類が少なくなり、製造が容易となるとともに、プレーナ光導波路技術を用いて共通の基板上に集積化し、モノリシック化できる利点がある。

また、本実施例の光パスクロスコネクト装置ＯＸＣによれば、光入力ファイバＦi1、Ｆi2、・・・ＦiKを光出力ファイバとして用い、その光パスクロスコネクト装置の光出力ファイバＦo1、Ｆo2、・・・ＦoKを光入力ファイバとして用い、逆方向の光パスクロスコネクト装置として機能させ得るものであるので、ノード設計の自由度が高められる。

また、本実施例の光パスクロスコネクト装置ＯＸＣによれば、プレーナ光導波回路(ＰＬＣ)技術を用いて、１×２波長選択スイッチＷＳＳd1〜ＷＳＳdK、ドロップ用アレイ導波路回折格子ＡＷＧd1〜ＡＷＧdK、１×Ｋ波長群選択スイッチＷＢＳＳ1〜ＷＢＳＳK、Ｋ×１波長群合流器ＷＢＣ1〜ＷＢＣK、アド用アレイ導波路回折格子ＡＷＧa1〜ＡＷＧaK、２×１波長選択スイッチＷＳＳa1〜ＷＳＳaKの全体或はその一部を共通基板上に形成して集積し、モノリシック構造とされる。このようにすれば、光パスクロスコネクト装置ＯＸＣが、小型となるだけでなく、生産性が向上して一層低価格となる。

その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものである。

ＯＸＣ：光パスクロスコネクト装置
ＷＳＳd1〜ＷＳＳdK：１×２波長選択スイッチ
ＡＷＧd1〜ＡＷＧdK：ドロップ用アレイ導波路回折格子（ドロップ波長分波部）
ＷＢＳＳ1〜ＷＢＳＳK：１×Ｋ波長群選択スイッチ
ＷＢＣ1〜ＷＢＣK：Ｋ×１波長群合流器
ＡＷＧa1〜ＡＷＧaK：アド用アレイ導波路回折格子（アド波長合流部）
ＷＳＳa1〜ＷＳＳaK：２×１波長選択スイッチ
Ｆo1、Ｆo2、・・・ＦoK：光出力ファイバ
Ｆi1、Ｆi2、・・・ＦiK：光入力ファイバ

Claims (9)

1. 光ネットワーク内にノードとして介在し、複数の光入力ファイバからの波長分割多重光を複数の波長から成る波長群に応じて複数の光出力ファイバへルーティングする波長群光パスクロスコネクト装置であって、
   前記複数の光入力ファイバからの各波長分割多重光から、該複数の光入力ファイバ毎に、前記ノードで終端する光信号を分離するドロップ用波長分波部と、
   前記各波長分割多重光のうち前記ノードで終端する光信号以外の光信号を、波長群に応じて、前記複数の光出力ファイバのうちのいずれにも選択可能な波長群選択スイッチと、
   該波長群選択スイッチにより選択された波長群のうち前記光出力ファイバ毎に合流させる波長群光合流器と、
   前記ノードで生成される光信号を、前記複数の光出力ファイバのうち該光信号が指向する光出力ファイバへ合流させるアド用合流部と
   を、含むことを特徴とする波長群光パスクロスコネクト装置。
2. 前記ドロップ用波長分波部は、前記複数本の光入力ファイバにそれぞれ設けられてその光入力ファイバで伝送された波長分割多重光からドロップ波長を分離する複数の１×２波長選択スイッチ或は１×２光カプラと、該複数の１×２波長選択スイッチにより分離されたドロップ波長を、電気レイヤ内の複数の光受信器のうちの所定の光受信器へ入力させるアレイ導波路回折格子とを、含むものであることを特徴とする請求項１の波長群光パスクロスコネクト装置。
3. 前記アド用合流部は、前記電気レイヤ内の複数の光発信器のうちの所定の光発信器から出力されたアド波長の光信号を合波するアレイ導波路回折格子と、前記複数本の光出力ファイバにそれぞれ設けられてその光出力ファイバで伝送される波長分割多重光に上記アレイ導波路回折格子からのアド波長の光信号を合流させる複数の２×１波長選択スイッチ或は２×１光カプラとを、含むことを特徴とする請求項１または２の波長群光パスクロスコネクト装置。
4. 前記波長分割多重光は、波長が順次異なる連続的波長の波長チャンネルから構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１の波長群光パスクロスコネクト装置。
5. 前記波長分割多重光は、波長が不連続な波長チャンネルから構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１の波長群光パスクロスコネクト装置。
6. 前記波長分割多重光は、信号のビットレートが相互に異なる波長チャンネルを含んで構成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１の波長群光パスクロスコネクト装置。
7. 前記波長分割多重光は、波長間隔が相違する波長の波長チャンネルを含んで構成されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１の波長群光パスクロスコネクト装置。
8. 前記波長群光合流器およびアド用合流部は、逆向きに用いる波長選択スイッチから構成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１の波長群光パスクロスコネクト装置。
9. 前記光パスクロスコネクト装置の光入力ファイバが光出力ファイバとして用いられ、前記光パスクロスコネクト装置の光出力ファイバが光入力ファイバとして用いられて、逆方向の光パスクロスコネクト装置として機能させられることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１の波長群光パスクロスコネクト装置。

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