JP2004254157A - 光クロスコネクト装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】大規模のスイッチングを行って高スループットな光クロスコネクトを実現する。
【解決手段】入力光信号のＷＤＭ数がｎ、ＷＤＭ波長数がｍの場合に、第１の波長変換部１１−１〜１１−ｎ、第２の波長変換部１３−１〜１３−ｎ、第３の波長変換部１５−１〜１５−ｎでは、λ１〜λ２ｍまでの波長変換を行い、第１の波長クロスコネクト部１２はλ１〜λ２ｍまでの波長を扱う分波器１２ａ−１〜１２ａ−ｎと合波器１２ｂ−１〜１２ｂ−ｎとで構成し、第２の波長クロスコネクト部１４は、λ１〜λ２ｍまでの波長を扱う分波器１４ａ−１〜１４ａ−ｎと合波器１４ｂ−１〜１４ｂ−ｎとで構成し、分波器と合波器の接続は、２ｍ／ｎ本の接続束により各波長が重複しないように接続して、波長単位に光クロスコネクトを行う。
【選択図】 図１
【解決手段】入力光信号のＷＤＭ数がｎ、ＷＤＭ波長数がｍの場合に、第１の波長変換部１１−１〜１１−ｎ、第２の波長変換部１３−１〜１３−ｎ、第３の波長変換部１５−１〜１５−ｎでは、λ１〜λ２ｍまでの波長変換を行い、第１の波長クロスコネクト部１２はλ１〜λ２ｍまでの波長を扱う分波器１２ａ−１〜１２ａ−ｎと合波器１２ｂ−１〜１２ｂ−ｎとで構成し、第２の波長クロスコネクト部１４は、λ１〜λ２ｍまでの波長を扱う分波器１４ａ−１〜１４ａ−ｎと合波器１４ｂ−１〜１４ｂ−ｎとで構成し、分波器と合波器の接続は、２ｍ／ｎ本の接続束により各波長が重複しないように接続して、波長単位に光クロスコネクトを行う。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光クロスコネクト装置に関し、特にＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）信号の光クロスコネクトを行う光クロスコネクト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信ネットワークは、情報通信ネットワークの基盤形成の核となるもので、一層のサービスの高度化、広域化が望まれており、中でもＷＤＭは光伝送システムの中心技術として、急速に開発が進んでいる。ＷＤＭは、波長の異なる光を多重して、１本の光ファイバで複数の信号を同時に伝送する方式である。
【０００３】
一方、広大なフォトニックネットワークを構築するためには、ＷＤＭシステム同士を接続して、各ノード間をループ状に接続したリング型ネットワークや、メッシュ状に接続したメッシュ型ネットワークなどが適用される。このようなネットワークを構築する際のキーテクノロジーとなるものに光クロスコネクト（ＯＸＣ：ｏｐｔｉｃａｌ ｃｒｏｓｓ−ｃｏｎｎｅｃｔ）装置がある。
【０００４】
ＯＸＣ装置は、ネットワークのノード内に設置されて、入力ポートに入力された光信号を目的の出力ポートへ出力するようスイッチングを行ったり、光信号の挿入・分岐（Ａｄｄ・Ｄｒｏｐ）を行う装置である。また、ＯＸＣ装置のスイッチング部には、通常、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）を用いた大規模な空間光マトリクス・スイッチが適用されており、１０００チャネル程度のスイッチングができるものを目指して実用開発が進められている。
【０００５】
従来のＯＸＣ装置の構成では、ＷＤＭ伝送された光信号に対し、光信号を分波器で分離してから、光信号を一旦電気変換した後に光信号に再度変換するＯＥＯ（Ｏｐｔｉｃａｌ−Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ−Ｏｐｔｉｃａｌ）で構成された波長変換部（トランスポンダ）で終端する。そして、光レベルで光マトリクス・スイッチに入力してスイッチングを行った後に、再びトランスポンダで波長変換してから合波器で合波し、ＷＤＭ信号として次段へ伝送する（例えば、特許文献１）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１３４６４９号公報（段落番号〔００２０〕〜〔００３７〕，第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のＯＸＣ装置では、ＭＥＭＳのような微小電気機械部品を用いたスイッチセルによる光マトリクス・スイッチによって、光クロスコネクトを実現しているため、高集積光スイッチ素子の高度な製造性や複雑な制御性などの理由により、１０００チャネル程度が上限であり、１０００×１０００のスイッチサイズ（スイッチ規模）でスループットは高々１０Ｔｂ／ｓであった。
【０００８】
このため、従来のＯＸＣ装置では、１０００チャネルを越えた、大容量のスイッチングを行うことができず、次世代のマルチメディアネットワーク構築に対する発展性が期待できないといった問題があった。
【０００９】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、大規模のスイッチングを行って高スループットな光クロスコネクトを実現した光クロスコネクト装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、図１に示すような、入力光信号のＷＤＭ数がｎ、入力光信号の多重されている波長がλ１〜λｍでＷＤＭ波長数がｍの場合に、非閉塞の光クロスコネクトを行う光クロスコネクト装置１０において、入力するλ１〜λｍのｍ個の波長が多重されたＷＤＭ信号に対し、波長変換を行って、λ１〜λ２ｍの２ｍ個の波長を生成するｎ個の第１の波長変換部１１−１〜１１−ｎと、第１の波長変換部１１−１〜１１−ｎによって波長変換された光信号を２ｍ個の波長に分波するｎ個の第１の分波器１２ａ−１〜１２ａ−ｎと、分波後の２ｍ個の波長の光信号を合波するｎ個の第１の合波器１２ｂ−１〜１２ｂ−ｎと、から構成され、第１の分波器１２ａ−１〜１２ａ−ｎと第１の合波器１２ｂ−１〜１２ｂ−ｎの接続を、２ｍ／ｎ本の接続束で波長が重複しないように接続して、波長単位のクロスコネクトを行う第１の波長クロスコネクト部１２と、第１の波長クロスコネクト部１２によってクロスコネクトされた後の２ｍ個の波長が多重している光信号に対し、波長変換を行って、２ｍ個の波長を生成するｎ個の第２の波長変換部１３−１〜１３−ｎと、第２の波長変換部１３−１〜１３−ｎによって波長変換された光信号を２ｍ個の波長に分波するｎ個の第２の分波器１４ａ−１〜１４ａ−ｎと、分波後の２ｍ個の波長の光信号を合波するｎ個の第２の合波器１４ｂ−１〜１４ｂ−ｎと、から構成され、第２の分波器１４ａ−１〜１４ａ−ｎと第２の合波器１４ｂ−１〜１４ｂ−ｎの接続を、２ｍ／ｎ本の接続束で波長が重複しないように接続して、波長単位のクロスコネクトを行う第２の波長クロスコネクト部１４と、第２の波長クロスコネクト部１４によってクロスコネクトされた後のλ１〜λ２ｍの２ｍ個の波長が多重している光信号に対し、波長変換を行って、λ１〜λｍのｍ個の波長を生成して送出するｎ個の第３の波長変換部１５−１〜１５−ｎと、を有することを特徴とする光クロスコネクト装置１０が提供される。
【００１１】
ここで、第１の波長変換部１１−１〜１１−ｎは、入力するλ１〜λｍのｍ個の波長が多重されたＷＤＭ信号に対し、波長変換を行って、λ１〜λ２ｍの２ｍ個の波長を生成する。第１の波長クロスコネクト部１２は、第１の波長変換部１１−１〜１１−ｎによって波長変換された光信号を２ｍ個の波長に分波するｎ個の第１の分波器１２ａ−１〜１２ａ−ｎと、分波後の２ｍ個の波長の光信号を合波するｎ個の第１の合波器１２ｂ−１〜１２ｂ−ｎと、から構成され、第１の分波器１２ａ−１〜１２ａ−ｎと第１の合波器１２ｂ−１〜１２ｂ−ｎの接続を、２ｍ／ｎ本の接続束で波長が重複しないように接続して、波長単位のクロスコネクトを行う。第２の波長変換部１３−１〜１３−ｎは、第１の波長クロスコネクト部１２によってクロスコネクトされた後の２ｍ個の波長が多重している光信号に対し、波長変換を行って、２ｍ個の波長を生成する。第２の波長クロスコネクト部１４は、第２の波長変換部１３−１〜１３−ｎによって波長変換された光信号を２ｍ個の波長に分波するｎ個の第２の分波器１４ａ−１〜１４ａ−ｎと、分波後の２ｍ個の波長の光信号を合波するｎ個の第２の合波器１４ｂ−１〜１４ｂ−ｎと、から構成され、第２の分波器１４ａ−１〜１４ａ−ｎと第２の合波器１４ｂ−１〜１４ｂ−ｎの接続を、２ｍ／ｎ本の接続束で波長が重複しないように接続して、波長単位のクロスコネクトを行う。第３の波長変換部１５−１〜１５−ｎは、第２の波長クロスコネクト部１４によってクロスコネクトされた後のλ１〜λ２ｍの２ｍ個の波長が多重している光信号に対し、波長変換を行って、λ１〜λｍのｍ個の波長を生成して送出する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の光クロスコネクト装置の原理図である。光クロスコネクト装置１０は、入力光信号のＷＤＭ数がｎ（ＷＤＭルート数がｎ）、入力光信号の多重されている波長がλ１〜λｍでＷＤＭ波長数（波長多重数）がｍの場合に、非閉塞（非閉塞スイッチの内容については後述する）の光クロスコネクトを行う装置である。なお、図１に示す光クロスコネクト装置１０を第１の実施の形態とする。
【００１３】
光クロスコネクト装置１０は、第１の波長変換部１１−１〜１１−ｎ（以下、波長変換部１１−１〜１１−ｎ）、第１の波長クロスコネクト部１２（以下、波長クロスコネクト部１２）、第２の波長変換部１３−１〜１３−ｎ（以下、波長変換部１３−１〜１３−ｎ）、第２の波長クロスコネクト部１４（以下、波長クロスコネクト部１４）、第３の波長変換部１５−１〜１５−ｎ（以下、波長変換部１５−１〜１５−ｎ）から構成される。なお、以降の説明で各構成要素を総称する場合は、ハイフン以下の数字は略す（例えば、波長変換部１１−１〜１１−ｎは、波長変換部１１と記す）。
【００１４】
波長変換部１１−１〜１１−ｎは、ｎ個配置して、入力するλ１〜λｍのｍ個の波長が多重されたＷＤＭ信号に対し、波長変換を行って、λ１〜λ２ｍの２ｍ個の波長を生成する。
【００１５】
波長クロスコネクト部１２は、パッシブな光デバイスである、第１の分波器１２ａ−１〜１２ａ−ｎ（以下、分波器１２ａ−１〜１２ａ−ｎ）と第１の合波器１２ｂ−１〜１２ｂ−ｎ（以下、合波器１２ｂ−１〜１２ｂ−ｎ）とを含み、波長単位のクロスコネクトを行う。なお、本発明の分波器及び合波器には、ＡＷＧ（Ａｒｒａｙｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ：アレイ導波路型光合分波器）を適用するものとする。
【００１６】
分波器１２ａ−１〜１２ａ−ｎは、ｎ個配置して、波長変換部１１−１〜１１−ｎによって波長変換された光信号を２ｍ個の波長に分波する。合波器１２ｂ−１〜１２ｂ−ｎは、ｎ個配置して、分波後の２ｍ個の波長の光信号を合波する。また、分波器１２ａ−１〜１２ａ−ｎと合波器１２ｂ−１〜１２ｂ−ｎの接続は、２ｍ／ｎ本の接続束で各波長が重複しないように接続する（図中の太実線は２ｍ／ｎ本の束を表す）。
【００１７】
波長変換部１３−１〜１３−ｎは、ｎ個配置して、波長クロスコネクト部１２によってクロスコネクトされた後の２ｍ個の波長が多重している光信号に対し、波長変換を行って、２ｍ個の波長を生成する。
【００１８】
波長クロスコネクト部１４は、第２の分波器１４ａ−１〜１４ａ−ｎ（以下、分波器１４ａ−１〜１４ａ−ｎ）と第２の合波器１４ｂ−１〜１４ｂ−ｎ（以下、合波器１４ｂ−１〜１４ｂ−ｎ）とを含み、波長単位のクロスコネクトを行う。
【００１９】
分波器１４ａ−１〜１４ａ−ｎは、ｎ個配置して、波長変換部１３−１〜１３−ｎによって波長変換された光信号を２ｍ個の波長に分波する。合波器１４ｂ−１〜１４ｂ−ｎは、ｎ個配置して、分波後の２ｍ個の波長の光信号を合波する。また、分波器１４ａ−１〜１４ａ−ｎと合波器１４ｂ−１〜１４ｂ−ｎの接続は、２ｍ／ｎ本の接続束で各波長が重複しないように接続する。
【００２０】
波長変換部１５−１〜１５−ｎは、波長クロスコネクト部１４によってクロスコネクトされた後のλ１〜λ２ｍの２ｍ個の波長が多重している光信号に対し、波長変換を行って、λ１〜λｍのｍ個の波長を生成してＷＤＭ信号として送出する。
【００２１】
次にｎ＝２、ｍ＝２の簡単な例を示して、光クロスコネクト装置（以降、本発明の光クロスコネクト装置をλベースＸＣ装置とも呼ぶ）１０の動作の流れについて説明する。図２はｎ＝２、ｍ＝２のときのλベースＸＣ装置の動作を説明するための図である。ＷＤＭ１の入力光信号は、λα１、λα２の２つの波長が多重されており、ＷＤＭ２の入力光信号は、λβ１、λβ２の２つの波長が多重されている。
【００２２】
そしてここでは、光クロスコネクトを施した後、ＷＤＭ１の装置出力側からはλα１、λβ２の波長が多重された光信号が送出し、ＷＤＭ２の装置出力側からはλβ１、λα２の波長が多重された光信号が送出するものとする。
【００２３】
波長変換部１１−１は、λα１をλＡ、λＢに変換し、λα２をλＣ、λＤに変換して、波長数２を波長数４にする。波長変換部１１−２は、λβ１をλａ、λｂに変換し、λα２をλｃ、λｄに変換して、波長数２を波長数４にする（ｍ→２ｍ）。
【００２４】
一方、合分波器間の接続は、２ｍ／ｎ本の接続束で各波長が重複しないように接続するのであるから、ここでは２本（＝２・２／２）の接続束で、分波器１２ａ−１からλＡ、λＣの２本を合波器１２ｂ−１へつなぎ、分波器１２ａ−１からλＢ、λＤの２本を合波器１２ｂ−２へつなぐ。同様にして、分波器１２ａ−２からλａ、λｃの２本を合波器１２ｂ−１へつなぎ、分波器１２ａ−２からλｂ、λｄの２本を合波器１２ｂ−２へつなぐ。そして、波長単位のクロスコネクトを行って、合波器１２ｂ−１、１２ｂ−２から合波信号が出力される。
【００２５】
ここで、“波長が重複しないように接続する”とは、同じ波長が同一の合波器へ入力されないように接続するということである。すなわち、ここでは同じ接続束（２ｍ／ｎ本）の中に、同じ波長がだぶらないように接続する。例えば、分波器１２ａ−１から合波器１２ｂ−１を接続する２本に対して、λＡ、λＢとすると、これはλα１がだぶってしまうことになるので、上記のようにλＡ、λＣを接続することになる。
【００２６】
波長変換部１３−１は、λＡ、λＣ、λａ、λｃが多重された信号を受信すると、λＡ→λＥ、λＣ→λＦ、λａ→λＧ、λｃ→λＨの変換を行い、波長変換部１３−２は、λＢ、λＤ、λｂ、λｄが多重された信号を受信すると、λＢ→λｇ、λＤ→λｈ、λｂ→λｅ、λｄ→λｆの変換を行う。なお、波長変換後の波長数は、変換前の４波であり変わらない（２ｍ→２ｍ）。
【００２７】
分波器１４ａ−１からλＥ、λＦの２本を合波器１４ｂ−１へつなぎ、分波器１４ａ−１からλＧ、λＨの２本を合波器１４ｂ−２へつなぐ。また、分波器１４ａ−２からλｅ、λｆの２本を合波器１４ｂ−１へつなぎ、分波器１４ａ−２からλｇ、λｈの２本を合波器１４ｂ−２へつなぐ。そして、波長単位のクロスコネクトを行って、合波器１４ｂ−１、１４ｂ−２から合波信号が出力される。
【００２８】
波長変換部１５−１は、λＥ、λＦ、λｅ、λｆの合波信号を受信すると、λＥとλｆの波長変換を行ってλα１、λβ２を生成して、ＷＤＭ１からλα１、λβ２の波長多重信号を送出する。また、波長変換部１５−２は、λＧ、λＨ、λｇ、λｈの合波信号を受信すると、λＧとλｈの波長変換を行ってλβ１、λα２を生成して、ＷＤＭ２からλβ１、λα２の波長多重信号を送出する。
【００２９】
次に波長変換部の構成について説明する。図３、図４は波長変換部の構成を示す図である。本発明の波長変換部は、分波器、波長変換素子、合波器から構成される（図１の波長変換部１１、１３、１５を含め、以降で後述する実施の形態の波長変換部も同様な構成を持つ）。
【００３０】
図３は、図２の波長変換部１１−１について示している。波長変換部１１−１は、分波器１１ａ、波長変換素子１１ｂ−１〜１１ｂ−４、合波器１１ｃ、カプラＣ１、Ｃ２から構成される。分波器１１ａは、λα１、λα２が多重されている信号を波長毎に分波する。波長変換素子１１ｂ−１はλα１をλＡに、波長変換素子１１ｂ−２はλα１をλＢに変換する。
【００３１】
また、波長変換素子１１ｂ−３はλα２をλＣに、波長変換素子１１ｂ−４はλα２をλＤに変換する。そして、合波器１１ｃは、波長変換素子１１ｂ−１〜１１ｂ−４から出力されたλＡ、λＢ、λＣ、λＤの信号を合波して出力する。
【００３２】
図４は、図２の波長変換部１５−１について示している。波長変換部１５−１は、分波器１５ａ、波長変換素子１５ｂ−１〜１５ｂ−４、合波器１５ｃ、カプラＣ３、Ｃ４から構成される。分波器１５ａは、λＥ、λＦ、λｅ、λｆが多重されている信号を波長毎に分波する。波長変換素子１５ｂ−１はλＥをλα１に、波長変換素子１５ｂ−２はλＦをλα２に変換する。
【００３３】
また、波長変換素子１５ｂ−３はλｅをλβ１に、波長変換素子１５ｂ−４はλｆをλβ２に変換する。なお、波長変換素子１５ｂ−１〜１５ｂ−４は、上位レイヤからの指示にもとづき動作する。そして、合波器１５ｃは、カプラＣ３、Ｃ４を介して、ここでは波長変換素子１５ｂ−１、１５ｂ−４から出力されたλα１、λβ２の信号を合波して出力する。
【００３４】
以上説明したように、λベースＸＣ装置１０においては、装置内で扱う波長数は、入力波長数ｍの２倍の２ｍとする。このことはすなわち、スイッチ通路を装置内では２倍用意しているということである（波長数＝光路）。そして、時分割処理を行わずに２ｍ個の波長をアロケートして、ＡＷＧのようなパッシブなデバイスを用いた合分波器によって光路を切り換えることにより、光クロスコネクトを実現している。
【００３５】
これにより、ＭＥＭＳ等を用いて空間的に光路を切り換える従来技術と比較して、スイッチ素子の高度な製造性や複雑な制御性などに制限を受けることがないので、大規模のスイッチングを行うことができ、高スループットな光クロスコネクトを実現することが可能になる。
【００３６】
次にスイッチの閉塞、非閉塞について説明する。スイッチには、スイッチング時に目的ポートにパスを張ろうとすると、輻輳が生じるおそれのある閉塞（ブロッキング：ｂｌｏｃｋｉｎｇ）タイプのスイッチと、スイッチング時に輻輳が生じることのない非閉塞（ノンブロッキング：ｎｏｎ−ｂｌｏｃｋｉｎｇ）タイプのスイッチとがあり、上記で説明したλベースＸＣ装置１０は輻輳が生じない完全非閉塞タイプのスイッチである。以下、閉塞タイプ、非閉塞タイプのスイッチの違いと、非閉塞タイプの空間スイッチの構成例について説明する。
【００３７】
図５は閉塞タイプのスイッチの一例を示す図である。入線が２本、出線が２本の２×２のスイッチＳＷ５１〜ＳＷ５４を、１段目にスイッチＳＷ５１、ＳＷ５２を配置し、２段目にスイッチＳＷ５３、ＳＷ５４を配置して、全体で４×４のスイッチを構成する。
【００３８】
また、スイッチＳＷ５１は、入線側にポートｐ１ａ、ｐ２ａ、出線側にポートｐ３ａ、ｐ４ａを有し、スイッチＳＷ５２は、入線側にポートｐ１ｂ、ｐ２ｂ、出線側にポートｐ３ｂ、ｐ４ｂを有し、スイッチＳＷ５３は、入線側にポートｐ１ｃ、ｐ２ｃ、出線側にポートｐ３ｃ、ｐ４ｃを有し、スイッチＳＷ５４は、入線側にポートｐ１ｄ、ｐ２ｄ、出線側にポートｐ３ｄ、ｐ４ｄを有している。
【００３９】
そして、ポートｐ３ａとポートｐ１ｃがラインＬ１と接続し、ポートｐ４ａとポートｐ１ｄがラインＬ２と接続し、ポートｐ３ｂとポートｐ２ｃがラインＬ３と接続し、ポートｐ４ｂとポートｐ２ｄがラインＬ４と接続する。
【００４０】
このような構成に対し、図に示すパス（スイッチングパス）の向きについて記すと、パスＰ１（ポートｐ１ａ→ポートｐ３ａ）、パスＰ２（ポートｐ２ａ→ポートｐ４ａ）、パスＰ３（ポートｐ１ｂ→ポートｐ３ｂ）、パスＰ４（ポートｐ２ｂ→ポートｐ４ｂ）、パスＰ５（ポートｐ１ｃ→ポートｐ３ｃ）、パスＰ６（ポートｐ２ｃ→ポートｐ４ｃ）、パスＰ７（ポートｐ１ｄ→ポートｐ３ｄ）、パスＰ８（ポートｐ２ｄ→ポートｐ４ｄ）である。
【００４１】
このようなパスによって、入信号（ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４）は、１段目のスイッチＳＷ５１、ＳＷ５２の入線側から入力して、１段目及び２段目のスイッチによりスイッチングされると、２段目のスイッチＳＷ５３、ＳＷ５４の出線側から出信号（ｓ１、ｓ３、ｓ２、ｓ４）の並びで出力されることになる。
【００４２】
ここで、この状態から、信号ｓ３と信号ｓ２はそのままで、信号ｓ１と信号ｓ４の順番を入れ替えて、入信号（ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４）を出信号（ｓ４、ｓ３、ｓ２、ｓ１）の並びにスイッチングする場合を考える。
【００４３】
信号ｓ１の経路について見ると、スイッチＳＷ５１のパスＰ１は、ポートｐ１ａ→ポートｐ４ａへ向け、ラインＬ２を通った後に、スイッチＳＷ５４のパスＰ７の向きをポートｐ１ｄ→ポートｐ４ｄへ向けることになる。また、信号ｓ４の経路について見ると、スイッチＳＷ５２のパスＰ４は、ポートｐ２ｂ→ポートｐ３ｂへ向け、ラインＬ３を通った後に、スイッチＳＷ５３のパスＰ６の向きをポートｐ２ｃ→ポートｐ３ｃへ向けることになる。
【００４４】
ところが、このようなスイッチング操作を行ってしまうと、それぞれのスイッチ内のパスが輻輳してしまうことがわかる（例えば、スイッチＳＷ５１では、パスＰ１とパスＰ２がポート４ａでぶつかってしまう）。このため、上記の場合、信号ｓ１、ｓ４のみの順番を入れ替えることはできず、信号ｓ１、ｓ４の順番を入れ替えるためには、信号ｓ２、ｓ３の順番まで入れ替えなければならないことになる（結局、出信号（ｓ４、ｓ２、ｓ３、ｓ１）とするしかない）。
【００４５】
ここで、ｍ×ｍの閉塞スイッチでは、入線ｍ−１本に対応する出線が確立してしまうと、スイッチ内の残りの１本のパスの行き先が決まってしまう。例えば、図５のスイッチＳＷ５１では、ラインＬ２を通すパスＰ２が確立してしまうと、もう一方のパスＰ１はラインＬ１に向かうしかない（最も本数の少ない例である）。このような構成の閉塞タイプのスイッチでは、ある箇所のスイッチングを行おうとすると、上述のように他の箇所まで影響を与えてしまうことになる。
【００４６】
図６は非閉塞タイプのスイッチの一例を示す図である。入線が２本、出線が４本の２×４のスイッチＳＷ６１〜ＳＷ６４を、１段目にスイッチＳＷ６１、ＳＷ６２を配置し、２段目にスイッチＳＷ６３、ＳＷ６４を配置して、全体で４×４のスイッチを構成する。
【００４７】
また、スイッチＳＷ６１は、入線側にポートｐ１ａ、ｐ２ａ、出線側にポートｐ３ａ〜ｐ６ａを有し、スイッチＳＷ６２は、入線側にポートｐ１ｂ、ｐ２ｂ、出線側にポートｐ３ｂ〜ｐ６ｂを有し、スイッチＳＷ６３は、入線側にポートｐ１ｃ〜ｐ４ｃ、出線側にポートｐ５ｃ、ｐ６ｃを有し、スイッチＳＷ６４は、入線側にポートｐ１ｄ〜ｐ４ｄ、出線側にポートｐ５ｄ、ｐ６ｄを有している。
【００４８】
そして、ポートｐ３ａとポートｐ１ｃがラインＬ１と接続し、ポートｐ４ａとポートｐ２ｃがラインＬ２と接続し、ポートｐ５ａとポートｐ１ｄがラインＬ３と接続し、ポートｐ６ａとポートｐ２ｄがラインＬ４と接続する。
【００４９】
さらに、ポートｐ３ｂとポートｐ３ｃがラインＬ５と接続し、ポートｐ４ｂとポートｐ４ｃがラインＬ６と接続し、ポートｐ５ｂとポートｐ３ｄがラインＬ７と接続し、ポートｐ６ｂとポートｐ４ｄがラインＬ８と接続する。
【００５０】
このような構成に対し、図に示すパス（スイッチングパス）の向きについて記すと、パスＰ１（ポートｐ１ａ→ポートｐ３ａ）、パスＰ２（ポートｐ２ａ→ポートｐ６ａ）、パスＰ３（ポートｐ１ｂ→ポートｐ３ｂ）、パスＰ４（ポートｐ２ｂ→ポートｐ６ｂ）、パスＰ５（ポートｐ１ｃ→ポートｐ５ｃ）、パスＰ７（ポートｐ３ｃ→ポートｐ６ｃ）、パスＰ１０（ポートｐ２ｄ→ポートｐ５ｄ）、パスＰ１２（ポートｐ４ｄ→ポートｐ６ｄ）である。
【００５１】
このようなパスによって、入信号（ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４）は、１段目のスイッチＳＷ６１、ＳＷ６２の入線側から入力して、１段目及び２段目のスイッチによりスイッチングされると、２段目のスイッチＳＷ６３、ＳＷ６４の出線側から出信号（ｓ１、ｓ３、ｓ２、ｓ４）の並びで出力されることになる。
【００５２】
ここで、この状態から、信号ｓ３と信号ｓ２はそのままで、信号ｓ１と信号ｓ４の順番を入れ替えて、入信号（ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４）を出信号（ｓ４、ｓ３、ｓ２、ｓ１）の並びにスイッチングする場合を考える。
【００５３】
図７はスイッチング後のパス状態を示す図である。信号ｓ１の経路について見ると、スイッチＳＷ６１のパスＰ１は、ポートｐ１ａ→ポートｐ５ａへ向け、ラインＬ３を通った後に、スイッチＳＷ６４からパスＰ９の向きをポートｐ１ｄからポートｐ６ｄへ向けることになる。また、信号ｓ４の経路について見ると、スイッチＳＷ６２のパスＰ４は、ポートｐ２ｂ→ポートｐ４ｂへ向け、ラインＬ６を通った後に、スイッチＳＷ６３からパスＰ８の向きをポートｐ４ｃからポートｐ５ｃへ向けることになる。
【００５４】
図からわかるように、このようなスイッチング操作を行っても、それぞれのスイッチ内のパスが輻輳することはない（信号ｓ３、ｓ２の経路はそのまま）。したがって、信号ｓ１、ｓ４のみの順番を入れ替えることができ、信号（ｓ４、ｓ３、ｓ２、ｓ１）とすることができる。
【００５５】
このように、入線の本数に対して、およそ２倍近くの本数の出線を持つスイッチを多段に組み合わせれば、入線ｍ−１本に対応する出線が確立しても、スイッチ内の残り１本のパスの行き先が固定的に決まってしまうことはなくなる。例えば、図７のスイッチＳＷ６１では、ラインＬ４を通すパスＰ２が確立しても、もう一方のパスＰ１は残り３通り（ポートｐ３ａ〜ｐ５ａ）のラインＬ１〜Ｌ３の選択性がある。このような構成の非閉塞タイプのスイッチでは、他の箇所に影響を与えることなく、ある箇所のスイッチングを自由に行うことができる。
【００５６】
次に非閉塞タイプの空間スイッチの例について図８〜図１１を用いて説明する。図８は非閉塞タイプの空間スイッチの構成を示す図である。空間スイッチＳＷ１０は、２段構成からなり、１段目に入線がｍ本、出線がｍ・ｎ本のｍ×ｍ・ｎのスイッチＳＷ１１−１〜ＳＷ１１−ｎと、２段目に入線がｍ・ｎ本、出線がｍ本のｍ・ｎ×ｍのスイッチＳＷ１２−１〜ＳＷ１２−ｎとから構成され、全体でｍ・ｎ×ｍ・ｎのスイッチである。また、１段目のｍ×ｍ・ｎスイッチはｎ個、２段目のｍ・ｎ×ｍスイッチはｎ個なので、全体でｍ×ｍ・ｎスイッチが２ｎ個ある（１段目と２段目は同じスイッチ）。
【００５７】
さらに、１段目のスイッチＳＷ１１−１の出線は、ｍ本のラインの束がｎあり、ｍ本の各ライン束は、２段目のスイッチＳＷ１２−１〜ＳＷ１２−ｎとそれぞれ接続する。スイッチＳＷ１１−２〜ＳＷ１１−ｎからの出線も同様にして、２段目のスイッチＳＷ１２−１〜ＳＷ１２−ｎとそれぞれ接続する。
【００５８】
ここで、１段目の単位スイッチ（スイッチＳＷ１１−１〜ＳＷ１１−ｎのいずれかのスイッチのこと）の入線ｍ−１本に対応する出線が確立した場合、残り１本が張れるパスの本数は、出線本数から（ｍ−１）を引いて、ｍ・ｎ−（ｍ−１）＝ｍ（ｎ−１）＋１である。したがって、ｍ（ｎ−１）＋１通りに自由にパスが張れるので、空間スイッチＳＷ１０は非閉塞タイプである。
【００５９】
図９は非閉塞タイプの空間スイッチの構成を示す図である。空間スイッチＳＷ２０は、３段構成からなり、１段目に入線がｍ本、出線が（２ｍ−１）本のｍ×（２ｍ−１）のスイッチＳＷ２１−１〜ＳＷ２１−ｎと、２段目に入線がｎ本、出線がｎ本のｎ×ｎのスイッチＳＷ２２−１〜ＳＷ２２−（２ｍ−１）と、３段目に入線が（２ｍ−１）本、出線がｍ本の（２ｍ−１）×ｍのスイッチＳＷ２３−１〜ＳＷ２３−ｎとから構成され、全体でｍ・ｎ×ｍ・ｎのスイッチである。
【００６０】
また、１段目のｍ×（２ｍ−１）スイッチがｎ個、２段目のｎ×ｎスイッチが（２ｍ−１）個、３段目の（２ｍ−１）×ｍスイッチがｎ個なので、全体でｍ×（２ｍ−１）スイッチが２ｎ個（１段目と３段目は同じスイッチ）、ｎ×ｎスイッチが（２ｍ−１）個ある。
【００６１】
さらに、１段目のスイッチＳＷ２１−１の出線は、２ｍ−１本なので、１本づつ２段目のスイッチＳＷ２２−１〜ＳＷ２２−（２ｍ−１）とそれぞれ接続する。スイッチＳＷ２１−２〜ＳＷ２１−ｎからの出線も同様にして、２段目のスイッチＳＷ２２−１〜ＳＷ２２−（２ｍ−１）とそれぞれ接続する。
【００６２】
また、２段目のスイッチＳＷ２２−１の出線は、ｎ本なので、１本づつ３段目のスイッチＳＷ２３−１〜ＳＷ２３−ｎとそれぞれ接続する。スイッチＳＷ２２−２〜ＳＷ２２−（２ｍ−１）からの出線も同様にして、３段目のスイッチＳＷ２３−１〜ＳＷ２３−ｎとそれぞれ接続する。
【００６３】
ここで、１段目の単位スイッチの出線は（２ｍ−１）本であるから、１段目の単位スイッチから２段目の（２ｍ−１）個のスイッチＳＷ２２−１〜２２−（２ｍ−１）へ向かうパスの本数は（２ｍ−１）本である。また、３段目の単位スイッチの入線は（２ｍ−１）本であるから、２段目の（２ｍ−１）個のスイッチＳＷ２２−１〜２２−（２ｍ−１）それぞれから３段目の単位スイッチへ向かうパスの本数は（２ｍ−１）本である。
【００６４】
したがって、１段目スイッチの入線ｍ−１本に対応する出線が確立し、３段目スイッチの入線ｍ−１本に対応する出線が確立した場合でも、（２ｍ−１）−（ｍ−１）＝ｍ本のパスが１段目→３段目に張ることができるので、空間スイッチＳＷ２０は非閉塞タイプである。なお、多段構成の非閉塞スイッチは、Ｃｌｏｓ型スイッチとも呼ばれる（Ｃｈａｒｌｅｓ Ｃｌｏｓによって提案されたことによる）。
【００６５】
図１０は非閉塞タイプの空間スイッチの構成を示す図である。図９の変形例である空間スイッチＳＷ３０は、３段構成からなり、１段目に入線がｍ本、出線が２ｍ本のｍ×２ｍのスイッチＳＷ３１−１〜ＳＷ３１−ｎと、２段目に入線がｍ本、出線がｍ本のｍ×ｍのスイッチＳＷ３２−１〜ＳＷ３２−２ｎと、３段目に入線が２ｍ本、出線がｍ本の２ｍ×ｍのスイッチＳＷ３３−１〜ＳＷ３３−ｎとから構成され、全体でｍ・ｎ×ｍ・ｎのスイッチである（ｍ＞ｎでｍ、ｎは偶数）。
【００６６】
また、１段目のｍ×２ｍスイッチがｎ個、２段目のｍ×ｍスイッチが２ｎ個、３段目の２ｍ×ｍスイッチがｎ個なので、全体でｍ×２ｍスイッチが２ｎ個（１段目と３段目は同じスイッチ）、ｍ×ｍスイッチが２ｎ個ある。
【００６７】
さらに、１段目のスイッチＳＷ３１−１の出線は２ｍ本であり、この２ｍ本がｍ／ｎ（ｍ／ｎは整数）本のライン束ごとに２段目のスイッチＳＷ３２−１〜ＳＷ３２−２ｎとそれぞれ接続する。スイッチＳＷ３１−２〜ＳＷ３２−ｎからの出線も同様にして、２段目のスイッチＳＷ３２−１〜ＳＷ３２−２ｎとそれぞれ接続する。
【００６８】
また、２段目のスイッチＳＷ３２−１の出線はｍ本であり、このｍ本がｍ／ｎ本のライン束ごとに３段目のスイッチＳＷ３３−１〜ＳＷ３３−ｎとそれぞれ接続する。スイッチＳＷ３２−２〜ＳＷ３２−ｎからの出線も同様にして、３段目のスイッチＳＷ３３−１〜ＳＷ３３−ｎとそれぞれ接続する。
【００６９】
ここで、１段目の単位スイッチの出線は２ｍ本であるから、１段目の単位スイッチから２段目の２ｎ個のスイッチＳＷ３２−１〜３２−２ｎへ向かうパスの本数は２ｍ本である。また、３段目の単位スイッチの入線は２ｍ本であるから、２段目の２ｎ個のスイッチＳＷ３２−１〜３２−２ｎそれぞれから３段目の単位スイッチへ向かうパスの本数は２ｍ本である。
【００７０】
したがって、１段目スイッチの入線ｍ−１本に対応する出線が確立し、３段目スイッチの入線ｍ−１本に対応する出線が確立した場合でも、２ｍ−（ｍ−１）＝（ｍ＋１）本のパスが１段目→３段目に張ることができるので、空間スイッチＳＷ３０は非閉塞タイプである。
【００７１】
図１１は非閉塞タイプの空間スイッチの構成を示す図である。図９の変形例である空間スイッチＳＷ４０は、３段構成からなり、１段目に入線がｍ本、出線が２ｍ本のｍ×２ｍのスイッチＳＷ４１−１〜ＳＷ４１−ｎと、２段目に入線が２ｍ本、出線が２ｍ本の２ｍ×２ｍのスイッチＳＷ４２−１〜ＳＷ４２−ｎと、３段目に入線が２ｍ本、出線がｍ本の２ｍ×ｍのスイッチＳＷ４３−１〜ＳＷ４３−ｎとから構成され、全体でｍ・ｎ×ｍ・ｎのスイッチである（ｍ、ｎは偶数）。
【００７２】
また、１段目のｍ×２ｍスイッチがｎ個、２段目の２ｍ×２ｍスイッチがｎ個、３段目の２ｍ×ｍスイッチがｎ個なので、全体でｍ×２ｍスイッチが２ｎ個（１段目と３段目は同じスイッチ）、２ｍ×２ｍスイッチがｎ個ある（図１０で示した空間スイッチＳＷ３０よりもスイッチ構成数は少なくなる）。
【００７３】
さらに、１段目のスイッチＳＷ４１−１の出線は２ｍ本であり、この２ｍ本が２ｍ／ｎ（２ｍ／ｎは整数）本のライン束ごとに２段目のスイッチＳＷ４２−１〜ＳＷ４２−ｎとそれぞれ接続する。スイッチＳＷ４１−２〜ＳＷ４１−ｎからの出線も同様にして、２段目のスイッチＳＷ４２−１〜ＳＷ４２−ｎとそれぞれ接続する。
【００７４】
また、２段目のスイッチＳＷ４２−１の出線は２ｍ本であり、この２ｍ本が２ｍ／ｎ本のライン束ごとに３段目のスイッチＳＷ４３−１〜ＳＷ４３−ｎとそれぞれ接続する。スイッチＳＷ４２−２〜ＳＷ４２−ｎからの出線も同様にして、３段目のスイッチＳＷ４３−１〜ＳＷ４３−ｎとそれぞれ接続する。
【００７５】
ここで、１段目の単位スイッチの出線は２ｍ本であるから、１段目の単位スイッチから２段目のｎ個のスイッチＳＷ４２−１〜４２−ｎへ向かうパスの本数は２ｍ本である。また、３段目の単位スイッチの入線は２ｍ本であるから、２段目のｎ個のスイッチＳＷ４２−１〜４２−２ｎそれぞれから３段目の単位スイッチへ向かうパスの本数は２ｍ本である。
【００７６】
したがって、１段目スイッチの入線ｍ−１本に対応する出線が確立し、３段目スイッチの入線ｍ−１本に対応する出線が確立した場合でも、２ｍ−（ｍ−１）＝（ｍ＋１）本のパスが１段目→３段目に張ることができるので、空間スイッチＳＷ４０は非閉塞タイプである。
【００７７】
次にλベースＸＣ装置１０と、図１１に示した空間スイッチＳＷ４０との対応関係について説明する。図１２、図１３はλベースＸＣ装置１０と空間スイッチＳＷ４０との対応関係を示す図である。λベースＸＣ装置１０の波長変換部１１の入力から波長クロスコネクト部１２内の分波器１２ａの出力までの区間Ａは、空間スイッチＳＷ４０の１段目のｍ×２ｍスイッチに対応する。
【００７８】
また、波長クロスコネクト部１２内の合波器１２ｂの入力から波長クロスコネクト部１４内の分波器１４ａの出力までの区間Ｂは、空間スイッチＳＷ４０の２段目の２ｍ×２ｍスイッチに対応する。さらに、波長クロスコネクト部１４内の合波器１４ｂの入力から波長変換部１５の出力までの区間Ｃは、空間スイッチＳＷ４０の３段目の２ｍ×ｍスイッチに対応する。
【００７９】
一方、空間スイッチＳＷ４０の区間ａに対し、λベースＸＣ装置１０の波長変換部１１に対するＷＤＭ１〜ＷＤＭｎの物理的な入力線は１本であるが、波長がλ１〜λｍであるため、波長レベルでみると、ｍ本の信号入力としてよく、ｍ×２ｍスイッチの入線数と等しい。
【００８０】
区間ｂに対し、ｎ個の分波器１２ａの出力ファイバは２ｍ／ｎ本束ねて、ｎ個の合波器１２ｂそれぞれに接続するので、ｍ×２ｍスイッチの出線と２ｍ×２ｍスイッチの入線との関係と等しい。
【００８１】
区間ｃに対し、ｎ個の分波器１４ａの出力ファイバは２ｍ／ｎ本束ねて、ｎ個の合波器１４ｂそれぞれに接続するので、２ｍ×２ｍスイッチの出線と２ｍ×ｍスイッチの入線との関係と等しい。
【００８２】
区間ｄに対し、λベースＸＣ装置１０に対する波長変換部１５のＷＤＭ１〜ＷＤＭｎの物理的な出力線は１本であるが、波長がλ１〜λｍであるため、波長レベルでみると、ｍ本の信号出力としてよく、２ｍ×ｍスイッチの出線数と等しい。したがって、λベースＸＣ装置１０は、空間スイッチＳＷ４０と等価的に等しい構成を持つので、非閉塞スイッチとなる。
【００８３】
なお、本発明のλベースＸＣ装置は、空間スイッチは使用せずに、空間スイッチの非閉塞タイプとなるスイッチング理論を適用して、波長ベースで光路を切り換えるものである。
【００８４】
次に第２の実施の形態のλベースＸＣ装置について説明する。図１４は第２の実施の形態のλベースＸＣ装置の構成を示す図である。λベースＸＣ装置２０は、図１０に示した非閉塞の空間スイッチＳＷ３０を応用した装置である。
【００８５】
波長変換部２１−１〜２１−ｎは、ｎ個配置して、入力するλ１〜λｍのｍ個の波長が多重されたＷＤＭ信号に対し、波長変換を行って、λ１〜λ２ｍの２ｍ個の波長を生成する。
【００８６】
波長クロスコネクト部２２は、分波器２２ａ−１〜２２ａ−ｎと合波器２２ｂ−１〜２２ｂ−２ｎとを含み、波長単位のクロスコネクトを行う。分波器２２ａ−１〜２２ａ−ｎは、ｎ個配置して、波長変換部２１−１〜２１−ｎによって波長変換された光信号を２ｍ個の波長に分波する。合波器２２ｂ−１〜２２ｂ−２ｎは、２ｎ個配置して、分波後のｍ個の波長の光信号を合波する。また、分波器２２ａ−１〜２２ａ−ｎと合波器２２ｂ−１〜２２ｂ−２ｎの接続は、ｍ／ｎ本の接続束で波長が重複しないように接続する（図中の太実線はｍ／ｎ本の束を表す）。
【００８７】
波長変換部２３−１〜２３−２ｎは、２ｎ個配置して、波長クロスコネクト部２２によってクロスコネクトされた後のｍ個の波長が多重している光信号に対し、波長変換を行って、ｍ個の波長を生成する。
【００８８】
波長クロスコネクト部２４は、分波器２４ａ−１〜２４ａ−２ｎと合波器２４ｂ−１〜２４ｂ−ｎとを含み、波長単位のクロスコネクトを行う。分波器２４ａ−１〜２４ａ−２ｎは、２ｎ個配置して、波長変換部２３−１〜２３−２ｎによって波長変換された光信号をｍ個の波長に分波する。合波器２４ｂ−１〜２４ｂ−ｎはｎ個配置して、分波後の２ｍ個の波長数の光信号を合波する。また、分波器２４ａ−１〜２４ａ−２ｎと合波器２４ｂ−１〜２４ｂ−ｎの接続は、ｍ／ｎ本の接続束で波長が重複しないように接続する。
【００８９】
波長変換部２５−１〜２５−ｎは、ｎ個配置して、波長クロスコネクト部２４によってクロスコネクトされた後のλ１〜λ２ｍの２ｍ個の波長が多重している光信号に対し、波長変換を行って、λ１〜λｍのｍ個の波長を生成して送出する。
【００９０】
次にλベースＸＣ装置２０と空間スイッチＳＷ３０との対応関係について説明する。図１５、図１６はλベースＸＣ装置２０と空間スイッチＳＷ３０との対応関係を示す図である。λベースＸＣ装置２０の波長変換部２１の入力から波長クロスコネクト部２２内の分波器２２ａの出力までの区間Ａは、空間スイッチＳＷ３０の１段目のｍ×２ｍスイッチに対応する。
【００９１】
また、波長クロスコネクト部２２内の合波器２２ｂの入力から波長クロスコネクト部２４内の分波器２４ａの出力までの区間Ｂは、空間スイッチＳＷ３０の２段目のｍ×ｍスイッチに対応する。さらに、波長クロスコネクト部２４内の合波器２４ｂの入力から波長変換部２５の出力までの区間Ｃは、空間スイッチＳＷ３０の３段目の２ｍ×ｍスイッチに対応する。
【００９２】
一方、空間スイッチＳＷ３０の区間ａに対し、λベースＸＣ装置２０の波長変換部２１に対するＷＤＭ１〜ＷＤＭｎの物理的な入力線は１本であるが、波長がλ１〜λｍであるため、波長レベルでみると、ｍ本の信号入力としてよく、ｍ×２ｍスイッチの入線数と等しい。
【００９３】
区間ｂに対し、ｎ個の分波器２２ａの出力ファイバはｍ／ｎ本束ねて、２ｎ個の合波器２２ｂそれぞれに接続するので、ｍ×２ｍスイッチの出線とｍ×ｍスイッチの入線との関係と等しい。
【００９４】
区間ｃに対し、２ｎ個の分波器２４ａの出力ファイバはｍ／ｎ本束ねて、ｎ個の合波器２４ｂそれぞれに接続するので、ｍ×ｍスイッチの出線と２ｍ×ｍスイッチの入線との関係と等しい。
【００９５】
区間ｄに対し、λベースＸＣ装置２０に対する波長変換部２５のＷＤＭ１〜ＷＤＭｎの物理的な出力線は１本であるが、波長がλ１〜λｍであるため、波長レベルでみると、ｍ本の信号出力としてよく、２ｍ×ｍスイッチの出線数と等しい。したがって、λベースＸＣ装置２０は、空間スイッチＳＷ３０と等価的に等しい構成を持つので、非閉塞スイッチとなる。
【００９６】
次に第３の実施の形態のλベースＸＣ装置について説明する。図１７は第３の実施の形態のλベースＸＣ装置の構成を示す図である。λベースＸＣ装置３０は、図９に示した非閉塞の空間スイッチＳＷ２０を応用した装置である。
【００９７】
波長変換部３１−１〜３１−ｎは、ｎ個配置して、入力するλ１〜λｍのｍ個の波長が多重されたＷＤＭ信号に対し、波長変換を行って、λ１〜λ２ｍ−１の２ｍ−１個の波長を生成する。
【００９８】
波長クロスコネクト部３２は、分波器３２ａ−１〜３２ａ−ｎと合波器３２ｂ−１〜３２ｂ−（２ｍ−１）とを含み、波長単位のクロスコネクトを行う。分波器３２ａ−１〜３２ａ−ｎは、ｎ個配置して、波長変換部３１−１〜３１−ｎによって波長変換された光信号を２ｍ−１個の波長に分波する。合波器３２ｂ−１〜３２ｂ−（２ｍ−１）は、２ｍ−１個配置して、分波後のｎ個の波長の光信号を合波する。また、分波器３２ａ−１〜３２ａ−ｎと合波器３２ｂ−１〜３２ｂ−（２ｍ−１）の接続はそれぞれ１本で接続する。
【００９９】
波長変換部３３−１〜３３−（２ｍ−１）は、２ｍ−１個配置して、波長クロスコネクト部３２によってクロスコネクトされた後のｎ個の波長が多重している光信号に対し、波長変換を行って、ｎ個の波長を生成する。
【０１００】
波長クロスコネクト部３４は、分波器３４ａ−１〜３４ａ−（２ｍ−１）と合波器３４ｂ−１〜３４ｂ−ｎとを含み、波長単位のクロスコネクトを行う。分波器３４ａ−１〜３４ａ−（２ｍ−１）は、２ｍ−１個配置して、波長変換部３３−１〜３３−（２ｍ−１）によって波長変換された光信号をｎ個の波長に分波する。合波器３４ｂ−１〜３４ｂ−ｎは、ｎ個配置して、分波後の２ｍ−１個の波長の光信号を合波する。また、分波器３４ａ−１〜３４ａ−（２ｍ−１）と合波器３４ｂ−１〜３４ｂ−ｎの接続はそれぞれ１本で接続する。
【０１０１】
波長変換部３５−１〜３５−ｎは、波長クロスコネクト部３４によってクロスコネクトされた後のλ１〜λ２ｍ−１の２ｍ−１個の波長が多重している光信号に対し、波長変換を行って、λ１〜λｍのｍ個の波長を生成して送出する。
【０１０２】
次にλベースＸＣ装置３０と空間スイッチＳＷ２０との対応関係について説明する。図１８、図１９はλベースＸＣ装置３０と空間スイッチＳＷ２０との対応関係を示す図である。λベースＸＣ装置３０の波長変換部３１の入力から波長クロスコネクト部３２内の分波器３２ａの出力までの区間Ａは、空間スイッチＳＷ２０の１段目のｍ×（２ｍ−１）スイッチに対応する。
【０１０３】
また、波長クロスコネクト部３２内の合波器２２ｂの入力から波長クロスコネクト部３４内の分波器３４ａの出力までの区間Ｂは、空間スイッチＳＷ２０の２段目のｎ×ｎスイッチに対応する。さらに、波長クロスコネクト部３４内の合波器３４ｂの入力から波長変換部３５の出力までの区間Ｃは、空間スイッチＳＷ２０の３段目の（２ｍ−１）×ｍスイッチに対応する。
【０１０４】
一方、空間スイッチＳＷ２０の区間ａに対し、λベースＸＣ装置３０の波長変換部３１に対するＷＤＭ１〜ＷＤＭｎの物理的な入力線は１本であるが、波長がλ１〜λｍであるため、波長レベルでみると、ｍ本の信号入力としてよく、ｍ×（２ｍ−１）スイッチの入線数と等しい。
【０１０５】
区間ｂに対し、ｎ個の分波器３２ａの出力ファイバは１本で、２ｍ−１個の合波器３２ｂそれぞれに接続するので、ｍ×（２ｍ−１）スイッチの出線とｎ×ｎスイッチの入線との関係と等しい。
【０１０６】
区間ｃに対し、２ｍ−１個の分波器３４ａの出力ファイバは１本で、ｎ個の合波器３４ｂそれぞれに接続するので、ｎ×ｎスイッチの出線と（２ｍ−１）×ｍスイッチの入線との関係と等しい。
【０１０７】
区間ｄに対し、λベースＸＣ装置３０に対する波長変換部３５のＷＤＭ１〜ＷＤＭｎの物理的な出力線は１本であるが、波長がλ１〜λｍであるため、波長レベルでみると、ｍ本の信号出力としてよく、（２ｍ−１）×ｍスイッチの出線数と等しい。したがって、λベースＸＣ装置３０は、空間スイッチＳＷ２０と等価的に等しい構成を持つので、非閉塞スイッチとなる。
【０１０８】
次に第４の実施の形態のλベースＸＣ装置について説明する。図２０は第４の実施の形態のλベースＸＣ装置の構成を示す図である。λベースＸＣ装置４０は、図８に示した非閉塞の空間スイッチＳＷ１０を応用した装置である。
【０１０９】
入力側波長変換部４１−１〜４１−ｎ（以下、波長変換部４１−１〜４１−ｎ）は、ｎ個配置して、入力するλ１〜λｍのｍ個の波長が多重されたＷＤＭ信号に対し、波長変換を行って、λ１〜λｍｎのｍ・ｎ個の波長を生成する。
【０１１０】
波長クロスコネクト部４２は、分波器４２ａ−１〜４２ａ−ｎと、合波器４２ｂ−１〜４２ｂ−ｎとを含み、波長単位のクロスコネクトを行う。分波器４２ａ−１〜４２ａ−ｎは、ｎ個配置して、波長変換部４１−１〜４１−ｎによって波長変換された光信号をｍ・ｎ個の波長に分波する。合波器４２ｂ−１〜４２ｂ−ｎは、ｎ個配置して、分波後のｍ・ｎ個の波長の光信号を合波する。また、分波器４２ａ−１〜４２ａ−ｎと合波器４２ｂ−１〜４２ｂ−ｎの接続は、ｍ本の接続束で波長が重複しないように接続する。
【０１１１】
出力側波長変換部４３−１〜４３−ｎは、ｎ個配置して、波長クロスコネクト部４２によってクロスコネクトされた後のλ１〜λｍｎのｍ・ｎ個の波長が多重している光信号に対し、波長変換を行って、λ１〜λｍのｍ個の波長を生成して送出する。
【０１１２】
次にλベースＸＣ装置４０と空間スイッチＳＷ１０との対応関係について説明する。図２１、図２２はλベースＸＣ装置４０と空間スイッチＳＷ１０との対応関係を示す図である。λベースＸＣ装置４０の波長変換部４１の入力から波長クロスコネクト部４２内の分波器４２ａの出力までの区間Ａは、空間スイッチＳＷ１０の１段目のｍ×ｍｎスイッチに対応する。
【０１１３】
また、波長クロスコネクト部４２内の合波器４２ｂの入力から波長変換部４３の出力までの区間Ｂは、空間スイッチＳＷ１０の２段目のｍｎ×ｎスイッチに対応する。
【０１１４】
一方、空間スイッチＳＷ１０の区間ａに対し、λベースＸＣ装置４０の波長変換部４１に対するＷＤＭ１〜ＷＤＭｎの物理的な入力線は１本であるが、波長がλ１〜λｍであるため、波長レベルでみると、ｍ本の信号入力としてよく、ｍ×ｍｎスイッチの入線数と等しい。
【０１１５】
区間ｂに対し、ｎ個の分波器４２ａの出力ファイバはｍ本束ねて、ｎ個の合波器４２ｂそれぞれに接続するので、ｍ×ｍｎスイッチの出線とｍｎ×ｍスイッチの入線との関係と等しい。
【０１１６】
区間ｃに対し、λベースＸＣ装置４０に対する波長変換部４３のＷＤＭ１〜ＷＤＭｎの物理的な出力線は１本であるが、波長がλ１〜λｍであるため、波長レベルでみると、ｍ本の信号出力としてよく、ｍｎ×ｍスイッチの出線数と等しい。したがって、λベースＸＣ装置４０は、空間スイッチＳＷ１０と等価的に等しい構成を持つので、非閉塞スイッチとなる。
【０１１７】
次に第５の実施の形態のλベースＸＣ装置について説明する。図２３は第５の実施の形態のλベースＸＣ装置の構成を示す図である。上記で説明した第１の実施の形態〜第４の実施の形態のλベースＸＣ装置は、すべて完全非閉塞タイプの光クロスコネクトを行う装置であるが、第５の実施の形態のλベースＸＣ装置５０は、閉塞タイプの光クロスコネクトを行う装置である。λベースＸＣ装置５０は、閉塞タイプなので輻輳のおそれがあるが、従来技術と比べると大規模スイッチング及び高スループットが可能なので、ある程度、運用対象が限定できる場合に適用することについては有効である。
【０１１８】
波長変換部（入力側波長変換部）５１−１〜５１−ｎは、ｎ個配置して、入力するλ１〜λｍのｍ個の波長が多重されたＷＤＭ信号に対し、波長変換を行って、ｍ個の波長を生成する。
【０１１９】
波長クロスコネクト部５２は、ｍ個の波長を分波するｎ個の分波器５２ａ−１〜５２ａ−ｎと、ｍ個の波長を合波するｎ個の合波器５２ｂ−１〜５２ｂ−ｎとを含み、波長単位のクロスコネクトを行う。
【０１２０】
波長変換部（出力側波長変換部）５３−１〜５３−ｎは、ｎ個配置して、波長クロスコネクト部５２によってクロスコネクトされた後の光信号に対し、波長変換を行って、λ１〜λｍのｍ個の波長を生成して送出する。
【０１２１】
次に第１の実施の形態〜第５の実施の形態のλベースＸＣ装置に関する装置規模について説明する。図２４、図２５はλベースＸＣ装置の装置規模を示す図である。テーブルＴ１は、λベースＸＣ装置１０〜５０に対する、波長クロスコネクト部で使用する合分波器（ＡＷＧとする）と、波長変換部で使用するＡＷＧとを示しており、テーブルＴ２は、波長変換部の数を示している。
【０１２２】
なお、以降では、Ｍ本の分波出力線を持つＡＷＧ（分波器）、またはＭ本の合波入力線を持つＡＷＧ（合波器）のことをＭλのＡＷＧと呼ぶ。例えば、波長多重数ｍの光信号をｍ本の分波出力線から波長毎に分波するＡＷＧは、ｍλのＡＷＧである。また、ｍ個の波長の各信号をｍ本の合波入力線を通じて合波するＡＷＧは、ｍλのＡＷＧである。
【０１２３】
λベースＸＣ装置１０（図１）の装置規模を見ると、波長クロスコネクト部１２内のＡＷＧの個数は、２ｍλのＡＷＧ１２ａ−１〜１２ａ−ｎがｎ個、２ｍλのＡＷＧ１２ｂ−１〜１２ｂ−ｎがｎ個である。波長クロスコネクト部１４内のＡＷＧの個数は、２ｍλのＡＷＧ１４ａ−１〜１４ａ−ｎがｎ個、２ｍλのＡＷＧ１４ｂ−１〜１４ｂ−ｎがｎ個である。したがって、波長クロスコネクト部内の２ｍλのＡＷＧは全部で４ｎ個ある。
【０１２４】
また、波長変換部１１−１〜１１−ｎに含まれるＡＷＧの個数は、分波器側のｍλのＡＷＧがｎ個、合波器側の２ｍλのＡＷＧがｎ個である。波長変換部１５−１〜１５−ｎに含まれるＡＷＧの個数は、分波器側の２ｍλのＡＷＧがｎ個、合波器側のｍλのＡＷＧがｎ個である。
【０１２５】
さらに、波長変換部１３−１〜１３−ｎに含まれるＡＷＧの個数は、分波器側の２ｍλのＡＷＧがｎ個、合波器側の２ｍλのＡＷＧがｎ個である。したがって、波長変換部全体のｍλのＡＷＧは２ｎ個、２ｍλのＡＷＧは４ｎ個ある。
【０１２６】
なお、波長変換部の数で見ると、波長多重数ｍと波長多重数２ｍの変換を行う波長変換部は、波長変換部１１−１〜１１−ｎと波長変換部１５−１〜１５−ｎなので２ｎ個である。また、波長多重数２ｍと波長多重数２ｍの変換を行う波長変換部は、波長変換部１３−１〜１３−ｎなのでｎ個である。
【０１２７】
λベースＸＣ装置２０（図１４）の装置規模を見ると、波長クロスコネクト部２２内のＡＷＧの個数は、２ｍλのＡＷＧ２２ａ−１〜２２ａ−ｎがｎ個、ｍλのＡＷＧ２２ｂ−１〜２２ｂ−２ｎが２ｎ個である。波長クロスコネクト部２４内のＡＷＧの個数は、ｍλのＡＷＧ２４ａ−１〜２４ａ−２ｎが２ｎ個、２ｍλのＡＷＧ２４ｂ−１〜２４ｂ−ｎがｎ個である。したがって、波長クロスコネクト部内の２ｍλのＡＷＧは２ｎ個、ｍλのＡＷＧは４ｎ個ある。
【０１２８】
また、波長変換部２１−１〜２１−ｎに含まれるＡＷＧの個数は、分波器側のｍλのＡＷＧがｎ個、合波器側の２ｍλのＡＷＧがｎ個である。波長変換部２５−１〜２５−ｎに含まれるＡＷＧの個数は、分波器側の２ｍλのＡＷＧがｎ個、合波器側のｍλのＡＷＧがｎ個である。さらに、波長変換部２３−１〜２３−２ｎに含まれるＡＷＧの個数は、分波器側のｍλのＡＷＧが２ｎ個、合波器側のｍλのＡＷＧが２ｎ個である。したがって、波長変換部全体のｍλのＡＷＧは６ｎ個、２ｍλのＡＷＧは２ｎ個ある。
【０１２９】
なお、波長変換部の数で見ると、波長多重数ｍと波長多重数２ｍの変換を行う波長変換部は、波長変換部２１−１〜２１−ｎと波長変換部２５−１〜２５−ｎなので２ｎ個である。また、波長多重数ｍと波長多重数ｍの変換を行う波長変換部は、波長変換部２３−１〜２３−２ｎなので２ｎ個である。λベースＸＣ装置２０（図１４）は、λベースＸＣ装置１０（図１）に比べて、２ｍλの大規模なＡＷＧの個数を削減することができる。
【０１３０】
λベースＸＣ装置３０（図１７）の装置規模を見ると、波長クロスコネクト部３２内のＡＷＧの個数は、（２ｍ−１）λのＡＷＧ３２ａ−１〜３２ａ−ｎがｎ個、ｎλのＡＷＧ３２ｂ−１〜３２ｂ−（２ｍ−１）が２ｍ−１個である。波長クロスコネクト部３４内のＡＷＧの個数は、ｎλのＡＷＧ３４ａ−１〜３４ａ−（２ｍ−１）が２ｍ−１個、（２ｍ−１）λのＡＷＧ３４ｂ−１〜３４ｂ−ｎがｎ個である。したがって、波長クロスコネクト部内の（２ｍ−１）λのＡＷＧは２ｎ個、ｎλのＡＷＧは２・（２ｍ−１）個ある。
【０１３１】
また、波長変換部３１−１〜３１−ｎに含まれるＡＷＧの個数は、分波器側のｍλのＡＷＧがｎ個、合波器側の（２ｍ−１）λのＡＷＧがｎ個である。波長変換部３５−１〜３５−ｎに含まれるＡＷＧの個数は、分波器側の（２ｍ−１）λのＡＷＧがｎ個、合波器側のｍλのＡＷＧがｎ個である。さらに、波長変換部３３−１〜３３−（２ｍ−１）に含まれるＡＷＧの個数は、分波器側のｎλのＡＷＧが（２ｍ−１）個、合波器側のｎλのＡＷＧが（２ｍ−１）個である。したがって、波長変換部全体のｍλのＡＷＧは２ｎ個、（２ｍ−１）λのＡＷＧは２ｎ個、ｎλのＡＷＧは２・（２ｍ−１）個ある。
【０１３２】
なお、波長変換部の数で見ると、波長多重数ｍと波長多重数２ｍ−１の変換を行う波長変換部は、波長変換部３１−１〜３１−ｎと波長変換部３５−１〜３５−ｎなので２ｎ個である。また、波長多重数ｎと波長多重数ｎの変換を行う波長変換部は、波長変換部３３−１〜３３−（２ｍ−１）なので（２ｍ−１）個である。
【０１３３】
λベースＸＣ装置３０（図１７）は、λベースＸＣ装置１０（図１）やλベースＸＣ装置２０（図１４）と比べると、２ｍλのＡＷＧを使用しないので、大規模なＡＷＧの使用個数は少なくなるが、素子数は多くなる。
【０１３４】
λベースＸＣ装置４０（図２０）の装置規模を見ると、波長クロスコネクト部４２内のＡＷＧの個数は、ｍｎλのＡＷＧ４２ａ−１〜４２ａ−ｎがｎ個、ｍｎλのＡＷＧ４２ｂ−１〜４２ｂ−ｎがｎ個である。したがって、波長クロスコネクト部内のｍｎλのＡＷＧは２ｎ個ある。
【０１３５】
また、波長変換部４１−１〜４１−ｎに含まれるＡＷＧの個数は、分波器側のｍλのＡＷＧがｎ個、合波器側のｍｎλのＡＷＧがｎ個である。波長変換部４３−１〜４３−ｎに含まれるＡＷＧの個数は、分波器側のｍｎλのＡＷＧがｎ個、合波器側のｍλのＡＷＧがｎ個である。したがって、波長変換部全体のｍλのＡＷＧは２ｎ個、ｍｎλのＡＷＧは２ｎ個ある。
【０１３６】
なお、波長変換部の数で見ると、波長多重数ｍと波長多重数ｍｎの変換を行う波長変換部は、波長変換部４１−１〜４１−ｎと波長変換部４３−１〜４３−ｎなので２ｎ個である。λベースＸＣ装置４０（図２０）は、ｍｎλの大規模なＡＷＧが可能であるならば、最もシンプルな構成となる。
【０１３７】
λベースＸＣ装置５０（図２３）の装置規模を見ると、波長クロスコネクト部５２内のＡＷＧの個数は、ｍλのＡＷＧ５２ａ−１〜５２ａ−ｎがｎ個、ｍλのＡＷＧ５２ｂ−１〜５２ｂ−ｎがｎ個である。したがって、波長クロスコネクト部内のｍλのＡＷＧは２ｎ個ある。
【０１３８】
また、波長変換部５１−１〜５１−ｎに含まれるＡＷＧの個数は、分波器側のｍλのＡＷＧがｎ個、合波器側のｍλのＡＷＧがｎ個である。波長変換部５３−１〜５３−ｎに含まれるＡＷＧの個数は、分波器側のｍλのＡＷＧがｎ個、合波器側のｍλのＡＷＧがｎ個である。したがって、波長変換部内のｍλのＡＷＧは４ｎ個ある。
【０１３９】
なお、波長変換部の数で見ると、波長多重数ｍと波長多重数ｍの変換を行う波長変換部は、波長変換部５１−１〜５１−ｎと波長変換部５３−１〜５３−ｎなので２ｎ個である。λベースＸＣ装置５０（図２３）は、閉塞タイプなので、適用環境または仕様を選択する必要がある。
【０１４０】
以上説明したように、本発明のλベースＸＣ装置は、波長ベースで光路を切り換える構成としたので、従来のＯＸＣのように空間スイッチが不要となり、大規模のスイッチングを行って高スループットな光クロスコネクトを実現することが可能になる。なお、合波器、分波器の規模とコスト等の状況から、本発明の実施の形態の中から最適な装置構成を選択することができる。
【０１４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光クロスコネクト装置は、入力光信号のＷＤＭ数がｎ、ＷＤＭ波長数がｍの場合に、第１〜第３の波長変換部では、λ１〜λ２ｍまでの波長変換を行い、第１、第２の波長クロスコネクト部では、λ１〜λ２ｍまでの波長を扱う分波器と合波器とで構成し、分波器と合波器の接続は、２ｍ／ｎ本の接続束により各波長が重複しないように接続して、波長単位に光クロスコネクトを行う構成とした。これにより、大規模のスイッチングを行って高スループットな光クロスコネクトを実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光クロスコネクト装置の原理図である。
【図２】ｎ＝２、ｍ＝２のときのλベースＸＣ装置の動作を説明するための図である。
【図３】波長変換部の構成を示す図である。
【図４】波長変換部の構成を示す図である。
【図５】閉塞タイプのスイッチの一例を示す図である。
【図６】非閉塞タイプのスイッチの一例を示す図である。
【図７】スイッチング後のパス状態を示す図である。
【図８】非閉塞タイプの空間スイッチの構成を示す図である。
【図９】非閉塞タイプの空間スイッチの構成を示す図である。
【図１０】非閉塞タイプの空間スイッチの構成を示す図である。
【図１１】非閉塞タイプの空間スイッチの構成を示す図である。
【図１２】λベースＸＣ装置と空間スイッチとの対応関係を示す図である。
【図１３】λベースＸＣ装置と空間スイッチとの対応関係を示す図である。
【図１４】第２の実施の形態のλベースＸＣ装置の構成を示す図である。
【図１５】λベースＸＣ装置と空間スイッチとの対応関係を示す図である。
【図１６】λベースＸＣ装置と空間スイッチとの対応関係を示す図である。
【図１７】第３の実施の形態のλベースＸＣ装置の構成を示す図である。
【図１８】λベースＸＣ装置と空間スイッチとの対応関係を示す図である。
【図１９】λベースＸＣ装置と空間スイッチとの対応関係を示す図である。
【図２０】第４の実施の形態のλベースＸＣ装置の構成を示す図である。
【図２１】λベースＸＣ装置と空間スイッチとの対応関係を示す図である。
【図２２】λベースＸＣ装置と空間スイッチとの対応関係を示す図である。
【図２３】第５の実施の形態のλベースＸＣ装置の構成を示す図である。
【図２４】λベースＸＣ装置の装置規模を示す図である。
【図２５】λベースＸＣ装置の装置規模を示す図である。
【符号の説明】
１０ 光クロスコネクト装置
１１−１〜１１−ｎ 波長変換部
１２ 波長クロスコネクト部
１２ａ−１〜１２ａ−ｎ 分波器
１２ｂ−１〜１２ｂ−ｎ 合波器
１３−１〜１３−ｎ 波長変換部
１４ 波長クロスコネクト部
１４ａ−１〜１４ａ−ｎ 分波器
１４ｂ−１〜１４ｂ−ｎ 合波器
１５−１〜１５−ｎ 波長変換部
【発明の属する技術分野】
本発明は光クロスコネクト装置に関し、特にＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）信号の光クロスコネクトを行う光クロスコネクト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信ネットワークは、情報通信ネットワークの基盤形成の核となるもので、一層のサービスの高度化、広域化が望まれており、中でもＷＤＭは光伝送システムの中心技術として、急速に開発が進んでいる。ＷＤＭは、波長の異なる光を多重して、１本の光ファイバで複数の信号を同時に伝送する方式である。
【０００３】
一方、広大なフォトニックネットワークを構築するためには、ＷＤＭシステム同士を接続して、各ノード間をループ状に接続したリング型ネットワークや、メッシュ状に接続したメッシュ型ネットワークなどが適用される。このようなネットワークを構築する際のキーテクノロジーとなるものに光クロスコネクト（ＯＸＣ：ｏｐｔｉｃａｌ ｃｒｏｓｓ−ｃｏｎｎｅｃｔ）装置がある。
【０００４】
ＯＸＣ装置は、ネットワークのノード内に設置されて、入力ポートに入力された光信号を目的の出力ポートへ出力するようスイッチングを行ったり、光信号の挿入・分岐（Ａｄｄ・Ｄｒｏｐ）を行う装置である。また、ＯＸＣ装置のスイッチング部には、通常、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）を用いた大規模な空間光マトリクス・スイッチが適用されており、１０００チャネル程度のスイッチングができるものを目指して実用開発が進められている。
【０００５】
従来のＯＸＣ装置の構成では、ＷＤＭ伝送された光信号に対し、光信号を分波器で分離してから、光信号を一旦電気変換した後に光信号に再度変換するＯＥＯ（Ｏｐｔｉｃａｌ−Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ−Ｏｐｔｉｃａｌ）で構成された波長変換部（トランスポンダ）で終端する。そして、光レベルで光マトリクス・スイッチに入力してスイッチングを行った後に、再びトランスポンダで波長変換してから合波器で合波し、ＷＤＭ信号として次段へ伝送する（例えば、特許文献１）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１３４６４９号公報（段落番号〔００２０〕〜〔００３７〕，第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のＯＸＣ装置では、ＭＥＭＳのような微小電気機械部品を用いたスイッチセルによる光マトリクス・スイッチによって、光クロスコネクトを実現しているため、高集積光スイッチ素子の高度な製造性や複雑な制御性などの理由により、１０００チャネル程度が上限であり、１０００×１０００のスイッチサイズ（スイッチ規模）でスループットは高々１０Ｔｂ／ｓであった。
【０００８】
このため、従来のＯＸＣ装置では、１０００チャネルを越えた、大容量のスイッチングを行うことができず、次世代のマルチメディアネットワーク構築に対する発展性が期待できないといった問題があった。
【０００９】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、大規模のスイッチングを行って高スループットな光クロスコネクトを実現した光クロスコネクト装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、図１に示すような、入力光信号のＷＤＭ数がｎ、入力光信号の多重されている波長がλ１〜λｍでＷＤＭ波長数がｍの場合に、非閉塞の光クロスコネクトを行う光クロスコネクト装置１０において、入力するλ１〜λｍのｍ個の波長が多重されたＷＤＭ信号に対し、波長変換を行って、λ１〜λ２ｍの２ｍ個の波長を生成するｎ個の第１の波長変換部１１−１〜１１−ｎと、第１の波長変換部１１−１〜１１−ｎによって波長変換された光信号を２ｍ個の波長に分波するｎ個の第１の分波器１２ａ−１〜１２ａ−ｎと、分波後の２ｍ個の波長の光信号を合波するｎ個の第１の合波器１２ｂ−１〜１２ｂ−ｎと、から構成され、第１の分波器１２ａ−１〜１２ａ−ｎと第１の合波器１２ｂ−１〜１２ｂ−ｎの接続を、２ｍ／ｎ本の接続束で波長が重複しないように接続して、波長単位のクロスコネクトを行う第１の波長クロスコネクト部１２と、第１の波長クロスコネクト部１２によってクロスコネクトされた後の２ｍ個の波長が多重している光信号に対し、波長変換を行って、２ｍ個の波長を生成するｎ個の第２の波長変換部１３−１〜１３−ｎと、第２の波長変換部１３−１〜１３−ｎによって波長変換された光信号を２ｍ個の波長に分波するｎ個の第２の分波器１４ａ−１〜１４ａ−ｎと、分波後の２ｍ個の波長の光信号を合波するｎ個の第２の合波器１４ｂ−１〜１４ｂ−ｎと、から構成され、第２の分波器１４ａ−１〜１４ａ−ｎと第２の合波器１４ｂ−１〜１４ｂ−ｎの接続を、２ｍ／ｎ本の接続束で波長が重複しないように接続して、波長単位のクロスコネクトを行う第２の波長クロスコネクト部１４と、第２の波長クロスコネクト部１４によってクロスコネクトされた後のλ１〜λ２ｍの２ｍ個の波長が多重している光信号に対し、波長変換を行って、λ１〜λｍのｍ個の波長を生成して送出するｎ個の第３の波長変換部１５−１〜１５−ｎと、を有することを特徴とする光クロスコネクト装置１０が提供される。
【００１１】
ここで、第１の波長変換部１１−１〜１１−ｎは、入力するλ１〜λｍのｍ個の波長が多重されたＷＤＭ信号に対し、波長変換を行って、λ１〜λ２ｍの２ｍ個の波長を生成する。第１の波長クロスコネクト部１２は、第１の波長変換部１１−１〜１１−ｎによって波長変換された光信号を２ｍ個の波長に分波するｎ個の第１の分波器１２ａ−１〜１２ａ−ｎと、分波後の２ｍ個の波長の光信号を合波するｎ個の第１の合波器１２ｂ−１〜１２ｂ−ｎと、から構成され、第１の分波器１２ａ−１〜１２ａ−ｎと第１の合波器１２ｂ−１〜１２ｂ−ｎの接続を、２ｍ／ｎ本の接続束で波長が重複しないように接続して、波長単位のクロスコネクトを行う。第２の波長変換部１３−１〜１３−ｎは、第１の波長クロスコネクト部１２によってクロスコネクトされた後の２ｍ個の波長が多重している光信号に対し、波長変換を行って、２ｍ個の波長を生成する。第２の波長クロスコネクト部１４は、第２の波長変換部１３−１〜１３−ｎによって波長変換された光信号を２ｍ個の波長に分波するｎ個の第２の分波器１４ａ−１〜１４ａ−ｎと、分波後の２ｍ個の波長の光信号を合波するｎ個の第２の合波器１４ｂ−１〜１４ｂ−ｎと、から構成され、第２の分波器１４ａ−１〜１４ａ−ｎと第２の合波器１４ｂ−１〜１４ｂ−ｎの接続を、２ｍ／ｎ本の接続束で波長が重複しないように接続して、波長単位のクロスコネクトを行う。第３の波長変換部１５−１〜１５−ｎは、第２の波長クロスコネクト部１４によってクロスコネクトされた後のλ１〜λ２ｍの２ｍ個の波長が多重している光信号に対し、波長変換を行って、λ１〜λｍのｍ個の波長を生成して送出する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の光クロスコネクト装置の原理図である。光クロスコネクト装置１０は、入力光信号のＷＤＭ数がｎ（ＷＤＭルート数がｎ）、入力光信号の多重されている波長がλ１〜λｍでＷＤＭ波長数（波長多重数）がｍの場合に、非閉塞（非閉塞スイッチの内容については後述する）の光クロスコネクトを行う装置である。なお、図１に示す光クロスコネクト装置１０を第１の実施の形態とする。
【００１３】
光クロスコネクト装置１０は、第１の波長変換部１１−１〜１１−ｎ（以下、波長変換部１１−１〜１１−ｎ）、第１の波長クロスコネクト部１２（以下、波長クロスコネクト部１２）、第２の波長変換部１３−１〜１３−ｎ（以下、波長変換部１３−１〜１３−ｎ）、第２の波長クロスコネクト部１４（以下、波長クロスコネクト部１４）、第３の波長変換部１５−１〜１５−ｎ（以下、波長変換部１５−１〜１５−ｎ）から構成される。なお、以降の説明で各構成要素を総称する場合は、ハイフン以下の数字は略す（例えば、波長変換部１１−１〜１１−ｎは、波長変換部１１と記す）。
【００１４】
波長変換部１１−１〜１１−ｎは、ｎ個配置して、入力するλ１〜λｍのｍ個の波長が多重されたＷＤＭ信号に対し、波長変換を行って、λ１〜λ２ｍの２ｍ個の波長を生成する。
【００１５】
波長クロスコネクト部１２は、パッシブな光デバイスである、第１の分波器１２ａ−１〜１２ａ−ｎ（以下、分波器１２ａ−１〜１２ａ−ｎ）と第１の合波器１２ｂ−１〜１２ｂ−ｎ（以下、合波器１２ｂ−１〜１２ｂ−ｎ）とを含み、波長単位のクロスコネクトを行う。なお、本発明の分波器及び合波器には、ＡＷＧ（Ａｒｒａｙｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ：アレイ導波路型光合分波器）を適用するものとする。
【００１６】
分波器１２ａ−１〜１２ａ−ｎは、ｎ個配置して、波長変換部１１−１〜１１−ｎによって波長変換された光信号を２ｍ個の波長に分波する。合波器１２ｂ−１〜１２ｂ−ｎは、ｎ個配置して、分波後の２ｍ個の波長の光信号を合波する。また、分波器１２ａ−１〜１２ａ−ｎと合波器１２ｂ−１〜１２ｂ−ｎの接続は、２ｍ／ｎ本の接続束で各波長が重複しないように接続する（図中の太実線は２ｍ／ｎ本の束を表す）。
【００１７】
波長変換部１３−１〜１３−ｎは、ｎ個配置して、波長クロスコネクト部１２によってクロスコネクトされた後の２ｍ個の波長が多重している光信号に対し、波長変換を行って、２ｍ個の波長を生成する。
【００１８】
波長クロスコネクト部１４は、第２の分波器１４ａ−１〜１４ａ−ｎ（以下、分波器１４ａ−１〜１４ａ−ｎ）と第２の合波器１４ｂ−１〜１４ｂ−ｎ（以下、合波器１４ｂ−１〜１４ｂ−ｎ）とを含み、波長単位のクロスコネクトを行う。
【００１９】
分波器１４ａ−１〜１４ａ−ｎは、ｎ個配置して、波長変換部１３−１〜１３−ｎによって波長変換された光信号を２ｍ個の波長に分波する。合波器１４ｂ−１〜１４ｂ−ｎは、ｎ個配置して、分波後の２ｍ個の波長の光信号を合波する。また、分波器１４ａ−１〜１４ａ−ｎと合波器１４ｂ−１〜１４ｂ−ｎの接続は、２ｍ／ｎ本の接続束で各波長が重複しないように接続する。
【００２０】
波長変換部１５−１〜１５−ｎは、波長クロスコネクト部１４によってクロスコネクトされた後のλ１〜λ２ｍの２ｍ個の波長が多重している光信号に対し、波長変換を行って、λ１〜λｍのｍ個の波長を生成してＷＤＭ信号として送出する。
【００２１】
次にｎ＝２、ｍ＝２の簡単な例を示して、光クロスコネクト装置（以降、本発明の光クロスコネクト装置をλベースＸＣ装置とも呼ぶ）１０の動作の流れについて説明する。図２はｎ＝２、ｍ＝２のときのλベースＸＣ装置の動作を説明するための図である。ＷＤＭ１の入力光信号は、λα１、λα２の２つの波長が多重されており、ＷＤＭ２の入力光信号は、λβ１、λβ２の２つの波長が多重されている。
【００２２】
そしてここでは、光クロスコネクトを施した後、ＷＤＭ１の装置出力側からはλα１、λβ２の波長が多重された光信号が送出し、ＷＤＭ２の装置出力側からはλβ１、λα２の波長が多重された光信号が送出するものとする。
【００２３】
波長変換部１１−１は、λα１をλＡ、λＢに変換し、λα２をλＣ、λＤに変換して、波長数２を波長数４にする。波長変換部１１−２は、λβ１をλａ、λｂに変換し、λα２をλｃ、λｄに変換して、波長数２を波長数４にする（ｍ→２ｍ）。
【００２４】
一方、合分波器間の接続は、２ｍ／ｎ本の接続束で各波長が重複しないように接続するのであるから、ここでは２本（＝２・２／２）の接続束で、分波器１２ａ−１からλＡ、λＣの２本を合波器１２ｂ−１へつなぎ、分波器１２ａ−１からλＢ、λＤの２本を合波器１２ｂ−２へつなぐ。同様にして、分波器１２ａ−２からλａ、λｃの２本を合波器１２ｂ−１へつなぎ、分波器１２ａ−２からλｂ、λｄの２本を合波器１２ｂ−２へつなぐ。そして、波長単位のクロスコネクトを行って、合波器１２ｂ−１、１２ｂ−２から合波信号が出力される。
【００２５】
ここで、“波長が重複しないように接続する”とは、同じ波長が同一の合波器へ入力されないように接続するということである。すなわち、ここでは同じ接続束（２ｍ／ｎ本）の中に、同じ波長がだぶらないように接続する。例えば、分波器１２ａ−１から合波器１２ｂ−１を接続する２本に対して、λＡ、λＢとすると、これはλα１がだぶってしまうことになるので、上記のようにλＡ、λＣを接続することになる。
【００２６】
波長変換部１３−１は、λＡ、λＣ、λａ、λｃが多重された信号を受信すると、λＡ→λＥ、λＣ→λＦ、λａ→λＧ、λｃ→λＨの変換を行い、波長変換部１３−２は、λＢ、λＤ、λｂ、λｄが多重された信号を受信すると、λＢ→λｇ、λＤ→λｈ、λｂ→λｅ、λｄ→λｆの変換を行う。なお、波長変換後の波長数は、変換前の４波であり変わらない（２ｍ→２ｍ）。
【００２７】
分波器１４ａ−１からλＥ、λＦの２本を合波器１４ｂ−１へつなぎ、分波器１４ａ−１からλＧ、λＨの２本を合波器１４ｂ−２へつなぐ。また、分波器１４ａ−２からλｅ、λｆの２本を合波器１４ｂ−１へつなぎ、分波器１４ａ−２からλｇ、λｈの２本を合波器１４ｂ−２へつなぐ。そして、波長単位のクロスコネクトを行って、合波器１４ｂ−１、１４ｂ−２から合波信号が出力される。
【００２８】
波長変換部１５−１は、λＥ、λＦ、λｅ、λｆの合波信号を受信すると、λＥとλｆの波長変換を行ってλα１、λβ２を生成して、ＷＤＭ１からλα１、λβ２の波長多重信号を送出する。また、波長変換部１５−２は、λＧ、λＨ、λｇ、λｈの合波信号を受信すると、λＧとλｈの波長変換を行ってλβ１、λα２を生成して、ＷＤＭ２からλβ１、λα２の波長多重信号を送出する。
【００２９】
次に波長変換部の構成について説明する。図３、図４は波長変換部の構成を示す図である。本発明の波長変換部は、分波器、波長変換素子、合波器から構成される（図１の波長変換部１１、１３、１５を含め、以降で後述する実施の形態の波長変換部も同様な構成を持つ）。
【００３０】
図３は、図２の波長変換部１１−１について示している。波長変換部１１−１は、分波器１１ａ、波長変換素子１１ｂ−１〜１１ｂ−４、合波器１１ｃ、カプラＣ１、Ｃ２から構成される。分波器１１ａは、λα１、λα２が多重されている信号を波長毎に分波する。波長変換素子１１ｂ−１はλα１をλＡに、波長変換素子１１ｂ−２はλα１をλＢに変換する。
【００３１】
また、波長変換素子１１ｂ−３はλα２をλＣに、波長変換素子１１ｂ−４はλα２をλＤに変換する。そして、合波器１１ｃは、波長変換素子１１ｂ−１〜１１ｂ−４から出力されたλＡ、λＢ、λＣ、λＤの信号を合波して出力する。
【００３２】
図４は、図２の波長変換部１５−１について示している。波長変換部１５−１は、分波器１５ａ、波長変換素子１５ｂ−１〜１５ｂ−４、合波器１５ｃ、カプラＣ３、Ｃ４から構成される。分波器１５ａは、λＥ、λＦ、λｅ、λｆが多重されている信号を波長毎に分波する。波長変換素子１５ｂ−１はλＥをλα１に、波長変換素子１５ｂ−２はλＦをλα２に変換する。
【００３３】
また、波長変換素子１５ｂ−３はλｅをλβ１に、波長変換素子１５ｂ−４はλｆをλβ２に変換する。なお、波長変換素子１５ｂ−１〜１５ｂ−４は、上位レイヤからの指示にもとづき動作する。そして、合波器１５ｃは、カプラＣ３、Ｃ４を介して、ここでは波長変換素子１５ｂ−１、１５ｂ−４から出力されたλα１、λβ２の信号を合波して出力する。
【００３４】
以上説明したように、λベースＸＣ装置１０においては、装置内で扱う波長数は、入力波長数ｍの２倍の２ｍとする。このことはすなわち、スイッチ通路を装置内では２倍用意しているということである（波長数＝光路）。そして、時分割処理を行わずに２ｍ個の波長をアロケートして、ＡＷＧのようなパッシブなデバイスを用いた合分波器によって光路を切り換えることにより、光クロスコネクトを実現している。
【００３５】
これにより、ＭＥＭＳ等を用いて空間的に光路を切り換える従来技術と比較して、スイッチ素子の高度な製造性や複雑な制御性などに制限を受けることがないので、大規模のスイッチングを行うことができ、高スループットな光クロスコネクトを実現することが可能になる。
【００３６】
次にスイッチの閉塞、非閉塞について説明する。スイッチには、スイッチング時に目的ポートにパスを張ろうとすると、輻輳が生じるおそれのある閉塞（ブロッキング：ｂｌｏｃｋｉｎｇ）タイプのスイッチと、スイッチング時に輻輳が生じることのない非閉塞（ノンブロッキング：ｎｏｎ−ｂｌｏｃｋｉｎｇ）タイプのスイッチとがあり、上記で説明したλベースＸＣ装置１０は輻輳が生じない完全非閉塞タイプのスイッチである。以下、閉塞タイプ、非閉塞タイプのスイッチの違いと、非閉塞タイプの空間スイッチの構成例について説明する。
【００３７】
図５は閉塞タイプのスイッチの一例を示す図である。入線が２本、出線が２本の２×２のスイッチＳＷ５１〜ＳＷ５４を、１段目にスイッチＳＷ５１、ＳＷ５２を配置し、２段目にスイッチＳＷ５３、ＳＷ５４を配置して、全体で４×４のスイッチを構成する。
【００３８】
また、スイッチＳＷ５１は、入線側にポートｐ１ａ、ｐ２ａ、出線側にポートｐ３ａ、ｐ４ａを有し、スイッチＳＷ５２は、入線側にポートｐ１ｂ、ｐ２ｂ、出線側にポートｐ３ｂ、ｐ４ｂを有し、スイッチＳＷ５３は、入線側にポートｐ１ｃ、ｐ２ｃ、出線側にポートｐ３ｃ、ｐ４ｃを有し、スイッチＳＷ５４は、入線側にポートｐ１ｄ、ｐ２ｄ、出線側にポートｐ３ｄ、ｐ４ｄを有している。
【００３９】
そして、ポートｐ３ａとポートｐ１ｃがラインＬ１と接続し、ポートｐ４ａとポートｐ１ｄがラインＬ２と接続し、ポートｐ３ｂとポートｐ２ｃがラインＬ３と接続し、ポートｐ４ｂとポートｐ２ｄがラインＬ４と接続する。
【００４０】
このような構成に対し、図に示すパス（スイッチングパス）の向きについて記すと、パスＰ１（ポートｐ１ａ→ポートｐ３ａ）、パスＰ２（ポートｐ２ａ→ポートｐ４ａ）、パスＰ３（ポートｐ１ｂ→ポートｐ３ｂ）、パスＰ４（ポートｐ２ｂ→ポートｐ４ｂ）、パスＰ５（ポートｐ１ｃ→ポートｐ３ｃ）、パスＰ６（ポートｐ２ｃ→ポートｐ４ｃ）、パスＰ７（ポートｐ１ｄ→ポートｐ３ｄ）、パスＰ８（ポートｐ２ｄ→ポートｐ４ｄ）である。
【００４１】
このようなパスによって、入信号（ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４）は、１段目のスイッチＳＷ５１、ＳＷ５２の入線側から入力して、１段目及び２段目のスイッチによりスイッチングされると、２段目のスイッチＳＷ５３、ＳＷ５４の出線側から出信号（ｓ１、ｓ３、ｓ２、ｓ４）の並びで出力されることになる。
【００４２】
ここで、この状態から、信号ｓ３と信号ｓ２はそのままで、信号ｓ１と信号ｓ４の順番を入れ替えて、入信号（ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４）を出信号（ｓ４、ｓ３、ｓ２、ｓ１）の並びにスイッチングする場合を考える。
【００４３】
信号ｓ１の経路について見ると、スイッチＳＷ５１のパスＰ１は、ポートｐ１ａ→ポートｐ４ａへ向け、ラインＬ２を通った後に、スイッチＳＷ５４のパスＰ７の向きをポートｐ１ｄ→ポートｐ４ｄへ向けることになる。また、信号ｓ４の経路について見ると、スイッチＳＷ５２のパスＰ４は、ポートｐ２ｂ→ポートｐ３ｂへ向け、ラインＬ３を通った後に、スイッチＳＷ５３のパスＰ６の向きをポートｐ２ｃ→ポートｐ３ｃへ向けることになる。
【００４４】
ところが、このようなスイッチング操作を行ってしまうと、それぞれのスイッチ内のパスが輻輳してしまうことがわかる（例えば、スイッチＳＷ５１では、パスＰ１とパスＰ２がポート４ａでぶつかってしまう）。このため、上記の場合、信号ｓ１、ｓ４のみの順番を入れ替えることはできず、信号ｓ１、ｓ４の順番を入れ替えるためには、信号ｓ２、ｓ３の順番まで入れ替えなければならないことになる（結局、出信号（ｓ４、ｓ２、ｓ３、ｓ１）とするしかない）。
【００４５】
ここで、ｍ×ｍの閉塞スイッチでは、入線ｍ−１本に対応する出線が確立してしまうと、スイッチ内の残りの１本のパスの行き先が決まってしまう。例えば、図５のスイッチＳＷ５１では、ラインＬ２を通すパスＰ２が確立してしまうと、もう一方のパスＰ１はラインＬ１に向かうしかない（最も本数の少ない例である）。このような構成の閉塞タイプのスイッチでは、ある箇所のスイッチングを行おうとすると、上述のように他の箇所まで影響を与えてしまうことになる。
【００４６】
図６は非閉塞タイプのスイッチの一例を示す図である。入線が２本、出線が４本の２×４のスイッチＳＷ６１〜ＳＷ６４を、１段目にスイッチＳＷ６１、ＳＷ６２を配置し、２段目にスイッチＳＷ６３、ＳＷ６４を配置して、全体で４×４のスイッチを構成する。
【００４７】
また、スイッチＳＷ６１は、入線側にポートｐ１ａ、ｐ２ａ、出線側にポートｐ３ａ〜ｐ６ａを有し、スイッチＳＷ６２は、入線側にポートｐ１ｂ、ｐ２ｂ、出線側にポートｐ３ｂ〜ｐ６ｂを有し、スイッチＳＷ６３は、入線側にポートｐ１ｃ〜ｐ４ｃ、出線側にポートｐ５ｃ、ｐ６ｃを有し、スイッチＳＷ６４は、入線側にポートｐ１ｄ〜ｐ４ｄ、出線側にポートｐ５ｄ、ｐ６ｄを有している。
【００４８】
そして、ポートｐ３ａとポートｐ１ｃがラインＬ１と接続し、ポートｐ４ａとポートｐ２ｃがラインＬ２と接続し、ポートｐ５ａとポートｐ１ｄがラインＬ３と接続し、ポートｐ６ａとポートｐ２ｄがラインＬ４と接続する。
【００４９】
さらに、ポートｐ３ｂとポートｐ３ｃがラインＬ５と接続し、ポートｐ４ｂとポートｐ４ｃがラインＬ６と接続し、ポートｐ５ｂとポートｐ３ｄがラインＬ７と接続し、ポートｐ６ｂとポートｐ４ｄがラインＬ８と接続する。
【００５０】
このような構成に対し、図に示すパス（スイッチングパス）の向きについて記すと、パスＰ１（ポートｐ１ａ→ポートｐ３ａ）、パスＰ２（ポートｐ２ａ→ポートｐ６ａ）、パスＰ３（ポートｐ１ｂ→ポートｐ３ｂ）、パスＰ４（ポートｐ２ｂ→ポートｐ６ｂ）、パスＰ５（ポートｐ１ｃ→ポートｐ５ｃ）、パスＰ７（ポートｐ３ｃ→ポートｐ６ｃ）、パスＰ１０（ポートｐ２ｄ→ポートｐ５ｄ）、パスＰ１２（ポートｐ４ｄ→ポートｐ６ｄ）である。
【００５１】
このようなパスによって、入信号（ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４）は、１段目のスイッチＳＷ６１、ＳＷ６２の入線側から入力して、１段目及び２段目のスイッチによりスイッチングされると、２段目のスイッチＳＷ６３、ＳＷ６４の出線側から出信号（ｓ１、ｓ３、ｓ２、ｓ４）の並びで出力されることになる。
【００５２】
ここで、この状態から、信号ｓ３と信号ｓ２はそのままで、信号ｓ１と信号ｓ４の順番を入れ替えて、入信号（ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４）を出信号（ｓ４、ｓ３、ｓ２、ｓ１）の並びにスイッチングする場合を考える。
【００５３】
図７はスイッチング後のパス状態を示す図である。信号ｓ１の経路について見ると、スイッチＳＷ６１のパスＰ１は、ポートｐ１ａ→ポートｐ５ａへ向け、ラインＬ３を通った後に、スイッチＳＷ６４からパスＰ９の向きをポートｐ１ｄからポートｐ６ｄへ向けることになる。また、信号ｓ４の経路について見ると、スイッチＳＷ６２のパスＰ４は、ポートｐ２ｂ→ポートｐ４ｂへ向け、ラインＬ６を通った後に、スイッチＳＷ６３からパスＰ８の向きをポートｐ４ｃからポートｐ５ｃへ向けることになる。
【００５４】
図からわかるように、このようなスイッチング操作を行っても、それぞれのスイッチ内のパスが輻輳することはない（信号ｓ３、ｓ２の経路はそのまま）。したがって、信号ｓ１、ｓ４のみの順番を入れ替えることができ、信号（ｓ４、ｓ３、ｓ２、ｓ１）とすることができる。
【００５５】
このように、入線の本数に対して、およそ２倍近くの本数の出線を持つスイッチを多段に組み合わせれば、入線ｍ−１本に対応する出線が確立しても、スイッチ内の残り１本のパスの行き先が固定的に決まってしまうことはなくなる。例えば、図７のスイッチＳＷ６１では、ラインＬ４を通すパスＰ２が確立しても、もう一方のパスＰ１は残り３通り（ポートｐ３ａ〜ｐ５ａ）のラインＬ１〜Ｌ３の選択性がある。このような構成の非閉塞タイプのスイッチでは、他の箇所に影響を与えることなく、ある箇所のスイッチングを自由に行うことができる。
【００５６】
次に非閉塞タイプの空間スイッチの例について図８〜図１１を用いて説明する。図８は非閉塞タイプの空間スイッチの構成を示す図である。空間スイッチＳＷ１０は、２段構成からなり、１段目に入線がｍ本、出線がｍ・ｎ本のｍ×ｍ・ｎのスイッチＳＷ１１−１〜ＳＷ１１−ｎと、２段目に入線がｍ・ｎ本、出線がｍ本のｍ・ｎ×ｍのスイッチＳＷ１２−１〜ＳＷ１２−ｎとから構成され、全体でｍ・ｎ×ｍ・ｎのスイッチである。また、１段目のｍ×ｍ・ｎスイッチはｎ個、２段目のｍ・ｎ×ｍスイッチはｎ個なので、全体でｍ×ｍ・ｎスイッチが２ｎ個ある（１段目と２段目は同じスイッチ）。
【００５７】
さらに、１段目のスイッチＳＷ１１−１の出線は、ｍ本のラインの束がｎあり、ｍ本の各ライン束は、２段目のスイッチＳＷ１２−１〜ＳＷ１２−ｎとそれぞれ接続する。スイッチＳＷ１１−２〜ＳＷ１１−ｎからの出線も同様にして、２段目のスイッチＳＷ１２−１〜ＳＷ１２−ｎとそれぞれ接続する。
【００５８】
ここで、１段目の単位スイッチ（スイッチＳＷ１１−１〜ＳＷ１１−ｎのいずれかのスイッチのこと）の入線ｍ−１本に対応する出線が確立した場合、残り１本が張れるパスの本数は、出線本数から（ｍ−１）を引いて、ｍ・ｎ−（ｍ−１）＝ｍ（ｎ−１）＋１である。したがって、ｍ（ｎ−１）＋１通りに自由にパスが張れるので、空間スイッチＳＷ１０は非閉塞タイプである。
【００５９】
図９は非閉塞タイプの空間スイッチの構成を示す図である。空間スイッチＳＷ２０は、３段構成からなり、１段目に入線がｍ本、出線が（２ｍ−１）本のｍ×（２ｍ−１）のスイッチＳＷ２１−１〜ＳＷ２１−ｎと、２段目に入線がｎ本、出線がｎ本のｎ×ｎのスイッチＳＷ２２−１〜ＳＷ２２−（２ｍ−１）と、３段目に入線が（２ｍ−１）本、出線がｍ本の（２ｍ−１）×ｍのスイッチＳＷ２３−１〜ＳＷ２３−ｎとから構成され、全体でｍ・ｎ×ｍ・ｎのスイッチである。
【００６０】
また、１段目のｍ×（２ｍ−１）スイッチがｎ個、２段目のｎ×ｎスイッチが（２ｍ−１）個、３段目の（２ｍ−１）×ｍスイッチがｎ個なので、全体でｍ×（２ｍ−１）スイッチが２ｎ個（１段目と３段目は同じスイッチ）、ｎ×ｎスイッチが（２ｍ−１）個ある。
【００６１】
さらに、１段目のスイッチＳＷ２１−１の出線は、２ｍ−１本なので、１本づつ２段目のスイッチＳＷ２２−１〜ＳＷ２２−（２ｍ−１）とそれぞれ接続する。スイッチＳＷ２１−２〜ＳＷ２１−ｎからの出線も同様にして、２段目のスイッチＳＷ２２−１〜ＳＷ２２−（２ｍ−１）とそれぞれ接続する。
【００６２】
また、２段目のスイッチＳＷ２２−１の出線は、ｎ本なので、１本づつ３段目のスイッチＳＷ２３−１〜ＳＷ２３−ｎとそれぞれ接続する。スイッチＳＷ２２−２〜ＳＷ２２−（２ｍ−１）からの出線も同様にして、３段目のスイッチＳＷ２３−１〜ＳＷ２３−ｎとそれぞれ接続する。
【００６３】
ここで、１段目の単位スイッチの出線は（２ｍ−１）本であるから、１段目の単位スイッチから２段目の（２ｍ−１）個のスイッチＳＷ２２−１〜２２−（２ｍ−１）へ向かうパスの本数は（２ｍ−１）本である。また、３段目の単位スイッチの入線は（２ｍ−１）本であるから、２段目の（２ｍ−１）個のスイッチＳＷ２２−１〜２２−（２ｍ−１）それぞれから３段目の単位スイッチへ向かうパスの本数は（２ｍ−１）本である。
【００６４】
したがって、１段目スイッチの入線ｍ−１本に対応する出線が確立し、３段目スイッチの入線ｍ−１本に対応する出線が確立した場合でも、（２ｍ−１）−（ｍ−１）＝ｍ本のパスが１段目→３段目に張ることができるので、空間スイッチＳＷ２０は非閉塞タイプである。なお、多段構成の非閉塞スイッチは、Ｃｌｏｓ型スイッチとも呼ばれる（Ｃｈａｒｌｅｓ Ｃｌｏｓによって提案されたことによる）。
【００６５】
図１０は非閉塞タイプの空間スイッチの構成を示す図である。図９の変形例である空間スイッチＳＷ３０は、３段構成からなり、１段目に入線がｍ本、出線が２ｍ本のｍ×２ｍのスイッチＳＷ３１−１〜ＳＷ３１−ｎと、２段目に入線がｍ本、出線がｍ本のｍ×ｍのスイッチＳＷ３２−１〜ＳＷ３２−２ｎと、３段目に入線が２ｍ本、出線がｍ本の２ｍ×ｍのスイッチＳＷ３３−１〜ＳＷ３３−ｎとから構成され、全体でｍ・ｎ×ｍ・ｎのスイッチである（ｍ＞ｎでｍ、ｎは偶数）。
【００６６】
また、１段目のｍ×２ｍスイッチがｎ個、２段目のｍ×ｍスイッチが２ｎ個、３段目の２ｍ×ｍスイッチがｎ個なので、全体でｍ×２ｍスイッチが２ｎ個（１段目と３段目は同じスイッチ）、ｍ×ｍスイッチが２ｎ個ある。
【００６７】
さらに、１段目のスイッチＳＷ３１−１の出線は２ｍ本であり、この２ｍ本がｍ／ｎ（ｍ／ｎは整数）本のライン束ごとに２段目のスイッチＳＷ３２−１〜ＳＷ３２−２ｎとそれぞれ接続する。スイッチＳＷ３１−２〜ＳＷ３２−ｎからの出線も同様にして、２段目のスイッチＳＷ３２−１〜ＳＷ３２−２ｎとそれぞれ接続する。
【００６８】
また、２段目のスイッチＳＷ３２−１の出線はｍ本であり、このｍ本がｍ／ｎ本のライン束ごとに３段目のスイッチＳＷ３３−１〜ＳＷ３３−ｎとそれぞれ接続する。スイッチＳＷ３２−２〜ＳＷ３２−ｎからの出線も同様にして、３段目のスイッチＳＷ３３−１〜ＳＷ３３−ｎとそれぞれ接続する。
【００６９】
ここで、１段目の単位スイッチの出線は２ｍ本であるから、１段目の単位スイッチから２段目の２ｎ個のスイッチＳＷ３２−１〜３２−２ｎへ向かうパスの本数は２ｍ本である。また、３段目の単位スイッチの入線は２ｍ本であるから、２段目の２ｎ個のスイッチＳＷ３２−１〜３２−２ｎそれぞれから３段目の単位スイッチへ向かうパスの本数は２ｍ本である。
【００７０】
したがって、１段目スイッチの入線ｍ−１本に対応する出線が確立し、３段目スイッチの入線ｍ−１本に対応する出線が確立した場合でも、２ｍ−（ｍ−１）＝（ｍ＋１）本のパスが１段目→３段目に張ることができるので、空間スイッチＳＷ３０は非閉塞タイプである。
【００７１】
図１１は非閉塞タイプの空間スイッチの構成を示す図である。図９の変形例である空間スイッチＳＷ４０は、３段構成からなり、１段目に入線がｍ本、出線が２ｍ本のｍ×２ｍのスイッチＳＷ４１−１〜ＳＷ４１−ｎと、２段目に入線が２ｍ本、出線が２ｍ本の２ｍ×２ｍのスイッチＳＷ４２−１〜ＳＷ４２−ｎと、３段目に入線が２ｍ本、出線がｍ本の２ｍ×ｍのスイッチＳＷ４３−１〜ＳＷ４３−ｎとから構成され、全体でｍ・ｎ×ｍ・ｎのスイッチである（ｍ、ｎは偶数）。
【００７２】
また、１段目のｍ×２ｍスイッチがｎ個、２段目の２ｍ×２ｍスイッチがｎ個、３段目の２ｍ×ｍスイッチがｎ個なので、全体でｍ×２ｍスイッチが２ｎ個（１段目と３段目は同じスイッチ）、２ｍ×２ｍスイッチがｎ個ある（図１０で示した空間スイッチＳＷ３０よりもスイッチ構成数は少なくなる）。
【００７３】
さらに、１段目のスイッチＳＷ４１−１の出線は２ｍ本であり、この２ｍ本が２ｍ／ｎ（２ｍ／ｎは整数）本のライン束ごとに２段目のスイッチＳＷ４２−１〜ＳＷ４２−ｎとそれぞれ接続する。スイッチＳＷ４１−２〜ＳＷ４１−ｎからの出線も同様にして、２段目のスイッチＳＷ４２−１〜ＳＷ４２−ｎとそれぞれ接続する。
【００７４】
また、２段目のスイッチＳＷ４２−１の出線は２ｍ本であり、この２ｍ本が２ｍ／ｎ本のライン束ごとに３段目のスイッチＳＷ４３−１〜ＳＷ４３−ｎとそれぞれ接続する。スイッチＳＷ４２−２〜ＳＷ４２−ｎからの出線も同様にして、３段目のスイッチＳＷ４３−１〜ＳＷ４３−ｎとそれぞれ接続する。
【００７５】
ここで、１段目の単位スイッチの出線は２ｍ本であるから、１段目の単位スイッチから２段目のｎ個のスイッチＳＷ４２−１〜４２−ｎへ向かうパスの本数は２ｍ本である。また、３段目の単位スイッチの入線は２ｍ本であるから、２段目のｎ個のスイッチＳＷ４２−１〜４２−２ｎそれぞれから３段目の単位スイッチへ向かうパスの本数は２ｍ本である。
【００７６】
したがって、１段目スイッチの入線ｍ−１本に対応する出線が確立し、３段目スイッチの入線ｍ−１本に対応する出線が確立した場合でも、２ｍ−（ｍ−１）＝（ｍ＋１）本のパスが１段目→３段目に張ることができるので、空間スイッチＳＷ４０は非閉塞タイプである。
【００７７】
次にλベースＸＣ装置１０と、図１１に示した空間スイッチＳＷ４０との対応関係について説明する。図１２、図１３はλベースＸＣ装置１０と空間スイッチＳＷ４０との対応関係を示す図である。λベースＸＣ装置１０の波長変換部１１の入力から波長クロスコネクト部１２内の分波器１２ａの出力までの区間Ａは、空間スイッチＳＷ４０の１段目のｍ×２ｍスイッチに対応する。
【００７８】
また、波長クロスコネクト部１２内の合波器１２ｂの入力から波長クロスコネクト部１４内の分波器１４ａの出力までの区間Ｂは、空間スイッチＳＷ４０の２段目の２ｍ×２ｍスイッチに対応する。さらに、波長クロスコネクト部１４内の合波器１４ｂの入力から波長変換部１５の出力までの区間Ｃは、空間スイッチＳＷ４０の３段目の２ｍ×ｍスイッチに対応する。
【００７９】
一方、空間スイッチＳＷ４０の区間ａに対し、λベースＸＣ装置１０の波長変換部１１に対するＷＤＭ１〜ＷＤＭｎの物理的な入力線は１本であるが、波長がλ１〜λｍであるため、波長レベルでみると、ｍ本の信号入力としてよく、ｍ×２ｍスイッチの入線数と等しい。
【００８０】
区間ｂに対し、ｎ個の分波器１２ａの出力ファイバは２ｍ／ｎ本束ねて、ｎ個の合波器１２ｂそれぞれに接続するので、ｍ×２ｍスイッチの出線と２ｍ×２ｍスイッチの入線との関係と等しい。
【００８１】
区間ｃに対し、ｎ個の分波器１４ａの出力ファイバは２ｍ／ｎ本束ねて、ｎ個の合波器１４ｂそれぞれに接続するので、２ｍ×２ｍスイッチの出線と２ｍ×ｍスイッチの入線との関係と等しい。
【００８２】
区間ｄに対し、λベースＸＣ装置１０に対する波長変換部１５のＷＤＭ１〜ＷＤＭｎの物理的な出力線は１本であるが、波長がλ１〜λｍであるため、波長レベルでみると、ｍ本の信号出力としてよく、２ｍ×ｍスイッチの出線数と等しい。したがって、λベースＸＣ装置１０は、空間スイッチＳＷ４０と等価的に等しい構成を持つので、非閉塞スイッチとなる。
【００８３】
なお、本発明のλベースＸＣ装置は、空間スイッチは使用せずに、空間スイッチの非閉塞タイプとなるスイッチング理論を適用して、波長ベースで光路を切り換えるものである。
【００８４】
次に第２の実施の形態のλベースＸＣ装置について説明する。図１４は第２の実施の形態のλベースＸＣ装置の構成を示す図である。λベースＸＣ装置２０は、図１０に示した非閉塞の空間スイッチＳＷ３０を応用した装置である。
【００８５】
波長変換部２１−１〜２１−ｎは、ｎ個配置して、入力するλ１〜λｍのｍ個の波長が多重されたＷＤＭ信号に対し、波長変換を行って、λ１〜λ２ｍの２ｍ個の波長を生成する。
【００８６】
波長クロスコネクト部２２は、分波器２２ａ−１〜２２ａ−ｎと合波器２２ｂ−１〜２２ｂ−２ｎとを含み、波長単位のクロスコネクトを行う。分波器２２ａ−１〜２２ａ−ｎは、ｎ個配置して、波長変換部２１−１〜２１−ｎによって波長変換された光信号を２ｍ個の波長に分波する。合波器２２ｂ−１〜２２ｂ−２ｎは、２ｎ個配置して、分波後のｍ個の波長の光信号を合波する。また、分波器２２ａ−１〜２２ａ−ｎと合波器２２ｂ−１〜２２ｂ−２ｎの接続は、ｍ／ｎ本の接続束で波長が重複しないように接続する（図中の太実線はｍ／ｎ本の束を表す）。
【００８７】
波長変換部２３−１〜２３−２ｎは、２ｎ個配置して、波長クロスコネクト部２２によってクロスコネクトされた後のｍ個の波長が多重している光信号に対し、波長変換を行って、ｍ個の波長を生成する。
【００８８】
波長クロスコネクト部２４は、分波器２４ａ−１〜２４ａ−２ｎと合波器２４ｂ−１〜２４ｂ−ｎとを含み、波長単位のクロスコネクトを行う。分波器２４ａ−１〜２４ａ−２ｎは、２ｎ個配置して、波長変換部２３−１〜２３−２ｎによって波長変換された光信号をｍ個の波長に分波する。合波器２４ｂ−１〜２４ｂ−ｎはｎ個配置して、分波後の２ｍ個の波長数の光信号を合波する。また、分波器２４ａ−１〜２４ａ−２ｎと合波器２４ｂ−１〜２４ｂ−ｎの接続は、ｍ／ｎ本の接続束で波長が重複しないように接続する。
【００８９】
波長変換部２５−１〜２５−ｎは、ｎ個配置して、波長クロスコネクト部２４によってクロスコネクトされた後のλ１〜λ２ｍの２ｍ個の波長が多重している光信号に対し、波長変換を行って、λ１〜λｍのｍ個の波長を生成して送出する。
【００９０】
次にλベースＸＣ装置２０と空間スイッチＳＷ３０との対応関係について説明する。図１５、図１６はλベースＸＣ装置２０と空間スイッチＳＷ３０との対応関係を示す図である。λベースＸＣ装置２０の波長変換部２１の入力から波長クロスコネクト部２２内の分波器２２ａの出力までの区間Ａは、空間スイッチＳＷ３０の１段目のｍ×２ｍスイッチに対応する。
【００９１】
また、波長クロスコネクト部２２内の合波器２２ｂの入力から波長クロスコネクト部２４内の分波器２４ａの出力までの区間Ｂは、空間スイッチＳＷ３０の２段目のｍ×ｍスイッチに対応する。さらに、波長クロスコネクト部２４内の合波器２４ｂの入力から波長変換部２５の出力までの区間Ｃは、空間スイッチＳＷ３０の３段目の２ｍ×ｍスイッチに対応する。
【００９２】
一方、空間スイッチＳＷ３０の区間ａに対し、λベースＸＣ装置２０の波長変換部２１に対するＷＤＭ１〜ＷＤＭｎの物理的な入力線は１本であるが、波長がλ１〜λｍであるため、波長レベルでみると、ｍ本の信号入力としてよく、ｍ×２ｍスイッチの入線数と等しい。
【００９３】
区間ｂに対し、ｎ個の分波器２２ａの出力ファイバはｍ／ｎ本束ねて、２ｎ個の合波器２２ｂそれぞれに接続するので、ｍ×２ｍスイッチの出線とｍ×ｍスイッチの入線との関係と等しい。
【００９４】
区間ｃに対し、２ｎ個の分波器２４ａの出力ファイバはｍ／ｎ本束ねて、ｎ個の合波器２４ｂそれぞれに接続するので、ｍ×ｍスイッチの出線と２ｍ×ｍスイッチの入線との関係と等しい。
【００９５】
区間ｄに対し、λベースＸＣ装置２０に対する波長変換部２５のＷＤＭ１〜ＷＤＭｎの物理的な出力線は１本であるが、波長がλ１〜λｍであるため、波長レベルでみると、ｍ本の信号出力としてよく、２ｍ×ｍスイッチの出線数と等しい。したがって、λベースＸＣ装置２０は、空間スイッチＳＷ３０と等価的に等しい構成を持つので、非閉塞スイッチとなる。
【００９６】
次に第３の実施の形態のλベースＸＣ装置について説明する。図１７は第３の実施の形態のλベースＸＣ装置の構成を示す図である。λベースＸＣ装置３０は、図９に示した非閉塞の空間スイッチＳＷ２０を応用した装置である。
【００９７】
波長変換部３１−１〜３１−ｎは、ｎ個配置して、入力するλ１〜λｍのｍ個の波長が多重されたＷＤＭ信号に対し、波長変換を行って、λ１〜λ２ｍ−１の２ｍ−１個の波長を生成する。
【００９８】
波長クロスコネクト部３２は、分波器３２ａ−１〜３２ａ−ｎと合波器３２ｂ−１〜３２ｂ−（２ｍ−１）とを含み、波長単位のクロスコネクトを行う。分波器３２ａ−１〜３２ａ−ｎは、ｎ個配置して、波長変換部３１−１〜３１−ｎによって波長変換された光信号を２ｍ−１個の波長に分波する。合波器３２ｂ−１〜３２ｂ−（２ｍ−１）は、２ｍ−１個配置して、分波後のｎ個の波長の光信号を合波する。また、分波器３２ａ−１〜３２ａ−ｎと合波器３２ｂ−１〜３２ｂ−（２ｍ−１）の接続はそれぞれ１本で接続する。
【００９９】
波長変換部３３−１〜３３−（２ｍ−１）は、２ｍ−１個配置して、波長クロスコネクト部３２によってクロスコネクトされた後のｎ個の波長が多重している光信号に対し、波長変換を行って、ｎ個の波長を生成する。
【０１００】
波長クロスコネクト部３４は、分波器３４ａ−１〜３４ａ−（２ｍ−１）と合波器３４ｂ−１〜３４ｂ−ｎとを含み、波長単位のクロスコネクトを行う。分波器３４ａ−１〜３４ａ−（２ｍ−１）は、２ｍ−１個配置して、波長変換部３３−１〜３３−（２ｍ−１）によって波長変換された光信号をｎ個の波長に分波する。合波器３４ｂ−１〜３４ｂ−ｎは、ｎ個配置して、分波後の２ｍ−１個の波長の光信号を合波する。また、分波器３４ａ−１〜３４ａ−（２ｍ−１）と合波器３４ｂ−１〜３４ｂ−ｎの接続はそれぞれ１本で接続する。
【０１０１】
波長変換部３５−１〜３５−ｎは、波長クロスコネクト部３４によってクロスコネクトされた後のλ１〜λ２ｍ−１の２ｍ−１個の波長が多重している光信号に対し、波長変換を行って、λ１〜λｍのｍ個の波長を生成して送出する。
【０１０２】
次にλベースＸＣ装置３０と空間スイッチＳＷ２０との対応関係について説明する。図１８、図１９はλベースＸＣ装置３０と空間スイッチＳＷ２０との対応関係を示す図である。λベースＸＣ装置３０の波長変換部３１の入力から波長クロスコネクト部３２内の分波器３２ａの出力までの区間Ａは、空間スイッチＳＷ２０の１段目のｍ×（２ｍ−１）スイッチに対応する。
【０１０３】
また、波長クロスコネクト部３２内の合波器２２ｂの入力から波長クロスコネクト部３４内の分波器３４ａの出力までの区間Ｂは、空間スイッチＳＷ２０の２段目のｎ×ｎスイッチに対応する。さらに、波長クロスコネクト部３４内の合波器３４ｂの入力から波長変換部３５の出力までの区間Ｃは、空間スイッチＳＷ２０の３段目の（２ｍ−１）×ｍスイッチに対応する。
【０１０４】
一方、空間スイッチＳＷ２０の区間ａに対し、λベースＸＣ装置３０の波長変換部３１に対するＷＤＭ１〜ＷＤＭｎの物理的な入力線は１本であるが、波長がλ１〜λｍであるため、波長レベルでみると、ｍ本の信号入力としてよく、ｍ×（２ｍ−１）スイッチの入線数と等しい。
【０１０５】
区間ｂに対し、ｎ個の分波器３２ａの出力ファイバは１本で、２ｍ−１個の合波器３２ｂそれぞれに接続するので、ｍ×（２ｍ−１）スイッチの出線とｎ×ｎスイッチの入線との関係と等しい。
【０１０６】
区間ｃに対し、２ｍ−１個の分波器３４ａの出力ファイバは１本で、ｎ個の合波器３４ｂそれぞれに接続するので、ｎ×ｎスイッチの出線と（２ｍ−１）×ｍスイッチの入線との関係と等しい。
【０１０７】
区間ｄに対し、λベースＸＣ装置３０に対する波長変換部３５のＷＤＭ１〜ＷＤＭｎの物理的な出力線は１本であるが、波長がλ１〜λｍであるため、波長レベルでみると、ｍ本の信号出力としてよく、（２ｍ−１）×ｍスイッチの出線数と等しい。したがって、λベースＸＣ装置３０は、空間スイッチＳＷ２０と等価的に等しい構成を持つので、非閉塞スイッチとなる。
【０１０８】
次に第４の実施の形態のλベースＸＣ装置について説明する。図２０は第４の実施の形態のλベースＸＣ装置の構成を示す図である。λベースＸＣ装置４０は、図８に示した非閉塞の空間スイッチＳＷ１０を応用した装置である。
【０１０９】
入力側波長変換部４１−１〜４１−ｎ（以下、波長変換部４１−１〜４１−ｎ）は、ｎ個配置して、入力するλ１〜λｍのｍ個の波長が多重されたＷＤＭ信号に対し、波長変換を行って、λ１〜λｍｎのｍ・ｎ個の波長を生成する。
【０１１０】
波長クロスコネクト部４２は、分波器４２ａ−１〜４２ａ−ｎと、合波器４２ｂ−１〜４２ｂ−ｎとを含み、波長単位のクロスコネクトを行う。分波器４２ａ−１〜４２ａ−ｎは、ｎ個配置して、波長変換部４１−１〜４１−ｎによって波長変換された光信号をｍ・ｎ個の波長に分波する。合波器４２ｂ−１〜４２ｂ−ｎは、ｎ個配置して、分波後のｍ・ｎ個の波長の光信号を合波する。また、分波器４２ａ−１〜４２ａ−ｎと合波器４２ｂ−１〜４２ｂ−ｎの接続は、ｍ本の接続束で波長が重複しないように接続する。
【０１１１】
出力側波長変換部４３−１〜４３−ｎは、ｎ個配置して、波長クロスコネクト部４２によってクロスコネクトされた後のλ１〜λｍｎのｍ・ｎ個の波長が多重している光信号に対し、波長変換を行って、λ１〜λｍのｍ個の波長を生成して送出する。
【０１１２】
次にλベースＸＣ装置４０と空間スイッチＳＷ１０との対応関係について説明する。図２１、図２２はλベースＸＣ装置４０と空間スイッチＳＷ１０との対応関係を示す図である。λベースＸＣ装置４０の波長変換部４１の入力から波長クロスコネクト部４２内の分波器４２ａの出力までの区間Ａは、空間スイッチＳＷ１０の１段目のｍ×ｍｎスイッチに対応する。
【０１１３】
また、波長クロスコネクト部４２内の合波器４２ｂの入力から波長変換部４３の出力までの区間Ｂは、空間スイッチＳＷ１０の２段目のｍｎ×ｎスイッチに対応する。
【０１１４】
一方、空間スイッチＳＷ１０の区間ａに対し、λベースＸＣ装置４０の波長変換部４１に対するＷＤＭ１〜ＷＤＭｎの物理的な入力線は１本であるが、波長がλ１〜λｍであるため、波長レベルでみると、ｍ本の信号入力としてよく、ｍ×ｍｎスイッチの入線数と等しい。
【０１１５】
区間ｂに対し、ｎ個の分波器４２ａの出力ファイバはｍ本束ねて、ｎ個の合波器４２ｂそれぞれに接続するので、ｍ×ｍｎスイッチの出線とｍｎ×ｍスイッチの入線との関係と等しい。
【０１１６】
区間ｃに対し、λベースＸＣ装置４０に対する波長変換部４３のＷＤＭ１〜ＷＤＭｎの物理的な出力線は１本であるが、波長がλ１〜λｍであるため、波長レベルでみると、ｍ本の信号出力としてよく、ｍｎ×ｍスイッチの出線数と等しい。したがって、λベースＸＣ装置４０は、空間スイッチＳＷ１０と等価的に等しい構成を持つので、非閉塞スイッチとなる。
【０１１７】
次に第５の実施の形態のλベースＸＣ装置について説明する。図２３は第５の実施の形態のλベースＸＣ装置の構成を示す図である。上記で説明した第１の実施の形態〜第４の実施の形態のλベースＸＣ装置は、すべて完全非閉塞タイプの光クロスコネクトを行う装置であるが、第５の実施の形態のλベースＸＣ装置５０は、閉塞タイプの光クロスコネクトを行う装置である。λベースＸＣ装置５０は、閉塞タイプなので輻輳のおそれがあるが、従来技術と比べると大規模スイッチング及び高スループットが可能なので、ある程度、運用対象が限定できる場合に適用することについては有効である。
【０１１８】
波長変換部（入力側波長変換部）５１−１〜５１−ｎは、ｎ個配置して、入力するλ１〜λｍのｍ個の波長が多重されたＷＤＭ信号に対し、波長変換を行って、ｍ個の波長を生成する。
【０１１９】
波長クロスコネクト部５２は、ｍ個の波長を分波するｎ個の分波器５２ａ−１〜５２ａ−ｎと、ｍ個の波長を合波するｎ個の合波器５２ｂ−１〜５２ｂ−ｎとを含み、波長単位のクロスコネクトを行う。
【０１２０】
波長変換部（出力側波長変換部）５３−１〜５３−ｎは、ｎ個配置して、波長クロスコネクト部５２によってクロスコネクトされた後の光信号に対し、波長変換を行って、λ１〜λｍのｍ個の波長を生成して送出する。
【０１２１】
次に第１の実施の形態〜第５の実施の形態のλベースＸＣ装置に関する装置規模について説明する。図２４、図２５はλベースＸＣ装置の装置規模を示す図である。テーブルＴ１は、λベースＸＣ装置１０〜５０に対する、波長クロスコネクト部で使用する合分波器（ＡＷＧとする）と、波長変換部で使用するＡＷＧとを示しており、テーブルＴ２は、波長変換部の数を示している。
【０１２２】
なお、以降では、Ｍ本の分波出力線を持つＡＷＧ（分波器）、またはＭ本の合波入力線を持つＡＷＧ（合波器）のことをＭλのＡＷＧと呼ぶ。例えば、波長多重数ｍの光信号をｍ本の分波出力線から波長毎に分波するＡＷＧは、ｍλのＡＷＧである。また、ｍ個の波長の各信号をｍ本の合波入力線を通じて合波するＡＷＧは、ｍλのＡＷＧである。
【０１２３】
λベースＸＣ装置１０（図１）の装置規模を見ると、波長クロスコネクト部１２内のＡＷＧの個数は、２ｍλのＡＷＧ１２ａ−１〜１２ａ−ｎがｎ個、２ｍλのＡＷＧ１２ｂ−１〜１２ｂ−ｎがｎ個である。波長クロスコネクト部１４内のＡＷＧの個数は、２ｍλのＡＷＧ１４ａ−１〜１４ａ−ｎがｎ個、２ｍλのＡＷＧ１４ｂ−１〜１４ｂ−ｎがｎ個である。したがって、波長クロスコネクト部内の２ｍλのＡＷＧは全部で４ｎ個ある。
【０１２４】
また、波長変換部１１−１〜１１−ｎに含まれるＡＷＧの個数は、分波器側のｍλのＡＷＧがｎ個、合波器側の２ｍλのＡＷＧがｎ個である。波長変換部１５−１〜１５−ｎに含まれるＡＷＧの個数は、分波器側の２ｍλのＡＷＧがｎ個、合波器側のｍλのＡＷＧがｎ個である。
【０１２５】
さらに、波長変換部１３−１〜１３−ｎに含まれるＡＷＧの個数は、分波器側の２ｍλのＡＷＧがｎ個、合波器側の２ｍλのＡＷＧがｎ個である。したがって、波長変換部全体のｍλのＡＷＧは２ｎ個、２ｍλのＡＷＧは４ｎ個ある。
【０１２６】
なお、波長変換部の数で見ると、波長多重数ｍと波長多重数２ｍの変換を行う波長変換部は、波長変換部１１−１〜１１−ｎと波長変換部１５−１〜１５−ｎなので２ｎ個である。また、波長多重数２ｍと波長多重数２ｍの変換を行う波長変換部は、波長変換部１３−１〜１３−ｎなのでｎ個である。
【０１２７】
λベースＸＣ装置２０（図１４）の装置規模を見ると、波長クロスコネクト部２２内のＡＷＧの個数は、２ｍλのＡＷＧ２２ａ−１〜２２ａ−ｎがｎ個、ｍλのＡＷＧ２２ｂ−１〜２２ｂ−２ｎが２ｎ個である。波長クロスコネクト部２４内のＡＷＧの個数は、ｍλのＡＷＧ２４ａ−１〜２４ａ−２ｎが２ｎ個、２ｍλのＡＷＧ２４ｂ−１〜２４ｂ−ｎがｎ個である。したがって、波長クロスコネクト部内の２ｍλのＡＷＧは２ｎ個、ｍλのＡＷＧは４ｎ個ある。
【０１２８】
また、波長変換部２１−１〜２１−ｎに含まれるＡＷＧの個数は、分波器側のｍλのＡＷＧがｎ個、合波器側の２ｍλのＡＷＧがｎ個である。波長変換部２５−１〜２５−ｎに含まれるＡＷＧの個数は、分波器側の２ｍλのＡＷＧがｎ個、合波器側のｍλのＡＷＧがｎ個である。さらに、波長変換部２３−１〜２３−２ｎに含まれるＡＷＧの個数は、分波器側のｍλのＡＷＧが２ｎ個、合波器側のｍλのＡＷＧが２ｎ個である。したがって、波長変換部全体のｍλのＡＷＧは６ｎ個、２ｍλのＡＷＧは２ｎ個ある。
【０１２９】
なお、波長変換部の数で見ると、波長多重数ｍと波長多重数２ｍの変換を行う波長変換部は、波長変換部２１−１〜２１−ｎと波長変換部２５−１〜２５−ｎなので２ｎ個である。また、波長多重数ｍと波長多重数ｍの変換を行う波長変換部は、波長変換部２３−１〜２３−２ｎなので２ｎ個である。λベースＸＣ装置２０（図１４）は、λベースＸＣ装置１０（図１）に比べて、２ｍλの大規模なＡＷＧの個数を削減することができる。
【０１３０】
λベースＸＣ装置３０（図１７）の装置規模を見ると、波長クロスコネクト部３２内のＡＷＧの個数は、（２ｍ−１）λのＡＷＧ３２ａ−１〜３２ａ−ｎがｎ個、ｎλのＡＷＧ３２ｂ−１〜３２ｂ−（２ｍ−１）が２ｍ−１個である。波長クロスコネクト部３４内のＡＷＧの個数は、ｎλのＡＷＧ３４ａ−１〜３４ａ−（２ｍ−１）が２ｍ−１個、（２ｍ−１）λのＡＷＧ３４ｂ−１〜３４ｂ−ｎがｎ個である。したがって、波長クロスコネクト部内の（２ｍ−１）λのＡＷＧは２ｎ個、ｎλのＡＷＧは２・（２ｍ−１）個ある。
【０１３１】
また、波長変換部３１−１〜３１−ｎに含まれるＡＷＧの個数は、分波器側のｍλのＡＷＧがｎ個、合波器側の（２ｍ−１）λのＡＷＧがｎ個である。波長変換部３５−１〜３５−ｎに含まれるＡＷＧの個数は、分波器側の（２ｍ−１）λのＡＷＧがｎ個、合波器側のｍλのＡＷＧがｎ個である。さらに、波長変換部３３−１〜３３−（２ｍ−１）に含まれるＡＷＧの個数は、分波器側のｎλのＡＷＧが（２ｍ−１）個、合波器側のｎλのＡＷＧが（２ｍ−１）個である。したがって、波長変換部全体のｍλのＡＷＧは２ｎ個、（２ｍ−１）λのＡＷＧは２ｎ個、ｎλのＡＷＧは２・（２ｍ−１）個ある。
【０１３２】
なお、波長変換部の数で見ると、波長多重数ｍと波長多重数２ｍ−１の変換を行う波長変換部は、波長変換部３１−１〜３１−ｎと波長変換部３５−１〜３５−ｎなので２ｎ個である。また、波長多重数ｎと波長多重数ｎの変換を行う波長変換部は、波長変換部３３−１〜３３−（２ｍ−１）なので（２ｍ−１）個である。
【０１３３】
λベースＸＣ装置３０（図１７）は、λベースＸＣ装置１０（図１）やλベースＸＣ装置２０（図１４）と比べると、２ｍλのＡＷＧを使用しないので、大規模なＡＷＧの使用個数は少なくなるが、素子数は多くなる。
【０１３４】
λベースＸＣ装置４０（図２０）の装置規模を見ると、波長クロスコネクト部４２内のＡＷＧの個数は、ｍｎλのＡＷＧ４２ａ−１〜４２ａ−ｎがｎ個、ｍｎλのＡＷＧ４２ｂ−１〜４２ｂ−ｎがｎ個である。したがって、波長クロスコネクト部内のｍｎλのＡＷＧは２ｎ個ある。
【０１３５】
また、波長変換部４１−１〜４１−ｎに含まれるＡＷＧの個数は、分波器側のｍλのＡＷＧがｎ個、合波器側のｍｎλのＡＷＧがｎ個である。波長変換部４３−１〜４３−ｎに含まれるＡＷＧの個数は、分波器側のｍｎλのＡＷＧがｎ個、合波器側のｍλのＡＷＧがｎ個である。したがって、波長変換部全体のｍλのＡＷＧは２ｎ個、ｍｎλのＡＷＧは２ｎ個ある。
【０１３６】
なお、波長変換部の数で見ると、波長多重数ｍと波長多重数ｍｎの変換を行う波長変換部は、波長変換部４１−１〜４１−ｎと波長変換部４３−１〜４３−ｎなので２ｎ個である。λベースＸＣ装置４０（図２０）は、ｍｎλの大規模なＡＷＧが可能であるならば、最もシンプルな構成となる。
【０１３７】
λベースＸＣ装置５０（図２３）の装置規模を見ると、波長クロスコネクト部５２内のＡＷＧの個数は、ｍλのＡＷＧ５２ａ−１〜５２ａ−ｎがｎ個、ｍλのＡＷＧ５２ｂ−１〜５２ｂ−ｎがｎ個である。したがって、波長クロスコネクト部内のｍλのＡＷＧは２ｎ個ある。
【０１３８】
また、波長変換部５１−１〜５１−ｎに含まれるＡＷＧの個数は、分波器側のｍλのＡＷＧがｎ個、合波器側のｍλのＡＷＧがｎ個である。波長変換部５３−１〜５３−ｎに含まれるＡＷＧの個数は、分波器側のｍλのＡＷＧがｎ個、合波器側のｍλのＡＷＧがｎ個である。したがって、波長変換部内のｍλのＡＷＧは４ｎ個ある。
【０１３９】
なお、波長変換部の数で見ると、波長多重数ｍと波長多重数ｍの変換を行う波長変換部は、波長変換部５１−１〜５１−ｎと波長変換部５３−１〜５３−ｎなので２ｎ個である。λベースＸＣ装置５０（図２３）は、閉塞タイプなので、適用環境または仕様を選択する必要がある。
【０１４０】
以上説明したように、本発明のλベースＸＣ装置は、波長ベースで光路を切り換える構成としたので、従来のＯＸＣのように空間スイッチが不要となり、大規模のスイッチングを行って高スループットな光クロスコネクトを実現することが可能になる。なお、合波器、分波器の規模とコスト等の状況から、本発明の実施の形態の中から最適な装置構成を選択することができる。
【０１４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光クロスコネクト装置は、入力光信号のＷＤＭ数がｎ、ＷＤＭ波長数がｍの場合に、第１〜第３の波長変換部では、λ１〜λ２ｍまでの波長変換を行い、第１、第２の波長クロスコネクト部では、λ１〜λ２ｍまでの波長を扱う分波器と合波器とで構成し、分波器と合波器の接続は、２ｍ／ｎ本の接続束により各波長が重複しないように接続して、波長単位に光クロスコネクトを行う構成とした。これにより、大規模のスイッチングを行って高スループットな光クロスコネクトを実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光クロスコネクト装置の原理図である。
【図２】ｎ＝２、ｍ＝２のときのλベースＸＣ装置の動作を説明するための図である。
【図３】波長変換部の構成を示す図である。
【図４】波長変換部の構成を示す図である。
【図５】閉塞タイプのスイッチの一例を示す図である。
【図６】非閉塞タイプのスイッチの一例を示す図である。
【図７】スイッチング後のパス状態を示す図である。
【図８】非閉塞タイプの空間スイッチの構成を示す図である。
【図９】非閉塞タイプの空間スイッチの構成を示す図である。
【図１０】非閉塞タイプの空間スイッチの構成を示す図である。
【図１１】非閉塞タイプの空間スイッチの構成を示す図である。
【図１２】λベースＸＣ装置と空間スイッチとの対応関係を示す図である。
【図１３】λベースＸＣ装置と空間スイッチとの対応関係を示す図である。
【図１４】第２の実施の形態のλベースＸＣ装置の構成を示す図である。
【図１５】λベースＸＣ装置と空間スイッチとの対応関係を示す図である。
【図１６】λベースＸＣ装置と空間スイッチとの対応関係を示す図である。
【図１７】第３の実施の形態のλベースＸＣ装置の構成を示す図である。
【図１８】λベースＸＣ装置と空間スイッチとの対応関係を示す図である。
【図１９】λベースＸＣ装置と空間スイッチとの対応関係を示す図である。
【図２０】第４の実施の形態のλベースＸＣ装置の構成を示す図である。
【図２１】λベースＸＣ装置と空間スイッチとの対応関係を示す図である。
【図２２】λベースＸＣ装置と空間スイッチとの対応関係を示す図である。
【図２３】第５の実施の形態のλベースＸＣ装置の構成を示す図である。
【図２４】λベースＸＣ装置の装置規模を示す図である。
【図２５】λベースＸＣ装置の装置規模を示す図である。
【符号の説明】
１０ 光クロスコネクト装置
１１−１〜１１−ｎ 波長変換部
１２ 波長クロスコネクト部
１２ａ−１〜１２ａ−ｎ 分波器
１２ｂ−１〜１２ｂ−ｎ 合波器
１３−１〜１３−ｎ 波長変換部
１４ 波長クロスコネクト部
１４ａ−１〜１４ａ−ｎ 分波器
１４ｂ−１〜１４ｂ−ｎ 合波器
１５−１〜１５−ｎ 波長変換部
Claims (5)
- 入力光信号のＷＤＭ数がｎ、入力光信号の多重されている波長がλ１〜λｍでＷＤＭ波長数がｍの場合に、非閉塞の光クロスコネクトを行う光クロスコネクト装置において、
入力するλ１〜λｍのｍ個の波長が多重されたＷＤＭ信号に対し、波長変換を行って、λ１〜λ２ｍの２ｍ個の波長を生成するｎ個の第１の波長変換部と、
前記第１の波長変換部によって波長変換された光信号を２ｍ個の波長に分波するｎ個の第１の分波器と、分波後の２ｍ個の波長の光信号を合波するｎ個の第１の合波器と、から構成され、前記第１の分波器と前記第１の合波器の接続を、２ｍ／ｎ本の接続束で波長が重複しないように接続して、波長単位のクロスコネクトを行う第１の波長クロスコネクト部と、
前記第１の波長クロスコネクト部によってクロスコネクトされた後の２ｍ個の波長が多重している光信号に対し、波長変換を行って、２ｍ個の波長を生成するｎ個の第２の波長変換部と、
前記第２の波長変換部によって波長変換された光信号を２ｍ個の波長に分波するｎ個の第２の分波器と、分波後の２ｍ個の波長の光信号を合波するｎ個の第２の合波器と、から構成され、前記第２の分波器と前記第２の合波器の接続を、２ｍ／ｎ本の接続束で波長が重複しないように接続して、波長単位のクロスコネクトを行う第２の波長クロスコネクト部と、
前記第２の波長クロスコネクト部によってクロスコネクトされた後のλ１〜λ２ｍの２ｍ個の波長が多重している光信号に対し、波長変換を行って、λ１〜λｍのｍ個の波長を生成して送出するｎ個の第３の波長変換部と、
を有することを特徴とする光クロスコネクト装置。 - 入力光信号のＷＤＭ数がｎ、入力光信号の多重されている波長がλ１〜λｍでＷＤＭ波長数がｍの場合に、非閉塞の光クロスコネクトを行う光クロスコネクト装置において、
入力するλ１〜λｍのｍ個の波長が多重されたＷＤＭ信号に対し、波長変換を行って、λ１〜λ２ｍの２ｍ個の波長を生成するｎ個の第１の波長変換部と、
前記第１の波長変換部によって波長変換された光信号を２ｍ個の波長に分波するｎ個の第１の分波器と、分波後のｍ個の波長の光信号を合波する２ｎ個の第１の合波器と、から構成され、前記第１の分波器と前記第１の合波器の接続を、ｍ／ｎ本の接続束で波長が重複しないように接続して、波長単位のクロスコネクトを行う第１の波長クロスコネクト部と、
前記第１の波長クロスコネクト部によってクロスコネクトされた後のｍ個の波長が多重している光信号に対し、波長変換を行って、ｍ個の波長を生成する２ｎ個の第２の波長変換部と、
前記第２の波長変換部によって波長変換された光信号をｍ個の波長に分波する２ｎ個の第２の分波器と、分波後の２ｍ個の波長数の光信号を合波するｎ個の第２の合波器と、から構成され、前記第２の分波器と前記第２の合波器の接続を、ｍ／ｎ本の接続束で波長が重複しないように接続して、波長単位のクロスコネクトを行う第２の波長クロスコネクト部と、
前記第２の波長クロスコネクト部によってクロスコネクトされた後のλ１〜λ２ｍの２ｍ個の波長が多重している光信号に対し、波長変換を行って、λ１〜λｍのｍ個の波長を生成して送出するｎ個の第３の波長変換部と、
を有することを特徴とする光クロスコネクト装置。 - 入力光信号のＷＤＭ数がｎ、入力光信号の多重されている波長がλ１〜λｍでＷＤＭ波長数がｍの場合に、非閉塞の光クロスコネクトを行う光クロスコネクト装置において、
入力するλ１〜λｍのｍ個の波長が多重されたＷＤＭ信号に対し、波長変換を行って、λ１〜λ２ｍ−１の２ｍ−１個の波長を生成するｎ個の第１の波長変換部と、
前記第１の波長変換部によって波長変換された光信号を２ｍ−１個の波長に分波するｎ個の第１の分波器と、分波後のｎ個の波長の光信号を合波する２ｍ−１個の第１の合波器と、から構成され、前記第１の分波器と前記第１の合波器の接続は１本で接続して、波長単位のクロスコネクトを行う第１の波長クロスコネクト部と、
前記第１の波長クロスコネクト部によってクロスコネクトされた後のｎ個の波長が多重している光信号に対し、波長変換を行って、ｎ個の波長を生成する２ｍ−１個の第２の波長変換部と、
前記第２の波長変換部によって波長変換された光信号をｎ個の波長に分波する２ｍ−１個の第２の分波器と、分波後の２ｍ−１個の波長の光信号を合波するｎ個の第２の合波器と、から構成され、前記第２の分波器と前記第２の合波器の接続は１本で接続して、波長単位のクロスコネクトを行う第２の波長クロスコネクト部と、
前記第２の波長クロスコネクト部によってクロスコネクトされた後のλ１〜λ２ｍ−１の２ｍ−１個の波長が多重している光信号に対し、波長変換を行って、λ１〜λｍのｍ個の波長を生成して送出するｎ個の第３の波長変換部と、
を有することを特徴とする光クロスコネクト装置。 - 入力光信号のＷＤＭ数がｎ、入力光信号の多重されている波長がλ１〜λｍでＷＤＭ波長数がｍの場合に、非閉塞の光クロスコネクトを行う光クロスコネクト装置において、
入力するλ１〜λｍのｍ個の波長が多重されたＷＤＭ信号に対し、波長変換を行って、λ１〜λｍｎのｍ・ｎ個の波長を生成するｎ個の入力側波長変換部と、
前記入力側波長変換部によって波長変換された光信号をｍ・ｎ個の波長に分波するｎ個の分波器と、分波後のｍ・ｎ個の波長の光信号を合波するｎ個の合波器と、から構成され、前記分波器と前記合波器の接続を、ｍ本の接続束で波長が重複しないように接続して、波長単位のクロスコネクトを行う波長クロスコネクト部と、
前記波長クロスコネクト部によってクロスコネクトされた後のλ１〜λｍｎのｍ・ｎ個の波長が多重している光信号に対し、波長変換を行って、λ１〜λｍのｍ個の波長を生成して送出するｎ個の出力側波長変換部と、
を有することを特徴とする光クロスコネクト装置。 - 入力光信号のＷＤＭ数がｎ、入力光信号の多重されている波長がλ１〜λｍでＷＤＭ波長数がｍの場合に、光クロスコネクトを行う光クロスコネクト装置において、
入力するλ１〜λｍのｍ個の波長が多重されたＷＤＭ信号に対し、波長変換を行って、ｍ個の波長を生成するｎ個の入力側波長変換部と、
前記入力側波長変換部によって波長変換された光信号をｍ個の波長に分波するｎ個の分波器と、分波後のｍ個の波長の光信号を合波するｎ個の合波器と、から構成され、波長単位のクロスコネクトを行う波長クロスコネクト部と、
前記波長クロスコネクト部によってクロスコネクトされた後の光信号に対し、波長変換を行って、λ１〜λｍのｍ個の波長を生成して送出するｎ個の出力側波長変換部と、
を有することを特徴とする光クロスコネクト装置。
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