JP3006680B2 - 光伝送装置 - Google Patents

光伝送装置

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JP3006680B2
JP3006680B2 JP9019282A JP1928297A JP3006680B2 JP 3006680 B2 JP3006680 B2 JP 3006680B2 JP 9019282 A JP9019282 A JP 9019282A JP 1928297 A JP1928297 A JP 1928297A JP 3006680 B2 JP3006680 B2 JP 3006680B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信、光交換、
光ネットワーク等の分野において、光スイッチの予備系
と運用系の切り替えを実現する光伝送装置に関する。
【0002】
【従来の技術】大容量の情報通信が可能な光通信、光交
換、あるいは光ネットワークの分野において、ネットワ
ークノード間またはエンドユーザ間におけるリンク接続
の信頼性を高く保つことは、確実な通信サービスを提供
する上で重要である。
【0003】ネットワークにおけるリンク接続の障害と
して、例えば、光伝送路障害と、光伝送装置障害が考え
られる。
【0004】一般に、リンク接続の高信頼化の手段とし
て、運用系(0系)と予備系(1系)の2系統準備し、
0系で障害が発生した場合にコールドあるいはホットス
タンバイしている1系に切り替えて運用する方式がとら
れている。この0系から1系への切り替え動作に要する
時間が0ではないため、0系から1系への切り替え動作
中にはサービスを中断せざるを得ない。サービスを中断
させることなく0系、1系の切り替えを行うためには0
系、1系の無瞬断切り替えを行う必要がある。光伝送路
障害に対して0系、1系を設けた上に、無瞬断化を実現
する方法としては、例えば、特開昭63−70202号
公報にて、光導波路を利用した方法が示されている。
【0005】他方、光伝送装置障害に関しては、例えば
特開平8−84116号公報にて、伝送路障害と装置障
害とを区別することによって、正確な冗長切り替え可能
な光伝送装置の実現法が示されている。また、例えば、
特開平5−316043号公報には、光伝送装置に二重
障害発生した場合の救済方式が示されている。しかし、
上記の2つの手法を用いた場合は、光伝送装置の0系と
1系とを切り替える時間が0でないため、サービスを中
断せざるを得ない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】近年、伝送信号速度は
Gb/sクラスへと高速化が進み、さらに波長多重技術
により、1本のファイバに多重される単位時間当たりの
情報容量はますます増加する傾向にある。したがって、
サービス中断による情報伝達損失は、ますます増加する
傾向にあり、光伝送装置障害対策や、装置の保守整備の
面上、サービスを中断することなく、無瞬断で運用系か
ら予備系に切り替える機能への期待が高まっている。光
伝送装置の一つである光クロスコネクト等の光スイッチ
は、光ファイバ−光ファイバのリンクを切り替えること
によって光パス切り替えが可能であり、Gb/sクラス
の高速・大容量の伝送信号を扱うことが可能であるとい
う優れた性能を有しているため、その実用化への期待が
大きい。これらをネットワークへ導入する際には、装置
自体の高い信頼性が必須であり、装置障害発生時でも、
サービスが、その品質を劣化させることなく、かつ滞り
なく継続されることが必要である。
【0007】本発明の課題は、光通信、光交換、光ネッ
トワークの分野にて、運用系と予備系とが無瞬断で切り
替え可能な光伝送装置およびこれを用いた光通信システ
ムや、光交換システムを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、入力ポ
ートがI個で出力ポートがJ個のI×J光スイッチ(I
=1,2,3,…,N、J=1,2,3,…,M)を1
つ以上組み合わせて構成された入力ポートがN個で出力
ポートがM個あるN×M光スイッチ(N,M=1,2,
3,…)と、該N×M光スイッチの入出力ポートのそれ
ぞれに接続され、入力光信号を光電気変換して出力する
光受信機および該光受信機からの電気信号を電気光変換
して送信する光送信機を含むOR/OSペアとからなる
構成を2組用意して、2組の構成のそれぞれを運用系光
スイッチおよび予備系光スイッチと名付け、前記運用系
光スイッチおよび前記予備系光スイッチが2組とも動作
している際に、2組それぞれの前記N×M光スイッチお
よび前記OR/OSペアは、最大受信可能入力光強度よ
りも小さい光強度が入力され、かつ最小受信可能入力光
強度よりも大きい光強度が入力されて動作することが可
能であり、前記運用系光スイッチおよび前記該予備系光
スイッチの入力ポートは、1入力2出力の光分波器で接
続され、前記運用系光スイッチおよび前記該予備系光ス
イッチの出力ポートは、2入力1出力の光合波器によっ
て接続され、前記光分波器の2つの出力ポートのうちの
一方の出力ポートから、前記運用系光スイッチ内の前記
N×M光スイッチのN個の入力ポートのうちの1つの入
力ポート、前記OR/OSペア、該運用系光スイッチの
M個の出力ポートのうちの1つの出力ポート、および前
記光合波器の2つの入力ポートのうちの一方の入力ポー
トを経て、該光合波器にて光波が合波される地点に至る
第1の経路と、前記光分波器の2つの入力ポートのうち
の一方の入力ポートから、前記OR/OSペア、前記予
備系光スイッチのN個の入力ポートのうちの1つの入力
ポート、該予備系光スイッチのM個の出力ポートのうち
の1つの出力ポート、および前記光合波器の2個の入力
ポートのうちの一方の入力ポートを経て、該光合波器に
て光波が合波される地点に至る第2の経路とは、信号光
が通過するのに要する時間が全ての経路について等しく
なるように調整されており、前記運用系光スイッチの出
力側の前記OR/OSペアの出力光と、前記予備系光ス
イッチの出力側の前記OR/OSペアの出力光とは、両
者間の干渉の影響が無視できる範囲にあることを特徴と
する光伝送装置が得られる。
【0009】本発明によればまた、前記運用系光スイッ
チの前記N×M光スイッチならびに前記予備系光スイッ
チの前記N×M光スイッチは、それぞれのN個の入力ポ
ートおよびM個の出力ポートとは異なるポート同士が1
ポート以上接続され、両スイッチそれぞれの内部を通過
する光信号が互いに交換可能であることを特徴とする前
記光伝送装置が得られる。
【0010】本発明によればさらに、前記運用系光スイ
ッチおよび前記予備系光スイッチが2組とも動作してい
る際に、2組それぞれ内の出力ポート側の前記OR/O
Sペアの前記光受信機は、最大受信可能入力光強度より
も小さい光強度が入力され、かつ最小受信可能入力光強
度よりも大きい光強度が入力されて動作することが可能
であることを特徴とする前記光伝送装置が得られる。
【0011】本発明によればまた、前記運用系光スイッ
チおよび前記予備系光スイッチそれぞれの出力側に前記
光受信機を介して接続された光送信機は、その入力に対
応する該運用系光スイッチおよび該予備系光スイッチの
入力側に前記光送信機を介して接続された光受信機への
光入力強度が予め定められた閾値以下に低下した際に、
光出力を遮断するものであることを特徴とする前記光伝
送装置が得られる。
【0012】
【作用】本発明による運用系・予備系が無瞬断切り替え
可能な光伝送装置は、0系(運用系)と1系(予備系)
との2系統のN×M(N,M=1,2,3,…)光スイ
ッチを常時動作させておき、その光入出力部に光受信機
(OR,Optical Receiver)と光送信機(OS,Optica
l Sender)のペアを接続する。少くとも光スイッチ入力
と、光スイッチ出力側に接続したOR/OSペアに、十
分な受信光強度マージンを設けることにより、光の活線
挿抜を可能になる。このような構成をとることにより、
扱う伝送信号がどんなに高速になろうとも、0系、1系
の無瞬断切り替えが複雑な制御なしで可能になる。さら
に、同じ構成で運用系と予備系の光スイッチが完全非閉
塞でなくても、運用系・予備系光スイッチ全体として完
全非閉塞な光スイッチを実現することが可能である。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態による光伝送装置ついて詳細に説明する。
【0014】[実施の形態1]図1(a)は、本発明の
実施の形態1による光伝送装置の構成を示す図である。
図1(a)を参照して、2組のN×M(N=1,2,
3,…)光スイッチ100,101を用意し、光スイッ
チ100を運用系(0系)、光スイッチ101を予備系
(1系)とする。この光スイッチ100は、図1(b)
に示すように、n入力m出力のn×m(n=1,2,
3,…、m=1,2,3,…)光スイッチ1001がr
個(r=1,2,3,…)と、r入力r出力のr×r光
スイッチ1003がm個と、m入力n出力のm×n光ス
イッチ1005がr個とから構成されており、m×r=
Nの関係が満たされている。同様に、光スイッチ101
は、n入力m出力のn×m(n=1,2,3,…、m=
1,2,3,…)光スイッチ1011がr個(r=1,
2,3,…)と、r入力r出力のr×r光スイッチ10
13がm個と、m入力n出力のm×n光スイッチ101
5がr個とから構成されており、m×r=Nの関係が満
たされている。
【0015】この光スイッチ100,101は、光スイ
ッチ100と101が両者とも正常動作している場合
に、少くとも最大受信可能入力光強度よりも3dB小さ
い光強度が入力され、かつ最小受信可能入力光強度より
も3dB大きい光強度が入力されて動作することが可能
である。したがって、例えば、光スイッチ100を動作
状態のまま取り除いても、光スイッチ101は、光信号
の伝送特性劣化なく動作可能な構成となる。
【0016】光スイッチ100と101の各入力ポート
には、光受信機(OR,Optical Receiver)と光送信機
(OS,Optical Sender)とのペアであるOR/OSペ
ア110,111が接続されている。同様に、各出力ポ
ートにも、OR/OSペア120,121が接続されて
いる。光スイッチ100の入力ポートに接続されたOR
/OSペア110と光スイッチ101の入力ポートに接
続されたOR/OSペア111は、2:1(分岐比1:
1)の光分波器130で接続されている。同様に、光ス
イッチ100,101の出力ポートに接続されたOR/
OSペア120,121も、2:1(合波比1:1)の
光合波器140で接続されている。
【0017】このOR/OSペア120,121は、光
スイッチ100と101が両者とも正常動作している場
合に、少くとも最大受信可能入力光強度よりも3dB小
さい光強度が入力され、かつ最小受信可能入力光強度よ
りも3dB大きい光強度が入力されて動作することが可
能である。したがって、例えば光スイッチ100を動作
状態のまま取り除いても、光スイッチ101、OR/O
Sペア121は、光信号の伝送特性劣化なく動作可能な
構成となる。
【0018】光スイッチ100,101とOR/OSペ
ア110,111,120,121は、常時状態にされ
ている。また、光分波器130の入力ポートからOR/
OSペア110、光スイッチ100、OR/OSペア1
20、光合波器140の出力ポートに至るまでの経路
と、光分波器130の入力ポートからOR/OSペア1
11、光スイッチ101、OR/OSペア121、光合
波器140の出力ポートに至るまでの経路とが等しくな
るように調整されており、光分波器130で2分岐して
0系、1系の光スイッチを通過して光合波器140で合
波された光信号は、時間的に同期される構成となってい
る。
【0019】次に、実施の形態1による光伝送装置の動
作を説明する。
【0020】まずはじめに、光スイッチ100を運用系
(0系)、光スイッチ101を予備系(1系)として使
用する場合について説明する。
【0021】光伝送路より入力される伝送光信号は、ま
ず最初に、光分波器130に入力されて平均光強度が2
分され、0系のOR/OSペア110と1系のOR/O
Sペア111に入力される。OR/OSペア110,1
11においてそれぞれ、入力光信号は、一旦光−電気変
換されて、再び電気−光変換され、光信号が出力され
る。このとき、光信号は、OR/OSペアにより、波形
整形(Reshaping )、波形再生(Regenerating)されて
出力される。この出力光は、光スイッチ100,101
へ入力され、光スイッチ100,101によって必要な
らば所望の経路切り替えが行われた後に、出力側に接続
されたOR/OSペア120,121へと導かれる。こ
のとき、光スイッチ100,101で経路切り替えが行
われる場合の切り替えパタンは、光スイッチ100と1
01で全く同じである。出力側のOR/OSペア12
0,121においても、入力側のOR/OSペア11
0,111と同様に、入力された光信号は波形整形(Re
shaping )、波形再生(Regenerating)されて出力され
る。この後、OR/OSペア120,121の出力光信
号は、光合波器140によって合波され、再び光伝送路
へ導かれる。ここで、光分波器130から光合波器14
0までに至る光路長が等しくなるように調整されている
ため、光分波器130で分岐されて0系を通過した光信
号と、1系を通過した光信号とが、光合波器140で合
波されたとき、その二つの光信号は時間的に同期して合
波される。合波された光信号は、再び光伝送路へ送り出
される。
【0022】OR/OSペア110,111,120,
121において、必要ならば信号光の波長変換を行うこ
とも可能である。また、OR/OSペアにおいてクロッ
ク同期を行わないため、任意の伝送信号速度を扱うこと
が可能である。即ち、光スイッチ100,101へ、例
えば10Gb/sと2.5Gb/sの光信号を同時に入
力して経路切り替えを行った後に、伝送路に再び送り出
すことが可能である。
【0023】さらに、光スイッチ100,101は、こ
の両者とも正常動作している場合に、少くとも最大受信
可能入力光強度よりも3dB小さい光強度が入力され、
かつ最小受信可能入力光強度よりも3dB大きい光強度
が入力されて動作することが可能である。さらに、OR
/OSペア120,121も同様に、光スイッチ100
と101が両者とも正常動作している場合に、少くとも
最大受信可能入力光強度よりも3dB小さい光強度が入
力され、かつ最小受信可能入力光強度よりも3dB大き
い光強度が入力されて動作することが可能である。この
ため、例えば、光スイッチ100を動作状態のまま切り
離して光スイッチ101のみを動作させた場合に、光ス
イッチ101に入力される光信号強度とOR/OSペア
121に入力される光信号強度は、光スイッチ100が
挿入されている場合に比べて3dB増加するが、光スイ
ッチ101およびOR/OSペア121が入力光強度に
対して少くとも3dBのマージンを持っているため、信
号劣化なく伝送路へ光信号を導くことが可能である。ま
た、光合波器140では、合波される光信号は、合波さ
れる際に2つの光波の間の干渉の影響が無視できる。し
たがって、本光伝送装置を動作状態のまま、これに内蔵
されている光スイッチ100を切り離しても、光信号
は、その品質を劣化させることなく本光伝送装置を通過
していくことが可能である。即ち、光の活線挿抜が可能
である。
【0024】次に、光スイッチ100と101を、全体
として1つの完全非閉塞な光スイッチとして用いる場合
について説明する。
【0025】光分波器130、OR/OSペア110,
111,120,121、光合波器140の動作は、上
記の光スイッチ100を運用系(0系)、光スイッチ1
01を予備系(1系)として用いる場合と同様である。
また、光分波器130で分岐されて0系を通過した光信
号と1系を通過した光信号とが光合波器140で合波さ
れたとき、その二つの光信号は、時間同期して合波され
て再び光伝送路へ送り出されることも同様である。
【0026】このとき、光スイッチ100と101とで
全体とみなせば、光スイッチ1001〜1006、10
11〜1016が完全非閉塞でなくても、完全非閉塞な
スイッチングを行うことが可能である。即ち、光スイッ
チ100のみを用いた場合は、例えば光スイッチ100
の入力ポート1を出力ポートNに接続したくても、光ス
イッチ100内において動作中のいくつかのリンクを切
断してからリンクの再構成を行わない限り、光スイッチ
100のスイッチングパタンによっては入力ポート1を
出力ポートNにスイッチさせることができない場合があ
る。光スイッチ101には光スイッチ100と全く同じ
光信号が通過するため、光スイッチ101のスイッチン
グパタンを光スイッチ100とは異なるパタンを設定す
ることにより、光スイッチ100で完全非閉塞動作がで
きないリンクについてのみ、光スイッチ101を通過す
る光信号を利用することができる。したがって、動作中
のリンク接続を切断することなく、所望のスイッチング
を任意に行うことが可能になる。
【0027】[実施の形態2]図2(a)は、本発明の
実施の形態2による光伝送装置の構成を示す図である。
図2(a)を参照して、2組のN×M(N=1,2,
3,…)光スイッチ300,301を用意し、光スイッ
チ300を運用系(0系)、光スイッチ301を予備系
(1系)とする。この光スイッチ300は、図2(b)
に示すように、n入力m出力のn×m(n=1,2,
3,…、m=1,2,3,…)光スイッチ3001がr
個(r=1,2,3,…)と、r入力r出力のr×r光
スイッチ3003がm個と、m入力n出力のm×n光ス
イッチ3005がr個とから構成されており、m×r=
Nの関係が満たされている。同様に、光スイッチ301
は、n入力m出力のn×m(n=1,2,3,…,m=
1,2,3,…)光スイッチ3011がr個(r=1,
2,3,…)と、r入力r出力のr×r光スイッチ30
13がm個とm入力n出力のm×n光スイッチ3015
がr個から構成されており、m×r=Nの関係が満たさ
れている。
【0028】この光スイッチ300,301は、光スイ
ッチ300と301が両者とも正常動作している場合
に、少くとも最大受信可能入力光強度よりも3dB小さ
い光強度が入力され、かつ最小受信可能入力光強度より
も3dB大きい光強度が入力されて動作することが可能
である。したがって、例えば、光スイッチ300を動作
状態のまま取り除いても、光スイッチ301は、光信号
の伝送特性劣化なく動作可能な構成となる。
【0029】光スイッチ300と301の各入力ポート
には、光受信機(OR,Optical Receiver)と光送信機
(OS,Optical Sender)とのペアであるOR/OSペ
ア310,311が、2入力2出力(分岐比1:1)の
光合波器350を介して接続されている。同様に、各出
力ポートにも、2入力2出力の光合波器360を介し
て、OR/OSペア320,321が接続されている。
光スイッチ300の入力ポートに接続されたOR/OS
ペア310と光スイッチ301の入力ポートに接続され
たOR/OSペア311は、2:1(分岐比1:1)の
光分波器330で接続されている。即ち、光分波器33
0の二つの出力ポートにはそれぞれOR/OSペア31
0,311が接続され、OR/OSペア310,311
の出力ポートはそれぞれ光合波器350の二つの入力ポ
ートに接続され、光合波器330の二つの出力ポートは
それぞれ光スイッチ300,301の入力ポートに接続
されている。同様に、光スイッチ300,301の出力
ポートに接続されたOR/OSペア320,321も、
2入力2出力(分岐比1:1)の光合波器360を介し
て光スイッチ300,301と接続され、OR/OSペ
ア320,321の出力ポートはそれぞれ2:1(合波
比1:1)の光合波器340で接続されている。
【0030】このOR/OSペア320,321は、光
スイッチ300と301が両者とも正常動作している場
合に、少くとも最大受信可能入力光強度よりも3dB小
さい光強度が入力され、かつ最小受信可能入力光強度よ
りも3dB大きい光強度が入力されて動作することが可
能である。また、光合波器340において、合波される
光信号は、合波される際に2つの光波の間の干渉の影響
が無視できる。したがって、例えば光スイッチ300を
動作状態のまま取り除いても、光スイッチ301、OR
/OSペア321は、光信号の伝送特性劣化なく動作可
能な構成となる。
【0031】光スイッチ300,301とOR/OSペ
ア310,311,320,321は、常時動作状態に
されている。また、光分波器330の分波点からOR/
OSペア310、光合波器350の合波点に至るまでの
経路と光分波器330の分波点からOR/OSペア31
1、光合波器350の合波点に至るまでの経路とが等し
く、光合波器350の合波点から光スイッチ300、光
合波器360の合波点に至るまでの経路と光合波器35
0の合波点から光スイッチ301、光合波器360の合
波点に至るまでの経路とが等しく、さらに、光合波器3
60の合波点からOR/OSペア320、光合波器34
0の合波点に至るまでの経路と光合波器360の合波点
からOR/OSペア321、光合波器340の合波点に
至るまでの経路が等しくなるように調整されており、光
分波器330で2分岐して0系、1系の光スイッチを通
過して光合波器340で合波された光信号は、時間的に
同期される構成となっている。
【0032】次に、実施の形態2による光伝送装置の動
作を説明する。
【0033】まずはじめに、光スイッチ300を運用系
(0系)、光スイッチ301を予備系(1系)として使
用する場合について説明する。
【0034】光伝送路より入力される伝送光信号は、ま
ず最初に、光分波器330に入力されて平均光強度が2
分され、0系のOR/OSペア310と1系のOR/O
Sペア311に入力される。OR/OSペア310,3
11においてそれぞれ、入力光信号は、一旦光−電気変
換されて、再び電気−光変換され、光信号が出力され
る。このとき、光信号は、OR/OSペアにより、波形
整形(Reshaping )、波形再生(Regenerating)されて
出力される。この出力光は、光合波器350に入力され
て合波された後に、再度2つに分波されて光スイッチ3
00,301に入力される。このとき、光分波器330
の入力ポートからOR/OSペア310を通過して光合
波器350の出力ポートに達するまでの経路と、光分波
器330の入力ポートからOR/OSペア311を通過
して光合波器350の出力ポートに達するまでの経路と
が等しくなるように調整されているため、異なる経路を
通過して光合波器350で合波される2つの光信号は、
時間的に同期されている。光合波器350の2つの出力
ポートから波形整形されて出力される光信号は、光スイ
ッチ300,301にそれぞれ導かれる。光スイッチ3
00,301へ入力されて光スイッチ300,301に
よって必要ならば所望の経路切り替えが行われた後に、
光合波器340によって光スイッチ300,301から
の光信号が合波される。このとき、光スイッチ300の
入力ポートから光合波器360の一つの出力ポートに至
るまでの経路と、光スイッチ301の入力ポートから光
合波器360のもう一方の出力ポートに至るまでの経路
とが等しくなるように調整されているため、光合波器3
60で合波される光信号は、時間的に同期されている。
光合波器360で再び2分岐された光信号は、OR/O
Sペア320,321へと導かれる。このとき、光スイ
ッチ300,301で経路切り替えが行われる場合の切
り替えパタンは、光スイッチ300と301とで全く同
じである。出力側OR/OSペア320、321におい
ても、入力側のOR/OSペア310,311と同様
に、入力された光信号は、波形整形(Reshaping )、波
形再生(Regenerating)されて出力される。この後、O
R/OSペア320,321の出力光信号は光合波器3
40によって合波されて再び光伝送路へ導かれる。ここ
で、光合波器360の入力ポートからOR/OSペア3
20を通過して光合波器340の出力ポートに至るまで
の経路と、光合波器360の入力ポートからOR/OS
ペア321を通過して光合波器340の出力ポートに至
るまでの経路とが等しくなるように調整されているた
め、光合波器340で合波された光信号は、時間的に同
期して光伝送路へ送り出される。
【0035】OR/OSペア310,311,320,
321において、必要ならば信号光の波長変換を行うこ
とも可能である。また、OR/OSペアにおいてクロッ
ク同期を行わないため、任意の伝送信号速度を扱うこと
が可能である。即ち、光スイッチ300,301へ、例
えば10Gb/sと2.5Gb/sの光信号を同時に入
力して経路切り替えを行った後に、再び伝送路に送り出
すことが可能である。
【0036】また、例えばOR/OSペア310,31
1,320,321と光スイッチ300,301の動作
状態に着目する。OR/OSペア310のみを動作状態
のまま取り除いても、OR/OSペア310,311が
光合波器330を介して光スイッチ300,301に接
続されているため、光スイッチ300,301は両者と
も正常動作可能である。この状態のまま、OR/OSペ
ア321を動作状態のまま取り除いても、光スイッチ3
00,301が光合波器360を介してOR/OSペア
320,321に接続されているため、OR/OSペア
311,320と光スイッチ300,301は正常動作
可能であり、伝送光信号は、品質劣化することなく本発
明の光伝送装置を通過して光伝送路へ送り出されること
が可能である。即ち、光合波器350,360を搭載す
ることによって、OR/OSペア310,311のうち
どちらか一方、またOR/OSペア320,321のう
ちどちらか一方が正常動作可能であればよく、障害に対
する信頼性を向上させることが可能である。
【0037】さらに、光スイッチ300と301は、こ
の両者とも正常動作している場合に、少くとも最大受信
可能入力光強度よりも3dB小さい光強度が入力され、
かつ最小受信可能入力光強度よりも3dB大きい光強度
が入力されて動作することが可能である。さらに、OR
/OSペア320,321も同様に、光スイッチ300
と301が両者とも正常動作している場合に、少くとも
最大受信可能入力光強度よりも3dB小さい光強度が入
力され、かつ最小受信可能入力光強度よりも3dB大き
い光強度が入力されて動作することが可能である。この
ため、例えば、光スイッチ300を動作状態のまま切り
離して光スイッチ301のみを動作させた場合に、光ス
イッチ301に入力される光信号強度とOR/OSペア
321に入力される光信号強度は、光スイッチ300が
挿入されている場合に比べて3dB増加するが、光スイ
ッチ301およびOR/OSペア321が入力光強度に
対して少くとも3dBのマージンを持っており、光合波
器340では合波される光信号は合波される際に2つの
光波の間の干渉の影響が無視できるため、信号劣化なく
伝送路へ光信号を導くことが可能である。したがって、
本光伝送装置を動作状態のまま、これに内蔵されている
光スイッチ300を切り離しても、光信号は、その品質
を劣化させることなく本光伝送装置を通過していくこと
が可能である。即ち、光の活線挿抜が可能である。
【0038】次に、光スイッチ300と301を、全体
として1つの完全非閉塞な光スイッチとして用いる場合
について説明する。
【0039】光分波器330、OR/OSペア310,
311,320,321、光合波器340,350,3
60の動作は、上記の光スイッチ300を運用系(0
系)、光スイッチ301を予備系(1系)として用いる
場合と同様である。また、光分波器330で分岐されて
0系を通過した光信号と1系を通過した光信号が光合波
器340で合波されたとき、その二つの光信号は、時間
同期して合波されて再び光伝送路へ送り出されることも
同様である。
【0040】このとき、光スイッチ300と301とで
全体とみなせば、光スイッチ3001〜3006、30
11〜3016が完全非閉塞でなくても、完全非閉塞な
スイッチングを行うことが可能である。即ち、光スイッ
チ300のみを用いた場合は、例えば光スイッチ300
の入力ポート1を出力ポートNに接続したくても、光ス
イッチ300内において動作中のいくつかのリンクを切
断してからリンクの再構成を行わない限り、光スイッチ
300のスイッチングパタンによっては入力ポート1を
出力ポートNにスイッチさせることができない場合があ
る。光スイッチ301には光スイッチ300と全く同じ
光信号が通過するため、光スイッチ301のスイッチン
グパタンを光スイッチ300とは異なるパタンを設定す
ることにより、光スイッチ300で完全非閉塞動作がで
きないリンクについてのみ、光スイッチ301を通過す
る光信号を利用することができる。したがって、動作中
のリンク接続を切断することなく、所望のスイッチング
を任意に行うことが可能になる。
【0041】[実施の形態3]図3(a)は、本発明の
実施の形態1による光伝送装置の構成を示す図である。
図3(a)を参照して、2組のN×M(N=1,2,
3,…)光スイッチ500,501を用意し、光スイッ
チ500を運用系(0系)、光スイッチ501を予備系
(1系)とする。この光スイッチ500は、図3(b)
に示すように、n入力m出力のn×m(n=1,2,
3,…、m=1,2,3,…)光スイッチ5001がr
個(r=1,2,3,…)と、r入力r出力のr×r光
スイッチ5003がm個と、m入力n出力のm×n光ス
イッチ5005がr個とから構成されており、m×r=
Nの関係が満たされている。同様に、光スイッチ501
は、n入力m出力のn×m(n=1,2,3,…、m=
1,2,3,…)光スイッチ5011がr個(r=1,
2,3,…)と、r入力r出力のr×r光スイッチ50
13がm個と、m入力n出力のm×n光スイッチ501
5がr個とから構成されており、m×r=Nの関係が満
たされている。
【0042】この光スイッチ500,501は、光スイ
ッチ500と501が両者とも正常動作している場合
に、少くとも最大受信可能入力光強度よりも3dB小さ
い光強度が入力され、かつ最小受信可能入力光強度より
も3dB大きい光強度が入力されて動作することが可能
である。したがって、例えば光スイッチ500を動作状
態のまま取り除いても、光スイッチ501は、光信号の
伝送特性劣化なく動作可能な構成となる。
【0043】光スイッチ500と501の各入力ポート
には、光受信機(OR,Optical Receiver)と光送信機
(OS,Optical Sender)とのペアであるOR/OSペ
ア510,511が接続されている。各出力ポートに
は、2入力2出力の光合波器560を介して、OR/O
Sのペア520,521が接続されている。光スイッチ
500の入力ポートに接続されたOR/OSペア510
と光スイッチ501の入力ポートに接続されたOR/O
Sペア511は、2:1(分岐比1:1)の光分波器5
30で接続されている。即ち、光分波器530の二つの
出力ポートにはそれぞれOR/OSペア510,511
が接続され、OR/OSペア510,511の出力ポー
トにはそれぞれ光スイッチ500,501の入力ポート
に接続されている。光スイッチ500,501の出力ポ
ートに接続されたOR/OSペア520,521は、2
入力2出力(分岐比1:1)の光合波器560を介し
て、光スイッチ500,501と接続されている。OR
/OSペア520,521の出力ポートはそれぞれ、
2:1(合波比1:1)の光合波器540で接続されて
いる。
【0044】このOR/OSペア520,521は、光
スイッチ500と501が両者とも正常動作している場
合に、少くとも最大受信可能入力光強度よりも3dB小
さい光強度が入力され、かつ最小受信可能入力光強度よ
りも3dB大きい光強度が入力されて動作することが可
能である。また、OR/OSペア510,511の出力
光信号波長をそれぞれ、例えば1.5μm帯と1.3μ
m帯に設定すれば、光合波器540,560において、
合波される光信号は、合波される際に2つの光波の間の
干渉の影響が無視できる。したがって、例えば光スイッ
チ500を動作状態のまま取り除いても、光スイッチ5
01、OR/OSペア521は、光信号の伝送特性劣化
なく動作可能な構成となる。光スイッチ500,501
とOR/OSペア510,511,520,521は、
常時動作状態にされている。また、光分波器530の入
力ポートからOR/OSペア510、光スイッチ50
0、光合波器560、OR/OSペア520、光合波器
540の出力ポートに至るまでの経路と、光分波器53
0の入力ポートからOR/OSペア511、光スイッチ
501、光合波器560、OR/OSペア521、光合
波器540の出力ポートに至るまでの経路とが等しくな
るように調整されており、光分波器530で2分岐して
0系、1系の光スイッチを通過し、光合波器540で合
波された光信号は、時間的に同期される構成となってい
る。
【0045】次に、実施の形態3による光伝送装置の動
作を説明する。
【0046】まずはじめに、光スイッチ500を運用系
(0系)、光スイッチ501を予備系(1系)として使
用する場合について説明する。
【0047】光伝送路より入力される伝送光信号は、ま
ず最初に、光分波器530に入力され、平均光強度が2
分されて0系のOR/OSペア510と1系のOR/O
Sペア511に入力される。OR/OSペア510,5
11においてそれぞれ、入力光信号は、一旦光−電気変
換されて、再び電気−光変換され、光信号が出力され
る。このとき、光信号は、OR/OSペアにより、波形
整形(Reshaping )、波形再生(Regenerating)されて
出力される。この出力光は、光スイッチ500,501
にそれぞれ導かれる。光スイッチ500,501へ入力
され光スイッチ500,501によって、必要ならば所
望の経路切り替えが行われた後に、光合波器540によ
って光スイッチ500,501からの光信号が合波され
る。このとき、光スイッチ500の入力ポートから光合
波器560の一つの出力ポートに至るまでの経路と、光
スイッチ501の入力ポートから光合波器560のもう
一方の出力ポートに至るまでの経路とが等しくなるよう
に調整されているため、光合波器560で合波される光
信号は、時間的に同期されている。光合波器560で再
び2分岐された光信号は、OR/OSペア520,52
1へと導かれる。このとき、光スイッチ500,501
で経路切り替えが行われる場合の切り替えパタンは、光
スイッチ500と501で全く同じである。出力側のO
R/OSペア520,521においても、入力側のOR
/OSペア510,511と同様に、入力された光信号
は、波形整形(Reshaping )、波形再生(Regeneratin
g)されて出力される。この後、OR/OSペア52
0,521の出力光信号は、光合波器540によって合
波され、再び光伝送路へ導かれる。ここで、光合波器5
60の入力ポートからOR/OSペア520を通過して
光合波器540の出力ポートに至るまでの経路と、光合
波器560の入力ポートからOR/OSペア521を通
過して光合波器540の出力ポートに至るまでの経路と
が等しくなるように調整されているため、光合波器54
0で合波された光信号は、時間同期して光伝送路へ送り
出される。
【0048】OR/OSペア510,511,520,
521において、必要ならば信号光の波長変換を行うこ
とも可能である。したがって、1.5μm帯の光信号と
1.3μm帯の光信号を混在させて光スイッチ500,
501へ導くことも可能である。また、OR/OSペア
においてクロック同期を行わないため、任意の伝送信号
速度を扱うことが可能である。即ち、光スイッチ50
0,501へ、例えば10Gb/sと2.5Gb/sの
光信号を同時に入力して経路切り替えを行った後に、伝
送路に再び送り出すことが可能である。
【0049】また、例えばOR/OSペア520,52
1と光スイッチ500,501の動作状態に着目する。
OR/OSペア521を動作状態のまま取り除いても、
光スイッチ500,501が光合波器560を介してO
R/OSペア520,521に接続されているため、O
R/OSペア511,520と光スイッチ500,50
1は正常動作可能であり、伝送光信号は品質劣化するこ
となく本発明の光伝送装置を通過して光伝送路へ送り出
されることが可能である。即ち、光合波器560を搭載
することによって、OR/OSペア520,521のう
ちのどちらか一方が正常動作可能であればよく、障害に
対する信頼性を向上させることが可能である。
【0050】さらに、光スイッチ500と501が両者
とも正常動作している場合に、少くとも最大受信可能入
力光強度よりも3dB小さい光強度が入力され、かつ最
小受信可能入力光強度よりも3dB大きい光強度が入力
されて動作することが可能である。OR/OSペア52
0,521も同様に、光スイッチ500と501が両者
とも正常動作している場合に、少くとも最大受信可能入
力光強度よりも3dB小さい光強度が入力され、かつ最
小受信可能入力光強度よりも3dB大きい光強度が入力
されて動作することが可能である。このため、例えば、
光スイッチ500を動作状態のまま切り離して光スイッ
チ501のみを動作させた場合に、光スイッチ501に
入力される光信号強度とOR/OSペア521に入力さ
れる光信号強度は、光スイッチ500が挿入されている
場合に比べて3dB増加するが、光スイッチ501およ
びOR/OSペア521が入力光強度に対して少くとも
3dBのマージンを持っており、光合波器540,56
0では合波される光信号は合波される際に2つの光波の
間の干渉の影響が無視できるため、信号劣化なく伝送路
へ光信号を導くことが可能である。したがって、本発明
の光伝送装置を動作状態のまま、これに内蔵されている
光スイッチ500を切り離しても、光信号は、その品質
を劣化させることなく本光伝送装置を通過していくこと
が可能である。即ち、光の活線挿抜が可能である。
【0051】次に、光スイッチ500と501を全体と
して1つの完全非閉塞な光スイッチとして用いる場合に
ついて説明する。
【0052】光分波器530、OR/OSペア510,
511,520,521、光合波器540,560の動
作は、上記の光スイッチ500を運用系(0系)、光ス
イッチ501を予備系(1系)として用いる場合と同様
である。また、光分波器530で分岐されて0系を通過
した光信号と1系を通過した光信号が光合波器540で
合波されたとき、その二つの光信号は、時間同期して合
波されて再び光伝送路へ送り出されることも同様であ
る。
【0053】このとき、光スイッチ500と501とで
全体とみなせば、光スイッチ5001〜5006、50
11〜5016が完全非閉塞でなくても完全非閉塞なス
イッチングを行うことが可能である。即ち、光スイッチ
500のみを用いた場合は、例えば光スイッチ500の
入力ポート1を出力ポートNに接続したくても、光スイ
ッチ500内において動作中のいくつかのリンクを切断
してからリンクの再構成を行わない限り、光スイッチ5
00のスイッチングパタンによっては入力ポート1を出
力ポートNにスイッチさせることができない場合があ
る。光スイッチ501には光スイッチ500と全く同じ
光信号が通過するため、光スイッチ501のスイッチン
グパタンを光スイッチ500と異なるパタンを設定する
ことにより、光スイッチ500で完全非閉塞動作ができ
ないリンクについてのみ、光スイッチ501を通過する
光信号を利用することができる。したがって、動作中の
リンク接続を切断することなく、所望のスイッチングを
任意に行うことが可能になる。
【0054】
【実施例】以下、本発明による光伝送装置の実施例を説
明する。
【0055】[実施例1]実施例1は、実施の形態1に
よる光伝送装置の実施例である。図4(a)は、本発明
の実施例1による光伝送装置の構成を示す図である。図
4(a)を参照して、光スイッチは、N×M=4×4の
4×4半導体光増幅器型ゲートスイッチ200,201
である。図4(b)は、4×4半導体光増幅器型ゲート
スイッチ200,201の内部構成を説明する図であ
る。以下、構成と動作の説明を行う。
【0056】まず、4×4半導体光増幅器型ゲートスイ
ッチ200と201の構成について説明する。4×4半
導体光増幅器型ゲートスイッチ200と201は、同様
な構成であるので、4×4半導体光増幅器型ゲートスイ
ッチ200の説明を行う。4×4半導体光増幅器型ゲー
トスイッチ200は、6個の2×2半導体光増幅器型ゲ
ートスイッチ2001〜2006から構成される。即
ち、2×2半導体光増幅器型ゲートスイッチ2001、
2003、および2005がカスケード接続され、2×
2半導体光増幅器型ゲートスイッチ2002、200
4、および2006がカスケード接続されている。2×
2半導体光増幅器型ゲートスイッチ2001の二つの入
力ポートと2×2半導体光増幅器型ゲートスイッチ20
02の二つの入力ポートは4×4半導体光増幅器型ゲー
トスイッチ200の4つの入力ポートに対応し、2×2
半導体光増幅器型ゲートスイッチ2005の二つの出力
ポートと2×2半導体光増幅器型ゲートスイッチ200
6の二つの出力ポートは2×2半導体光増幅器型ゲート
スイッチ200の4つの出力ポートに対応している。4
×4半導体光増幅器型ゲートスイッチ201についても
同様に、6個の2×2半導体光増幅器型ゲートスイッチ
2011〜2016図示せずから構成される。即ち、2
×2半導体光増幅器型ゲートスイッチ2011、201
3、および2015がカスケード接続され、2×2半導
体光増幅器型ゲートスイッチ2012、2014、およ
び2016がカスケード接続されている。2×2半導体
光増幅器型ゲートスイッチ2011の二つの入力ポート
と2×2半導体光増幅器型ゲートスイッチ2012の二
つの入力ポートが4×4半導体光増幅器型ゲートスイッ
チ201の4つの入力ポートに対応し、2×2半導体光
増幅器型ゲートスイッチ2015の二つの出力ポートと
2×2半導体光増幅器型ゲートスイッチ2016の二つ
の出力ポートが2×2半導体光増幅器型ゲートスイッチ
201の4つの出力ポートに対応することになる。
【0057】光伝送路から入力する光信号は、平均光強
度が2分されて0系のOR/OSペア210と1系のO
R/OSペア211に入力される。OR/OSペア21
0,211においてそれぞれ入力光信号は、一旦光−電
気変換され、再び電気−光変換されて光信号が出力され
る。このとき、光信号は、OR/OSペアにより波形整
形(Reshaping )、波形再生(Regenerating)されて出
力される。この出力光は、4×4半導体光増幅器型ゲー
トスイッチ200,201へ入力され、4×4半導体光
増幅器型ゲートスイッチ200,201によって必要な
らば所望の経路切り替えが行われた後に、出力側に接続
されたOR/OSペア220,221へと導かれる。こ
のとき、4×4半導体光増幅器型ゲートスイッチ20
0,201で経路切り替えが行われる場合の切り替えパ
タンは、4×4半導体光増幅器型ゲートスイッチ20
0,201で全く同じである。出力側OR/OSペア2
20,221においても入力側のOR/OSペア21
0,211と同様に入力された光信号は波形整形(Resh
aping )、波形再生(Regenerating)されて出力され
る。その後、OR/OSペア220,221の出力光信
号は光合波器240によって合波されて再び光伝送路へ
導かれる。ここで、光分波器230から光合波器240
までに至る光路長が等しくなるように調整されているた
め、光分波器230で分岐されて0系を通過した光信号
と1系を通過した光信号とが光合波器240で合波され
たとき、その二つの光信号は、時間同期して合波され
る。合波された光信号は、再び光伝送路へ送り出され
る。
【0058】OR/OSペア210,211,220,
221において、必要ならば、信号光の波長変換を行う
ことも可能である。また、OR/OSペアにおいてクロ
ック同期を行わないため、任意の伝送信号速度を扱うこ
とが可能である。即ち、4×4半導体光増幅器型ゲート
スイッチ200,201へ、例えば10Gb/sと2.
5Gb/sの光信号を同時に入力して経路切り替えを行
った後に伝送路に再び送り出すことが可能である。
【0059】次に、4×4半導体光増幅器型ゲートスイ
ッチ200を運用系(0系)、4×4半導体光増幅器型
ゲートスイッチ201を予備系(1系)として用いる場
合の動作の説明を行う。4×4半導体光増幅器型ゲート
スイッチ200,201は、双方が動作している場合
に、入力光強度に対して3dBのマージンをもって動作
している。さらに、OR/OSペア220,221も同
様に、4×4半導体光増幅器型ゲートスイッチ200,
201双方が動作している場合には、入力光強度に対し
て3dBの受信マージンをもって動作している。
【0060】このため、例えば4×4半導体光増幅器型
ゲートスイッチ200を動作状態のまま切り離して4×
4半導体光増幅器型ゲートスイッチ201のみを動作さ
せた場合には、4×4半導体光増幅器型ゲートスイッチ
201に入力される光強度とOR/OSペア221に入
力される光信号強度は、4×4半導体光増幅器型ゲート
スイッチ200が挿入されている場合に比べて3dB増
加するが、4×4半導体光増幅器型ゲートスイッチ20
1およびOR/OSペア221が入力光強度に対して少
くとも3dBのマージンを持っており、光合波器240
では合波される光信号は合波される際に2つの光波の間
の干渉の影響が無視できるため、信号劣化なく伝送路へ
光信号を導くことが可能である。したがって、本発明の
光伝送装置を動作状態のまま内蔵されている4×4半導
体光増幅器型ゲートスイッチ200を切り離しても、光
信号はその品質を劣化させることなく本光伝送装置を通
過していくことが可能である。即ち、光の活線挿抜が可
能である。
【0061】次に、4×4半導体光増幅器型ゲートスイ
ッチ200と201とを全体として一つの完全非閉塞な
4×4半導体光増幅器型ゲートスイッチとして用いる場
合の動作の説明を行う。
【0062】例えば、4×4半導体光増幅器型ゲートス
イッチ200に、図4(b)に示すようなスイッチング
パタンが設定されている場合に着目する。4×4半導体
光増幅器型ゲートスイッチ200の入力ポート1(20
0-i-1)を出力ポート4(200-o-4)に接続(リンク
A)し、入力ポート4(200-i-4)を出力ポート1
(200-o-1)に接続(リンクB)するように切り替え
たい場合は、2×2半導体光増幅器型ゲートスイッチ2
001〜2006のうちの少くとも一つを、バー状態か
らクロス状態に切り替える必要がある。このとき、入力
ポート2(200-i-2)から出力ポート2(200-o-
2)に至るリンクCと入力ポート3(200-i-3)から
出力ポート3(200-o-3)に至るリンクDを、動作中
にも拘らず、一旦切断しなくてはならない。しかし、4
×4半導体光増幅器型ゲートスイッチ201には4×4
半導体光増幅器型ゲートスイッチ200と全く同じ光信
号が入力されているため、両者に異なるスイッチングパ
タンを設定すれば、リンクCとリンクDに関わるゲート
スイッチを変化させることなく、上記の動作を行うこと
が可能である。即ち、4×4半導体光増幅器型ゲートス
イッチ200と4×4半導体光増幅器型ゲートスイッチ
201は、全体として一つの完全非閉塞な4×4半導体
光増幅器型ゲートスイッチとして動作可能である。
【0063】[実施例2]実施例2は、実施の形態2に
よる光伝送装置の実施例である。図5(a)は、本発明
の実施例1による光伝送装置の構成を示す図である。図
5(a)を参照して、光スイッチは、N×M=4×4の
4×4半導体光増幅器型ゲートスイッチ400,401
である。図5(b)は、4×4半導体光増幅器型ゲート
スイッチ400,401の内部構成を説明する図であ
る。以下、その構成と動作の説明を行う。
【0064】まず、4×4半導体光増幅器型ゲートスイ
ッチ400と401の構成について説明する。4×4半
導体光増幅器型ゲートスイッチ400と401は、同様
な構成であるので、4×4半導体光増幅器型ゲートスイ
ッチ400の説明を行う。4×4半導体光増幅器型ゲー
トスイッチ400は、6個の2×2半導体光増幅器型ゲ
ートスイッチ4001〜4006から構成される。即
ち、2×2半導体光増幅器型ゲートスイッチ4001、
4003、および4005がカスケード接続され、2×
2半導体光増幅器型ゲートスイッチ4002、400
4、および4006がカスケード接続されている。2×
2半導体光増幅器型ゲートスイッチ4001の二つの入
力ポートと2×2半導体光増幅器型ゲートスイッチ40
02の二つの入力ポートは4×4半導体光増幅器型ゲー
トスイッチ400の4つの入力ポートに対応し、2×2
半導体光増幅器型ゲートスイッチ4005の二つの出力
ポートと2×2半導体光増幅器型ゲートスイッチ400
6の二つの出力ポートは2×2半導体光増幅器型ゲート
スイッチ400の4つの出力ポートに対応している。4
×4半導体光増幅器型ゲートスイッチ401についても
同様に、6個の2×2半導体光増幅器型ゲートスイッチ
4011〜4016図示せずから構成される。即ち、2
×2半導体光増幅器型ゲートスイッチ4011、401
3、および4015がカスケード接続され、2×2半導
体光増幅器型ゲートスイッチ4012、4014、およ
び4016がカスケード接続されている。2×2半導体
光増幅器型ゲートスイッチ4011の二つの入力ポート
と2×2半導体光増幅器型ゲートスイッチ4012の二
つの入力ポートが4×4半導体光増幅器型ゲートスイッ
チ401の4つの入力ポートに対応し、2×2半導体光
増幅器型ゲートスイッチ4015の二つの出力ポートと
2×2半導体光増幅器型ゲートスイッチ4016の二つ
の出力ポートが2×2半導体光増幅器型ゲートスイッチ
401の4つの出力ポートに対応している。
【0065】光伝送路から入力する光信号は、平均光強
度が2分されて0系のOR/OSペア410と1系のO
R/OSペア411に入力される。OR/OSペア41
0,411においてそれぞれ入力光信号は、一旦光−電
気変換され、再び電気−光変換されて光信号が出力され
る。このとき、光信号は、OR/OSペアにより波形整
形(Reshaping )、波形再生(Regenerating)されて出
力される。この出力光は、光合波器450に入力されて
合波された後に、再度2つに分波されて4×4半導体光
増幅器型ゲートスイッチ400,401に入力される。
このとき、光分波器430の入力ポートからOR/OS
ペア410を通過して光合波器450の出力ポートに達
するまでの経路と、光分波器430の入力ポートからO
R/OSペア411を通過して光合波器450の出力ポ
ートに達するまでの経路とが等しくなるように調整され
ているため、異なる経路を通過して光合波器450で合
波される2つの光信号は、時間的に同期されている。光
合波器450の二つの出力ポートから波形整形、出力さ
れる光信号は、4×4半導体光増幅器型ゲートスイッチ
400,401にそれぞれ導かれる。4×4半導体光増
幅器型ゲートスイッチ400,401へ入力され、4×
4半導体光増幅器型ゲートスイッチ400,401によ
って必要ならば所望の経路切り替えが行われた後に、光
合波器460によって4×4半導体光増幅器型ゲートス
イッチ400,401からの光信号が合波される。この
とき、4×4半導体光増幅器型ゲートスイッチ400の
入力ポートから光合波器460の一つの出力ポートに至
るまでの経路と、4×4半導体光増幅器型ゲートスイッ
チ401の入力ポートから光合波器460のもう一方の
出力ポートに至るまでの経路とが等しくなるように調整
されているため、光合波器460で合波される光信号
は、時間的に同期されている。光合波器460で再び2
分岐された光信号は、OR/OSペア420,421へ
と導かれる。このとき、4×4半導体光増幅器型ゲート
スイッチ400,401で経路切り替えが行われる場合
の切り替えパタンは、4×4半導体光増幅器型ゲートス
イッチ400,401で全く同じである。出力側のOR
/OSペア420、421においても、入力側のOR/
OSペア410,411と同様に入力された光信号は波
形整形(Reshaping )、波形再生(Regenerating)され
て出力される。この後、OR/OSペア420,421
の出力光信号は光合波器440によって合波されて再び
光伝送路へ導かれる。ここで、光合波器460の入力ポ
ートからOR/OSペア420を通過して光合波器44
0の出力ポートに至るまでの経路と、光合波器460の
入力ポートからOR/OSペア421を通過して光合波
器440の出力ポートに至るまでの経路とが等しくなる
ように調整されているため、光合波器440で合波され
た光信号は、時間同期して光伝送路へ送り出される。
【0066】OR/OSペア410,411,420,
421において、必要ならば信号光の波長変換を行うこ
とも可能である。また、OR/OSペアにおいてクロッ
ク同期を行わないため、任意の伝送信号速度を扱うこと
が可能である。即ち、4×4半導体光増幅器型ゲートス
イッチ400,401へ、例えば10Gb/sと2.5
Gb/sの光信号を同時に入力して経路切り替えを行っ
た後に伝送路に再び送り出すことが可能である。
【0067】また、例えばOR/OSペア410,41
1,420,421と4×4半導体光増幅器型ゲートス
イッチ400,401の動作状態に着目する。OR/O
Sペア410のみを動作状態のまま取り除いても、OR
/OSペア410,411が光合波器450を介して4
×4半導体光増幅器型ゲートスイッチ400,401に
接続されているため、4×4半導体光増幅器型ゲートス
イッチ400,401は両者とも正常動作可能である。
この状態のままOR/OSペア421を動作状態のまま
取り除いても、4×4半導体光増幅器型ゲートスイッチ
400,401が光合波器460を介してOR/OSペ
ア420,421に接続されているため、OR/OSペ
ア411、420と4×4半導体光増幅器型ゲートスイ
ッチ400,401は正常動作可能であり、伝送光信号
は品質劣化することなく本発明の光伝送装置を通過して
光伝送路へ送り出されることが可能である。即ち、光合
波器450,460を搭載することによってOR/OS
ペア410,411のうちのどちらか一方、またOR/
OSペア420,421のうちのどちらか一方が正常動
作可能であればよく、障害に対する信頼性を向上させる
ことが可能である。
【0068】さらに、4×4半導体光増幅器型ゲートス
イッチ400,401は、この双方が動作している場合
に、入力光強度に対して3dBのマージンをもって動作
している。OR/OSペア420,421も同様に、4
×4半導体光増幅器型ゲートスイッチ400,401
は、双方が動作している場合は、入力光強度に対して3
dBの受信マージンをもって動作している。このため、
例えば4×4半導体光増幅器型ゲートスイッチ400を
動作状態のまま切り離して4×4半導体光増幅器型ゲー
トスイッチ401のみを動作させた場合に、4×4半導
体光増幅器型ゲートスイッチ401に入力される光信号
強度とOR/OSペア421に入力される光信号強度
は、4×4半導体光増幅器型ゲートスイッチ400が挿
入されている場合に比べて3dB増加するが、4×4半
導体光増幅器型ゲートスイッチ401およびOR/OS
ペア421が入力光強度に対して少くとも3dBのマー
ジンを持っているため、信号劣化なく伝送路へ光信号を
導くことが可能である。したがって、本発明の光伝送装
置を動作状態のまま、これに内蔵されている4×4半導
体光増幅器型ゲートスイッチ400を切り離しても、光
信号は、その品質を劣化させることなく本光伝送装置を
通過していくことが可能である。即ち、光の活線挿抜が
可能である。
【0069】次に、4×4半導体光増幅器型ゲートスイ
ッチ400と401を全体として一つの完全非閉塞な4
×4半導体光増幅器型ゲートスイッチとして用いる場合
の動作の説明を行う。
【0070】例えば、4×4半導体光増幅器型ゲートス
イッチ400に図5(b)に示すようなスイッチングパ
タンが設定されている場合に着目する。4×4半導体光
増幅器型ゲートスイッチ400の入力ポート1(400
-i-1)を出力ポート4(400-o-4)に接続(リンク
A)し、入力ポート4(400-i-4)を出力ポート1
(400-o-1)に接続(リンクB)するように切り替え
たい場合は、2×2半導体光増幅器型ゲートスイッチ4
001〜4006のうちの少くとも一つは、バー状態か
らクロス状態に切り替える必要がある。このとき、入力
ポート2(400-i-2)から出力ポート2(400-o-
2)に至るリンクCと入力ポート3(400-i-3)から
出力ポート3(400-o-3)に至るリンクDを、動作中
にも拘らず、一旦切断しなくてはならない。しかし、4
×4半導体光増幅器型ゲートスイッチ401には4×4
半導体光増幅器型ゲートスイッチ400と全く同じ光信
号が入力されているため、両者に異なるスイッチングパ
タンを設定すれば、リンクCとリンクDに関わるゲート
スイッチを変化させることなく、上記の動作を行うこと
が可能である。即ち、4×4半導体光増幅器型ゲートス
イッチ400と4×4半導体光増幅器型ゲートスイッチ
401は、全体として一つの完全非閉塞な4×4半導体
光増幅器型ゲートスイッチとして動作可能である。
【0071】[実施例3]実施例3は、実施の形態3に
よる光伝送装置の実施例である。図6(a)は、本発明
の実施例3による光伝送装置の構成を示す図である。図
6(a)を参照して、光スイッチは、N×M=4×4の
4×4半導体光増幅器型ゲートスイッチ600,601
である。図6(b)は、4×4半導体光増幅器型ゲート
スイッチ600,601の内部構成を説明する図であ
る。以下、その構成と動作の説明を行う。
【0072】まず、4×4半導体光増幅器型ゲートスイ
ッチ600と601の構成について説明する。4×4半
導体光増幅器型ゲートスイッチ600と601は、同様
な構成であるので、4×4半導体光増幅器型ゲートスイ
ッチ600の説明を行う。4×4半導体光増幅器型ゲー
トスイッチ600は、6個の2×2半導体光増幅器型ゲ
ートスイッチ6001〜6006から構成される。即
ち、2×2半導体光増幅器型ゲートスイッチ6001、
6003、および6005がカスケード接続され、2×
2半導体光増幅器型ゲートスイッチ6002、600
4、および6006がカスケード接続されている。2×
2半導体光増幅器型ゲートスイッチ6001の二つの入
力ポートと2×2半導体光増幅器型ゲートスイッチ60
02の二つの入力ポートは4×4半導体光増幅器型ゲー
トスイッチ600の4つの入力ポートに対応し、2×2
半導体光増幅器型ゲートスイッチ6005の二つの出力
ポートと2×2半導体光増幅器型ゲートスイッチ600
6の二つの出力ポートは2×2半導体光増幅器型ゲート
スイッチ600の4つの出力ポートに対応している。4
×4半導体光増幅器型ゲートスイッチ601についても
同様に、6個の2×2半導体光増幅器型ゲートスイッチ
6011〜6016図示せずから構成される。即ち、2
×2半導体光増幅器型ゲートスイッチ6011、601
3、および6015がカスケード接続され、2×2半導
体光増幅器型ゲートスイッチ6012、6014、およ
び6016がカスケード接続されている。2×2半導体
光増幅器型ゲートスイッチ6011の二つの入力ポート
と2×2半導体光増幅器型ゲートスイッチ6012の二
つの入力ポートは4×4半導体光増幅器型ゲートスイッ
チ601の4つの入力ポートに対応し、2×2半導体光
増幅器型ゲートスイッチ6015の二つの出力ポートと
2×2半導体光増幅器型ゲートスイッチ6016の二つ
の出力ポートはが2×2半導体光増幅器型ゲートスイッ
チ601の4つの出力ポートに対応している。
【0073】光伝送路から入力する光信号は、平均光強
度が2分されて0系のOR/OSペア610と1系のO
R/OSペア611に入力される。OR/OSペア61
0,611においてそれぞれ入力光信号は、一旦光−電
気変換され、再び電気−光変換されて光信号が出力され
る。このとき、光信号は、OR/OSペアにより波形整
形(Reshaping )、波形再生(Regenerating)されて出
力される。この出力光は、4×4半導体光増幅器型ゲー
トスイッチ600、601にそれぞれ導かれる。4×4
半導体光増幅器型ゲートスイッチ600,601へ入力
され、4×4半導体光増幅器型ゲートスイッチ600,
601によって必要ならば所望の経路切り替えが行われ
た後に、光合波器660によって4×4半導体光増幅器
型ゲートスイッチ600,601からの光信号が合波さ
れる。このとき、4×4半導体光増幅器型ゲートスイッ
チ600の入力ポートから光合波器660の一つの出力
ポートに至るまでの経路と、4×4半導体光増幅器型ゲ
ートスイッチ601の入力ポートから光合波器660の
もう一方の出力ポートに至るまでの経路とが等しくなる
ように調整されているため、光合波器660で合波され
る光信号は時間的に同期されている。光合波器660で
再び2分岐された光信号は、OR/OSペア620,6
21へと導かれる。このとき、4×4半導体光増幅器型
ゲートスイッチ600,601で経路切り替えが行われ
る場合の切り替えパタンは、4×4半導体光増幅器型ゲ
ートスイッチ600,601で全く同じである。出力側
OR/OSペア620,621においても、入力側のO
R/OSペア610,611と同様に、入力された光信
号は波形整形(Reshaping )、波形再生(Regeneratin
g)されて出力される。この後、OR/OSペア62
0,621の出力光信号は、光合波器640によって合
波され、再び光伝送路へ導かれる。ここで、光合波器6
60の入力ポートからOR/OSペア620を通過して
光合波器640の出力ポートに至るまでの経路と、光合
波器660の入力ポートからOR/OSペア621を通
過して光合波器640の出力ポートに至るまでの経路と
が等しくなるように調整されているため、光合波器64
0で合波された光信号は、時間同期して光伝送路へ送り
出される。
【0074】OR/OSペア610,611,620,
621において、必要ならば信号光の波長変換を行うこ
とも可能である。したがって、例えばOR/OSペア6
10からの出力光信号波長を1.5μmとし、OR/O
Sペア611からの出力光を1.3μmとすることもで
きる。また、OR/OSペアにおいてクロック同期を行
わないため、任意の伝送信号速度を扱うことが可能であ
る。即ち、4×4半導体光増幅器型ゲートスイッチ60
0,601へ、例えば10Gb/sと2.5Gb/sの
光信号を同時に入力して経路切り替えを行った後に、伝
送路に再び送り出すことが可能である。
【0075】また、例えばOR/OSペア610,61
1,620,621と4×4半導体光増幅器型ゲートス
イッチ600,601の動作状態に着目する。OR/O
Sペア621を動作状態のまま取り除いても、4×4半
導体光増幅器型ゲートスイッチ600,601が光合波
器660を介してOR/OSペア620,621に接続
されているため、OR/OSペア611,620と4×
4半導体光増幅器型ゲートスイッチ600,601は正
常動作可能であり、伝送光信号は品質劣化することな
く、本発明の光伝送装置を通過して光伝送路へ送り出さ
れることが可能である。即ち、光合波器660を搭載す
ることによって、OR/OSペア610,611のうち
のどちらか一方、またOR/OSペア620,621の
うちのどちらか一方が正常動作可能であればよく、障害
に対する信頼性を向上させることが可能である。
【0076】さらに、4×4半導体光増幅器型ゲートス
イッチ600,601は、この双方が動作している場合
は、4×4半導体光増幅器型ゲートスイッチ600,6
01は、入力光強度に対して3dBのマージンをもって
動作している。OR/OSペア620,621も同様
に、4×4半導体光増幅器型ゲートスイッチ600,6
01の双方が動作している場合は、入力光強度に対して
3dBの受信マージンをもって動作している。このた
め、例えば4×4半導体光増幅器型ゲートスイッチ60
0を動作状態のまま切り離して4×4半導体光増幅器型
ゲートスイッチ601のみを動作させた場合は、4×4
半導体光増幅器型ゲートスイッチ601に入力される光
信号強度とOR/OSペア621に入力される光信号強
度は、4×4半導体光増幅器型ゲートスイッチ600が
挿入されている場合に比べて3dB増加するが、4×4
半導体光増幅器型ゲートスイッチ601およびOR/O
Sペア621が入力光強度に対して少くとも3dBのマ
ージンを持っているため、信号劣化なく伝送路へ光信号
を導くことが可能である。したがって、本発明の光伝送
装置を動作状態のまま、これに内蔵されている4×4半
導体光増幅器型ゲートスイッチ600を切り離しても、
光信号は、その品質を劣化させることなく、本光伝送装
置を通過していくことが可能である。即ち、光の活線挿
抜が可能である。
【0077】次に、4×4半導体光増幅器型ゲートスイ
ッチ600と601を全体として一つの完全非閉塞な4
×4半導体光増幅器型ゲートスイッチとして用いる場合
の動作の説明を行う。
【0078】例えば、4×4半導体光増幅器型ゲートス
イッチ600に図6(b)に示すようなスイッチングパ
タンが設定されている場合に着目する。4×4半導体光
増幅器型ゲートスイッチ600の入力ポート1(600
-i-1)を出力ポート4(600-o-4)に接続(リンク
A)し、入力ポート4(600-i-4)を出力ポート1
(600-o-1)に接続(リンクB)するように切り替え
たい場合は、2×2半導体光増幅器型ゲートスイッチ6
001〜6006のうちの少くとも一つは、バー状態か
らクロス状態に切り替える必要がある。このとき、入力
ポート2(600-i-2)から出力ポート2(600-o-
2)に至るリンクCと入力ポート3(600-i-3)から
出力ポート3(600-o-3)に至るリンクDを、動作中
にも拘らず、一旦切断しなくてはならない。しかし、4
×4半導体光増幅器型ゲートスイッチ601には4×4
半導体光増幅器型ゲートスイッチ600と全く同じ光信
号が入力されているため、両者に異なるスイッチングパ
タンを設定すれば、リンクCとリンクDに関わるゲート
スイッチを変化させることなく上記の動作を行うことが
可能である。即ち、4×4半導体光増幅器型ゲートスイ
ッチ600と4×4半導体光増幅器型ゲートスイッチ6
01は、全体として一つの完全非閉塞な4×4半導体光
増幅器型ゲートスイッチとして動作可能である。
【0079】[実施例4]本発明の実施の形態1、2、
および3において、OR/OSペアに波形整形(Reshap
ing )、波形再生(Regenerating)だけではなく、クロ
ック再同期(Retiming)機能を持たせてもよい。この場
合は、取り扱う信号光速度の最大値、最小値は、OR/
OSの最大伝送可能信号速度、最小伝送可能信号速度に
よって制限される。
【0080】また、N×M(N,M=1,2,3,…)
光スイッチを実現する方法に制限はなく、例えば、機械
式光スイッチを用いてもよいし、有機薄膜型光スイッチ
を用いてもよい。
【0081】また、OR/OSペアとN×M光スイッチ
とを接続する2入力2出力の光合波器の光強度の分岐比
に制限はなく、例えば、1:1であっても、1:2であ
ってもよい。
【0082】また、光伝送路とOR/OSペアとを接続
する1入力2出力の光分波器、あるいは2入力1出力の
光分波器の光強度の分岐比に制限はなく、例えば、1:
1であっても、1:2であってもよい。
【0083】また、OSの発振波長に制限はなく、1.
55μm帯、1.51μm帯、あるいは1.3μm帯で
あってもよい。さらに、これらを混在して用いてもよ
い。
【0084】また、運用系と予備系との時間同期方式に
制限はなく、例えば、N×M光スイッチの出力ポートと
ORとの間に可変あるいは固定の光遅延調節器を挿入す
ることによって、運用系と予備系との時間同期を行って
もよい。
【0085】
【発明の効果】本発明による光伝送装置は、以下の効果
を奏する。
【0086】第一の効果は、運用系と予備系の切り替え
を無瞬断で行うことが可能な点である。
【0087】その理由は、運用系と予備系の光スイッチ
が同時に動作している際の入力光強度と光スイッチに接
続されたOR/OSペアの入力光強度に3dBのマージ
ンを持たせることによって、伝送信号品質劣化なく、光
の活線挿抜が可能なためである。
【0088】第二の効果は、扱う伝送光信号速度に制限
がない点である。
【0089】その理由は、本発明の光伝送装置内のOR
/OS部で時間的同期を行う必要がないためである。
【0090】第三の効果は、本発明の光伝送装置が波長
変換機能を有している点である。
【0091】その理由は、光スイッチの入出力端に接続
したOR/OSペアによって光伝送装置に入力される光
信号が一旦電気信号に変換され再び光信号に変換される
際に入力光波長はと異なる波長の光信号に変換すること
が可能なためである。
【0092】第四の効果は、本発明の光伝送装置が波形
整形、波形再生機能を有している点である。
【0093】その理由は、光スイッチの入出力端に接続
したOR/OSペアによって光伝送装置に入力される光
信号が一旦電気信号に変換され再び光信号に変換される
際に波形整形(Reshaping )、波形再生(Regeneratin
g)機能をもたせることが可能なためである。
【0094】第五の効果は、本発明の光伝送装置が完全
非閉塞動作が可能な点である。
【0095】その理由は、運用系と予備系が単体で完全
非閉塞でなくても、全体として一つの光スイッチとして
使用することにより、完全非閉塞動作を行うことができ
るためである。
【0096】第六の効果は、本発明の光伝送装置への入
出力光信号波長が任意である点である。
【0097】その理由は、ORの受光波長、OSの発振
波長を調整することにより、任意の波長の光信号をOR
/OSが受信/送信可能なためである。
【0098】第七の効果は、本発明の光伝送装置内で運
用系と予備系の波長による光波の干渉を回避することが
可能な点である。
【0099】その理由は、ORの受光波長、OSの発振
波長を調整することにより、光伝送装置内を通過する光
信号の波長を、運用系と予備系でそれぞれ例えば1.5
μm帯と1.3μm帯にすることにより、波長による干
渉効果が無視できる光信号波長を設定することが可能な
ためである。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の実施の形態1による光伝送装
置の構成を示す図であり、(b)はそのN×M光スイッ
チの構成を示す図である。
【図2】(a)は本発明の実施の形態2による光伝送装
置の構成を示す図であり、(b)はそのN×M光スイッ
チの構成を示す図である。
【図3】(a)は本発明の実施の形態3による光伝送装
置の構成を示す図であり、(b)はそのN×M光スイッ
チの構成を示す図である。
【図4】(a)は本発明の実施例1による光伝送装置の
構成を示す図であり、(b)はその4×4半導体光増幅
器型ゲートスイッチの構成を示す図である。
【図5】(a)は本発明の実施例2による光伝送装置の
構成を示す図であり、(b)はその4×4半導体光増幅
器型ゲートスイッチの構成を示す図である。
【図6】(a)は本発明の実施例3による光伝送装置の
構成を示す図であり、(b)はその4×4半導体光増幅
器型ゲートスイッチの構成を示す図である。
【符号の説明】
100,101,300,301,500,501
N×M光スイッチ 110,111,120,121,310,311,3
20,321,510,511,520,521 O
R/OSペア 130,330,530 光分波器 140,340,350,360,540,560
光合波器 1001,3001,5001 n×m光スイッチ 1003,3003,5003 r×r光スイッチ 1005,3005,5005 m×n光スイッチ 200,201 4×4半導体光増幅器型ゲートスイ
ッチ 400,401,600,601,2001〜200
6,4001〜4006、6001〜6006, 2
×2半導体光増幅器型ゲートスイッチ 210,211,220,221,410,411,4
20,421,610,611,620,621 O
R/OSペア 230,430,630 光分波器 240,440,450,460,640,660
光合波器 200-i-1,400-i-1,600-i-1, 入力ポート
1 200-i-2,400-i-2,600-i-2, 入力ポート
2 200-i-3,400-i-3,600-i-3, 入力ポート
3 200-i-4,400-i-4,600-i-4, 入力ポート
4 200-o-1,400-o-1,600-o-1, 出力ポート
1 200-o-2,400-o-2,600-o-2, 出力ポート
2 200-o-3,400-o-3,600-o-3, 出力ポート
3 200-o-4,400-o-4,600-o-4, 出力ポート

Claims (16)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力ポートがI個で出力ポートがJ個の
    I×J光スイッチ(I=1,2,3,…,N、J=1,
    2,3,…,M)を1つ以上組み合わせて構成された入
    力ポートがN個で出力ポートがM個あるN×M光スイッ
    チ(N,M=1,2,3,…)と、該N×M光スイッチ
    の入出力ポートのそれぞれに接続され、入力光信号を光
    電気変換して出力する光受信機および該光受信機からの
    電気信号を電気光変換して送信する光送信機を含むOR
    /OSペアとからなる構成を2組用意して、2組の構成
    のそれぞれを運用系光スイッチおよび予備系光スイッチ
    と名付け、 前記運用系光スイッチおよび前記予備系光スイッチが2
    組とも動作している際に、2組それぞれの前記N×M光
    スイッチおよび前記OR/OSペアは、最大受信可能入
    力光強度よりも小さい光強度が入力され、かつ最小受信
    可能入力光強度よりも大きい光強度が入力されて動作す
    ることが可能であり、 前記運用系光スイッチおよび前記該予備系光スイッチの
    入力ポートは、1入力2出力の光分波器で接続され、前
    記運用系光スイッチおよび前記該予備系光スイッチの出
    力ポートは、2入力1出力の光合波器によって接続さ
    れ、 前記光分波器の2つの出力ポートのうちの一方の出力ポ
    ートから、前記運用系光スイッチ内の前記N×M光スイ
    ッチのN個の入力ポートのうちの1つの入力ポート、前
    記OR/OSペア、該運用系光スイッチのM個の出力ポ
    ートのうちの1つの出力ポート、および前記光合波器の
    2つの入力ポートのうちの一方の入力ポートを経て、該
    光合波器にて光波が合波される地点に至る第1の経路
    と、前記光分波器の2つの入力ポートのうちの一方の入
    力ポートから、前記OR/OSペア、前記予備系光スイ
    ッチのN個の入力ポートのうちの1つの入力ポート、該
    予備系光スイッチのM個の出力ポートのうちの1つの出
    力ポート、および前記光合波器の2個の入力ポートのう
    ちの一方の入力ポートを経て、該光合波器にて光波が合
    波される地点に至る第2の経路とは、信号光が通過する
    のに要する時間が全ての経路について等しくなるように
    調整されており、 前記運用系光スイッチの出力側の前記OR/OSペアの
    出力光と、前記予備系光スイッチの出力側の前記OR/
    OSペアの出力光とは、両者間の干渉の影響が無視でき
    る範囲にあることを特徴とする光伝送装置。
  2. 【請求項2】 前記運用系光スイッチの前記N×M光ス
    イッチならびに前記予備系光スイッチの前記N×M光ス
    イッチは、それぞれのN個の入力ポートおよびM個の出
    力ポートとは異なるポート同士が1ポート以上接続さ
    れ、両スイッチそれぞれの内部を通過する光信号が互い
    に交換可能であることを特徴とする請求項1に記載の光
    伝送装置。
  3. 【請求項3】 前記運用系光スイッチおよび前記予備系
    光スイッチが2組とも動作している際に、2組それぞれ
    内の出力ポート側の前記OR/OSペアの前記光受信機
    は、最大受信可能入力光強度よりも小さい光強度が入力
    され、かつ最小受信可能入力光強度よりも大きい光強度
    が入力されて動作することが可能であることを特徴とす
    る請求項1または2に記載の光伝送装置。
  4. 【請求項4】 前記運用系光スイッチおよび前記予備系
    光スイッチそれぞれの出力側に前記光受信機を介して接
    続された光送信機は、その入力に対応する該運用系光ス
    イッチおよび該予備系光スイッチの入力側に前記光送信
    機を介して接続された光受信機への光入力強度が予め定
    められた閾値以下に低下した際に、光出力を遮断するも
    のであることを特徴とする請求項1または2に記載の光
    伝送装置。
  5. 【請求項5】 入力ポートがI個で出力ポートがJ個の
    I×J光スイッチ(I=1、2、...N、J=1、
    2、...、M)を一つ以上組み合わせることにより構
    成したN×M光スイッチ(N、M=1、2、...)を
    2個と、1入力2出力の光分岐器(1×2光分岐器)を
    N個と、入力光信号を光電気変換して出力する光受信機
    (OR)及び該光受信機からの電気信号を電気光変換し
    て送信する機能を有す光送信機(OS)を一対とするO
    R/OSペアを2×(N+M)個と、2入力2出力の光
    合分波器(2×2光合分波器)をN+M個と、2入力1
    出力の光合波器(2×1光合波器)をM個用意し、N個
    の1×2光分岐器の各出力ポートを2×N個のOR/O
    Sペアに接続し、該OR/OSペアの光出力をN個の2
    ×2光合分波器に接続し、該2×2光合分波器の出力を
    2個のN×M光スイッチの入力に、各2×2光合分波器
    の2つある出力が異なるN×M光スイッチに接続される
    ように接続し、該N×M光スイッチの出力を残りのM個
    の2×2光合分波器に、各2×2光合分波器の2つある
    入力が異なるN×M光スイッチに接続されるように接続
    し、該2×2光合分波器の出力を残りの2×M個のOR
    /OSペアに接続し、該OR/OSペアの出力を残りの
    M個の2×1光合波器に接続し、1×2光分波器の分岐
    点から2×1光合波器の合流点に至る全経路について信
    号の到達時間が同じになるように調整されかつ、OR/
    OSペアが出力する光信号が2×2光合分波器及び2×
    1光合波器において干渉の影響が無視できる範囲にある
    ことを特徴とする光伝送装置。
  6. 【請求項6】 前記運用系光スイッチの前記N×M光ス
    イッチならびに前記予備系光スイッチの前記N×M光ス
    イッチは、それぞれのN個の入力ポートおよびM個の出
    力ポートとは異なるポート同士が1ポート以上接続さ
    れ、両スイッチそれぞれの内部を通過する光信号が互い
    に交換可能であることを特徴とする請求項5に記載の光
    伝送装置。
  7. 【請求項7】 前記運用系光スイッチおよび前記予備系
    光スイッチが2組とも動作している際に、2組それぞれ
    内の出力ポート側の前記OR/OSペアの前記光受信機
    は、最大受信可能入力光強度よりも小さい光強度が入力
    され、かつ最小受信可能入力光強度よりも大きい光強度
    が入力されて動作することが可能であることを特徴とす
    る請求項5または6に記載の光伝送装置。
  8. 【請求項8】 前記運用系光スイッチおよび前記予備系
    光スイッチそれぞれの出力側に前記光受信機を介して接
    続された光送信機は、その入力に対応する該運用系光ス
    イッチおよび該予備系光スイッチの入力側に前記光送信
    機を介して接続された光受信機への光入力強度が予め定
    められた閾値以下に低下した際に、光出力を遮断するも
    のであることを特徴とする請求項5または6に記載の光
    伝送装置。
  9. 【請求項9】 入力ポートがI個で出力ポートがJ個の
    I×J光スイッチ(I=1、2、...N、J=1、
    2、...、M)を一つ以上組み合わせることにより構
    成したN×M光スイッチ(N、M=1、2、...)を
    2個と、1入力2出力の光分岐器(1×2光分岐器)を
    N個と、入力光信号を光電気変換して出力する光受信機
    (OR)及び該光受信機からの電気信号を電気光変換し
    て送信する機能を有す光送信機(OS)を一対とするO
    R/OSペアを2×(N+M)個と、2入力1出力の光
    合波器(2×1光合波器)をM個用意し、2×N個のO
    R/OSペアの出力にN個の1×2光分岐器の各入力ポ
    ートを接続し、該2×2光分波器の出力を2個のN×M
    光スイッチの入力に、各1×2光分波器の2つある出力
    が異なるN×M光スイッチに接続されるように接続し、
    該N×M光スイッチの出力をM個の2×1光合波器に、
    各2×1光合波器の2つある入力が異なるN×M光スイ
    ッチに接続されるように接続し、該2×1光合波器の出
    力を残りの2×M個のOR/OSペアに接続し、1×2
    光分波器の分岐点から2×1光合波器の合流点に至る全
    経路について信号の到達時間が同じになるように調整さ
    れかつ、OR/OSペアが出力する光信号が2×1光合
    波器において干渉の影響が無視できる範囲にあることを
    特徴とする光伝送装置。
  10. 【請求項10】 前記運用系光スイッチの前記N×M光
    スイッチならびに前記予備系光スイッチの前記N×M光
    スイッチは、それぞれのN個の入力ポートおよびM個の
    出力ポートとは異なるポート同士が1ポート以上接続さ
    れ、両スイッチそれぞれの内部を通過する光信号が互い
    に交換可能であることを特徴とする請求項9に記載の光
    伝送装置。
  11. 【請求項11】 前記運用系光スイッチおよび前記予備
    系光スイッチが2組とも動作している際に、2組それぞ
    れの出力ポート側に接続された前記OR/OSペアの前
    記光受信機は、最大受信可能入力光強度よりも小さい光
    強度が入力され、かつ最小受信可能入力光強度よりも大
    きい光強度が入力されて動作することが可能であること
    を特徴とする請求項9または10に記載の光伝送装置。
  12. 【請求項12】 前記運用系光スイッチおよび前記予備
    系光スイッチそれぞれの出力側に前記光受信機を介して
    接続された光送信機は、その入力に対応する該運用系光
    スイッチおよび該予備系光スイッチの入力側に前記光送
    信機を介して接続された光受信機への光入力強度が予め
    定められた閾値以下に低下した際に、光出力を遮断する
    ものであることを特徴とする請求項9または10に記載
    の光伝送装置。
  13. 【請求項13】 入力ポートがI個で出力ポートがJ個
    のI×J光スイッチ(I=1、2、...N、J=1、
    2、...、M)を一つ以上組み合わせることにより構
    成したN×M光スイッチ(N、M=1、2、...)を
    2個と、1入力2出力の光分岐器(1×2光分岐器)を
    N個と、入力光信号を光電気変換して出力する光受信機
    (OR)及び該光受信機からの電気信号を電気光変換し
    て送信する機能を有す光送信機(OS)を一対とするO
    R/OSペアを2×(N+M)個と、2入力2出力の光
    合分波器(2×2光合分波器)をM個と、2入力1出力
    の光合波器(2×1光合波器)をM個用意し、N個の1
    ×2光分岐器の各出力ポートを2×N個のOR/OSペ
    アに接続し、該OR/OSペアの光出力を2個のN×M
    光スイッチに接続し、該N×M光スイッチの出力をM個
    の2×2光合分波器に、各2×2光合分波器の2つある
    入力が異なるN×M光スイッチに接続されるように接続
    し、該2×2光合分波器の出力を残りの2×M個のOR
    /OSペアに接続し、該OR/OSペアの出力を残りの
    M個の2×1光合波器に接続し、1×2光分波器の分岐
    点から2×1光合波器の合流点に至る全経路について信
    号の到達時間が同じになるように調整されかつ、OR/
    OSペアが出力する光信号が2×2光合分波器及び2×
    1光合波器において干渉の影響が無視できる範囲にある
    ことを特徴とする光伝送装置。
  14. 【請求項14】 前記運用系光スイッチの前記N×M光
    スイッチならびに前記予備系光スイッチの前記N×M光
    スイッチは、それぞれのN個の入力ポートおよびM個の
    出力ポートとは異なるポート同士が1ポート以上接続さ
    れ、両スイッチそれぞれの内部を通過する光信号が互い
    に交換可能であることを特徴とする請求項13に記載の
    光伝送装置。
  15. 【請求項15】 前記運用系光スイッチおよび前記予備
    系光スイッチが2組とも動作している際に、2組それぞ
    れ内の出力ポート側の前記OR/OSペアの前記光受信
    機は、最大受信可能入力光強度よりも小さい光強度が入
    力され、かつ最小受信可能入力光強度よりも大きい光強
    度が入力されて動作することが可能であることを特徴と
    する請求項13または14に記載の光伝送装置。
  16. 【請求項16】 前記運用系光スイッチおよび前記予備
    系光スイッチそれぞれの出力側に前記光受信機を介して
    接続された光送信機は、その入力に対応する該運用系光
    スイッチおよび該予備系光スイッチの入力側に前記光送
    信機を介して接続された光受信機への光入力強度が予め
    定められた閾値以下に低下した際に、光出力を遮断する
    ものであることを特徴とする請求項13または14に記
    載の光伝送装置。
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