JP4852491B2 - 光クロスコネクトスイッチ機能部及び光クロスコネクト装置 - Google Patents

Description

本発明は、光クロスコネクトスイッチ機能部及び光クロスコネクト装置に係り、特に、光ファイバ上を異なる波長の信号光を波長多重して伝送する際に用いられ、波長及び方路切替を可能とする光クロスコネクトスイッチ機能部及び光クロスコネクト装置に関する。

図１２に、従来のマトリクススイッチ構成の例を示す。

図１２に示すスイッチ装置では、光スイッチと、入力側と出力側に、Ｎ（方路数）×Ｗ（波長多重数）個のＯＲとＯＳがあり、光スイッチは、ＮＷ×ＮＷの光ファイバが接続される入力・出力ポートが設けられている（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。

図１３に、従来のDelivery Coupling（ＤＣ）スイッチの例を示す。

同図に示すＤＣスイッチは、入力側のＯＡ（光増幅器）１０、アレイ導波路格子（AWG：arrayed wave guide）１１、波長変換器（ＷＣ：Wave length Converter）１２、光スイッチ（ＳＷ）１３、光カプラ１４、出力側のＯＡ１５を一つの構成単位とするものが複数並列に設けられている。ＡＷＧ１１は、複数の異なる波長の信号光を合波したり、分離したりするデバイスである。

入力側の光ファイバから入力された信号光は、ＯＡ１０で増幅され、ＡＷＧ１１で分離されてＷＣ１２に入力される。ＷＣ１２では、波長可変の出力光に入力信号が載せ替えられることで波長変換され光スイッチ１３に出力される。光スイッチ１３は波長毎に信号光を切り替えて光カプラ１４に出力する。光カプラ１４では、光スイッチ１３から入力された信号光を合波してＯＡ１５に出力する。ＯＡ１５は、減衰した信号光を増幅させる（例えば、特許文献２，３，４、非特許文献２，３参照）。
特許２６９２３１６号公報 特開平７−６７１５３号公報 特許３２５２８８１号公報 特許３４１７４２８号公報 K. Sato, S. Okamoto, and H. Hadama, "Network performance and integrity enhancement with optical path layer technologies," IEEE J. Select. Area Commun., vol. 12, pp. 159-170, Jan. 1994 A. Watanabe, S. Okamoto, K-I. Sato, "Optical Path Cross-Connect System Architecture Suitable for Large Scale Expansion," IEEE Journal of Lightwave Technology, Volume 14, Issue 10, Oct. 1996 pp. 2162-2172 M. Koga, Y. Hamazumi, A. Watanabe, S. Okamoto, H. Obara, K.-I. Sato, M. Okuno, S. Suzuki, "Design and Performance of an Optical Path Cross-Connect System Based on Wavelength Path Concept" IEEE Journal of Lightwave Technology, Volume 14, Issue 6, June 1996 pp. 1106-1119

しかしながら、上記従来のマトリクススイッチ構成及びＤＣ（Delivery Coupling）スイッチ構成には以下の問題がある。

上記従来の技術に用いられている光スイッチでは、例えば、図１２に示すように、Ｎ（方路数）×Ｗ（波長多重数）の多数の光ファイバ配線が要求され、特に、光スイッチには、ＮＷ×ＮＷの光ファイバ配線が必要となるため、装置の製造・運用の両面で高コストとなる。さらに、上記のような光スイッチは、一体型の構成であるため、方路単位の増設性がなく、初期導入時から大規模なスイッチ構成が必要となり、初期投資コストが大きくなるという問題がある。

ＤＣスイッチ構成については、図１３に示すＤＣにおいて、入力側のＷＣ内において光送信器として用いる波長可変レーザが多数必要となり、高コストの要因となる。

また、光パスの収容形態によっては、出力側の伝送路に全く信号光が出力されない、つまり、信号光波長数が０になるパターンがあり、波長数が０の状態では伝送路の正常性監視ができなくなるという問題がある。

さらに、図１３に示すような構成のＤＣでは、出力側の光カプラを具備するアーキテクチャであるため、例えば、ファイバ方路数Ｎ＝８の場合、光カプラにおいて８個の光ファイバを収束させてカップリングした場合、出力される信号光は１／８となり、原理損が大きくなるため、光スイッチ規模が大きくなり、高コストとなるという問題がある。また、光カプラの代わりにスイッチを具備する構成もあるが、さらに高コストとなるため現実的ではない。

本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、
・装置及び装置内部の光ファイバ配線数を削減する；
・光ファイバ方路毎の増設を可能とし、初期導入コストを低減する；
・波長可変レーザを入力側に設けずに低コスト化を図る；
・信号光の波長数が０波長になるパターンをなくす；
・光カプラを不要とし、光パワー損失を抑制する；
・光送受信器数を半減する；
ことが可能な光クロスコネクト装置及び光クロスコネクトシステムを提供することを目的とする。

図１は、本発明の原理構成図（その１）である。

本発明（請求項１）は、入力ポート・出力ポートが波長分割多重（ＷＤＭ）伝送路に接続され、波長もしくは波長群単位で信号光の経路の振り分けを行う光クロスコネクトスイッチ機能部であって、
入力側に、
ＷＤＭ伝送路から入力された波長多重数Ｗもしくは波長群多重数Ｗ／Ｍの信号光を波長もしくは波長群に基づいて選択して、Ｎ個の方路に出力する波長選択スイッチＡ１１０を設け、
出力側に、
Ｎ方路からの波長多重伝送路を収容し、波長選択スイッチＡ１１０からＮ方路波長多重数Ｗの波長多重信号が入力されると、該波長多重信号を波長もしくは波長群に基づいて選択し、出力する波長選択スイッチＢ１２０と、
波長選択スイッチＢ１２０から入力された信号光を光受信器で受信して変換し、所定の波長を出力する光送信器を有する波長変換手段１３０と、
Ｗ本の伝送路を介して波長変換手段１３０から入力されたＷ本の信号光を合波して波長多重し、WDM伝送路に出力する合波手段と、を設けた光クロスコネクトスイッチ機能部を１単位とし、方路単位に並列に複数設けられる。

また、本発明（請求項２）は、波長選択スイッチＢ１２０が、
波長多重伝送路から入力された波長多重数Ｗもしくは波長群多重数Ｗ／Ｍの波長多重信号を分波して出力する分波手段と、
分波手段から出力された信号光を反射させる少なくともＮ（方路数）×｛Ｗ（波長多重数）もしくはＷ／Ｍ（波長群多重数）｝個以上のミラー部品からなるミラーと、
ミラーからの信号光を集光して出力する波長多重数（Ｗ）個以上のレンズからなる集光レンズと、を有する。

図２は、本発明の原理構成図（その２）である。

本発明（請求項３）は、入力ポート・出力ポートが波長分割多重（ＷＤＭ）伝送路に接続され、波長単位で信号光の経路の振り分けを行う光クロスコネクトスイッチ機能部１００と、ＵＮＩ(User Network Interface)３００からなる光クロスコネクト装置であって、
光クロスコネクトスイッチ機能部１００は、
入力側に、
ＷＤＭ伝送路から入力された波長多重数Ｗもしくは波長群多重数Ｗ／Ｍの信号光を波長もしくは波長群に基づいて選択して、Ｎ個の方路に出力するＯＸＣ波長選択スイッチＡ１１０を設け、
出力側に、
Ｎ方路からの波長多重伝送路を収容し、ＯＸＣ波長選択スイッチＡ１１０からＮ方路波長多重数Ｗの波長多重信号が入力されると、該波長多重信号を波長もしくは波長群に基づいて選択し、出力するＯＸＣ波長選択スイッチＢ１２０と、
ＯＸＣ波長選択スイッチＢ１２０から入力された信号光を光受信器で受信して変換し、所定の波長を出力する光送信器を有するＯＸＣ波長変換手段１３０と、
Ｗ本の伝送路を介してＯＸＣ波長変換手段１３０から入力されたＷ本の波長を合波し、波長多重し、ＷＤＭ伝送路に出力する合波手段１４０と、を設けた光クロスコネクトスイッチを１単位とし、方路単位に並列に複数単位設けられ、
ＵＮＩ３００は、
入力側に、
伝送路から入力された１〜Ｗまでの任意の数の信号光を受信し、一旦電気信号に変換した後に信号光にして送信するＮＮＩ送信手段３１０と、
ＮＮＩ送信手段３１０から入力された信号光を波長もしくは波長群に基づいて選択し、Ｎ個の方路に出力するＵＮＩ波長選択スイッチＡ３３０を設け、
出力側に、
光クロスコネクトスイッチ機能部１００のＯＸＣ波長選択スイッチＡ１１０から入力された波長多重信号を波長もしくは波長群に基づいて選択するＵＮＩ波長選択スイッチＢ３４０と、
ＵＮＩ波長選択スイッチＢ３４０から入力された信号光を受信して出力するＮＮＩ受信手段３５０と、を設ける。

また、本発明（請求項４）は、ＯＸＣ波長選択スイッチＢ１２０及びＵＮＩ波長選択スイッチＢ２４０において、
伝送路から入力された波長多重数Ｗもしくは波長群多重数Ｗ／Ｍの波長多重信号を分波して出力する分波手段と、
分波手段から出力された単数もしくは複数の信号光を反射させる少なくともＮ（方路数）×Ｗ（波長多重数）個以上のミラー部品からなるミラーと、
ミラーからの信号光を集光して出力する波長多重数（Ｗ）もしくは波長群多重数（Ｗ／Ｍ）個以上のレンズからなる集光レンズと、を有する。

上記のように、本発明の構成によれば、光クロスコネクトスイッチ機能部を、入力側に１×Ｎの波長選択スイッチ、出力側にＮ×Ｗの第２の波長選択スイッチ、波長変換手段、合波手段を設けたものを１つの構成単位（ユニット）としたことにより、装置及び装置内部の光ファイバ配線数を削減することができ、また、光ファイバ方路毎にこのユニットを増設することが可能であるため、初期導入コストを低減することができる。

また、光クロスコネクトスイッチ機能部の出力側に波長変換手段（光源）を設けたことで、波長可変レーザを入力側に設けず、代わりに出力側に固定波長レーザを配備することで低コスト化を図ると共に、前段の波長選択スイッチからの入力がない場合であっても、必ず信号光が出力されることになり、信号光の波長数が０波長になるパターンをなくすことが可能となる。

また、光クロスコネクトスイッチ機能部の出力側の波長変換手段として、１波長の信号光あたり１つの光送信器構成としたことにより、光送信器数を半減させることができる。

また、光クロスコネクトスイッチ機能部の出力側に合波手段（ＡＷＧ：arrayed wave guide）を設けたことにより光カプラが不要となり、光パワー損失を抑制することができる。

以下、図面と共に本発明の実施の形態を説明する。

［第１の実施の形態］
本実施の形態では、本発明の基本となる光クロスコネクトスイッチ機能部について説明する。

図３は、本発明の第１の実施の形態における光クロスコネクトスイッチ機能部の構成を示す。

同図に示す光クロスコネクトスイッチ（以下、ＯＸＣスイッチと記す）機能部は、信号光の伝送容量を効率良く増大させるために、１本の光ファイバに複数の波長の異なる信号光を高密度に多重させて伝送させる波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）伝送路に接続されている。

ＯＸＣスイッチ機能部１００は、入力側に１入力Ｎ出力（以下、１×Ｎと記す）の波長選択スイッチ（ＷＳＳ）１１０を設け、出力側に、ＷＳＳ１１０からの信号が入力されるＮ入力Ｗ出力（以下、Ｎ×Ｗと記す）のＷＳＳ１２０、ＷＳＳ１２０からの入力を波長変換する波長変換器１３０、波長変換器１３０で波長変換された信号を合波するＡＷＧ１４０を設け、これらの間の光ファイバ配線は、ＷＳＳ１２０と波長変換器１３０間を除き、ＷＤＭ化されている。このような構成を一つの構成ユニットとする。図３の例では、２つのユニットが並列に設けられている例を示しているが、ユーザ設計により適宜方路毎に増設が可能である。ユニット間の接続は、１×ＮのＷＳＳ１１０とＮ×ＷのＷＳＳ１２０間において、方路数分（Ｎ）本の波長多重線路（光ファイバ）のみとなる。

１×ＮのＷＳＳ１１０は、入力側の波長分割多重伝送路（ＷＤＭ）から波長数Ｗの波長多重信号が入力されると、波長多重信号を、波長もしくは波長群に基づいて信号光を選択し、出力側に設けられたＮ×ＷのＷＳＳ・Ｎ×Ｗ／ＭのＷＳＳ１２０に出力する。

１×Ｎ出力のＷＳＳ１１０には、例えば、図４、図５に示すような構成のスイッチを用いることが望ましい。図４に示すＷＳＳは、入力ポートから入力された波長多重信号光（λ_１，λ_２、…，λ_ｗ）を回折格子を用いて分波する分波手段１１１と、分波手段１１１からマッピングされた複数の信号光をミラー１１６に照射し、ミラー１１６を通じて該信号光を空間的に再結合して出力ポートから出力する複数の合波手段１１２からなる。

また、図４に示した波長選択スイッチ以外に、参考文献１「"Wavelength-Selective 1×K Switches Using Free-Space Optics and MEMS Micromirrors: Theory, Design, and Implementation" D.M. Marom, D.T. Neilson, D.S. Greywall, Pai Chien-Shing, N.R. Basavanhally, V.A. Aksyuk, D.O. Lopez, F. Parado, M. E. Simon, Y.Low, P. Kolodner, C.A. Bolle, IEEE Journal of Lightwave Technol. Volume, 23 Issue: 4, pp.1620-1630」や、参考文献２「"Study on wavelength cross-connect realized with wavelength selective switches" Lei Zong; P.ji, p., Ting Wang O. Matsuda, M.Cvijetic, Proceeding of Optical Fiber Communication Conference, 2006 and the 2006 National Fiber Optic Engineers Conference, NthC3, March 2006」に記載の構成を用いることも可能である。

次に、上記のＮ×ＷのＷＳＳ１２０の構成を説明する。なお、Ｎ×Ｗ／ＭのＷＳＳの構成については、第２の実施の形態で説明する。

Ｎ×ＷのＷＳＳ１２０は、ＷＳＳ１１０からＮ方路の波長多重信号が入力されると、波長もしくは波長群に基づいて信号光を選択し、波長変換器１３０に出力する。

図５は、本発明の第１の形態におけるＮ×ＷのＷＳＳの構成を示す。

同図に示すＮ×ＷのＷＳＳ１２０は、前段の１×ＮのＷＳＳ１１０から入力された波長多重数ＷのＮ方路からの波長多重伝送路ａを収容しており、各波長多重信号を分波する分波器１２１、Ｎ×Ｗ数分以上のミラー部品からなる２つのミラー１２２ａ、１２２ｂ、集光レンズ１２３から構成される。ここで、ミラー部品は、Ｎ×Ｗでもよいが、ミラー故障に備え余分に配備している。

分波器１２１には、方路数（Ｎ本）分の波長多重伝送路が接続されており、Ｎ×ＷのＷＳＳ１２０から当該波長多重伝送路を介して入力されたＮ方路から波長多重信号が入力されると、当該波長多重信号を分波し、ミラー１２２ａに出力する。

ミラー１２２ａ、ミラー１２２ｂは、Ｎ（方路数）×Ｗ（波長多重数）個のミラー部品から構成され、ミラー１２２ａの個々のミラー部品は、分波器１２１から出力され分波された信号光をミラー１２２ｂの個々のミラー部品に反射させる。ミラー１２２ｂは、ミラー１２２ａから入射された信号光を集光レンズ１２３に出力する。なお、図５では、ミラー１２２ａ、ミラー１２２ｂについて、Ｎ×Ｗ個以上のミラー部品を使用しているが、この例に限定されることなく、少なくともＷ個以上のミラー部品が設けられていればよい。

集光レンズ１２３は、Ｗ（波長多重数）個の集光レンズから構成され、ミラー１２２ｂから入射された信号光を集光して、波長変換器１３０に接続されるＷ数分の波長多重されていない伝送路ｂに出力する。

なお、図５の例では、ミラー１２２ａ，１２２ｂの２個のミラーを用いているが、反射させた信号光を直接集光レンズ１２３に入射するように、ミラー１２２と集光レンズ１２３の配置設計を行うことで、ミラーを１個とすることも可能である。

なお、当該Ｎ×ＷのＷＳＳ１２０として、前述の特許文献１に記載されている構成を用いても良い。

上記の波長変換器１３０は、ＷＳＳ１２０から伝送路ｂを介して信号光を受信して波長変換する光受信器（ＯＲ：Optical Receiver）１３１と、当該波長変換器１３０から出力される信号光の波長が互いに異なるように予め設定された波長を固定的にＡＷＧ１４０に出力する光送信器（ＯＳ：Optical Sender）１３２からなる。これらのＯＲ１３１とＯＳ１３２は、１つの波長信号毎に１つずつ設けられる。ここで、ＯＳ１３２は、所定のレーザ光源が割り当てられており、仮に、ＯＲ１３２に信号光が入力されなくとも（０波長）、ＯＳ１３２で予め割り当てられている信号光を出力することが可能となる。

ＡＷＧ１４０は、波長変換器１３０から出力された波長（Ｗ本）を入力側のＷ個の入力ポートで受信し、合波してＷＤＭ伝送路に出力する。従来の図７の構成では、光カプラを用いて出力される信号光の原理損が発生したが、当該ＡＷＧ１４０を出力側に設けたことにより損失が低減される。

［第２の実施の形態］
前述の第１の実施の形態では、図５に示すＮ×ＷのＷＳＳスイッチ１２０において、分波器１２１で分波された波長多重数Ｗの波長多重信号を波長の信号光がミラー１２２ａに入射される例を示したが、本実施の形態では、分波器１２１から波長数が最大Ｍ分の波長信号光（波長群信号光）がミラーに入射される場合について説明する。

図６は、本発明の第２の実施の形態におけるＮ×Ｗ／ＭのＷＳＳスイッチの構成を示す。同図において図５と同一構成部分には同様の符号を付す。

図６に示すＮ×Ｗ／ＭのＷＳＳスイッチ１２０は、分波器１２１、入力方路数Ｎ×波長群多重数Ｗ／Ｍ（Ｍは波長数）分以上のミラー部品を有する２つのミラー１２４ａ、１２４ｂ、集光レンズ１２３、Ｗ個の分波器１２５から構成される。ここで、ミラー部品は、Ｎ×Ｗ／Ｍでもよいが、ミラー故障に備え余分に配備している。

分波器１２１は、第１の実施の形態と同様に、方路数（Ｎ本）分の波長多重伝送路が接続されており、当該Ｎ方路の波長多重伝送路からの波長多重信号が入力されると、当該波長多重信号を分波し、波長群信号光（波長数が最大Ｍ分の信号）をミラー１２２ａに出力する。

ミラー１２２ａは、分波器１２１から入射された波長群信号光を入力方路数Ｎ×波長群多重数Ｗ／Ｍ個のミラー部品のそれぞれで反射させてミラー１２２ｂのミラー部品に入射する。

ミラー１２２ｂは、ミラー１２２ａから入射された波長群信号光を集光レンズ１２３に反射させて入射する。

集光レンズ１２３は、Ｗ（波長多重数）／Ｍ個の集光レンズから構成され、ミラー１２２ｂから入射された波長群信号光を集光して、波長多重伝送路を介して分波器１２５に出力する。

分波器１２５は、集光レンズ１２３から入力された信号を分波して波長多重されていない伝送路に出力する。

なお、図６の例では、ミラー１２４ａ，１２４ｂの２個のミラーを用いているが、当該ミラーを１個とし、直接集光レンズ１２３に反射させた波長群信号光を入射するように、ミラー１２４と集光レンズ１２３の配置設計を行うことで、ミラーを１個とすることも可能である。

［第３の実施の形態］
本実施の形態では、第１の実施の形態における図３の構成に、１×Ｎ構成の波長選択スイッチからなるトラポンレス（波長変換器を具備しない）ＯＸＣスイッチ機能部を付加した例を示す。

図７は、本発明の第３の実施の形態におけるＯＸＣスイッチ機能部の構成を示す。

同図に示すは、図３に示す構成に、ＷＤＭ伝送路に入力・出力ポートが接続され、波長変換器を持たない（トラポンレス）構成のＯＸＣスイッチ機能部２００を付加した構成である。なお、図７では、Ｎ×ＷのＷＳＳ１２０を用いているが、波長群多重数Ｗ／Ｍの信号が入力された場合は、当該Ｎ×ＷのＷＳＳ１２０の代わりに、第２の実施の形態で示したＮ×Ｗ／ＭのＷＳＳを用いるものとする。

ＯＸＣスイッチ機能部２００は、入力／出力側に１×Ｎ構成の波長選択スイッチ（ＷＳＳ）２１０、２２０を有する。ＯＸＣスイッチ機能部２００のＷＳＳ２１０，２２０の構成は、第１の実施の形態における図４のような構成でもよいし、文献１，２に記載されているような構成を用いてもよい。

ＯＸＣスイッチ機能部２００の入力側のＷＳＳ２１０は、入力された波長多重信号から波長もしくは波長群に基づいて信号光を選択し、選択された信号光をＯＸＣスイッチ機能部１００_１の出力側のＮ×ＷのＷＳＳ１２０_１、及びＯＸＣスイッチ機能部１００_２の出力側のＮ×ＷのＷＳＳ１２０_２に出力する。また、出力側のＷＳＳ２２０は、ＯＸＣスイッチ機能部１００_１の入力側の１×ＮのＷＳＳ１１０_１、及びＯＸＣスイッチ機能部１００_２の入力側の１×ＮのＷＳＳ１１０_２で波長選択された信号光が入力される。出力側の１×ＮのＷＳＳ２２０は、選択された信号光をＷＤＭ伝送路に出力する。

［第４の実施の形態］
本実施の形態では、ＵＮＩ（User User Interface）を上記の第１の実施の形態の構成に接続した光クロスコネクト装置を説明する。

図８は、本発明の第４の実施の形態における光クロスコネクト装置の構成を示す。

同図に示すＯＸＣスイッチ機能部１００_１，１００_２については、前述の第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。また、第３の実施の形態と同様に、波長群多重数Ｗ／Ｍの信号が入力された場合は、ＯＸＣスイッチ機能部１００において、Ｎ×ＷのＷＳＳ１２０の代わりに、第２の実施の形態で示したＮ×Ｗ／ＭのＷＳＳを用いるものとする。

ＵＮＩ３００は、入力側に、第１の実施の形態における波長変換器１３０と同様の構成を有し、送信手段として機能する波長変換器３１０、ＡＷＧ３２０、第１の実施の形態のＷＳＳ１１０と同様の構成を有する１×ＮのＷＳＳ３３０を有し、出力側に、第１の実施の形態のＷＳＳ１２０と同様の構成を有するＮ×ＷのＷＳＳ３４０と、受信手段として機能する第１の実施の形態の波長変換器１３０と同様の構成を有する波長変換器３５０と、を有する。波長変換器１３０の入力ポート及び波長変換器３５０の出力ポートは、ＮＮＩに接続される。

同図に示す当該ＵＮＩ３００において、入力側の波長変換器３１０のＯＲ３１１，ＯＳ３１２は、１本の伝送路毎に設けられる。ＯＲ３１１は、１〜最大Ｗ本の伝送路から信号光を受信し、ＯＳ３１２は、予め設定された波長の信号光を出力することにより波長変換を行い、ＡＷＧ３２０に出力する。ＡＷＧ３２０では、波長変換器３１０から入力された信号光を合波して、１×ＮのＷＳＳ３３０に出力する。ＷＳＳ３３０では、入力された波長多重信号を波長に基づいて選択し、ＯＸＣスイッチ機能部１００_１，１００_２のＮ×ＷのＷＳＳ１２０_１，１２０_２に出力する。

ＯＸＣスイッチ機能部１００_１，１００_２のＷＳＳ１２０_１，１２０_２は、第１の実施の形態と同様の出力側の処理を行う。

また、ＯＸＣスイッチ機能部１００_１，１００_２の１×ＮのＷＳＳ１１０_１，１１０_２は、入力された波長多重信号を波長または波長群に基づいて選択した信号光を出力側のＮ×ＷのＷＳＳ１２０_１，１２０_２に出力すると共に、ＵＮＩ３００のＮ×ＷのＷＳＳ３４０に出力する。ＵＮＩ３００の波長変換器３５０は、ＯＲ３５１とＯＳ３５２が１本の伝送路毎に設けられ、ＷＳＳ３４０から入力された信号光をＯＲ３５１で受信し、ＯＳ３５２において予め設定された信号光を出力することにより波長を変換する。

上記のＵＮＩ３００においても、出力側にＮ×ＷのＷＳＳ３４０及び、ＯＲとＯＳを有する波長変換器３５０を設けることにより、ＯＸＣスイッチ機能部１００と同様に、装置内のファイバ配線数を削減し、波長可変トランスポンダレス構成とすることが可能となる。

［第５の実施の形態］
本実施の形態では、ＯＸＣスイッチ機能部とＵＮＩからなる光クロスコネクト装置に、第３の実施の形態で示したトラポンレス構成のＯＸＣスイッチ機能部を付加した構成について説明する。

図９は、本発明の第５の実施の形態における光クロスコネクト装置の構成図である。

同図に示す光クロスコネクト装置は、第３の実施の形態と同様の構成のトラポンレス構成のＯＸＣスイッチ機能部２００と、第１の実施の形態と同様の構成を有するＯＸＣスイッチ機能部１００_１，１００_１と、ＵＮＩ３００から構成される。なお、第３・４の実施の形態と同様に、波長群多重数Ｗ／Ｍの信号が入力された場合は、ＯＸＣスイッチ機能部１００において、Ｎ×ＷのＷＳＳ１２０の代わりに、第２の実施の形態で示したＮ×Ｗ／ＭのＷＳＳを用いるものとする。

ＵＮＩ３００は、入力側に波長変換器３１０、ＡＷＧ３２０，Ｎ×ＷのＷＳＳ３３１を有し、出力側にＮ×ＷのＷＳＳ３４１、波長変換器３５０を有する。

入力側の波長変換器３１０は、送信手段として機能し、ＯＲ３１１，ＯＳ３１２を有し、出力側の波長変換器３５０は、受信手段として機能し、ＯＲ３５１，ＯＳ３５２から構成される。これらのＯＲ・ＯＳは、それぞれ１本の伝送路毎に設けられる。入力側の波長変換器３１０のＯＲ３１１は、ＵＮＩ側の１〜最大Ｗ本の伝送路から入力ポートに入力された信号光を受信し、ＯＳ３１２は、所定の波長を出力する。

ＡＷＧ３２０は、波長変換器３１０から入力された信号光を合波して波長多重し、出力する。

ＵＮＩ３００の入力側のＮ×ＷのＷＳＳ３３０は、ＡＷＧ３２０から入力された波長多重信号を波長または波長群に基づいて選択した信号光を、ＯＸＣスイッチ機能部２２０の１×ＮのＷＳＳ２２０、ＯＸＣスイッチ機能部１００_１，１００_２のＮ×ＷのＷＳＳ１２０_１，１２０_２に出力する。

ＵＮＩ３００の出力側のＮ×ＷのＷＳＳ３４０は、ＯＸＣスイッチ機能部２００の１×ＮのＷＳＳ２１０、ＯＸＣスイッチ機能部１００_１、１００_２の１×ＮのＷＳＳ１１０_１，１１０_２から入力された波長多重信号を波長または波長群に基づいて選択し、選択された信号光を波長変換器３５０に出力する。

波長変換器３５０はＯＲ３５１で信号光を受信し、ＯＳ３５２から予め設定された波長の信号光を出力ポートからＵＮＩ側の伝送路に出力する。

ＯＸＣスイッチ機能部２００は、前述の第３の実施の形態と同様にトラポンレス構成である。ＯＸＣスイッチ機能部２００の入力側の１×ＮのＷＳＳ２１０は、ＷＤＭ伝送路から入力された波長多重信号を波長または波長群に基づいて選択された信号光を光クロスコネクト機能部１００_１，１００_２の出力側のＮ×ＷのＷＳＳ１２０_１，１２０_２及び、ＵＮＩ３００の出力側のＮ×ＷのＷＳＳ３４０に出力する。出力側の１×ＮのＷＳＳ２２０は、ＯＸＣスイッチ機能部１００_１，１００_２の１×ＮのＷＳＳ１１０_１，１１０_２及び、ＵＮＩ３００のＮ×ＷのＷＳＳ３３１から入力された波長多重信号から波長もしくは波長群に基づいて選択した信号をＷＤＭ伝送路に出力する。

ＯＸＣスイッチ機能部１００_１の入力側の１×ＮのＷＳＳ１１０_１は、ＷＤＭ伝送路から入力された波長多重信号を波長または波長群に基づいて選択し、選択された信号光をＯＸＣスイッチ機能部２００の出力側の１×ＮのＷＳＳ２２０、ＯＸＣスイッチ機能部１００_２の出力側のＮ×ＷのＷＳＳ１２０_２、ＵＮＩ３００の出力側のＮ×ＷのＷＳＳ３４０に出力する。

ＯＸＣスイッチ機能部１００_２の入力側の１×ＮのＷＳＳ１１０_２も同様に、波長選択された信号光をＯＸＣスイッチ機能部２００の出力側の１×ＮのＷＳＳ２２０、ＯＸＣスイッチ機能部１００_１の出力側のＮ×ＷのＷＳＳ１２０_１、ＵＮＩ３００の出力側のＮ×Ｗの１に出力する。

ＯＸＣスイッチ機能部１００_１，１００_２及び、ＵＮＩ３００の波長変換器１３０、３５０の処理は、第４の実施の形態と同様である。

［第６の実施の形態］
本実施の形態は、前述の第５の実施の形態とＵＮＩの構成が異なる。

図１０は、本発明の第６の実施の形態における光クロスコネクト装置の構成を示す。

同図において、図９と同一構成部分については同一符号を付し、その説明を省略する。なお、第３〜５の実施の形態と同様に、波長群多重数Ｗ／Ｍの信号が入力された場合は、ＯＸＣスイッチ機能部１００において、Ｎ×ＷのＷＳＳ１２０の代わりに、第２の実施の形態で示したＮ×Ｗ／ＭのＷＳＳを用いるものとする。

図１０に示すＵＮＩ３００は、入力側に図９と同様の波長変換器３１０、波長変換器３１０から出力された信号光を合波し、波長選択する二つの機能を有するＮ×ＷのＷＳＳ３６０を有し、出力側にＮ×ＷのＷＳＳ３７０と、図９と同様の構成の波長変換器３５０を有する。

ＵＮＩ３００の入力側の波長変換器３１０において、ＵＮＩ側から入力された信号光を波長変換し、Ｎ方路の光ファイバに出力する。Ｎ×ＷのＷＳＳ３６１は、波長変換器３１０からＮ方路の光ファイバを介して入力された信号光を波長または波長群に基づいて選択し、信号光をＯＸＣスイッチ機能部２００の出力側の１×ＮのＷＳＳ２２０、ＯＸＣスイッチ機能部１００_１，１００_２の出力側のＮ×ＷのＷＳＳ１２０_１，１２０_２に出力する。

ＵＮＩ３００の出力側のＮ×ＷのＷＳＳ３７０は、ＯＸＣスイッチ機能部２００の入力側の１×ＮのＷＳＳ２１０、ＯＸＣスイッチ機能部１００の入力側のＮ×ＷのＷＳＳ１１０_１，１１０_２から入力された波長多重信号を波長または波長群に基づいて選択し、選択した信号光を波長変換器３５０に出力する。波長変換器３５０は、ＯＲ３５１、ＯＳ３５２により波長変換して出力する。

［第７の実施の形態］
本実施の形態も第５の実施の形態とＵＮＩの構成が異なる。

図９は、本発明の第７の実施の形態における光クロスコネクト装置の構成を示す。

同図において、ＯＸＣスイッチ機能部１００，２００の構成及びその動作は、図１０と同様である。なお、第５の実施の形態と同様に、波長群多重数Ｗ／Ｍの信号が入力された場合は、ＯＸＣスイッチ機能部１００において、Ｎ×ＷのＷＳＳ１２０の代わりに、第２の実施の形態で示したＮ×Ｗ／ＭのＷＳＳを用いるものとする。

ＵＮＩ３００は、入力側に、ＮＮＩ側の１〜最大Ｗ本の伝送路から信号光を受信するＯＲ３８１、パケットまたは回路スイッチ３８２、所定の波長の信号光を送信するＯＳ３８３から構成される送信手段３８０、Ｎ×ＷのＷＳＳ３６０が設けられ、出力側に、Ｎ×ＷのＷＳＳ３７０、ＷＳＳ３７０からの信号光を受信するＯＲ３９１、パケットまたは回路スイッチ３９２、所定の波長の信号光を送信するＯＳ３９３から構成される受信手段が設けられる。入力側・出力側のＯＲ３８１，３９１、ＯＳ３８３，３９３は、一つの伝送路毎に設けられる。

入力側及び出力側のパケットまたは回路スイッチ３８０は、ＵＮＩポートからのトラフィックを多重／分離してＮＮＩ側に出力される光パスに収容するためのものである。

ＵＮＩ３００の入力側では、パケットまたは回路スイッチ３８０において、ＯＲ３８１で受信した信号光を電気信号に変換し、ＯＳ３８３において所定の波長の光信号をＮ×ＷのＷＳＳ３６０に送出する。

Ｎ×ＷのＷＳＳ３６０は、波長選択した信号光をＯＸＣスイッチ機能部２００の出力側の１×ＮのＷＳＳ２２０、ＯＸＣスイッチ機能部１００_１，１００_２の出力側のＮ×ＷのＷＳＳ１２０_１，１２０_２に出力する。

ＵＮＩ３００の出力側では、Ｎ×ＷのＷＳＳ３７０において、ＯＸＣスイッチ機能部２００の入力側の１×ＮのＷＳＳ２１０、ＯＸＣスイッチ機能部１００_１，１００_２の入力側のＮ×ＷのＷＳＳ１１０_１，１１０_２からの波長多重信号を波長に基づいて選択し、受信手段３９０のＯＲ３９１に出力する。ＯＲ３９１は、受信した信号をパケットまたは回路スイッチ３９２に出力し、パケットまたは回路スイッチ３９２においてＯＳ３９３を選択し、ＯＳ３９３において所定の波長の信号光をＵＮＩ側の伝送路に出力する。

なお、上記の第３〜第７の実施の形態のＮ×ＷのＷＳＳの構成において、波長群を扱う場合には、第２の実施の形態に示すＷＳＳ構成を用いるものとする。

なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において種々変更・応用が可能である。

本発明は、波長多重伝送システムにおける光クロスコネクトスイッチ機能部及びＵＮＩを付加した光クロスコネクト装置に適用可能である。

本発明の原理構成図（その１）である。 本発明の原理構成図（その２）である。 本発明の第１の実施の形態におけるＯＸＣスイッチ機能部の構成図である。 本発明の第１の実施の形態における１×ＮのＷＳＳの構成例である。 本発明の第１の実施の形態におけるＮ×ＷのＷＳＳスイッチの構成図である。 本発明の第２の実施の形態におけるＮ×ＷのＷＳＳスイッチの構成図である。 本発明の第３の実施の形態におけるＯＸＣスイッチ機能部の構成図である。 本発明の第４の実施の形態における光クロスコネクト装置の構成図である。 本発明の第５の実施の形態における光クロスコネクト装置の構成図である。 本発明の第６の実施の形態における光クロスコネクト装置の構成図である。 本発明の第７の実施の形態における光クロスコネクト装置の構成図である。 従来のマトリクススイッチの例である。 従来のDelivery Coupling （ＤＣ）スイッチの例である。

符号の説明

１００ 光クロスコネクト装置
１１０ 波長選択スイッチＡ、１×Ｎの波長選択スイッチ（ＷＳＳ：Wavelength Selective Switch）
１１１ 分波手段
１１２ 合波手段
１１３〜１１５ 帯域分割フィルタ
１１６ ミラー
１２０ 波長選択スイッチＢ、Ｎ×Ｗの波長選択スイッチ（ＷＳＳ）
１２１ 分波器
１２２ ミラー
１２３ 集光レンズ
１２４ ミラー
１２５ 分波器
１３０ 波長変換手段、波長変換器
１３１ 光受信器（ＯＳ）
１３２ 光送信器（ＯＲ）
１４０ 合波手段、ＡＷＧ(arrayed wave guide）
２００ ＯＸＣスイッチ機能部（トラポンレス構成）
２１０，２２０ １×Ｎの波長選択スイッチ
３００ ＵＮＩ(User User Interface)
３１０ 波長変換器、ＮＮＩ送信手段
３１１ 光受信器（ＯＲ）
３１２ 光送信器（ＯＳ）
３２０ ＡＷＧ
３３０ １×Ｎの波長選択スイッチ、ＵＮＩ波長選択スイッチＡ
３３１ Ｎ×Ｗの波長選択スイッチ
３４０ Ｎ×Ｗの波長選択スイッチ、ＵＮＩ波長選択スイッチＢ
３４１ １×Ｗの波長選択スイッチ
３５０ 波長変換器、ＮＮＩ受信手段
３５１ 光受信器（ＯＲ）
３５２ 光送信器（ＯＳ）
３６０ ＷＳＳ（Ｎ×Ｗ）
３６１ Ｎ×Ｗの波長選択スイッチ
３７０ Ｎ×Ｗの波長選択スイッチ
３８０ 送信手段
３８１ 光受信器（ＯＲ）
３８２ パケットまたは回路スイッチ
３８３ 光送信器（ＯＳ）
３９０ 受信手段
３９１ 光受信器（ＯＲ）
３９２ パケットまたは回路スイッチ
３９３ 光送信器（ＯＳ）

Claims (4)

1. 入力ポートと出力ポートが波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）伝送路に接続され、波長もしくは波長群単位で信号光の経路の振り分けを行う光クロスコネクトスイッチ機能部であって、
   入力側に、
   前記ＷＤＭから入力された波長多重数Ｗもしくは波長群多重数Ｗ／Ｍの信号光を波長もしくは波長群に基づいて選択して、Ｎ個の方路に出力する波長選択スイッチＡを設け、
   出力側に、
   Ｎ方路からの波長多重伝送路を収容し、前記波長選択スイッチＡからＮ方路波長多重数Ｗの波長多重信号が入力されると、該波長多重信号を波長もしくは波長群に基づいて選択し、出力する波長選択スイッチＢと、
   前記波長選択スイッチＢから入力された信号光を光受信器で受信して変換し、所定の波長を出力する光送信器を有する波長変換手段と、
   Ｗ本の伝送路を介して前記波長変換手段から入力されたＷ本の信号光を合波して波長多重し、前記WDM伝送路に出力する合波手段と、を設けた光クロスコネクトスイッチ機能部を１単位とし、方路単位に並列に複数設けられることを特徴とする光クロスコネクトスイッチ機能部。
2. 前記波長選択スイッチＢは、
   前記波長多重伝送路から入力された波長多重数Ｗもしくは波長群多重数Ｗ／Ｍの波長多重信号を分波して出力する分波手段と、
   前記分波手段から出力された信号光を反射させる少なくともＮ（方路数）×｛Ｗ（波長多重数）もしくはＷ／Ｍ（波長群多重数）｝個以上のミラー部品からなるミラーと、
   前記ミラーからの信号光を集光して出力する波長多重数（Ｗ）もしくは波長群多重数（Ｗ／Ｍ）個以上のレンズからなる集光レンズと、
   を有する請求項１記載の光クロスコネクトスイッチ機能部。
3. 波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）伝送路に接続され、波長単位で信号光の経路の振り分けを行う光クロスコネクトスイッチ機能部とＵＮＩ(User Network Interface)からなる光クロスコネクト装置であって、
   前記光クロスコネクトスイッチ機能部は、
   入力側に、
   前記ＷＤＭ伝送路から入力された波長多重数Ｗもしくは波長群多重数Ｗ／Ｍの信号光を波長もしくは波長群に基づいて選択して、Ｎ個の方路に出力するＯＸＣ波長選択スイッチＡを設け、
   出力側に、
   Ｎ方路からの波長多重伝送路を収容し、前記ＯＸＣ波長選択スイッチＡからＮ方路波長多重数Ｗの波長多重信号が入力されると、該波長多重信号を波長もしくは波長群に基づいて選択し、出力するＯＸＣ波長選択スイッチＢと、
   前記ＯＸＣ波長選択スイッチＢから入力された信号光を光受信器で受信して変換し、所定の波長を出力する光送信器を有するＯＸＣ波長変換手段と、
   Ｗ本の波長多重伝送路を介して前記ＯＸＣ波長変換手段から入力されたＷ本の波長を合波して波長多重し、前記ＷＤＭ伝送路に出力する合波手段と、を設けた光クロスコネクトスイッチを１単位とし、方路単位に並列に複数単位設けられ、
   前記ＵＮＩは、
   入力側に、
   伝送路から入力された１〜Ｗまでの任意の数の信号光を受信し、一旦電気信号に変換した後に信号光にして送信するＮＮＩ（ネットワーク・ネットワーク・インタフェース）送信手段と、
   前記ＮＮＩ送信手段から入力された信号光を波長もしくは波長群に基づいて選択し、Ｎ個の方路に出力するＵＮＩ波長選択スイッチＡを設け、
   出力側に、
   前記光クロスコネクトスイッチ機能部の前記ＯＸＣ波長選択スイッチＡから入力された波長多重信号を波長もしくは波長群に基づいて選択するＵＮＩ波長選択スイッチＢと、
   前記ＵＮＩ波長選択スイッチＢから入力された信号光を受信して出力するＮＮＩ受信手段と、
   を設けたことを特徴とする光クロスコネクト装置。
4. 前記ＯＸＣ波長選択スイッチＢ及び前記ＵＮＩ波長選択スイッチＢは、
   前記伝送路から入力された波長多重数Ｗもしくは波長群多重数Ｗ／Ｍの波長多重信号を分波して出力する分波手段と、
   前記分波手段から入力された単数もしくは複数の信号光を反射させる少なくともＮ（方路数）×Ｗ（波長多重数）個以上のミラー部品からなるミラーと、
   前記ミラーからの信号光を集光して出力する波長多重数（Ｗ）個以上のレンズからなる集光レンズと、
   を有する請求項３記載の光クロスコネクト装置。

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