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光パスクロスコネクト装置

国内特許コード P130009464
掲載日 2013年7月3日
出願番号 特願2011-221418
公開番号 特開2013-085011
登録番号 特許第5982669号
出願日 平成23年10月5日(2011.10.5)
公開日 平成25年5月9日(2013.5.9)
登録日 平成28年8月12日(2016.8.12)
発明者
  • 佐藤 健一
  • 長谷川 浩
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 光パスクロスコネクト装置
発明の概要 【課題】方路切換機能を有し且つ大幅に低価格な大規模光パスクロスコネクト装置を提供する。
【解決手段】光入力ファイバFi1、・・FiNからの波長分割多重光に含まれる波長群或いは波長を光出力ファイバFo1、・・FoNのいずれかへルーティングするために、光入力ファイバFi1、・・FiN毎に設けられて、光入力ファイバFi1、・・FiN毎の波長に応じてD本の出力ポートのうちの任意の出力ポートへそれぞれ選択的に出力する複数の1×D波長選択スイッチWSSと、そのD本の出力ポート毎に設けられて、その出力ポートからそれぞれ出力された波長群に応じてn本の光出力ファイバのうちの任意の光出力ファイバへそれぞれ選択的に出力する1×n波長群選択スイッチWBSSとから、波長選択スイッチ並びに波長群選択スイッチの2段構成が採用されているので、波長選択スイッチWSSの出力ポート数が1/nと大幅に削減される。
【選択図】図5
従来技術、競合技術の概要


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



ところで、上記ノードとして、たとえば図8および図9にそれぞれ示す光パスクロスコネクト装置が提案されている。図8の光パスクロスコネクト装置は、波長選択スイッチベースで構成されており、N本の光入力ファイバFin1~FinN毎に設けられて、それら光入力ファイバFin1~FinNからの波長分割多重光を構成する波長群から複数本(N本)の光出力ファイバFout1~FoutNのうちの任意の光出力ファイバへ向かう波長を選択するN(nD)個の1×nD+1)波長選択スイッチWSSと、複数本(N本)の光出力ファイバFout1~FoutN毎に設けられ、前記N(nD)個の1×nD+1)波長選択スイッチWSSからそれぞれ出力される波長群を合波して複数本(N本)の光出力ファイバFout1~FoutNのうちその波長群が指向する所望の光出力ファイバへ出力するnD個のnD+1)×1光合流器WBCとを、備えている。図8に示す光パスクロスコネクト装置は、nD+1)×1光合流器WBCは、上記1×nD+1)波長選択スイッチWSS と同様に構成されて逆方向に用いられたものであり、入出力が反転しても同じ機能を出すことができる対称構造に構成されている。また、図9に示す光パスクロスコネクト装置は、図8に示す光パスクロスコネクト装置と比較して、nD+1)×1光合流器WBCが光カップラにより構成されている点で相違し、他は同様に構成されている。図9に示す光パスクロスコネクト装置は、非対称構造に構成されており、nD+1)×1光合流器WBCがホトカプラの組合せによっても構成されるが光合流器WBCの損失が大きいという特徴がある。図8および図9に示す光パスクロスコネクト装置では、電気レイヤELのルータから所定波長で送信されるアド信号をN本の出力ファイバFout1~FoutNのうち、そのアド信号が指向する所望の光出力ファイバ内の波長分割多重光へ加えるためのアド用1×nD波長選択スイッチWSSが設けられている。また、光入力ファイバFin1~FinNからの波長分割多重光に含まれる所定波長のドロップ信号を電気レイヤELの所望のルータへドロップさせるためのドロップ用nD×1光合流器WBCが設けられている。



ところで、光ネットワーク内の複数個(D個)のノード#1~#Dから、n本毎の光入力ファイバをそれぞれ介して上記の光パスクロスコネクト装置へ入力され、この光パスクロスコネクト装置において、他のn本毎の光出力ファイバをそれぞれ介して上記複数個(D個)のノード#1~#Dへ、波長群単位で方路切換し或いは波長単位で方路切換が行われるとすると、図8および図9に示される光パスクロスコネクト装置では、それに用いられている波長選択スイッチは、N(=n・D)個の1×nD+1)波長選択スイッチWSSから構成され、仮に、アドおよびドロップ機能を省いた上で、n=10、D=10であるとして、光ファイバの本数N(=nD)が100本であるとすると、100個の1×100波長選択スイッチが必要となる。しかし、波長選択スイッチは、現状では、図10に示す三次元MEMS光スイッチで構成されるか、或いは、図11に示す、N本の光入力ファイバ毎に設けられてそれぞれ入力される波長分割多重光を波長毎に分波するN個の分波器と、N個の分波器で分波された波長毎に方路切り換えを行うN×m個(mはファイバ当たりの波長数)の1×N光スイッチと、それらの1×N光スイッチからの出力波長をそれぞれ受けて合波し、N本の光出力ファイバへ出力するN×N個のN×1合波器とで構成される。このため、上記N個の1×N波長選択スイッチを図10に示す三次元MEMS光スイッチで構成しようとすると、各波長選択スイッチ毎にN本の入光出力ファイバの他に、分光用グレーティングおよび集光レンズの他、1光入力ファイバ当たりの波長数m個のマイクロミラーおよびそれを駆動するアクチュエータを必要とするため、装置が複雑且つ大規模となり、価格的にも極めて高価であるという問題があった。また、図11に示す、N個の分波器で分波された波長毎に方路切り換えを行なうN×m個(mはファイバ当たりの波長数)の1×N光スイッチと、それらの1×N光スイッチからの出力波長をそれぞれ受けるN×m個のN×1合波器とで構成する場合には、ファイバ毎に対応する部品、即ち、1個の分波器、m個の1×N光スイッチ、N個のN×1合波器をプレーナー光導波回路(PLC)技術を用いて単一の基板上に集積化できるという可能性があるが、1×N光スイッチが多数の光スイッチから構成されるため、規模が大きく、これも実用が困難であるという問題があった。

産業上の利用分野


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

特許請求の範囲 【請求項1】
複数の光入力ファイバからの波長分割多重光を波長に応じて複数の光出力ファイバへルーティングする光パスクロスコネクト装置であって、
複数個の出力ポートを有し、前記複数の光入力ファイバからの各波長分割多重光を、該複数の光入力ファイバ毎の波長に応じて前記複数個の出力ポートのうちの任意の出力ポートへそれぞれ選択的に出力する複数の波長選択スイッチと、
該複数の波長選択スイッチの各々の複数個の出力ポート毎にそれぞれ設けられ、該複数の波長選択スイッチによりそれぞれ選択されて該波長選択スイッチの複数個の出力ポートからそれぞれ出力された光信号を、該複数個の出力ポート毎に、該複数個の出力ポートからの波長群に応じて前記複数本の光出力ファイバのうちの各々の隣接ノードに接続されるn本の任意の光出力ファイバへそれぞれ選択的に出力する複数の波長群選択スイッチと、
該波長群選択スイッチから前記n本の光出力ファイバのいずれかへ向かってそれぞれ出力される波長群を該n本の光出力ファイバ毎に合流して、該n本の光出力ファイバへそれぞれ入力させる光合流器と
を、含むことを特徴とする光パスクロスコネクト装置。

【請求項2】
前記波長選択スイッチは、前記複数の光入力ファイバによりそれぞれ伝送されてくる波長分割多重光に含まれるドロップ波長を選択して電気レイヤの所定のルータへ出力するドロップ用出力ポートをさらに備え、
前記波長選択スイッチの出力ポート数をD(2以上の整数)とすると、該波長選択スイッチは、1×(D+1)で構成されているものであることを特徴とする請求項1の光パスクロスコネクト装置。

【請求項3】
前記光合流器は、前記電気レイヤの所定のルータから出力されたアド波長を受け入れるアド用入力ポートをさらに備え、(D+1)×1で構成されているものであることを特徴とする請求項2の光パスクロスコネクト装置。

【請求項4】
前記波長選択スイッチの出力ポート数は、前記光パスクロスコネクト装置に隣接するノードの数、或いは光ネットワーク内の各々のノードに隣接するノード数の最大値以上であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1の光パスクロスコネクト装置。

【請求項5】
前記光パスクロスコネクト装置からそれに隣接する各ノードiへそれぞれ出力する各光出力ファイバの本数をAiとすると、該波長群選択スイッチの各光出力ファイバの本数Aiは、隣接する各ノードへの出力ファイバの本数Aiの最大値以上の本数であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1の光パスクロスコネクト装置。

【請求項6】
前記波長分割多重光は、波長が順次異なる連続的波長の波長チャンネルから構成されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1の光パスクロスコネクト装置。

【請求項7】
前記波長分割多重光は、波長が不連続な波長チャンネルから構成されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1の光パスクロスコネクト装置。

【請求項8】
前記波長分割多重光は、信号のビットレートが相互に異なる波長チャンネルを含んで構成されることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1の光パスクロスコネクト装置。

【請求項9】
前記波長分割多重光は、波長間隔が相違する波長の波長チャンネルを含んで構成されることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1の光パスクロスコネクト装置。

【請求項10】
前記光合流器は、逆向きに用いる波長群乃至波長選択スイッチから構成されていることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1の光パスクロスコネクト装置。

【請求項11】
前記光パスクロスコネクト装置の光入力ファイバが光出力ファイバとして用いられ、前記光パスクロスコネクト装置の光出力ファイバが光入力ファイバとして用いられて、逆方向の光パスクロスコネクト装置として機能させられることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1の光パスクロスコネクト装置。

【請求項12】
前記ドロップ用出力ポートを備える波長選択スイッチは、アド入力ポートを備える光合流器として機能させられ、前記アド入力ポートを備える光合流器はドロップ用出力ポートを備える光分岐素子として機能させられることを特徴とする請求項3の光パスクロスコネクト装置。
国際特許分類(IPC)
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出願権利状態 登録
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