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OPTICAL PATH CROSS CONNECTION APPARATUS

Patent code P130009465
File No. J1020-05
Posted date Jul 3, 2013
Application number P2011-221417
Publication number P2013-085010A
Patent number P5850313
Date of filing Oct 5, 2011
Date of publication of application May 9, 2013
Date of registration Dec 11, 2015
Inventor
  • (In Japanese)佐藤 健一
  • (In Japanese)長谷川 浩
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人科学技術振興機構
Title OPTICAL PATH CROSS CONNECTION APPARATUS
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical path cross connection apparatus that does not need a wavelength cross-connect section WXC and has a simple structure at a low price.
SOLUTION: In an optical path cross connection apparatus, 1×K wavelength group selection switches WBSS1 to WBSSK and K×1 wavelength group multiplexers WBC1 to WBCK perform route changes for inputted wavelength division multiplex light per a wavelength group, and 1×2 wavelength selection switches WSSd1 to WSSdK and drop array waveguide diffraction gratings AWGd1 to AWGdK function as a drop wavelength demultiplexer for separating an optical signal of a drop wavelength that terminates in a node #0, further add array waveguide diffraction gratings AWGa1 to AWGaK and 2×1 wavelength selection switches WSSa1 to WSSaK function as an add merger for merging an optical signal of an add wavelength into an optical output fiber to which the optical signal is directed, in a plurality of optical output fibers Fo1 to FoK. Thus, a large-scale wavelength selection switch or a wavelength cross-connect section WXC including the switch is not needed.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

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

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

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

Field of industrial application (In Japanese)

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

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
光ネットワーク内にノードとして介在し、複数の光入力ファイバからの波長分割多重光を複数の波長から成る波長群に応じて複数の光出力ファイバへルーティングする波長群光パスクロスコネクト装置であって、
前記複数の光入力ファイバからの各波長分割多重光から、該複数の光入力ファイバ毎に、前記ノードで終端する光信号を分離するドロップ用波長分波部と、
前記各波長分割多重光のうち前記ノードで終端する光信号以外の光信号を、波長群に応じて、前記複数の光出力ファイバのうちのいずれにも選択可能な波長群選択スイッチと、
該波長群選択スイッチにより選択された波長群のうち前記光出力ファイバ毎に合流させる波長群光合流器と、
前記ノードで生成される光信号を、前記複数の光出力ファイバのうち該光信号が指向する光出力ファイバへ合流させるアド用合流部と
を、含むことを特徴とする波長群光パスクロスコネクト装置

【請求項2】
 
前記ドロップ用波長分波部は、前記複数本の光入力ファイバにそれぞれ設けられてその光入力ファイバで伝送された波長分割多重光からドロップ波長を分離する複数の1×2波長選択スイッチ或は1×2光カプラと、該複数の1×2波長選択スイッチにより分離されたドロップ波長を、電気レイヤ内の複数の光受信器のうちの所定の光受信器へ入力させるアレイ導波路回折格子とを、含むものであることを特徴とする請求項1の波長群光パスクロスコネクト装置。

【請求項3】
 
前記アド用合流部は、前記電気レイヤ内の複数の光発信器のうちの所定の光発信器から出力されたアド波長の光信号を合波するアレイ導波路回折格子と、前記複数本の光出力ファイバにそれぞれ設けられてその光出力ファイバで伝送される波長分割多重光に上記アレイ導波路回折格子からのアド波長の光信号を合流させる複数の2×1波長選択スイッチ或は2×1光カプラとを、含むことを特徴とする請求項1または2の波長群光パスクロスコネクト装置。

【請求項4】
 
前記波長分割多重光は、波長が順次異なる連続的波長の波長チャンネルから構成されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1の波長群光パスクロスコネクト装置。

【請求項5】
 
前記波長分割多重光は、波長が不連続な波長チャンネルから構成されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1の波長群光パスクロスコネクト装置。

【請求項6】
 
前記波長分割多重光は、信号のビットレートが相互に異なる波長チャンネルを含んで構成されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1の波長群光パスクロスコネクト装置。

【請求項7】
 
前記波長分割多重光は、波長間隔が相違する波長の波長チャンネルを含んで構成されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1の波長群光パスクロスコネクト装置。

【請求項8】
 
前記波長群光合流器およびアド用合流部は、逆向きに用いる波長選択スイッチから構成されていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1の波長群光パスクロスコネクト装置。

【請求項9】
 
前記光パスクロスコネクト装置の光入力ファイバが光出力ファイバとして用いられ、前記光パスクロスコネクト装置の光出力ファイバが光入力ファイバとして用いられて、逆方向の光パスクロスコネクト装置として機能させられることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1の波長群光パスクロスコネクト装置。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2011221417thum.jpg
State of application right Registered
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