(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ個単位の光信号が入力されるｋ個のｎ×（ｍ＋１）の光スイッチを含む切替モジュールと１個のｎ×（ｍ＋１）の予備系の光スイッチを含む切替モジュールを備える第１段と，ｎ個単位の出力を発生するｋ個の（ｍ＋１）×ｎの光スイッチを含む切替モジュールと１個の（ｍ＋１）×ｎの光スイッチを含む予備系の切替モジュールとを備える第３段と，前記第１段からの（ｋ＋１）個の出力信号単位に設けられ，前記第３段へ（ｋ＋１）個単位の出力を発生するｍ個の（ｋ＋１）×（ｋ＋１）の光スイッチを含む切替モジュールと１個の（ｋ＋１）×（ｋ＋１）の光スイッチを含む予備系の切替モジュールとからなる第２段とを備え，
ｎｋ本の入力光伝送路と前記第１段の各切替モジュールへの入力間を切替接続する入力側系切替部を設け，該入力側系切替部は，ｎ個単位の入力信号を前記第１段のｋ個の光スイッチへの第１の出力と，予備系への第２の出力の一方を選択して切替えるｋ個のｎ連１×２光スイッチと，前記各ｎ連１×２光スイッチからのｎ個の第２の出力が入力されて前記第１段の予備系の光スイッチへ選択して接続するｎ連ｋ×１光スイッチとで構成し，
前記第３段の出力とｎｋ本の出力光伝送路間を切替接続する出力側系切替部を設け，該出力側系切替部は前記第３段の予備系のｎ個の信号が入力してそれぞれｋ個の出力を発生するｎ連１×ｋ光スイッチと，前記ｎ連１×ｋ光スイッチからのｎ個の信号と前記第３段のｋ個の光スイッチから出力される信号の何れか一方が選択されるｋ個のｎ連２×１光スイッチとで構成し，
前記入力側系切替部と前記出力側系切替部をそれぞれ入力側の現用・予備切替用スイッチ，出力側の現用・予備切替用スイッチとして１：Ｎの冗長制御を行うことを特徴とする光クロスコネクト装置。
【請求項２】
ｎ個単位の光信号が入力されるｋ個のｎ×（ｍ＋１）の光スイッチを含む切替モジュールと１個のｎ×（ｍ＋１）の予備系の光スイッチを含む切替モジュールを備える第１段と，ｎ個単位の出力を発生するｋ個の（ｍ＋１）×ｎの光スイッチを含む切替モジュールと１個の（ｍ＋１）×ｎの光スイッチを含む予備系の切替モジュールとを備える第３段と，前記第１段からの（ｋ＋１）個の出力信号単位に設けられ，前記第３段へ（ｋ＋１）個単位の出力を発生するｍ個の（ｋ＋１）×（ｋ＋１）の光スイッチを含む切替モジュールと１個の（ｋ＋１）×（ｋ＋１）の光スイッチを含む予備系の切替モジュールとからなる第２段とを備え，
それぞれｎ個の波長信号が多重化されたｋ個の各入力光伝送路に対して設けられ入力信号をｎ個の各波長信号に分波する分波器と，前記各分波器から出力された合計ｎｋ個の光信号が入力され前記第１段の各切替モジュールへｎ×（ｋ＋１）個の信号を切替接続する入力側系切替部を設け，該入力側系切替部は，ｎ個単位の入力信号を前記第１段のｋ個の光スイッチへの第１の出力と，予備系への第２の出力の一方を選択して切替えるｋ個のｎ連１×２光スイッチと，前記各ｎ連１×２光スイッチからのｎ個の第２の出力が入力されて前記第１段の予備系の光スイッチへ選択して接続するｎ連ｋ×１光スイッチとで構成し，
前記第３段の各切替モジュールから出力されたｎ×（ｋ＋１）個の信号をｎ×ｋ個の信号に切替接続する出力側系切替部を設け，該出力側系切替部は前記第３段の予備系のｎ個の信号が入力してそれぞれｋ個の出力を発生するｎ連１×ｋ光スイッチと，前記ｎ連１×ｋ光スイッチからのｎ個の信号と前記第３段のｋ個の光スイッチから出力される信号の何れか一方が選択されるｋ個のｎ連２×１光スイッチとで構成し，前記ｎ×ｋ個の信号をｎ個単位で波長変換する各波長変換器と，前記波長変換器の出力を合波して出力光伝送路に波長多重信号を出力するｋ個の合波器とを設けたことを特徴とする光クロスコネクト装置。
【請求項３】
請求項１または２の何れかにおいて，
前記入力側系切替部の前記ｋ個のｎ連１×２光スイッチ及び前記ｎ連ｋ×１光スイッチの一方を同一構成の光カプラにより構成すると共に，前記出力側系切替部の前記ｋ個のｎ連２×１光スイッチ及び前記ｎ連１×ｋ光スイッチの一方を同一構成の光カプラにより構成することを特徴とする光クロスコネクト装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２において，
前記入力側系切替部を，ｎ個単位の入力信号を受信して各信号を（ｋ＋１）個出力するｋ個のｎ連１×（ｋ＋１）光スイッチと，前記ｎ連１×（ｋ＋１）光スイッチからのｋ個のｎ個単位の出力信号がそれぞれに入力されて前記第１段の予備系を含む対応する切替モジュールに選択して出力を行う（ｋ＋１）個のｎ連ｋ×１光スイッチとで構成し，
前記出力側系切替部を，前記第３の切替モジュールからのｎ個単位で（ｋ＋１）個の出力信号を受信して，各信号をｋ個出力する（ｋ＋１）個のｎ連１×ｋ光スイッチと，前記（ｋ＋１）個のｎ連１×ｋ光スイッチからの（ｋ＋１）個のｎ個単位の出力信号がそれぞれ入力されて出力側へｋ個のｎ個単位の出力信号を選択して出力するｋ個のｎ連（ｋ＋１）×１光スイッチとで構成し，
前記入力側系切替部と前記出力側系切替部を用いて（Ｎ＋１）の冗長制御を行うことを特徴とする光クロスコネクト装置。
【請求項５】
請求項４において，
前記入力側系切替部の前記ｋ個のｎ連１×（ｋ＋１）光スイッチ及び前記（ｋ＋１）個のｎ連ｋ×１光スイッチの一方を同じ構成の光カプラで置き換え，
前記出力側系切替部の前記（ｋ＋１）個のｎ連１×ｋ光スイッチ及び前記ｋ個のｎ連（ｋ＋１）×１光スイッチの一方を同じ構成の光カプラで置き換えることを特徴とする光クロスコネクト装置。
【請求項６】
ｎ個の信号が波長多重化された光信号を各波長信号に分波するｋ個の分波器と，分波されたｎ個の信号が入力されるｎ×（ｍ＋１）の光スイッチを含むｋ個の切替モジュールとこれと同様の構成を備える１個の予備系の切替モジュールとを備える第１段と，第２段からの（ｍ＋１）個の信号が入力されるｋ個の（ｍ＋１）×ｎの光スイッチとそれぞれのｎ個の信号をそれぞれ波長変換した後合波する合波器を含むｋ個の切替モジュールとこれと同様の構成を備える１個の予備系の切替モジュールとを備える第３段と，前記第１段からの（ｋ＋１）個の出力信号を入力信号単位とし，前記第３段へ（ｋ＋１）個単位の出力を発生するｍ個の（ｋ＋１）×（ｋ＋１）の光スイッチを含む切替モジュールとこれと同様の構成を備える１個の予備系の切替モジュールとからなる前記第２段とを備え，
それぞれｎ個の波長信号が多重化されたｋ個の各入力光伝送路の入力信号に対し前記第１段の各切替モジュールへの（ｋ＋１）個の信号へ切替接続する入力側系切替部を設け，該入力側系切替部は，ｎ個の波長信号が多重化されたｋ個の入力信号を前記第１段のｋ個の光スイッチへ供給する第１の出力と，予備系への第２の出力の一方を選択して切替えるｋ連１×２光スイッチと，前記ｋ連１×２光スイッチからの前記第２の出力がｋ個入力されて前記第１段の予備系の光スイッチへ選択して接続するｋ×１光スイッチとで構成し，
前記第３段の各合波器から出力された波長多重された（ｋ＋１）個の信号をｋ個の信号に切替接続する出力側系切替部を設け，該出力側系切替部は前記第３段の予備系の１個の波長多重された信号が入力してｋ個の出力を発生する１×ｋ光スイッチと，前記１×ｋ光スイッチからの出力信号か，前記第３段の光スイッチからの出力信号の何れか一方が選択されるｋ連２×１光スイッチとで構成し，
前記入力側系切替部と前記出力側系切替部をそれぞれ入力側の現用・予備切替用スイッチ，出力側の現用・予備切替用スイッチとして１：Ｎの冗長制御を行うことを特徴とする光クロスコネクト装置。
【請求項７】
請求項６において，
前記入力側系切替部の前記ｋ連１×２光スイッチ及び前記ｋ×１光スイッチの一方を同じ構成の光カプラで置き換え，
前記出力側系切替部の前記１×ｋ光スイッチ及び前記ｋ連２×１光スイッチの一方を同じ構成の光カプラで置き換えることを特徴とする光クロスコネクト装置。
【請求項８】
請求項３において，
前記入力側系切替部を，ｎ個の波長信号が多重化されたｋ個の入力信号をそれぞれ（ｋ＋１）個出力するｋ連１×（ｋ＋１）光スイッチと，前記ｋ連１×（ｋ＋１）光スイッチからのｋ個の出力信号がそれぞれに入力されて前記第１段の予備系を含む対応する切替モジュールに選択して出力を行う（ｋ＋１）連ｋ×１光スイッチとで構成し，
前記出力側系切替部を，前記第３の切替モジュールからの（ｋ＋１）個の出力信号を受信して，各信号をｋ個出力する（ｋ＋１）連１×ｋ光スイッチと，前記（ｋ＋１）連１×ｋ光スイッチからそれぞれ（ｋ＋１）個の信号が入力するｋ連（ｋ＋１）×１光スイッチとで構成し，
前記入力側系切替部と前記出力側系切替部を用いて（Ｎ＋１）の冗長制御を行うことを特徴とする光クロスコネクト装置。
【請求項９】
請求項８において，
前記入力側系切替部の前記ｋ連１×（ｋ＋１）光スイッチ及び前記（ｋ＋１）連ｋ×１光スイッチの一方を同じ構成の光カプラで置き換え，
前記出力側系切替部の前記（ｋ＋１）連１×ｋ光スイッチ及び前記ｋ連（ｋ＋１）×１光スイッチの一方を同じ構成の光カプラで置き換えることを特徴とする光クロスコネクト装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は障害に対して冗長性を備えた光クロスコネクト装置に関する。
【０００２】
情報の高速化，大容量化に伴い，ネットワークと伝送システムの広帯域化，大容量化が要求されている。その実現手段として，光技術を用いた光ネットワークの構築が望まれている。
【０００３】
光ネットワークを構築する上で核となる装置が光クロスコネクト（光ＸＣ）装置である。光クロスコネクト装置は，複数の入出力光伝送路を収容し，入力光伝送路から入ってきた光信号を，所望の出力光伝送路へルーティングする装置である。このような大容量の信号を処理する光クロスコネクト装置では，装置内での障害はサービスに多大な影響を与えるので，光クロスコネクト装置は障害時における信頼性を高めるために冗長構成を備える必要があり，光クロスコネクト装置の冗長性を考慮した効率的な構成が望まれている。
【０００４】
【従来の技術】
図２７は光クロスコネクト装置と光ネットワークのの構成例である。図２７において，８０は光アンプ，８１は局間の信号伝送を行う光伝送路，８２は多数の光伝送路からの入力光と多数の出力光のスイッチングを行う光クロスコネクト（光ＸＣで表す），８３は局内の信号伝送を行う光伝送路，８４は電気信号の形態で多数の入力と出力間のスイッチングを行う電気クロスコネクト（電気ＸＣ），８５は各クロスコネクトの制御を行うオペレーションシステムである。
【０００５】
光クロスコネクト（光ＸＣ）８２は複数の入・出力側の局間の光伝送路８１を収容し，入力光伝送路から入ってきた光信号を所望の出力光伝送路へルーチングする装置である。光クロスコネクト（光ＸＣ）８２の局間伝送路には長距離の場合は光アンプ８０が挿入され，局内の光伝送路８３を介して他の通信装置，例えば図２７の場合は電気クロスコネクト（電気ＸＣ）８４と接続される。これらの光クロスコネクト（光ＸＣ）８２や，電気クロスコネクト８４はオペレーションシステム８５により制御される。
【０００６】
上記図２７に示すような光ネットワークは，トラヒックの増加に応じて波長多重（ＷＤＭ）技術が導入される。
【０００７】
図２８は従来の光クロスコネクトシステムの構成であり，波長の使用形態による構成を示す。図２８の(1) は単一波長型の場合,(2)は波長多重型の場合の各構成を示す。単一波長の場合は，光クロスコネクト（光ＸＣ）８２は局間光伝送路８１または局内光伝送路８３から入力される単一波長（λ0)の光信号を所望の出力側の局間光伝送路または局内光伝送路にルーチングする。光クロスコネクト（光ＸＣ）８２では時分割による処理（タイムスロットまたはセル単位での処理）では無く，空間分割によるスイッチングが行われる。
【０００８】
これに対し, トラヒックの増加に応じて，多数の信号の伝送を可能にする波長多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplex)技術が導入され，図２８の(2) のように局間光伝送路８１に波長多重光信号（λ1 〜λn)が流れることになり，光クロスコネクト（光ＸＣ）８２では波長単位でのスイッチングが行われる。
【０００９】
図２９に従来の単一波長型光ＸＣの冗長構成を示す。この構成は１＋１（現用１に対し予備１）の冗長構成である。図中，８６は入力側系切替部（１×２の光分配器で構成），８７は３段の光スイッチ（光ＳＷ）で構成された切替単位モジュールであり，同じ構成を持つ０系と１系の２系統が備えられる。８８は出力側系切替部（２×１の光スイッチで構成）である。切替単位モジュールは０系と１系の２面（２重化）の冗長構成を備えている。各系の切替単位モジュール８７は，第１段はｎ×ｍ（入力側がｎ個の伝送路，出力側がｍ個）の光スイッチ８７ａがｋ個設けられ，第２段はｋ×ｋの光スイッチがｍ個設けられ，第３段はｍ×ｎ（入力側がｍ個，出力側がｎ個の伝送路）の光スイッチがｋ個設けられている。
【００１０】
図２９の構成の場合，通常は，０系と１系の切替単位モジュール８７の両方に入力側系切替部８６から各入力伝送路８１の信号が分配されて，各系の切替単位モジュール８７で動作して，一方の系が現用系として出力側系切替部８８で各出力側の伝送路へ出力され，他方の系は予備系として出力されない。この出力側の系切替部８８で各系からの光信号が監視され，１つでも現用系に障害が検出されると全ての光信号は予備系に切替えられる。ここで，３段の中間段（第２段）の光スイッチ８７ｂの個数ｍは非閉塞（ノンブロッキング）とするには（２ｎ−１）個必要とされる。図２９の構成の具体例として，ｋ＝７個，ｎ＝８個の場合はｍ＝１５個必要である。この具体例の場合，切替単位モジュール８７の第１段の光スイッチ８７ａは８×１５，第２段の光スイッチ８７ｂは７×７，第３段の光スイッチ８７ｃは１５×８の構成となる。
【００１１】
図３０に従来の波長多重型光ＸＣの冗長構成を示す。この構成も１＋１の冗長構成である。図中，９０は入力側系切替部（１×２の光分配器），９１は３段の光スイッチ（光ＳＷ）で構成された切替単位モジュール，切替単位モジュールは０系と１系の２面（２重化）の冗長構成を備えている。９２，９７は光アンプ，９３は分波器，９４ａ〜９４ｃは３段構成の光スイッチ（光ＳＷ）であり，９４ａはｋ個設けられた第１段のｎ×ｍの光スイッチ（光ＳＷ），９４ｂはｍ個設けられた第２段のｋ×ｋの光スイッチ（光ＳＷ），９４ｃはｋ個設けられた第３段のｍ×ｎの光スイッチ（光ＳＷ），９５は変換器，９６は合波器，９８は出力側系切替部（２×１光スイッチ）である。この図３０の構成の具体的な構成例として，ｋ＝７個，ｎ＝８個，ｍ＝１５個として構成することができ，その場合，切替単位モジュール９１の第１段の光スイッチ９４ａは８×１５，第２段の光スイッチ９４ｂは７×７，第３段の光スイッチ９４ｃは１５×８の構成となる。
【００１２】
図３０の構成の場合も，単一波長型と同様，出力側の系切替部９８で各系からの光信号を監視し，１つでも（波長多重信号の内の１波でも）現用系に障害が検出されると，全ての光信号は予備系に切替えられる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記図２９，図３０について説明したように従来の光クロスコネクト装置の技術では１＋１冗長を用いるため，装置を完全２重化する必要があり，ハード量が多くなるという問題があった。また，１つの光信号でも現用系に障害が検出されると，全ての光信号を予備系に切替えてしまい，正常な光信号が一旦信号断になってしまうという問題があった。
【００１４】
本発明は３段接続の光スイッチからなる冗長構成のハード量の小型化と系切替時の信号断を防止することが可能な光クロスコネクト装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
図１乃至図３に本発明による光クロスコネクト装置の各原理構成が示され，図１は本発明の単一波長型の原理構成である。
【００１６】
図１において，１はｎ×ｋ個の伝送路が入力してｎ×（ｋ＋１）の出力の中のｎ×ｋが切替（選択）えて出力する入力側系切替部，２〜４は３段のそれぞれ光スイッチを含む切替モジュールであり，２は従来の構成（図２９参照）のｎ×ｍからｎ×（ｍ＋１）（ｎ入力，ｍ＋１出力）に拡張した第１段の光スイッチを含む切替モジュールであり，合計してｋ＋１個（♯１〜♯ｋ＋１で表示）設けられ，３は従来の構成（図２９）のｋ×ｋから（ｋ＋１）×（ｋ＋１）に拡張した第２段の光スイッチを含む切替モジュールで，合計してｍ＋１個（♯１〜♯ｍ＋１で表示）設けられ，４は従来の構成（図２９）のｍ×ｎから（ｍ＋１）×ｎに拡張した第３段の光スイッチを含む切替モジュ−ルで，合計してｋ＋１個（♯１〜♯ｋ＋１で表示）設けられ，５は第３段の各光スイッチからのｎ×（ｋ＋１）の信号が入力されて上記入力側系切替部１の動作に対応して切替えてｎ×ｋ個が出力される出力側系切替部である。
【００１７】
図中，点線で囲まれた第１段の光スイッチ２，第２段の光スイッチ３，第３段の光スイッチ４のそれぞれは障害発生時の切替単位モジュールとして構成され，網かけされてない第１段の光スイッチ２と第３段の光スイッチ４の１番目〜ｋ番目及び第２段の光スイッチ３の１番目〜ｍ番目は現用分であり，網かけされた第１段の光スイッチ２と第３段の光スイッチ４の（ｋ＋１）番目及び第２段の光スイッチ３の（ｍ＋１）番目は追加分の切替単位モジュールである。
【００１８】
図１に示す光クロスコネクト装置は，入力する光信号が全て同じ波長であり，出力される光信号も入力信号と同じ波長である。
【００１９】
本発明では，光クロスコネクト装置の冗長構成を実現するために，３段スイッチ２〜４の入出力側に入力側系切替部１と出力側系切替部５を設け，３段スイッチの各段に対して１：ＮまたはＮ＋１冗長として構成することができる。ここで，１：Ｎ冗長とＮ＋１冗長の２つの冗長構成は何れもＮ個の装置に対して１個の予備装置を設けるが，１：Ｎ冗長の場合は予備の装置が固定的である（障害になると予備装置へ切替わるが，障害が復旧すると予備装置から元の装置に切戻して，予備装置は待機する）のに対し，Ｎ＋１冗長の場合は予備装置が可変となる（障害になって予備装置へ切替わるが，障害が復旧しても切戻すことなく新たな予備装置になる）。
【００２０】
図１の場合，単一波長（例えばλ0)の信号がｎ個単位でｋ組の各伝送路から入力側系切替部１へ入力される。ここから３段構成の光スイッチ２，３，４を通って出力側系切替部５へ入力され，出力側系切替部５からｎ×ｋの信号が出力されるが，３段の光スイッチ２〜４に障害が発生した場合は，追加モジュールである第１段の光スイッチ２のｋ＋１番目（♯ｋ＋１），第２段の光スイッチ３のｍ＋１番目（♯ｍ＋１），第３段の光スイッチ４のｋ＋１番目（♯ｋ＋１）に切り替えられる。
【００２１】
１：Ｎ冗長の場合，これらの追加モジュールは予備用として固定されるが，Ｎ＋１冗長の場合，前記の追加モジュールは予備と現用の両方に共用される（現用装置が障害になると予備装置に切り替わって，その装置が現用装置になり，障害が発生した装置は復旧すると予備装置となる）。１：Ｎ冗長とＮ＋１冗長の何れでも，それぞれに対応した入力側系切替部１と出力側系切替部５の構成を設けて，制御を行うことで実現でき，入力側系切替部１と出力側系切替部５の原理構成は後述する。
【００２２】
図２は本発明の波長多重型の第１の原理構成を示す。図中，１ａは異なるｎ個の波長（λ1 〜λn ）の信号がｋ組（合計ｎ×ｋ個）が入力してｎ×（ｋ＋１）個の出力の中のｎ×ｋが切替（選択）される入力系制御部，２〜４は上記図１の同一符号の各部と同様の３段の光スイッチを含む切替モジュールであり，２はｎ×（ｍ＋１）の第１段の光スイッチでｋ＋１個（♯１〜♯ｋ＋１で表示）設けられ，３は（ｋ＋１）×（ｋ＋１）の第２段の光スイッチでありｍ＋１個（♯１〜♯ｍ＋１で表示）設けられ，４は（ｍ＋１）×ｎの第３段の光スイッチでありｋ＋１個（♯１〜♯ｋ＋１で表示）設けられ，５ａは第３段の各光スイッチからのｎ個の異なる波長の信号の（ｋ＋１）組の中からｋ組の信号が切替え出力される出力側系切替部である。また，６は光増幅器（図では光アンプと表示，以下光アンプという），７は波長多重の入力信号を波長毎の信号に分波する分波器，８は各出力側の光伝送路に異なる波長の信号が組み合わされるように波長を変換する波長変換器，９は異なる波長の信号を合成する合波器である。
【００２３】
図２の場合も上記図１と同様に，点線で囲まれた第１段の光スイッチ２，第２段の光スイッチ３，第３段の光スイッチ４のそれぞれは障害発生時の切替単位モジュールとして構成され，網かけされてない第１段の光スイッチ２と第３段の光スイッチ４の１番目〜ｋ番目及び第２段の光スイッチ３の１番目〜ｍ番目は現用分であり，網かけされた第１段の光スイッチ２と第３段の光スイッチ４の（ｋ＋１）番目及び第２段の光スイッチ３の（ｍ＋１）番目は追加分の切替単位モジュールである。
【００２４】
図２の構成では入力側にｋ個の波長多重化された光伝送路の信号が入力され，光アンプ６で増幅された後，分波器７でｋ個の各伝送路の入力信号が波長別（λ１〜λｎ）の信号に分波されて，入力側系切替部１ａに入力されて３段の光スイッチ２〜４においてスイッチング（クロスコネクト）が行われて出力側系切替部５ａに達し，ここでｎ×ｋの出力が発生して，それぞれ波長変換器８を介して異なるｎ個の波長（λ1 〜λn)の信号の組がｋ個の合波器９で合波されてそれぞれ出力側の伝送路に出力される。図２の構成でも，上記図１と同様に１：Ｎ冗長，Ｎ＋１冗長の何れでも，対応する入力側系切替部１ａと出力側系切替部５ａを設けて制御を行うことにより実現することができる。
【００２５】
図３は本発明の波長多重型の第２の原理構成を示す。図中，１ｂは異なるｎ個の波長（λ1 〜λn ）の信号が多重化されたｋ個の波長多重の伝送路が入力されてｋ＋１個の出力の中のｋ個に切替（選択）出力する入力側系切替部，２ａは（ｋ＋１）個（♯１〜♯ｋ＋１で表示）設けられた第１段の切替モジュール，３は（ｍ＋１）個（♯１〜♯ｍ＋１で表示）設けられた第２段の光スイッチ，４ａは（ｋ＋１）個（♯１〜♯ｋ＋１で表示）設けられた第３段の切替モジュール，５ｂはｎ個の異なる波長（λ1 〜λn ）が多重化されたｋ＋１個の波長多重の入力からｋ個を切替えて出力する出力側系切替部である。また，第１段の切替モジュール２ａにおいて，６は光アンプ，７はｎ個の波長（λ1 〜λn ）の信号を波長別に分波する分波器，２はｎ×（ｍ＋１）の光スイッチである。更に第３段の切替モジュール４ａにおいて，４は（ｍ＋１）×ｎの光スイッチ，８は光スイッチ４から出力されたｎ個の信号を異なる波長（λ1 〜λn ）の組み合わせになるよう波長を変換する波長変換器，９は各波長変換器８の出力信号を合波する合波器，６は合波器９の出力を増幅する光アンプである。
【００２６】
図３の場合は，点線で囲まれた第１段の切替モジュール２ａ，第２段の光スイッチ３，第３段の切替モジュール４ａのそれぞれは障害発生時の切替単位モジュールとして構成され，網かけされてない第１段の切替モジュール２ａと第３段の切替モジュール４ａの１番目〜ｋ番目及び第２段の光スイッチ３の１番目〜ｍ番目は現用分であり，網かけされた第１段の切替モジュール２ａと第３段の切替モジュール４ａの（ｋ＋１）番目及び第２段の光スイッチ３の（ｍ＋１）番目は追加分の切替単位モジュールである。
【００２７】
図３の構成では入力側にｋ個の波長多重化された光伝送路の信号が入力側系切替部１ｂに入力されると，波長多重されたまま入力側系切替部１ｂでｋ＋１の出力の中のｋ個に切替えて出力される。第１段の切替モジュール２ａでは，最初に光アンプ６で光信号が増幅された後，分波器７でλ1 〜λn のｎ個の波長信号に分波され，各波長信号が光スイッチ２へ入力される。各第１段の切替モジュール２ａからは各光スイッチ２から（ｍ＋１）個の出力信号が発生し，第２段の（ｍ＋１）個設けられた（ｋ＋１）×（ｋ＋１）の各光スイッチ３へ出力され，第２の光スイッチ３から（ｋ＋１）個設けられた第３段の切替モジュール４ａへ入力する。第３段の切替モジュール４ａでは，（ｍ＋１）×ｎの各光スイッチ４でスイッチングされたｎ個の出力が波長変換器８において異なるｎ個の波長（λ1 〜λn ）の組となるよう波長変換されて，変換された信号が合波器９で合波されて波長多重信号に変換され，光アンプ６で増幅されて出力側系切替部５ｂへ入力する。出力側系切替部５ｂは，波長多重されたｋ＋１個の信号からｋ個を選択して波長多重化のｋ個の出力側の伝送路に出力する。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図４は１：Ｎ冗長の入力側系切替部の構成例１を示し，図５は１：Ｎ冗長の出力側系切替部の構成例１を示す。この図４，図５は上記図１の本発明の単一波長型の原理構成及び図２に示す本発明の波長多重型の第１の原理構成における１：Ｎ冗長の場合の入力側系切替部１及び１ａと，出力側系切替部５及び５ａとして構成される。
【００２９】
図４において，１０ａはｎ個の各入力に対してそれぞれ２個の出力線の一方に切替えて出力を行うｎ連１×２光スイッチ（光ＳＷ），１０ｂはｎ個の各入力に対してそれぞれ２個の出力線の両方に光信号を出力するｎ連１×２光カプラ，１１ａはｎ個の入力の中から一つの出力線へ切替えて出力を行う予備用に設けられたｎ連ｋ×１光スイッチ（光ＳＷ），１１ｂはｎ個の入力（実際にはこの中の一つだけが出力を発生）を１つの出力線へ出力する予備用に設けられｎ連ｋ×１光カプラ（光ＳＷ）である。
【００３０】
図４には１：Ｎ冗長の入力側系切替部の構成例１として(a) ，(b) ，(c) で示す３つのタイプが示され，図中，(a) のタイプ１は第１段の各現用分の光スイッチ２の第１番目乃至第ｋ番目（図１参照）の前段にｋ個（♯１〜♯ｋ）のｎ連１×２光スイッチ１０ａを設け，追加分（予備）の光スイッチのそれぞれにｎ個の信号が入力される構成であり，光クロスコネクト装置の光スイッチ（図１，図２の各段の光スイッチ２〜４）の現用のモジュールが正常であれば，それぞれの対応する光スイッチへ入力するよう切替えられ，障害が発生した場合はその装置に対応するｎ連１×２光スイッチ１０ａの入力信号はｎ連ｋ×１光スイッチ１１ａ側へ切替えられる。
【００３１】
図４の(b) のタイプ２はｋ個（♯１〜♯ｋ）のｎ連１×２光カプラ１０ｂのそれぞれにｎ個の信号が入力され，光クロスコネクト装置の光スイッチ（図１，図２の各段の光スイッチ２〜４）の現用のモジュールへの出力と，ｎ連ｋ×１光スイッチ１１ａの２つに出力される。ｎ連ｋ×１光スイッチ１１ａはそれぞれｎ個の入力信号の中から障害が発生した光クロスコネクト装置の光スイッチの番号に対応する信号を選択するよう切替えられる。また図４の(c) のタイプ３は(a) と同様にｋ個（♯１〜♯ｋ）のｎ連１×２光スイッチ１０ａのそれぞれにｎ個の信号が入力され，光クロスコネクト装置の光スイッチ（図１，図２の各段の光スイッチ２〜４）の現用のモジュールが正常であれば，それぞれの対応する光スイッチへ入力するよう切替えられ，障害が発生した場合は障害が発生した光スイッチへの出力を発生するｎ連１×２光スイッチ１０ａは，その入力信号をｎ連ｋ×１光カプラ１１ｂ側へ切替えられる。
【００３２】
図５の１：Ｎ冗長の出力側系切替部の構成例では，５０ａはそれぞれ現用側からの入力と後述する予備側からの入力の２つの入力に対して１個を選択して出力するｋ個のｎ連２×１光スイッチ（光ＳＷ），５０ｂはそれぞれ現用側からの入力と予備側からの入力の２つの入力を結合して出力を発生するｋ個のｎ連２×１光カプラ，５１ａはそれぞれ１つの入力をｋ個の出力の中の一つに選択して切替えるｎ連１×ｋ光スイッチ（光ＳＷ），５１ｂはそれぞれ１つの入力をｋ個の出力へ分配するｎ連１×ｋ光カプラを表す。
【００３３】
図５には１：Ｎ冗長の出力側系切替部の構成例１として(a) ，(b) ，(c) で示す３つのタイプが示され，図中，(a) のタイプ１は第３段の各現用分の光スイッチ４の１番目乃至ｋ番目（図１参照）の後段にｋ個（♯１〜♯ｋ）のｎ連２×１光スイッチ５０ａを設け，追加分（予備）の光スイッチからのｎ個の信号が入力されるｎ連１×ｋ光スイッチ５１ａの中から障害が発生した光スイッチに対応するｎ連２×１光スイッチ５０ａへの出力を選択するよう切替えられる。
【００３４】
図５の(b) のタイプ２は上記タイプ１のｎ連２×１光スイッチ５０ａをｎ連２×１光カプラ５０ｂに変更したものであり，(c) のタイプ３は上記タイプ１のｎ連１×ｋ光スイッチ５１ａをｎ連１×ｋ光カプラ５１ｂに変更したものである。
【００３５】
図６はＮ＋１冗長の入力側系切替部の構成例１を示し，図７はＮ＋１冗長の出力側系切替部の構成例１を示す。この図６，図７は上記図１の本発明の単一波長型の原理構成及び図２に示す本発明の波長多重型の第１の原理構成におけるＮ＋１冗長の場合の入力側系切替部１及び１ａと，出力側系切替部５及び５ａとして構成される。
【００３６】
図６において，１０ｃはｎ個の各入力に対してそれぞれ（ｋ＋１）個の出力線の一つに切替えて出力を行うｋ個のｎ連１×（ｋ＋１）光スイッチ，１０ｄはｎ個の各入力をそれぞれ（ｋ＋１）個の出力線に出力を発生するｋ個のｎ連１×（ｋ＋１）光カプラ，１０ｅはｋ個の各入力に対してそれぞれ（ｋ＋１）個の出力線に切替えて出力を行うｎ個のｋ×（ｋ＋１）光スイッチ，１２ａはそれぞれｋ個のｎ連１×（ｋ＋１）光スイッチからの各入力に対して１の出力線に光信号を出力する（ｋ＋１）個のｎ連ｋ×１光スイッチ，１２ｂはそれぞれｋ個のｎ連１×（ｋ＋１）光スイッチからの各入力を結合して１つの出力線に光信号を出力する（ｋ＋１）個のｎ連ｋ×１光カプラである。
【００３７】
図６にはＮ＋１冗長の入力側系切替部の構成例１として(a) ，(b) ，(c) ，(d) の４つのタイプが示され，図中，(a) のタイプ１は第１段の各現用分の光スイッチ２の前段にｋ個（♯１〜♯ｋ）のｎ連１×（ｋ＋１）光スイッチ１０ｃと（ｋ＋１）個（♯１〜♯ｋ＋１）のｎ連（ｋ＋１）光スイッチ１２ａを設け，追加分の光スイッチ（図１の光スイッチ２の（ｋ＋１）番目）の前段に（ｋ＋１）番目のｎ連ｋ×１光スイッチ１２ａを設けたものである。(b) のタイプ２及び(c) のタイプ３はタイプ１において，それぞれｎ連１×（ｋ＋１）光スイッチ１０ｃをｎ連１×（ｋ＋１）光カプラ１０ｄに置き換え，ｎ連ｋ×１光スイッチ１２ａをｎ連ｋ×１光カプラ１２ｂに置き換えたものである。また，タイプ４はそれぞれｎ個の信号が入力されるｎ個のｋ×（ｋ＋１）光スイッチを設けたものである。
【００３８】
図７のＮ＋１冗長の出力側系切替部の構成例１において，５０ｃはｎ個の各入力に対してそれぞれｋ個の出力線の一つに切替えて出力を行う（ｋ＋１）個のｎ連１×ｋ光スイッチ，５０ｄは１個の入力をそれぞれｋ個の出力線に分配して出力を発生するｎ連１×ｋ光カプラ，５０ｅはそれぞれｎ個の入力を持つ（ｋ＋１）組の信号が入力され，ｎ×ｋの出力を発生するｎ個の（ｋ＋１）×ｋ光スイッチである。また，５１ｃはｋ個設けられた（ｋ＋１）×１光スイッチ，５１ｄはｋ個設けられた（ｋ＋１）×１光カプラである。
【００３９】
図７に示すＮ＋１冗長の出力側系切替部では，上記図６に示す入力側と同様に(a) ，(b) ，(c) ，(d) の４つのタイプを示す。(a) のタイプ１は，第３段の各光スイッチの各現用分光スイッチの後段にそれぞれｋ個のｎ連１×ｋ光スイッチ５０ｃとｎ連（ｋ＋１）×１光スイッチ５１ｃを設け，追加分光スイッチの後段に（ｋ＋１）番目のｎ連１×ｋ光スイッチ５０ｃを設けたものである。Ｎ＋１冗長の場合，故障が発生した装置に代わって予備装置に切替えられると，その予備装置がその本装置となり，故障が発生した装置が復旧した場合はその装置が予備装置となるよう出力系切替制御部も，上記入力系切替制御部と同様に制御される。(b) のタイプ２と(c) のタイプ３は，それぞれタイプ１においてそれぞれｎ連（ｋ＋１）×１光スイッチ５１ｃを（ｋ＋１）×１光カプラ５１ｄに置き換え，ｎ連１×ｋ光スイッチ５０ｃをｎ連１×ｋ光カプラ５０ｄに置き換えたものに相当し，(d) のタイプ４はｎ個の（ｋ＋１）×ｋ光スイッチ５０ｅを用いた構成である。
【００４０】
図８は１：Ｎ冗長の入力側系切替部の構成例２を示し，図９は１：Ｎ冗長の出力側系切替部の構成例２を示す。この図８，図９は上記図３の本発明の波長多重型の第２の原理構成における１：Ｎ冗長（予備装置が固定）の場合の入力側系切替部１ｂと，出力側系切替部５ｂとして構成される。
【００４１】
図８において，１３ａはそれぞれｎ個の波長（λ1 〜λｎ）の信号が多重化されたｋ個の波長多重信号が入力されてそれぞれ２つの出力の一方へ切替（選択）えられるｋ連１×２光スイッチ，１３ｂはそれぞれｎ個の波長（λ1 〜λｎ）が多重化されたｋ個の信号が入力されて２つの出力側に出力を発生するｋ連１×２光カプラ，１４ａはｋ個の入力の中から一つを選択して出力するｋ×１光スイッチ，１４ｂはｋ個の信号が入力されて１つの出力側に出力を発生するｋ×１光カプラである。
【００４２】
図８には１：Ｎ冗長の入力側系切替部の構成例２として(a) ，(b) ，(c) で示す３つのタイプが示され，(a) のタイプ１は第１段の各現用分の切替モジュール２ａ（図３）の１番目〜ｋ番目の前段にｋ連１×2 光スイッチ１３ａを配置し，追加分の切替モジュール２ａのｋ＋１番目の前段にｋ連１×2 光スイッチ１３ａからのｋ個の波長多重信号が入力するｋ×１光スイッチ１４ａを配置したものであり，現用分の切替モジュールに障害が発生した場合は，その障害が発生した切替モジュールへ供給される信号がｋ×１光スイッチ１４ａで選択されて追加分の切替モジュールへ出力される。(b) のタイプ２及び(c) のタイプ３はそれぞれタイプ１におけるｋ連１×2 光スイッチ１３ａをｋ連１×２光カプラ１３ｂに置き換え，ｋ×１光スイッチ１４ａをｋ×１光カプラ１４ｂに置き換えたものである。
【００４３】
次に図９において，５２ａはそれぞれｎ個の波長（λ1 〜λｎ）が多重化された２つの信号の一方を選択して出力するｋ連２×１光スイッチ，５２ｂはそれぞれｎ個の波長（λ1 〜λｎ）が多重化された２つの信号を１つの出力へ結合して出力するｋ連２×１光カプラ，５３ａはｎ個の波長（λ1 〜λｎ）の信号が多重化された１個の波長多重信号の入力をｋ個の出力の１つへ選択して出力する１×ｋ光スイッチ，５３ｂはｎ個の波長（λ1 〜λｎ）の信号が多重化された１個の波長多重信号の入力をｋ個の出力へ分配する１×ｋ光カプラである。
【００４４】
図９には１：Ｎ冗長の出力側系切替部の構成例２として，上記図８に示す入力側と同様に(a) ，(b) ，(c) で示す３つのタイプが示される。(a) のタイプ１は第３段の各現用分の切替モジュール４ａ（図３）の１番目〜ｋ番目の後段にｋ連２×１光スイッチ５２ａを配置し，追加分のｋ＋１番目の切替モジュール４ａの後段に１×ｋ光スイッチ５３ａを配置して，そのｋ個の各信号をそれぞれｋ連２×１光スイッチ５２ａの対応する入力に供給している。追加分（予備）の切替モジュールを通った信号はｋ連２×１光スイッチ５２ａで元の切替モジュール（障害が発生した切替モジュール）の位置に戻されて出力される。図９の(b) のタイプ２及び(c) のタイプ３は，それぞれタイプ１のｋ連２×１光スイッチ５２ａをｋ連２×１光カプラ５２ｂに置き換え，１×ｋ光スイッチ５３ａを１×ｋ光カプラ５３ｂに置き換えたものである。
【００４５】
図１０はＮ＋１冗長の入力側系切替部の構成例２を示し，図１１はＮ＋１冗長の出力側系切替部の構成例２を示す。この図１０，図１１は上記図３の本発明の波長多重型の第２の原理構成におけるＮ＋１冗長（予備装置が可変）の場合の入力側系切替部１ｂと，出力側系切替部５ｂの構成を示す。
【００４６】
図１０において，１４ａはそれぞれｎ個の波長（λ1 〜λｎ）の信号が多重化されたｋ個の波長多重信号が入力されてそれぞれ（ｋ＋１）個の出力の１つへ選択的に出力されるｋ連１×（ｋ＋１）光スイッチ，１４ｂはそれぞれｎ個の波長（λ1 〜λｎ）の信号が多重化されたｋ個の波長多重信号が入力されてそれぞれ（ｋ＋１）個の出力へ結合するｋ連１×（ｋ＋１）光カプラ，１４ｃは波長多重されたｋ個の入力信号と（ｋ＋１）個の出力とを切替え接続するｋ×（ｋ＋１）光スイッチ，１５ａはそれぞれｋ個の波長多重信号が入力されてそれぞれ１個の出力へ選択的に出力される（ｋ＋１）連ｋ×１光スイッチ，１５ｂはそれぞれｋ個の波長多重信号が入力されて１個の出力へ結合する（ｋ＋１）連ｋ×１光カプラである。
【００４７】
図１０にはＮ＋１冗長の入力側系切替部の構成例２として(a) ，(b) ，(c) ，(d) の４つのタイプが示され，(a) のタイプ１は第１段の各切替モジュール２ａの前段にｋ連１×（ｋ＋１）光スイッチ１４ａと（ｋ＋１）連ｋ×１光スイッチ１５ａを設け，ｋ連１×（ｋ＋１）光スイッチ１４ａによりｋ個の波長多重信号がｋ＋１個に切替え可能として，切替モジュールが障害になるとその切替モジュールの代わりに空き状態の１つの切替モジュール（予備として待機している切替モジュール）への出力を選択し，（ｋ＋１）連ｋ×１光スイッチ１５ａは予備から現用として選択された切替モジュールに対応する位置のスイッチが切替え制御されて，信号を選択出力する。
【００４８】
図１０の(b) のタイプ２及び(c) のタイプ３は図１０のタイプ１において，それぞれｋ連１×（ｋ＋１）光スイッチ１４ａをｋ連１×（ｋ＋１）光カプラ１４ｂに置き換え，（ｋ＋１）連ｋ×１光スイッチ１５ａを（ｋ＋１）連ｋ×１光カプラ１５ｂに置き換えたものである。また，図１０のタイプ４はｋ個の入力と（ｋ＋１）の出力を備えるｋ×（ｋ＋１）光スイッチを設けたものである。
【００４９】
次に図１１のＮ＋１冗長の出力側系切替部の構成例２において，５４ａは多数の波長（λ1 〜λｎ）信号が多重化された（ｋ＋１）個の波長多重信号が入力されてそれぞれｋ個の出力の１つへ選択的に出力される（ｋ＋１）連１×ｋ光スイッチ，５４ｂは（ｋ＋１）個の波長多重信号が入力されてそれぞれｋ個の出力へ分配する（ｋ＋１）連１×ｋ光カプラ，５４ｃは波長多重された（ｋ＋１）個の入力信号とｋ個の出力とを切替え接続する（ｋ＋１）×ｋ光スイッチ，５５ａはそれぞれｎ個の波長（λ1 〜λｎ）の信号が多重化された（ｋ＋１）個の波長多重信号が入力されてそれぞれ１個の出力を選択して出力するｋ連（ｋ＋１）×１光スイッチ，５５ｂはそれぞれｎ個の波長（λ1 〜λｎ）の信号が多重化された（ｋ＋１）個の波長多重信号が入力されて１個の出力へ結合するｋ連（ｋ＋１）×１光カプラである。
【００５０】
図１１にはＮ＋１冗長の出力側系切替部の構成例２として(a) ，(b) ，(c) ，(d) の４つのタイプが示され，(a) のタイプ１は第３段の各切替モジュール４ａ（図３）の後段に（ｋ＋１）連１×ｋ光スイッチ５４を配置して，それぞれ（ｋ＋１）個の入力からｋ個の出力を発生して，ｋ連（ｋ＋１）×１光スイッチ５５ａの各スイッチに入力されて，それぞれ１個の入力が選択（障害発生の切替モジュールからの入力は選択せず，代替の切替モジュールからの入力を選択）して合計ｋ個の出力が発生する。
【００５１】
図１１の(b) のタイプ２及び(c) のタイプ３は，それぞれタイプ１のｋ連（ｋ＋１）×２光スイッチ５５ａをｋ連（ｋ＋１）×１光カプラ５５ｂに置き換え，（ｋ＋１）連１×ｋ光スイッチ５４ａを（ｋ＋１）連１×ｋ光カプラ５４ｂに置き換えたものである。また，図１１のタイプ４は（ｋ＋１）個の入力とｋ個の出力を備える（ｋ＋１）×ｋ光スイッチを設けたものである。
【００５２】
図１２は光スイッチ（光空間スイッチという場合もある）の構成例を示す。
【００５３】
光スイッチは，本発明を構成する際に各部で使用する光スイッチの構成例を示す。図１２の例に示す光スイッチは，特公平６−６６９８２号公報に「光空間スイッチ」の発明として開示されているものである。図１２において，Ｓ１１〜Ｓ４４の各々は，それぞれ２×２（２入力２出力）の光基本スイッチであり，制御信号（図示省略）により切替状態がクロス（Cross)とバー(Bar) の２つの状態の一方を取る。図１２の例では，入力１（Inputs側の１）からの信号は光基本スイッチＳ１１へ入力されて光基本スイッチＳ１１のクロスの出力から次の光基本スイッチＳ２２のクロス状態の出力を通って光基本スイッチＳ３３へ入力される。光基本スイッチＳ３３の状態がバー方向に駆動されていると，バー方向に切替えられた信号は，次の光基本スイッチＳ４２へ入力され，クロス状態を通って出力２（Outputs 側の２）へ出力される。
【００５４】
次に図１３は本発明による光クロスコネクト装置の監視・制御系を含む全体の実施例の構成を示す。この実施例では，光クロスコネクト装置のスイッチング機構として，上記図３に示す本発明の波長多重型の第２の原理構成に対応する構成を備える例であるが，上記図１に示す本発明の単一波長型の原理構成及び図２に示す本発明の波長多重型の第１の原理構成に対応するスイッチング機構の実施例の場合にも同様の構成により適用することができる。
【００５５】
図１３において，１ｂ，２ａ・・・５ｂ等の各符号は全て上記図３の同一符号の各部と同じであるが，各部を特徴付ける数値が具体化され，上記図３における各数値を表す各符号ｎ，ｋ，ｍが次のような値となっている。すなわち，波長多重の数ｎ＝８（波長λ1 〜λ8)，入・出力する波長多重の信号（伝送路）の数ｋ＝７，第２段の光スイッチの数から１だけ減じた数ｍ＝１５である。
【００５６】
図１３において，１ｂは異なる８個の波長（λ1 〜λ8 ）の信号が多重化された７個の波長多重の伝送路が入力され，８個の入力の中から７個を切替（選択）出力する入力側系切替部，２ａは光アンプ６と分波器７及びき８×１６の光スイッチ２とから成る第１段の切替モジュール，３は８×８の光スイッチで構成される第２段の切替スイッチ，４ａはそれぞれ１６×８光スイッチ４と波長変換器８及び合波器９とからなる第３段の切替モジュール，５ｂは第３段の切替モジュール４ａから出力された８個の出力線を入力して７個を選択出力する出力側系切替部を表す。また，６０は各交換機またはノードの駆動・制御を行うためのオペレーションシステム，６１は上位のオペレーションシステム６０からの指示によりスイッチング機構を駆動する信号を発生すると共に各機構からの監視信号を収集する制御回路，６２はスイッチング機構の各部に対して駆動信号を出力すると共に各部状態を監視する監視信号が入力される駆動・監視回路である。
【００５７】
制御回路６１は，オペレーションシステム６０からパス設定信号（例えば，入力光リンク番号，入力波長値，出力リンク番号，出力波長値）を受信すると，その受信信号を基に入力側系切替部１ｂ，３段の切替モジュール２ａ，３，４ａ及び出力側系切替部５ｂの各光スイッチの制御ポイントを解析する。その結果，制御回路６１は光スイッチの駆動回路に制御信号を送出し，駆動回路では該信号から駆動信号を生成して送出する。また，各部において，監視回路で光信号の特性監視・パス接続監視等を行い，その結果を常時制御回路に通知する。制御回路が異常を判断すると，その旨をオペレーションシステム６０へ通知する。系切替はオペレーションシステム６０を介して行う場合と，ハード自律で行う場合の２つがある。
【００５８】
図１４乃至図１６は光クロスコネクト装置の制御フローである。
【００５９】
図１４は光クロスコネクト装置が正常時における制御フローであり，１：Ｎ冗長とＮ＋１冗長の両方に対し適用することができ，(a) は単一波長型（図１参照），(b) は波長多重型（図２，図３参照）の例を示す。
【００６０】
図１４の(a) 単一波長型の場合，最初にオペレーションシステムで入力光リンク番号と出力光リンク番号を含むパス設定信号を制御回路に送出すると（図１４の(a) のＳ１），制御回路ではパス設定信号を受信して解析を行い，入出力側系切替部の光スイッチの制御ポイントと光スイッチの第１段，第２段及び第３段の各光スイッチの制御ポイントを発生して駆動回路に送る（同Ｓ２）。なお，リンクとは伝送路を意味する。駆動回路では光スイッチの制御信号を受信すると，各光スイッチの駆動信号を送出する（図１４の(a) のＳ３）。図１４の(b) 波長多重型の場合，単一波長型に比べてオペレーションシステムからのパス設定信号に入力波長値と出力波長値とが追加された点で相違するだけで，基本的な制御フローは単一波長型と同様であり，説明を省略する。
【００６１】
図１５は１：Ｎ冗長の故障時における制御フローであり，単一波長型と波長多重型に共通する。装置内のどこかに故障が発生すると，監視回路（図１３の駆動・監視回路６２）により故障箇所が検出され，故障を検出した監視回路はその旨を通知する信号を制御回路に送出する（図１５のＳ１），故障箇所通知信号を受け取った制御回路は，該信号を基に制御箇所を解析し，所望の駆動回路に光スイッチ制御信号を送出する（同Ｓ２）。駆動回路では，その信号から駆動信号を生成し光スイッチに送出する（図１５のＳ３）。これにより，故障した装置から予備の装置に切替えられ，切替が完了すると（図１５のＳ４），制御回路はオペレーションシステムに故障切替が完了した旨を通知する信号を送出し（図１５のＳ５），オペレーションシステムはその信号を受信する（図１５のＳ６）。
【００６２】
その後，故障装置の故障箇所が復旧すると（図１５のＳ７），オペレーションシステムから制御回路にパス切り戻し信号が送出される（同Ｓ８）。この信号を受信した制御回路は，故障前に設定していた制御状態に再び戻すように制御箇所を解析して駆動回路に光スイッチ制御信号を送出する（図１５のＳ９）。駆動回路でこの制御信号を受信すると光スイッチ駆動信号を送出する（図１５のＳ１０）。これにより切り戻しが完了すると（図１５のＳ１１），制御回路はオペレーションシステムに切り戻しが完了した旨を通知する信号を送出し（同Ｓ１２），オペレーションシステムがこの切り戻し完了通知信号を受信することで処理を終了する（同Ｓ１３）。このように，故障が発生した場合には，以上の一連の動作を繰り返すことで復旧を図ることができる。
【００６３】
図１６はＮ＋１冗長の故障時における制御フローであり，単一波長型と波長多重型の両方に共通する。
【００６４】
この場合，装置内のどこかに故障が発生して切替が完了し，その旨を制御回路がオペレーションシステムに通知するところまで（図１６のＳ１〜Ｓ６）は上記図１５に示す１：Ｎ冗長の場合の制御フローと同じである。この後，Ｎ＋１冗長では，故障装置が復旧してもそのその装置が新たな予備装置となるだけで，切り戻しを行わないため制御が簡単になる。すなわち，故障切替完了通知信号をオペレーションシステムが受け取って（図１６のＳ６），その後故障箇所が復旧すると（同Ｓ７），予備用として待機する（同Ｓ８）。
【００６５】
次に本発明の各構成例における動作例を以下に説明する。
【００６６】
図１７乃至図２０は，単一波長型の構成例における動作例（その１）〜（その４）であり，図１７は故障が無い場合，図１８は第１段の故障，図１９は第２段の故障，図２０は第３段が故障の各場合の光スイッチのクロスコネクトの様子を示す。
【００６７】
図１７乃至図２０に示す構成は，上記図１に示す本発明の単一波長型の原理構成に対応する構成であり，図１に示すｎ，ｋ，ｍのそれぞれの値がｎ＝２，ｋ＝２，ｍ＝２とした例である。図１７乃至図２０において，１は４入力６出力の入力側系切替部，２は２×３の第１段の光スイッチ，３は３×３の第２段の光スイッチ，４は３×２の第３段の光スイッチ，５は第３段の各光スイッチからの２×３の信号が入力されて上記入力側系切替部１の動作に対応して切替えて２×２個が出力される出力側系切替部である。
【００６８】
図１７に示すように故障がない状態では，入力伝送路♯１の信号Ａは▲１▼で示す経路で第１段の１番目の光スイッチ，第２段の第１番目の光スイッチ及び第３段の第１番目を経由して２番目の出力伝送路♯２に出力されている。入力伝送路♯２の信号Ｂは▲２▼で示す経路で第１段の１番目の光スイッチ，第２段の２番目の光スイッチ及び第３段目の２番目の光スイッチを経由して３番目の出力伝送路♯３から出力されている。入力伝送路♯３の信号Ｃは，▲３▼で示す経路で信号は第１段の２番目の光スイッチ，第２段の２番目の光スイッチ，第３段の１番目の光スイッチを経由して出力伝送路♯１に出力される。入力伝送路♯４の信号Ｄは，▲４▼で示す経路で第１段の２番目の光スイッチ，第２段の１番目の光スイッチ及び第３段の２番目の光スイッチを経由して出力伝送路♯４に出力される。
【００６９】
図１８は上記図１７の故障が無い状態で，第１段の１番目の光スイッチ２が故障した場合であり，この故障の検出により入力側系切替部１を切替えて信号Ａと信号Ｂの経路▲１▼，▲２▼の第１段の１番目の光スイッチの代わりに▲１▼’，▲２▼’で示す第１段の追加分（３番目）の光スイッチに切替える。また，第１段の追加分の光スイッチ（３番目）では，光信号ＡとＢが接続されていた第２段の現用分の光スイッチ（１番目と２番目）に出力されるようスイッチングする。そして第２段の光スイッチ３では，光信号ＡとＢが接続されていた第３段の光スイッチ（１番目と２番目）に出力されるようスイッチングする。
【００７０】
図１９は上記図１７の故障が無い状態で，第２段の２番目の光スイッチ３が故障した場合である。この故障を検出すると，この光スイッチを流れていた光信号ＢとＣを第１段の光スイッチの出力を第２段の追加分の光スイッチ（３番目）に出力されるよう▲２▼’，▲３▼’の経路にスイッチングする。そして，第３段の光スイッチでは光信号ＢとＣを出力側系切替部５に出力されるようスイッチングする。
【００７１】
図２０は上記図１７の故障が無い状態で，第３段の２番目の光スイッチ４が故障した場合である。この故障を検出すると，この光スイッチを流れていた光信号ＢとＤを第２段の光スイッチ（２番目）の出力を３段の追加分（３番目）の光スイッチ４に出力されるようスイッチングする。また，３段の追加分（３番目）の光スイッチ４では光信号ＢとＤを出力側系切替部５に出力されるよう▲２▼’，▲４▼’の経路にスイッチングする。そして，出力側系切替部５では，光信号ＢとＤが接続されていた光伝送路に出力されるようスイッチングする。
【００７２】
図２１乃至図２４は，波長多重型の構成例における動作例（その１）〜（その４）であり，図２１は故障が無い場合，図２２は１段の故障，図２３は２段の故障，図２４は３段が故障の各場合の光スイッチのクロスコネクトの様子を示す。
【００７３】
図２１乃至図２４に示す構成は，上記図３に示す本発明の波長多重型の原理構成２に対応する構成であり，図３に示すｎ，ｋ，ｍのそれぞれの値がｎ＝２，ｋ＝２，ｍ＝２とした例である。図２１乃至図２４において，１ｂは２入力３出力の入力側系切替部，２ａは光アンプ６，分波器７で２つの波長（λ1 〜λ2 ）信号に分波された信号が入力される２×３の光スイッチ２とで構成された第１段の切替モジュール，３は第２段の光スイッチ，４ａは３×２光スイッチ４，波長変換器８，合波器９及び光アンプ６とで構成された第３段の切替モジュール，５ｂは２個の異なる波長（λ1 〜λ2 ）が多重化された３個の伝送路の入力から２個を切替えて出力する出力側系切替部である。
【００７４】
故障がない状態では，図２１に示すように入力伝送路♯１の多重化された信号Ａ，Ｂと入力伝送路♯２の多重化された信号Ｃ，Ｄは第１段の切替モジュール２ａにおいて分波された後▲１▼，▲２▼及び▲３▼，▲４▼で示す経路で光スイッチ２で切替えられ，第２段の光スイッチ３で切替えられ，第３段の切替モジュール４ａに供給されて合波されて２つの多重化された上で出力側系切替部５ｂから２つの出力伝送路♯１，♯２に出力される。
【００７５】
図２２は上記図２１の故障が無い状態に対し，第１段の１番目の切替モジュール２ａが故障した場合であり，この故障の検出により入力側系切替部１を切替えて信号Ａ，Ｂの経路▲１▼，▲２▼の切替モジュール２ａの代わりに▲１▼’，▲２▼’で示す第１段の追加分（３番目）の切替モジュール２ａに切替える。また，第１段の追加分の切替モジュール２ａ（３番目）では，光信号ＡとＢが接続されていた第２段の現用分の光スイッチ３（１番目と２番目）に出力されるようスイッチングされる。また，第２段の光スイッチ３（１番目と２番目）では，光信号ＡとＢが接続されていた第３段の切替モジュール４ａの光スイッチ４（１番目と２番目）に出力されるようスイッチングされる。なお，１：Ｎ冗の場合，故障モジュール（第１段の１番目の切替モジュール２ａ）が復旧すると，元の状態（図２１参照）に切戻す制御を行う必要があるが，Ｎ＋１冗長の場合は，故障モジュールが復旧しても切戻しを行わず，そのモジュールが予備装置となる。
【００７６】
図２３は上記図２１の故障が無い状態で，第２段の２番目の光スイッチ３が故障した場合である。この故障を検出すると，この光スイッチを流れていた光信号Ｂ，Ｃを第１段の１番目と２番目の切替モジュール２ａの光スイッチ２から第２段の追加分の光スイッチ（３番目）に出力されるよう▲２▼’，▲３▼’の経路にスイッチングする。そして，第３段の切替モジュール４ａ（１番目と２番目）の光スイッチ４では光信号ＢとＣを出力側系切替部５に出力されるようスイッチングする。この場合も，故障モジュールが復旧した場合，上記図２２に説明したのと同様に１：Ｎ冗長とＮ＋１冗長に対応した制御が行われる。
【００７７】
図２４は上記図２１の故障が無い状態で，第３段の２番目の切替モジュール４ａが故障した場合である。この故障を検出すると，この２番目の切替モジュール４ａの光スイッチ４を流れていた光信号ＢとＤを第３段の追加分（３番目）の切替モジュール４ａに出力されるよう第２段の光スイッチ３（１番目と２番目）をスイッチングする。更に第３段の３番目の切替モジュールの光スイッチ４で光信号ＢとＤを出力側系切替部５に出力されるようスイッチングする。これにより，▲２▼’と▲４▼’の経路が形成される。この場合も，故障モジュールが復旧した場合，上記図２２に説明したのと同様に１：Ｎ冗長とＮ＋１冗長に対応した制御が行われる。
【００７８】
次に図２５，図２６により代表的な系切替部の動作内を説明する。
【００７９】
図２５は単一波長型光クロスコネクト系切替部の動作例（１：Ｎ）であり，(a) は上記図４に示す入力側系切替部（１：Ｎ）のタイプ１に対応した構成で, ｎ＝２，ｋ＝２の場合に該当し，１０ａは２個設けられた２連１×２光スイッチであり，１１ａは２組の信号入力から追加分の光スイッチへ出力する信号を選択する２連２×１光スイッチである。故障がない状態では，(a) の(1) に示すように１番目と２番目の２連１×２光スイッチ１０ａは共に入力された光信号をそのまま太線で示す経路を通って出力されるが, 光クロスコネクトの第１段の１番目側で故障が発生すると(a) の(2) に示すように１番目の２連１×２光スイッチ１０ａは入力された２つの信号を点線で示すように２連２×１光スイッチ１１ａ側へ出力するよう切替えて，２連２×１光スイッチ１１ａでは１番目の光スイッチ１０ａから入力する信号を選択して出力する動作を行う。
【００８０】
図２５の(b) は上記図５に示す出力側系切替部（１：Ｎ）のタイプ１に対応した構成で, ｎ＝２，ｋ＝２の場合に該当し，５０ａは２個設けられた２連２×１光スイッチであり，５１ａは各信号入力を２つの出力の一方へ選択して出力する２連１×２光スイッチである。故障がない状態では，(b) の(1) に示すように１番目と２番目の２連２×１光スイッチ５０ａはそれぞれの入力信号を太線で示すように対応する出力側へ出力するが，光クロスコネクトの第３段の２番目へ入力する信号を発生する光スイッチに故障が発生して，その追加分の光スイッチに切替えられると，(b) の(2) に示すように追加分の光スイッチから入力された信号を２番目の出力側へ供給するよう，２連１×２光スイッチ５１ａは点線で示す経路に切替えられる。
【００８１】
次に図２６は波長多重型光クロスコネクト系切替部の動作例（Ｎ＋１）であり，(a) は上記図１０に示す入力側系切替部（Ｎ＋１）のタイプ１に対応する構成で, ｎ＝２，ｋ＝２の場合に該当し，１４ａは２個設けられた２連１×３光スイッチであり，１５ａは２組の信号入力から１段目のモジュールへ出力する信号を選択する３連２×１光スイッチである。故障がない状態では，(a) の(1) に示すように２連１×３光スイッチ１４ａは波長多重された２つの光信号をそのまま太線で示す経路を通って出力するが, 光クロスコネクトの第１段の１番目側で故障が発生すると(2) に示すように２連１×３光スイッチ１４ａの１番目は入力された光信号を３連２×１光スイッチ１５ａの３番目側へ出力するよう切替えて，３連２×１光スイッチ１５ａでは２連１×３光スイッチ１４ａの１番目から入力する信号を選択して出力する動作を行う。この後，故障装置が復旧しても，この入力側系切替部はＮ＋１冗長対応であるため切戻しを行わない。
【００８２】
図２６の(b) は上記図１１に示す出力側系切替部（Ｎ＋１）のタイプ１に対応する構成で, ｎ＝２，ｋ＝２の場合に該当する。図中，５４ａは３連１×２光スイッチであり，５５ａは２連３×１光スイッチである。故障がない状態では，(b) の(1) に示すように３連１×２光スイッチ５４ａは波長多重された２つの光信号をそのまま太線で示す経路を通って出力し，２連３×１光スイッチ５５ａは入力された光信号を太線で示すようにそのまま出力する。これに対し，光クロスコネクトの第３段の２番目側で故障が発生すると(b) の(2) に示すように３連１×２光スイッチ５４ａの２番目からは信号が入力されず，第３段の追加分（３番目）から入力された光信号が３連１×２光スイッチ５４ａの３番目へ入力される。３連１×２光スイッチ５４ａはこの入力信号を２連３×１光スイッチ５５ａの２番目へ向かう出力に切替えて出力する。２連３×１光スイッチ５５ａでは３入力の中から，３連１×２光スイッチ５４ａの３番目から入力する信号を選択して出力伝送路へ出力する。
【００８３】
【発明の効果】
本発明によれば，光スイッチまたは切替モジュールの３段接続からなる光クロスコネクト装置において，各段に対して１個の光スイッチまたは切替モジュールを備え，その入出力側に系切替部を設けて１：Ｎ冗長またはＮ＋１冗長の構成をとることによりハード量の小型化，系切替時に発生する信号断を軽減または防止することが可能となる。すなわち，従来の１：１の現用系と予備系との切替えでは１つの現用系の光信号の障害検出で全ての光信号を予備系に切替えるため信号断を避けることができなかった。
【００８４】
これにより，光伝送システムの性能向上を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の単一波長型の原理構成を示す図である。
【図２】本発明の波長多重型の第１の原理構成を示す図である。
【図３】本発明の波長多重型の第２の原理構成を示す図である。
【図４】１：Ｎ冗長の入力側系切替部の構成例１を示す図である。
【図５】１：Ｎ冗長の出力側系切替部の構成例１を示す図である。
【図６】Ｎ＋１冗長の入力側系切替部の構成例１を示す図である。
【図７】Ｎ＋１冗長の出力側系切替部の構成例１を示す図である。
【図８】１：Ｎ冗長の入力側系切替部の構成例２を示す図である。
【図９】１：Ｎ冗長の出力側系切替部の構成例２を示す図である。
【図１０】Ｎ＋１冗長の入力側系切替部の構成例２を示す図である。
【図１１】Ｎ＋１冗長の出力側系切替部の構成例２を示す図である。
【図１２】光スイッチの構成例を示す図である。
【図１３】本発明による光クロスコネクト装置の監視・制御系を含む全体の実施例の構成を示す図である。
【図１４】光クロスコネクト装置が正常時における制御フローを示す図である。
【図１５】１：Ｎ冗長の故障時における制御フローを示す図である。
【図１６】Ｎ＋１冗長の故障時における制御フローを示す図である。
【図１７】単一波長型の構成例における動作例（その１）を示す図である。
【図１８】単一波長型の構成例における動作例（その２）を示す図である。
【図１９】単一波長型の構成例における動作例（その３）を示す図である。
【図２０】単一波長型の構成例における動作例（その４）を示す図である。
【図２１】波長多重型の構成例における動作例（その１）を示す図である。
【図２２】波長多重型の構成例における動作例（その２）を示す図である。
【図２３】波長多重型の構成例における動作例（その３）を示す図である。
【図２４】波長多重型の構成例における動作例（その４）を示す図である。
【図２５】単一波長型光クロスコネクト系切替部の動作例（１：Ｎ）を示す図である。
【図２６】波長多重型光クロスコネクト系切替部の動作例（Ｎ＋１）を示す図である。
【図２７】光クロスコネクト装置と光ネットワークのの構成例を示す図である。
【図２８】従来の光クロスコネクトシステムの構成を示す図である。
【図２９】従来の単一波長型光ＸＣの冗長構成を示す図である。
【図３０】従来の波長多重型光ＸＣの冗長構成を示す図である。
【符号の説明】
１    入力側系切替部
２    ｎ×（ｍ＋１）の第１段の光スイッチを含む切替モジュール
３    （ｋ＋１）×（ｋ＋１）の第２段の光スイッチを含む切替モジュール
４    （ｍ＋１）×ｎの第３段の光スイッチを含む切替モジュール
５    出力側系切替部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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