(57)【要約】【課題】  将来のフレキシブルで経済的な光ネットワークを構成する上で必要な安価で高信頼の光波長ルータを提供する。【解決手段】  上記の目的を達成するために本発明に係わる光波長ルータは従来法で使用されている光スイッチの代わりに可変光減衰器アレイを用いその入出力側にそれぞれ光分岐器と光コンバイナを用いそれぞれの光コンバイナの入力に各光分岐器の出力から１芯ずつ接続されるように光パスを構成し異なった波長のＷＤＭ入力信号を可変光減衰器の各チャンネルの減衰量を制御することによって所望の出力端子に切り替えるように工夫した。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｍ，Ｎをそれぞれ整数として、Ｍ個の１×Ｎ光分岐器とその出力がＭ×Ｎチャンネルの可変光減衰器アレイに接続され該可変光減衰器アレイの出力がＮ個のＭ×１光コンバイナに接続されるような光分岐器アレイ、該可変光減衰器アレイ、光コンバイナアレイがシリーズに接続される光サブシステムを有する光波長ルータにおいて、該各光コンバイナのＭ個の入力にＭ個の該光分岐器の出力のどれかが１芯ずつ繋がるように光パスを構成し、Ｍ個の該光分岐器に入力されたＭ個の異なった波長のＷＤＭ入力信号を該可変光減衰器アレイの各チャンネルの減衰量を制御することによってＮ個の該光コンバイナの出力端子に切り替えることを特徴とする光波長ルータ。
【請求項２】
請求項１に記載の光波長ルータにおいて、該可変光減衰器アレイが光路を遮断するシャッターまたはＯＮ／ＯＦＦの光スイッチであることを特徴とする光波長ルータ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光波長ルータにおいて、該光分岐器と光コンバイナの少なくとも一方が平面基板上の導波路によって形成されていることを特徴とする光波長ルータ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の光波長ルータにおいて、Ｍ個の１×Ｎ光分岐器とＮ個のＭ×１光コンバイナの少なくとも１つが平面基板上の導波路によって形成されていることを特徴とする光波長ルータ。
【請求項５】
請求項４に記載の光波長ルータにおいて、該Ｍ個の１×Ｎ光分岐器およびＮ個のＭ×１光コンバイナがそれぞれ一つの平面基板上の導波路によって形成されていることを特徴とする光波長ルータ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の光波長ルータにおいて、該可変光減衰器アレイの入出力光ファイバの先端が、それぞれＮ×Ｍ芯ごとガラスＶ溝に固定された光ファイバアレイ化され、それぞれＭ×Ｎ芯の光分岐器、Ｍ×Ｎ芯の光コンバイナと直接結合され、内部にスプライス部を有しないことを特徴とする光波長ルータ。
【請求項７】
請求項６に記載の光波長ルータにおいて、該可変光減衰器アレイの入出力光ファイバの先端部分がそれぞれＭ×Ｎ芯にテープ化されていることを特徴とする光波長ルータ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の光波長ルータにおいて、該可変光減衰器アレイの出力側にＭ×Ｎチャネルの少なくとも一部を監視することができるモニターと該モニターの出力に対応して該可変光減衰器アレイの出力を制御できる制御手段を有することを特徴とする光波長ルータ。
【請求項９】
請求項２〜８のいずれか１項に記載の光波長ルータにおいて、該可変光減衰器アレイがＰＬＺＴを使用した光スイッチであることを特徴とする光波長ルータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は光ネットワーキングに必要なＷＤＭ（波長多重）信号の波長を複数の出力ポートにルーティングする光波長ルータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】  インターネットの急速な普及による今後の通信トラフィックの増大に対応するため光伝送システムの大容量化が必要になっている。このためＷＤＭシステムの波長チャンネルの高密度化が進んでいる。またメトロネットワークは長距離回線とアクセス系に繋がる地域系との中継的な役割をになっておりネットワークをフレキシブルに構成する必要が出てきている。特にノードにおいては遠隔操作で自動的に任意の入力ＷＤＭ信号を任意の出力ポートに出力するいわゆるＲＯＡＤＭ（Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｄｄ−Ｄｒｏｐ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）またはＷＳＳ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｓｗｉｔｃｈ）が運用コスト、設備コストを低減する上で重要な光部品となっている。【０００３】  従来の波長選択スイッチの例として非特許文献１があり、基本構成を図６に示す。すなわち任意のＷＤＭ信号を任意の出力ポートにスイッチングする場合には初段で分波器１で分波し各波長成分ごとに光スイッチ２ａ〜２ｍで出力ポートにスイッチングし最終段でポートごとに波長合波器３ａ〜３ｎで合波するのが普通のやり方である。
すなわちスイッチの個数はＷＤＭ波長数ｍだけ、合波器は出力ポート数ｎだけ必要であり、初段の分波器とスイッチ間、スイッチと合波器間に多数の光接続部４が必要となる。従って従来のＲＯＡＤＭは部品点数が多く組み立て工数も多いので高価で挿入損失も大きかった。【０００４】  光スイッチ２の部分は機械的なファイバ可動式、ＭＥＭＳミラー式、導波路型の熱光学式、液晶式などが検討されている。しかし基本構成は図６に示された構成となっている。この方式では複数の波長信号を複数の出力ポートに出力するいわゆる放送モードができない。【０００５】  従来の波長選択スイッチのもう一つの難点は製品のコードが使用する合分波器によって異なる点である。３０チャンネル以上のＡＷＧ（Ａｒｒａｙｅｄ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  Ｇｒａｔｉｎｇ）を使用すれば問題ないがチャンネル数が少ないときは使用する波長にコンパティブルな合分波器を使用しなければならない。
既にＩＴＵでＷＤＭ信号の波長は規格化されているが従来の波長選択スイッチはいわゆるシングルコード（部品コードが単一）ではなく使用する波長ごとに在庫が必要であった。【０００６】  従来の波長選択スイッチのもう一つの難点は上述したように光スイッチを使うため一つのＷＤＭ信号を同時に出力ポートに分岐するいわゆる放送モードのスイッチングができなかったことである。【０００７】
【非特許文献１】  Ｔｈｏｍａｓ  Ｓｔｒａｓｓｅｒ  ”ＲＯＡＤＭ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  ａｎｄ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”ＯＦＣＮＦＯＥＣ２００６，Ｓｈｏｒｔ  Ｃｏｕｒｓｅ  ＳＣ２６１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  本発明の目的は上記の従来技術の問題点を解決し低価格で任意の入力ＷＤＭ信号を任意の出力ポートに切り替えることができるシングルコードの光波長ルータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  上記の目的を達成するために本発明に係わる光波長ルータは従来法で使用されている光スイッチの代わりに可変光減衰器（Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ）アレイを用いその入出力側にそれぞれ光分岐器と光コンバイナを用いそれぞれの光コンバイナの入力に各光分岐器の出力から１芯ずつ接続されるように接続し、異なった波長のＷＤＭ入力信号を可変光減衰器の各チャンネルの減衰量を制御することによって所望の出力端子に切り替えるように工夫した。【００１０】  以下、本発明をさらに具体的に説明する。
本発明の例としての第１の発明（以下、発明１という）による光波長ルータは、Ｍ，Ｎをそれぞれ整数として、Ｍ個の１×Ｎ光分岐器とその出力がＭ×Ｎチャンネルの可変光減衰器アレイに接続され該可変光減衰器アレイの出力がＮ個のＭ×１光コンバイナに接続されるような光分岐器アレイ、該可変光減衰器アレイ、光コンバイナアレイがシリーズに接続される光サブシステムを有する光波長ルータにおいて、該各光コンバイナのＭ個の入力にＭ個の該光分岐器の出力のどれかが１芯ずつ繋がるように光パスを構成し、Ｍ個の該光分岐器に入力されたＭ個の異なった波長のＷＤＭ入力信号を該可変光減衰器アレイの各チャンネルの減衰量を制御することによってＮ個の該光コンバイナの出力端子に切り替えることを特徴とする光波長ルータである。【００１１】  本発明の例としての前記発明１を展開した第２の発明（以下、発明２という）は、発明１に記載の光波長ルータにおいて、該可変光減衰器アレイが光路を遮断するシャッターまたはＯＮ／ＯＦＦの光スイッチであることを特徴とする光波長ルータである。【００１２】  本発明の例としての前記発明１または２を展開した第３の発明（以下、発明３という）は、発明１または２に記載の光波長ルータにおいて、該光分岐器と光コンバイナの少なくとも一方が平面基板上の導波路によって形成されていることを特徴とする光波長ルータである。【００１３】  本発明の例としての前記発明１〜３を展開した第４の発明（以下、発明４という）は、発明１〜３のいずれか１項に記載の光波長ルータにおいて、Ｍ個の１×Ｎ光分岐器とＮ個のＭ×１光コンバイナの少なくとも１つが平面基板上の導波路によって形成されていることを特徴とする光波長ルータである。【００１４】  本発明の例としての前記発明４を展開した第５の発明（以下、発明５という）は、発明４に記載の光波長ルータにおいて、該Ｍ個の１×Ｎ光分岐器およびＮ個のＭ×１光コンバイナがそれぞれ一つの平面基板上の導波路によって形成されていることを特徴とする光波長ルータである。【００１５】  本発明の例としての前記発明１〜５を展開した第６の発明（以下、発明６という）は、発明１〜５のいずれか１項に記載の光波長ルータにおいて、該可変光減衰器アレイの入出力光ファイバの先端が、それぞれＮ×Ｍ芯ごとガラスＶ溝に固定された光ファイバアレイ化され、それぞれＭ×Ｎ芯の光分岐器、Ｍ×Ｎ芯の光コンバイナと直接結合され、内部にスプライス部を有しないことを特徴とする光波長ルータである。【００１６】  本発明の例としての前記発明６を展開した第７の発明（以下、発明７という）は、発明６に記載の光波長ルータにおいて、該可変光減衰器アレイの入出力光ファイバの先端部分がそれぞれＭ×Ｎ芯にテープ化されていることを特徴とする光波長ルータである。【００１７】  本発明の例としての前記発明１〜７を展開した第８の発明（以下、発明８という）は、発明１〜７のいずれか１項に記載の光波長ルータにおいて、該可変光減衰器アレイの出力側にＭ×Ｎチャネルの少なくとも一部を監視することができるモニターと該モニターの出力に対応して該可変光減衰器アレイの出力を制御できる制御手段を有することを特徴とする光波長ルータである。【００１８】  本発明の例��しての前記発明２〜８を展開した第９の発明（以下、発明９という）は、発明２〜８のいずれか１項に記載の光波長ルータにおいて、該可変光減衰器アレイがＰＬＺＴを使用した光スイッチであることを特徴とする光波長ルータである。【００１９】  なお、本発明は前記の例に狭く限定されず、本発明の技術思想に基づいて多くのバリエーションを可能とするものである。
【発明の効果】
【００２０】  以上説明したように、本発明の光波長ルータは、現在すでに商用化されている標準の波長依存性のない光部品を使って構成できるため低コストでしかもシングルコード化できるので、光ネットワークに実用されればその設備費や在庫管理などの点において大きな経済効果をもたらす。また従来の波長選択スイッチで難点があった放送モードを含む任意のＷＤＭ信号の任意の出力ポートへの切り替えが高速にできるためダイナミックな光ネットワークが経済的に構成できるので今後の急増するトラフィックに対応できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】  以下、図を用いて本発明の光波長ルータの構造および製造方法の実施例を説明する。図１は本発明の光波長ルータの基本構成図である。ここでは４つの入力ＷＤＭ信号５ａ−５ｄを４つの出力ポート１０ａ−１０ｄに切り替える光波長ルータを検討した。ここでは簡単のためＭ＝Ｎ＝４の場合の実施例を示す。各入力のＷＤＭ信号は４分岐器６ａ−６ｄによってそれぞれ４分岐される。４つの４分岐器の１６本の光ファイバの出力を図のように可変光減衰器（ＶＯＡ）アレイ７の入力端子と接続する。ＶＯＡアレイ７の出力端子と光コンバイナ９ａ〜９ｄ図示のように接続する。符号８はＶＯＡの制御電子回路部である。【００２２】  ＶＯＡアレイ７の出力は４つの光コンバイナと図１のように接続した。ここで用いたＶＯＡアレイはチャンネル数が１６の市販品である。たとえば米国Ｇｅｍｆｉｒｅ社の１６ポートＶａｒｉａｂｌｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ  Ａｒｒａｙなどが使える。減衰量の可変速度は数ｍｓと機械的スイッチより高速であった。ここでＶＯＡアレイの各チャンネルの減衰量を０から最大減衰量、約４０ｄＢ、まで変化させることによって入力の４つのＷＤＭ信号を任意のポートに所望の光レベルで切り替えることができる。なおここでは減衰量のダイナミックレンジが４０ｄＢのＶＯＡアレイを用いたが減衰量を４０ｄＢに設定すると実質的にＷＤＭ信号をブロックすることができる。【００２３】  なお、ＶＯＡアレイ７としては、光路を遮断するシャッターや光路の断続を行うＯＮ／ＯＦＦの光スイッチを用いることができる。【００２４】  光スイッチとしては、ＭＥＭＳ方式やＰＬＺＴ，ＬｉＮｂＯ３などの電気光学方式の光スイッチを用いることができる。特に、ＰＬＺＴ，ＬｉＮｂＯ３などの電気光学方式の光スイッチを用いると数ｎｓ（ナノ秒）の極めて高速な光路制御が可能となるという大きな利点がある。【００２５】  図２は構成部品間の光ファイバの接続方法を示す説明図である。ＶＯＡアレイ７の入出力部のそれぞれ１６本の光ファイバを同図のように４芯ずつ束ね４芯テープ化部１１ａ−１１ｄ，１５ａ−１５ｄで部分的に４芯テープ化し、４芯ファイバアレイ部１２ａ−１２ｄ，１６ａ−１６ｄでガラスＶ溝に固定し端面を研磨し４芯のファイバアレイを作った。また１芯ガラスＶ溝ブロック１４ａ−１４ｄ，１８ａ−１８ｄと分岐チップ１３ａ−１３ｄおよびコンバイナチップ１７ａ−１７ｄをそれぞれ予め調芯固定しておいた。その後入出力部の８個のファイバアレイと８個の分岐およびコンバイナチップをそれぞれ調芯固定した。このように組み立てることによって内部にスプライス部を含まない光波長ルータを構成することができた。【００２６】  ここで使用した光分岐器と光コンバイナは部品としては同一で入出力を逆向きに使用している。光分岐器、光コンバイナは平面光導波路型を用いた。これらの光部品は波長特性がないので入力のＷＤＭ信号は波長が互いに異なってさえいればよいので光源波長への制約がなくまた光波長ルータの部品としてシングルコード化できた。【００２７】  図３は本発明の光波長ルータの基本構成図で、構成が異なる例である。符号１３，１７は１×４の分岐器が４個搭載された平面導波路である。す��わち、４個の１×４の分岐器は一つの平面基板上の導波路によって形成されている。符号１４，１８は４芯の光ファイバアレイ、１２，１６は１６芯の光ファイバアレイである。【００２８】  入出力部に複数の独立の分岐器を用いる代わりに、図３の例のように、Ｍ個の光分岐器およびＮ個の光分岐器の少なくとも一方を一つの平面基板上の導波路によって集積化された光分岐器として形成することによって、本発明の光波長ルータの組立工程における光分岐器、光コンバイナと光スイッチあるいはＶＯＡアレイとの結合部の数が大幅に減り、工数を大幅に減らすことができるとともに、信頼性を大幅に向上でき、製造歩留まりを大幅に改善することができる。【００２９】  図４は本発明の光波長ルータの基本構成図で、前記とさらに構成が異なる例で、図示のようにＶＯＡアレイ７の出力側にタップモニター２１を挿入し、Ｍ×Ｎチャンネルの出力をモニターし、ＶＯＡの出力を高精度に制御できるようにした例である。【００３０】  本発明の光波長ルータは部品的には内部に２つの分岐器、ひとつの可変光減衰器アレイを含む。したがってその挿入損失は理論的な分岐損失１２ｄＢとこれらの光部品の挿入損失、および部品相互の結合損失の和となる。挿入損失の実験結果はおよそ１６ｄＢであった。【００３１】  本発明の光波長ルータの一つの応用例を図５に示す。図５は本発明光波長ルータの挿入損失を補償するために光ファイバアンプを用いた応用例である。図５で符号１は波長分波器、１９は本発明の光波長ルータ、２０は光ファイバアンプである。本発明の光波長ルータの機能は異なった複数の波長成分の任意の組み合わせを任意のポートに切り替えるものである。図５にはＷＤＭ信号が伝搬する光ファイバの出力をアンプ２０で増幅し波長分波器１で４つの波長成分あるいは波長バンド（帯）に分離し本発明の光波長ルータに接続する形態の一つの実施例を示す。この場合にはもはや部品としてはシングルコードではなくなるが最近メトロ系、加入者系で普及しつつあるＣＷＤＭの規格化波長８波の内の４波を用いることができる。なお、本発明の光波長ルータの光減衰器の減衰量および光スイッチのＯＮ／ＯＦＦの切り替えを実行する電気信号は通信回線によってセントラルオフィス（ＣＯ）から遠隔地に供給し光波長ルータを遠隔制御することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】  以上説明したように、本発明の光波長ルータは低コストでしかもシングルコード化できるので、光ネットワークに実用されればその経済効果が大きく、また従来の波長選択スイッチで難点があった放送モードを含む任意のＷＤＭ信号の任意の出力ポートへの切り替えが高速にできるためダイナミックな光ネットワークが経済的に構成でき、今後の急増するトラフィックに対応できる。したがって、本発明は光通信分野の発展に大きく貢献することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】  本発明の光波長ルータの基本構成図である。
【図２】  本発明の光波長ルータの構成部品間の光ファイバの接続方法を示す説明図である。
【図３】  本発明の光波長ルータの他の例の基本構成図である。
【図４】  本発明の光波長ルータのさらに他の例の基本構成図である。
【図５】  本発明の光波長ルータの光ファイバアンプと分波器を使った応用例について説明する図である。
【図６】  従来の標準的な波長選択スイッチの基本構成図である。
【符号の説明】
【００３４】１：波長分波器
２ａ〜２ｍ：光スイッチ
３ａ〜３ｎ：波長合波器
４：接続部
５ａ〜５ｄ：入力ＷＤＭ信号
６ａ〜６ｄ：光分岐器
７：可変光減衰器アレイ
８：可変光減衰器アレイの制御電子回路部
９ａ〜９ｄ：光コンバイナ
１０ａ〜１０ｄ：出力ポート
１１ａ，１１ｄ，１５ａ，１５ｄ：４芯テープ化部
１２，１４，１６，１８：光ファイバアレイ
１２ａ，１２ｄ，１６ａ，１６ｄ：４芯ファイバアレイ部
１３，１７：１×４の分岐器が４個搭載された平面導波路
１３ａ，１３ｄ：４分岐チップ
１２，１４，１６，１８：光ファイバアレイ
１４ａ，１４ｄ，１８ａ，１８ｄ：１芯ファイバＶ溝ブロック
１７ａ，１７ｄ：光コンバイナチップ
１９：本発明の光波長ルータ
２０：光ファイバアンプ
２１：タップモニター
【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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