(57)【要約】【課題】PDアレイの点数を減らし、WDMシステムにおける光パワーモニタの構成を簡易にし、小型化、低コスト化された光信号モニタ装置、光システム及び光信号モニタ方法を提供すること。【解決手段】光パワーモニタ１は、４つの入力ポート３１を備えた光スイッチ３０と、４８ポートの出力ポートを備えたDMUX２と、８チャンネルのPDアレイを内蔵したCSP型PDアレイモジュール５０を６台とを備える。ここでは、光スイッチ、DMUXには平面光波回路（PLC）により実現された光スイッチ３０、AWG２０を用いる。４つの切り替え可能な入力ポート３１を備えた光スイッチ３０の出力ポート３２は、AWG２０の入力ポート２１と光学的に接続して接続されている。また、AWG２０の４８出力ポート２２の各々は、CSP型PDアレイモジュール５０に内蔵されている各PDの受光面５３とそれぞれ光学的に接続しており、CSP型PDアレイモジュール５０はAWG２０の端面に実装されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の入力ポート及び少なくとも１つの出力ポートを有する光スイッチと、
少なくとも１つの入力ポート及び複数の出力ポートを有し、前記光スイッチの出力ポートと光学的に接続された波長分波器と、
前記波長分波器の出力ポートの一部とそれぞれ光学的に接続された複数のフォトダイオードと
を備えたことを特徴とする光信号モニタ装置。
【請求項２】
少なくとも１つの入力ポート及び複数の出力ポートを有する光スイッチと、
複数の入力ポート及び複数の出力ポートを有し、前記光スイッチの複数の出力ポートの各々とそれぞれ光学的に接続された波長分波器と、
前記波長分波器の出力ポートの一部とそれぞれ光学的に接続された複数のフォトダイオードと
を備えたことを特徴とする光信号モニタ装置。
【請求項３】
複数の入力ポート及び複数の出力ポートを有する光スイッチと、
複数の入力ポート及び複数の出力ポートを有し、前記光スイッチの複数の出力ポートの各々とそれぞれ光学的に接続された波長分波器と、
前記波長分波器の出力ポートの一部とそれぞれ光学的に接続された複数のフォトダイオードと
を備えたことを特徴とする光信号モニタ装置。
【請求項４】
前記波長分波器及び前記光スイッチが平面光波回路（PLC）で作製されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光信号モニタ装置。
【請求項５】
複数の波長信号が多重化されたWDM信号を複数の箇所でモニタする構成を有する光システムにおいて、前記光システムは、
各モニタ箇所においてWDM信号の一部を分岐する複数の分岐部と、
前記複数の分岐部とそれぞれ光学的に接続されたWDM信号をモニタするモニタ部であって、
入力及び出力を有し、前記分岐部の各々とそれぞれ光学的に接続され、当該各入力と当該出力との接続を切り替える切り替え部と、
入力及び出力を有し、前記切り替え部の出力と光学的に接続され、WDM信号を分波する分波部と、
入力が、前記分波部の出力の一部とそれぞれ光学的に接続され、複数の波長信号をそれぞれ受光する受光部と
を有するモニタ部と
を備え、前記切り替え部の入力を切り替えることにより、前記光システムの複数の箇所のWDM信号をモニタすることを特徴とする光システム。
【請求項６】
前記モニタ部は、請求項１乃至３のいずれかに記載の光信号モニタ装置であることを特徴とする請求項５に記載の光システム。
【請求項７】
複数の入力及び少なくとも１つの出力を有し、当該各入力と当該出力との接続を切り替える切り替え部と、
少なくとも１つの入力及び複数の出力を有し、前記切り替え部の出力と光学的に接続された、WDM信号を分波する分波部と、
複数の入力を有し、前記分波部の出力の一部とそれぞれ光学的に接続され、複数の波長信号をそれぞれ受光する受光部と
を用い、前記切り替え部の入力を切り替えることにより前記切り替え部に入力されたWDM信号をそれぞれモニタすることを特徴とする光信号モニタ方法。
【請求項８】
少なくとも１つの入力及び複数の出力を有し、当該入力と当該各出力との接続を切り替える切り替え部と、
複数の入力及び複数の出力を有し、前記切り替え部の出力の各々とそれぞれ光学的に接続された、WDM信号を波長信号に分波する分波部であって、当該分波部の入力毎に分波される各波長信号の出力先が異なる当該分波部と、
複数の入力を有し、前記分波部の出力の一部とそれぞれ光学的に接続され、複数の波長信号をそれぞれ受光する受光部と
を用い、前記分波部の複数の入力のいずれか１つにWDM信号が入力されるように前記切り替え部の出力を切り替えて前記分波器の同じ複数の出力から波長信号群をそれぞれ出力させ、当該波長信号群毎に前記切り替え部に入力されたWDM信号をモニタすることを特徴とする光信号モニタ方法。
【請求項９】
少なくとも１つの入力及び複数の出力を有し、当該入力と当該各出力との接続を切り替える切り替え部と、
複数の入力及び複数の出力を有し、前記切り替え部の出力の各々とそれぞれ光学的に接続された、WDM信号を波長信号に分波する分波部であって、当該分波部の入力毎に分波される各波長信号の出力先が異なる当該分波部と、
複数の入力を有し、前記分波部の出力の一部とクロストークが低減するように一定の間隔を置いてそれぞれ光学的に接続され、複数の波長信号をそれぞれ受光する受光部と
を用い、前記分波部の複数の入力のいずれか１つにWDM信号が入力されるように前記切り替え部の出力を切り替えて前記分波器の同じ複数の出力から波長信号群をそれぞれ出力させ、当該波長信号群毎に前記切り替え部に入力されたWDM信号をモニタすることを特徴とする光信号モニタ方法。
【請求項１０】
前記受光部は、モニタしない波長信号も受光することによってクロストークを低減することを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の光信号モニタ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号モニタ装置、光システム及び光信号モニタ方法であり、より詳細には、複数の光波長信号を取り扱うWDMシステムを含む光ファイバ通信で使用される光信号モニタ装置、光システム及び光信号モニタ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の通信容量の増大に伴い、波長多重分割（WDM）技術を用いた光伝送装置がバックボーンからメトロエリアの領域において広く導入されている。これら光伝送装置で構築されるWDMシステムにおいては、波長チャンネル毎に光信号をモニタすることにより、伝送信号の品質管理やシステム制御等を行なっている。
【０００３】
こうしたWDMシステムの一例として、昨今導入が目覚しいROADM（Reconfigurable Optical Add Drop Multiplexer）システムがある。これは、リング状に複数のノードを配置したWDMシステムであり、各ノードにおいて所望する任意の波長チャンネルの光信号を取り出したり、挿入したりすることが可能である。ROADMシステムは、通常伝送リングの右回りと左回りとで二重化されるため、ノード内においては信号経路の二重化がなされている。
【０００４】
図１に、ノードの基本構成と従来の光パワーモニタを示す。このノードは、波長分波器（DMUX）１００、波長合波器（MUX）１０１、及び光スイッチ１０２を備える。ノードに入ってきたWDM信号（複数の光波長信号が合波された信号）は、DMUX１００により個々の光波長信号に分波される。その後、光スイッチ１０２を切り替えることにより、所望の光波長の信号を取り出したり、そのまま通り抜けさせたりすることができる。また、外部からノードに挿入したい光波長信号がある場合にも、この光スイッチ１０２を介してノードに挿入することができる。光スイッチ１０２をそのまま通り抜けさせられた光波長信号、又は光スイッチ１０２から挿入された光波長信号は、MUX１０１によって再び合波され、WDM信号となってノードより送出される。
【０００５】
このようなROADMシステムにおいて信号処理やシステム制御を実施する上では、波長チャンネル毎に光信号を監視する必要がある。例えば、各波長チャンネルの光信号のパワーをモニタすることが１つの監視項目として挙げられる。
【０００６】
図１では、ノードへの入口（図１中（１）、（３））あるいは出口（図１中（２）、（４））において、各波長チャンネルの光信号パワーをモニタする例を示している。図１中、破線で囲った部分が、光パワーモニタ１を構成する部分である。ノードの入口又は出口においてカプラ１０３により分岐されたWDM信号の一部は、光パワーモニタ１のDMUX２に入って波長毎に分波され、チャンネル毎に配置されたフォトダイオード（PD）３で受光されることでモニタされる。このような光パワーモニタ１を構成する例として、DMUX２には、誘電体多層膜フィルタやアレイ導波路回折格子型合分波器（AWG）等を用いることができる。またPD３には、CANパッケージのPDモジュールを波長チャンネルの数だけ並べたものや、最近ではチップスケールパッケージ（CSP）型PDアレイモジュール等を用いることができる。
【０００７】
図２に、CSP型PDアレイモジュール５０の構成を示す（特許文献１参照）。CSP型PDアレイモジュール５０は、セラミック筺体５１とガラス窓５２との中に複数の受光面５３を有するPDアレイ５４を半田で気密封止したものであり、CANパッケージのPDモジュールを複数並べたPDアレイモジュールと比較して、非常に小型である。
【０００８】
光パワーモニタ１の一例として、これまでに石英系AWG２０の出力導波路２２の端面に直接CSP型PDアレイモジュール５０を実装した４０チャンネルの光パワーモニタが開発されている。図３に、この光パワーモニタの構成を示す。出力ポート（導波路）２２を４０本有するAWG２０、及び８チャンネルのPDアレイ５４を内蔵したCSP型PDアレイモジュール５０を５個とで構成している。ここで、AWG２０の出力導波路２２のピッチとPDアレイ５４の受光面５３のピッチとは一致しており、各々のCSP型PDアレイモジュール５０は、AWGの出力導波路２２端面に光学的に接続して実装されている（非特許文献１参照）。
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−１２８５１４号公報
【非特許文献１】大山  他、「AWGとCSP型PDアレイを用いた４０−ｃｈ光パワーチャンネルモニタモジュール」、2006年電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会講演論文集１、C-3-78、pp.200
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来の光パワーモニタでは、WDMシステムで必要とされる波長チャンネルの数と同数のPDを必要としていた。すなわち、上述したように、例えば４８チャンネルの光パワーモニタ１を構成するためには、４８個のPDが必要であった。ここで、８チャンネルのPDアレイ５４を内蔵したCSP型PDアレイモジュール５０を用いるとすると、AWG２０の出力導波路２２にはそれを６台実装しなければならず、そのため組立に要する時間がかかり、製造コスト高を招くという問題があった。また、CSP型PDアレイモジュール５０毎に、AWG２０の出力導波路２２のレイアウトを引き回す必要があるため、AWG２０のチップサイズが大きくなるといった問題があった。また、PD３の後段に通常配置されるログアンプ等の電子部品も、そのチャンネル数だけ（ここでは４８個分）用意する必要があった。そのため、これらを集積するボード上の部品点数が多くなるためにコスト高を招くといったことや、ボードのサイズも大きくなってしまうといった問題があった。
【００１１】
さらに、従来技術ではノード内においてWDM光信号をモニタしたい位置毎に光パワーモニタを配置する必要があった。すなわち、図１に示すように、図中（１）〜（４）の４箇所それぞれに光パワーモニタを配置する必要があった。ここで、説明のために、波長チャンネル数が４８チャンネルのROADMシステムを構成するノードを想定する。また、光パワーモニタ１として、DMUX２にAWGを用い、PD３に８チャンネルCSP型PDアレイモジュールを用いて構成した例を挙げると、光パワーモニタの配置箇所は４箇所あるため、AWG２０の数が４個、８チャンネルCSP型PDアレイモジュール５０の数が２４個も必要であった。また、通常、PD３の後段には、ログアンプ等の電子部品がPD３のチャンネル数分だけ必要となる。
【００１２】
このように、従来技術においては、ノード内のモニタしたい位置毎に、光パワーモニタモジュールをそれぞれ配置する必要があったため、部材点数も多くなり、そのためにコスト高を招くという問題があった。また、ノード内において光パワーモニタ１で占有する実装スペースが大きくなってしまうため、装置自体が大きくなってしまうという問題があった。
【００１３】
本発明は、これら従来の技術で生じていた課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、光信号モニタ装置のPDアレイの点数を減らし、WDMシステムにおける光信号モニタ装置の構成を簡易にした、小型化、低コスト化された光信号モニタ装置、光システム及び光信号モニタ方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、光信号モニタ装置において、複数の入力ポート及び少なくとも１つの出力ポートを有する光スイッチと、少なくとも１つの入力ポート及び複数の出力ポートを有し、前記光スイッチの出力ポートと光学的に接続された波長分波器と、前記波長分波器の出力ポートの一部とそれぞれ光学的に接続された複数のフォトダイオードとを備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、光信号モニタ装置において、少なくとも１つの入力ポート及び複数の出力ポートを有する光スイッチと、複数の入力ポート及び複数の出力ポートを有し、前記光スイッチの複数の出力ポートの各々とそれぞれ光学的に接続された波長分波器と、前記波長分波器の出力ポートの一部とそれぞれ光学的に接続された複数のフォトダイオードとを備えたことを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、光信号モニタ装置において、複数の入力ポート及び複数の出力ポートを有する光スイッチと、複数の入力ポート及び複数の出力ポートを有し、前記光スイッチの複数の出力ポートの各々とそれぞれ光学的に接続された波長分波器と、前記波長分波器の出力ポートの一部とそれぞれ光学的に接続された複数のフォトダイオードとを備えたことを特徴とする。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の光信号モニタ装置において、前記波長分波器及び前記光スイッチが平面光波回路（PLC）で作製されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、複数の波長信号が多重化されたWDM信号を複数の箇所でモニタする構成を有する光システムにおいて、前記光システムは、各モニタ箇所においてWDM信号の一部を分岐する複数の分岐部と、前記複数の分岐部とそれぞれ光学的に接続されたWDM信号をモニタするモニタ部であって、複数の入力及び少なくとも１つの出力を有し、前記分岐部の各々とそれぞれ光学的に接続され、当該各入力と当該出力との接続を切り替える切り替え部と、少なくとも１つの入力及び複数の出力を有し、前記切り替え部の出力と光学的に接続され、WDM信号を分波する分波部と、複数の入力を有し、前記分波部の出力の一部とそれぞれ光学的に接続され、複数の波長信号をそれぞれ受光する受光部とを有するモニタ部とを備え、前記切り替え部の入力を切り替えることにより、前記光システムの複数の箇所のWDM信号をモニタすることを特徴とする。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の光システムにおいて、前記モニタ部は、請求項１乃至３のいずれかに記載の光信号モニタ装置であることを特徴とする。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、光信号モニタ方法において、複数の入力及び少なくとも１つの出力を有し、当該各入力と当該出力との接続を切り替える切り替え部と、少なくとも１つの入力及び複数の出力を有し、前記切り替え部の出力と光学的に接続された、WDM信号を分波する分波部と、複数の入力を有し、前記分波部の出力の一部とそれぞれ光学的に接続され、複数の波長信号をそれぞれ受光する受光部とを用い、前記切り替え部の入力を切り替えることにより前記切り替え部に入力されたWDM信号をそれぞれモニタすることを特徴とする。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、光信号モニタ方法において、少なくとも１つの入力及び複数の出力を有し、当該入力と当該各出力との接続を切り替える切り替え部と、複数の入力及び複数の出力を有し、前記切り替え部の出力の各々とそれぞれ光学的に接続された、WDM信号を波長信号に分波する分波部であって、当該分波部の入力毎に分波される各波長信号の出力先が異なる当該分波部と、複数の入力を有し、前記分波部の出力の一部とそれぞれ光学的に接続され、複数の波長信号をそれぞれ受光する受光部とを用い、前記分波部の複数の入力のいずれか１つにWDM信号が入力されるように前記切り替え部の出力を切り替えて前記分波器の同じ複数の出力から波長信号群をそれぞれ出力させ、当該波長信号群毎に前記切り替え部に入力されたWDM信号をモニタすることを特徴とする。
【００２２】
請求項９に記載の発明は、光信号モニタ方法において、少なくとも１つの入力及び複数の出力を有し、当該入力と当該各出力との接続を切り替える切り替え部と、複数の入力及び複数の出力を有し、前記切り替え部の出力の各々とそれぞれ光学的に接続された、WDM信号を波長信号に分波する分波部であって、当該分波部の入力毎に分波される各波長信号の出力先が異なる当該分波部と、複数の入力を有し、前記分波部の出力の一部とクロストークが低減するように一定の間隔を置いてそれぞれ光学的に接続され、複数の波長信号をそれぞれ受光する受光部とを用い、前記分波部の複数の入力のいずれか１つにWDM信号が入力されるように前記切り替え部の出力を切り替えて前記分波器の同じ複数の出力から波長信号群をそれぞれ出力させ、当該波長信号群毎に前記切り替え部に入力されたWDM信号をモニタすることを特徴とする。
【００２３】
請求項１０に記載の発明は、請求項７乃至９のいずれかに記載の光信号モニタ方法において、前記受光部は、モニタしない波長信号も受光することによってクロストークを低減することを特徴とする。
【００２４】
本発明によれば、複数入力及び少なくとも１出力を有する光スイッチと少なくとも１入力及び複数出力を有するAWGとを備えたので、光スイッチの入力をモニタしたい箇所と接続された入力に切り替えることにより、共通のPDを用いて複数のモニタ箇所からの信号光をモニタすることが可能になる。
【００２５】
また、本発明によれば、少なくとも１入力及び複数出力を有する光スイッチと複数入力複数出力のAWGとを備えたので、光スイッチの出力を切り替えてAWGの入力を切り替えることにより、共通のPDを用いて異なる波長の信号光をモニタすることができる。
【００２６】
また、本発明によれば、複数入力複数出力の光スイッチと複数入力複数出力のAWGとを備えたので、光スイッチの入力をモニタしたい箇所と接続された入力に切り替え、かつ光スイッチの出力を切り替えてAWGの入力を切り替えることにより、共通のPDを用いて複数のモニタ箇所からの異なる波長の信号光をモニタすることができる。
【００２７】
このようにして、AWG及びPDの数を大幅に減少させることにより、小型化、低コスト化されたWDMシステムが可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、複数の箇所のWDM信号をモニタすることが可能でありながら、WDMシステムにおける光信号モニタ装置の構成を簡易にし、光信号モニタ装置のPDアレイの点数を減らして小型化、低コスト化することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
（実施形態１）
図４に、本発明の実施形態１に係る光パワーモニタの構成を示す。ここでは一例として、４８チャンネルの波長チャンネルを有するROADMシステムに用いられる光パワーモニタを想定して説明する。また、WDM信号のモニタ位置としては、図５に示すように、ノードへの入口（図１中（１）、（３））あるいは出口（図１中（２）、（４））として各波長チャンネルの光信号パワーをモニタする例を取り上げる。すなわち、ここでは４箇所でモニタする例を示すことになる。尚、図５の破線で囲った部分が、図４に示す光パワーモニタ１である。
【００３０】
図４に示す本実施形態に係る光パワーモニタ１は、４つの入力ポート３１を備えた光スイッチ３０と、４８ポートの出力ポートを備えたAWG２０と、８チャンネルのPDアレイを内蔵したCSP型PDアレイモジュール５０を６台とで構成されている。ここでは、光スイッチ３０、DMUX２０には平面光波回路（PLC）により実現された光スイッチ３０、AWG２０を用いている。
【００３１】
４つの切り替え可能な入力ポート３１を備えた光スイッチ３０の出力ポート３２は、AWG２０の入力ポート２１と光学的に結合して接続されている。また、AWG２０の４８ポートの出力ポート２２の各々は、CSP型PDアレイモジュール５０に内蔵されている各PDの受光面５３とそれぞれ光学的に接続しており、CSP型PDアレイモジュール５０はAWG２０の端面に実装されている。光スイッチ３０の４つの入力ポート３１の各々は、図５中（１）、（３）から入力されるWDM信号、および図５中（２）、（４）に出力されるWDM信号を分岐するカプラ１０３とそれぞれ光学的に接続されている。
【００３２】
以下、各WDM信号をモニタする方法について述べる。例えば、図５中（１）に流れるWDM信号の各波長チャンネルの光パワーをモニタするものとする。その場合には、光スイッチ３０の４つの入力ポート３１の内、図５中（１）からのWDM信号が入力される入力ポート３１と出力ポート３２とが開通するように光スイッチを切り替えればよい。そうすると、図５中（１）からのWDM信号がAWG２０へ入力される。WDM信号はAWG２０で波長毎に分波され、さらに各光信号がPD３で受光されることにより、図５中（１）からのWDM信号の各光波長信号の光パワーをモニタすることができる。
【００３３】
次に、光スイッチ３０の４つの入力ポート３１の内、図５中（２）に出力されるWDM信号が入力される入力ポート３１と出力ポート３２とが開通するように光スイッチ３０を切り替える。すると、今度は図５中（２）を流れるWDM信号の各波長チャンネルの光パワーをモニタすることができる。以下、光スイッチの図５中（３）から出力されるWDM信号が入力される入力ポート３１と、そして光スイッチの図５中（４）に出力されるWDM信号が入力される入力ポート３１と、というように順次出力ポート３２と開通するように光スイッチ３０を切り替えていくことにより、４箇所全てのモニタ位置におけるWDM信号の各光波長信号の光パワーをモニタすることが可能である。
【００３４】
これら４箇所の光パワーのモニタの順番は、特に順番通りに実行される必要は無い。すなわち、光パワーのモニタの順番は、WDMシステムのモニタアルゴリズムに依存する。よって、ランダムなモニタも可能であり、光スイッチ３０を任意に切り替えることで、特定の位置の光波長信号をモニタすることも可能である。
【００３５】
以上より、従来は図１に示すように４箇所それぞれに配置する必要があった光パワーモニタが、本実施形態によれば図４、５に示すように光スイッチ３０を導入することにより１箇所に配置するだけでよい。また、従来の光パワーモニタの配置箇所は４箇所有り、それら４箇所にそれぞれ光パワーモニタを設置するため、AWG２０の数が４個、８チャンネルのPDアレイを内蔵したCSP型PDアレイモジュール５０の数が２４個も必要であった。それに対し、本実施形態によれば、AWG２０の数を１個、８チャンネルのPDアレイを内蔵したCSP型PDアレイモジュール５０の数を６個と、実に主要部品の所要点数を４分の１に削減することが可能となる。実際には、PDの後段に実装されるログアンプ等の電子部品の数もそれに応じて削減することができるので、部材削減に留まらず組立コストの大幅な削減も可能となる。
【００３６】
本実施形態においては、光スイッチ３０とAWG２０とCSP型PDモジュール５０の接続は、直接光学的に接続する形態を用いて説明したが、これらの間は、光ファイバ等を用いて光学的に接続してもよく、その接続形態については何ら限定されるものではない。本実施形態においては、これらの間を直接接続することにより最も部品点数の少ない構成、すなわち小型化、低コスト化が望める形態で説明したまでのことである。
【００３７】
さらに、光スイッチ３０はPLCによる光スイッチに限定されるものではなく、例えば、光ファイバ型、バブル型、MEMS（Micro Electro Mechanical Systems）型等であってもよく、その光スイッチの形態には制限は無い。本実施形態においては、既に市場出荷実績も十分にあるPLCによる光スイッチを用いることにより、信頼性良く多チャンネル化、小型化、低コスト化が容易に達成することができる形態で説明したまでのことである。
【００３８】
また、DMUXにおいてもPLCによるAWG２０に限定されるものではなく、例えば、誘電体多層膜やパルクグレーティング等を採用しても良く、そのDMUXの形態にはなんら制限は無い。本実施形態においては、DMUXとしてAWG２０を用いることにより、信頼性良く多チャンネル化、小型化、低コスト化が容易に達成できる構成で説明したまでのことである。
【００３９】
また、多チャンネルのPDの構成は、本実施形態で述べた８チャンネルのPDアレイを内蔵したCSP型PDアレイモジュール５０を６個実装する構成に限定されるものではない。例えば、単チャンネルのCAN-PDモジュールを４８個用いても良いし、２４チャンネルのPDアレイを２個用いても良い。すなわち、DMUXの出力ポート２２の数だけPD３を準備しさえすればよい。本実施形態においては、特に小型化が望める８チャンネルのPDアレイを内蔵したCSP型PDアレイモジュール５０を６個を実装した場合を説明したまでのことである。
【００４０】
また、光スイッチ３０の入力ポート３１の数は、本実施形態の４つに限定されるものではない。光スイッチ３０の入力ポート３１の数は、装置内においてWDM信号のモニタが必要とされる数に依存するものであり、必要なモニタ配置数をｎ箇所とすると、光スイッチ３０の入力ポート３１の数はｎポート以上にすればよい。その結果、本実施形態によれば、従来に比べて光パワーモニタに用いられるDMUXの数をｎ分の１に、PDの数をｎ分の１に削減し、さらに後段の電子部品の点数もそれらに応じて削減することが可能となる。よって、光パワーモニタの占めるスペースを削減しつつ組立コストも低減できるため、大幅な小型化、低コスト化を図ることができる。
【００４１】
（実施形態２）
図６に、本発明の実施形態２に係る光パワーモニタの構成を示す。ここでは一例として、４８チャンネルの波長チャンネルを有するROADMシステムに用いられる光パワーモニタを想定して説明することとする。光パワーモニタ１は、PLCにより実現された６つの出力ポート３２を備えた光スイッチ３０と、同じくPLCにより実現された６つの入力ポート２１と８つの出力ポート２２を備えたAWG２０と、８チャンネルのPDアレイ５４を内蔵したCSP型PDアレイモジュール５０とを備えている。
【００４２】
光スイッチ３０の６つの出力ポート３２の各々は、AWG２０の６つの入力ポート２１とそれぞれ光学的に結合して接続されている。また、AWG２０の８つの出力ポート２２の各々は、CSP型PDアレイモジュール５０に内蔵されている８つのPDの受光面５３とそれぞれ光学的に接続して、AWG２０の出力導波路２２端面に実装されている。
【００４３】
通常、入力ポートの数がMポート、出力ポートの数がMポートあるAWGは、M波の光波長信号を合波又は分波することが可能である。図７に示すように、AWG２０は、M本の入力導波路２１及びM本の出力導波路２２、第１のスラブ導波路２３及び第２のスラブ導波路２４、そして長さが一定の割合で異なるアレイ導波路２５から構成されている。AWG２０の入力ポート２１にWDM信号を入力すると、波長毎に各々分波された光波長信号を、それぞれの出力ポート２２から取り出すことが可能である。
【００４４】
ここでWDM信号を入力するポートの位置を、例えば当初よりｍポートずらした位置にすると、そのAWGより分波されて出力ポートから出てくる各光波長の信号は、当初出力された出力ポートよりもｍポートずれた位置にある出力ポートから出力される。
【００４５】
図１６の表１は、４８入力、４８出力のAWGの場合を例にした入出力波長の対応を示す。縦の列に入力ポートの番号＃を、横の列に出力ポートの番号＃を示している。また、図１６の表１中斜体表記した番号が、入力ポートから入れたWDM信号の内、出力ポートから出てくる光波長信号の波長番号λである。例えば、入力ポート＃２５に、波長番号λ１からλ４８までの光波長信号を合波したWDM信号を入力したとすると、出力ポート＃１から＃４８に、各波長の光信号がそれぞれ分波されて取り出される。次に、例えば入力ポートを４ポートずらした入力ポート＃２９から、同様に波長番号λ１からλ４８までの光波長信号を合波したWDM信号を入力したとする。すると、分波されて出力される各波長の光信号は、当初より４ポートずれた出力ポートから出てくることが分る。実施形態２は、このAWGの動作を応用することで、下記に述べる効果を奏する。
【００４６】
入力４８チャンネル、出力４８チャンネルで設計したAWG２０において、例えば図１７の表２に示すように、入力ポート＃５、＃１３、＃２１、＃２９、＃３７、＃４５というように７ポートずつスキップした６本の入力導波路２１に対して、出力ポート＃２１、＃２２、＃２３、＃２４、＃２５、＃２６、＃２７、＃２８の連続した８本の出力導波路２２をPDにそれぞれに光学的に接続する。ここでは、８チャンネルのPDアレイ５４を内蔵したCSP型PDアレイモジュール５０を、AWG２０の出力導波路２２端面に実装している。一方、光スイッチ３０は出力ポート３２を６つ備えており、これら出力ポート３２の各々が、AWG２０の６つの入力ポート２１とそれぞれ光学的に接続されている。すなわち、AWG２０の入力ポート側では実質的に機能する入力ポートを所定の間隔をおいて配置し、出力ポート側では実質的に機能する出力ポートを連続して配置している。なお、実質的に機能するという表現の意味については後述する。
【００４７】
次に、光スイッチ３０に入ってくるWDM信号をモニタする方法を以下に述べる。例えば、光波長信号の内λ２５からλ３２までの光パワーをそれぞれモニタするものとする。その場合には、AWG２０の入力ポート＃５と接続されている光スイッチ３０の出力ポート３２が開通するように光スイッチ３０を切り替えればよい。そうすると、AWG２０に入力されて分波されたWDM信号の内、光波長信号λ２５からλ３２がAWG２０の出力ポート＃２１から＃２８のそれぞれから出力されることになる。その後、光波長信号λ２５からλ３２は、それぞれPD３で受光されることになる。次に、AWG２０の入力ポート＃１３に接続されている光スイッチ３０の出力ポート３２が開通するように光スイッチ３０を切り替えれば、今度は光波長信号の内波長番号λ３３からλ４０までの光信号が、AWGの出力ポート＃２１から＃２８のそれぞれから出力されることになる。これらも、その後PD３でそれぞれ受光されることになる。以下同様に、光スイッチ３０を切り替えていくことにより、８波長ずつWDM信号の各波長チャンネルの光パワーを全てモニタしていくことが可能である。
【００４８】
光パワーのモニタの順番は、特に順番通りに実行される必要は無く、それはWDMシステムのモニタアルゴリズムに依存する。よって、ランダムなモニタでもよいし、又は光スイッチを任意に切り替えることで、特定の光波長信号をモニタすることも可能である。
【００４９】
以上より、従来の光パワーモニタでは、モニタしたい波長の数だけPDを配置する必要があったが、本実施形態によればAWG２０の前段に光スイッチ３０を導入したことにより、配備するPDの数を削減することが可能となる。例えば、従来の４８チャンネルの光パワーモニタでは、４８個のPDを必要としていたが、本実施形態のようにAWG２０の前段に６つの出力ポート３２を備えた光スイッチ３０を導入することにより、PDの数を８個というように実にその個数を６分の１に削減することが可能となる。
【００５０】
一般には、波長の数がM波のWDM信号を取り扱う光パワーモニタでは、使用するPDの数をL（ここで、L≦Mとする）個とすると、光スイッチの出力ポート数はM/Lとなり、実質的に機能するAWGの入出力ポートは、入力ポート数M/L、出力ポート数Lとなる。その結果、従来の技術に比べてPDの削減効果はM分のLとなる。MとLは整数であるため、M/Lが割り切れない場合には、光スイッチの出力ポート数及びAWGの入力ポート数を(M/Lの商) +1にするなどして対処すればよい。
【００５１】
なお、「実質的に機能する」AWGの入力ポート（導波路）又は出力ポート（導波路）と表現する意味は、以下の通りである。例えば、図８（ａ）に示すように設計上は入力ポート２１の数が４８ポート、出力ポート２２の数が４８ポートあるAWG２０であっても、前段の光スイッチ３０からの出力ポート３２と接続されるAWG２０側の入力ポート２１は、図７の表２に示すように間にそれぞれ７ポート分の間隔を置いた６つの入力ポート（導波路）である（図８（ａ）中、星印の付いた出力ポート２２）。すなわち、それ以外の入力ポート（導波路）は使用されていないため、実際には図8（ｂ）に示すように実質的に機能する入力ポート（導波路）以外の入力ポート（導波路）は配置しなくてもよい。そのため、前段の光スイッチ３０の出力ポート３２と接続されるAWG２０の入力ポート２１を特に「実質的に機能する」入力ポート（導波路）と表現することとした。但し、実質的に機能する入力導波路２１が第1のスラブ導波路２３に接続される位置は変更されない。一方、AWG２０の出力ポート（導波路）側においても、本発明においては、PD３と接続される出力ポートのみが実質的に機能するため、「実質的に機能する」出力ポート（導波路）と表現することとした。但し、こちらも実質的に機能する出力導波路２２が第２のスラブ導波路２４に接続される位置は変更されない。図８（ａ）の星印の付いたポートが、図１７の表２の太枠で囲ったポート番号に対応する、実質的に機能する入力ポート（導波路）及び出力ポート（導波路）である。よって、実際は、図８（ｂ）に示すように、星印の付いていない入力ポート（導波路）及び出力ポート（導波路）を省いた、実質的に機能する入力ポート（導波路）及び出力ポート（導波路）のみで構成される。
【００５２】
また、光スイッチ３０の出力ポート３２及びAWG２０の実質的な入力ポート２１の数は、本実施形態の６つに限定されるものではなく、その数は光パワーモニタの設計的事項であって、いかようにも増減可能である。例えば、図１８の表３に示すように、２４チャンネルのPDを用いる場合には、光スイッチ３０の出力ポート３２及びAWG２０の実質的に機能する入力ポート２１の数は２つとなる、という具合である。
【００５３】
以上より、従来の光パワーモニタでは、モニタしたい波長の数だけPDを配備する必要があったが、本実施形態によればAWG２０の前段に複数の出力ポート３２を備えた光スイッチ３０を導入したことにより、PDの数を削減することが可能となる。さらには、PDの後段に実装されるログアンプ等の電子部品の数もそれに応じて削減できるので、光パワーモニタを構成する部材削減に留まらず、組立コストの大幅な削減も可能となる。また、AWG２０と接続するPDの数が減ることによって、AWG２０の出力導波路２２を各々PDにまで展開するのに必要であった導波路レイアウトの占有スペースを削減することが可能となったため、AWG２０のチップサイズそのものを小型化することが可能となる。
【００５４】
本実施形態においては、光スイッチ３０とAWG２０とCSP型PDアレイモジュール５０の接続は、直接光学的に接続する形態を用いて説明したが、これらの間は、光ファイバ等を用いて光学的に接続しても良く、その接続形態においてはなんら限定されるものではない。本実施形態においては、これらの間を直接接続することにより最も部品点数の少ない構成、すなわち小型化、低コスト化が望める形態で説明したまでのことである。
【００５５】
さらに、光スイッチ３０はPLCによる光スイッチに限定されるものではなく、例えば、光ファイバ型、バブル型、MEMS型等であってもよく、また高速な切り替えが必要であればLNやEAなどの超高速SWを採用してもよく、その光スイッチの形態には制限はない。本実施形態においては、既に市場出荷実績も十分にあるPLCによる光スイッチを用いることにより、信頼性よく多チャンネル化、小型化、低コスト化が容易に達成できる形態で説明したまでのことである。
【００５６】
また、多チャンネルのPDの構成は、本実施形態で述べた８チャンネルのPDアレイを内蔵したCSP型PDアレイモジュール５０を実装する構成に限定されるものではない。例えば、単チャンネルのCAN-PDモジュールを８個用いても良いし、４チャンネルのPDアレイを内蔵したCSP型PDアレイモジュールを２個用いてもよい。本実施形態においては、特に小型化が望める８チャンネルのPDアレイ５４を内蔵したCSP型PDアレイモジュール５０を１個実装した場合を説明したまでのことである。
【００５７】
（実施形態３）
図９に、本発明の実施形態３に係る光パワーモニタの構成を示す。また、AWG２０の実質的に機能する入出力ポートの配置例を、図１９の表４に示す。ここでも、一例として、実施形態２と同様に、４８チャンネルの波長チャンネルを有するROADMシステムに用いられる光パワーモニタを想定して説明することとする。
【００５８】
本実施形態では、実施形態２とは以下の点で異なっている。すなわち、入力４８チャンネル、出力４８チャンネルで設計したAWG２０において、例えば図１９の表４に示すように、入力ポート＃２２、＃２３、＃２４、＃２５、＃２６、＃２７というように連続した６本の入力導波路に対して、出力ポート＃４、＃１０、＃１６、＃２２、＃２８、＃３４、＃４０、＃４６と５ポートずつスキップした８本の出力導波路２２のそれぞれにPDを光学的に接続している点である。すなわち、AWG２０の入力ポート側では実質的に機能する入力ポート２１に隣り合う連続した入力ポートを使用し、出力ポート側では実質的に機能する出力ポート２２に所定の数のポート分間隔を置いた出力ポートを使用する点が、実施形態２とは異なっている。
【００５９】
図９では、実質的に機能する入力ポート（導波路）及び出力ポート（導波路）のみを描いているため、実施形態２との違いが判りにくいので、図１０（ａ）に、実質的に機能しない出力導波路を含めて描いた図を示す。但し、図１０（ａ）は説明のために描いたものであって、実際に作製されるAWG２０では、図９に示すように実質的に機能する出力導波路以外の出力導波路は配置する必要は無い。
【００６０】
次に、光スイッチ３０に入ってくるWDM信号をモニタする方法を以下に述べる。例えば、光波長信号の内λ２５、λ３１、λ３７、λ４３、λ１、λ７、λ１３、λ１９の光パワーをそれぞれモニタするものとする。その場合には、AWG２０の入力ポート＃２２と接続されている光スイッチ３０の出力ポート３２が開通するように光スイッチ３０を切り替えればよい。そうすると、AWG２０に入力して分波されたWDM信号の内、光波長信号λ２５、λ３１、λ３７、λ４３、λ１、λ７、λ１３、λ１９が、AWG２０の出力ポート＃４、＃１０、＃１６、＃２２、＃２８、＃３４、＃４０、＃４６からそれぞれ出力される。その後、光波長信号λ２５、λ３１、λ３７、λ４３、λ１、λ７、λ１３、λ１９は、PD３でそれぞれ受光される。次に、AWG２０の入力ポート＃２３に接続されている光スイッチ３０の出力ポート３２が開通するように光スイッチ３０を切り替えれば、今度は光波長信号の内λ２６、λ３２、λ３８、λ４４、λ２、λ８、λ１４、λ２０の光信号が、AWG２０の出力ポート＃４、＃１０、＃１６、＃２２、＃２８、＃３４、＃４０、＃４６からそれぞれ出力される。これらも、その後PD３でそれぞれ受光される。以下同様に、光スイッチ３０を切り替えていくことにより、８波長ずつWDM信号の各波長チャンネルの光パワーを全てモニタしていくことが可能である。
【００６１】
本実施形態によれば、実施形態２での効果に加え、さらにAWGの特性で決まる隣接クロストークを改善できるという効果がある。すなわち、実施形態２においては、AWGの実質的に機能する出力ポート（導波路）２２は連続した並びであったため、PDで受光される各波長の信号光は、AWG２０の隣接クロストークの影響を最も受け易い。一方、本実施形態によれば、PDで受光される各波長の信号光は、スキップして配置されたAWG２０の実質的に機能する出力ポート（導波路）２２から取り出された光波長信号であるため、そのクロストークはバックグラウンドに近いものとなる。その結果、クロストークを大幅に低減することが可能となる。
【００６２】
但し、本実施形態におけるクロストーク低減効果をより際立たせるためには、以下に述べる方策を実施することが望ましい。図１０（ａ）に示すように、出力ポート側においては、第２のスラブ導波路２４端面から引き出された実質的に機能しない出力導波路からも（または、これら出力導波路が無くても）、分波された光波長信号が出力されるため、図１０（ａ）中の矢印に示すように、これら不要な光信号がPDの受光面でない領域に入射する。これら不要な光信号は、迷光となってPD内で吸収されてクロストークとなるため、光パワーモジュール１の特性を劣化させる要因となる。そのため、図１０（ｂ）に示すように、PDを出力導波路２２端に実装する場合には、実質的に機能しない出力導波路の端面においては、クラッドを除去する、又は遮光材を充填するなどの遮光対策７０を施すことが望ましい。あるいは、実質的に機能しない出力導波路端からPDの受光面がずれる位置にPDを配置することが望ましい。
【００６３】
図１１（ａ）に、より一層クロストークを低減可能にする実施形態の構成を示し、図１１（ａ）中のA−A'の断面を図１１（ｂ）に示す。実質的に機能する出力導波路２２の途中にのみ光路変換ミラー７１を配置し、上方にCSP型PDアレイモジュール５０を実装する。これにより、光路変換ミラー７１を介して実質的に機能する出力導波路２２とCSP型PDアレイモジュール５０とが光学的に接続され、かつ不要な光信号の受光を排除することが可能である。
【００６４】
ここでは、図１０（ａ）、（ｂ）、図１１（ａ）においては、本実施形態の仕組みを理解し易いように実質的に機能しない導波路も描いているため、AWG２０のチップサイズを大きく描いている。しかし、実際はこれら実質的に機能しない導波路を作製する必要は無いので、本実施形態も図９に示すようにチップサイズを小さくすることが可能である。尚、実質的に機能しない導波路を作製しなかったとしても、第２のスラブ導波路端面からは、不要な光信号が漏れるため、これら迷光対策を施すことが望ましい。
【００６５】
（実施形態４）
本発明の実施形態４に係る光パワーモニタによる、AWG２０の実質的に機能する入出力ポートの配置例を、図２０の表５、図２１の表６に示す。ここでも、一例として実施形態２、３と同様に４８チャンネルの波長チャンネルを有するROADMシステムに用いられる光パワーモニタを想定して説明することとする。
【００６６】
図２０の表５は、入力ポート側において、実質的に機能する入力ポート２１の一部にスキップした配置がある場合であり、一方図２１の表６は、実質的に機能する入力ポート２１と出力ポート２２との両方にスキップした配置が有る場合を示している。
【００６７】
実施形態３で述べた、図１１（ａ）、（ｂ）に示したCSP型PDアレイモジュール５０の実装は、出力導波路２２端に光路変換ミラー７１を必要とするために、その組立工程は煩雑になる。そこで、図９に示す構成においてクロストークを低減できる入出力ポート配置例が表５、６であり、  図２０の表５を例に、以下に説明する。
【００６８】
図１２に、本発明の実施形態４に係る光パワーモニタの構成を示す。入力ポート側は実質的に機能するポート数だけ入力ポート２１を表記し、出力ポート側は理解し易いように全ての出力ポート２２を表記した。
【００６９】
本実施形態のAWG２０の実質的に機能する出力ポート２２は、出力ポート番号が＃１３から＃３６までの間で１ポートずつスキップするように配置している（図１２中の星印の付いたポート）。一方、PDには、２４チャンネルのPDアレイ５４を内蔵するCSP型PDアレイモジュール５０を用いるとする。ここで、AWGの出力ポート＃１３から＃３６までの２４ポートの各ピッチと、２４チャンネルのPDアレイ５４の受光面５３のピッチは、一致するように実装する。こうすることにより、第２のスラブ導波路端面から引き出された実質的に機能しない出力導波路から出力された光信号も、実質的には機能しないPDの受光面で吸収されることになる。これは、図１０（ａ）の場合では懸念されていたPDの受光面でない領域に不要な信号光が入射する場合よりも、クロストーク光を受光面で吸収して終端することが可能となるため、光パワーモニタの特性劣化を抑えることができる。図２１の表６についても、同様の理由から光パワーモニタの特性劣化を抑えることができる。尚、本実施例では実質的に機能する出力ポート２２を1ポートずつスキップした配置を例に説明したが、これに限定されるものではなく、１ポート以上でスキップした配置で構成してもよい。
【００７０】
すなわち、ここで重要なのは、実質的に機能する出力ポート２２を１ポートずつスキップして配置し、それらの実質的に機能する出力ポート２２から所望の波長の光信号が出力されるように実質的に機能する入力ポート２１を選択することである。そして、このように入出力ポートを選択し、実質的に機能する出力ポートとそれに隣接する実質的に機能しない出力ポートの各ピッチと、それらの出力ポート数のチャンネルを有するPDアレイ５４の受光面５３のピッチとを一致するように実装することである。これによって、クロストーク光を受光面で吸収して終端することができ、光パワーモニタの特性劣化を抑えることができる。
【００７１】
（実施形態５）
図１３に、本発明の実施形態５に係る光パワーモニタの構成を示す。本実施形態は、これまで述べてきた実施形態を組み合わせることにで、ROADMシステムに用いられる光パワーモニタの構成を一層簡易にし、小型化、低コスト化を推し進めることが可能となる形態である。実施形態１において説明した光パワーモニタは、複数箇所に配置された光パワーモニタを、光スイッチを導入することによって１つに統合し、DMUX、PDの個数を削減できることを示した。また、実施形態２〜４において説明した光パワーモジュールは、光スイッチを導入することによって、従来構成では波長チャンネルの数だけ必要であったPDの個数を削減できることを示した。さらに本実施形態においては、これら両者を組み合わせたことによる相乗効果から、光パワーモニタの構成を簡易にし、その結果、小型化、低コスト化を実現することを示す。
【００７２】
ここでも一例として、４８チャンネルの波長チャンネルを有するROADMシステムに用いられる光パワーモニタを想定して説明することとする。また、WDM信号のモニタ位置としては、図１４に示すように、ノードへの入口（図１中（１）、（３））又は出口（図１中（２）、（４））において、各波長チャンネルの光信号パワーをモニタする例を取り上げる。すなわち、ここでは４箇所でモニタする例を示すこととする。尚、図１４中、破線で囲った部分が、図１３に示す光パワーモニタ１である。
【００７３】
図１３に示すように光パワーモニタ１は、PLCにより実現される４つの入力ポート３１と６つの出力ポート３２を備えた光スイッチ３０と、同じくPLCにより実現される６つの実質的に機能する入力ポート２１と８つの実質的に機能する出力ポート２２を備えた４８×４８のAWG２０と、８つのPDとで構成されている。８つのPDには、８チャンネルのPDアレイ５４を内蔵したCSP型PDアレイモジュール５０を用いた構成で説明する。光スイッチ３０の出力ポート３２の各々は、AWG２０の入力ポート２１とそれぞれ光学的に接続している。また、AWG２０の出力ポート２２の各々は、CSP型PDアレイモジュール５０に内蔵されている各PDの受光面５３とそれぞれ光学的に接続して、AWG２０の出力導波路２２端面に実装されている。光スイッチ３０の４つの入力ポート３１の各々は、WDM信号のモニタ位置である図１４中（１）、（３）から入力されるWDM信号、及び図１４中（２）、（４）へ出力されるWDM信号を分岐するカプラ１０３とそれぞれ光学的に接続されている。
【００７４】
ここで、本実施形態において用いられる光スイッチの詳細について述べる。この光スイッチ３０は２段構成からなると考えてよい。すなわち、１つはモニタ位置である図中（１）〜（４）を流れるWDM信号のいずれかを選択するために機能する第１の光スイッチ３０１であり、これは実施形態１で説明した機能を受け持つ。もう１つは、４８波の光信号が合波されたWDM信号がAWG２０で分波されて、各波長が８チャンネルのPDで受光されるように、AWG２０の入力ポートを選択するために機能する第２の光スイッチ３０２であり、これは実施形態２〜４で説明した機能を受け持つ。すなわち、本実施形態においては、これら第１の光スイッチ３０１と第２の光スイッチ３０２を集積したことに特徴がある。特にPLCでは、これら第１の光スイッチ３０１と第２の光スイッチ３０２を同時に一体化・集積化して作製することが可能であるため、光パワーモニタ１の小型化には非常に有効である。
【００７５】
さらに、本実施形態で構成されるAWG２０の詳細について述べる。ここでは、AWG２０の構成として、実施形態２で用いた構成を採用する。すなわち、AWG２０は、元々入力４８チャンネル、出力４８チャンネルで設計したAWGであって、図１７の表２に示すように、入力ポート＃５、＃１３、＃２１、＃２９、＃３７、＃４５というように７ポートずつスキップした６本の入力導波路２１の各々に対しては、第２の光スイッチ３０２の６つの出力導波路３２と光学的にそれぞれ接続され、出力ポート＃２１、＃２２、＃２３、＃２４、＃２５、＃２６、＃２７、＃２８の連続した８本の出力導波路２２の各々は、PDとそれぞれ光学的に接続する構成とする。
【００７６】
次に、WDM信号をモニタする方法について以下に述べる。例えば、図１４中（１）に流れるWDM信号の各波長チャンネルの光パワーをモニタするものとする。その場合には、光スイッチ３０の４つの入力ポート３１のうち図１４中（１）に接続されている入力ポートが、光スイッチ３０の出力ポート３３と開通するように第１の光スイッチ３０１を切り替えればよい。そうすると、図１４中（１）を流れるWDM信号だけが選択されて第２の光スイッチ３０２へ入っていく。第２の光スイッチ３０２では、AWG２０の６つの入力ポートを選択することになる。例えば、光波長信号の内λ２５からλ３２までの光パワーをそれぞれモニタするものとする。その場合には、AWG２０の入力ポート＃５と接続されている第２の光スイッチ３０２の出力ポート３２が開通するように第２の光スイッチ３０２を切り替えればよい。そうすると、AWG２０に入力して分波されたWDM信号の内、光波長信号λ２５からλ３２が、AWG２０の出力ポート＃２１から＃２８のそれぞれに出力されることになる。その後、光波長信号λ２５からλ３２は、それぞれPD３で受光されることになる。次に、AWG２０の入力ポート＃１３に接続されている第２の光スイッチの出力ポートが開通するように第２の光スイッチ３０２を切り替えれば、今度は光波長信号の内λ３３からλ４０までの光信号が、AWG２０の出力ポート＃２１から＃２８のそれぞれから出力されることになる。これらも、その後PD３でそれぞれ受光されることになる。
【００７７】
以下同様に、第２の光スイッチ３０２を切り替えていくことにより、８波長ずつWDM信号の各波長チャンネルの光パワーを全てモニタしていくことが可能である。さらに、図１４中（２）〜（４）を流れるWDM信号の各波長チャンネルの光パワーをモニタしたい場合には、第２の光スイッチ３０２を順次切り替えていくことに加えて、第１の光スイッチ３０１を順次切り替えていくことで、それらの各波長チャンネルの光パワーを全てモニタすることが可能となる。
【００７８】
光パワーのモニタの順番は、特に順番通りに実行される必要は無く、それはWDMシステムのモニタアルゴリズムに依存する。よって、ランダムなモニタでも良いし、又は第１の光スイッチ３０１と第２の光スイッチ３０２との組み合わせを任意に選択することによって、特定のモニタ位置の特定の光波長信号をモニタすることも可能である。
【００７９】
以上より、本発明によれば、従来は複数箇所のそれぞれに配置する必要があった光パワーモニタが、光スイッチ３０を導入することにより１箇所に配置するだけでよく、さらにPDの数を大幅に削減することが可能となる。例えば、図１に示すような従来例においては、光パワーモニタ１の配置箇所は４箇所あるため、AWG２０の数が４個、８チャンネルCSP型PDアレイモジュールの数が２４個も必要であったところが、本実施形態によると、図１３、１４に示すようにAWG２０の数を１個、８チャンネルCSP型PDアレイモジュール５０の数も１個と、実に主要部品の所要点数を大幅に削減することが可能となる。実際には、PDの後段に実装されるログアンプ等の電子部品の数もそれに応じて削減できるので、WDMシステムにおける部材削減にとどまらず組立コストの大幅な削減も可能となる。
【００８０】
以上、実施形態１〜５において用いる光スイッチ３０としては、一例として、平面光回路（PLC）により実現される光スイッチとした。これらPLCで現実される光スイッチの主なものとしては、回路構成にマッハツェンダ干渉計を用い、熱光学（TO）効果によるスイッチ切り替え動作を実現する方法が挙げられる。
【００８１】
図１５（ａ）に光スイッチの基本構成を示し、図１５（ｂ）にB-B'における断面図を示す。通常、シリコン基板４０上にPLC４１が形成されている。２つのカプラ４３に挟まれた導波路４２上に薄膜ヒータ４４を装荷してある。この薄膜ヒータ４４に電力を供給することにより導波路４２の屈折率がTO効果により変化することで、光スイッチの切り替えを実現している。このスイッチ基本構成を、ツリー構成又はタップ構成に多段に構成することにより、複数の入力及び複数の出力を有する光スイッチを実現することができる。
【００８２】
また、本発明においても、光スイッチの消光比改善のため、スイッチ基本構成をダブルゲート構成にしたり、光スイッチ電力低減のため断熱溝構造を作り込んだりすることによって、光スイッチ特性の向上を図ることが可能であることは言うまでも無い。特に、本発明においては、AWGと光スイッチを共にPLCにより実現することにより、一体化・集積化が容易になり、しいてはモニタの小型化が可能になる。PLCにより光スイッチとAWGを作製する方法としては、光スイッチとAWGとを別々に作製した後、光スイッチの出力導波路とAWGとの入力導波路とを光学的に接続してもよいし、又は同一ウェハ上に光スイッチとAWGをモノリシック集積して作製しても良い。
【００８３】
また、以上、実施形態１〜５で述べてきた構成は一例に過ぎず、本発明が意図する範囲で想定される構成は全て含まれることは言うまでも無い。例えば、WDMシステムが取り扱う波長チャンネルの数、モニタ箇所の数はなんら限定されるものではない。よって本発明による光パワーモニタにおいては、光スイッチ３０の入力ポート３１、３４および出力ポート３２、３３の数、AWG２０の入力ポート２１及び出力ポート２２の数は、WDMシステムの設計に従う。これは、PDの数も同様である。
【００８４】
また、図１１（ａ）、（ｂ）に示した出力導波路端に光路変換ミラー等を配置した上方にPDを実装した形態も、実施形態３で説明した場合に限定されるものではない。すなわち、こうしたPDの実装形態は、必要であれば、実施形態１〜５で説明した光パワーモニタで使用されても問題は無い。
【００８５】
さらに、図１６〜２１の表１〜６で示した、AWG２０の実質的に機能する入力ポート２１と出力ポート２２の配置についても、これらに限定されるものではない。これら実質的に機能する入力ポート２１と出力ポート２２の配置は、光パワーモニタ１においてモニタが必要とされる波長チャンネル毎の光波長信号がPDで受光できる組み合わせ配置でありさえすればよい。
【００８６】
実施形態２における組み合わせ配置では、実質的に機能する入力ポートを＃５、＃１３、＃２１、＃２９、＃３７、＃４５とし、実質的に機能する出力ポートを＃２１、＃２２、＃２３、＃２４、＃２５、＃２６、＃２７、＃２８とした組み合わせで説明した。しかし、これを実質的に機能する入力ポートを＃４、＃１０、＃１６、＃２２、＃２８、＃３４、＃４０、＃４６とし、実質的に機能する出力ポートを＃４、＃５、＃６、＃７、＃８、＃９とした組み合わせにしても良いということであり、その多数あるどの組み合わせであっても良い。上述の実施形態２〜５では、あくまでも組み合わせの一例を示したまでのことである。
【００８７】
また、本明細書中で述べてきた実施形態においては、光パワーのモニタを例に挙げて説明してきたが、これに限定されるものではない。例えば、波長情報を検出する機能を導入すれば、波長モニタとしても機能することは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】ノードの基本構成と従来の光パワーモニタを示す図である。
【図２】CSP型PDアレイモジュールの構成図である。
【図３】従来の光パワーモニタの構成図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る光パワーモニタの構成図である。
【図５】ノードの基本構成と本発明の実施形態１に係る光パワーモニタを示す図である。
【図６】本発明の実施形態２に係る光パワーモニタの構成図である。
【図７】AWGの基本構成図である。
【図８】（ａ）は、実施形態２において使用されるAWGの全入出力導波路の内、実質的に機能する入出力導波路を説明する図であり、（ｂ）は、実施形態２において使用されるAWGの実質的に機能する入出力導波路のみを描いた図である。
【図９】本発明の実施形態３に係る光パワーモニタの構成図である。
【図１０】（ａ）は、実施形態３に係る光パワーモニタのクロストークの発生要素を説明する図であり、（ｂ）は、実施形態３に係る光パワーモニタのクロストークを低減させる第１の構成を示す図である。
【図１１】（ａ）は、実施形態３に係る光パワーモニタのクロストークを低減させる第２の構成を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ'の断面図である。
【図１２】本発明の実施形態４に係る光パワーモニタの構成図である。
【図１３】本発明の実施形態５に係る光パワーモニタの構成図である。
【図１４】ノードの基本構成と本発明の実施形態５に係る光パワーモニタを示す図である。
【図１５】（ａ）は、PLCによる光スイッチの基本構成を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ'の断面図である。
【図１６】AWGの入出力ポートと出力波長との関係を説明する図である。
【図１７】本発明の実施形態２におけるAWGの実質的に機能する入出力ポートと出力波長との関係を説明する図である。
【図１８】本発明の実施形態２におけるAWGの実質的に機能する入出力ポートと出力波長との関係を説明する図である。
【図１９】本発明の実施形態３におけるAWGの実質的に機能する入出力ポートと出力波長との第１の関係を説明する図である。
【図２０】本発明の実施形態４におけるAWGの実質的に機能する入出力ポートと出力波長との第２の関係を説明する図である。
【図２１】本発明の実施形態４におけるAWGの実質的に機能する入出力ポートと出力波長との関係を説明する図である。
【符号の説明】
【００８９】
１  光パワーモニタ
２  波長分波器（DMUX）
３  フォトダイオード（PD）
２０  AWG
２１  入力ポート（導波路）
２２  出力ポート（導波路）
２３  第１のスラブ導波路
２４  第２のスラブ導波路
２５  アレイ導波路
３０  光スイッチ
３１、３４  入力ポート
３２、３３  出力ポート
３０１  第１の光スイッチ
３０２  第２の光スイッチ
４０  基板
４１  PLC
４２  導波路
４３  カプラ
４４  ヒータ
５０  CSP型PDアレイモジュール
５１  セラミック筺体
５２  ガラス窓
５３  受光面
５４  PDアレイ
７０  遮光対策部材
７１  光路変換ミラー
１００  波長分波器（DMUX）
１０１  波長合波器（MUX）
１０２  光スイッチ
１０３  カプラ
【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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