(57)【要約】【課題】故障確率の低減、伝送損失の低減およびサイズの小型化を図る。【解決手段】互いに異なる波長の光を出射する複数の発光器Ｔｘと、該発光器の何れにも代替可能なバックアップ発光器１２とを切り替える光スイッチ１０において、発光器Ｔｘの各々からのメイン光が入射され当該メイン光を合波器１４に導く複数本のメイン導波路１５、及びメイン導波路１５に対し斜めに交差するように設けられ、バックアップ発光器１２からのバックアップ光がメイン光の進行方向下流側から上流側へ向けて入射されるバックアップ導波路１６が形成されたベース部材１０Ａと、上記交差部にそれぞれ挿入及び退避可能に設けられ、挿入状態では発光器Ｔｘからのメイン光を遮断しバックアップ発光器１２からのバックアップ光を合波器１４へ向けて反射するミラー１７ｘと、各ミラー１７ｘを交差部に挿入及び退避させる各ミラー毎の駆動部とを設けた。【選択図】　図３
2004101944.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる波長の光を出射する複数個のメイン発光器と、前記メイン発光器の何れについても代替可能なバックアップ発光器とを切り替えるための光スイッチであって、
前記メイン発光器の各々からのメイン光が入射され当該メイン光を合波器に導くための複数本のメイン導波路と、前記メイン導波路に対し斜めに交差するように設けられ、前記バックアップ発光器からのバックアップ光が前記メイン光の進行方向下流側から上流側へ向けて入射されるバックアップ導波路とが、形成されたベース部材と、
前記バックアップ導波路と各メイン導波路との交差部にそれぞれ挿入及び退避可能に設けられ、挿入された状態ではメイン発光器からのメイン光を遮断しバックアップ発光器からのバックアップ光を前記合波器へ向けて反射するミラーと、
各ミラーを前記交差部に挿入及び退避させる各ミラー毎の駆動部と、
を備えた光スイッチ。
【請求項２】
前記ベース部材には、
全てのミラーが前記交差部から退避している状態で前記バックアップ発光器からのバックアップ光を、当該バックアップ発光器の検証のための検証用受光器に導くための検証用導波路が、さらに形成されていることを特徴とする請求項１記載の光スイッチ。
【請求項３】
互いに異なる波長の光を受光する複数個のメイン受光器と、前記メイン受光器の何れについても代替可能なバックアップ受光器とを切り替えるための光スイッチであって、
分波器により分波された各メイン受光器へ向けての分波光が入射され当該分波光を前記メイン受光器に導くための複数本のメイン導波路と、前記メイン導波路に対し斜めに交差するように設けられ、前記分波光の進行方向下流側から上流側へ向けて前記バックアップ受光器を終端としたバックアップ導波路とが、形成されたベース部材と、
前記バックアップ導波路と各メイン導波路との交差部にそれぞれ挿入及び退避可能に設けられ、挿入された状態では前記分波器からの分波光を前記バックアップ受光器へ向けて反射するミラーと、
各ミラーを前記交差部に挿入及び退避させる各ミラー毎の駆動部と、
を備えた光スイッチ。
【請求項４】
前記ベース部材には、
全てのミラーが前記交差部から退避している状態で、前記バックアップ受光器の検証のための検証用発光器からの光を、当該バックアップ受光器に導くための検証用導波路が、さらに形成されていることを特徴とする請求項３記載の光スイッチ。
【請求項５】
前記駆動部は、
前記ベース部材の上面に設けられた片持ち梁を含んで構成され、当該片持ち梁における所定の面の所定位置に第１の櫛歯電極が形成され、前記ミラーが前記交差部に挿入された状態又は前記交差部から退避した状態となるよう当該ミラーが前記片持ち梁の自由端近傍の所定位置に設置されたミラー支持手段と、
前記ベース部材の上面に前記第１の櫛歯電極と対向するように設置され、当該第１の櫛歯電極の各櫛歯間に挿入される櫛歯を備えた第２の櫛歯電極と、
前記第１の櫛歯電極と前記第２の櫛歯電極との間に所定の電圧を印加することで、当該第１の櫛歯電極と当該第２の櫛歯電極との間に静電気力を発生させる静電気力発生手段と、
を含んで構成され、
前記静電気力発生手段により前記静電気力を発生させ、前記第１の櫛歯電極が前記第２の櫛歯電極に近づく又は遠ざかるように駆動することで、前記ミラーを前記交差部に挿入又は退避させる、
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の光スイッチ。
【請求項６】
請求項２記載の光スイッチを用いることで、故障した一のメイン発光器をバックアップ発光器に切り替える発光器切り替え方法であって、
前記バックアップ発光器が前記一のメイン発光器を代替するように当該バックアップ発光器の光出力特性を調整する調整工程と、
前記調整工程で調整されたバックアップ発光器からバックアップ光を出射させるバックアップ光出射工程と、
前記検証用受光器によって前記バックアップ光を受光し、当該受光データに基づいて前記バックアップ発光器が正常に調整されていることを検証する検証工程と、
前記バックアップ発光器が正常に調整されているとの検証結果が得られた場合、前記一のメイン発光器に対応するメイン導波路と前記バックアップ導波路との交差部に、前記駆動部によってミラーを挿入するミラー挿入工程と、
を有する発光器切り替え方法。
【請求項７】
請求項４記載の光スイッチを用いることで、故障した一のメイン受光器をバックアップ受光器に切り替える受光器切り替え方法であって、
前記バックアップ受光器へ向けて、前記検証用発光器から検証用の光を出射させ、当該バックアップ受光器によって検証用の光を受光する検証用受光工程と、
前記バックアップ受光器による検証用の光の受光データに基づいて、当該バックアップ受光器が正常に動作することを検証する検証工程と、
前記バックアップ受光器が正常に動作するとの検証結果が得られた場合、前記一のメイン受光器に対応するメイン導波路と前記バックアップ導波路との交差部に、前記駆動部によってミラーを挿入するミラー挿入工程と、
を有する受光器切り替え方法。
【請求項８】
請求項１又は２に記載の光スイッチを備えたことを特徴とする合波器。
【請求項９】
請求項３又は４に記載の光スイッチを備えたことを特徴とする分波器。
【請求項１０】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の光スイッチを備えたことを特徴とする光通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信等で用いられる光スイッチ、発光器切り替え方法、受光器切り替え方法、合波器、分波器及び光通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１には、光通信技術における分波器側のプロテクションシステム９０の一般的な構成を示す。同図に示すように、プロテクションシステム９０は、分波器９１で８波に分岐されたＷＤＭ信号のそれぞれに２×１タイプのスイッチ９２を配置し、対応するアウトプットポートにはもう１つの４×１スイッチ９３を配置した構成とされている。これらスイッチ９２、９３によってメインライン９４から予備系ライン９５への切り替えが行われる。同様の技術は以下の特許文献１にも開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１３５８１７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１のような従来の構成では、予備系ライン９５へ伝送される光信号から見た場合、２つのスイッチ９２、９３が直列に挿入された状態になっているため、何れか１つのスイッチが故障すると、上記切り替えが正常に行えなくなる。このため、スイッチ１個のみが挿入された場合に比べ故障確率が高くなってしまう。
【０００５】
また、２つのスイッチ９２、９３を直列に配置したことで、伝送路上の接続箇所が多くなり、伝送損失が大きくなってしまう。
【０００６】
更に、別々の部品であるスイッチ９２、９３を組み合わせた構成であるため、装置全体のサイズを小型化することが困難であった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するために成されたものであり、故障確率の低減、伝送損失の低減およびサイズの小型化を図ることができる光スイッチ、発光器切り替え方法、受光器切り替え方法、合波器、分波器及び光通信システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る光スイッチは、請求項１に記載したように、互いに異なる波長の光を出射する複数個のメイン発光器と、前記メイン発光器の何れについても代替可能なバックアップ発光器とを切り替えるための光スイッチであって、前記メイン発光器の各々からのメイン光が入射され当該メイン光を合波器に導くための複数本のメイン導波路と、前記メイン導波路に対し斜めに交差するように設けられ、前記バックアップ発光器からのバックアップ光が前記メイン光の進行方向下流側から上流側へ向けて入射されるバックアップ導波路とが、形成されたベース部材と、前記バックアップ導波路と各メイン導波路との交差部にそれぞれ挿入及び退避可能に設けられ、挿入された状態ではメイン発光器からのメイン光を遮断しバックアップ発光器からのバックアップ光を前記合波器へ向けて反射するミラーと、各ミラーを前記交差部に挿入及び退避させる各ミラー毎の駆動部とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
このような光スイッチでは、ベース部材に、メイン発光器の各々からのメイン光が入射され当該メイン光を合波器に導くための複数本のメイン導波路とともに、当該メイン導波路に対し斜めに交差するようにバックアップ導波路が設けられている。このバックアップ導波路には、バックアップ発光器からのバックアップ光がメイン光の進行方向下流側から上流側へ向けて入射される。
【００１０】
上記バックアップ導波路と各メイン導波路との交差部の各々には、当該交差部に挿入及び退避可能にミラーが設けられており、該ミラーが挿入された状態では、該ミラーは、メイン発光器からのメイン光を遮断しバックアップ発光器からのバックアップ光を合波器へ向けて反射する。また、光スイッチには、各ミラーを交差部に挿入及び退避させる各ミラー毎の駆動部も設けられている。
【００１１】
上記構成により、一のメイン発光器が故障した場合に、該一のメイン発光器に対応するメイン導波路上の交差部に駆動部によってミラーを挿入するとともに、該一のメイン発光器を代替するように光出力特性が調整されたバックアップ発光器からバックアップ光を出射させることで、該バックアップ光がミラーで反射して、上記一のメイン発光器に対応するメイン導波路に導かれる。これにより、故障した一のメイン発光器をバックアップ発光器によって代替することができる。このように、従来のような複数のスイッチの組合せではなく、単一のスイッチによりメイン発光器をバックアップ発光器に切り替えることができるため、従来よりも故障確率を低減して伝送損失を低減することができ、更にサイズの小型化を図ることができる。
【００１２】
上記光スイッチでは、好ましくは、請求項２に記載したように、全てのミラーが交差部から退避している状態でバックアップ発光器からのバックアップ光を、当該バックアップ発光器の検証のための検証用受光器に導くための検証用導波路が、ベース部材にさらに形成された構成とすることが望ましい。
【００１３】
この場合、全てのミラーが交差部から退避している状態において、バックアップ発光器からのバックアップ光を、検証用導波路を介して検証用受光器に導くことが可能となるため、検証用受光器によりバックアップ光を受光し、バックアップ発光器の検証を行うことができ、バックアップ機能の信頼性を向上することができる。
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明に係る光スイッチは、請求項３に記載したように、互いに異なる波長の光を受光する複数個のメイン受光器と、前記メイン受光器の何れについても代替可能なバックアップ受光器とを切り替えるための光スイッチであって、分波器により分波された各メイン受光器へ向けての分波光が入射され当該分波光を前記メイン受光器に導くための複数本のメイン導波路と、前記メイン導波路に対し斜めに交差するように設けられ、前記分波光の進行方向下流側から上流側へ向けて前記バックアップ受光器を終端としたバックアップ導波路とが、形成されたベース部材と、前記バックアップ導波路と各メイン導波路との交差部にそれぞれ挿入及び退避可能に設けられ、挿入された状態では前記分波器からの分波光を前記バックアップ受光器へ向けて反射するミラーと、各ミラーを前記交差部に挿入及び退避させる各ミラー毎の駆動部とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
このような光スイッチでは、ベース部材に、分波器により分波された各メイン受光器へ向けての分波光が入射され当該分波光をメイン受光器に導くための複数本のメイン導波路とともに、当該メイン導波路に対し斜めに交差するようにバックアップ導波路が設けられている。このバックアップ導波路は、分波光の進行方向下流側から上流側へ向けてバックアップ受光器を終端として形成されている。
【００１６】
上記バックアップ導波路と各メイン導波路との交差部の各々には、当該交差部に挿入及び退避可能にミラーが設けられており、該ミラーが挿入された状態では、該ミラーは、分波器からの分波光を前記バックアップ受光器へ向けて反射する。また、光スイッチには、各ミラーを交差部に挿入及び退避させる各ミラー毎の駆動部も設けられている。
【００１７】
上記構成により、一のメイン受光器が故障した場合に、該一のメイン受光器に対応するメイン導波路上の交差部に駆動部によってミラーを挿入することで、該一のメイン受光器に対応する分波光がミラーで反射し、バックアップ導波路に導かれ、バックアップ受光器により受光される。これにより、故障した一のメイン受光器をバックアップ受光器によって代替することができる。このように、従来のような複数のスイッチの組合せではなく、単一のスイッチによりメイン受光器をバックアップ受光器に切り替えることができるため、従来よりも故障確率を低減して伝送損失を低減することができ、更にサイズの小型化を図ることができる。
【００１８】
上記光スイッチでは、好ましくは、請求項４に記載したように、全てのミラーが交差部から退避している状態で、バックアップ受光器の検証のための検証用発光器からの光を、当該バックアップ受光器に導くための検証用導波路が、ベース部材にさらに形成された構成とすることが望ましい。
【００１９】
この場合、全てのミラーが交差部から退避している状態において、検証用発光器からの光を、検証用導波路を介してバックアップ受光器に導くことが可能となるため、バックアップ受光器による受光データに基づいて該バックアップ受光器の検証を行うことができ、バックアップ機能の信頼性を向上することができる。
【００２０】
ところで、上記の合波器側に用いられる光スイッチおよび分波器側に用いられる光スイッチの各々における駆動部は、好ましくは、請求項５に記載したように、ベース部材の上面に設けられた片持ち梁を含んで構成され、当該片持ち梁における所定の面の所定位置に第１の櫛歯電極が形成され、前記ミラーが前記交差部に挿入された状態又は前記交差部から退避した状態となるよう当該ミラーが前記片持ち梁の自由端近傍の所定位置に設置されたミラー支持手段と、前記ベース部材の上面に前記第１の櫛歯電極と対向するように設置され、当該第１の櫛歯電極の各櫛歯間に挿入される櫛歯を備えた第２の櫛歯電極と、前記第１の櫛歯電極と前記第２の櫛歯電極との間に所定の電圧を印加することで、当該第１の櫛歯電極と当該第２の櫛歯電極との間に静電気力を発生させる静電気力発生手段とを含んで構成され、前記静電気力発生手段により前記静電気力を発生させ、前記第１の櫛歯電極が前記第２の櫛歯電極に近づく又は遠ざかるように駆動することで、前記ミラーを前記交差部に挿入又は退避させる構成とすることが望ましい。
【００２１】
この場合、静電気力発生手段により第１の櫛歯電極と第２の櫛歯電極との間に所定の電圧を印加することで、第１の櫛歯電極と第２の櫛歯電極との間に静電気力（引力又は反発力）を発生させると、片持ち梁がたわみ、該片持ち梁の自由端近傍に設置されたミラーが交差部に挿入された状態と該ミラーが交差部から退避した状態とで切り替え可能となる。このように駆動部を構成すれば、ミラーの移動方向（即ち、片持ち梁の延在方向に直交する方向）にスペースを取られなくてすみ、小型で高集積化された光スイッチを実現することができる。
【００２２】
請求項６記載の発光器切り替え方法は、請求項２記載の光スイッチを用いることで、故障した一のメイン発光器をバックアップ発光器に切り替える発光器切り替え方法であって、前記バックアップ発光器が前記一のメイン発光器を代替するように当該バックアップ発光器の光出力特性を調整する調整工程と、前記調整工程で調整されたバックアップ発光器からバックアップ光を出射させるバックアップ光出射工程と、前記検証用受光器によって前記バックアップ光を受光し、当該受光データに基づいて前記バックアップ発光器が正常に調整されていることを検証する検証工程と、前記バックアップ発光器が正常に調整されているとの検証結果が得られた場合、前記一のメイン発光器に対応するメイン導波路と前記バックアップ導波路との交差部に、前記駆動部によってミラーを挿入するミラー挿入工程とを有することを特徴とする。
【００２３】
即ち、調整工程にてバックアップ発光器が、故障した一のメイン発光器を代替するように当該バックアップ発光器の光出力特性を調整し、バックアップ光出射工程にて、当該調整されたバックアップ発光器からバックアップ光を出射させる。そして、検証工程にて、検証用受光器によってバックアップ光を受光し、当該受光データに基づいてバックアップ発光器が正常に調整されていることを検証する。ここで、バックアップ発光器が正常に調整されているとの検証結果が得られた場合、ミラー挿入工程にて上記一のメイン発光器に対応するメイン導波路とバックアップ導波路との交差部に、駆動部によってミラーを挿入する。これにより、バックアップ光がミラーで反射して、上記一のメイン発光器に対応するメイン導波路に導かれる。このようにして、正常に調整されているとの検証結果が得られたバックアップ発光器によって、故障した一のメイン発光器を代替することができ、バックアップ機能の信頼性を向上することができる。
【００２４】
請求項７記載の発光器切り替え方法は、請求項４記載の光スイッチを用いることで、故障した一のメイン受光器をバックアップ受光器に切り替える受光器切り替え方法であって、前記バックアップ受光器へ向けて、前記検証用発光器から検証用の光を出射させ、当該バックアップ受光器によって検証用の光を受光する検証用受光工程と、前記バックアップ受光器による検証用の光の受光データに基づいて、当該バックアップ受光器が正常に動作することを検証する検証工程と、前記バックアップ受光器が正常に動作するとの検証結果が得られた場合、前記一のメイン受光器に対応するメイン導波路と前記バックアップ導波路との交差部に、前記駆動部によってミラーを挿入するミラー挿入工程とを有することを特徴とする。
【００２５】
即ち、検証用受光工程にて、バックアップ受光器へ向けて検証用発光器から検証用の光を出射させて当該バックアップ受光器によって検証用の光を受光し、検証工程にて、バックアップ受光器による検証用の光の受光データに基づいて、当該バックアップ受光器が正常に動作することを検証する。ここで、バックアップ受光器が正常に動作するとの検証結果が得られた場合、ミラー挿入工程にて上記一のメイン受光器に対応するメイン導波路とバックアップ導波路との交差部に、駆動部によってミラーを挿入する。これにより、上記一のメイン受光器に対応する分波光がミラーで反射し、バックアップ導波路に導かれ、バックアップ受光器により受光される。このようにして正常に動作するとの検証結果が得られたバックアップ受光器によって、故障した一のメイン受光器を代替することができ、バックアップ機能の信頼性を向上することができる。
【００２６】
なお、請求項１又は２に記載の光スイッチは合波器に内蔵してもよい。即ち、請求項８に記載したように、請求項１又は２に記載の光スイッチを備えた合波器を構成することができる。
【００２７】
また、請求項３又は４に記載の光スイッチは分波器に内蔵してもよい。即ち、請求項９に記載したように、請求項３又は４に記載の光スイッチを備えた分波器を構成することができる。
【００２８】
更に、請求項１０に記載したように、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光スイッチを備えた、合波器側および分波器側を含めた光通信システムを構成することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る光スイッチ、発光器切り替え方法、受光器切り替え方法及び光通信システムの好適な実施形態について図面を参照して説明する。
【００３０】
［光通信システムの構成］
図２には、光通信システム１の全体構成図を示す。同図に示すように、光通信システム１には、幹線３０を介して接続された合波器１４及び分波器２４が設けられている。この光通信システム１における合波器１４側には、４つの発光器１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ（発光器１１と総称する）と、発光器１１のバックアップ用のバックアップ発光器１２と、光スイッチ１０と、検証用受光器１３とが設けられている。発光器１１からの４つの信号光は、光スイッチ１０を介して合波器１４にて合波され、幹線３０を介して分波器２４側へ伝送される。同様に、分波器２４側には、４つの受光器２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄ（受光器２１と総称する）と、受光器２１のバックアップ用のバックアップ受光器２２と、光スイッチ２０と、検証用発光器２３とが設けられている。分波器２４で分波された４つの信号光は、光スイッチ２０を介して、対応する受光器２１へ伝送される。
【００３１】
［合波器１４側の光スイッチ１０の構成］
図３には、合波器１４側の光スイッチ１０の構成図を示す。同図に示すように、光スイッチ１０には平面導波路１０Ａが設けられており、平面導波路１０Ａには、発光器１１の各々からの信号光が入射され当該信号光を合波器１４に導くための４本の平行なメイン導波路１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄと、これらメイン導波路１５に対し斜めに交差するように設けられ、バックアップ発光器１２からのバックアップ光を検証用受光器１３に導くためのバックアップ導波路１６とが形成されている。なお、図３では、発光器をＴｘ、受光器をＲｘと表記している（後述の図４、図８、図１０も同様である）。また、波長λ１の信号光を出力する発光器１１ＡをＴｘ（λ１）、波長λ２の信号光を出力する発光器１１ＢをＴｘ（λ２）、波長λ３の信号光を出力する発光器１１ＣをＴｘ（λ３）、波長λ４の信号光を出力する発光器１１ＤをＴｘ（λ４）と表記している（後述の図８も同様である）。
【００３２】
この平面導波路１０Ａにおいて、バックアップ導波路１６と各メイン導波路１５との交差部の各々には、各交差部に挿入及び退避可能にミラー１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｄが設けられている。
【００３３】
図５を用いてミラー１７Ａの配置を説明すると、図５（ａ）のようにミラー１７Ａは、メイン導波路１５Ａに沿った信号光の光軸に垂直な面に対し所定角度αだけ傾いて配置されている。ミラー１７Ａは、矢印Ｐ方向に沿って交差部に挿入されて図５（ｂ）の挿入状態となる。また、ミラー１７Ａは、矢印Ｑ方向に沿って交差部から退避して図５（ａ）の退避状態となる。また、上記の所定角度αは、メイン導波路１５Ａとバックアップ導波路１６との成す角度βの半分に設定されている。このため、図５（ｂ）のようにミラー１７Ａは、交差部に挿入された状態で発光器１１Ａからの信号光を遮断するとともに、バックアップ発光器１２からのバックアップ光（矢印Ｓ方向から到来）を、矢印Ｒ方向に合波器１４へ向けて反射する。なお、ミラー１７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｄについても、上記ミラー１７Ａと同様に各交差部に配置されている。
【００３４】
また、光スイッチ１０には、各ミラーを交差部に挿入及び退避させる各ミラー毎の駆動部６０（図６、図７参照）も設けられている。ここで、駆動部６０を説明する。図６は、ミラーの駆動部６０を示す平面図であり、図７は、その側面図である。
【００３５】
図７に示すように、平面導波路５０上には、微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）技術を用いて形成された駆動部６０が設けられており、この駆動部６０は以下のようなアクチュエータ構造体の構成とされている。即ち、平面導波路５０には、片持ち梁４０が固定されており、この片持ち梁４０は、その自由端４０Ａが溝５０Ａの上方に位置している。この自由端４０Ａの下面にはミラー１７Ａが固定され、ミラー１７Ａは溝５０Ａに挿入され、前述した平面導波路１０Ａにおける交差部に挿入された状態と該交差部から退避した状態とで切り替え可能とされている。
【００３６】
図６に示すように、片持ち梁４０の一方の側面には櫛歯電極４１が形成されており、平面導波路５０の上面における櫛歯電極４１と対向する位置には、櫛歯電極４１の各櫛歯間に挿入される櫛歯を備えた櫛歯電極４２が設置されている。また、片持ち梁４０と櫛歯電極４２とは電圧源４３を介して電気的に接続されており、この電圧源４３により片持ち梁４０の櫛歯電極４１と櫛歯電極４２との間に所定の電圧を加えることで両者間に静電気力を発生させる。そして、この静電気力によって片持ち梁４０が櫛歯電極４２に引き寄せられるようになっている。
【００３７】
このように静電気を用いることで、小さな消費電力で片持ち梁４０を駆動させることができる。更に、片持ち梁４０の櫛歯電極４１と櫛歯電極４２とにそれぞれ複数の櫛歯を設けたことで、小さな印加電圧でも大きな静電気力を発生させることができる。即ち、静電気力を発生させ、櫛歯電極４１が櫛歯電極４２に近づく又は遠ざかるように駆動することで、片持ち梁４０の端部に固定されたミラー１７Ａを交差部に挿入するよう又は退避させるように駆動することが可能となっている。
【００３８】
上記のように駆動部６０を構成すれば、ミラーの移動方向（即ち、片持ち梁の延在方向に直交する方向）にスペースを取られなくてすみ、小型で高集積化された光スイッチを実現することができる、という効果を奏する。
【００３９】
［分波器２４側の光スイッチ２０の構成］
次に、分波器２４側の光スイッチ２０の構成を説明する。
【００４０】
図４には、分波器２４側の光スイッチ２０の構成図を示す。同図に示すように、光スイッチ２０には平面導波路２０Ａが設けられており、平面導波路２０Ａには、分波器２４からの信号光が入射され当該信号光を、対応する受光器２１に導くための４本の平行なメイン導波路２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄと、これらメイン導波路２５に対し斜めに交差するように設けられ、検証用発光器２３からの検証用の光をバックアップ受光器２２に導くためのバックアップ導波路２６とが形成されている。なお、図４では、波長λ１の信号光を受光する受光器２１ＡをＲｘ（λ１）、波長λ２の信号光を受光する受光器２１ＢをＲｘ（λ２）、波長λ３の信号光を受光する受光器２１ＣをＲｘ（λ３）、波長λ４の信号光を受光する受光器２１ＤをＲｘ（λ４）と表記している（後述の図１０も同様である）。
【００４１】
この平面導波路２０Ａにおいて、バックアップ導波路２６と各メイン導波路２５との交差部の各々には、各交差部に挿入及び退避可能にミラー２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄが設けられている。各ミラーの配置は、前述した光スイッチ１０のミラー１７Ａと同様である。よって、例えば、ミラー２７Ａは、図５（ｂ）と同様に、交差部に挿入された状態で分波器２４からの信号光をバックアップ受光器２２へ向けて反射する。ミラー２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄについても同様である。
【００４２】
また、光スイッチ２０にも、各ミラーを交差部に挿入及び退避させる各ミラー毎の駆動部６０（図６、図７参照）が設けられている。駆動部６０の構成は、前述した光スイッチ１０における駆動部６０と同様であるため、説明を省略する。
【００４３】
［合波器１４側の光スイッチ１０の動作］
次に、図８、９を用いて、本発明の発光器切り替え方法に係る合波器１４側の光スイッチ１０の動作を説明する。ここでは、図８（ａ）のように発光器１１のうち発光器１１Ａ（図ではＴｘ（λ１）と表記）が故障したものとし、この故障した発光器１１Ａからバックアップ発光器１２に切り替えるための動作を説明する。なお、図９の流れ図は光スイッチ１０の動作に関連する処理の流れを示しているが、これら全ての処理がコントローラ等により自動的に実行されることを示すものではない。
【００４４】
まず、図９のＳ０１において、バックアップ発光器１２が、故障した発光器１１Ａを代替するように（即ち、波長λ１の信号光を出力するように）、バックアップ発光器１２の光出力特性を調整する。
【００４５】
次に、Ｓ０２において、調整されたバックアップ発光器１２から図８（ｂ）の矢印Ｓ方向に検証用受光器１３へ向けてバックアップ光を出射させる。
【００４６】
次のＳ０３では、検証用受光器１３によってバックアップ光を受光し、当該受光データに基づいてバックアップ発光器１２が正常に調整されているか否かを検証する。ここで、バックアップ発光器が正常に調整されているとの検証結果が得られなかった場合は、Ｓ０５にてバックアップ発光器１２の再調整等の処理を行う。
【００４７】
Ｓ０３で、バックアップ発光器が正常に調整されているとの検証結果が得られた場合は、Ｓ０４にて、故障した発光器１１Ａに対応するメイン導波路１５Ａとバックアップ導波路１６との交差部に、駆動部６０によってミラー１７Ａを挿入する。これにより、バックアップ光は、図８（ｃ）の矢印Ｔのようにミラー１７Ａで反射して、メイン導波路１５Ａに導かれる。このようにして、バックアップ発光器１２によって、故障した発光器１１Ａを代替することができる。
【００４８】
即ち、従来のような複数のスイッチの組合せではなく、単一の光スイッチ１０によって、故障した発光器１１Ａをバックアップ発光器１２に切り替えることができるため、従来よりも故障確率を低減して伝送損失を低減することができ、更にサイズの小型化を図ることができる。また、正常に調整されているとの検証結果が得られたバックアップ発光器１２によって、故障した発光器１１Ａを代替するため、バックアップ機能の信頼性を向上することができる。
【００４９】
［分波器２４側の光スイッチ２０の動作］
次に、図１０、１１を用いて、本発明の受光器切り替え方法に係る分波器２４側の光スイッチ２０の動作を説明する。ここでは、図１０（ａ）のように受光器２１のうち受光器２１Ａ（図ではＲｘ（λ１）と表記）が故障したものとし、この故障した受光器２１Ａからバックアップ受光器２２に切り替えるための動作を説明する。なお、図１１の流れ図は光スイッチ２０の動作に関連する処理の流れを示しているが、これら全ての処理がコントローラ等により自動的に実行されることを示すものではない。
【００５０】
まず、図１１のＳ１１において、図１０（ｂ）の矢印Ｓ方向にバックアップ受光器２２へ向けて検証用発光器２３から検証用の光を出射させて、バックアップ受光器２２によって検証用の光を受光する。
【００５１】
次に、Ｓ１２において、バックアップ受光器２２による検証用の光の受光データに基づいて、バックアップ受光器２２が正常に動作するか否かを検証する。ここで、バックアップ受光器２２が正常に動作するとの検証結果が得られなかった場合は、Ｓ１４にてバックアップ受光器２２の調整等の処理を行う。
【００５２】
Ｓ１２で、バックアップ受光器２２が正常に動作するとの検証結果が得られた場合は、Ｓ１３にて、故障した受光器２１Ａに対応するメイン導波路２５Ａとバックアップ導波路２６との交差部に、駆動部６０によってミラー２７Ａを挿入する。これにより、波長λ１の分波光（即ち、受光器２１Ａに対応する分波光）は、図１０（ｃ）の矢印Ｕのようにミラー２７Ａで反射して、バックアップ導波路２６に導かれ、バックアップ受光器２２により受光される。このようにして、バックアップ受光器２２によって、故障した受光器１１Ａを代替することができる。
【００５３】
即ち、従来のような複数のスイッチの組合せではなく、単一の光スイッチ２０によって、故障した受光器２１Ａをバックアップ受光器２２に切り替えることができるため、従来よりも故障確率を低減して伝送損失を低減することができ、更にサイズの小型化を図ることができる。また、正常に動作するとの検証結果が得られたバックアップ受光器２２によって、故障した受光器１１Ａを代替するため、バックアップ機能の信頼性を向上することができる。
【００５４】
なお、合波器側の光スイッチ１０は、合波器１４に内蔵してもよい。即ち、合波器１４は、上記実施形態の光スイッチ１０を備えた合波器として構成することもできる。
【００５５】
同様に、分波器側の光スイッチ２０は、分波器２４に内蔵してもよい。即ち、分波器２４は、上記実施形態の光スイッチ２０を備えた分波器として構成することもできる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、一のメイン発光器が故障した場合に、該一のメイン発光器に対応するメイン導波路上の交差部に駆動部によってミラーを挿入するとともに、該一のメイン発光器を代替するように光出力特性が調整されたバックアップ発光器からバックアップ光を出射させることで、該バックアップ光がミラーで反射して、上記一のメイン発光器に対応するメイン導波路に導かれるため、故障した一のメイン発光器をバックアップ発光器によって代替することができる。このように、従来のような複数のスイッチの組合せではなく、単一のスイッチによりメイン発光器をバックアップ発光器に切り替えることができるため、従来よりも故障確率を低減して伝送損失を低減することができ、更にサイズの小型化を図ることができる。
【００５７】
また、一のメイン受光器が故障した場合に、該一のメイン受光器に対応するメイン導波路上の交差部に駆動部によってミラーを挿入することで、該一のメイン受光器に対応する分波光がミラーで反射し、バックアップ導波路に導かれ、バックアップ受光器により受光されるため、故障した一のメイン受光器をバックアップ受光器によって代替することができる。このように、従来のような複数のスイッチの組合せではなく、単一のスイッチによりメイン受光器をバックアップ受光器に切り替えることができるため、従来よりも故障確率を低減して伝送損失を低減することができ、更にサイズの小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の光通信技術における分波器側のプロテクションシステムの構成図である。
【図２】発明の実施形態に係る光通信システムの構成図である。
【図３】合波器側の光スイッチの構成図である。
【図４】分波器側の光スイッチの構成図である。
【図５】ミラーの配置を示す図であり、（ａ）はミラーが交差部から退避している状態を、（ｂ）はミラーが交差部に挿入された状態を、それぞれ示す。
【図６】ミラーの駆動部を示す平面図である。
【図７】ミラーの駆動部を示す側面図である。
【図８】合波器側の光スイッチの動作を説明するための図であり、（ａ）は１つの発光器が故障した直後の状態を、（ｂ）はバックアップ発光器の検証工程を、（ｃ）はミラー挿入工程を、それぞれ示す。
【図９】合波器側の光スイッチに関する処理を示す流れ図である。
【図１０】分波器側の光スイッチの動作を説明するための図であり、（ａ）は１つの受光器が故障した直後の状態を、（ｂ）はバックアップ受光器の検証工程を、（ｃ）はミラー挿入工程を、それぞれ示す。
【図１１】分波器側の光スイッチに関する処理を示す流れ図である。
【符号の説明】
１…光通信システム、１０…光スイッチ、１０Ａ…平面導波路、１１…発光器（メイン発光器）、１２…バックアップ発光器、１３…検証用受光器、１４…合波器、１５…メイン導波路、１６…バックアップ導波路、１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｄ…ミラー、２０…光スイッチ、２０Ａ…平面導波路、２１…受光器（メイン受光器）、２２…バックアップ受光器、２３…検証用発光器、２４…分波器、２５…メイン導波路、２６…バックアップ導波路、２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄ…ミラー、３０…幹線、４０…片持ち梁、４０Ａ…自由端、４１…櫛歯電極、４２…櫛歯電極、４３…電圧源、５０…平面導波路、５０Ａ…溝、６０…駆動部、９０…プロテクションシステム、９１…分波器、９２…スイッチ、９３…スイッチ、９４…メインライン、９５…予備系ライン。
【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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