(57)【要約】【課題】光バーストスイッチング方式を適用したフォトニックネットワークにおける中間ノードに適用される光スイッチング装置において、伝送効率を向上させるための切替時間の高速化を確保する。【解決手段】入出力ポートとともに、該入出力ポートに入力された光信号のチャンネル切り替えを行なう偏向エレメントをそなえてなる光スイッチ１と、光信号が光スイッチ１に入力する前に、前記光信号についてのスイッチング制御情報に基づき該偏向エレメントの偏向状態を順次設定しておくとともに、当該光信号が該光スイッチに入力すると、当該光信号の光出力レベルを、当該光信号出力が最初に検出された時点での光出力レベルに安定するように、該偏向エレメントの偏向状態を制御する偏向エレメント制御部１０１とをそなえるように構成する。【選択図】        図１
2004354612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数チャンネルの光信号をそれぞれ入力又は出力するための複数の入出力ポートとともに、該入出力ポートに入力された光信号を偏向させることにより、前記光信号のチャンネル切り替えを行なう偏向エレメントをそなえてなる光スイッチと、
当該光信号が該光スイッチに入力する前に、前記光信号についてのスイッチング制御情報に基づき該偏向エレメントの偏向状態を順次設定しておくとともに、当該光信号が該光スイッチに入力すると、当該光信号の光出力レベルを、当該光信号出力が最初に検出された時点での光出力レベルに安定するように、該偏向エレメントの偏向状態を制御する偏向エレメント制御部とをそなえて構成されたことを
特徴とする、光スイッチング装置。
【請求項２】
該偏向エレメントが、反射面の角度を可変しうる複数のティルトミラーを配置したミラーアレイにより構成されるとともに、
該偏向エレメント制御部が、
前記の各ティルトミラーを駆動して、前記の各ティルトミラーの反射面の角度を可変する駆動部と、
前記光信号についてのスイッチング制御情報に基づいて、当該光信号が該光スイッチに入力する前に、対応するティルトミラーの反射面角度を順次設定しておくとともに、当該光信号が該光スイッチに入力すると、当該光信号の光出力レベルを、当該光信号出力が最初に検出された時点での光出力レベルに安定するように制御すべく、駆動制御信号を該駆動部に出力する駆動制御部と、
をそなえて構成されたことを特徴とする、請求項１記載の光スイッチング装置。
【請求項３】
該駆動制御部が、
前記入出力ポートから入力される光信号についてのスイッチング制御情報として、前記光信号を伝送すべき経路設定情報を、当該光信号が該光スイッチに入力される前に受信するスイッチング制御情報受信部と、
該スイッチング制御情報受信部で受信された経路設定情報に基づいて、当該光信号の到着前に、対応するティルトミラーの反射面角度を順次設定しておくための第１駆動制御信号を該駆動部に出力する設定制御部と、
該光スイッチにおける入出力ポートから出力される光の出力レベルについてモニタする光出力モニタと、
該光スイッチにおける入出力ポートから出力された当該光信号のレベルを、該光出力モニタにて前記光信号の出力が確認された時点での光出力レベルで安定させるように、対応するティルトミラーの反射面角度をフィードバック制御するための第２駆動制御信号を出力するフィードバック制御部と、
をそなえて構成されたことを特徴とする、請求項２記載の光スイッチング装置。
【請求項４】
該偏向エレメントが、反射面の角度を可変しうる複数のティルトミラーを配置した複数のミラーアレイを有し、前記入出力ポートを通じて入力された光信号を前記各ミラーアレイで順次反射させることにより、光信号のチャンネル切り替えを行なうように構成され、
該設定制御部が、該スイッチング制御情報受信部で受信された経路設定情報並びに前記の到着時刻情報および信号長情報に基づいて、光信号の衝突が生じるか否かを判定する衝突判定部をそなえるとともに、
該衝突判定部において光信号の衝突が生じると判定された前の経路と次に設定すべき経路とが同じであると判定された場合に、衝突する複数の光信号のうちの後から入力される光信号をドロップさせるように、入力側のミラーアレイにおけるティルトミラーの反射面角度を切り替えるべく、該駆動制御信号を該駆動部に出力するように構成されたことを特徴とする、請求項３記載の光スイッチング装置。
【請求項５】
該偏向エレメント制御部が、該偏向エレメントを共振させ且つ出力光パワーが急峻に変動するように制御する一方、
前記の光スイッチの入出力ポートから出力された光信号の光パワー変動を取り除く光リミッタをそなえて構成されたことを特徴とする、請求項１記載の光スイッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光スイッチング装置に関し、例えば光バーストスイッチング方式を適用したフォトニックネットワークにおける、中間ノードにおいて用いて好適な、光スイッチング装置に関する。
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インターネットの急拡大により急増した通信トラフィックに対して、柔軟でかつ高信頼の光ネットワーク実現が必要となってきた。このため、波長単位でルーティングを行なうことを前提とした光ネットワークのためのネットワークが様々提案されている。例えば、図１７に示すように、Ｐｏｉｎｔ−ｔｏ−ＰｏｉｎｔのＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）リンク（図１７のＡ参照）のほか、ＯＡＤＭ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｄｄ  Ｄｒｏｐ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）やＯＸＣ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｒｏｓｓ  Ｃｏｎｎｅｃｔ）を用いた波長ルーティングを行なうリングネットワーク（Ｒｉｎｇ  Ｎｅｔｗｏｒｋ，図１７のＢ参照）およびメッシュネットワーク（Ｍｅｓｈ  Ｎｅｔｗｏｒｋ，図１７のＣ参照）などが提案されている。
【０００３】
これらのネットワーク技術には、所謂サーキットスイッチング方式（ＣＳ；Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ，回線交換方式）が用いられており、ＩＰセントリックな〔ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を中心とした〕データ伝送になった場合の伝送効率が悪い。
一方で、光パケットのまま交換を行なう所謂光パケットスイッチング（ＰＳ；Ｐａｃｋｅｔ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ，図１７のＥ参照）では、ＩＰデータの伝送効率は良いが、連続性の高いデータでは、細分化された光パケットのヘッダが占める割合が相対的に大きいため伝送効率の劣化を招く。また、光パケット交換では、ヘッダ部を読み出しルーティング処理を行っている間、パケットをバッファリングする必要があるが、光領域でのバッファは現実的にはファイバ遅延線しかなく、ハードの実現性が乏しい。
【０００４】
これらの技術的背景に鑑み、伝送、多重化、多重分離、スイッチング、ルーティングなどのネットワーク転送機能を光領域で行なうネットワークであるフォトニックネットワークをＩＰベースで構築するに当たっては、上述のＣＳ，ＰＳの中間解として、図１８に示すような、光バーストスイッチング方式（ＯＢＳ；Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｂｕｒｓｔ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ，図１７のＤ参照）のネットワーク９００が注目されている。
【０００５】
この図１８に示すＯＢＳネットワーク９００の概要について示す模式図であり、９１０はＯＢＳ９００と他のアクセスネットワークとをリンクするエッジノード、９２０はＯＢＳ９００を構成するコアノードである。
ここで、ＯＢＳネットワーク９００を構成するエッジノード（Ｅｄｇｅ  Ｎｏｄｅ）９１０は、アクセスネットワークからのＩＰトラフィックを多重化する多重化部９１１および多重化された光バースト信号とコアノード９２０側へ伝送するためのバーストアセンブリ（Ｂｕｒｓｔ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ）９１２をそなえている。
【０００６】
すなわち、バーストとはパケットを複数個束ねたデータ、即ちアクセスネットワークからのＩＰパケットを多重したもので、任意のデータ長を有し、かつ、ヘッダ情報を持たないものであり、データのＧｒａｎｕｌａｒｉｔｙ（粒度）としては上述のＰＳ，ＣＳの中間的な値（ＣＳ＜ＯＢＳ＜ＰＳ）をとるものである。これにより、連続性の高いデータおよびバースト性の高いデータ双方の伝送効率を上げることが可能となる。
【０００７】
また、コアノード９２０は、Ｏ／Ｅ／Ｏ変換部９２１ａ及び予約管理部（Ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ  Ｍａｎａｇｅｒ）９２１ｂを有してなる制御信号処理部９２１をそなえるとともに、波長変換部（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）９２２ａおよび光スイッチマトリクス（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｗｉｔｃｈ  Ｍａｔｒｉｘ）９２２ｂを有してなるデータ信号処理部９２２をそなえて構成される。
【０００８】
すなわち、制御信号処理部９２１のＯ／Ｅ／Ｏ変換部９２１ａにおいて、別線で伝送されてきたヘッダ情報に相当する制御光信号（コントロールパケット）を電気信号に変換した後に、予約管理部９２１ｂにおいて、光バースト信号におけるルーティング処理を通じ、光スイッチマトリクス９２２ｂにおけるスイッチ設定処理を行なうようになっている。
【０００９】
換言すれば、このＯＢＳネットワーク９００においては、中間ノードにおけるルーティング処理のためにヘッダ情報としてバーストデータの先頭に付加すべき情報（コントロール信号）を、データチャンネル（図１８のＡ参照）とは別線（ＷＤＭでは、バースト伝送波長と別波長）のコントロールチャンネル（図１８のＢ参照）を用いて伝送する。更に、バーストと対応するコントロール信号とは、中間ノードでのルーティング処理計算が終了するまでの時間分オフセット（図１８のＣ参照）を与えて伝送することにより、コアノード９２０では光バッファの設置を省くことが可能である。
【００１０】
なお、上述のＯＢＳに関しては、例えば以下に示す非特許文献１にて詳細に開示されている。
ところで、上述のコアノード９２０の光スイッチマトリクス９２２を制御する手法としては、ストリーム信号（サーキットスイッチング方式）を対象とした従来よりの手法を転用することが考えられる。例えば、３次元ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）を用いたものであれば、以下に示す特許文献１及び特許文献２にて開示された手法がある。
【００１１】
これらの特許文献１及び特許文献２にて開示された光スイッチの制御技術では、接続されるパスに対応する最適値をメモリに予め入れておき、接続／切替命令受信後、メモリにアクセスし、初期値を読み出し、ＭＥＭＳミラーに与え、温度変動などによるドリフト分を、最適化フィードバック制御により補償するようになっている。
【００１２】
【非特許文献１】
Ｃ．  Ｑｉａｏ  ｅｔ  ａｌ，  “Ｃｈｏｉｃｅ，  Ｆｅａｔｕｒｅｓ  ａｎｄ  Ｉｓｓｕｅｓ  ｉｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｂｕｒｓｔ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ”，  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｍａｇａｚｉｎｅ，  ｐｐ３６−４４，  Ａｐｒ．  ２０００
【００１３】
【特許文献１】
特開２００２−２３６２６４号公報
【特許文献２】
特開２００３−２９１７１号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の光スイッチの制御技術を、ＩＰベースのフォトニックネットワーク（ＩＰ  ｏｖｅｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ／Ｐｈｏｔｏｎｉｃ）を構成する伝送装置、特にＯＢＳネットワークを構成する伝送装置（図１８に示すコアノード９２０）に適用しようとする場合には、以下に示す３点の解決すべき課題が生ずる。
【００１５】
まず、第１の課題点としては、上述の従来の制御手法を転用する場合には、伝送効率を向上させるための切替時間の高速化に支障を来たすという点である。
光バーストスイッチングにおいては、伝送効率を上げるため、バーストの間隔を短時間とする必要がある。即ち、光スイッチにおいては、切替時間の高速化が必要となる。
【００１６】
上述の従来の制御手法を適用すると、読み出した初期値に対して、ドリフトがあった場合、最適化フィードバックにより、光出力パワーがゆっくり立ち上がることとなる。このような光パワー変動があると、光スイッチ透過後のＯ／Ｅ変換部では、パワーが安定化するまでの時間の信号が受信できないため、切替時間の高速化を図ることが困難となり、従って伝送効率の向上を図ることに支障を来たすのである。
【００１７】
次に、第２の課題点は、データの衝突が発生する可能性があるために、伝送品質の向上に支障を来たす場合があるという点である。
すなわち、光バーストスイッチングや、パケットスイッチングを行なう場合には、自律分散型のルーティング処理方式を取るため、バーストの衝突が発生する可能性がある。この場合には衝突するバーストに対するドロップ処理を光スイッチ内で行なうことが必要であるが、このドロップ処理の際には他の経路に漏れこんで伝送品質の低下を招くことを防止する必要がある。
【００１８】
さらに、第３の課題点は、光スイッチにおけるスイッチエレメントが持つ共振特性によって生じうる光出力パワーの変動や、光スイッチに入力される光信号パワーのバラツキに対する補償が必要であるという点である。
たとえば、ＭＥＭＳミラーのように、スイッチエレメントに共振特性を持つ光スイッチを用いる場合においては、共振成分が駆動パルスに存在すると安定化するまでの時間、即ちチャンネル切替時間が長くなる。このような共振成分についてはフィルタなどを用いることにより共振成分を取り除くことが考えられるが、非常に短いパルスで駆動した場合のスイッチエレメントの動作応答に比べて、動作応答時間としての立ち上がり時間が遅くなる。
【００１９】
また、光バーストスイッチング用光スイッチに入力される光パワーは一定とは限らないため、出力パワーも一定とすることは難しい。このため、光スイッチ後段にエリビュウムドープファイバ光アンプなどの光増幅手段を用いる場合には、入力パワー偏差があると、光入力パワーが大きい波長に光アンプ利得が集中し、伝送品質を劣化させることとなる。
【００２０】
このため、光アンプに入力する光パワーを波長間で一定とする必要がある。従来のＣＳにおいては、光可変アッテネータなどを挿入し、光パワーの均一化を行なっているが、この光パワー均一化のための技術を光バーストスイッチングに適用する場合には、バーストが切り替わるごとにこの制御を行なう必要があり、かつ、光パワーを均一とする応答速度を光バーストスイッチングの高速性に追従させることが困難であるという課題もある。
【００２１】
すなわち、光可変アッテネータとしては、例えば、ＰＬＣ（Ｐｌａｎｅｒ  Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）上に作製したマッハツェンダ干渉計の片方のアームに熱を加えることで、位相を変える減衰させるものなどが一般に良く用いられるが、応答が遅く、短時間での切替が必要な光バーストスイッチングでは適用させることが困難である。
【００２２】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、伝送効率を向上させるための切替時間の高速化を確保し、データの衝突が発生する可能性がある場合においても伝送品質を確保し、且つ光スイッチにおけるスイッチエレメントが持つ共振特性によって生じうる光出力パワーの変動や、光スイッチに入力される光信号パワーのバラツキを補償することができるようにした、光スイッチング装置を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明の光スイッチング装置は、複数チャンネルの光信号をそれぞれ入力又は出力するための複数の入出力ポートとともに、該入出力ポートに入力された光信号を偏向させることにより、前記光信号のチャンネル切り替えを行なう偏向エレメントをそなえてなる光スイッチと、当該光信号が該光スイッチに入力する前に、前記光信号についてのスイッチング制御情報に基づき該偏向エレメントの偏向状態を順次設定しておくとともに、当該光信号が該光スイッチに入力すると、当該光信号の光出力レベルを、当該光信号出力が最初に検出された時点での光出力レベルに安定するように、該偏向エレメントの偏向状態を制御する偏向エレメント制御部とをそなえて構成されたことを特徴としている（請求項１）。
【００２４】
また、好ましくは、偏向エレメントが、反射面の角度を可変しうる複数のティルトミラーを配置したミラーアレイにより構成されるとともに、該偏向エレメント制御部が、前記の各ティルトミラーを駆動して、前記の各ティルトミラーの反射面の角度を可変する駆動部と、前記光信号についてのスイッチング制御情報に基づいて、当該光信号が該光スイッチに入力する前に、対応するティルトミラーの反射面角度を順次設定しておくとともに、当該光信号が該光スイッチに入力すると、当該光信号の光出力レベルを、当該光信号出力が最初に検出された時点での光出力レベルに安定するように制御すべく、駆動制御信号を該駆動部に出力する駆動制御部と、をそなえて構成することとしてもよい（請求項２）。
【００２５】
さらに、駆動制御部を、前記入出力ポートから入力される光信号についてのスイッチング制御情報として、前記光信号を伝送すべき経路設定情報を、当該光信号が該光スイッチに入力される前に受信するスイッチング制御情報受信部と、該スイッチング制御情報受信部で受信された経路設定情報に基づいて、当該光信号の到着前に、対応するティルトミラーの反射面角度を順次設定しておくための第１駆動制御信号を該駆動部に出力する設定制御部と、該光スイッチにおける入出力ポートから出力される光の出力レベルについてモニタする光出力モニタと、該光スイッチにおける入出力ポートから出力された当該光信号のレベルを、該光出力モニタにて前記光信号の出力が確認された時点での光出力レベルで安定させるように、対応するティルトミラーの反射面角度をフィードバック制御するための第２駆動制御信号を出力するフィードバック制御部と、をそなえて構成することとしてもよい（請求項３）。
【００２６】
また、偏向エレメントを、反射面の角度を可変しうる複数のティルトミラーを配置した複数のミラーアレイを有し、前記入出力ポートを通じて入力された光信号を前記各ミラーアレイで順次反射させることにより、光信号のチャンネル切り替えを行なうように構成し、設定制御部が、該スイッチング制御情報受信部で受信された経路設定情報並びに前記の到着時刻情報および信号長情報に基づいて、光信号の衝突が生じるか否かを判定する衝突判定部をそなえるとともに、衝突判定部において光信号の衝突が生じると判定された前の経路と次に設定すべき経路とが同じであると判定された場合に、衝突する複数の光信号のうちの後から入力される光信号をドロップさせるように、入力側のミラーアレイにおけるティルトミラーの反射面角度を切り替えるべく、該駆動制御信号を該駆動部に出力するように構成することとしてもよい（請求項４）。
【００２７】
また、偏向エレメント制御部が、該偏向エレメントを共振させ且つ出力光パワーが急峻に変動するように制御する一方、光スイッチの入出力ポートから出力された光信号の光パワー変動を取り除く光リミッタをそなえて構成してもよい（請求項５）。
【００２８】
【発明の実施の形態】
（ａ）本発明の一実施形態の説明
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施形態にかかる光スイッチング装置１００を示すブロック図で、この図１に示す光スイッチング装置１００は、前述の図１８に示すＯＢＳネットワーク９００のコアノード９２０に適用しうるもので、光スイッチ１，ルーティング処理部１０，インタフェース部（ＩＦ部）２０，初期値メモリ３０，バッファメモリ４０，駆動書込制御部５０，駆動部６０，モニタ部７０，ＦＢ（Ｆｅｅｄ  ｂａｃｋ）コントロール部８０およびタイマ９０をそなえて構成されている。
【００２９】
また、この図１に示す光スイッチング装置１００において、光スイッチ１，インタフェース部２０，初期値メモリ３０，バッファメモリ４０，駆動書込制御部５０，駆動部６０，モニタ部７０，ＦＢ（Ｆｅｅｄ  ｂａｃｋ）コントロール部８０およびタイマ９０により、前述の図１８のコアノード９００における光スイッチマトリクス９２２ｂとしての機能を有し、ルーティング処理部１０は、前述の図１８に示す制御信号処理部９２１としての機能を有する。
【００３０】
光スイッチ１は、例えば図２に示すようなコリメータアレイ２，３をそなえるとともに、ミラーアレイ４として、互いに９０度の角度をなして配置された、入力用および出力用の２つのミラーアレイ４−１，４−２をそなえて構成されている。
また、この図２に示す入力コリメータアレイ２は、方路切替対象としてＮ（Ｎは複数、図２中においては８×８個）チャンネルの光（光バースト信号）を入力光として集光（コリメート）するためのＮ個の入力ポート２ａをアレイ状に配置されて構成されて、例えばＮ本の光ファイバの束を構成するファイバブロックからの光をそれぞれの入力ポート２ａに導入するとともに、集光された光を入力ミラーアレイ４−１側に出射することができるようになっている。
【００３１】
入力ミラーアレイ４−１は、入力コリメータアレイ２の入力ポート２ａの配置に１対１で対応するように、Ｎ個のティルトミラー４ａがアレイ状に配置されて構成されている。即ち、この入力ミラーアレイ４−１は、Ｎ個のティルトミラー４ａが入力コリメータアレイ２からのＮ個のコリメート光をそれぞれ後段の出力ミラーアレイ４−２へ反射させるようにアレイ状に配置されている。
【００３２】
同様に、出力ミラーアレイ４−２は、入力ミラーアレイ４−１のティルトミラー４ａの配置に１対１で対応するように、Ｎ個のティルトミラー４ｂがアレイ状に配置されて構成されている。即ち、この出力ミラーアレイ４−２は、Ｎ個のティルトミラー４ｂがティルトミラー４ａからのＮ個の反射光をそれぞれ後段の出力コリメータアレイ３へ反射させるようにアレイ状に配置されている。
【００３３】
さらに、出力コリメータアレイ３は、出力ミラーアレイ４−２のティルトミラー４ｂの配置に１対１で対応するように、Ｎ個の出力ポート３ａがアレイ状に配置されて構成されて、ティルトミラー４ｂからのＮ個の反射光（スイッチング後のＮチャンネルの光バースト信号）をそれぞれコリメートして出力するものである。
【００３４】
また、上述の入力ミラーアレイ４−１および出力ミラーアレイ４−２のティルトミラー４ａ，４ｂは、３次元のＭＥＭＳミラー（３次元マイクロエレクトロメカニカルシステムミラー）として構成することができる。即ち、後述の駆動部６０による駆動により、ミラーアレイ４−１，４−２の反射面についての縦方向および横方向を軸として、３次元方向に個別に面位を可変することができるようになっており、これにより、入射された光バースト信号の反射光路を可変することができるようになっている。
【００３５】
すなわち、上述の入力ミラーアレイ４−１および出力ミラーアレイ４−２における、面位が設定された各ティルトミラー４ａ，４ｂが協働することにより、入力コリメータアレイ２の各入力ポート２ａに入力される光信号を、ミラーアレイ４−１，４−２の各ティルトミラー４ａ，４ｂで順次反射させることにより、出力コリメータアレイ３における任意の位置の出力ポート３ａを通じて出力することができ、光信号のチャンネル切替を行なうことができる。
【００３６】
したがって、入力コリメータアレイ２の入力ポート２ａおよび出力コリメータアレイ３の出力ポート３ａは、複数チャンネルの光信号をそれぞれ入力又は出力するための複数の入出力ポートとして機能し、入力ミラーアレイ４−１および出力ミラーアレイ４−２の各ティルトミラー４ａ，４ｂは、入力ポート２ａに入力された光信号を偏向させることにより、光信号のチャンネル切り替えを行なう偏向エレメントとして機能する。
【００３７】
尚、これらの入力ミラーアレイ４−１，４−２の各ティルトミラー４ａ，４ｂは、図１に示すルーティング処理部１０，インタフェース部２０，初期値メモリ３０，バッファメモリ４０，駆動書込制御部５０，駆動部６０，モニタ部７０，ＦＢコントロール部８０およびタイマ９０が協働することにより、本願発明にかかる特徴的な面位制御が施されるようになっている。
【００３８】
すなわち、これらのルーティング処理部１０，インタフェース部２０，初期値メモリ３０，バッファメモリ４０，駆動書込制御部５０，駆動部６０，モニタ部７０，ＦＢコントロール部８０およびタイマ９０により、光バースト信号が光スイッチ１に入力する前に、その光信号についてのスイッチング制御情報に基づき各ティルトミラー４ａ，４ｂの偏向状態を順次設定しておくとともに、その光バースト信号が光スイッチ１に入力すると、その光バースト信号のレベルを、当該光バースト信号出力が最初に検出した時点での光出力レベルに安定するように、各ティルトミラー４ａ，４ｂの偏向状態を制御する偏向エレメント制御部１０１として機能する。
【００３９】
ここで、駆動部６０は、上述の各ティルトミラー４ａ，４ｂを例えば静電力により駆動して、各ティルトミラー４ａ，４ｂの反射面の角度を可変するものである。具体的には、ティルトミラー４ａ，４ｂ近傍に設けられた電極に供給する電気信号により、この電極に帯電する静電容量を変化させることにより、ティルトミラー４ａ，４ｂが電極に引き寄せられる度合いを可変させて、反射面の角度を可変するのである。
【００４０】
たとえば、図３に示すように、各ティルトミラー４ａ，４ｂは図示しない固定フレームにトーションバー５を介して支持されるようになっているが、このティルトミラー４ａ，４ｂの両端近傍に上述の電極６ａ，６ｂが設けられ、電極６ａ，６ｂに帯電する静電容量を駆動部６０からの電気信号により変化させることにより、ティルトミラー４ａ，４ｂを支えるトーションバー５がねじれて反射面の角度が変わる。
【００４１】
なお、このような構成のティルトミラー４ａ，４ｂは、ティルトミラー４ａ，４ｂの慣性モーメントをＩ、トーションバー４のバネ定数をｋとすると、ティルトミラー４ａ，４ｂは、式（１）に示す周波数ｆｒで共振する特性を有しているが、本願発明においては、後述するように、この共振特性によって生じうる光出力パワーの変動や、光スイッチに入力される光信号パワーのバラツキに対する補償を行なうことができるようになっている。
ｆｒ＝（１／２π）・√（ｋ／Ｉ）                                …（１）
また、ルーティング処理部１０，インタフェース部２０，初期値メモリ３０，バッファメモリ４０，駆動書込制御部５０，モニタ部７０，ＦＢコントロール部８０およびタイマ９０は、駆動制御信号を駆動部６０に出力する駆動制御部として機能するものである。
【００４２】
すなわち、ルーティング処理部１０，インタフェース部２０，初期値メモリ３０，バッファメモリ４０，駆動書込制御部５０，モニタ部７０，ＦＢコントロール部８０およびタイマ９０は、光バースト信号についてのスイッチング制御情報に基づいて、光バースト信号が光スイッチ１に入力する前に、対応するティルトミラー４ａ，４ｂの反射面角度を順次設定しておくように、駆動制御信号を駆動部６０に出力し、光バースト信号が光スイッチ１に入力すると、その光バースト信号の出力レベルを、その光バースト信号が最初に検出された時点での光出力レベルに安定化するように制御すべく、駆動制御信号を駆動部６０に出力するようになっている。
【００４３】
ここで、ルーティング制御部１０は、入出力ポート２ａ，３ａに入力される光バースト信号についてのルーティング処理を行なうものであって、Ｏ／Ｅ／Ｏ（Ｏｐｔｉｃ／Ｅｌｅｃｔｒｉｃ／Ｏｐｔｉｃ）変換部１１および予約管理部１２をそなえて構成されている。
ここで、スイッチング制御情報受信部としてのＯ／Ｅ／Ｏ変換部１１は、光バースト信号が伝送されるＮチャンネルに共通する制御チャンネル用に与えられた波長の光を、各光バースト信号についてのスイッチング制御情報が変調された光制御信号（コントロールパケット）として受信して電気信号に変換するとともに、スイッチング後の光バースト信号に対応するスイッチング制御情報を同様の光制御パケット信号として転送先ノードへ出力するものである。
【００４４】
すなわち、Ｏ／Ｅ／Ｏ変換部１１は、前述の光スイッチ１の入力ポート２ａから入力される光バースト信号についてのスイッチング制御情報として、光バースト信号を伝送すべき経路設定情報とともに、その光バースト信号の光スイッチ１への到着時刻情報および信号長情報が含まれたコントロールパケットを、当該光バースト信号が光スイッチ１に入力される前に受信するようになっている。
【００４５】
また、予約管理部１２は、Ｏ／Ｅ／Ｏ変換部１１から入力されたルーティング情報に基づいて、光スイッチ１における設定変更を決定するもので、決定された設定変更内容に基づくスイッチング情報をインタフェース部２０へ出力するもので、同一経路判定部１２Ａおよび衝突判定部１２Ｂをそなえて構成されている。さらに、インタフェース部２０は、ルーティング制御部１０からのスイッチング制御情報についてインタフェースするものであり、このスイッチング制御情報をなす経路設定情報（光経路情報）は初期値メモリ３０に出力されるとともに、光バースト信号の到着時刻（バースト開始時刻）および信号長（バースト長）に関する情報については、タイマ９０に出力される。
【００４６】
また、初期値メモリ３０は、光スイッチ１において設定可能な経路設定に対応した各ティルトミラー４ａ，４ｂについての駆動量に関する情報（駆動量データ）を初期値情報として記憶しておくものであり、バッファメモリ４０は、インタフェース部２０から初期値メモリ３０に出力された経路設定情報に対応するティルトミラー４ａ，４ｂについての駆動量データについて一旦保持しておくものである。
【００４７】
また、駆動書込制御部５０は、タイマ９０からの光バースト信号の入力終了時点の検出情報と、バッファメモリ４０に保持されているティルトミラー４ａ，４ｂについての駆動量データをもとに、光スイッチ１を駆動する駆動部６０を制御するための駆動書込制御信号（駆動制御信号）を出力するものである。
さらに、タイマ９０は、Ｏ／Ｅ／Ｏ変換部１１にて受信された光バースト信号の光スイッチ１への到着時刻情報および信号長情報に基づいて、当該光バースト信号の入力が終了するタイミングを検出する入力終了タイミング検出部として機能するものである。即ち、光スイッチ１への光バースト信号の入力時点を開始点として計時を行ない、信号長情報に応じた入力終了時点を検出して、この検出結果を駆動書込制御部５０およびＦＢコントロール部８０に出力するようになっている。
【００４８】
これにより、駆動書込制御部５０においては、先に入力されている光バースト信号入力についての終了タイミングがタイマ９０で検出されると、後述するＦＢコントロール部８０におけるフィードバック制御を一旦停止するとともに、駆動書込制御部５０により、即座に、バッファメモリ４０に保持されている次に入力されることになる（入力予定の）光バースト信号の経路設定のための駆動量データを、駆動部６０に駆動書込制御を行なうようになっている。
【００４９】
図４は、上述のタイマ９０にて光バースト信号入力についての終了タイミングを検出する際の動作を説明するためのタイムチャートである。
光バーストスイッチングでは、光バースト信号のルーティング中であっても、次の光バースト信号に対するスイッチング制御情報を持つ光制御パケット信号がＯ／Ｅ／Ｏ変換部１１に到着する場合がある。例えば、図４の時点ｔ４〜時点ｔ９までの間は、光バースト信号（バーストＢ１）がルーティング中であるが、その間に次の光バースト信号（バーストＢ２）のための光制御パケット信号（コントロールパケット）が到着する（図４の時点ｔ５〜ｔ６参照）。
【００５０】
この場合の次の光バースト信号（バーストＢ２）に対するティルトミラー４ａ，４ｂの切り替えを短時間で行なうためには、予約管理部１２では、バーストＢ２のための制御パケット信号から計算された光経路情報を、予め、インタフェース部２０に渡し、その光経路に対応する初期値を初期値メモリ３０内から読み出して、バッファメモリ４０に蓄えておく。
【００５１】
そして、インタフェース部２０では、前のバーストの終了時間を正確に把握するため、光バースト信号の光スイッチ１への到着時刻情報および信号長情報についても光経路情報とともに貰っておき、タイマ９０により光バースト信号が光スイッチ１を通っている時間をチェックし、終了が確認され次第、バッファメモリ４０から初期値を読み出し、即座に、ティルトミラー４ａ，４ｂを駆動制御する。
【００５２】
たとえば、図４に示すバーストＢ１がＯ／Ｅ／Ｏ変換部１１に入力されてから（時点ｔ０〜ｔ１参照）、予約管理部１２からルーティング処理部１０出力として出力される光スイッチング制御信号（光スイッチング制御情報）が出力されると（時点ｔ２〜ｔ３参照）、タイマ９０ではこのスイッチング制御情報の入力をトリガとしてタイマカウントを開始する（時点ｔ３参照）。
【００５３】
駆動部６０によるティルトミラー４ａ，４ｂが駆動されて、ティルトミラー４ａ，４ｂの反射面位が初期値メモリ３０に記憶された駆動量データに応じた角度に設定された後に、バーストＢ１が入力されることになるが、タイマ９０では、このバーストＢ１の入力の終了時点を、カウント値をもとに検出する（時点ｔ７参照）。
【００５４】
このバーストＢ１の入力終了時点のタイミングをタイマ９０から受けると、駆動書込制御部５０では、既にバッファメモリ４０に記憶されている、バーストＢ２のための駆動量データを読み出し、即座に、ティルトミラー４ａ，４ｂを駆動制御する。
これにより、続いて入力されることになる光バースト信号のためのティルトミラー４ａ，４ｂの設定を、先の光バースト信号の入力が終了した時点から開始することで、バーストＢ２が入力される（時点ｔ１０〜ｔ１１参照）前段階で終了していなければならない光スイッチ１の設定準備を早期に開始させることができる。
【００５５】
したがって、上述の予約管理部１２，インタフェース部２０，初期値メモリ３０，バッファメモリ４０および駆動書込制御部５０およびタイマ９０により、Ｏ／Ｅ／Ｏ変換部１１で受信された経路設定情報に基づいて、当該光バースト信号の到着前に、対応するティルトミラー４ａ，４ｂの反射面角度を順次設定しておくための駆動書込制御信号としての第１駆動制御信号を駆動部６０に出力する設定制御部を構成する。
【００５６】
さらに、上述の予約管理部１２，インタフェース部２０，初期値メモリ３０，バッファメモリ４０および駆動書込制御部５０により、光バースト信号が光スイッチ１に入力する前に、光バースト信号についての経路設定情報に基づきティルトミラー４ａ，４ｂの変更状態を設定しておくおとともに、タイマ９０で検出された当該光バースト信号の入力終了タイミングにおいて、続いて入力されるべき光信号の経路設定情報に基づきティルトミラー４ａ，４ｂの偏向状態を切り替えを開始すべく、駆動制御信号を駆動部６０に出力する偏向状態切替部として機能する。
【００５７】
また、光出力モニタとして機能するモニタ部７０は、光スイッチ１における出力ポート３ａから出力された光バースト信号のレベルについてモニタするもので、例えばＮ個の出力ポートごとにＮ個のフォトダイオードをそなえて構成することができる。
また、ＦＢコントロール部８０は、モニタ部７０にて検出された光バースト信号のレベルをもとに、当該光バースト信号のレベルを安定化するように駆動部６０に対してフィードバック制御信号を出力するものであるが、この光バースト信号の安定化のための目標レベルを、本願発明にかかる特徴的なレベルに設定される。
【００５８】
具体的には、光スイッチ１における出力ポート３ａから出力された光バースト信号のレベルを、モニタ部７０にて当該光バースト信号の出力が最初に確認された時点での光出力レベルで安定化させるように、対応するティルトミラー４ａ，４ｂの反射面角度をフィードバック制御するようになっている。これにより、光バースト信号の先頭から、一定の光出力パワーを得ることができる。
【００５９】
たとえば、図５に示す時点Ｔ１においてティルトミラー４ａ，４ｂの切替が発生してから、時点Ｔ２において最初に対応する光バースト信号の出力が確認された場合には、この時点Ｔ２における光出力レベルをターゲットとして、ＦＢコントローラ８０では駆動部６０に対してフィードバック制御を行なうようになっているのである。
【００６０】
この点、時点Ｔ２における光出力レベルをターゲットとせずに、時点Ｔ２から時間ｔ１経過後の時点Ｔ３において、光出力レベルが最高レベルとなった時点を、ＦＢコントローラ８０での安定化制御のターゲットとする場合に比して、光出力レベルを安定化のために要する時間をｔ１時間分大幅に短縮させることができる。
【００６１】
図６は、従来よりの回線交換を光スイッチを用いて行なう際の光レベル制御の一例を説明するためのフローチャートであり、上述の時点Ｔ３での光出力レベルをターゲットとした光レベル制御に相当する。これに対し、図７は、上述の時点Ｔ２での最初に光バースト信号の出力が確認された時点での光出力レベルをＦＢコントローラ８０での安定化制御のターゲットとした場合の光スイッチング装置１００の動作を説明するためのフローチャートである。
【００６２】
図６に示すように、ＣＳネットワークを構成するノードにおける波長スイッチングを、光スイッチで行なう場合においては、光入力があるという前提があるため、切替命令を受けると（ステップＳ１）、スイッチエレメントとしてのティルトミラーの初期設定を行なった後（ステップＳ２，ステップＳ３）、モニタされたパワーを見ながら安定化制御をかける。即ち、モニタされたパワーの値が最大となると（ステップＳ４〜ステップＳ６）、この最大となった光パワーが規定値内で変動しないように安定化させる（ステップＳ７〜ステップＳ９）。
【００６３】
これに対して、ＩＰベースのフォトニックネットワーク、特にＯＢＳネットワークにおいて波長スイッチングを行なう場合においては、光バースト信号が到着する前にティルトミラー４ａ，４ｂの設定を完了させる必要がある。
モニタパワーが検出されてから、前述の図６に示すようなピークを見つける制御をかけると、光バースト信号が入力してからパワー変動が発生する。このため、光スイッチ１に続く光バースト受信部（図１８の符号９２２ａ参照）での信号識別が難しくなり、結局、光バースト信号のルーティングのために余分な時間が増加することになる。
【００６４】
したがって、ＯＢＳネットワークにおいて波長スイッチングを行なう場合においては、図７に示すように、切替命令を受けてから（ステップＳ１）、スイッチエレメントとしてのティルトミラーの初期設定を行なった後に（ステップＳ２，ステップＳ３）、最初に光バースト信号の出力が確認された時点（ステップＳ４１）での光出力レベルをＦＢコントローラ８０での安定化制御のターゲットとし（ステップＳ４２）、このターゲットとされた光パワーが規定値内で変動しないように安定化させる（ステップＳ７１，ステップＳ８１，Ｓ９）。これにより、光バースト信号が入力してからパワー変動の発生を防止しているのである。
【００６５】
ところで、予約管理部１２の同一経路判定部１２Ａは、Ｏ／Ｅ／Ｏ変換部１１で受信された経路設定情報に基づいて、先行する光バースト信号に対して設定された経路（前の経路）と、後から入力されることになる光バースト信号に対して設定すべき経路（次に設定すべき経路）とが同じか否かを判定するものである。予約管理部１２では、同一経路判定部１２において前の経路と次に設定すべき経路とが同じであると判定された場合に、ティルトミラー４ａ，４ｂの偏向状態を制御するための経路設定情報を出力しないようにすることにより、ティルトミラー４ａ，４ｂの偏向状態を保持させることができるようになっている。
【００６６】
さらに、予約管理部１２の衝突判定部１２Ｂは、Ｏ／Ｅ／Ｏ変換部１１で受信された経路設定情報と、対応する光バースト信号の到着時刻情報および信号長情報とに基づいて、光信号の衝突が生じるか否かを判定するものである。
具体的には、衝突判定部１２Ｂでは、経路設定情報に基づいて、先行する光バースト信号に対して設定された経路（前の経路）と、後から入力されることになる光バースト信号に対して設定すべき経路とが競合し、且つ到着時刻情報および信号長情報に基づいて、先行する光バースト信号の入力中に、後からの光バースト信号が到着することになると判定された場合には、光信号の衝突が生じると判定するようになっている。
【００６７】
図８は上述の衝突判定部１２Ｂの処理について説明するためのフローチャートであり、この図８に示すように、チャンネル♯ＡからのバーストＡについてルーティング中に、チャンネル♯ＢからのバーストＢについてのコントロールパケットがルーティング処理部１０に到着すると（ステップＰ１）、ルーティング処理部１０における予約管理部１２の衝突判定部１２Ｂでは、上述のバーストＡと、バーストＡの次に入力されるバーストＢとが衝突するか否かを判定する（ステップＰ２〜ステップＰ４）。
【００６８】
すなわち、衝突判定部１２では、バーストＢについてのコントロールパケットから得られた経路設定情報をもとに、バーストＢの行き先に相当する出力ポート３ａのポート番号をチェックする（ステップＰ２）。
このとき、バーストＢの行き先となる出力ポート３ａのポート番号が、バーストＡの行き先となる出力ポート３ａのポート番号と異なっている場合には、衝突判定部１２Ｂでは、バーストＡとバーストＢとは衝突が発生しないと判定し、バーストＡのルーティング中であるか否かにかかわらず、光スイッチ１におけるティルトミラー４ａ，４ｂを駆動することにより、バーストＢ用のパスを設定しておく（ステップＰ３のＮＯルートからステップＰ５）。
【００６９】
さらに、バーストＢの行き先となる出力ポート３ａのポート番号が、バーストＡの行き先となる出力ポート３ａのポート番号と同一の場合には、衝突判定部１２Ｂでは、次に、バーストＢのコントロールパケットから得られるバーストＢの到着時刻情報と、バーストＡのコントロールパケットから得られるバーストＡの到着時刻情報および信号長情報とに基づいて、バーストＢの到着時刻が、バーストＡの入力終了時点の時刻よりも前となるか否かを判定する（ステップＰ３のＹＥＳルートからステップＰ４）。
【００７０】
ここで、バーストＢの到着時刻が、バーストＡの入力終了時点の時刻よりも後となる場合には、衝突判定部１２Ｂでは、バーストＡとバーストＢとは衝突が発生しないと判定する。これにより、ルーティング処理部１０から出力されるスイッチング制御情報に基づき、バーストＢのための光スイッチ１の設定を初期値メモリ３０からバッファメモリ４０に書き込んでおき、前述のタイマ９０によるタイマカウントをもとに、バーストＡの入力終了時点から、バーストＢのための光スイッチ１の設定（パスの設定）が行なわれる（ステップＰ４のＮＯルートからステップＰ６）。
【００７１】
また、バーストＢの到着時刻が、バーストＡの入力終了時点の時刻以前となる場合には、衝突判定部１２Ｂでは、バーストＡとバーストＢとは衝突することになると判定する。
たとえば、図９に示すように、チャンネル♯ＢからのバーストＢのコントロールパケットＣｂが入力された場合に（図９の時点ｔ１参照）、衝突判定部１２Ｂにおいて、このコントロールパケットから得られたスイッチング制御情報に基づいて、バーストＢの行き先となる出力ポート３ａが、バーストＡと同一のポート番号♯Ｘの出力ポートであり、かつ、バーストＢの到着時刻（図９の時点ｔ２参照）が、バーストＡの入力終了時点の時刻（図９の時点ｔ３参照）よりも前となる場合には、時間ｔ２〜ｔ３の間は衝突が発生する。
【００７２】
上述のごとく、衝突判定部１２ＢにおいてバーストＡとバーストＢとは衝突することになると判定された場合には、バーストＢのドロップ命令を出力する。具体的には、バーストＢとしての光バースト信号を、経路設定情報として与えられた出力ポート３ａに出力されないような方向に反射させるようなスイッチング制御情報を出力する（ステップＰ７）。
【００７３】
ルーティング処理部１０において、このようなドロップ命令としてのスイッチング制御情報が出力されると、バッファメモリ４０には、光バースト信号（バーストＢ）をドロップさせるための、光スイッチ１におけるティルトミラー４ａの駆動量データが初期値メモリ３０から取り出されて保持される。これにより、駆動書込部５０の制御を通じて、駆動部６０において光スイッチ１のティルトミラー４ａを駆動する（ステップＰ８）。
【００７４】
たとえば、駆動部６０において光スイッチ１を駆動することにより、図１０に示すように、光スイッチ１の入力側ミラーアレイ４−１における偏向エレメントであるティルトミラー４ａの面位を、バーストＢが出力側ミラーアレイ４−２に反射しないような角度とすれば、他チャンネルのクロストークの発生を十分に抑えながら、バーストＢをドロップさせることができる。
【００７５】
ところで、上述の駆動部６０においてティルトミラー４ａ，４ｂを駆動する際には、駆動書込制御部５０からの制御に基づいて、ティルトミラー４ａ，４ｂの面位が所定量変化するような電気信号で駆動するが、この電気信号に共振周波数が含まれている場合には、例えば図１１（ｂ）のＱ２に示すように、この光スイッチ１の出力ポート３ａから出力された光バースト信号の光パワーには共振周波数ｆｒに起因した光レベル変動が生ずることになる。
【００７６】
本実施形態にかかる光スイッチング装置１００においては、駆動部６０からの駆動信号（電気信号）として、立ち上がり時間が急峻で、且つ前述の式（１）に示した共振周波数成分を積極的に含めたパルス信号で駆動するようになっている。
これにより、前述のＦＢコントロール部８０による安定化制御を行なうとしても、例えば図１１（ｂ）のＱ２に示すように、この光スイッチ１の出力ポート３ａから出力された光バースト信号の光パワーには共振周波数ｆｒに起因した光レベル変動が生ずることになる。即ち、前述のＦＢコントロール部８０によるフィードバック制御のターゲットＰＴとなる光レベルを中心として、上下に光レベルが変動するようになるのである。
【００７７】
しかしながら、このような共振周波数ｆｒ成分を積極的に駆動パルス信号に含めてティルトミラー４ａ，４ｂを駆動することで、出力される光バースト信号の光パワー変動は生ずるものの、図１２に示すように、共振周波数成分を含まない駆動パルス信号に比べて、比較的高い利得を確保することができる。
また、光スイッチ１の後段には、例えば図１３に示すように、上述のごとき駆動パルス信号により得られた高速に立ち上がる高いレベルの光バースト信号の共振周波数成分を除去するための光リミッタアンプ７が設けられており、これにより、出力される光バースト信号のレベルを極力高いものとしながら、光スイッチ１からの出力光バースト信号の共振周波数成分を確実にカットオフさせることができるようになっている。
【００７８】
図１１（ａ）は光リミッタアンプの入出力特性を、図１１（ｃ）は光リミッタアンプの出力の時間応答特性を示す図である。ここで、光リミッタアンプ７としては、図１１（ａ）のＱ１に示すように、出力光ゼロレベルから、出力光バースト信号の共振成分を構成する下限レベルＰＬまでの入力は線形に透過させて出力する一方、この共振成分の下限レベルＰＬを超える成分の入力については一定レベルの出力とするような入出力レベル特性とすることにより、光スイッチ１からの出力光バースト信号の共振周波数成分をカットオフさせることができるようになっている。
【００７９】
また、この半導体レーザアンプにより構成される光リミッタアンプ７の応答特性は、光スイッチ１の応答特性よりも十分に速くすることができるので、図１１（ｃ）のＱ４に示すように、瞬時の光パワーの均一化が可能となり、ティルトミラー４ａ，４ｂの面位切り替え（即ち、パスの切り替え）を高速に行なうことができる。又、バーストが切り替わるごとの光パワー制御も不要とすることができるほか、各出力ポート３ａから出力される光レベルのバラツキも均一化させることができる。
【００８０】
この点、光リミッタアンプ７を使用しない場合には、ティルトミラー４ａ，４ｂの共振を抑えた駆動が必要なため、駆動部６０においては、図１１（ｂ）のＱ３に示すように、光出力レベルがターゲットレベルに安定するまでの時間ｔ３まで、徐々にレベルを上げていくような駆動信号を用いる必要がある。即ち、面位切り替えのための時間（面位が安定するまでの時間）としては、ｔ３（＞ｔ１）を要することになる。
【００８１】
なお、図１１（ｃ）におけるＱ５は、図１１（ｂ）のＱ３のごとき光スイッチ１の出力が得られた場合に光リミッタアンプ７を適用した場合には、面位切り替えのための時間として、上述のｔ１とｔ３との間の値となる時間ｔ２が必要であることを示すものである。
本実施形態においては、上述のごとき共振周波数を含む急峻な駆動パルス信号を用いつつ、光リミッタアンプ７を光スイッチ１の後段に設けることにより、切り替え時間を、前述のＦＢコントロール部８０による制御による短縮作用に加えて共振周波数成分の影響をも抑え、切り替え時間を高速とし且つ安定的な切り替え動作を得ることができる。
【００８２】
さらには、上述の光リミッタアンプ７による各チャンネルの光バースト信号の光レベルの均一化が施された後に、光ファイバを通じて宛先側装置に光バースト信号を伝送するにあたっては、必要に応じて光アンプ９で増幅してから伝送するようになっている。このとき、光リミッタアンプ７で各波長成分の光レベルを均一化しているので、光アンプ９においても各波長成分について均一レベルに増幅させることができるようになっている。
【００８３】
すなわち、光スイッチ１に入力される各波長の光バースト信号のパワー分布が、図１４の（ａ）に示すようにバラツキが生じている場合には、ＦＢコントロール部８０による安定化制御を行なっているとしても、この光スイッチ１から出力される各波長の光バースト信号のパワー分布も、図１４の（ｂ）に示すようにバラツキが残っていることが想定される。
【００８４】
このとき、光スイッチ１の後段に設けられた光パワーアンプ７により、各波長の光バースト信号のパワー分布は、図１４の（ｃ）に示すように均一レベルに調整させることができる。
また、この光リミッタアンプ７の後段の合波器８において各波長の光が合波された光が出力されるときに、損失が生じて全体の光パワーが小さくなったとしても、各波長の光パワー分布の均一性についてはほぼ保持することができるので〔図１４の（ｄ）参照〕、この合波器８出力を光アンプ９で増幅すれば、各波長成分は均一に増幅されて、増幅後の出力光バースト信号における各波長の出力パワーも均一となる〔図１４の（ｅ）参照〕。
【００８５】
この点、光リミッタアンプ７を光スイッチ１の後段に設けない場合には、図１５の（ａ）に示すように、バラツキの生じている各波長の光パワー分布は、そのバラツキが解消されないまま光スイッチ１から出力されて〔図１５の（ｂ）参照〕、合波器８で合波され〔図１５の（ｃ）参照〕、光アンプ９で増幅される〔図１５の（ｄ）参照〕。この光アンプ９で増幅される各波長の光パワー分布は不均一なので、パワーが大きいものに利得が集中するので、パワー分布のバラツキは一層顕著なものとなって、伝送品質を向上させる際の支障となりうる。
【００８６】
したがって、光リミッタアンプ７により、各波長のパワー分布を均一として、伝送品質を向上させることができるのである。
上述の構成により、本発明の一実施形態にかかる光スイッチング装置１００では、以下のように光スイッチ１のティルトミラー４ａ，４ｂが制御されることで、入力される光バースト信号のチャンネル切替が行なわれて、安定した光出力パワーを保って出力される。
【００８７】
まず、この光スイッチイング装置１００においては、制御情報受信用に設定された光波長で、光制御信号（コントロールパケット）をルーティング処理部１０のＯ／Ｅ／Ｏ変換部１１で受信する。このコントロールパケットには、光スイッチ１の入力ポート２ａに入力される一つの光バースト信号についての経路設定情報のほか、当該光バースト信号についての、到着時刻情報および信号長情報が含まれている（図１６の第１ステップＲ１参照）。
【００８８】
そして、上述のコントロールパケットをＯ／Ｅ／Ｏ変換部１１で受信すると、当該光バースト信号が光スイッチ１に入力する前に、上述の第１ステップＲ１において受信された経路設定情報に基づき、光スイッチ１のティルトミラー４ａ，４ｂの偏向状態を順次設定しておくことができる（図１６の第２ステップＲ２参照）。
【００８９】
なお、このティルトミラー４ａ，４ｂの設定は、前述したように、予約管理部１２，インタフェース部２０，初期値メモリ３０，バッファメモリ４０，駆動書込制御部５０，駆動部６０およびタイマ９０が協働して行なわれる。
また、この第２ステップＲ１においては、予約管理部１２の衝突判定部１２Ｂにおいて、光スイッチ１に入力される予定の複数の光信号が衝突するか否かを、各光信号についての前記経路設定情報，到着時刻情報および信号長情報に基づいて判定する（衝突判定ステップ）。
【００９０】
そして、この衝突判定部１２Ｂにおいて、上述の入力予定の複数の光バースト信号が衝突すると判定された場合には、これら複数の光バースト信号のうちで、最初に入出力ポート２ａに入力される予定の光バースト信号以外の光バースト信号をドロップさせるようにティルトミラー４ａ，４ｂの偏向状態を設定して、光スイッチ１から出力される光バースト信号のクロストークの発生を防止している（ドロップ設定ステップ）。
【００９１】
また、この第２ステップにおいて、光スイッチ１に入力される予定の２つの光バースト信号について、入力時間が重ならないまでも経路設定情報に基づくパスの設定が競合するような場合（例えば、切り替え先のチャンネルが重なるような場合）には、タイマ９０で先に入力されている光バースト信号の入力終了時点をカウントするとともに、並行して次の光バースト信号のための切り替え制御用の駆動量データをバッファしておき、先の光バースト信号の入力が終了直後から、次の光バースト信号の切り替え動作を行なうことができるようにしている。
【００９２】
さらに、同一経路判定部１２Ａにおいて、前後に入力される予定の光バースト信号の経路設定情報が同一、即ち、入力チャンネルおよび出力チャンネルの設定がともに同一である場合には、インタフェース部２０には特段のスイッチング制御情報を出力しないようにして、前に入力された光バースト信号のためのパス設定を、後に入力される光バースト信号のルーティングにそのまま使用するようにしている。
【００９３】
上述のごとく、光バースト信号の入力前において、当該光バースト信号についてチャンネル切り替え（ルーティング）を行なうためのティルトミラー４ａ，４ｂの面位設定が行なわれた後に、当該光バースト信号が光スイッチ１の入力ポート２ａに入力する。
このとき、当該光バースト信号の光出力レベルをモニタ部７０でモニタして、ＦＢコントロール部８０では、当該光バースト信号出力が最初に検出された時点での光出力レベルに安定するように、ティルトミラー４ａ，４ｂの偏向状態を制御する（図１６の第３ステップＲ３参照）。これにより、光バースト信号の先頭ビットからの安定化制御を図ることができる。
【００９４】
なお、上述の第２ステップＲ２においては、駆動部６０からティルトミラー４ａ，４ｂの面位制御のために供給される駆動信号（電気信号）としては、当該ティルトミラー４ａ，４ｂの共振周波数成分を積極的に含ませながら、光出力パワーが急峻に変動するようなパルス信号とする。
このような駆動信号により、光スイッチ１の出力ポート３ａから出力される光バースト信号のパワーを大きくできるが、光出力パワーの変動が生じうる。しかし、この出力ポート３ａから出力された光バースト信号の光パワー変動を光リミッタアンプで取り除くことで（図１６の第４ステップ参照）、第２ステップＲ２で生じうる光出力パワー変動を除去して出力光バースト信号のレベル安定化を図っている。
【００９５】
このように、本発明の一実施形態にかかる光スイッチング装置１００によれば、偏向エレメント制御部１０１としてのルーティング処理部１０，インタフェース部２０，初期値メモリ３０，バッファメモリ４０，駆動書込制御部５０，駆動部６０，モニタ部７０，ＦＢコントロール部８０およびタイマ９０により、光バースト信号の先頭ビットから、光レベルを安定化制御することができるので、この光バースト信号を受信する側の装置においても、先頭ビット位置から安定的に信号受信することが可能となる。
【００９６】
また、光スイッチ１の切替時間としては、初期値としての駆動量データを与えて、ティルトミラー４ａ，４ｂの面位が切り替わるまでの時間と考える必要があるが、上述の偏向エレメント制御部１０１により、この切替時間を、初期値としての駆動量データを与えて、ティルトミラー４ａ，４ｂが応答するまでの時間と等価にとらえることができるので、光バーストスイッチングにおいて伝送効率を上げるために必要な、高速切替特性を確保することができる。
【００９７】
また、タイマ９０をそなえたことにより、光スイッチ１に入力される予定の２つの光バースト信号について、入力時間が重ならないまでも経路設定情報に基づくパスの設定が競合するような場合にも、このタイマ９０で先に入力されている光バースト信号の入力終了時点をカウントしておくことで、先の光バースト信号の入力が終了直後から、次の光バースト信号の切り替え動作を行なうことができるようにしているので、ティルトミラー４ａ，４ｂの駆動による光パスの切替時間を高速化させることができる利点もある。
【００９８】
さらに、同一経路判定部１２Ａにより、前後に入力される予定の光バースト信号の経路設定情報が同一である場合には、インタフェース部２０には特段のスイッチング制御情報を出力しないようにして、前に入力された光バースト信号のためのパス設定を、後に入力される光バースト信号のルーティングにそのまま使用するようにしているので、上述の場合と同様に、光パスの切替時間を高速化させることが期待できる。
【００９９】
また、衝突判定部１２Ｂにより、入力予定の複数の光バースト信号が衝突すると判定された場合には、これら複数の光バースト信号のうちで、最初に入出力ポート２ａに入力される予定の光バースト信号以外の光バースト信号をドロップさせるようにティルトミラー４ａ，４ｂの偏向状態を設定しているので、光スイッチ１から出力される光バースト信号のクロストークの発生を防止し、伝送品質の改善を図ることができる利点がある。
【０１００】
さらに、駆動部６０においては、ティルトミラー４ａ，４ｂを共振させ且つ出力光パワーが急峻に変動するように駆動する一方、光スイッチ１の出力ポート３ａから出力された光信号の光パワー変動を取り除く光リミッタアンプ７をそなえているので、ティルトミラー４ａ，４ｂの共振周波数に起因する光出力パワー変動を確実に除去して、出力光バースト信号のレベル安定化を図ることができ、光パスの切替時間を高速化させることができる利点もある。
【０１０１】
（ｂ）その他
なお、上述した実施形態に関わらず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
たとえば、上述の本実施形態においては、光バーストスイッチングを行なうＯＢＳネットワークに適用された光スイッチング装置１００について詳述しているが、本発明によればこれに限定されず、光スイッチング装置としては、例えば光パケットスイッチングのような、ＩＰベースのフォトニックネットワークを実現するスイッチング方式を適用する場合においても、同様に適用することができる。
【０１０２】
さらに、上述の本実施形態においては、光スイッチ１としてＭＥＭＳミラースイッチを適用しているが、本発明によればこれに限定されず、ＭＥＭＳ以外の光スイッチに適用することも、もちろん可能である。
なお、本発明の各実施形態が開示されていれば、当業者によって製造することが可能である。
【０１０３】
（ｃ）付記
（付記１）  複数チャンネルの光信号をそれぞれ入力又は出力するための複数の入出力ポートとともに、該入出力ポートに入力された光信号を偏向させることにより、前記光信号のチャンネル切り替えを行なう偏向エレメントをそなえてなる光スイッチと、
当該光信号が該光スイッチに入力する前に、前記光信号についてのスイッチング制御情報に基づき該偏向エレメントの偏向状態を順次設定しておくとともに、当該光信号が該光スイッチに入力すると、当該光信号の光出力レベルを、当該光信号出力が最初に検出された時点での光出力レベルに安定するように、該偏向エレメントの偏向状態を制御する偏向エレメント制御部とをそなえて構成されたことを
特徴とする、光スイッチング装置。
【０１０４】
（付記２）  該偏向エレメントが、反射面の角度を可変しうる複数のティルトミラーを配置したミラーアレイにより構成されるとともに、
該偏向エレメント制御部が、
前記の各ティルトミラーを駆動して、前記の各ティルトミラーの反射面の角度を可変する駆動部と、
前記光信号についてのスイッチング制御情報に基づいて、当該光信号が該光スイッチに入力する前に、対応するティルトミラーの反射面角度を順次設定しておくとともに、当該光信号が該光スイッチに入力すると、当該光信号の光出力レベルを、当該光信号出力が最初に検出された時点での光出力レベルに安定するように制御すべく、駆動制御信号を該駆動部に出力する駆動制御部と、
をそなえて構成されたことを特徴とする、付記１記載の光スイッチング装置。
【０１０５】
（付記３）  該駆動制御部が、
前記入出力ポートから入力される光信号についてのスイッチング制御情報として、前記光信号を伝送すべき経路設定情報を、当該光信号が該光スイッチに入力される前に受信するスイッチング制御情報受信部と、
該スイッチング制御情報受信部で受信された経路設定情報に基づいて、当該光信号の到着前に、対応するティルトミラーの反射面角度を順次設定しておくための第１駆動制御信号を該駆動部に出力する設定制御部と、
該光スイッチにおける入出力ポートから出力される光の出力レベルについてモニタする光出力モニタと、
該光スイッチにおける入出力ポートから出力された当該光信号のレベルを、該光出力モニタにて前記光信号の出力が確認された時点での光出力レベルで安定させるように、対応するティルトミラーの反射面角度をフィードバック制御するための第２駆動制御信号を出力するフィードバック制御部と、
をそなえて構成されたことを特徴とする、付記２記載の光スイッチング装置。
【０１０６】
（付記４）  該スイッチング制御情報受信部が、前記スイッチング制御情報として、前記経路設定情報とともに、前記光信号の該光スイッチへの到着時刻情報および信号長情報を、当該光信号の到着前に受信するように構成される一方、
該設定制御部が、
該スイッチング用制御情報受信部にて受信された前記の到着時刻情報および信号長情報に基づいて、当該光信号が入力が終了するタイミングを検出する入力終了タイミング検出部と、
前記光信号が該光スイッチに入力する前に、前記光信号についての経路設定情報に基づき該偏向エレメントの偏向状態を設定しておくとともに、該入力終了タイミング検出部にて検出された当該光信号の入力終了タイミングにおいて、続いて入力されるべき光信号の経路設定情報に基づき該偏向エレメントの偏向状態を切り替えを開始すべく、該駆動制御信号を該駆動部に出力する偏向状態切替部と、
をそなえて構成されたことを特徴とする、付記３記載の光スイッチング装置。
【０１０７】
（付記５）  該設定制御部が、
該スイッチング制御情報受信部で受信された経路設定情報に基づいて、前の経路と次に設定すべき経路とが同じか否かを判定する同一経路判定部をそなえるとともに、
該同一経路判定部において前の経路と次に設定すべき経路とが同じであると判定された場合に、該偏向エレメントの偏向状態を保持すべく構成されたことを特徴とする、付記３記載の光スイッチング装置。
【０１０８】
（付記６）  該偏向エレメントが、反射面の角度を可変しうる複数のティルトミラーを配置した複数のミラーアレイを有し、前記入出力ポートを通じて入力された光信号を前記各ミラーアレイで順次反射させることにより、光信号のチャンネル切り替えを行なうように構成され、
該設定制御部が、
該スイッチング制御情報受信部で受信された経路設定情報並びに前記の到着時刻情報および信号長情報に基づいて、光信号の衝突が生じるか否かを判定する衝突判定部をそなえるとともに、
該衝突判定部において光信号の衝突が生じると判定された前の経路と次に設定すべき経路とが同じであると判定された場合に、衝突する複数の光信号のうちの後から入力される光信号をドロップさせるように、入力側のミラーアレイにおけるティルトミラーの反射面角度を切り替えるべく、該駆動制御信号を該駆動部に出力するように構成されたことを特徴とする、付記３記載の光スイッチング装置。
【０１０９】
（付記７）  該偏向エレメントが、３次元マイクロエレクトロメカニカルシステムミラーにより構成されたことを特徴とする、付記１記載の光スイッチング装置。
（付記８）  該偏向エレメント制御部が、該偏向エレメントを共振させ且つ出力光パワーが急峻に変動するように制御する一方、
前記の光スイッチの入出力ポートから出力された光信号の光パワー変動を取り除く光リミッタをそなえて構成されたことを特徴とする、付記１記載の光スイッチング装置。
【０１１０】
（付記９）  該光リミッタが、半導体レーザアンプにより構成されたことを特徴とする、付記８項記載の光スイッチング装置。
（付記１０）  複数チャンネルの光信号をそれぞれ入力又は出力するための複数の入出力ポートとともに、前記入出力ポートに入力された光信号を偏向させることにより、前記光信号のチャンネル切り替えを行なう偏向エレメントをそなえてなる光スイッチについて、該偏向エレメントにおける偏向状態を制御する光スイッチの制御方法であって、
前記入出力ポートに入力される光信号についての経路設定情報を、当該光信号が前記入出力ポートに入力される前に受信する第１ステップと、
当該光信号が該入出力ポートに入力する前に、該第１ステップにおいて受信された経路設定情報に基づき該偏向エレメントの偏向状態を順次設定しておく第２ステップと、
当該光信号が該光スイッチに入力すると、当該光信号の光出力レベルを、当該光信号出力が最初に検出された時点での光出力レベルに安定するように、該偏向エレメントの偏向状態を制御する第３ステップとをそなえて構成されたことを
特徴とする、光スイッチの制御方法。
【０１１１】
（付記１１）  該第１ステップにおいては、光信号についての経路設定情報とともに、当該光信号の該光スイッチへの到着時刻情報および信号長情報を、当該光信号の到着前に受信するとともに、
該第２ステップが、
前記光スイッチに入力される予定の複数の光信号が衝突するか否かを、各光信号についての前記経路設定情報，到着時刻情報および信号長情報に基づいて判定する衝突判定ステップと、
該衝突判定ステップにおいて、上記複数の光信号が衝突すると判定された場合には、前記複数の光信号のうちで、最初に入出力ポートに入力される予定の光信号以外の光信号をドロップさせるように該偏向エレメントの偏向状態を設定するドロップ設定ステップとをそなえて構成されたことを特徴とする、付記１０記載の光スイッチの制御方法。
【０１１２】
（付記１２）  該第２ステップにおいて、該偏向エレメントの偏向状態を設定する際には、該偏向エレメントを共振させ且つ出力光パワーが急峻に変動するように制御するとともに、
前記第３ステップにおける制御のもとで、前記の光スイッチの入出力ポートから出力された光信号の光パワー変動を光リミッタアンプで取り除く第４ステップをそなえて構成されたことを特徴とする、付記１０又は１１記載の光スイッチの制御方法。
【０１１３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の光スイッチング装置によれば、偏向エレメント制御部により、光信号の先頭ビットから、光レベルを安定化制御することができるので、この光信号を受信する側の装置においても、先頭ビット位置から安定的に信号受信することが可能となる。光スイッチの切替時間としては、初期値としての駆動量データを与えて、偏向エレメントが切り替わるまでの時間と考える必要があるが、上述の偏向エレメント制御部により、この切替時間を、初期値としてのを与えて、偏向エレメントが応答するまでの時間と等価にとらえることができるので、伝送効率を上げるために必要な、光スイッチングの高速切替特性を実現することができる。
【０１１４】
また、衝突判定部をそなえたことにより、入力予定の複数の光信号が衝突すると判定された場合には、これら複数の光信号のうちで、最初に入出力ポートに入力される予定の光信号以外の光信号をドロップさせるように偏向エレメントの偏向状態を設定しているので、光スイッチから出力される光信号のクロストークの発生を防止し、伝送品質の改善を図ることができる利点がある。
【０１１５】
さらに、偏向エレメント制御部においては、偏向エレメントを共振させ且つ出力光パワーが急峻に変動するように駆動する一方、光スイッチの入出力ポートから出力された光信号の光パワー変動を取り除く光リミッタアンプをそなえているので、偏向エレメントの共振周波数に起因する光出力パワー変動を確実に除去して、出力光信号のレベル安定化を図ることができ、光パスの切替時間を高速化させることができる利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる光スイッチング装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態における光スイッチを示す模式図である。
【図３】本発明の一実施形態における光スイッチを構成するティルトミラーの面位可変作用を説明するための模式図である。
【図４】本発明の一実施形態におけるタイマにて光バースト信号入力についての終了タイミングを検出する際の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図５】本発明の一実施形態におけるＦＢコントロール部によるフィードバック制御を説明するための図である。
【図６】従来よりの回線交換を光スイッチを用いて行なう際の光レベル制御の一例を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態におけるＦＢコントロール部によるフィードバック制御のを説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の一実施形態における衝突判定部の処理について説明するためのフローチャートである。
【図９】本発明の一実施形態における衝突判定部において２つのバーストが衝突することになると判定する例を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態における光スイッチの入力側ミラーアレイにおけるティルトミラーの面位を、光バースト信号が出力側ミラーアレイに反射しないような角度とすることを説明するための模式図である。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）はいずれも、本発明の一実施形態における光リミッタアンプにより、光バースト信号の共振周波数成分を除去することを説明するための図である。
【図１２】本発明の一実施形態における駆動パルス信号に共振周波数ｆｒ成分を積極的に含めることで、共振周波数成分を含まない駆動パルス信号に比べて、比較的高い利得を確保できることを説明するための図である。
【図１３】本発明の一実施形態における光スイッチの後段に光リミッタアンプを設けることを示すブロック図である。
【図１４】（ａ）〜（ｅ）はいずれも、本発明の一実施形態における光リミッタアンプにより、各波長成分の光レベルを均一化しているので、光アンプにおいても各波長成分について均一レベルに増幅できることを説明するための図である。
【図１５】（ａ）〜（ｄ）はいずれも、本発明の一実施形態における光リミッタアンプにより、各波長成分の光レベルを均一化しているので、光アンプにおいても各波長成分について均一レベルに増幅できることを説明するための図である。
【図１６】本発明の一実施形態にかかる光スイッチング装置による光スイッチの制御動作を説明するためのフローチャートである。
【図１７】近年提案されている波長単位でルーティングを行なうことを前提とした光ネットワークについて説明するための図である。
【図１８】光バーストスイッチング方式のネットワークを示す図である。
【符号の説明】
１  光スイッチ
２  入力コリメータアレイ
２ａ  入力ポート
３  出力コリメータアレイ
３ａ  出力ポート
４  ミラーアレイ
４−１  入力ミラーアレイ
４−２  出力ミラーアレイ
４ａ，４ｂ  ティルトミラー
５  トーションバー
６ａ，６ｂ  電極
７  光リミッタアンプ
８  合波器
９  光アンプ
１０  ルーティング処理部
１１  Ｏ／Ｅ／Ｏ変換部
１２  予約管理部
１２Ａ  同一経路判定部
１２Ｂ  衝突判定部
２０  インタフェース部
３０  初期値メモリ
４０  バッファメモリ
５０  駆動書込制御部
６０  駆動部
７０  モニタ部
８０  ＦＢコントロール部
９０  タイマ
１００  光スイッチング装置
９００  ＯＢＳネットワーク
９１０  エッジノード
９１１  多重化部
９１２  バーストアセンブリ
９２０  コアノード
９２１  制御信号処理部
９２１ａ  Ｏ／Ｅ／Ｏ変換部
９２１ｂ  予約管理部
９２２  データ信号処理部
９２２ａ  波長変換部
９２２ｂ  光スイッチマトリクス
【図１】
2004354612.tif 000003
【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】
2004354612.tif 000013
【図１２】
2004354612.tif 000014
【図１３】
2004354612.tif 000015
【図１４】
2004354612.tif 000016
【図１５】
2004354612.tif 000017
【図１６】
2004354612.tif 000018
【図１７】
2004354612.tif 000019
【図１８】
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