(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力ポートに接続された分波器、該分波器からの分波出力光の行き先を選択して出力する波長毎の光スイッチ素子、該光スイッチ素子からの出力光を行き先毎に合波し波長多重出力ポートに出力するＭ個（Ｍ≧２）の合波器、および、前記光スイッチ素子からの出力光をそのまま波長別に出力するＬ群（Ｌ≧１）の個別波長出力ポートを含むＤｒｏｐ側波長選択光スイッチと、
Ｍ個（Ｍ≧２）の波長多重入力ポートにそれぞれ接続されたＭ個の分波器、前記分波器からの分波出力光と、Ｌ群（Ｌ≧１）の個別波長入力ポートからの入力光とを選択して出力する波長毎の光スイッチ素子、および、該光スイッチ素子からの出力光を合波して出力ポートに出力する合波器を含むＡｄｄ側波長選択光スイッチとを備え、
前記Ｄｒｏｐ側波長選択光スイッチと前記Ａｄｄ側波長選択光スイッチとを組にして、最大で（Ｍ＋１）組用意し、前記Ｄｒｏｐ側波長選択光スイッチの波長多重出力ポートと前記Ａｄｄ側波長選択光スイッチの波長多重入力ポートの間を相互にメッシュ接続してなることを特徴とする波長選択光スイッチ。
【請求項２】
前記Ｄｒｏｐ波長選択光スイッチの一部または全部が、
入力ポートからの入力光を分岐する光分岐素子、該光分岐素子からの出力光を出力するＭ個（Ｍ≧２）の波長多重出力ポート、前記光分岐素子からの出力光を分波する分波器、および、該分波器からの分波出力光を出力するＬ群（Ｌ≧１）の個別波長出力ポートを含む光分岐器に置き換えられたことを特徴とする請求項１に記載の波長選択光スイッチ。
【請求項３】
前記Ａｄｄ側波長選択光スイッチの一部または全部が、
Ｍ個（Ｍ≧２）の波長多重入力ポート、Ｌ群（Ｌ≧１）の個別波長入力ポート、該個別波長入力ポートからの入力光を合波する合波器、および、前記波長多重入力ポートからの入力光と前記合波器からの合波出力光を合流し出力ポートに出力する光合流素子を含む光合流器に置き換えられたことを特徴とする請求項１に記載の波長選択光スイッチ。
【請求項４】
前記Ａｄｄ側波長選択光スイッチにおいて、前記光スイッチ素子と前記合波器との間に、可変減衰器と出力レベルモニタとを備えたことを特徴とする請求項１に記載の波長選択光スイッチ。
【請求項５】
前記Ｄｒｏｐ側波長選択光スイッチにおいて、前記分波器と前記光スイッチ素子との間に、可変減衰器と入力レベルモニタとを備えたことを特徴とする請求項１に記載の波長選択光スイッチ。
【請求項６】
前記光合流器において、個別波長入力ポートと合波器の間、合波器と光合流素子の間、波長多重入力ポートと光合流素子の間、光合流素子と出力ポートの間、の少なくともいずれか一部に可変減衰器が挿入されていることを特徴とする請求項３に記載の波長選択光スイッチ。
【請求項７】
前記光分岐器において、個別波長出力ポートと分波器の間、分波器と光分岐素子の間、波長多重出力ポートと光分岐素子の間、光分岐素子と入力ポートの間、の少なくともいずれか一部に可変減衰器が挿入されていることを特徴とする請求項２に記載の波長選択光スイッチ。
【請求項８】
前記光合流素子の合流比が、Ｍ個の波長多重入力ポート間で実質的に等しいことを特徴とする請求項３または６に記載の波長選択光スイッチ。
【請求項９】
前記光分岐素子の分岐比が、Ｍ個の波長多重出力ポート間で実質的に等しいことを特徴とする請求項２または７に記載の波長選択光スイッチ。
【請求項１０】
前記光合流素子の合流比が、Ｍ個の波長多重入力ポート間の内、１ポートのみ他のポートに比べて高くなっているのを除き、残りのポート間で実質的に等しいことを特徴とする請求項３または６に記載の波長選択光スイッチ。
【請求項１１】
前記光分岐素子の分岐比が、Ｍ個の波長多重出力ポート間の内、１ポートのみ他のポートに比べて高くなっているのを除き、残りのポート間で実質的に等しいことを特徴とする請求項２または７に記載の波長選択光スイッチ。
【請求項１２】
前記光合流素子が、合流比可変の素子で構成されていることを特徴とする請求項３または６に記載の波長選択光スイッチ。
【請求項１３】
前記光分岐素子が、分岐比可変の素子で構成されていることを特徴とする請求項２または７に記載の波長選択光スイッチ。
【請求項１４】
前記Ｄｒｏｐ側波長選択光スイッチと、前記Ａｄｄ側波長選択光スイッチとを組にして、同一の筐体に収めた波長選択光スイッチモジュールから構成されることを特徴とする請求項１に記載の波長選択光スイッチ。
【請求項１５】
前記Ｄｒｏｐ側波長選択光スイッチまたは前記光分岐器と、前記Ａｄｄ側波長選択光スイッチとを組にして、同一の筐体に収めた波長選択光スイッチモジュールから構成されることを特徴とする請求項２に記載の波長選択光スイッチ。
【請求項１６】
前記Ｄｒｏｐ側波長選択光スイッチと、前記Ａｄｄ側波長選択光スイッチまたは前記光合流器とを組にして、同一の筐体に収めた波長選択光スイッチモジュールから構成されることを特徴とする請求項３に記載の波長選択光スイッチ。
【請求項１７】
入力ポートに接続された分波器、該分波器からの分波出力光の行き先を選択して出力する波長毎の光スイッチ素子、該光スイッチ素子からの出力光を行き先毎に合波し波長多重出力ポートに出力するＭ個（Ｍ≧２）の合波器、および、前記光スイッチ素子からの出力光をそのまま波長別に出力するＬ群（Ｌ≧１）の個別波長出力ポートを含むＤｒｏｐ側波長選択光スイッチと、
Ｍ個（Ｍ≧２）の波長多重入力ポートにそれぞれ接続されたＭ個の分波器、前記分波器からの分波出力光と、Ｌ群（Ｌ≧１）の個別波長入力ポートからの入力光とを選択して出力する波長毎の光スイッチ素子、および、該光スイッチ素子からの出力光を合波して出力ポートに出力する合波器を含むＡｄｄ側波長選択光スイッチとを組にして、同一の筐体に収めた波長選択光スイッチモジュールであって、
該波長選択光スイッチモジュールが最大で（Ｍ＋１）組用意され、前記Ｄｒｏｐ側波長選択光スイッチの波長多重出力ポートと前記Ａｄｄ側波長選択光スイッチの波長多重入力ポートの間が相互にメッシュ接続されることにより波長選択光スイッチが構成されることを特徴とする波長選択光スイッチモジュール。
【請求項１８】
前記Ｄｒｏｐ波長選択光スイッチの一部または全部が、
入力ポートからの入力光を分岐する光分岐素子、該光分岐素子からの出力光を出力するＭ個（Ｍ≧２）の波長多重出力ポート、前記光分岐素子からの出力光を分波する分波器、および、該分波器からの分波出力光を出力するＬ群（Ｌ≧１）の個別波長出力ポートを含む光分岐器に置き換えられたことを特徴とする請求項１７に記載の波長選択光スイッチモジュール。
【請求項１９】
前記Ａｄｄ側波長選択光スイッチの一部または全部が、
Ｍ個（Ｍ≧２）の波長多重入力ポート、Ｌ群（Ｌ≧１）の個別波長入力ポート、該個別波長入力ポートからの入力光を合波する合波器、および、前記波長多重入力ポートからの入力光と前記合波器からの合波出力光を合流し出力ポートに出力する光合流素子を含む光合流器に置き換えられたことを特徴とする請求項１７に記載の波長選択光スイッチモジュール。
【請求項２０】
分波器、合波器および光スイッチ素子は、平面光波回路技術を用いた光素子であること特徴とする請求項１７、１８または１９に記載の波長選択光スイッチモジュール。
【請求項２１】
合分波器と光スイッチ素子との間の交差光配線部は、光ファイバを用いた光配線で構成されていることを特徴とする請求項２０に記載の波長選択光スイッチモジュール。
【請求項２２】
前記光スイッチ素子は、２×１スイッチが多段接続され、各段の出力が後段の一方の入力に接続され、各段の他方の入力が前記光スイッチ素子の入力となることを特徴とする請求項２０に記載の波長選択光スイッチモジュール。
【請求項２３】
前記光スイッチ素子は、１×２スイッチが多段接続され、各段の一方の出力が後段の入力に接続され、各段の他方の出力が前記光スイッチ素子の出力となることを特徴とする請求項２０に記載の波長選択光スイッチモジュール。
【請求項２４】
前記２×１スイッチは、電力否印加時に前記他方の入力からの光信号を前記２×１スイッチの出力に出力し、電力印加時に前記一方の入力からの光信号を前記２×１スイッチの出力に出力することを特徴とする請求項２２に記載の波長選択光スイッチモジュール。
【請求項２５】
前記１×２スイッチは、電力否印加時に前記１×２スイッチの入力からの光信号を前記一方の出力に出力し、電力印加時に前記１×２スイッチの入力からの光信号を前記他方の出力に出力することを特徴とする請求項２３記載の波長選択光スイッチモジュール。
【請求項２６】
前記２×１スイッチは、経路を切替える２×１経路スイッチと、１入力１出力ゲートスイッチから成り、
該ゲートスイッチは、前記２×１経路スイッチの前記他方の入力に相当する入力に割り入れられていることを特徴とする請求項２２または２４に記載の波長選択光スイッチモジュール。
【請求項２７】
前記１×２スイッチは、経路を切替える１×２経路スイッチと、１入力１出力ゲートスイッチから成り、
該ゲートスイッチは、前記１×２経路スイッチの前記他方の出力に相当する出力に割り入れられていることを特徴とする請求項２３または２５に記載の波長選択光スイッチモジュール。
【請求項２８】
前記２×１経路スイッチとゲートスイッチの駆動配線は、直列または並列に接続され、駆動配線が共有化されていることを特徴とする請求項２６に記載の波長選択光スイッチモジュール。
【請求項２９】
前記１×２経路スイッチとゲートスイッチの駆動配線は、直列または並列に接続され、駆動配線が共有化されていることを特徴とする請求項２７記載の波長選択光スイッチモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長選択光スイッチおよび波長選択光スイッチモジュールに関し、より詳細には、波長分割多重通信システムにおいて、任意の波長チャンネルを光信号のまま電気信号に変換することなく切り替えるスイッチングノード装置、例えば波長クロスコネクト等で用いられる波長選択光スイッチおよび波長選択光スイッチモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
経済的な大容量通信網を構築するため、波長分割多重（ＷＤＭ）技術をノードでの転送処理に用いた光クロスコネクト（以下、ＯＸＣという）の検討がなされている。この光クロスコネクトの構成法には、波長変換機能を装備した完全ＯＸＣと波長変換機能を装備しない波長クロスコネクト（以下、ＷＸＣという）の２種類がある。完全ＯＸＣでは波長変換を実現する為、一般的に、光信号を電気信号に変換し、再度、光信号に変換するＯＥＯ変換器を装備し、波長を跨る任意の接続パターンが可能となっている。一方、ＷＸＣでは、波長変換機能を持たないため同一波長間のみ接続可能といった接続パターンに対する制約があるが、光信号のままトランスペアレントにノードを通過させることができるため信号フォーマットに無依存となり、また、比較的高価であるＯＥＯ変換器を持たないため安価に装置を構成できるメリットがある。このＷＸＣを構成するキーデバイスとして波長選択光スイッチ（以下、ＷＳＳという）の開発が多くの機関でなされている。
【０００３】
図１に、従来の波長選択光スイッチ（ＷＳＳ）の構成を示す。ＷＳＳは、波長毎に独立に任意の経路設定ができるスイッチである。Ｎ波長が多重されたＭ本のファイバ入出力に対して、Ｍ個のＮ波長分波機能部１１と、Ｎ個のＭ×Ｍスイッチ機能部１２と、Ｍ個のＮ波長合波機能部１３とから構成され、分波機能部１１で分波された波長チャンネルが、波長毎にＭ×Ｍスイッチ機能部１２で入出力ポートの切替処理がなされ、合波機能部１３で再びＷＤＭ信号光に合波される。
【０００４】
図２に、従来の１入力多出力の波長選択光スイッチ（ＷＳＳ）の構成を示す（例えば、特許文献１参照）。図３に、従来の１入力多出力のスイッチ機能部の構成を示す。具体的なデバイスの構成として、例えば、バルクグレーティングと微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）スイッチと組み合わせて実現した１×ＭのＷＳＳが報告されている（例えば、非特許文献１参照）。入力ファイバ３１から出力されたＷＤＭ信号光は、レンズアレイを３２を介して、グレーティング３３で分波される。分波された信号光は、レンズ３４を介して、それぞれの波長の焦点位置に配置されたＭＥＭＳミラー３５で反射され、再びグレーティング３３を通ることで合波されて、出力ファイバ３６ａ，３６ｂに導かれる。グレーティング３３の前後に置かれているレンズアレイ３２およびレンズ３４は、信号光をグレーティング前後で平行光とし、ファイバ、および、ミラー面で焦点を結ばすために置かれている。それぞれのＭＥＭＳミラー３５の傾きを制御することで反射方向、すなわち出力先を、それぞれの波長チャンネルで独立に切り替えることができる。
【０００５】
【特許文献１】特許第３４４４５４８号公報（第２，６図）
【非特許文献１】D. M. Marom, et al., "Wavelength-selective 1x4 switch for 128 WDM channels at 50 GHz spacing", OFC2002, Post deadline Papers, FB7-1, Figs.1 and 2
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のＷＳＳには、ＷＳＳの主な適用先であるＷＸＣの実際の運用形態を考えると以下の問題があった。図４に、従来の波長選択光スイッチを波長クロスコネクトノードに適用した例を示す。ノードＡおよびノードＦに設置されたクライアント装置４１，４２間で波長チャンネルが一本、同様にノードＢ，Ｅのクライアント装置４３，４４間で波長チャンネルが一本設定されている。ノードＣでは２本の波長チャンネルが通過しているだけであるが、ノードＥでは波長チャンネルの通過以外に波長チャンネルの出入り、すなわち、アドドロップがある。このように実際適用形態を注意深く検討した結果、ＷＸＣノードでは、ＷＤＭ伝送路ファイバ間の任意の組み合わせの波長チャンネル通過経路だけでなく、クライアント装置に対する波長チャンネル入出力が必要となることが多いことが判明した。従来のＷＳＳ（例えば、非特許文献１参照）では、ＷＤＭ信号が扱える入出力ポートしか持たないため、個別の波長チャンネルの入出力機能（アドドロップ機能）を持たせるには、ＷＤＭポートを１波長のみで扱う個別波長ポートとして流用する必要が有る。
【０００７】
図５に、従来のアドドロップ機能を持たせた波長選択光スイッチの構成を示す。ＷＤＭポートに合分波器を設けて個別波長ポートを実現する。個別波長ポートとして流用する方法は、実現されているＷＳＳでは入出力ポート数の最大が１０前後であるため、数波長分しか個別波長としてアドドロップすることができない。一方、合分波器を設けて個別波長ポートを実現する方法は、部品点数増加に伴うコスト増を招くだけでなく、ノードでの挿入損失が増加するという大きな問題があった。
【０００８】
また、一般的に、光アンプ中継技術を用いて光ファイバを伝送されてきたＷＤＭ信号は、光アンプの増幅波長依存性や光ファイバ等の受動部品の損失波長依存性により、各波長チャンネルのレベルにバラツキが生じる場合が多い。従って、ＷＸＣノードのようにトランスペアレントにＷＤＭ信号を通過させる伝送網の場合には、このバラツキが累積し伝送特性に影響が生じてくるため、伝送特性上はＷＸＣノード等のある程度まとまった伝送区間毎に各波長チャンネルのレベルを揃えた方が望ましい。
【０００９】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、個別の波長チャンネルの入出力が必要なノードにおいても、新たな合分波器の設置が不要で、かつ、全ての個別波長チャンネルの入出力が可能な波長選択光スイッチを提供することにある。
【００１０】
また、より望ましい形態として、各波長チャンネルの出力レベル調整機構を備えた波長選択光スイッチを提供することにある。さらに、これらの機能を備えた実用的なデバイスを、低価格、かつ、コンパクトなサイズで提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の波長選択光スイッチは、入力ポートに接続された分波器、該分波器からの分波出力光の行き先を選択して出力する波長毎の光スイッチ素子、該光スイッチ素子からの出力光を行き先毎に合波し波長多重出力ポートに出力するＭ個（Ｍ≧２）の合波器、および、前記光スイッチ素子からの出力光をそのまま波長別に出力するＬ群（Ｌ≧１）の個別波長出力ポートを含むＤｒｏｐ側波長選択光スイッチと、Ｍ個（Ｍ≧２）の波長多重入力ポートにそれぞれ接続されたＭ個の分波器、前記分波器からの分波出力光と、Ｌ群（Ｌ≧１）の個別波長入力ポートからの入力光とを選択して出力する波長毎の光スイッチ素子、および、該光スイッチ素子からの出力光を合波して出力ポートに出力する合波器を含むＡｄｄ側波長選択光スイッチとを備え、前記Ｄｒｏｐ側波長選択光スイッチと前記Ａｄｄ側波長選択光スイッチとを組にして、最大で（Ｍ＋１）組用意し、前記Ｄｒｏｐ側波長選択光スイッチの波長多重出力ポートと前記Ａｄｄ側波長選択光スイッチの波長多重入力ポートの間を相互にメッシュ接続してなることを特徴とする。
【００１２】
請求項１に記載の波長選択光スイッチにおいて、前記Ｄｒｏｐ波長選択光スイッチの一部または全部が、入力ポートからの入力光を分岐する光分岐素子、該光分岐素子からの出力光を出力するＭ個（Ｍ≧２）の波長多重出力ポート、前記光分岐素子からの出力光を分波する分波器、および、該分波器からの分波出力光を出力するＬ群（Ｌ≧１）の個別波長出力ポートを含む光分岐器に置き換えられたことを特徴とする。
【００１３】
請求項１に記載の波長選択光スイッチにおいて、前記Ａｄｄ側波長選択光スイッチの一部または全部が、Ｍ個（Ｍ≧２）の波長多重入力ポート、Ｌ群（Ｌ≧１）の個別波長入力ポート、該個別波長入力ポートからの入力光を合波する合波器、および、前記波長多重入力ポートからの入力光と前記合波器からの合波出力光を合流し出力ポートに出力する光合流素子を含む光合流器に置き換えられたことを特徴とする。
【００１５】
波長選択光スイッチには、可変減衰器と、出力レベルモニタまたは入力レベルモニタとを備えることができる。光合流器には、個別波長入力ポートと合波器の間、合波器と光合流素子の間、波長多重入力ポートと光合流素子の間、光合流素子と出力ポートの間、の少なくともいずれか一部に可変減衰器を挿入してもよい。光分岐器には、個別波長出力ポートと分波器の間、分波器と光分岐素子の間、波長多重出力ポートと光分岐素子の間、光分岐素子と入力ポートの間、の少なくともいずれか一部に可変減衰器が挿入してもよい。
【００１６】
前記光合流器において、前記光合流素子の合流比を、Ｍ個の波長多重入力ポート間で実質的に等しくすることができる。前記光分岐器において、前記光分岐素子の分岐比を、Ｍ個の波長多重出力ポート間で実質的に等しくすることができる。
【００１７】
前記光合流器において、前記光合流素子の合流比を、Ｍ個の波長多重入力ポート間の内、１ポートのみ他のポートに比べて高くなっているのを除き、残りのポート間で実質的に等しくすることができる。前記光分岐器において、前記光分岐素子の分岐比を、Ｍ個の波長多重出力ポート間の内、１ポートのみ他のポートに比べて高くなっているのを除き、残りのポート間で実質的に等しくすることができる。
【００１８】
前記光合流素子が、合流比可変の素子で構成され、前記光分岐素子が、分岐比可変の素子で構成されてもよい。
【００１９】
請求項１７に記載の波長選択光スイッチモジュールは、入力ポートに接続された分波器、該分波器からの分波出力光の行き先を選択して出力する波長毎の光スイッチ素子、該光スイッチ素子からの出力光を行き先毎に合波し波長多重出力ポートに出力するＭ個（Ｍ≧２）の合波器、および、前記光スイッチ素子からの出力光をそのまま波長別に出力するＬ群（Ｌ≧１）の個別波長出力ポートを含むＤｒｏｐ側波長選択光スイッチと、Ｍ個（Ｍ≧２）の波長多重入力ポートにそれぞれ接続されたＭ個の分波器、前記分波器からの分波出力光と、Ｌ群（Ｌ≧１）の個別波長入力ポートからの入力光とを選択して出力する波長毎の光スイッチ素子、および、該光スイッチ素子からの出力光を合波して出力ポートに出力する合波器を含むＡｄｄ側波長選択光スイッチとを組にして、同一の筐体に収めた波長選択光スイッチモジュールであって、該波長選択光スイッチモジュールが最大で（Ｍ＋１）組用意され、前記Ｄｒｏｐ側波長選択光スイッチの波長多重出力ポートと前記Ａｄｄ側波長選択光スイッチの波長多重入力ポートの間が相互にメッシュ接続されることにより波長選択光スイッチが構成されることを特徴とする。
【００２０】
請求項１７に記載の波長選択光スイッチにおいて、前記Ｄｒｏｐ波長選択光スイッチの一部または全部が、入力ポートからの入力光を分岐する光分岐素子、該光分岐素子からの出力光を出力するＭ個（Ｍ≧２）の波長多重出力ポート、前記光分岐素子からの出力光を分波する分波器、および、該分波器からの分波出力光を出力するＬ群（Ｌ≧１）の個別波長出力ポートを含む光分岐器に置き換えられたことを特徴とする。
【００２１】
請求項１７に記載の波長選択光スイッチにおいて、前記Ａｄｄ側波長選択光スイッチの一部または全部が、Ｍ個（Ｍ≧２）の波長多重入力ポート、Ｌ群（Ｌ≧１）の個別波長入力ポート、該個別波長入力ポートからの入力光を合波する合波器、および、前記波長多重入力ポートからの入力光と前記合波器からの合波出力光を合流し出力ポートに出力する光合流素子を含む光合流器に置き換えられたことを特徴とする。
【００２４】
前記波長選択光スイッチモジュールにおいて、分波器、合波器および光スイッチ素子を、平面光波回路技術を用いた光素子とすることができる。また、前記波長選択光スイッチモジュールにおいて、合分波器と光スイッチ素子との間の交差光配線部を、光ファイバを用いた光配線で構成することができる。
【００２５】
前記波長選択光スイッチモジュールにおいて、前記光スイッチ素子は、２×１スイッチが多段接続され、各段の出力が後段の一方の入力に接続され、各段の他方の入力が前記光スイッチ素子の入力となることを特徴とする。前記２×１スイッチは、電力否印加時に前記他方の入力からの光信号を前記２×１スイッチの出力に出力し、電力印加時に前記一方の入力からの光信号を前記２×１スイッチの出力に出力することを特徴とする。または、前記２×１スイッチは、経路を切替える２×１経路スイッチと、１入力１出力ゲートスイッチから成り、該ゲートスイッチは、前記２×１経路スイッチの前記他方の入力に相当する入力に割り入れられていることを特徴とする。さらに、前記２×１経路スイッチとゲートスイッチの駆動配線は、直列または並列に接続され、駆動配線が共有化されていることを特徴とする。
【００２６】
前記波長選択光スイッチモジュールにおいて、前記光スイッチ素子は、１×２スイッチが多段接続され、各段の一方の出力が後段の入力に接続され、各段の他方の出力が前記光スイッチ素子の出力となることを特徴とする。前記１×２スイッチは、電力否印加時に前記１×２スイッチの入力からの光信号を前記一方の出力に出力し、電力印加時に前記１×２スイッチの入力からの光信号を前記他方の出力に出力することを特徴とする請求項２５記載の波長選択光スイッチモジュール。または、前記１×２スイッチは、経路を切替える１×２経路スイッチと、１入力１出力ゲートスイッチから成り、該ゲートスイッチは、前記１×２経路スイッチの前記他方の出力に相当する出力に割り入れられていることを特徴とする。さらに、前記１×２経路スイッチとゲートスイッチの駆動配線は、直列または並列に接続され、駆動配線が共有化されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
以上説明したように、本発明によれば、個別波長の入出力ポートを備えたので、新たな合分波器を設置することなく個別の波長チャンネルの入出力を行うことができる。また、波長選択光スイッチとして、分岐器、合流器を用いることで、スイッチ機能が省かれ、合分波器の個数を大幅に削減されているため、低価格、コンパクトな波長選択光スイッチを提供することができる。
【００２９】
また、本発明によれば、可変減衰器機能を備えたので、出力レベルを調整することができる。特に、波長チャンネル毎に可変減衰器、および、出力レベルモニタが装備することにより、ＷＤＭ信号の入力状態に適応して動的に各波長チャンネルの出力レベルを調整することができる。
【００３０】
さらに、本発明によれば、分岐器、合流器において分配比をＷＤＭポート間で等しくしたので、ノード内での損失を補償するための光アンプで信号光に加わるノイズを最小限に抑えることができる。また、分岐器、合流器において分配比を１ＷＤＭポートだけ優先し、他のＷＤＭポートで残りを等分配としたので、例えば、光リングシステムに適用した場合に、光アンプの削減を図りながらも光アンプで加わるノイズを最小限にすることができる。さらに、分岐器、合流器において分配比可変とすることで、適用システムに応じて最適な動作をさせることができる。
【００３１】
さらにまた、本発明によれば、保守交換の単位を伝送路ファイバ対に対応する構成としたので、伝送路ファイバの敷設数に応じて増設でき、経済的に設備増強を行うことができるとともに、故障時の交換も伝送路ファイバの段線故障と同様に扱うことができ、故障交換時における影響も最小限に抑えることができる。
【００３２】
さらにまた、本発明によれば、波長選択光スイッチで用いされる合分波器や光スイッチ／可変減衰器を平面光波回路部品で実現しているため、コンパクトなデバイス構成にすることができる。合分波器と光スイッチ／可変減衰器の間の接続順番の並び替えに対して、光ファイバを用いた配線板で行うことにより、交差損失を被ることなくコンパクトに実装することができる。また、光スイッチに基本素子を従属に接続したタップ型で集積スイッチを構成するので、スイッチ基本素子が一直線に並ぶ性アウトを取ることができ、高密度に集積することができる。
【００３３】
さらにまた、本発明によれば、このスイッチ素子は、ＯＮ電力時に光信号が出力される構成にすることで、ＯＮ電力を印加するスイッチ素子と光信号を出力するポートが、一対一に対応し、ＯＮ電力を必要とするスイッチ素子は必ず最大１となることからトータルの消費電力を抑えることができる。また、ＯＮ電力を加えない状態では、シャッター機能として動作させることができる。
【００３４】
さらにまた、本発明によれば、スイッチ基本素子を経路切替スイッチとゲートスイッチの二重構成とすることで、損失の増加を抑えながらも消光比を得ることができる。さらに、この切替スイッチとゲートスイッチの駆動配線を共有化することで配線スペースの削減や駆動回路の削減を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。  
（１．ＷＸＣ用波長選択光スイッチの全体構成について）
図６に、本発明の第１の実施形態にかかるＷＸＣ用波長選択光スイッチの構成を示す。Ｎ波長のＷＤＭ信号を扱う（Ｍ＋１）組の伝送路入出力ファイバ対に対して、Ｄｒｏｐ側波長選択光スイッチ（ＤｒｏｐＷＳＳ）６１と、Ａｄｄ側波長選択光スイッチ（ＡｄｄＷＳＳ）６２とが、（Ｍ＋１）組用意されている。ＤｒｏｐＷＳＳ６１は、１個のＷＤＭ入力ポートと、Ｍ個のＷＤＭ出力ポートと、Ｎ個の個別波長出力ポート（Ｄｒｏｐポート）とをＬ群有している。ＡｄｄＷＳＳ６２は、１個のＷＤＭ出力ポートと、Ｍ個のＷＤＭ入力ポートと、Ｎ個の個別波長入力ポート（Ａｄｄポート）とをＬ群有している。ＤｒｏｐＷＳＳのＷＤＭ出力ポートとＡｄｄＷＳＳのＷＤＭ入力ポートとの間を相互にファイバコードでメッシュ接続されている。
【００３６】
なお、図６には図示していないが、入出力伝送路ファイバと波長選択光スイッチの間には、通常、伝送設計に基づいた適切な光増幅器や分散補償モジュール等が必要に応じて付加される。また、Ｄｒｏｐポート、Ａｄｄポートからクライアント装置への接続は、適切なインタフェース変換を行う送受信機を介して接続される。
【００３７】
第１の実施形態にかかるＷＸＣ用波長選択光スイッチの構成では、伝送路入出力ファイバに対するＷＤＭ入出力ポート以外に、個別波長の入出力ポートを元来備えているので、新たな合分波器を追加する必要がない。また、各伝送路入出力ファイバ対に対して一組ずつ個別波長の入出力ポートを持っているので、仮に、全ての伝送路入出力ファイバ対の全てのＷＤＭ信号をクライアント装置へアドドロップさせる必要があったとしても、新たなスイッチの追加などの装置構成の組み換えをすることなく、全てのアドドロップを行うことができる。
【００３８】
また、上述したインタフェース変換用の送受信機には、予備切り替えのために２系統の入出力ポートを有する場合もある。この場合は、２つの伝送路入出力ファイバに対する個別波長入出力ポートに物理的に接続を行うことになるが、通常、一方の伝送路入出力ファイバでのみ光信号の送信受信を行い、もう一方の伝送路入出力ファイバは異常時に直ぐに光スイッチにて切替可能な経路として確保するのみで、論理的な接続は同時には行わないことがある。この予備の経路には、通常時には光信号が通っていないため、優先順位の低い光信号を通すことができるが、個別波長入出力ポートが一群のみ（Ｌ＝１）であると、上述のように物理的にポートが塞がっている為に新たな接続をすることができないが、個別波長入出力ポートが複数群あれば（Ｌ≧２）、このような状況でも有効に予備経路を活用することができる。
【００３９】
また、保守交換モジュール単位をＤｒｏｐＷＳＳ６１とＡｄｄＷＳＳ６２の組にすることで、伝送路入出力ファイバ対の敷設数に応じた構成にすることができる。例えば、Ｍ＝７とした場合、ＤｒｏｐＷＳＳ６１とＡｄｄＷＳＳ６２を８対用意することで、最大で８対の伝送路入出力ファイバをメッシュ接続するＷＸＣを構成することができる。導入初期のように２対の伝送路入出力ファイバしか必要のない時期には、ＤｒｏｐＷＳＳとＡｄｄＷＳＳを２対用意するだけで良い。その後、伝送路入出力ファイバの敷設数が増加した場合には、増加数に応じてＤｒｏｐＷＳＳ６１とＡｄｄＷＳＳ６２を追加すれば良い。しかも、この増設時に既存のＤｒｏｐＷＳＳ６１とＡｄｄＷＳＳ６２を入れ替えたり、既接続のパッチファイバコードを接続し直したりする必要がないので、既設の回線に全く影響を与えることなく増設を行うことができる。また、モジュール故障時の交換においても、交換時の影響の生じ方が伝送路ファイバの断線時と同じになり、交換時に他の回線への影響を最小に抑えることができる。
【００４０】
通常、回線設置は、往路回線と復路回線の双方向対で行うので、ＤｒｏｐＷＳＳ６１とＡｄｄＷＳＳ６２は組で使用する。しかし、往路だけまたは復路だけといった単方向の伝送しか行わない場合には、単独で使用する場合も有りうる。この場合は、ＡｄｄＷＳＳ６２のみ、またはＤｒｏｐＷＳＳ６１のみの増設で十分なので、このケースを考慮する場合には、保守交換モジュール単位もＤｒｏｐＷＳＳ６１とＡｄｄＷＳＳ６２で別々の方が良いことになる。
【００４１】
第１の実施形態の構成では、同じ組内のＤｒｏｐＷＳＳ６１とＡｄｄＷＳＳ６２は接続されていない。この接続は、同じ隣接ノードへの伝送路入出力ファイバ対への折り返し経路の接続であり、ネットワークの動作要件を詳細に検討した結果、多くの場合でこの接続は不要であることが判明したからである。これにより、組間の相互接続数、すなわち、ＤｒｏｐＷＳＳ６１のＷＤＭ出力ポートとＡｄｄＷＳＳ６２のＷＤＭ入力ポートを（Ｍ＋１）個からＭ個に削減することができる。但し、ネットワーク設計によっては、この折り返し経路の接続が必要な場合も有り、その場合にはこの削減のメリットを得ることはできない。
【００４２】
上述のパラメータ、Ｎ、Ｍ、Ｌは、各々のＤｒｏｐＷＳＳ６１／ＡｄｄＷＳＳ６２でそれぞれ同数である方が、一般的に未接続ポートが生じず無駄のない構成となる。例えば、ＤｒｏｐＷＳＳ（ｉ）および、ＡｄｄＷＳＳ（ｉ）のＮをそれぞれＮａ（ｉ）、Ｎｄ（ｉ）とすると、Ｎａ（ｉ）＝Ｎａ（ｊ）＝Ｎｄ（ｉ）＝Ｎｄ（ｊ）である方が良い。Ｍ、Ｌについても同様である。しかしながら、例えば、ある伝送路入出力ファイバでのＷＤＭ信号は１００ＧＨｚ間隔４０チャンネル、別の伝送路入出力ファイバでは２００ＧＨｚ２０チャンネルといった場合、ある特定の伝送路入出力ファイバ間では相互接続の必要性がない場合等は、同数で無い方が無駄のない構成となり、必ずしも同数である必要性はない。しかしながら、明細書中では表記上の煩雑性を回避するために便宜上、ＤｒｏｐＷＳＳ／ＡｄｄＷＳＳで同一のパラメータ表記を用いて表現する。
【００４３】
（２．ＤｒｏｐＷＳＳ、ＡｄｄＷＳＳの詳細構成について）
次に、上述のＤｒｏｐＷＳＳ６１およびＡｄｄＷＳＳ６２の詳細な実施形態として、図７に、Ｄｒｏｐ側波長選択光スイッチ（ＤｒｏｐＷＳＳ）の詳細構成を示し、図８に、Ａｄｄ側波長選択光スイッチ（ＡｄｄＷＳＳ）の詳細構成を示す。
【００４４】
図７を参照すると、ＤｒｏｐＷＳＳ６１は、ＷＤＭ入力ポートおよびこれに接続された分波器７１と、波長毎に用意された１×Ｋ光スイッチ７２と、Ｍ個のＷＤＭ出力ポートと、これに接続されている合波器７３と、Ｌ群の個別波長出力ポートとから構成されている。ＷＤＭ入力ポートから入力されたＷＤＭ信号光は、分波器７１で個別波長に分波される。分波された信号光は、それぞれの波長毎に１×Ｋ光スイッチ７２で出力先が振り分けられる。ＷＤＭ出力ポート側へ振り分けられた信号光は、他の波長と合波器７３で合波されてＷＤＭ出力ポートへ出力される。個別波長出力ポート側へ振り分けられた信号光は、そのまま個別波長出力ポートへ出力される。
【００４５】
このように、個別波長出力ポートを備え、しかも個別波長の出力を光スイッチから個別波長に分波されたまま出力する構成により、合波器等での過剰な損失を受けることなく信号光を出力することができる。
【００４６】
図８を参照すると、ＡｄｄＷＳＳ６２は、Ｍ個のＷＤＭ入力ポートと、これに接続された分波器８３と、Ｌ群の個別波長入力ポートと、波長毎に用意されたＫ×１光スイッチ８２と、ＷＤＭ出力ポートと、これに接続されている合波器８１とから構成されている。Ｍ個のＷＤＭ入力ポートから入力された信号光は、分波器８３で個別波長にそれぞれ分波される。分波された信号光、および、個別波長入力ポートから入力された信号光は、それぞれの波長毎にＫ×１光スイッチ８２で入力信号が１つ選択され、その後、合波器８１で合波されてＷＤＭ出力ポートへ出力される。
【００４７】
ＡｄｄＷＳＳ６２においても、ＤｒｏｐＷＳＳ６１と同様に、個別波長入力ポートを備え、しかも個別波長の入力を個別波長入力ポートから個別波長のまま、各波長の光スイッチへ入力する構成により、分波器等での過剰な損失を受けることなく信号光を入力することができる。
【００４８】
ＤｒｏｐＷＳＳ６１とＡｄｄＷＳＳ６２では、波長毎に可変減衰器７４，８４および光レベルモニタ７５，８５が用意されている。光レベルモニタ７５，８５からのモニタ値によって可変減衰器７４，８４を制御することにより、信号光の出力レベルを波長毎に制御して出力することができる。一般的に、伝送路ファイバへの光出力は、伝送特性上、各波長で所定の出力レベルに揃えて出力する等のレベル制御を行って出力したほうが好ましい。また、個別波長出力ポートへの光出力においても、光受信機の受信特性上、所定の出力レベルでの出力されることが好ましいので、このような波長毎のレベル制御機構を備えておいたほうが良い。しかし、特性よりも低コストを重視する用途においてはこの限りではなく、必要がなければ省いても良い。また、信号光の入力レベルが予め分かって、出力レベルが決まっている場合や、ＷＳＳの挿入損失のバラツキだけを補正する場合等は、可変減衰器のみ装備し減衰制御だけで使用する方法もある。
【００４９】
可変減衰器７４，８４と光レベルモニタ７５，８５の前後関係については、フィードバック制御を行うことを勘案して図示した順番とする。フィードフォワード制御の場合には前後が逆になる。また、可変光減衰器７４，８４と光レベルモニタ７５，８５の位置は、ＤｒｏｐＷＳＳ６１では分波器７１と１×Ｋスイッチ７２の間に、ＡｄｄＷＳＳ６２ではＫ×１スイッチ８２と合波器８１の間に置かれているが、これは、この位置で制御を行えば、各波長につき一箇所の配置で済むためである。数量的な制約が無ければ、例えば、ＤｒｏｐＷＳＳ６１では１×Ｋスイッチ７２と合波器７３、個別波長出力ポートの間でも良いし、ＡｄｄＷＳＳ６２ではＫ×１スイッチ８２と分波器８３、個別波長入力ポートの間に置かれても良い。
【００５０】
ＤｒｏｐＷＳＳ６１、ＡｄｄＷＳＳ６２共に、図中では、各入出力ポートに光モニタ７６，７７，８６，８７を付加している。これは、各ポートからの入出力をシステムが確認するためのものであり、システム動作上の不具合が生じたときに、不具合が内部の動作不良、故障等による問題なのか、ファイバコードの接続ミス等の外部の問題なのかを切り分けるために用いる。基本的には、全ての入出力ポートに光モニタを備えておいた方が好ましいが、可変光減衰器や光スイッチ等の内部構成要素の信頼性が極めて高いと判断できる場合、或いは、光レベルモニタにて代用可能な場合には、コストや実装容積等の事項を優先して、部分的に或いは全部を省略することもある。
【００５１】
例えば、ＡｄｄＷＳＳ６２において、受動部品である合波器８１が故障すること確率は極めて低い。従って、ＷＤＭ出力の光モニタ８６は省かれ、合波前の波長毎に装備されている光レベルモニタ８５での確認で代用される。
【００５２】
ＤｒｏｐＷＳＳ６１において、ＷＤＭ出力ポートに１波長しか出力されない場合には、このポートでの出力は波長多重信号とはならないが、ここでは特に区別せず１波長しか出力されない場合もＷＤＭ出力と呼び、ポートもＷＤＭ出力ポートと呼ぶことにする。同様に、ＡｄｄＷＳＳ６２においてＷＤＭ入力ポートに１波長しか入力しない場合も、ＷＤＭ入力、および、ＷＤＭ入力ポートと呼ぶことにする。また、上記の構成では、Ｋ、Ｌ、Ｍの間に特に数値関係の規定はしていないが、通常、内部接続の過不足を避け無駄のない接続構成とするために、Ｋ＝Ｍ＋Ｌで構成したほうが好ましい。また、図７、８ではＬ＝１での例を図示している。
【００５３】
（３．簡易型構成について）
次に、上述のＤｒｏｐＷＳＳ６１およびＡｄｄＷＳＳ６２の別の実施形態として、図９に、ＤｒｏｐＷＳＳの代わりに用いるＤｒｏｐ分岐器の構成を示し、図１０に、ＡｄｄＷＳＳの代わりに用いるＡｄｄ合流器の構成を示す。
【００５４】
図９を参照すると、Ｄｒｏｐ分岐器は、ＷＤＭ入力ポートと、これに接続された光分岐素子９１と、Ｍ個のＷＤＭ出力ポートと、Ｌ群の個別波長出力ポートと、これに接続されている分波器９２とから構成されている。ＷＤＭ入力ポートから入力されたＷＤＭ信号光は、光分岐素子９１でＷＤＭ信号光のまま分岐され、一部の分岐光はそのままＷＤＭ出力ポートに出力される。別の一部の分岐光は、分波器で各波長に分波されて、個別波長出力ポートに出力される。
【００５５】
Ｄｒｏｐ分岐器は、通常、第１の実施形態（基本形態）のＤｒｏｐＷＳＳ６１の代わりに用いられ、ＡｄｄＷＳＳ６２と組み合わせて用いられる（Ｄｒｏｐ簡易形態）。すなわち、Ｄｒｏｐ分岐器からは全波長の信号光が全てのＡｄｄＷＳＳに対してブロードキャスト出力され、各ＡｄｄＷＳＳで必要な波長の信号光を排他的に選ぶことで、波長選択光スイッチを行う。
【００５６】
この構成によれば、Ｄｒｏｐ側が分岐によって信号光を送っているので、原理的に分岐損失が発生するデメリットがあるが、Ｄｒｏｐ側の構成が極めて簡易な構成で済むことからモジュールサイズ、および、価格の面で非常に有利な構成になる。また、全ＡｄｄＷＳＳ、或いは、いくつかのＡｄｄＷＳＳで、同じＤｒｏｐ分岐器からの信号を選ぶこともできるので、ある伝送路ファイバからの信号を全て、或いはいくつかの複数の伝送路ファイバに出力することができる。すなわち、ユニキャスト動作だけでなく、ブロードキャスト動作やマルチキャスト動作を行うことができる。また、後述するＡｄｄ簡易形態と比較すると、伝送路ファイバへの出力側は基本形態であるＡｄｄＷＳＳを用いているため、基本形態の時と同様に、各波長間でのレベルをＡｄｄＷＳＳの制御精度で制御することができる。後述のＡｄｄ簡易形態では、ＤｒｏｐＷＳＳで各波長の制御を行うため、その下流にあるＡｄｄ合流器の合流素子の特性バラツキや、ＤｒｏｐＷＳＳとＡｄｄ合流器間の接続ファイバコードの接続損失バラツキの影響が僅かではあるが残ってしまう。また、基本形態と同様に、Ａｄｄ側ではＡｄｄＷＳＳにより入力ポートを選択制御しているので、未使用の入力ポートから誤って光を入力しても問題が生じることは無い。
【００５７】
図１０を参照すると、Ａｄｄ合流器は、Ｍ個のＷＤＭ入力ポートと、Ｌ群の個別波長入力ポートと、これに接続されている合波器１０２と、ＷＤＭ出力ポートと、これに接続されている光合流素子１０１とから構成されている。個別波長入力ポートから入力された個別波長の信号光は合波器１０２で合波され、ＷＤＭ入力ポートから入力されたＷＤＭ信号光と光合流素子１０１にて合流される。
【００５８】
Ａｄｄ合流器は、通常、第１の実施形態（基本形態）のＡｄｄＷＳＳ６２の代わりに用いられ、ＤｒｏｐＷＳＳ６１と組み合わせて用いられる（Ａｄｄ簡易形態）。すなわち、ＤｒｏｐＷＳＳで波長毎に他のＤｒｏｐＷＳＳと出力先を選択し、それぞれのＡｄｄ合流器では各ＤｒｏｐＷＳＳからの信号光を単純に合流させることで、波長選択光スイッチを行う。
【００５９】
この構成によれば、Ａｄｄ側が合流によって信号光を合波しているので、原理的に合流損失が発生するデメリットがあるが、Ａｄｄ側の構成が極めて簡易な構成で済むことからモジュールサイズ、および、価格の面で非常に有利な構成になる。また、Ｄｒｏｐ簡易形態と比べると、出力先をＤｒｏｐ側で選択制御しているので、基本形態の時と同様に、未使用の出力ポートに信号光を放射することは無い。
【００６０】
Ｄｒｏｐ簡易形態、Ａｄｄ簡易形態のいずれも、基本形態比べると、原理的に損失が生じてしまうが、これに関しては、適宜、必要に応じてＤｒｏｐ側とＡｄｄ側の間に光アンプを挿入することで、対応することができる。
【００６１】
さて、ここでＤｒｏｐ分岐器の光分岐素子９１の分岐比、および、Ａｄｄ合流器の光合流素子１０１の合流比について述べておく。光アンプを用いた伝送技術でよく知られているように、伝送している信号レベルが極端に小さくなると光アンプでレベルを回復しても、光アンプからのノイズが相対的に大きくなり、伝送特性上好ましくない。従って、ＷＸＣノードにおいても同様に、信号レベルが可能な限り小さくならないようにレベル設計を行う必要がある。Ｄｒｏｐ分岐器で全てのＷＤＭ出力ポートの信号レベルを考えると、光分岐素子１０１の分岐比が等分岐比になっている時に、信号レベルの減少が全ての出力ポートで等しく最小限に抑えられる。よって、一般的にはＷＤＭ出力ポート間で当分岐比が望ましい。同様にＡｄｄ合流器の合流素子の合流比についてもＷＤＭ入力ポート間で等しい方が望ましい。
【００６２】
Ｄｒｏｐ分岐器の光分岐素子９１の個別波長出力ポート側に対する分岐比については、ＷＤＭ入力での入力レベルと内部の分波器の損失等を勘案して、個別波長出力ポートでの出力レベルが、光受信機の受信範囲に入るように設計して、残りについてＷＤＭ出力ポート間で等分岐比することになる。Ａｄｄ合流器の光合流素子１０１の個別波長入力ポート側に対する合流比については、光送信器からの光出力レベルと内部の合波器の損失等を勘案して、ＷＤＭ入力ポートからの信号光レベルと、光送信器からの信号光レベルがＷＤＭ出力ポートでほぼ同一レベルになるように設計し、残りについてはＷＤＭ入力ポートで等合流比にすることになる。
【００６３】
Ｄｒｏｐ分岐器では出力ポート毎に、Ａｄｄ合流器では入力ポート毎に、可変減衰器９３，１０３および光レベルモニタ９４，１０４が用意されている。ＷＤＭ入出力ポートに関しては波長毎のレベル制御はできないものの、これにより、ＷＤＭ信号トータルのレベル制御、減衰制御は行うことができる。個別波長入出力ポートについては、基本形同様、個別波長毎に、可変減衰器９５，１０５および光レベルモニタ９６，１０６により、レベル制御、減衰制御を行うことができる。また、これらの可変減衰器９５，１０５をシャッターとして用いることで、簡易形態では問題となるケースも生じる未接続ポートからの信号光放射や誤信号入力を防止することもできる。
【００６４】
可変減衰器と光レベルモニタ、入出力モニタに対する考え方は、ＤｒｏｐＷＳＳ６１、ＡｄｄＷＳＳ６２の場合と同様に、必要に応じて、適宜、省略や配置変更、追加をする。例えば、Ｄｒｏｐ分岐器で個別波長出力に対するレベル制御において、各波長を個別に制御する必要がなければ、波長毎に設けてある可変減衰器と光レベルモニタを光分岐素子と分波器の間にまとめて一組設ける構成でも良い。Ａｄｄ合流器についても同様である。
【００６５】
また、図９，１０においては、Ｌ＝１の例を示しているが、Ｌ≧２の場合の構成は大きく二通りの構成がある。１つは、分波器／合波器をＬ個用意する構成。すなわち、Ｌ群の個別波長出力／入力ポートにそれぞれ分波器／合波器を用意し、光分岐素子／光合流素子にそれぞれ接続する構成である。もう１つは、分波器／合波器は１個のみ用意し、波長毎にＬ分岐の分岐素子／Ｌ合流の合流素子を用意する構成。すなわち、Ｌ群の個別波長出力／入力ポートを波長毎にＬ分岐の分岐素子／Ｌ合流の合流素子で集約して１つの分波器／合波器に接続して、光分岐素子／光合流素子へ一箇所で接続する構成である。
【００６６】
前者の方法は、光分岐素子／光合流素子の規模がＬによって大きくならないメリットがあるが、分波器／合波器がＬ個必要になると言うデメリットがある。後者の方法は、分波器／合波器の個数はＬに拠らず増えないが、新たにＬ分岐の分岐素子／Ｌ合流の合流素子が必要になると言うデメリットがある。分波器／合波器を後述するように平面光波回路で構成する場合には、平面光波回路中にＬ分岐の光分岐素子／Ｌ合流の光合流素子を簡単に集積できるので後者の方が簡便な構成になる傾向にある。また、グレーティング等の空間部品で構成する場合には、空間の３次元性をうまく利用することで複数の分波器／合波器をほぼ同一のサイズで作製する事が可能なので前者の方が簡便な構成になる傾向がある。この様に実現手段によって最適な構成は変わる。
【００６７】
Ｄｒｏｐ簡易形態、Ａｄｄ簡易形態における、ＤｒｏｐＷＳＳのＤｒｏｐ分岐器への置き換えや、ＡｄｄＷＳＳのＡｄｄ合流器への置き換えは、通常、様々な管理の観点から統一して行ったほうが望ましいが、必ずしも全てのＤｒｏｐＷＳＳやＡｄｄＷＳＳについて行う必要はなく、一部において置き換えても大きな問題は無い。その際は上述のメリット、デメリットが部分的に生じるだけである。
【００６８】
（４．光リングシステムのリング間接続に用いる場合の構成について）
図１１に、本発明の第２の実施形態にかかる光リング伝送システム用波長選択光スイッチの構成を示す。第２の実施形態は、伝送路入出力ファイバ対を２対セットにして構成されている。４組の伝送路入出力ファイバ対に対して、モジュール１１１−１，１１１−２が光リング１の一部を構成し、モジュール１１２−１，１１２−２が光リング２の一部を構成している。３以上の光リングに関しても同様の考えで接続ができる。
【００６９】
モジュール１１１，１１２に含まれるＤｒｏｐＷＳＳ、ＡｄｄＷＳＳは、上述した詳細構成と同じであるが、Ｄｒｏｐ簡易形態やＡｄｄ簡易形態で構成する場合には、光分岐素子／光合流素子の分岐比／合流比の最適比が変わる場合がある。
【００７０】
図１２に、メインリングと複数のサブリングを含む光リング伝送システムの構成を示す。例えば、サブリング１２２−１にあるノード１２４から、メインリング１２１を経由して別のサブリング１２２−６にあるノード１２５に伝送する場合が、最も厳しい伝送条件になる。この伝送経路では、メインリング１２１とサブリング１２２との間を跨ぐ箇所は、リング接続ノード１２３Ａ，１２３Ｆの２箇所であるが、メインリング１２１内でのリング接続ノード１２３Ｂ〜１２３Ｅの４箇所を通過するので、ノード内の通過箇所の方が多い。従って、リング内通過時に付加される光アンプからのノイズ量を、リング間通過時の付加量よりも抑えた方が、伝送特性上有利になる。上述したように、光分岐素子／光合流素子の分岐比／合流比は、ＷＤＭポート間では等しい方が好ましいが、図１２のようなリング間接続の場合は、リング内を接続するＷＤＭポート、すなわちモジュール１１１−１，１１１−２を接続するポート、モジュール１１２−１，１１２−２を接続するポートの損失が低くなるように分岐比／合流比を優先設計した方が好ましい。
【００７１】
図１２に示すようなネットワークでは、最初から全てのサブリング１２２が接続されるとは限らず、導入初期はメインリング１２１のみで運用され、需要の拡大に対応して順次サブリングを追加していく場合も、実際は多い。この場合も、リング内を接続するＷＤＭポート、すなわちモジュール１１１−１，１１１−２を接続するポート、モジュール１１２−１，１１２−２を接続するポートの損失が低くなるように設計しておくと、モジュール１１１−１，１１１−２の間、モジュール１１２−１，１１２−２の間では、分岐損失／合流損失が小さいため、光レベル回復のための光アンプを挿入しなくても済むため、初期の導入コストを抑えることができるメリットがある。なお、このケースでは、サブリングを追加したときに初めて、リング間を接続するＷＤＭポート間に光アンプが必要になり、リング内を接続するＷＤＭポートには、サブリング追加前も追加後も光アンプを接続する必要がない設計とすることができる。
【００７２】
上述したように、光分岐素子／光合流素子の分岐比／合流比の最適比は、ネットワークの構成によって変わることもあるので、この比が変更できる可変分岐素子／可変合流素子を使用すれば、モジュールの種類を増やすことなく同一構成で、種々のネットワークへ適用することができる。
【実施例１】
【００７３】
実施例１として実際に作製した波長選択光スイッチついて説明する。対応する伝送路入出力ファイバは、８対、すなわちＭ＝７、波長多重数は３２波長、すなわちＮ＝３２、個別波長入出力ポートは１群、すなわちＬ＝１である。保守運用モジュールの単位は、ＤｒｏｐＷＳＳで１モジュール、ＡｄｄＷＳＳで１モジュールとする。合分波器や光スイッチ／光可変減衰器には、石英系導波路ベースの平面光波回路（ＰＬＣ）技術を用いて作製する。
【００７４】
図１３に、実施例１の波長選択光スイッチにおける合分波器の構成を示す。チップ内には合分波器としてアレイ導波路格子（ＡＷＧ）が複数回路集積され、ＤｒｏｐＷＳＳ１３１、ＡｄｄＷＳＳ１３２それぞれ１チップで構成されている。
【００７５】
この構成では、入出力導波路が隣接するＡＷＧ回路で左右逆方向になるように配置されている。これは、各回路それぞれ３２ポートある波長別入出力導波路と、１ポートしかない波長多重入出力導波路を左右に分散配置することで、接続導波路の密度を左右でほぼ等しくする狙いがある。チップに光ファイバを接続するためには、ある程度の導波路間隔を必要とする。そのため、波長別入出力導波路が片側に集まるレイアウトでは、ＡＷＧ回路間の間隔を空けてこの間隔を確保する必要が有り、チップサイズの増大を招く。そこで、導波路の左右への均等配置を行うことで、チップサイズの増大を防ぐこととする。
【００７６】
また、この構成では、隣接するＡＷＧ回路において、基本的には信号光が逆方向に伝播するために、隣接回路からの漏れ光があっても出力導波路に出力されず、伝送劣化要因の発生を防止することもできる。図１３の合分波器では、最下部にレイアウトされているＡＷＧ回路だけ隣接回路と同一方向の伝播となってしまっているが、今回は、上述の入出力導波路密度の均一化を優先させた。もし、漏れ光の低減優先させる場合には、最下部にレイアウトされているＡＷＧ回路の向きが左右逆になるように配置することになる。なお、チップサイズは約５０×７５ｍｍである。
【００７７】
図１４に、実施例１の波長選択光スイッチにおける可変減衰器付きスイッチの構成を示す。実施例１では、Ｋ＝Ｍ＋Ｌ＝８とし、ＤｒｏｐＷＳＳ用に、１×２スイッチ素子１４３を多段に接続して構成した１×８スイッチ１４５が、Ｎ＝３２連１チップに集積されている。ＡｄｄＷＳＳ用に、２×１スイッチ素子１４４を多段に接続して構成した８×１スイッチ１４６が、Ｎ＝３２連１チップに集積されている。
【００７８】
図１５に、可変減衰器付きスイッチにおけるスイッチ素子の詳細構成を示す。ＤｒｏｐＷＳＳ用の３２連の１×８スイッチ１４５では、図１５（ａ）に示すマッハツェンダー干渉計（ＭＺＩ）型スイッチを１×２スイッチ素子１５１として用い、これを８個従属に接続している。すなわち、各段の１×２スイッチ素子の出力導波路２を、次段の１×２スイッチ素子の入力導波路に接続し、出力導波路１を１×８スイッチの出力ポートとしている。なお、最終段の１×２スイッチ素子の出力導波路２は未接続となる。ＭＺＩ型スイッチには、スイッチ動作のための熱光学位相シフターとして動作する薄膜ヒータが備えられている。干渉計部分には光信号波長の半波長に相当する光路長差が設けられおり（非対称干渉計構成）、薄膜ヒータに電力印加していないときには、公知の干渉原理により、入力導波路から入力された信号光は出力導波路２に出力され、次段の１×２スイッチ素子に信号光が伝播される。薄膜ヒータに半波長の光路長差を打ち消すに相当する電力（ＯＮ電力）を印加すると、入力導波路から入力された信号光は出力導波路１、すなわち、出力ポートに出力される。また、ＭＺＩ型スイッチは、アナログ動作するので、薄膜ヒータに０〜ＯＮ電力の間の電力を印加すると印加電力量に応じた切替となり、出力導波路１に対して光可変減衰器（ＶＯＡ）として動作させることができる。従って、各波長の出力を調整するＶＯＡ機能はスイッチ素子に持たせ兼用とすることで、ＶＯＡは単独では設けず、素子数の削減を図った。
【００７９】
ＡｄｄＷＳＳ用の３２連の８×１スイッチ１４６では、図１５（ｂ）に示すゲート用ＭＺＩ１５３と切替用ＭＺＩ１５４の２重構成のＭＺＩスイッチを２×１スイッチ素子１５２として用い、これを１×８スイッチと入出力が逆であるが、同様の考え方で８個従属に接続している。ゲート用ＭＺＩ１５３と切替用ＭＺＩ１５４は、共に非対称干渉計構成になっている。この２重構成の２×１スイッチ素子は、スイッチ素子数が２倍となってしまうが、入力１から出力への経路に対して２個のＭＺＩスイッチ素子を通るので高い消光比が得られる。一方、入力２から出力の経路に対しては、１×８スイッチと同様に１個のＭＺＩ素子しか通らないので、素子の複雑化に伴う損失増加の影響が最小限になる構成になっている。スイッチの動作およびＶＯＡ機能については１×８スイッチと基本的に同様であるが、２重構成になっているため、若干動作方法に違いがある。経路切替動作では、ゲート用ＭＺＩ１５３と切替用ＭＺＩ１５４を同時に電力印加して切替を行う。
【００８０】
ＶＯＡ動作には２通りの方法がある。一方は、ゲート用ＭＺＩ１５３のみをＶＯＡ動作にも用い、切替用ＭＺＩ１５４は経路切替専用で用いる方法（１段ＶＯＡ法）である。もう一方は、ゲート用ＭＺＩ１５３と切替用ＭＺＩ１５４を共にＶＯＡ動作にも用いる方法（２段ＶＯＡ法）である。前者の１段ＶＯＡ法は、切替用ＭＺＩを経路切替専用で用いるため、前段からの漏れ光が出力に混入しにくいメリットがある。一方、後者の２段ＶＯＡ法は、切替用ＭＺＩとゲート用ＭＺＩを同時駆動できるため、薄膜ヒータを直列接続、或いは並列接続することでチップ上の配線数を減らすことができるメリットがあると同時に、駆動回路も切替用ＭＺＩとゲート用ＭＺＩを別々に用意する必要がなく１つにまとめられるメリットがある。また、一般に、減衰量が大きい領域では、減衰精度が落ちたり、偏光依存性が大きくなったりすることが多いが、２段ＶＯＡ法では、ＭＺＩ一段当たりの要求減衰量が１段ＶＯＡ法の半分になるため、特性を維持できる減衰量域を広く取ることができる。
【００８１】
上述したように、スイッチ素子を従属接続した構成はタップ型と呼ばれている。このタップ構成の特徴は、いずれのスイッチ状態でも電力印加しているスイッチ素子は１連につき１つのみであり、他のスイッチ素子は電力否印加となる。従って、消費電力が小さくなると同時に、駆動回路をデジタル電気スイッチ等で切替えて使用することで、１連につき１つに共有できる。また、スイッチ素子が１連の中で基本的に一直線に並ぶため、多連集積したときに高密度に集積することができる。なお、上記３２連１×８スイッチは３０×８０ｍｍのチップに、上記３２連８×１スイッチは３０×１２０ｍｍのチップに集積することができる。
【００８２】
一方、別の接続レイアウト方法として、ツリー型と呼ばれる構成がある。ツリー型構成はスイッチ素子を再帰的２分木構造に接続した構成である。この構成は、スイッチ素子段がｌｏｇ２（Ｋ）となるので、Ｋ段必要なタップ型と比較してスイッチ素子段数が少なくて済み、チップ長が短くて済むメリットや損失が小さくなると言うメリットがある。しかしながら、スイッチ素子を横に並べるため、最終的にチップ幅が広くなってしまいチップ面積と言う観点からは、タップ型と比較してメリットは生じない。また、電力を印加するスイッチ素子が１連当たり最大でｌｏｇ２（Ｋ）となるので、消費電力や駆動回路数はタップ型と比較して多くなってしまう。
【００８３】
図１６に、実施例１におけるＷＳＳモジュールの内部接続構成を示す。図１３に示した合分波器チップ１６１と図１４に示した可変減衰器付きスイッチチップ１６２とを、光ファイバで接続する。分波器１６１の出力は、３２芯の光ファイバ１６３により、３２チャンネル光レベルモニタタップ１６４を介して、３２連可変減衰器付きスイッチチップ１６２の入力に接続している。可変減衰器付きスイッチチップ１６２の出力は、光配線板１６５を介して、個別波長出力ポートや各合波器の入力に接続している。分波器のＷＤＭ入力や各合波器のＷＤＭ出力は、そのままＷＤＭ入出力ポートに接続している。
【００８４】
光配線板１６５は、波長毎にまとまって並んでいる光ファイバの順番を出力先毎にまとめ直している多芯のファイバ配線である。この並べ替えは、例えば、スイッチチップの中で行う方法もあるが、その場合は、導波路の交差損失の影響を受け、モジュール全体の挿入損失が大きくなってしまうという問題がある。導波路の交差損失は、一箇所ではそれほど問題のない大きさであるが、実施例１のデバイスように交差数が非常に多い場合は、その積算量は無視できないものとなる。実施例１のモジュールでは、光配線板を用いることで、この交差損失の影響を回避しつつ、かつ、コンパクトにファイバ配線の入れ替えを行うことができる。
【００８５】
実施例１では、ＶＯＡの前に光レベルモニタが接続されているので、光のレベル制御はフィードフォワード動作で行っている。制御精度はフィードバック動作に比べると若干制御精度が落ちるが、ＶＯＡ機能をスイッチチップに持たせることで、コンパクトに構成することができる。
【００８６】
ＡｄｄＷＳＳモジュールの内部接続構成も、Ａｄｄ用の合分波チップを使用し入出力関係が入れ替わるだけで、基本的な接続構成は同じである。なお、ＡｄｄＷＳＳの場合は、ＶＯＡの後に光レベルモニタが接続されているので、フィードバック動作で光出力レベル制御を行っている。ＡｄｄＷＳＳの出力は、伝送路ファイバへ入力するＷＤＭ信号のレベル状態（絶対値、および、各波長のバランスの両方を含む）に大きく影響するので、フィードバック制御にて精密にレベル制御できることは好ましい。
【００８７】
ＤｒｏｐＷＳＳモジュール用の１×８スイッチ１４５、ＡｄｄＷＳＳモジュール用の８×１スイッチ１４６はタップ型であるので、どの１×２スイッチ素子／２×１スイッチ素子もＯＮ動作させないと、どの入力ポート／出力ポートも選ばない、いわゆるシャッター動作をさせることができる。シャッター動作により、不必要な信号光が伝送路光ファイバに送出されたり、未接続の出力ポートから信号光が出射されたりすることを防ぐこともできる。
【００８８】
ＤｒｏｐＷＳＳモジュール、ＡｄｄＷＳＳモジュール共に２２０×１３５×３０ｍｍのサイズに納めることができる。挿入損失は、ＷＤＭポート間で約１０ｄＢ、ＷＤＭポートと個別波長ポート間で約６ｄＢである。スイッチ消光比は、ＤｒｏｐＷＳＳモジュールで２０ｄＢ以上、ＡｄｄＷＳＳモジュールで４０ｄＢ以上である。なお、上記の挿入損失を考慮して、ＷＸＣ用ＷＳＳを組む際は、ＤｒｏｐＷＳＳモジュール／ＡｄｄＷＳＳモジュール間には光アンプを挿入する。
【実施例２】
【００８９】
実施例２として実際に作製した波長選択光スイッチついて説明する。対応する伝送路入出力ファイバは、４対、すなわちＭ＝３、波長多重数は４０波長、すなわちＮ＝４０、個別波長入出力ポートは１群、すなわちＬ＝１である。実施例２の波長選択光スイッチは、光リング間を接続するための波長選択光スイッチを主な用途先としている。ＤｒｏｐＷＳＳは、簡易形態であるＤｒｏｐ分岐器で構成する。Ｄｒｏｐ分岐器の個別波長出力に対するレベル制御については、波長毎に行うのではなく波長多重光一括で行う。すなわち、個別波長出力ポート手前の波長毎のＶＯＡおよび光レベルモニタは設けず、光分岐素子と分波器の間に設ける。これにより、ＶＯＡおよび光レベルモニタの数量を、大幅に削減することができる。また、保守運用モジュールの単位はＤｒｏｐ分岐器とＡｄｄＷＳＳをセットで１モジュールとし、同一筐体に納める。合分波器や光スイッチ／光可変減衰器には、石英系導波路ベースの平面光波回路（ＰＬＣ）技術を用いて作製する。
【００９０】
図１７に、実施例２の波長選択光スイッチにおける合分波器の構成を示す。実施例１と同様に、チップ内には合分波器としてＡＷＧが複数回路集積されている。実施例２では、Ｄｒｏｐ分岐器の分波器とＡｄｄＷＳＳの合分波器を同一チップ１７１に集積してある。この構成では、実施例１と同様に波長別入出力導波路と波長多重入出力導波路を左右に分散配置する。チップサイズは、約５０×５０ｍｍとなる。
【００９１】
図１８に、実施例２における合分波器の透過特性を示す。ＡｄｄＷＳＳでの合分波器には、図１８（ａ）に示すように、透過特性がややフラットになる特性になるように設計する。Ｄｒｏｐ分岐器の分波器には、図１８（ｂ）に示すように、透過特性がいわゆるガウス特性と呼ばれる特性になるように設計する。これは、以下のような理由による。
【００９２】
ＡｄｄＷＳＳのＷＤＭ入力からＷＤＭ出力に通過する信号光は、ノードを通過する信号光である。図４や図１２で示したように、ＷＳＳが用いられる光ネットワークでは、複数のノードを信号光が光のまま通過する。ガウス特性のような尖った透過特性が合分波器に使用されると、ノードを通過するたびに、信号光の信号スペクトルは合分波器でフィルタリングされ、歪を受けることになるため、好ましくない。従って、ＡｄｄＷＳＳでは、このような帯域制限を起こしにくいフラットな特性の合分波器を使用した方が良い。
【００９３】
一方、Ｄｒｏｐ分岐器に使用される分波器には、信号光は一回しか通らないので、多段通過による問題は生じない。また、光アンプを用いた伝送システムでの受信信号光は、光アンプからのノイズが付加されており、一般に、光受信機に入力する前にこのノイズは適切な光学フィルタで取り除く。このフィルタとしては、フラット特性の分波器ではノイズ除去が不十分であり、ガウス特性の分波器の方が好ましい。また、一般にガウス特性の分波特性の方がフラット特性の分波器よりも損失が小さいので、フラット特性にする必要性がないのであれば、損失の観点からも、ガウス特性の方が好ましい。
【００９４】
図１９に、実施例２の波長選択光スイッチにおける可変減衰器付きスイッチの構成を示す。実施例２では、Ｋ＝Ｍ＋Ｌ＝４とし、ＡｄｄＷＳＳ用に、２×１スイッチ素子１９４を多段に接続して構成した４×１スイッチ１９６が、Ｎ＝４０連と、Ｄｒｏｐ分岐器用に、光分岐素子１９３およびＶＯＡ１９５が、Ｍ＝４連とが、１チップ内に集積されている。ＡｄｄＷＳＳ用４×１スイッチ１９６の構成および動作は、実施例１と同じである。２×１スイッチ素子１９４には、図１５（ｂ）に示した２重構成のＭＺＩスイッチを用いており、駆動配線は直列接続により各連一本にまとめ、駆動回路も各連１回路合計４０回路にする。
【００９５】
図２０に、実施例２の波長選択光スイッチにおける広帯域可変減衰器の構成を示す。Ｄｒｏｐ分岐器の広帯域ＶＯＡには、一方の方向性結合器が位相整合カプラ２０１，２０２になったマッハツェンダー干渉計２０３，２０４を、縦続に接続した素子を用いる。通常の光路長差を持ったマッハツェンダー干渉計は、波長依存性を持った動作をする。これは、光路長差ΔＬによる位相差φは、φ＝２π・ΔＬ／λとなるため、波長λが異なると位相差も変化するためである。動作波長の違いは僅かであるため、スイッチ動作の場合は大きな問題にならないが、ＶＯＡ動作では問題になってくる。今回用いている位相整合カプラ２０１，２０２には、光路長差ΔＬＰＣＧが設けられており、マッハツェンダー干渉計２０３，２０４本体の波長依存性を打ち消す位相変化をもたらす設計になっている。そのため、この広帯域ＶＯＡは、広い波長範囲で一定の減衰量が得られる。
【００９６】
広帯域ＶＯＡにより、波長多重信号光を一括して制御しているにもかかわらず、０〜２０ｄＢの減衰動作時の波長依存性は、１５３０〜１５６０ｎｍの広い範囲で僅か０．２ｄＢに抑えることができる。
【００９７】
このＤｒｏｐ分岐器の広帯域ＶＯＡは、図１９に示したように、ＡｄｄＷＳＳ用４×１スイッチと同一チップに集積している。図１５と図２０の比較で分かるように、広帯域ＶＯＡは、通常のＶＯＡと比べて位相整合カプラを用いている分、素子長が長くなるデメリットがある。しかしながら、Ｄｒｏｐ分岐器のＶＯＡは、ＡｄｄＷＳＳ用ＶＯ機能付き４×１スイッチと異なり、素子一段で構成されるので、ＡｄｄＷＳＳ用４×１スイッチと集積してもチップ長が長くならずに集積することできる。なお、ＡｄｄＷＳＳ用４×１スイッチは、個別の決まった波長しか通らないので、広帯域にする必要がない。むしろ、素子長短尺化の観点からは広帯域仕様にしない方が好ましい。
【００９８】
この様に、実施例２に限らず、ＤｒｏｐＷＳＳやＡｄｄＷＳＳのＶＯＡ機能付きスイッチには、通常のＭＺＩを用い、Ｄｒｏｐ分岐器やＡｄｄ合流器のＶＯＡには、広帯域仕様のＭＺＩを用いる組合せは、性能と集積性のバランスの観点から望ましい組み合わせである。また、ここでは、特に導波路型での例で説明したが、一般に広帯域構成にする場合にはデバイスが複雑、すなわち、サイズが大きくなることが多いことから、以上の組み合わせは導波路型に限るものではなく、一般に言えるメリットである。
【００９９】
Ｄｒｏｐ分岐器には、公知の波長無依存カプラ（ＷＩＮＣ）と呼ばれる導波路型の光分岐素子を複数組み合わせて集積する。具体的には、図１９に示すようにカプラ１、カプラ２、カプラ３を接続して集積する。分岐比は、カプラ１＝８０：２０、カプラ２＝５０：５０、カプラ３＝５０：５０であり、全体では、８０：５：５：１０の分岐比とする。ＷＩＮＣの組合せは、図１９に示す接続構成に限らず、単純に３つのＷＩＮＣをツリー構成にし、または、タップ構成で従属接続しても良い。また、分岐素子は、ＷＩＮＣに限らず公知のマルチモード干渉（ＭＭＩ）導波路を用いてもよい。ＭＭＩ導波路を用いた場合には、比較的容易に単素子で４分岐等の多数分岐ができる。ただし、当分配の分岐比は比較的容易に実現できるが、当分岐で無い場合には、作製精度の観点から単素子で行わないほうが良い。
【０１００】
実施例２の可変減衰器付きスイッチのチップには、光レベルモニタのためのタップカプラを、出力導波路側に集積するが、チップサイズは、全体で３５×７５ｍｍに納めることができる。
【０１０１】
図２１に、実施例２におけるＷＳＳモジュールの内部接続構成を示す。図１７に示した合分波器チップ２１１と図１９に示した可変減衰器付きスイッチチップ２１２とを、光ファイバで接続する。実施例１と同様に、光配線板２１５を用いて交差損失を招くことなくコンパクトにチップ相互を接続する。実施例２では、光レベルモニタのタップ２１４が、可変減衰器付きスイッチチップ２１２内に集積されているので、可変減衰器付きスイッチチップ２１２からの出力は、奇数番のファイバを出力ポートまたは合分波チップへ接続し、偶数番のファイバを光レベルモニタに接続する実装を行った。なお、レベル制御はフィードバック動作で行っている。
【０１０２】
分岐器の光分岐素子は、導波路型で実現したが、損失特性に優れるファイバ型で、チップ外に設けても良い。例えば、Ｄｒｏｐ側のＶＯＡが必要のない場合等は、ファイバ型で構成し、ＤｒｏｐＷＤＭ出力ポート１，２，３、およびＤｒｏｐ分波器へ出力した方が低い損失で構成できる。
【０１０３】
また、光分岐素子は、固定の分岐比としたが、光分岐素子に用いられているカプラを、例えば、図２０に示している広帯域ＶＯＡを可変１×２分岐器として用いて入れ替えることで、可変比率となる複数分岐の分岐素子とすることができる。また、二重構成となっているが、一重型でも良い。広帯域ＶＯＡを用いることで、波長依存性が少ない分岐比でＷＤＭ信号一括分岐することができる。
【０１０４】
実施例２のモジュールは、２２０×１３５×１５ｍｍのサイズに納めることができる。挿入損失は、Ｄｒｏｐ分岐器の、ＷＤＭ入力からＷＤＭ出力１の間で約２ｄＢ、ＷＤＭ入力からＷＤＭ出力２，３の間で、約１４ｄＢ、ＷＤＭ入力から個別波長出力の間で１３ｄＢ、ＡｄｄＷＳＳの、ＷＤＭ入力１，２，３からＷＤＭ出力の間で約１０ｄＢ、個別波長入力ポートからＷＤＭ出力ポートの間で約６ｄＢである。ＡｄｄＷＳＳでのスイッチ消光比は４０ｄＢ以上である。
【０１０５】
作製した上記の波長選択光スイッチモジュールを４モジュール用意し、図１１に示す形態で接続し、２リングを接続するリング間接続スイッチを構成する。同一リング内の接続、モジュール１１１−１，１１１−２間の接続、モジュール１１２−１，１１２−２間の接続には、Ｄｒｏｐ分岐器側は損失の少ないＷＤＭ出力１を用いる。ＡｄｄＷＳＳ側は特に損失の違いが無いので、どのＷＤＭ入力を同一リング内の接続に使用しても良いが、ここではＷＤＭ入力１使用する。リング間の接続には、損失を考慮して光アンプを介して、残りのＷＤＭポートを接続する。
【０１０６】
この構成によれば、Ｄｒｏｐ分岐器を採用することで、モジュールの構成を大幅に簡素化することができサイズがコンパクトに成ると共に、コストを削減することができる。上述したように、ＡｄｄＷＳＳのスイッチの仕方によって、ユニキャスト動作だけでなく、マルチキャスト動作やブロードキャスト動作を行うことができる。また、ＡｄｄＷＳＳ側には、光レベルモニタからのモニタ値を基にＶＯＡをフィードバック動作させることで、伝送路ファイバへの出力レベルを極めて正確に制御することができる。
【０１０７】
（その他の実施例）
以上の２つの実施例では、単機能としての入出力の光モニタは、ＰＬＣによる合分波器や光スイッチＶＯＡの信頼性が極めて高いため特に入れなかったが、必要応じて入れても勿論良い。その際、モニタ用のカプラはＡＷＧチップに集積する方法もある。この様に機能集積することで、コンパクトに多機能のモジュールを構成することができる。
【０１０８】
以上２つの実施例では、導波路をベースとした光素子でデバイスを構成したが、これは実装集積性に優れるためである。他の方法、例えば、誘電体多層膜を用いた合分波器や、機械式のスイッチを用いた構成でも良く、最良の形態で説明した本発明の基本的な効果が得られることに変わりは無いことを付記しておく。
【０１０９】
また、導波路ベースの光素子は、石英系導波路で実現をした。これは信頼性に優れ、光ファイバとの接続親和性が高く、また、生産技術としても確立された技術で量産に向くためである。しかしながら、他の材料系の導波路、例えば、シリコン導波路、ＬＮ導波路、高分子導波路等でも、本実施例で示した効果が同様に得られることは明らかである。
【０１１０】
本実施例ではスイッチ素子にはＭＺＩ型を用いているが、これは、石英系導波路でのスイッチとしては、最も実績のある形態であるからである。しかしながら、いわゆるデジタル型とも呼ばれるＹ分岐を用いた構成でも、本発明での効果が得られることに変わりは無い。
【０１１１】
本実施例では合、分波器とスイッチ／可変減衰器を別々のチップ上に作製し、それを光ファイバで接続したが、これは素子の歩留まりの観点、交差導波路の損失の観点からこの様にマルチチップで構成した方が、価格や特性の観点から好ましいためである。しかしながら、全ての素子を同一基板上に集積したモノリシック技術を用いても、上記の観点以外の効果についてはなんら変わりが無いことを付記しておく。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】従来の波長選択光スイッチの構成を示す図である。
【図２】従来の１入力多出力の波長選択光スイッチの構成を示す図である。
【図３】従来の１入力多出力のスイッチ機能部の構成を示す図である。
【図４】従来の波長選択光スイッチを波長クロスコネクトノードに適用した例を示す図である。
【図５】従来のアドドロップ機能を持たせた波長選択光スイッチの構成を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態にかかるＷＸＣ用波長選択光スイッチの構成を示す図である。
【図７】Ｄｒｏｐ側波長選択光スイッチ（ＤｒｏｐＷＳＳ）の詳細構成を示す図である。
【図８】Ａｄｄ側波長選択光スイッチ（ＡｄｄＷＳＳ）の詳細構成を示す図である。
【図９】Ｄｒｏｐ用分岐器の構成を示す図である。
【図１０】Ａｄｄ用合流器の構成を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態にかかる光リング伝送システム用波長選択光スイッチの構成を示す図である。
【図１２】メインリングと複数のサブリングを含む光リング伝送システムの構成を示す図である。
【図１３】実施例１の波長選択光スイッチにおける合分波器の構成を示す図である。
【図１４】実施例１の波長選択光スイッチにおける可変減衰器付きスイッチの構成を示す図である。
【図１５】可変減衰器付きスイッチにおけるスイッチ素子の詳細構成を示す図である。
【図１６】実施例１におけるＷＳＳモジュールの内部接続構成を示す図である。
【図１７】実施例２の波長選択光スイッチにおける合分波器の構成を示す図である。
【図１８】実施例２における合分波器の透過特性を示す図である。
【図１９】実施例２の波長選択光スイッチにおける可変減衰器付きスイッチの構成を示す図である。
【図２０】実施例２の波長選択光スイッチにおける広帯域可変減衰器の構成を示す図である。
【図２１】実施例２におけるＷＳＳモジュールの内部接続構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１１３】
６１  ＤｒｏｐＷＳＳ
６２  ＡｄｄＷＳＳ
７１，８３  分波器
７２  １×Ｋ光スイッチ
７３，８１  合波器
７４，８４  可変減衰器
７５，８５  光レベルモニタ
７６，７７，８６，８７  光モニタ
８２  Ｋ×１光スイッチ
【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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