(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の入力ポート及び複数の出力ポートを具備し、所望の入力ポート・出力ポート間を接続する第１の接続モードと、全ての入力ポートの入力光の出力を遮断する第２の接続モードを具備する第１及び第２の光分配装置と、
複数の入力信号光のそれぞれを２分割して、当該第１の光分配装置の各入力ポート、及び当該第２の光分配装置の各入力ポートに印加する分波器と、
当該第１及び第２の光分配装置の互いに対応する出力ポートからの出力光を合波する合波器と、
当該第１の光分配装置を当該第１の接続モードにし、当該第２の光分配装置を当該第２の接続モードにする第１の制御状態と、当該第１の光分配装置を当該第２の接続モードにし、当該第２の光分配装置を当該第１の接続モードにする第２の制御状態とを切り換える制御手段
とからなり、
当該第１の光分配装置が、複数の入力ポート及び複数の出力ポートを具備し、当該第１の接続モードでは、所望の入力ポート・出力ポート間を接続し、当該第２の接続モードでは、全ての入力ポートの入力光を所定出力ポートに接続する第１の光スイッチ装置と、当該第１の光スイッチ装置の当該所定出力ポートと当該合波器の対応する入力ポートとの間に配置され、当該第１の接続モードでは光を透過し、当該第２の接続モードでは光を遮蔽する第１の光シャッタとからなり、
当該第２の光分配装置が、複数の入力ポート及び複数の出力ポートを具備し、当該第１の接続モードでは、所望の入力ポート・出力ポート間を接続し、当該第２の接続モードでは、全ての入力ポートの入力光を所定出力ポートに接続する第２の光スイッチ装置と、当該第２の光スイッチ装置の当該所定出力ポートと当該合波器の対応する入力ポートとの間に配置され、当該第１の接続モードでは光を透過し、当該第２の接続モードでは光を遮蔽する第２の光シャッタとからなる
ことを特徴とする光クロスコネクト装置。
【請求項２】
当該第１及び第２の光スイッチ装置がそれぞれ、マトリクススイッチからなる請求項１に記載の光クロスコネクト装置。
【請求項３】
更に、
当該第１の光スイッチ装置の各入力ポートの入力光を検知する第１の入力検知器と、
当該第２の光スイッチ装置の各入力ポートの入力光を検知する第２の入力検知器と、
当該第１の光スイッチ装置の各出力ポートの出力光を検知する第１の出力検知器と、
当該第２の光スイッチ装置の各出力ポートの出力光を検知する第２の出力検知器と、
当該第１及び第２の入力検知器並びに第１及び第２の出力検知器の検知出力を監視する監視手段
とを具備する請求項１に記載の光クロスコネクト装置。
【請求項４】
当該監視手段は、当該制御手段により制御される当該第１及び第２のスイッチ装置の動作モードと、当該第１及び第２の入力検知器並びに第１及び第２の出力検知器の検知出力とから、当該第１及び第２のスイッチ装置の動作異常を監視する請求項３に記載の光クロスコネクト装置。
【請求項５】
更に、
当該分波器の当該複数の入力信号光のそれぞれを検知する入力検知器と、
当該第１の光スイッチ装置の各出力ポートの出力光を検知する第１の出力検知器と、
当該第２の光スイッチ装置の各出力ポートの出力光を検知する第２の出力検知器と、
当該入力検知器並びに第１及び第２の出力検知器の検知出力を監視する監視手段
とを具備する請求項１に記載の光クロスコネクト装置。
【請求項６】
当該監視手段は、当該制御手段により制御される当該第１及び第２のスイッチ装置の動作モードと、当該入力検知器並びに第１及び第２の出力検知器の検知出力とから、当該第１及び第２のスイッチ装置の動作異常を監視する請求項５に記載の光クロスコネクト装置。
【請求項７】
更に、
当該第１の光分配装置の各入力ポートの入力光を検知する第１の入力検知器と、
当該第２の光分配装置の各入力ポートの入力光を検知する第２の入力検知器と、
当該第１の光分配装置の各出力ポートの出力光を検知する第１の出力検知器と、
当該第２の光分配装置の各出力ポートの出力光を検知する第２の出力検知器と、
当該第１及び第２の入力検知器並びに第１及び第２の出力検知器の検知出力を監視する監視手段
とを具備する請求項１に記載の光クロスコネクト装置。
【請求項８】
当該監視手段は、当該制御手段により制御される当該第１及び第２の分配装置の動作モードと、当該第１及び第２の入力検知器並びに第１及び第２の出力検知器の検知出力とから、当該第１及び第２の分配装置の動作異常を監視する請求項７に記載の光クロスコネクト装置。
【請求項９】
更に、
当該分波器の当該複数の入力信号光のそれぞれを検知する入力検知器と、
当該第１の光分配装置の各出力ポートの出力光を検知する第１の出力検知器と、
当該第２の光分配装置の各出力ポートの出力光を検知する第２の出力検知器と、
当該入力検知器並びに第１及び第２の出力検知器の検知出力を監視する監視手段
とを具備する請求項１に記載の光クロスコネクト装置。
【請求項１０】
当該監視手段は、当該制御手段により制御される当該第１及び第２の分配装置の動作モードと、当該入力検知器並びに第１及び第２の出力検知器の検知出力とから、当該第１及び第２の分配装置の動作異常を監視する請求項８に記載の光クロスコネクト装置。
【請求項１１】
当該制御手段は、当該第１及び第２の光分配装置を当該第１の制御状態から当該第２の制御状態に切り換えるときに、当該第２の光分配装置を当該第１の接続モードにしてから、当該第１の光分配装置を当該第２の接続モードにする請求項１に記載の光クロスコネクト装置。
【請求項１２】
当該制御手段は、当該第１及び第２の光分配装置を当該第１の制御状態から当該第２の制御状態に切り換えるときに、当該第２の光分配装置を当該第１の接続モードにすると同時に、当該第１の光分配装置を当該第２の接続モードにする請求項１に記載の光クロスコネクト装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光クロスコネクト装置に関し、より具体的には、光信号の経路を制御する冗長構成の光クロスコネクト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インターネットの普及とともに伝送容量の需要は止まることを知らずに拡大している。大容量のデータ伝送には光ファイバ伝送方式が適している。特に、波長の異なる複数の信号光を１本の光ファイバで伝送する波長多重伝送方式を用いることで、高速なデータ伝送を容易に実現できる。１ファイバ当りの波長多重数及び１ユーザに必要とされる伝送容量の増加は目覚しい。近年では、１波長を１ユーザチャネルとして提供する形態が強く求められており、従来のように、波長毎に設置される電気的な網切替え装置により、低速電気インターフェースへの分離、アドドロップおよび低速インタフェース単位でのクロスコネクトを行う構成では、コストが増大し、運用効率が低下し、端局設置スペースが肥大化するので、これが大きな問題となっている。従って、光レイヤの段階で効率的なパス収容、アドドロップ及び網切替え機能を有する光網切替え装置の実現が求められている。
【０００３】
光網切替え装置では、波長チャネルのアドドロップ及び経路切替えを実現する切替えスイッチが必要であり、その切替えスイッチ素子として、マトリクスの各交点上に配置した各ミラーを選択的に起立させることで所望の入力ファイバ・出力ファイバ間を接続する光マトリクススイッチが注目されている（米国特許第５９６０１３２号公報）。この光マトリクススイッチはマイクロマシーニング技術を利用して製造できるので、小型化できるという利点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
マトリクススイッチの故障時にも継続して運用できるようにするには、マトリクススイッチを冗長化する必要がある。例えば、２つのマトリクススイッチを用意し、一方を現用系、他方を予備とする２重化構成では、入力側に、入力信号光を各マトリクススイッチの同一入力ポートに分岐する光スプリッタを入力ファイバ数だけ用意すると共に、出力側には、２つのマトリクススイッチの同じ出力ポートの一方を選択する光セレクタを出力ファイバ数だけ配置する必要がある。すなわち、この構成では、マトリクススイッチの出力ポート数に等しい数の光セレクタスイッチを設けなければならない。
【０００５】
しかし、この構成では、光セレクタスイッチによる切替えの際に、原理的に１０ミリ秒程度の切断が発生する。これは、昨今の超高速ビットレートの伝送システムでは、非常に多くの情報を喪失する結果となり、好ましくない。
【０００６】
更には、原理的にアクティブ部品である光セレクタスイッチは、信頼性が低いので、出力ファイバ数の増加に従う光セレクタスイッチの数の増加により、装置全体の信頼性、即ち、サービストラヒックの信頼性が、著しく低下してしまう。すなわち、全体の信頼性が、マトリクススイッチの信頼性よりも、光セレクタスイッチの信頼性（より具体的には、単一の光セレクタスイッチの信頼性の、光セレクタスイッチの数のべき乗）に依存して決定されてしまうからである。
【０００７】
何れかの光セレクタスイッチが故障した場合、勿論、交換することになる。交換には、最低１時間、長い場合には１日程度の平均修理時間（ＭＴＴＲ）を要することになり、その間、主信号パスが切断されることになる。これは通信サービスの停止を意味し、大きな問題となる。
【０００８】
全ての光セレクタスイッチを１つの基板上に実装している場合には、基板ごと交換し、各光セレクタスイッチを個別の基板上に実装している場合には、故障している光セレクタスイッチのみを交換する。後者の場合、故障した光セレクタスイッチとは関係しない信号パスをそのままに維持できるという利点があるが、出力ファイバ数の増加に連れて収容効率が悪化するという欠点がある。例えば、ごく一般的な４ファイバ・リングネットワークでも、８本の出力光ファイバが存在するので、８枚の光セレクタスイッチ基板を設置しなければならない。
【０００９】
本発明は、マトリクススイッチを２重化しつつ、より高い信頼性を確保できる光クロスコネクト装置を提示することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光クロスコネクト装置は、複数の入力ポート及び複数の出力ポートを具備し、所望の入力ポート・出力ポート間を接続する第１の接続モードと、全ての入力ポートの入力光の出力を遮断する第２の接続モードを具備する第１及び第２の光分配装置と、複数の入力信号光のそれぞれを２分割して、当該第１の光分配装置の各入力ポート、及び当該第２の光分配装置の各入力ポートに印加する分波器と、当該第１及び第２の光分配装置の互いに対応する出力ポートからの出力光を合波する合波器と、当該第１の光分配装置を当該第１の接続モードにし、当該第２の光分配装置を当該第２の接続モードにする第１の制御状態と、当該第１の光分配装置を当該第２の接続モードにし、当該第２の光分配装置を当該第１の接続モードにする第２の制御状態とを切り換える制御手段とからなる。当該第１の光分配装置が、複数の入力ポート及び複数の出力ポートを具備し、当該第１の接続モードでは、所望の入力ポート・出力ポート間を接続し、当該第２の接続モードでは、全ての入力ポートの入力光を所定出力ポートに接続する第１の光スイッチ装置と、当該第１の光スイッチ装置の当該所定出力ポートと当該合波器の対応する入力ポートとの間に配置され、当該第１の接続モードでは光を透過し、当該第２の接続モードでは光を遮蔽する第１の光シャッタとからなる。当該第２の光分配装置が、複数の入力ポート及び複数の出力ポートを具備し、当該第１の接続モードでは、所望の入力ポート・出力ポート間を接続し、当該第２の接続モードでは、全ての入力ポートの入力光を所定出力ポートに接続する第２の光スイッチ装置と、当該第２の光スイッチ装置の当該所定出力ポートと当該合波器の対応する入力ポートとの間に配置され、当該第１の接続モードでは光を透過し、当該第２の接続モードでは光を遮蔽する第２の光シャッタとからなる。
【００１３】
このような構成により、各光スイッチ装置に少なくとも１つの光シャッタを配備するだけで済む。出力ライン数が増加しても、最低で２個の光シャッタで済む。従って、信頼性が格段に向上する。
【００１４】
好ましくは、本発明に係る光クロスコネクト装置は更に、当該第１の光スイッチ装置の各入力ポートの入力光を検知する第１の入力検知器と、当該第２の光スイッチ装置の各入力ポートの入力光を検知する第２の入力検知器と、当該第１の光スイッチ装置の各出力ポートの出力光を検知する第１の出力検知器と、当該第２の光スイッチ装置の各出力ポートの出力光を検知する第２の出力検知器と、当該第１及び第２の入力検知器並びに第１及び第２の出力検知器の検知出力を監視する監視手段とを具備する。これにより、光スイッチ装置の入出力を個別に監視できる。
【００１５】
好ましくは、当該監視手段は、当該制御手段により制御される当該第１及び第２のスイッチ装置の動作モードと、当該第１及び第２の入力検知器並びに第１及び第２の出力検知器の検知出力とから、当該第１及び第２のスイッチ装置の動作異常を監視する。これにより、第１及び第２の光スイッチ装置の両方が適切に動作しているかどうかを常時、監視できる。
【００１６】
好ましくは、本発明に係る光クロスコネクト装置は更に、当該合波器の当該複数の入力信号光のそれぞれを検知する入力検知器と、当該第１の光スイッチ装置の各出力ポートの出力光を検知する第１の出力検知器と、当該第２の光スイッチ装置の各出力ポートの出力光を検知する第２の出力検知器と、当該入力検知器並びに第１及び第２の出力検知器の検知出力を監視する監視手段とを具備する。このような構成により、光スイッチ装置の入力を検出する手段を減らすことができる。
【００１７】
好ましくは、当該監視手段は、当該制御手段により制御される当該第１及び第２のスイッチ装置の動作モードと、当該入力検知器並びに第１及び第２の出力検知器の検知出力とから、当該第１及び第２のスイッチ装置の動作異常を監視する。これにより、第１及び第２の光スイッチ装置の両方が適切に動作しているかどうかを常時、監視できる。
【００１８】
好ましくは、本発明に係る光クロスコネクト装置は更に、当該第１の光分配装置の各入力ポートの入力光を検知する第１の入力検知器と、当該第２の光分配装置の各入力ポートの入力光を検知する第２の入力検知器と、当該第１の光分配装置の各出力ポートの出力光を検知する第１の出力検知器と、当該第２の光分配装置の各出力ポートの出力光を検知する第２の出力検知器と、当該第１及び第２の入力検知器並びに第１及び第２の出力検知器の検知出力を監視する監視手段とを具備する。これにより、光分配装置の入出力を個別に監視できる。
【００１９】
好ましくは、当該監視手段は、当該制御手段により制御される当該第１及び第２の分配装置の動作モードと、当該第１及び第２の入力検知器並びに第１及び第２の出力検知器の検知出力とから、当該第１及び第２の分配装置の動作異常を監視する。これにより、第１及び第２の光分配装置の両方が適切に動作しているかどうかを常時、監視できる。
【００２０】
好ましくは、本発明に係る光クロスコネクト装置は更に、当該合波器の当該複数の入力信号光のそれぞれを検知する入力検知器と、当該第１の光分配装置の各出力ポートの出力光を検知する第１の出力検知器と、当該第２の光分配装置の各出力ポートの出力光を検知する第２の出力検知器と、当該入力検知器並びに第１及び第２の出力検知器の検知出力を監視する監視手段とを具備する。このような構成により、光分配装置の入力を検出する手段を減らすことができる。
【００２１】
好ましくは、当該監視手段は、当該制御手段により制御される当該第１及び第２の分配装置の動作モードと、当該入力検知器並びに第１及び第２の出力検知器の検知出力とから、当該第１及び第２の分配装置の動作異常を監視する。第１及び第２の光分配装置の両方が適切に動作しているかどうかを常時、監視できる。
【００２２】
好ましくは、当該制御手段は、当該第１及び第２の光分配装置を当該第１の制御状態から当該第２の制御状態に切り換えるときに、当該第２の光分配装置を当該第１の接続モードにしてから又はこれと同時に、当該第１の光分配装置を当該第２の接続モードにする。これにより、予備系への切替えの際の信号切断時間を実質的にゼロにできる。
【００２３】
【実施例】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明の第１実施例の概略構成ブロック図を示す。図１は、入力ファイバ数及び出力ファイバ数が共に８本である実施例を示す。
【００２５】
１０ａ，１０ｂは同じ構成の８×８のマトリクススイッチである。信号光Ｓｉ１〜Ｓｉ８がそれぞれ入力光ファイバ１２−１〜８に入力する。入力光ファイバ１２−１〜８上の各信号光Ｓｉ１〜Ｓｉ８は分波器１４により２分割され、その一方が、マトリクススイッチ１０ａの対応する入力ポート＃１〜＃８に入力し、他方が、マトリクススイッチ１０ｂの対応する入力ポート＃１〜＃８に入力する。分波器１４は、各ファイバ１２−１〜８上に配置された３ｄＢ光カップラからなる。これにより、マトリクススイッチ１０ａ，１０ｂの対応する入力ポート＃１〜＃８には、同じ信号光Ｓｉ１〜Ｓｉ８が、常時、入力する。
【００２６】
分波器１６ａは、各ライン上に配置される２０ｄＢ光カップラからなる。分波器１６ａは、分波器１４で分割された一方の光のほとんどをマトリクススイッチ１０ａに供給しつつ、その一部（例えば、１／１００の光パワー）をモニタ用に受光器１８ａに供給する。同様に、分波器１６ｂは、各ライン上に配置される２０ｄＢ光カップラからなる。分波器１６ｂは、分波器１４で分割された他方の光のほとんどをマトリクススイッチ１０ｂに供給しつつ、その一部（例えば、１／１００の光パワー）をモニタ用に受光器１８ｂに供給する。
【００２７】
また、分波器２０ａは、各ライン上に配置される２０ｄＢ光カップラからなる。分波器２０ａは、マトリクススイッチ１０ａの各出力ポート＃１〜＃８から出力される光のごく一部（例えば、１／１００の光パワー）を分波して、受光器２２ａにモニタ用に供給する。分波器２０ｂもまた、各ライン上に配置される２０ｄＢ光カップラからなる。分波器２０ｂは、マトリクススイッチ１０ｂの各出力ポート＃１〜＃８から出力される光のごく一部（例えば、１／１００の光パワー）を分波して、受光器２２ｂにモニタ用に供給する。
【００２８】
各受光器１８ａ，１８ｂ，２２ａ，２２ｂは、平均光パワー出力を示す各ライン毎の電気信号を監視回路２４に供給する。この構成により、監視回路２４は、各マトリクススイッチ１０ａ，１０ｂの８つの入力信号光の有無及び８つの出力信号光の有無を監視できる。
【００２９】
光合波器２６は、分波器２０ａの残り光と分波器２０ｂの残りの光を、マトリクススイッチ１０ａ，１０ｂの対応する出力ポート同士で合波し、その合波光をそれぞれ出力光ファイバ２８−１〜８に出力する。但し、本実施例では、マトリクススイッチ１０ａの出力ポート＃１からの出力光を透過して合波器２６に供給するか又は遮蔽する光シャッタ３０ａを配置してあり、同様に、マトリクススイッチ１０ｂの出力ポート＃１からの出力光を透過して合波器２６に供給するか又は遮蔽する光シャッタ３０ｂを配置してある。
【００３０】
制御回路３２は、監視回路２４と協調動作して、マトリクススイッチ１０ａ，１０ｂ及び光シャッタ３０ａ，３０ｂを制御する。スイッチ３０ａが光透過状態のときスイッチ３０ｂは光遮蔽状態になり、逆に、スイッチ３０ａが光遮蔽状態のときスイッチ３０ｂは光透過状態にある。マトリクススイッチ１０ａ，１０ｂの一方を網切替えに実際に使用し、他方をスタンバイ状態で待機させる。
【００３１】
マトリクススイッチ１０ａ，１０ｂは、外部から立上がりを自在に制御できるミラーをマトリクスの各交点に配置した構成からなり、どの交点のミラーを立ち上げるかに従い、所望の入力ポートと出力ポートを光学的に接続することができる。その詳細は米国特許第５９６０１３２号公報に記載されているが、ここでその機能を簡単に説明する。
【００３２】
図２は、マトリクススイッチ１０ａ，１０ｂの経路設定状態例を示す。ここでは、入力ポート＃ｎと出力ポート＃ｍの交点の座標を（ｎ，ｍ）と表記する。図２に示す例では、交点（３，５）、（４，６）、（５，３）及び（６，４）上に、それぞれミラー４０−１，４０−２，４０−３，４０−４が立ち上がっている。この状態では、入力ポート＃３と出力ポート＃５が光学的に接続し、入力ポート＃４と出力ポート＃６が光学的に接続し、入力ポート＃５と出力ポート＃３が光学的に接続し、入力ポート＃６と出力ポート＃４が光学的に接続する。その結果、入力ポート＃３に入力する信号光Ｓ３は、出力ポート＃５から出力され、入力ポート＃４に入力する信号光Ｓ４は、出力ポート＃６から出力され、入力ポート＃５に入力する信号光Ｓ５は、出力ポート＃３から出力され、入力ポート＃６に入力する信号光Ｓ６は、出力ポート＃４から出力される。
【００３３】
マトリクススイッチ１０ａを網切替えに使用し、マトリクススイッチ１０ｂをスタンバイさせた場合の本実施例の動作を説明する。この場合、制御回路３２は、光シャッタ３０ａを光透過状態にし、光シャッタ３０ｂを光遮蔽状態にすると共に、予備となるマトリクススイッチ１０ｂを、その全ての入力ポート＃１〜＃８の入力光を出力ポート＃１に集中的に接続する状態に制御し、その状態を維持する。マトリクススイッチ１０ｂのこの接続状態をスタンバイ状態と呼ぶことにする。図３は、スタンバイ状態にあるマトリクススイッチ３０ｂの経路設定状態を示す。具体的には、制御回路３２は、全ての入力ポート＃１〜＃８が出力ポート＃１に接続するように、マトリクススイッチ１０ｂの各交点（ｎ，１）（但し、ｎ＝１〜８）のミラーを立てる。この状態では、入力ポート＃２〜＃８の入力光は、内側の入力ポートに対応するミラーに邪魔されて、出力ポート＃１には到達せず、入力ポート＃１の入力光のみが出力ポート＃１から出力され得る。しかし、光シャッタ３０ｂを光遮蔽状態になっているので、入力ポート＃１の入力光Ｓ１は、合波器２６に到達できない。
【００３４】
入力信号光Ｓｉ１〜Ｓｉ８は、それぞれ入力用光ファイバ１２−１〜８を伝搬し、分波器１４で２分割されてマトリクススイッチ１０ａ，１０ｂのポート＃１〜＃８に入力する。その際、分波器１６ａは、合波器１４からマトリクススイッチ１０ａの各入力ポート＃１〜＃８に入力する信号光の一部を分波して、受光器１８ａに供給する。受光器１８ａは、入力光を電気信号に変換し、マトリクススイッチ１０ａの各入力ポート＃１〜＃８に入力する信号光の平均光パワー情報を監視回路２４に供給する。同様に、分波器１６ｂは、合波器１４からマトリクススイッチ１０ｂの各入力ポート＃１〜＃８に入力する信号光の一部を分波して、受光器１８ｂに供給する。受光器１８ｂは、入力光を電気信号に変換し、マトリクススイッチ１０ｂの各入力ポート＃１〜＃８に入力する信号光の平均光パワー情報を監視回路２４に供給する。
【００３５】
マトリクススイッチ１０ａは、制御回路３２の制御下に、各入力ポート＃１〜＃８の入力光を出力ポート＃１〜＃８の何れかに接続する。光シャッタ３０ａが閉じているので、マトリクススイッチ１０ａの各出力ポート＃１〜＃８の出力光は、分波器２０ａ及び合波器２６を介して、それぞれ出力光ファイバ２８−１〜８に入力し、出力光ファイバ２８−１〜８から出力信号光Ｓｏ１〜Ｓｏ８として外部に出力される。他方、マトリクススイッチ１０ｂは、スタンバイ状態にあるので、マトリクススイッチ１０ｂが正常に動作している限り、出力ポート＃１のみから信号光が出力される。しかし、光シャッタ３０ｂが光遮蔽状態になっているので、その信号光は合波器２６に到達できない。これらの結果として、出力光ファイバ２８−１〜８には、マトリクススイッチ１０ａによりクロスコネクトされた信号光のみが供給される。換言すると、マトリクススイッチ１０ａの出力光を選択した状態になっている。
【００３６】
分波器２０ａは、マトリクススイッチ１０ａの各出力ポート＃１〜＃８から出力される光の一部を分波して、受光器２２ａに供給する。受光器２２ａは、入力光を電気信号に変換し、マトリクススイッチ１０ａの各出力ポート＃１〜＃８から出力される光の平均光パワー情報を監視回路２４に供給する。同様に、分波器２０ｂは、マトリクススイッチ１０ｂの各出力ポート＃１〜＃８から出力される光の一部を分波して、受光器２２ｂに供給する。受光器２２ｂは、入力光を電気信号に変換し、マトリクススイッチ１０ｂの各出力ポート＃１〜＃８から出力される光の平均光パワー情報を監視回路２４に供給する。
【００３７】
マトリクススイッチ１０ａ，１０ｂのどちらが予備になっているかどうかに関わらず、監視回路２４は、マトリクススイッチ１０ａ，１０ｂの全入力ポート＃１〜＃８の入力光及び全出力ポート＃１〜＃８の出力光を監視する。現用されているマトリクススイッチ１０ａのクロスコネクト制御状態（どの交点のミラーを立ち上げているかという情報）と、マトリクススイッチ１０ａの各入力ポート＃１〜＃８の入力状態及び各出力ポート＃１〜＃８の出力状態の監視結果とを照合することで、マトリクススイッチ１０ａが正常に動作しているかどうかを確認できる。例えば、互いに接続する入力ポートの入力光監視結果と出力ポートの出力光監視結果の排他的論理和を演算する。その結果が’１’であれば異常であり、’０’であれば正常である。また、予備となっているマトリクススイッチ１０ｂの出力ポート＃２〜＃８に出力光が存在する場合、マトリクススイッチ１０ｂが実質的にスタンバイ状態になっていないこと、すなわち、故障していることが分かる。
【００３８】
ここで、マトリクススイッチ１０ａが何らかの原因で故障したとする。例えば、入力ポートと出力ポートとの間で別の接続関係に切り換えようとしたが、それが不可能であった場合、及び、入力ポートと出力ポートとの間の接続関係が意図せずに変化した場合など考えられる。このとき、監視回路２４は制御回路３２に予備系、即ちマトリクススイッチ１０ｂへの切替えを指示する。制御回路３２は、これに従い、マトリクススイッチ１０ａをスタンバイ状態にし、マトリクススイッチ１０ｂを所望のクロスコネクト状態にし、光シャッタ３０ａを光遮蔽状態にし、光シャッタ３０ｂを光透過状態にする。
【００３９】
通常は、現用系の接続を閉じてから、所定の断線許容期間内に予備系の使用を開始する。本実施例でも、そのように現用系から予備系に切り換えてもよい。しかし、本実施例では、光シャッタ３０ａ，３０ｂを除いては、現用系の出力光と予備系の出力光を合波器２６で常時、光結合しているので、予備系の運用を開始してから、現用系を閉じることができる。その場合、瞬断無しに連続的にマトリクススイッチ１０ａからマトリクススイッチ１０ｂ又はその逆に切替えることができる。両者の光路長によっては、一時的に干渉が生じ、それが信号に悪影響をもたらす可能性があるが、その不都合は、現用系を閉じてから予備系の運用を開始するまでの不稼働状態、すなわち、瞬断の弊害と実質的に異なることは無い。干渉が生じなければ、現用系から予備系に瞬断無しに連続的に切り換えることができることになり、このメリットの方が干渉のデメリットよりも大きい。
【００４０】
図２及び３から分かるように、任意の入力ポートの入力光を出力ポート＃２〜＃８の何れかに接続するミラーが故障して、例えば、立ち上がったままになるか、又は、立ち上がらなくなった場合でも、その入力ポートの入力光を出力ポート＃１に接続するミラーが立ち上がる限り、その入力ポートの入力光が出力ポート＃２〜＃８から出力されるのを防止できる。従って、マトリクススイッチ１０ａがスタンバイ状態に移行可能であり、且つ、光シャッタ３０ａを光遮蔽状態に制御できる限り、マトリクススイッチ１０ａの利用を停止して、予備のマトリクススイッチ１０ｂに切り換えることができる。マトリクススイッチ１０ｂが正常に使用可能であり、光シャッタ３０ｂを光透過状態に制御できることが前提となるのは、当然である。
【００４１】
分波器１６ａ，１６ｂ，２０ａ，２０ｂは、例えば、各ラインに設置される２０ｄＢ光カップラからなるが、１０ｄＢ光カップラ、３０ｄＢ光カップラ又は、光ファイバからの漏洩モードを取り出すものであってもよい。
【００４２】
８×８ポート構成のマトリクススイッチ１０ａ，１０ｂを例に実施例を説明したが、３２×３２及び１２８×１２８等のｎ×ｎ構成、又は、１２×８等のｎ×ｍ構成でも同様に、実施可能である。
【００４３】
図１に示す実施例では、予備系のマトリクススイッチ１０ｂでは、全入力ポート＃１〜８の入力光を出力ポート＃１に集中したが、出力ポート＃１又は出力ポート＃２に集中するようにしてもよい。その場合、マトリクススイッチ１０ｂの出力ポート１，＃２のそれぞれに光シャッタ３０ｂと同様の光シャッタを接続する。任意の入力ポートの入力光を出力ポート＃１に接続するミラーと、同じ入力ポートの入力光を出力ポート＃２に接続するミラーの両方が同時に故障する確率は非常に低いので、このようにすることにより、冗長構成での信頼性が格段に向上する。勿論、マトリクススイッチ１０ａの出力ポート１，＃２のそれぞれにも、光シャッタ３０ａと同様の光シャッタを接続する。この場合でも、従来例では、１つのマトリクススイッチ１０ａ当たり８個のセレクタスイッチが必要であったものが、２つの光シャッタに減るので、それだけ、故障確率が大幅に低下し、信頼性が向上する。
【００４４】
図１に示す実施例では、マトリクススイッチ１０ａ，１０ｂの全入力ポート＃１〜＃８の入力信号光を監視したが、入力光ファイバ１２−１〜１２−８に入力する信号光の有無を監視するように簡略化してもよい。光カップラの障害の確率が極めて低いからである。
【００４５】
図４は、そのように変更した実施例の概略構成ブロック図を示す。図１と同じ構成要素には同じ符号を付してある。信号光Ｓｉ１〜Ｓｉ８がそれぞれ入力光ファイバ５０−１〜８に入力する。各入力光ファイバ５０−１〜８上に設置された２０ｄＢ光カップラからなる分波器５２が、入力光ファイバ５０−１〜８上から１／１００の光パワーの信号光Ｓｉ１〜Ｓｉ８を分波し、モニタ光として受光器５４に供給し、残りを分波器５６に供給する。分波器５６は、分波器５２からの各信号光Ｓｉ１〜Ｓｉ８を２分割し、一方をマトリクススイッチ１０ａの対応する入力ポート＃１〜＃８に入力し、他方を、マトリクススイッチ１０ｂの対応する入力ポート＃１〜＃８に入力する。
【００４６】
受光器５４は、分波器５２から入力する各信号光Ｓｉ１〜Ｓｉ８の平均パワーを示す電気信号を監視回路５８に出力する。監視回路５８は、受光器５４からの各電気出力を、マトリクススイッチ１０ａ，１０ｂの各入力ポート＃１〜＃８に入力する信号光の平均光パワーを示すものと見做して、監視回路２４と同様に処理する。３ｄＢ光カップラからなる分波器５６は非常に壊れにくく、信頼性が高いので、このように、マトリクススイッチ１０ａ，１０ｂの各入力ポート＃１〜＃８に入力する信号光を直接、監視しなくても、処理を誤る可能性は低い。図４に示す実施例では、分波器１６ｂと受光器１８ｂを省略でき、監視回路の入力ポート数を減らすことができるので、全体として素子数を削減でき、電気回路系を簡略化できる。
【００４７】
図５は、各回線を異なる優先度で二重化したフォーファイバネットワークのノードの光入出力構成を示す。図５に示すように、この場合、ノードには、ウエスト側とイースト側に主信号トラヒックとエキストラトラヒックが１チャネルずつ収容されるので、アドドロップポートに４入力４出力が必要である。また、ウエスト側とイースト側に現用ファイバ対（ワーキングファイバ対）と予備フアイバ対（プロテクションファイバ対）がそれぞれ収容されるので、トランクポートにも４入力４出力が必要である。従って、最低限８入力８出力の光クロスコネクト装置が必要になる。
【００４８】
図１に示す実施例をフォーファイバネットワークに適用する場合、例えば、以下のように対応させればよい。すなわち、
入力光ファイバ１２−１：ウエスト側の予備アドポート
入力光ファイバ１２−２：イースト側の予備アドポート
入力光ファイバ１２−３：ウエスト側の現用アドポート
入力光ファイバ１２−４：イースト側の現用アドポート
入力光ファイバ１２−５：ウエスト側の現用トランク（入力）
入力光ファイバ１２−６：イースト側の現用トランク（入力）
入力光ファイバ１２−７：ウエスト側の予備トランク（入力）
入力光ファイバ１２−８：イースト側の予備トランク（入力）
とし、
出力光ファイバ２８−１：ウエスト側の予備ドロップポート
出力光ファイバ２８−２：イースト側の予備ドロップポート
出力光ファイバ２８−３：ウエスト側の現用ドロップポート
出力光ファイバ２８−４：イースト側の現用ドロップポート
出力光ファイバ２８−５：ウエスト側の現用トランク（出力）
出力光ファイバ２８−６：イースト側の現用トランク（出力）
出力光ファイバ２８−７：ウエスト側の予備トランク（出力）
出力光ファイバ２８−８：イースト側の予備トランク（出力）
とする。
【００４９】
この接続関係下で、ウエスト側及びイースト側共に主信号トラヒックとエキストラトラヒックをアドドロップしている通常運用時でのマトリクススイッチ１０ａの経路設定状態を図６に示す。勿論、予備となるマトリクススイッチ１０ｂは、図３に示す経路設定状態になっている。
【００５０】
主信号トラヒックは、アドドロップ現用ポートからアドドロップされ、通常運用時にはトランク現用ファイバ対上を伝送するトラフィクである。リングネットワーク内で障害により影響を受けた場合、リング切替え又はスパン切替えによりトランク予備ファイバ対により救済される。これに対し、エキストラトラヒックは、アドドロップ予備ポートからアドドロップされ、トランク予備ファイバ対を伝送するトラヒックである。リングネットワーク内で障害が発生し、主信号チャネルの救済に該当する区間の予備ファイバ対が使用されると、エキストラトラヒックは、主信号を救済するために停止される。すなわち、エキストラトラヒックは、優先度の低いトラヒックである。詳細はＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．８４１（１０／９８）を参照のこと。
【００５１】
この場合、現用されるマトリクススイッチ１０ａでは、優先度の低いエキストラトラヒックに出力ポート＃１と入力ポート＃１を割り当てることで、優先度の高い主信号トラヒックの経路上から、マトリクススイッチ１０ａ，１０ｂを除き、光可動部品を完全に排除でき、同時に、光シャッタ３０ａ，３０ｂの動作タイミングの遅れ等によるミスコネクションの可能性を排除できる。これにより、主信号の品質と信頼性を高く維持することが可能となる。
【００５２】
８×８ポート構成以外にも、３２×３２及び１２８×１２８等のｎ×ｎ構成、又は、１２×８等のｎ×ｍ構成を用いることにより、複数のチャネルを同一マトリクススイッチ上に構築することが可能になり、また、主信号を複数のポートに並列送信を行うブリッジも容易に実現できる。
【００５３】
図１及び図４に示す実施例では、光シャッタ３０ａ，３０ｂの前段でマトリクススイッチ１０ａ，１０ｂの出力ポート＃１の出力光を分波して検出しているが、光シャッタ３０ａ，３０ｂの出力光を分波し、検出するようにしてもよい。図７は、このように図１に示す実施例を変更した例の概略構成ブロック図を示す。図１に示す構成要素と同じ要素には同じ符号を付してある。具体的には、光シャッタ３０ａ，３０ｂと同様に制御回路３２により制御される光スイッチ６０ａ，６０ｂを、それぞれ、マトリクススイッチ１０ａ，１０ｂの出力ポート＃１と分波器２０ａの対応するライン上の光カップラとの間に配置する。信号の経路制御は、図１に示す実施例の場合と基本的に同じであるので、詳細は説明を省略する。同様の変更が、図４に示す実施例に対しても有効であることは明らかである。
【００５４】
図７に示す構成では、光シャッタ６０ａ，６０ｂとマトリクススイッチ１０ａ，１０ｂの故障を区別せずに検出できる。何れかが故障すれば、予備系への切替えを考慮する必要があるので、問題ない。予備系への切替え後に、どこが故障しているかを調査すればよい。光シャッタの故障を検出したければ、光シャッタの出力光をモニタする構成を追加すればよい。動作状態のモニタ信号を出力する機能を有する光シャッタを使用してもよい。
【００５５】
【発明の効果】
以上の説明から容易に理解できるように、本発明によれば、光可動部品を大幅に減らすことができるので、信頼性が飛躍的に向上し、例えば、年間アウテージ（不稼働時間）が約１／１０００に減少する。基本的に信頼性が高く、且つ小さい光カプラを使用して実現できるので、信頼性が向上し、かつまた、収容効率も向上する。
【００５６】
また、本発明によれば、現用系から予備系への切替えの際の信号路の切断時間を原理的にゼロにすることが可能であり、高速伝送システムで信号を消失する可能性を大幅に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施例の概略構成ブロック図である。
【図２】  マトリクススイッチ１０ａの経路設定状態例である。
【図３】  マトリクススイッチ１０ｂのスタンバイ状態での接続例である。
【図４】  本発明の変更実施例の概略構成ブロック図である。
【図５】  フォーファイバネットワークのノードの光入出力構成を示す模式図である。
【図６】  フォーファイバネットワークに適用した場合の、マトリクススイッチ１０ａの経路設定状態例である。
【図７】  図１に示す実施例を変更した実施例の概略構成ブロック図である。
【符号の説明】
１０ａ，１０ｂ：マトリクススイッチ
１２−１〜８：入力光ファイバ
１４：分波器
１６ａ，１６ｂ：分波器
１８ａ，１８ｂ：受光器
２０ａ，２０ｂ：分波器
２２ａ，２２ｂ：受光器
２４：監視回路
２６：合波器
２８−１〜８：出力光ファイバ
３０ａ，３０ｂ：光シャッタ
３２：制御回路
４０−１〜４：ミラー
５０−１〜８：入力光ファイバ
５２：分波器
５４：受光器
５６：分波器
５８：監視回路
６０ａ，６０ｂ：光シャッタ
【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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