(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導波路アレイ、内蔵されたトランスミッタ、および、内蔵された検出器を備える二つの光スイッチの間を相互接続する光ファイバの故障を検出する方法であって、
前記導波路アレイは、端部にある自己テストに用いる水平方向及び垂直方向のそれぞれ一本のテスト路と、それ以外の冗長路と、から構成されており、
前記導波路アレイの交点はスイッチ点であって、スイッチ点が不作動のとき、スイッチ点で交差する導波路内の信号は変化無く直進し、スイッチ点が作動のとき、スイッチ点で交差する導波路内の信号は交差している導波路に向けて偏向されるように構成されており、
前記二つの光スイッチにおいて、前記テスト路のスイッチ点を選択的に動作させてトランスミッタからのテスト信号を検出器で検出することで導波路内の故障を発見する自己テストを行うステップと、
前記自己テストを行った後に、送出側の光スイッチにおいて、前記スイッチ点のうちの一つを制御することによってトランスミッタからのテスト信号を前記検出器から相互接続する光ファイバに入力させるように切り替え、光ファイバにトランスミッタのテスト信号を入射させるステップと、
前記受信側の光スイッチにおいて、前記テスト信号を受け取り、冗長路を介して該テスト信号を検出器に導くステップとを含み、
前記受信側の検出器において前記テスト信号を検出することができないとき、前記光ファイバに故障があると判定する、光ファイバの故障を検出する方法。
【請求項２】
導波路アレイ、内蔵されたトランスミッタ、および、内蔵された検出器を備える二つの光スイッチの間を相互接続する光ファイバの故障を検出する装置であって、
前記導波路アレイは、端部にある自己テストに用いる水平方向及び垂直方向のそれぞれ一本のテスト路と、それ以外の冗長路と、から構成され、
前記導波路アレイの交点はスイッチ点であって、スイッチ点が不作動のとき、スイッチ点で交差する導波路内の信号は変化無く直進し、スイッチ点が作動のとき、スイッチ点で交差する導波路内の信号は交差している導波路に向けて偏向され、
前記光スイッチは、前記テスト路のスイッチ点を選択的に動作させてトランスミッタからのテスト信号を検出器で検出することで導波路内の故障を発見する自己テスト機能を持ち、
前記送出側の光スイッチは、前記自己テストを行った後に、前記スイッチ点のうちの一つを制御することによってトランスミッタからのテスト信号を前記検出器から相互接続する光ファイバに入力させるように切り替え、前記光ファイバにトランスミッタのテスト信号を入射させるよう構成されており、
前記受信側の光スイッチは、前記テスト信号を受け取り、冗長路を介して該テスト信号を検出器に導くよう構成されており、
前記受信側の光スイッチの検出器において前記テスト信号を検出することができないとき、前記光ファイバに故障があると判定する手段を備える、光ファイバの故障を検出する装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一般的に光スイッチ（photonic switch）に関し、さらに詳しくは光スイッチ間の相互接続における故障を分離する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバは、電線通信線に比較するとその高い帯域幅性能のためにデータネットワークの通信線としてその優勢度をますます高めている。光スイッチが発明される以前は、光ファイバから他の光ファイバへの光信号のスイッチングは、光―電気―光の変換器を用いて電気パルスを仲立ちとして行われていた。この変換処理は、時間を浪費しネットワーク内を進行するデータの速度を低下させていた。光スイッチは、データネットワークを完全に光で維持しデータ転送速度を高速化した。
【０００３】
多くの光スイッチはモジュールで設計され、いくつかの光スイッチを光ファイバを用いて一体的に接続して１個の大きな光スイッチを構成することができる。この構成を光スイッチネットワーク(photonic switch network、光交換ネットワーク)と呼ぶ。光スイッチのモジュール化は、顧客に必要に応じて光スイッチネットワークを大型にも小型にもすることができるというフレキシビリティを与えることとなった。光スイッチネットワーク中の光ファイバは、連続性の維持と適正な作動のためにテストされなければならない。一般的に、光ファイバは、光ファイバの一端から光を送信し、検出器を用いて他端において光をチェックすることによってテストされる。光が検出されると、光ファイバは適正に作動していることになる。光が検出されないときは、故障としても知られている連続性の断絶が光ファイバに存在することになるので、この光ファイバは修理するか交換されなければならない。
【０００４】
過去において、光スイッチネットワーク中の相互接続光ファイバの連続性のテストは、簡単な問題ではなかった。光ファイバは１つのスイッチのデータ出力から他のスイッチのデータ入力に直接接続されているので、テスト光信号にアクセスすることは難しかった。従来周知の技術によるソリューションには、光スイッチ間のそれぞれの相互接続にタップあるいはスプリッタのような光分割装置を備えた光ファイバを用いるものがあった。タップあるいはスプリッタは、２つ以上の信号中に前記源信号を分割するための光学装置である。分割された信号は信号の長さとしては互いに異なるか異ならないかするが、データ内容としては同一である。分割された信号の１つはデータ接続を維持しつつ正規のデータ路に導かれるが、他の信号は、テストシステムに排出される。この方法には欠点がある。第１に、光分割装置を備えた光ファイバは、単なる光ファイバよりも高価である。テストすべき多数の相互接続があるとき、光分割装置を付加するコストは莫大である。第２に、光分割装置それ自身が、光スイッチネットワークに故障を発生させる。これは、故障が光ファイバにあるのか関連する光分割装置にあるのかの判断を難しくする。最終的に、それぞれ分割された信号の出力は原信号に比べて低いので、テスト中の問題の原因となる。光ファイバからの分割された信号があまりにも弱いと、検出器はこれを検出できず、なんでもない特定の光ファイバを故障と示すことになる。この誤りは、良い光ファイバの不必要な交換を生じる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、光スイッチネットワークにおける相互接続光ファイバをテストする方法の改善に対する必要性が存在する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、光スイッチ間の相互接続における故障を分離する簡単で信頼性のある方法を提供する。光スイッチは、まずすべての光スイッチに内蔵されている自己テスト路を用いて個々に確認される。それぞれ個々の光スイッチが確認されると、光スイッチネットワークの相互接続光ファイバがチェックされる。各光スイッチは、トランスミッタおよびレシーバを備えており、これは一体的なトランシーバであってもよい。テスト中、光スイッチは、光ファイバ相互接続を介して光を第２の光スイッチに送信するためにトランスミッタを用いる。光スイッチに予め存在する光路は、テスト光信号にアクセスするとともにテスト光信号を進行させるために使われるので、光分割装置を共に使う必要はない。第２の光スイッチがそのレシーバにより送信された光を検出すると、光ファイバ相互接続は、連続性のテストに合格したことになる。第２の光スイッチが光を検出できないときは、光ファイバ相互接続は、交換されなければならない故障を持っていることになる。すべての光スイッチ間のすべての光ファイバ相互接続に対してこの処理を繰り返すことによって、光スイッチネットワークは、適切な作動に関するテストを受けることができる。
【０００７】
この発明の他の特徴は、この発明による好ましい実施例の構造および作動とともに添付の図面を参照しつつ以下に詳細に説明される。図面において、同じ参照番号が、同一のあるいは機能的に類似した部材に対して付与されている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の示唆するところに従って作成された光スイッチネットワークにおける故障を分離するために使われる方法のフローチャートである。故障は、導波路内の不連続性あるいは不適切に機能するスイッチポイントのように、光スイッチネットワークを正しく信号が進行することを妨げる問題として定義される。ステップ１００において、光スイッチネットワーク中の個々の光スイッチは、内部に故障がないことを保証するために確認される。この確認は、すべての光スイッチに内蔵されている自己テスト機構を用いて実行される。ステップ１１０において、テスト信号が、第１のスイッチから送信される。テスト信号は、これに限定されないが赤外線光であることができる。赤外線光は、両端を含む０．７ミクロン〜１ミリメートルの間の波長を備えた電磁スペクトルの範囲内にある。ステップ１２０において、テスト信号は、第１のスイッチの冗長路を進行する。この冗長路は、他の光路の１つが故障したときに光スイッチを通過するバイパス路である。ステップ１３０において、テスト信号は、第１の光スイッチを第２の光スイッチに接続する光ファイバを通過するように進行する。ステップ１４０において、テスト信号は、第２の光スイッチの冗長路を通過するように進行する。最終的に、ステップ１５０において、第２の光スイッチにおける検出器が、テスト信号をチェックする。テスト信号が検出されると、光ファイバには故障が無いことになる。そうでなければ、故障が存在することになり、光ファイバは、修理されるか交換されねばならない。
【０００９】
図２は、Ｓｃｈｒｏｅｄｅｒに与えられた米国特許第６，１６０，９２８号およびＳｃｈｒｏｅｄｅｒ等に与えられた米国特許第６，１９８，８５６号に記述されている従来技術の光スイッチ１を示す。光スイッチ１は、導波路アレイ３、内蔵されたトランスミッタ５、および、内蔵された検出器７を備えている。導波路アレイ３は、水平導波路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ（また、入力２、４、６、８、および１０としても示されている）および上下導波路１１、１３、１５、１７、および１９（また、出力１２、１４、１６、１８、および２０としても示されている）を備えている。それぞれの導波路の交点はスイッチ点であって、例えば、参照番号９で示されている。それぞれのスイッチ点９は、その交差している導波路の組み合わせられた参照番号によって図２において独特の特定が行われる。例えば、水平導波路Ａと上下導波路１５の交点におけるスイッチ点９は、Ａ１５として特定される。スイッチ点９は、所定の時点において不作動あるいは作動のいずれかである。スイッチ点９が不作動のとき、スイッチ点９で交差する導波路内の信号は、変化無く直進する。スイッチ点９が作動のとき、スイッチ点９で交差する導波路内の信号は、交差している導波路に向けて偏向される。例えば、スイッチ点Ｂ１９が不作動のとき、このスイッチ点Ｂ１９を通る入力信号２１は、信号２２として直進を続行する。スイッチ点Ｂ１９が作動のとき、入力信号２１は、信号２３として偏向される。
【００１０】
図３は、図２に示されているのと同じ光スイッチ１を示している。導波路アレイ３内には、数個の導波路が、特別の機能を果たすためにリザーブされている。上下および水平の導波路を含むテスト路２５は、光スイッチ１において自己テストを行うように指定される。この例では、テスト路２５は、導波路１１と導波路Ｅからなる。これは、内蔵トランスミッタ５と内蔵検出器７に光学的に接続されている。内蔵トランスミッタ５によって発生された信号は、赤外線光のような光学データの送信を意図している。この例における導波路Ｄと導波路１３のような他の組の導波路が、冗長路２７を構成している。冗長路２７は、正常な環境では使われない。これは、他の導波路あるいはスイッチ点がうまく作動しないときバックアップ路として使われる。
【００１１】
テスト路２５は、導波路アレイ３内の故障発見のために使われる。テスト路２５に沿ったスイッチ点を選択的に作動させることによって、導波路アレイ３は、故障のテストを受けることができる。例えば、スイッチ点Ｃ１５の機能性を確認するとき、テスト路２５におけるスイッチ点Ｃ１１とＥ１５が、スイッチ点Ｃ１５それ自身とともに作動される。図３に示されるように、内蔵トランスミッタ５から送られた信号２９は、テスト路２５に沿って進み、作動されたスイッチ点からテスト路２５に戻るように反射され、最後に内蔵検出器７に達して終わる。内蔵検出器７が信号２９を検出すると、すべての作動されたスイッチ点が適正に作動したことになって特にスイッチ点Ｃ１５が確認されたことになる。内蔵検出器７が信号２９を検出できないときは、光路のどこかに故障が存在する。このようにしてそれぞれの導波路とスイッチ点９を順序だててテストすると、導波路アレイ３全体が確認できる。
【００１２】
図４は、図２と図３に示されているのと同じ光スイッチ１のスイッチ点Ａ１９に故障が存在する状態を示している。冗長路２７は、導波路アレイ３のどこかに問題があるときの迂回路として使われる。例えば、故障３１の位置のために、スイッチ点Ａ１９は作動が不可能であり、従って、信号は水平導波路Ａから上下導波路１９に直接偏向されることができない。しかしながら、冗長路２７に沿うスイッチ点を使うことにより、故障３１はバイパスできる。スイッチ点Ａ１３、Ｄ１３およびＤ１９が作動されると、信号３３は、図４に示されているように導波路Ａから導波路１９に進むことができる。冗長路２７は、導波路アレイ３にロバストネスを与える効果的な構成である。
【００１３】
図５は、この発明の示唆するところに従って作成された光スイッチネットワーク４１をテストするための好ましい実施例を示している。ステージ１が一つの光スイッチ１Ａを備え、ステージ２が一つの光スイッチ１Ｂを備える。それぞれの光スイッチは、視認できる適当な導波路のみが示されている。光スイッチ１Ａは、導波路Ｍによって交差されている冗長路２７Ａとそれらの交点に配置されたスイッチ点９Ａを備えている。トランスミッタ４５Ａと検出器４７Ａは、自己テストループ４９Ａを介して冗長路２７Ａに光学的に接続されている。トランスミッタ４５Ａと検出器４７Ａは、別個の構成要素であることができ、あるいは、単一のトランシーバ４３Ａに一体化されても良い。光スイッチ１Ｂは、導波路Ｎによって交差されている冗長路２７Ｂとそれらの交点に配置されたスイッチ点９Ｂ１を備えている。冗長路２７Ｂは、それ自身スイッチ点９Ｂ２において交差している。トランスミッタ４５Ｂと検出器４７Ｂは、自己テストループ４９Ｂを介して冗長路２７Ｂに光学的に接続されている。トランスミッタ４５Ｂと検出器４７Ｂは、別個の構成要素であることができ、あるいは、単一のトランシーバ４３Ｂに一体化されてもよい。光学的な接続４５が、導波路Ｍの出力と導波路Ｎの入力を接続しており、光スイッチネットワーク４１の適正な作動が確認されなければならない。
【００１４】
光学的な接続４５を確認する前に、それぞれの光スイッチは、まずそれ自身に対する故障をチェックしなければならない。それぞれの光スイッチは、図３に示されるようにその内蔵トランスミッタ５、内蔵検出器７、およびテスト路２５を使った内部自己テストを実行する。それぞれの光スイッチは、またそのトランスミッタ４５からテスト信号を送ってそれ自身の自己テストループ４９を確認する。検出器４７がテスト信号を確認すると、自己テストループ４９が正常に作動していることになる。これらの最初の２つのステップは図１におけるステップ１００を構成し、故障原因からそれぞれの光スイッチを取り除く。
【００１５】
最終的に、相互接続である光学的な接続４５は、図１のステップ１１０から１５０において説明したようにしてテスト可能である。図５に戻ると、テスト信号５１が、トランスミッタ４５Ａから冗長路２７Ａに送られる。テスト信号５１は、スイッチ９Ａを作動させることによって冗長路２７Ａから導波路Ｍに経路選択される。テスト信号５１は、導波路Ｍから光学的な接続４５に出力される。テスト信号５１が光スイッチＢ１に達すると、導波路Ｎに進む。スイッチ点９Ｂ１と９Ｂ２を作動することによって、テスト信号５１は、光スイッチ１Ｂの冗長路２７Ｂに向けて方向を転じる。テスト信号５１は、次いで自己テストループ４９Ｂを通過して最後にレシーバに到達する。検出器４７Ｂがテスト信号５１を検出したとき、光学的な接続４５には故障が存在しない。検出器４７Ｂがテスト信号５１を検出できないとき、光学的な接続４５に故障が存在する。任意の２つの光スイッチ間に配置された任意の光学的な接続に対してこの処理を繰り返すことによって、光スイッチネットワーク４１全体の確認が完了する。
【００１６】
図５は、１ステージにつき１光スイッチのみをもつ２ステージのみで光スイッチネットワーク４１を示しているが、光スイッチを相互接続するのには多数の他の可能な構成がある。図６は、光スイッチネットワーク４１′に対するいくつかの変形例を示すものである。以下の表１にそれが示されている。
【００１７】
【表１】
0003796467.tif 000002
【００１８】
スペースを考慮して説明が省略されているが、光スイッチを相互に接続するために多数の他のやり方がある。従来周知のネットワークスイッチの一つに多段クロス（multi-stage Cos）がある。光スイッチは、隣接しないステージに配置された他の光スイッチに接続できる。光スイッチは、ステージにグループ化されなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明により構成された光スイッチネットワークにおける故障を分離するための方法を示すフローチャートである。
【図２】  従来周知の光スイッチの実施例である。
【図３】  図２に示されているのと同じ従来周知の光スイッチである。
【図４】  図２と図３に示されているのと同じ従来周知の光スイッチである。
【図５】  この発明による光スイッチをテストするための好ましい実施例である。
【図６】  この発明による光スイッチをテストするための他のネットワークを示す。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ            光スイッチアレイ
４５Ａ、４５Ｂ        トランスミッタ
４７Ａ、４７Ｂ        検出器
２７Ａ、２７Ｂ        冗長路
４５                  光接続路
【図１】
0003796467.tif 000003
【図２】
0003796467.tif 000004
【図３】
0003796467.tif 000005
【図４】
0003796467.tif 000006
【図５】
0003796467.tif 000007
【図６】
0003796467.tif 000008