JPH11313350A - 光クロスコネクト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非対称ルーティングを可能にする。 【解決手段】 波長分離素子１４は、各光光入力回線１
０−１〜１０−４からの各波長の信号光Ｓ１〜Ｓ１６を
分離し、互いに異なる光出力ポート＃１〜＃１６から出
力する。波長変換装置１６−１〜１６−１６は、信号光
Ｓ１〜Ｓ１６をそのまま又は別の波長に変換して、波長
多重素子１８の各光入力ポート＃１〜＃１６に供給す
る。波長多重素子１８は、各光入力ポート＃１〜＃１６
の入力光を、そのポート番号と波長に応じて、光出力ポ
ート＃１，＃５，＃９，＃１３にルーティングする。波
長多重素子１８の各光出力ポート＃１，＃５，＃９，＃
１３は光アンプ２０−１〜２０−４を介して光出力回線
２２−１〜２２−４に接続する。

Description

【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、波長分割多重伝送方式の
光線路間で光信号をクロスコネクトする装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上述のような光クロスコネクト装置とし
て、Ｇ．Ｒ．Ｈｉｌｌ他，”Ａ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ
Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｌａｙｅｒ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｏｐ
ｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ”，Ｉ
ＥＥＥ−ＬＴ Ｖｏ．１１，Ｎｏ．５／６，１９９３、
及び、同一出願人による平成１０年特許出願公開第５１
３８２号公報（平成８年特許願第２０１８０４号）に記
載される構成が知られている。

【０００３】前者は、複数の波長分割多重信号を個別に
波長分離し、各波長の信号光を光スイッチで切り換えた
後、波長多重して別の光ファイバに接続する構成からな
る。この詳細は、後者の公報に従来例として具体的に説
明されている。

【０００４】上記公報に記載の従来例は、波長分離素子
及び波長多重素子としてアレイ導波路格子を使用し、波
長分離素子としてのアレイ導波路格子の各光出力ポート
と、波長多重素子としてのアレイ導波路格子の各光入力
ポートとの間に、多数の光スイッチを一定の規則で接続
した構成からなる。

【０００５】更には、８本の光入力回線のそれぞれに対
する波長分離素子と６４×６４の光スイッチとの間に信
号光を再生する６４個の再生装置を設け、当該光スイッ
チと８本の光出力回線のそれぞれに対する波長多重素子
との間に、信号光を所望の波長に変換する６４個の波長
変換装置を設けた光クロスコネクト装置が、西哲也他
「光パスクロスコネクト用光スイッチ構成法の検討」、
１９９８年電子情報通信学会Ｂ−１０−９７において提
案されている。再生装置及び波長変換装置は、信号光を
電気信号に変換する光受信装置と、光受信装置から出力
される電気信号を光に変換する光送信装置とからなる。
この論文では、再生装置の出力する信号光の波長は、入
力する信号光の波長と同じか、又は、全ての再生装置で
共通の波長である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】何れの従来例でも、各
光入力回線上を同じある波長で伝搬する信号光の全て
を、一つの光出力回線に集約し、且つ、各光入力回線上
を別の波長で伝送される信号光を、そのままの波長で、
各光入力回線に対応する各光出力回線に出力することい
った非対称なルーティングも実現できない。即ち、何れ
の従来例も、各光出力回線上の多重波長数は、同じでな
ければならない。例えば、ある光出力回線上では１０波
長とし、別の光出力回線では８波長というような非対称
又は不平衡な出力態様を選択できない。

【０００７】Ｇ．Ｒ．Ｈｉｌｌ他の論文に記載される従
来例及び、西他の論文に記載される従来例では、光入力
回線数（即ち、光出力回線数）だけの波長分離素子及び
波長多重素子が必要であり、それも、それぞれの特性が
同一又は極めて近似していることが必要であり、コスト
の上昇を招いている。

【０００８】西他の論文に記載される従来例では、再生
装置及び波長変換装置において、光信号を一旦、電気信
号に変換してから光信号に再変換しているので、高速化
に限界がある。

【０００９】上記公開公報に記載される従来例でも、非
対称なルーティングが不可能である。また、波長分離後
の信号光を分割して複数の光スイッチに供給する必要が
あるので、ロスが非常に多い。

【００１０】本発明は、非対称ルーティングを実現する
光クロスコネクト装置を提示することを目的とする。

【００１１】本発明はまた、各光回線上での多重波長数
を等しくする必要が無い光クロスコネクト装置を提示す
ることを目的とする。

【００１２】本発明はまた、多重波長数の変更に柔軟に
対応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。

【００１３】本発明はまた、より少ない素子数で、任意
の光入力回線上の任意の波長光を任意の光出力回線にル
ーチングするフルクロスコネクトを実現する光クロスコ
ネクト装置を提示することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明では、循環的な波
長分離特性を具備する波長分離素子と、複数の光入力ポ
ートと複数の光出力ポートを具備し、各光入力ポートに
入力する光がその波長と入力ポート番号に応じた光出力
ポートから出力される循環的な波長多重特性を有する波
長多重素子と、波長分離素子から出力される各波長の信
号光から、同一波長を含む所定波長の内の１波長に変換
する複数の波長変換手段とを設ける。波長分離素子及び
波長多重素子は例えば、アレイ導波路格子または、波長
に関して循環的な入出力特性を具備するグレーティング
からなる。

【００１５】信号光を中間で別波長に変換することによ
り、光出力先を任意に選択できるだけでなく、別の光入
力回線から同じ波長で入力した信号光を、混信させずに
同じ光出力回線に出力することができる。また、光出力
回線間で信号光の数を非対称にすることも可能になる。

【００１６】波長変換手段は、波長分離手段から出力さ
れる信号光をそのまま、又は別波長に変換して出力する
ものでも、両者を同時に出力するものでもよい。用途に
応じてどちらかを選択する。

【００１７】一部の波長変換手段を光スイッチ手段に変
更してもよい。一部の波長についてのみ非対称ルーティ
ングが可能になるが、全体のコストを大幅に低減でき
る。一部の光入力回線上の特定の波長についてのみ波長
変換手段を設けて、非対称ルーティングを可能にしても
よい。

【００１８】波長変換手段には、半導体ＬＤアンプによ
るクロス・ゲイン・モジュレーション及びクロス・フェ
ーズ・モジュレーション、ＥＡ変調器によるクロス・ア
ブソープション・モジュレーション等の原理を使用した
もの、並びに光／電気変換及び電気／光変換を使用する
ものなどを利用できる。

【００１９】

【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。

【００２０】図１は、本発明の一実施例の概略構成ブロ
ック図を示す。この実施例は１６チャネルの光クロスコ
ネクト装置の例であり、４つの光入力回線１０−１〜１
０−４のそれぞれに、波長λ１〜λ４の信号光を波長分
割多重した信号光が入力している。理解を容易にするた
めに、光入力回線１０−１上の信号光をＳ１〜Ｓ４、光
入力回線１０−２上の信号光をＳ５〜Ｓ８、光入力回線
１０−３上の信号光をＳ９〜Ｓ１２、光入力回線１０−
４上の信号光をＳ１３〜Ｓ１６と表記し、各信号を搬送
する波長を（）内に付記した。例えば、光入力回線１０
−１上の信号光Ｓ１は波長λ１であるので、Ｓ１（λ
１）と表記され、信号Ｓ２，Ｓ３及びＳ４はそれぞれ波
長λ２，λ３及びλ４であるので、それぞれＳ２（λ
２），Ｓ３（λ３）及びＳ４（λ４）と表記される。

【００２１】光入力回線１０−２〜１０−４上の信号Ｓ
５〜Ｓ１６についても同様であり、光入力回線１０−２
上の信号光Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８はそれぞれＳ５（λ
１），Ｓ６（λ２），Ｓ７（λ３）及びＳ８（λ４）と
表記される。光入力回線１０−３上の信号光Ｓ９，Ｓ１
０，Ｓ１１及びＳ１２はそれぞれ、Ｓ９（λ１），Ｓ１
０（λ２），Ｓ１１（λ３）及びＳ１２（λ４）と表記
される。光入力回線１０−４上の信号光Ｓ１３，Ｓ１
４，Ｓ１５及びＳ１６はそれぞれ、Ｓ１３（λ１），Ｓ
１４（λ２），Ｓ１５（λ３）及びＳ１６（λ４）と表
記される。

【００２２】光入力回線１０−１〜１０−４上の信号光
は、それぞれ、光アンプ１２−１〜１２−４により光増
幅され、１６×１６のアレイ導波路格子からなる波長分
離素子１４の所定入力ポート＃１，＃５，＃９，＃１３
に入力する。本実施例では、光入力回線１０−１〜１０
−４上の信号波長数が全て４であるので、波長分離素子
１４の１６個の入力ポートの内、４つおきの入力ポート
を使用する。

【００２３】図２は、１６波長λ１〜λ１６を波長分離
及び多重するアレイ導波路格子の入出力対応表、即ちル
ーチング特性を示す。最上位行には、波長分離素子とし
て使用するときの入力ポート、又は波長多重素子として
使用するときの出力ポートを示し、最左欄には、波長分
離素子として使用するときの出力ポート又は波長多重素
子として使用するときの入力ポートを示す。

【００２４】図２から分かるように、波長分離素子１４
は、図１にも明示したように、各出力ポート＃１〜＃１
６から以下に示す信号光を出力する。即ち、 出力ポート＃ １：信号光Ｓ１（λ１） 出力ポート＃ ２：信号光Ｓ２（λ２） 出力ポート＃ ３：信号光Ｓ３（λ３） 出力ポート＃ ４：信号光Ｓ４（λ４） 出力ポート＃ ５：信号光Ｓ１３（λ１） 出力ポート＃ ６：信号光Ｓ１４（λ２） 出力ポート＃ ７：信号光Ｓ１５（λ３） 出力ポート＃ ８：信号光Ｓ１６（λ４） 出力ポート＃ ９：信号光Ｓ９（λ１） 出力ポート＃１０：信号光Ｓ１０（λ２） 出力ポート＃１１：信号光Ｓ１１（λ３） 出力ポート＃１２：信号光Ｓ１２（λ４） 出力ポート＃１３：信号光Ｓ５（λ１） 出力ポート＃１４：信号光Ｓ６（λ２） 出力ポート＃１５：信号光Ｓ７（λ３） 出力ポート＃１６：信号光Ｓ８（λ４） である。

【００２５】図２から予測できるように、光入力回線１
０−１〜１０−４上の信号波長数が、光入力回線１０−
１上で５波長λ１〜λ５、光入力回線１０−４で３波長
λ１〜λ３というように、非対称の場合、光入力端子１
０−４からの入力光を波長分離素子１４の光入力ポート
＃１３でなく光入力ポート＃１４に入力すれば、光入力
回線１０−１〜１０−４からの全ての信号光を波長分離
素子１４の互いに異なる光出力ポート＃１〜＃１６から
出力させることができる。

【００２６】波長分離素子１４の各出力ポート＃１〜＃
１６の出力光は、波長変換装置１６−１〜１６−１６に
入力する。波長変換装置１６−１〜１６−１６は、入力
する信号光を同じ波長のまま又は別の波長に変換して出
力するものでも、入力光と同じ波長の信号光を必ず出力
するもの、即ち、入力光と同じ波長の信号光と所望の異
なる波長の信号光を同時に出力できるものでもよい。但
し、理解を容易にするため、波長変換装置１６−１〜１
６−１６は、１つの波長の信号光のみを出力するものと
して、説明する。波長変換装置１６−１〜１６−１６の
変換先の波長は、どの光出力回線に出力したいかによっ
て決定される。波長変換装置１６−１〜１６−１６は、
波長変換装置１６−１〜１６−１６の具体的構成は、後
述する。

【００２７】波長変換装置１６−１〜１６−１６の出力
光は、それぞれ、１６×１６のアレイ導波路格子からな
る波長多重素子１８の光入力ポート＃１〜＃１６に入力
する。波長多重素子１８の波長多重特性も、図２に示さ
れる通りである。即ち、波長多重素子１８は、波長分離
素子１４と全く同じアレイ導波路格子からなる。

【００２８】波長多重素子１８の光出力ポート＃１，＃
５，＃９，＃１３の出力は、それぞれ光アンプ２０−
１，２０−２，２０−３，２０−４により光増幅されて
光出力回線２２−１，２２−２，２２−３，２２−４に
出力される。波長多重素子１８で使用される光出力ポー
ト＃１，＃５，＃９，＃１３の番号は、波長分離素子１
４で使用される光入力ポートのそれらと同じである。

【００２９】波長変換装置１６−１〜１６−１６が、入
力光の波長を変更しない場合、図２に示す表から分かる
ように、波長分離素子１４と波長多重素１８は全く逆に
動作する。その結果、光入力回線１０−１上の信号光Ｓ
１〜Ｓ４は、それぞれ同じ波長のままで光出力回線２２
−１に出力される。同様に、光入力回線１０−２，１０
−３，１０−４上の信号光Ｓ５〜Ｓ１６は、それぞれ同
じ波長のままで光出力回線２２−２，２２−３，２２−
４に出力される。即ち、光入力回線１０−１，１０−
２，１０−３，１０−４と光出力回線２２−１，２２−
２，２２−３，２２−４をそれぞれ直結したのと等価な
状態になる。

【００３０】例えば、光入力回線１０−１の信号光Ｓ１
（λ１），Ｓ２（λ２），Ｓ３（λ３），Ｓ４（λ４）
をそのまま光出力回線２２−１に出力すると共に、光入
力回線１０−２，１０−３，１０−４上の信号光Ｓ５
（λ１），Ｓ９（λ１）及びＳ１３（λ１）も光出力回
線２２−１に出力する場合を説明する。このようにした
い場合、波長変換装置１６−１３は、波長分離素子１４
の光出力ポート＃１３からの信号光Ｓ５（λ１）の波長
λ１を波長λ１３に変換し、波長変換装置１６−９は、
波長分離素子１４の光出力ポート＃９からの信号光Ｓ９
（λ１）の波長λ１を波長λ９に変換し、波長変換装置
１６−５は、波長分離素子１４の光出力ポート＃５から
の信号光Ｓ１３（λ１）の波長λ１を波長λ５に変換す
ればよい。

【００３１】波長変換装置１６−１３から出力される信
号光Ｓ５（λ１３）は、波長多重素子１８の光入力ポー
ト＃１３に入力する。図２に示す表から、波長多重素子
１８の光入力ポート＃１３に波長λ１３の光が入力する
と、その光は光出力ポート＃１から出力される。従っ
て、波長変換装置１６−１３から出力されるＳ５（λ１
３）は、波長多重素子１８の光出力ポート＃１から光ア
ンプ２０−１を介して光出力回線２２−１に出力され
る。

【００３２】波長変換装置１６−１９から出力される信
号光Ｓ９（λ９）は、波長多重素子１８の光入力ポート
＃９に入力する。図２に示す表から、波長多重素子１８
の光入力ポート＃９に波長λ９の光が入力すると、その
光は光出力ポート＃１から出力される。従って、波長変
換装置１６−１９から出力されるＳ９（λ９）は、波長
多重素子１８の光出力ポート＃１から光アンプ２０−１
を介して光出力回線２２−１に出力される。

【００３３】同様に、波長変換装置１６−５から出力さ
れるＳ１３（λ５）は、波長多重素子１８の光入力ポー
ト＃５に入力する。図２に示す表から、波長多重素子１
８の光入力ポート＃５に波長λ５の光が入力すると、そ
の光は光出力ポート＃１から出力される。従って、波長
変換装置１６−５から出力されるＳ１３（λ５）は、波
長多重素子１８の光出力ポート＃１から光アンプ２０−
１を介して光出力回線２２−１に出力される。

【００３４】その他の波長変換装置１６−１〜１６−
４，１６−６〜１６−８，１６−１０〜１６−１２，１
６−１４〜１６−１６は、入力光を波長変換せずにその
まま出力する。従って、波長多重素子１８の光入力ポー
ト＃１〜＃４，＃６〜＃８，＃１０〜＃１２，＃１４〜
＃１６には、図３に示すように、波長分離素子１４の光
出力ポート＃１〜＃４，＃６〜＃８，＃１０〜＃１２，
＃１４〜＃１６の出力光がそのまま入力する。波長分離
素子１４と波長多重素子１８の入出力特性は全く逆にな
っているので、波長多重素子１８は、波長分離素子１４
の光出力ポート＃１〜＃４から出力される信号光Ｓ１
（λ１），Ｓ２（λ２），Ｓ３（λ３），Ｓ４（λ４）
を光出力ポート＃１から出力し、波長分離素子１４の光
出力ポート＃６〜＃８から出力される信号光Ｓ１４（λ
２），Ｓ１５（λ３），Ｓ１６（λ４）を光出力ポート
＃１３から出力し、波長分離素子１４の光出力ポート＃
１０〜＃１２から出力される信号光Ｓ１０（λ２），Ｓ
１１（λ３），Ｓ１２（λ４）を光出力ポート＃９から
出力し、波長分離素子１４の光出力ポート＃１４〜＃１
６から出力される信号光Ｓ６（λ２），Ｓ７（λ３），
Ｓ８（λ４）を光出力ポート＃５から出力する。

【００３５】このようにして、図３に示すように、信号
光Ｓ１〜Ｓ４は波長変換無しで、信号光Ｓ５，Ｓ９，Ｓ
１３は別の波長に変換されて、光出力回線２２−１に出
力される。光出力回線２２−１上で信号光Ｓ１〜Ｓ４，
Ｓ５，Ｓ９，Ｓ１３はその波長が互いに異なるので、後
段で容易に分離できる。光入力回線１０−２上の残りの
信号光Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８は、波長変換無しで光出力回線
２２−２に出力される。光入力回線１０−３上の残りの
信号光Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１２は、波長変換無しで光出
力回線２２−３に出力される。光入力回線１０−４上の
残りの信号光Ｓ１４，Ｓ１５，Ｓ１６は、波長変換無し
で光出力回線２２−４に出力される。

【００３６】変換先の波長は、図２に示す対応表を見れ
ば分かる。対象となる光入力回線（例えば、光入力回線
１０−２）の信号光が入力する波長分離素子１４の光入
力ポート（例えば、＃５）の欄の中で、ルーティングし
たい信号光（例えば、Ｓ５（λ１））の波長（例えば、
λ１）の記載されるセルを見つける。見つけたセルの属
する同じ行内で、ルーティング先の光出力回線（例え
ば、光出力回線２２−１）の接続する波長多重素子１８
の光出力ポート番号（例えば、＃１）の欄のセルに記載
される波長（例えば、波長λ１３）が、変換先の波長で
ある。従って、図示実施例では、波長λ１の信号光Ｓ
１，Ｓ５，Ｓ９，Ｓ１３の波長変換先の波長はλ５，λ
９又はλ１３、波長λ２の信号光Ｓ２，Ｓ６，Ｓ１０，
Ｓ１４の波長変換先の波長はλ６，λ１０又はλ１４、
波長λ３の信号光Ｓ３，Ｓ７，Ｓ１１，Ｓ１５の波長変
換先の波長はλ７，λ１１又はλ１５、波長λ４の信号
光Ｓ４，Ｓ８，Ｓ１２，Ｓ１６の波長変換先の波長はλ
８，λ１２又はλ１６である。

【００３７】図４は、波長変換装置１６−１〜１６−１
６の概略構成ブロック図を示す。３０は波長分離素子１
４からの信号光Ｓが入力する入力端子であり、この入力
端子３０に入力した信号光は、光サーキュレータ３２の
ポートＡに入力する。光サーキュレータは、ポートＡの
入力光をポートＢから出力し、ポートＢの入力光をポー
トＣから出力する光素子である。光サーキュレータ３２
のポートＢは、波長変換素子３４の一端面３４ａと光学
的に接続する。波長変換素子３４の他端面３４ｂには、
プローブ光源３６からＣＷプローブ光が入力する。プロ
ーブ光源３６はその発振波長λｐを選択自在であり、波
長制御回路３８は、プローブ光源３６の波長λｐを所望
の波長に制御する。λｐはλｓと一致してもよい。

【００３８】図４に示す波長変換装置を例えば、波長変
換装置１６−５，１６−９又は１６−１３として使用す
る場合、プローブ光源３６は、波長λ１，λ９及びλ１
３の何れかでレーザ発振可能であればよい。又は、プロ
ーブ光源３６は、候補となる各波長でレーザ発振するレ
ーザ・ダイオードと、その各レーザ出力の１つを選択す
る光スイッチからなるものでもよい。

【００３９】波長変換素子３４は、具体的には、半導体
レーザ・ダイオードと実質的に同じ構造からなる光増幅
素子（所謂、半導体ＬＤアンプ）又はＥＡ変調素子から
なる。前者の場合にはクロス・ゲイン・モジュレーショ
ン又はクロス・フェーズ・モジュレーションにより、後
者の場合にはクロス・アブソープション・モジュレーシ
ョンにより、波長変換素子３４は、信号光の波形をプロ
ーブ光に重ねるように作用し、波長変換素子３４を透過
して出力するプローブ光の波形は、波長変換素子３４に
入力する信号光の波形に相似したものとなる。これによ
り、信号光Ｓの波長が、波長λｓからプローブ光の波長
λｐに変換されたことになる。

【００４０】入力端子３０に入力する信号光Ｓの波長を
λｓとすると、その信号光Ｓ（λｓ）は、光サーキュレ
ータ３２のポートＡに入力してポートＢから波長変換素
子３４の端面３４ａに入力する。他方、波長変換素子３
４の別の端面３４ｂには、プローブ光源から波長λｐの
ＣＷプローブ光が入力する。波長変換素子３４では、上
述の原理により、信号光Ｓの波長がλｓからプローブ光
の波長λｐに変換され。即ち、Ｓ（λｐ）となる。波長
変換された信号光Ｓ（λｐ）は、波長変換素子３４の端
面３４ａから光サーキュレータ３２のポートＢに入力
し、そのポートＣから光多重素子１８に出力される。

【００４１】波長変換素子３４は、通常、単独の素子か
らなるが、図５に示すような、半導体ＬＤアンプのクロ
ス・フェーズ・モジュレーションを利用したマッハツェ
ンダ干渉計構造の素子を使用しても良い。

【００４２】図５を説明する。信号光Ｓ（λｓ）はポー
ト４０に入力し、光カップラ４２で２分割される。光カ
ップラ４２で分割された各信号光は、それぞれ半導体Ｌ
Ｄアンプ４４，４６に入力する。半導体ＬＤアンプ４
４，４６を透過した信号光Ｓ（λｓ）は光カップラ４８
で合分波されるが、以後、利用されない。ポート４０と
は反対端面のポート５０にはＣＷプローブ光（波長λ
ｐ）が入射する。そのプローブ光は、光カップラ４８で
２分割される。分割された各プローブ光は、信号光Ｓ
（λｓ）とは逆方向で半導体ＬＤアンプ４４，４６に入
射する。

【００４３】半導体ＬＤアンプ４４，４６を透過したプ
ローブ光は、光カップラ４２で合分波され、変換光Ｓ
（λｐ）としてポート４０，５２から外部に出力され
る。ポート５２からの出力光を使用する場合、図４の光
サーキュレータ３２は不要になる。

【００４４】半導体ＬＤアンプ４４，４６には、それぞ
れに入射するプローブ光に、同時に入射する信号光の光
強度に従った位相変化を与えるようなバイアスを印加し
てあり、且つ、半導体ＬＤアンプ４４と同４６とで、位
相変化の方向が逆になるようにしてある。例えば、ポー
ト４０に信号光が入力していないとき、光カップラ４２
による合分波後のプローブ光の波形が平坦になるよう
に、半導体ＬＤアンプ４４と同４６のバイアスが設定さ
れる。半導体ＬＤアンプ４４，４６でプローブ光に与え
られた位相変化が、光カップラ４２で合分波される際に
影響して、分波後のプローブ光の波形は、ポート４０に
入力する信号光の波形を写したものになっている。

【００４５】この構成では、半導体ＬＤアンプ４４，４
６のクロス・フェーズ・モジュレーションにより、信号
光の波長が、プローブ光の波長に変換される。

【００４６】図５に示す構成では、プローブ光の波長λ
ｐを、入力する信号光Ｓの波長λｓと一致させることが
できる。即ち、同一波長への波長変換が可能になる。

【００４７】図５に示す素子を中央縦線で２分割し、マ
イケルソン干渉計として動作させても、波長変換装置と
して動作させることができる。この場合、同一波長への
波長変換（即ち、λｐ＝λｓ）は不可能である。

【００４８】波長変換無しの出力（実質的に同一の波長
への波長変換を含む。）が不可能な波長変換装置を使用
する場合、２×２光スイッチを使用して、波長変換無し
の出力と、別波長へ変換した出力とを選択できるように
すればよい。図６は、そのような波長変換装置の概略構
成ブロック図を示す。光入力端子６０には、波長分離素
子１４からの信号光が入力する。６２は２入力Ｘ０，Ｘ
１及び２出力Ｙ０，Ｙ１の光スイッチであり、光入力端
子６０は光入力ポートＸ０に接続し、光出力ポートＹ０
は光出力端子６４に接続する。光出力ポートＹ１は図４
に示すような構成の波長変換器６６の入力に接続する。
波長変換器６６の出力は光スイッチ６２の光入力ポート
Ｘ１に接続する。光出力端子６４は、波長多重素子１８
の光入力ポートに接続する。

【００４９】波長分離素子１４からの信号光を同じ波長
のままで出力したい場合には、光スイッチ６２をスルー
接続状態にする。スルー接続状態では、光入力ポートＸ
０が光出力ポートＹ０に接続し、光入力ポートＸ１が光
出力ポートＹ１に接続する。従って、波長分離素子１４
から光入力端子６０を介して光スイッチ６２の光入力ポ
ートＸ０に入力した信号光は、そのまま、光出力ポート
Ｙ０から光出力端子６４に、即ち、波長多重素子１８に
供給される。

【００５０】波長分離素子１４からの信号光を異なる波
長に変換して出力したい場合には、光スイッチ６２をク
ロス接続状態にする。クロス接続状態では、光入力ポー
トＸ０が光出力ポートＹ１に接続し、光入力ポートＸ１
が光出力ポートＹ０に接続する。従って、波長分離素子
１４から光入力端子６０を介して光スイッチ６２の光入
力ポートＸ０に入力した信号光は、光出力ポートＹ１か
ら波長変換器６６に印加され、ここで、所望の波長に変
換される。波長変換器６６の出力は、光スイッチ６２の
光入力ポートＸ１に入力し、光出力ポートＹ０から光出
力端子６４に、即ち、波長多重素子１８に供給される。

【００５１】このようにして、図６に示す構成では、波
長変換無しの出力と、波長変換ありの出力を選択するこ
とができる。

【００５２】波長分離素子１４及び波長多重素子１８と
して使用するアレイ導波路格子は、その分離／多重波長
特性に周期を具備し、その１周期又はその波長がＦＳＲ
（Ｆｒｅｅ Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｒａｎｇｅ）と呼ばれ
る。上記説明では、波長変換装置１６−１〜１６−１６
の変換先の波長は、波長多重素子１８の同じＦＳＲ内の
ものであるとしているが、１ＦＳＲずらした波長に変換
しても、同じ光出力ポートから出力させることができ
る。例えば、図３に示す例で、光入力回線１０−２上の
信号光Ｓ５、光入力回線１０−３上の信号光Ｓ９及び光
入力回線１０−４上の信号光Ｓ１３の各波長を、それぞ
れ、λ５＋ＦＳＲ、λ９−ＦＳＲ及びλ１３−ＦＳＲに
変換しても、波長多重素子１８は、波長変換後の信号光
Ｓ５，Ｓ９，Ｓ１３を光出力ポート＃１から光出力回線
２２−１に出力する。

【００５３】また、図３を参照した先の説明では、信号
光Ｓ２，Ｓ６，Ｓ１０，Ｓ１４は、同じ波長λ２のまま
で波長多重素子１８内を通過することになり、波長多重
素子１８内でのクロストークにより劣化する可能性があ
る。このような信号劣化は、例えば、波長変換装置１６
−６，１６−１０，１６−１４が信号光Ｓ６，Ｓ１０，
Ｓ１４の波長を波長λ２からそれぞれλ２＋ＦＳＲ，λ
２−ＦＳＲ及びλ２＋ＦＳＲに変換するようにすること
で、軽減できる。このような波長変換を施しても、先に
説明した波長に対する周期性により、各信号Ｓ６，Ｓ１
０，Ｓ１４は、図３で説明したのと同じ光出力回線２２
−２，２２−３，２２−４に出力される。

【００５４】このようなことは、残りの波長λ３及びλ
４についても同様である。

【００５５】半導体ＬＤ増幅器における順方向励起の相
互利得変調を用いることで、入力信号光と、これとは異
なる波長の変換光とを同時に出力する波長変換装置を実
現できる。図７は、その波長変換装置の概略構成ブロッ
ク図を示す。７０は半導体ＬＤ光アンプ、７２はＣＷプ
ローブ光を発生するプローブ光源、７４はプローブ光源
７２の発振波長λｐを制御する波長制御回路、７６は、
波長分離素子１４からの波長λｓの信号光Ｓ（λｓ）
に、プローブ光源７２から出力されるプローブ光（波長
λｐ）を合波して半導体ＬＤアンプ７０に印加する光カ
ップラである。

【００５６】この構成では、波長分離素子１４からの波
長λｓの信号光Ｓ（λｓ）は、プローブ光源７２から出
力されるプローブ光（波長λｐ）と共に、同方向で半導
体ＬＤアンプ７０に入力し、半導体ＬＤアンプ７０内を
同方向に伝搬する。半導体ＬＤアンプ７０内を同方向に
伝搬する間に、信号光Ｓ（λｓ）とプローブ光（波長λ
ｐ）は相互に作用し、プローブ光の波形が信号光Ｓの波
形を反映したものに変形される。半導体ＬＤアンプ７０
から出力される光は、信号光Ｓ（λｓ）と、信号光Ｓの
波形を具備するプローブ光、即ち、変換光Ｓ（λｐ）と
を含む。

【００５７】図７に示すように、波長変換前の波長の信
号光も同時に出力する波長変換装置を使用することによ
り、所望の信号光を、当初の光出力回線に出力しつつ、
所望の別の光出力回線にも出力できる。例えば、図３で
は、信号光Ｓ５，Ｓ９，Ｓ１３が光出力回線２２−１に
のみ向けられているが、波長変換装置１６−５，１６−
９，１６−１３として図７に示すような波長変換装置を
使用することで、図８に示すように、信号光Ｓ５，Ｓ９
及びＳ１３を、それぞれ光出力回線２２−２，２２−３
及び２２−４に出力すると同時に、光出力回線２２−１
にも出力することができる。但し、光出力回線２２−
２，２２−３及び２２−４上の信号光Ｓ５，Ｓ９及びＳ
１３の波長はλ１であり、光出力回線２２−１上の信号
光Ｓ５，Ｓ９及びＳ１３の波長は、それぞれ、λ１３，
λ９及びλ５である。図８で図１と同じ構成要素には同
じ符号を付してある。７６は、図１に示す構成で、波長
変換装置１６−５，１６−９，１６−１３として図７に
示すような波長変換装置を使用した光クロスコネクト装
置である。

【００５８】上記実施例では、全ての信号光Ｓ１〜Ｓ１
６について非対称な経路選択が可能になるが、一部の信
号光、例えば、波長λ１で入力する信号光Ｓ１，Ｓ５，
Ｓ９，Ｓ１３のみについて、上述の非対称な経路選択を
可能としつつ、他の波長の信号光Ｓ２〜Ｓ４，Ｓ６〜Ｓ
８，Ｓ１０〜Ｓ１２，Ｓ１４〜Ｓ１６については、光ス
イッチによる対称な経路選択を行なうようにしてもよ
い。図９は、そのように図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を示す。信号光Ｓ１〜Ｓ１６
と波長の関係の表記方法は、図１と同じである。

【００５９】光入力回線１０−１〜１０−４と同様に、
光入力回線８０−１には、波長分割多重された４つの信
号光Ｓ１（λ１），Ｓ２（λ２），Ｓ３（λ３）及びＳ
４（λ４）が伝搬し、光入力回線８０−２には、波長分
割多重された４つの信号光Ｓ５（λ１），Ｓ６（λ
２），Ｓ７（λ３）及びＳ８（λ４）が伝搬し、光入力
回線８０−３には、波長分割多重された４つの信号光Ｓ
９（λ１），Ｓ１０（λ２），Ｓ１１（λ３）及びＳ１
２（λ４）が伝搬し、光入力回線８０−４には、波長分
割多重された４つの信号光Ｓ１３（λ１），Ｓ１４（λ
２），Ｓ１５（λ３）及びＳ１６（λ４）が伝搬する。

【００６０】光入力回線８０−１〜８０−４上の信号光
は、それぞれ、光アンプ８２−１〜８２−４により光増
幅され、波長分離素子８４の所定入力ポート＃１，＃
５，＃９，＃１３に入力する。波長分離素子８４は、波
長分離素子１４と同じく１６×１６のアレイ導波路格子
からなり、その入出力特性は、図２に示されているのと
同じである。

【００６１】波長分離素子８４の出力ポート＃１，＃
５，＃９，＃１３の出力光は、それぞれ波長変換装置８
６−１，８６−２，８６−３，８６−４に入力する。波
長変換素子８４の、同じ波長の信号光を出力する出力ポ
ートは、同じ光スイッチに接続する。即ち、波長分離素
子８４の出力ポート＃２，＃６，＃１０，＃１４の出力
光は、４入力・４出力の光スイッチ８８−１の別々の入
力ポートに入力する。波長分離素子８４の出力ポート＃
３，＃７，＃１１，＃１５の出力光は、４入力・４出力
の光スイッチ８８−２の別々の入力ポートに入力する。
波長分離素子８４の出力ポート＃４，＃８，＃１２，＃
１６の出力光は、４入力・４出力の光スイッチ８８−３
の別々の入力ポートに入力する。

【００６２】波長変換装置８６−１〜８６−４は、入力
光を同じ波長のまま、又は異なる波長に変換して出力す
る。勿論、波長変換装置８６−１〜８６−４は、先に説
明したのと同様に、異なる波長に変換する場合でも、元
々の波長の信号光を同時に出力するものであってもよ
い。

【００６３】光スイッチ８８−１〜８８−３は、４つの
入力ポートの各入力光を４つの出力ポートの何れかに互
いに衝突しないように回送する。このような光スイッチ
８８−１〜８８−３は、例えば複数の２×２の光スイッ
チを組み合わせて使用することで容易に実現できる。

【００６４】波長変換装置８６−１，８６−２，８６−
３，８６−４の出力光はそれぞれ、波長多重素子９０の
光入力ポート＃１，＃５，＃９，＃１３に入力する。波
長多重素子９０は、波長多重素子１８と同じく１６×１
６のアレイ導波路格子からなり、その入出力特性は、図
２に示されているのと同じである。光スイッチ８８−１
の４つの出力ポートはそれぞれ、波長多重素子９０の入
力ポート＃２，＃６，＃１０，＃１４に接続する。光ス
イッチ８８−２の４つの出力ポートはそれぞれ、波長多
重素子９０の入力ポート＃３，＃７，＃１１，＃１５に
接続する。光スイッチ８８−３の４つの出力ポートは、
それぞれ、波長多重素子９０の入力ポート＃４，＃８，
＃１２，＃１６に接続する。

【００６５】波長多重素子９０の光出力ポート＃１，＃
５，＃９，＃１３の出力は、それぞれ光アンプ９２−
１，９２−２，９２−３，９２−４により光増幅されて
光出力回線９４−１，９４−２，９４−３，９４−４に
出力される。波長多重素子９０で使用される光出力ポー
ト＃１，＃５，＃９，＃１３の番号は、波長分離素子８
４で使用される光入力ポートのそれらと同じである。

【００６６】図９に示す実施例では、波長λ１の信号光
Ｓ１，Ｓ５，Ｓ９，Ｓ１３については、図１に示す実施
例と同様に、光出力回線９４−１〜９４−４に非対称に
回送できる。即ち、何れか１つの光出力回線（例えば、
９４−１）に全ての信号光Ｓ１，Ｓ５，Ｓ９，Ｓ１３を
集めることも可能である。しかし、波長λ１以外の波長
λ２，λ３，λ４の信号光Ｓ２〜Ｓ４，Ｓ６〜Ｓ８，Ｓ
１４〜Ｓ１６については、光スイッチ８８−１〜８８−
３によるルーティングされるので、光出力回線９４−１
〜９４−４に対称にしか回送できない。即ち、同じ波長
（例えば、λ２）で入力した信号光（例えば、Ｓ２，Ｓ
６，Ｓ１０，Ｓ１３）は、それぞれ異なる光出力回線９
４−１〜９４−４にしか回送できない。

【００６７】波長λ２の信号光Ｓ２，Ｓ６，Ｓ１０，Ｓ
１４の取り得る信号径路を簡単に説明する。信号光Ｓ
２，Ｓ６，Ｓ１０，Ｓ１４はそれぞれ、光入力回線８０
−１〜８０−４を伝搬し、光アンプ８２−１〜８２−４
を介して波長分離素子８４の光入力ポート＃１，＃５，
＃９，＃１３に入力する。波長分離素子８４は、波長分
離素子１４と同様に、入力した信号光Ｓ２，Ｓ６，Ｓ１
０，Ｓ１４をそれぞれ光出力ポート＃２，＃１４，＃１
０，＃５から出力する。波長分離素子８４の光出力ポー
ト＃２，＃１４，＃１０，＃５はそれぞれ４×４の光ス
イッチの４つの光入力ポートに接続しているので、波長
分離素子８４から出力される信号光Ｓ２，Ｓ６，Ｓ１
０，Ｓ１４は全て、光スイッチ８８−１に入力する。

【００６８】光スイッチ８８−１は、これらの入力光を
切り換えて、それぞれ、波長多重素子９０の光入力ポー
ト＃２，＃６，＃１０，＃１４に供給する。波長多重素
子９０は、図２に示す特性に従い、光入力ポート＃２に
入力する波長λ２の信号光を光出力ポート＃１から出力
し、光入力ポート＃６に入力する波長λ２の信号光を光
出力ポート＃１３から出力し、光入力ポート＃１０に入
力する波長λ２の信号光を光出力ポート＃９から出力
し、光入力ポート＃１４に入力する波長λ２の信号光を
光出力ポート＃５から出力する。これにより、波長λ２
の信号光Ｓ２，Ｓ６，Ｓ１０，Ｓ１４はそれぞれ、光出
力回線９４−１〜９４−４の何れかに対称に回送され
る。

【００６９】光スイッチ８８−１には、波長λ２の信号
光Ｓ２，Ｓ６，Ｓ１０，Ｓ１４が集められるが、同様
に、光スイッチ８８−２には、波長λ３の信号光Ｓ３，
Ｓ７，Ｓ１１，Ｓ１５を集められ、光スイッチ８８−３
には、波長λ３の信号光Ｓ４，Ｓ８，Ｓ１２，Ｓ１６を
集められる。即ち、同じ波長の信号光は同じ光スイッチ
に入力する。

【００７０】波長変換装置は一般に非常に高価であるの
で、図９に示すように、波長λ１のみを波長変換の対
象、即ち、非対称ルーティングの対象とすることで、経
路切換えの要求を満たしつつ、安価な光クロスコネクト
装置を実現できる。

【００７１】更に、図９では、波長λ１の全ての信号光
Ｓ１，Ｓ５，Ｓ９，Ｓ１３を非対称ルーティングの対象
としたが、特定の１又は少数の光入力回線からの信号
光、例えば、信号光Ｓ１のみを非対称ルーティングの対
象としてもよい。その場合、波長変換装置８６−２，８
６−３，８６−４に代えて、３×３の光スイッチを設け
て、他の波長λ２，λ３，λ４の信号光と同様に対称ル
−ティングの対象とする。

【００７２】図９に示す実施例を例えば、２つの４ファ
イバ・リング・ネットワークの結合点に配置すること
で、波長λ１をリング間で授受する信号光の波長とする
という使用法が可能になる。

【００７３】波長分離素子１４，８４及び波長多重素子
１８，９０としてアレイ導波路格子を用いた実施例を説
明したが、波長に関して同様の循環的な入出力特性を有
するグレーティング（例えば、Ｊ．Ｐ．Ｌａｕｄｅ他”
ＬＯＷ ＬＯＳＳ， ＬＯＷＣＲＯＳＳＴＡＬＫ Ｍ＊
Ｎ ＰＡＳＳＩＶＥ ＷＡＶＥＬＥＮＧＴＨ ＲＯＵＴ
ＥＲＳ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＤＩＦＲＡＣＴＩＯＮ Ｇ
ＲＡＴＩＮＧＳ”，ＬＥＯ９７，４：００ＰＭ−４：１
５ＰＭ）を使用しても、同様の作用効果を得ることがで
きる。

【００７４】

【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、複数の光入力回線から所定の波長
で入力する複数の信号光のそれぞれを複数の光出力回線
上の内の、所望の任意の光出力回線上に非対称に回送す
ることができる。その際、同一波長信号が同一経路に流
入しないノンブロッキング・ルーティング特性及び任意
の波長信号を任意の出力へ切り替えるフル・クロス・コ
ネクト特性を持たせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例の概略構成ブロック図であ
る。

【図２】 波長分離素子１４及び波長多重素子１８の入
出力特性表である。

【図３】 信号光Ｓ５，Ｓ９，Ｓ１３を光出力回線２２
−１に回送するときの、各部での信号光Ｓ１〜Ｓ１６の
波長を示す模式図である。

【図４】 波長変換装置１６−１〜１６−１６の概略構
成ブロック図である。

【図５】 波長変換素子３４の概略構成ブロック図であ
る。

【図６】 波長変換無しの出力を可能にする波長変換装
置１６−１〜１６−１６の概略構成ブロック図である。

【図７】 波長変換前の信号光成分も出力する波長変換
装置の概略構成ブロック図である。

【図８】 図７に示す波長変換装置を波長変換装置１６
−１〜１６−１６として使用する場合の、出力光の一例
である。

【図９】 波長λ１の信号光のみを波長変換の対象とす
る本発明の第２実施例の概略構成ブロック図である。

【符号の説明】

１０−１〜１０−４：光入力回線 １２−１〜１２−４：光アンプ １４：波長分離素子 １６−１〜１６−１６：波長変換装置１ １８：波長多重素子 ２０−１〜２０−４：光アンプ ２２−１〜２２−４：光出力回線 ３０：入力端子 ３２： 光サーキュレータ ３４：波長変換素子 ３４ａ，３４ｂ：波長変換素子の端面 ３６：プローブ光源 ３８：波長制御回路 ４０：ポート ４２：光カップラ ４４，４６：半導体ＬＤアンプ ４８：光カップラ ５０：ポート ５２：ポート ６０：光入力端子 ６２：２入力Ｘ０，Ｘ１・２出力Ｙ０，Ｙ１の光スイッ
チ ６４：光出力端子 ６６：波長変換器 ７０：半導体ＬＤ光アンプ ７２：プローブ光源 ７４：波長制御回路 ７６：光カップラ ８０−１〜８０−４：光入力回線 ８２−１〜８２−４：光アンプ ８４：波長分離素子 ８６−１〜８６−４：波長変換装置 ８８−１，８８−２，８８−３：光スイッチ ９０：波長多重素子 ９２−１〜９２−４：光アンプ ９４−１〜９４−４：光出力回線 １１０−１〜１１０−８：光入力回線 １１２−１〜１１２−８：光アンプ １１４−１〜１１４−８：波長分離素子 １１６−１〜１１６−６４：再生装置 １１８：６４×６４光スイッチ回路 １２０−１〜１２０−６４：波長変換装置 １２２−１〜１２２−８：波長多重素子 １２４−１〜１２４−８：光アンプ １２６−１〜１２６−８：光出力回線

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の光入力回線と、複数の光出力回線
   と、循環的な波長分離特性を具備する波長分離素子であ
   って、当該複数の光入力回線からの入力光を各波長の信
   号光に分離し、互いに異なる光出力ポートから出力する
   波長分離手段と、 当該波長分離手段の各光出力ポートから出力される信号
   光を、同一波長を含む所定波長の内の１波長に変換する
   複数の波長変換手段と、 複数の光入力ポートと複数の光出力ポートを具備し、各
   光入力ポートに入力する光がその波長と入力ポート番号
   に応じた光出力ポートから出力される循環的な波長多重
   特性を有する波長多重素子であって、当該複数の波長変
   換手段から出力される信号光が各光入力ポートに入力
   し、所定の光出力ポートに当該複数の光出力回線のそれ
   ぞれが接続する波長多重素子とからなることを特徴とす
   る光クロスコネクト装置。
2. 【請求項２】 波長多重された第１波長の信号光及び当
   該第１の波長とは異なる第２波長の信号光を伝搬する複
   数の光入力回線と、 複数の光出力回線と、 循環な波長分離特性を具備する波長分離素子であって、
   当該複数の光入力回線からの入力光を各波長の信号光に
   分離し、互いに異なる光出力ポートから出力する波長分
   離手段と、 当該波長分離手段から出力される信号光の内、１以上の
   当該第１波長の信号光のそれぞれを、同一波長を含む所
   定波長の内の１波長に変換する１以上の波長変換手段
   と、 当該波長分離手段から出力される信号光の内、残りの信
   号光を別の経路に切換え自在な光スイッチ手段と、 複数の光入力ポートと複数の光出力ポートを具備し、各
   光入力ポートに入力する光がその波長と入力ポート番号
   に応じた光出力ポートから出力される循環的な波長多重
   特性を有する波長多重素子であって、当該複数の波長変
   換手段から出力される信号光及び当該光スイッチ手段か
   ら出力される信号光が当該各光入力ポートに入力し、所
   定の当該光出力ポートに当該複数の光出力回線のそれぞ
   れが接続する波長多重素子とからなることを特徴とする
   光クロスコネクト装置。
3. 【請求項３】 当該波長変換手段が、当該複数の光入力
   回線のそれぞれに対して設けられている請求項２に記載
   の光クロスコネクト装置。
4. 【請求項４】 当該複数の波長変換手段の１つ以上が、
   当該波長分離手段の各光出力ポートから出力される信号
   光を別波長に変換した信号光と、変換前の波長の信号光
   の何れか一方を選択的に出力する波長変換手段である請
   求項１又は２に記載の光クロスコネクト装置。
5. 【請求項５】 当該複数の波長変換手段の１つ以上が、
   当該波長分離手段の各光出力ポートから出力される信号
   光を別波長に変換した信号光と、変換前の波長の信号光
   を同時に出力する波長変換手段である請求項１又は２に
   記載の光クロスコネクト装置。
6. 【請求項６】 当該別波長は、当該波長多重素子が、当
   該複数の光出力回線のそれぞれに接続する当該波長多重
   素子の各光出力ポートに当該波長変換手段の出力光をル
   ーティングする波長の何れかである請求項３又は４に記
   載の光クロスコネクト装置。
7. 【請求項７】 当該複数の波長変化手段の１つ以上が、
   入力光を別の波長に変換する波長変換器と、当該波長分
   離器の各光出力ポートから出力される信号光をそのまま
   出力するか、当該波長分離器の各光出力ポートから出力
   される信号光を当該波長変換器に印加して、当該波長変
   換手段の出力光を出力するかを選択自在な光スイッチ手
   段とからなる請求項１又は２に記載の光クロスコネクト
   装置。
8. 【請求項８】 当該波長分離素子及び当該波長多重素子
   が、アレイ導波路格子からなる請求項１又は２に記載の
   光クロスコネクト装置。
9. 【請求項９】 当該波長分離素子及び当該波長多重素子
   が、複数の光入力ポートと複数の光出力ポートを具備
   し、各光入力ポートに入力する光が、その波長と入力ポ
   ート番号に応じた光出力ポートから出力される循環的な
   伝達特性を有するグレーティングからなる請求項１又は
   ２に記載の光クロスコネクト装置。