冗長構成光伝送装置および光切替器
【課題】 光切替機能と光可変減衰機能を合わせた光切替器を用い、高信頼性を確保しつつ低コスト化および運用性向上を可能にする。
【解決手段】 第１の光ユニットの出力ポートから出力される光信号を入力ポート１に入力し、第２の光ユニットの出力ポートから出力される光信号を各入力ポート２に入力し、一方を選択して出力ポートに出力する光切替器を備えた冗長構成光伝送装置において、光切替器は、入力ポート１の光信号を損失なく透過し入力ポート２の光信号を遮断する第１のモードと、入力ポート２の光信号を遮断したまま入力ポート１の光信号に所定の損失を与える第２のモードと、入力ポート１の光信号を遮断したまま入力ポート２の光信号に所定の損失を与える第３のモードと、入力ポート２の光信号を損失なく透過し入力ポート１の光信号を遮断する第４のモードのいずれかに設定可能な構成である。
【解決手段】 第１の光ユニットの出力ポートから出力される光信号を入力ポート１に入力し、第２の光ユニットの出力ポートから出力される光信号を各入力ポート２に入力し、一方を選択して出力ポートに出力する光切替器を備えた冗長構成光伝送装置において、光切替器は、入力ポート１の光信号を損失なく透過し入力ポート２の光信号を遮断する第１のモードと、入力ポート２の光信号を遮断したまま入力ポート１の光信号に所定の損失を与える第２のモードと、入力ポート１の光信号を遮断したまま入力ポート２の光信号に所定の損失を与える第３のモードと、入力ポート２の光信号を損失なく透過し入力ポート１の光信号を遮断する第４のモードのいずれかに設定可能な構成である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ネットワークシステムの光信号を処理する光伝送装置において、現用・予備の切り替えを行う冗長構成光伝送装置および光切替器に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ネットワークシステムに用いられる光伝送装置は、複数の入力ポートと複数の出力ポートを有する光ユニットで、各入力光信号を電気信号に変換し、所定の信号処理を行った後に再び光信号に変換して出力する構成である。また、光ユニットには、光／電気変換せずに光信号のまま信号処理する構成もある。このような光伝送装置において、光ユニット故障時の信号救済や、光ユニット交換のために予備の光ユニットを配置し、現用・予備の光ユニットを切り替える構成がある。
【０００３】
図９は、現用・予備の切り替えを行う従来の冗長構成光伝送装置の構成例を示す（特許文献１）。図において、冗長構成光伝送装置は、２つの光ユニット１１，１２を備え、入力光信号Ｓ１〜Ｓｎをそれぞれ光分岐器１３−１〜１３−ｎで２分岐して光ユニット１１，１２の各入力ポートに入力する。光ユニット１１，１２の出力ポートからそれぞれ出力される各２つの光信号は、各出力ポート対応の光切替器１４−１〜１４−ｎでその一方が選択され、出力光信号Ｓ１〜Ｓｎとして出力される。また、光ユニット１１，１２の出力ポートにはそれぞれモニタ用光カプラ１５−１〜１５−ｎ、１５−(n+1) 〜１５−(2n)が挿入され、各モニタ用光カプラで分岐した各光信号がそれぞれ対応する光検出器１６−１〜１６−ｎ、１６−(n+1) 〜１６−(2n)に入力する。切替制御回路１７は各光検出器の検出出力を入力し、各検出出力に応じて光ユニット１１，１２の出力ポートからそれぞれ出力される各２つの光信号のいずれか一方を選択する選択信号を光切替器１４−１〜１４−ｎに出力する。なお、光ユニット１１，１２は、例えばｎ×ｎの光スイッチであってもよい。
【０００４】
このような従来の冗長構成光伝送装置において、光ユニット１１を現用系、光ユニット１２を予備系とすると、光切替器１４−１〜１４−ｎは通常、光ユニット１１の出力を選択して冗長構成光伝送装置の出力とする。ここで、光ユニット１１の１つの出力またはいくつかの出力に異常が生じた場合、切替制御回路１７は光ユニット１１の各出力ポートに接続される光検出器１６−１〜１６−ｎの検出出力に基づき、異常値を示した出力ポートに接続された光切替器に予備系の光ユニット１２から出力される光信号を選択する選択信号を出力する。この選択信号を受信した光切替器は、光ユニット１１の出力から光ユニット１２の出力を選択するように切り替えを行い、当該光信号を救済する。
【特許文献１】特開平９−２３８３７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の冗長構成光伝送装置において、出力光信号Ｓ１〜Ｓｎの波長が互いに異なる場合、これらの出力光信号を波長合波器で合波し、波長多重光信号として１本の光ファイバ伝送路に出力する構成をとることも可能である。ここで、各出力ポートからの光信号レベルは同一ではなく、図１０に示すようにバラツキがあるものとする。一般に、波長多重光信号の各波長の光信号レベルが均一になるように、あるいは光増幅器等の波長依存性をもつ装置を通過後に光信号レベルが均一になるように、各波長の光信号レベルが調整される。そのため、図１０に示すように光信号レベル間にバラツキがある場合、図１１に示すように、光切替器１４−１〜１４−ｎの出力側に各光信号レベルを調整する光可変減衰器１８−１〜１８−ｎを配置する。光可変減衰器１８−１〜１８−ｎは、出力制御回路１９により各光信号レベルが均一になるように制御される。
【０００６】
ところで、光ユニット１１の各出力ポート対応に、光切替器１４−１〜１４−ｎおよび光可変減衰器１８−１〜１８−ｎを個別に備えると、コスト増加および信頼性低下を招く可能性があった。
【０００７】
本発明は、光切替機能と光可変減衰機能を合わせた光切替器を用い、高信頼性を確保しつつ低コスト化および運用性向上を可能にする冗長構成光伝送装置および光切替器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、複数ｎ個の入力光信号Ｓ１〜Ｓｎをそれぞれ分岐して第１の光ユニットおよび第２の光ユニットの各ｎ個の入力ポートに接続し、第１の光ユニットのｎ個の出力ポートから出力される光信号を各入力ポート１に入力し、第２の光ユニットのｎ個の出力ポートから出力される光信号を各入力ポート２に入力し、各一方を選択して各出力ポートに出力光信号Ｓ１〜Ｓｎとして出力するｎ個の光切替器を備えた冗長構成光伝送装置において、光切替器は、入力ポート１の光信号を損失なく透過し入力ポート２の光信号を遮断する第１のモードと、入力ポート２の光信号を遮断したまま入力ポート１の光信号に所定の損失を与える第２のモードと、入力ポート１の光信号を遮断したまま入力ポート２の光信号に所定の損失を与える第３のモードと、入力ポート２の光信号を損失なく透過し入力ポート１の光信号を遮断する第４のモードのいずれかに設定可能な構成である。
【０００９】
ここで、光ユニットを３以上備え、光切替器は３以上の入力ポートを有し、任意の２つの入力ポートに対してそれぞれ第１〜第４のモードを設定し、３以上対１の光切り替えおよび光可変減衰制御を行う構成としてもよい。
【００１０】
光切替器は、少なくとも２つの入力ポートと１つの出力ポートを備え、各入力ポートからの光信号を反射させて出力ポートに結合する反射角可変ミラーを備え、反射角可変ミラーは、第１〜第４のモードに対応するそれぞれの反射角度に制御される構成である。
【００１１】
光切替器は、少なくとも２つの光干渉計を備え、第１の光干渉計の一方の入力アームを第１の入力ポートとし、第１の光干渉計の一方の出力アームと第２の光干渉計の一方の入力アームを接続し、第２の光干渉計の他方の入力アームを第２の入力ポートとし、第２の光干渉計の一方の出力アームを出力ポートとするかまたは第（ｍ＋１）（ｍは３以上の整数）の光干渉計の一方の入力アームと接続し、同様に第ｍの光干渉計の他方の入力アームを第ｍの入力ポートとし、第ｍの光干渉計の一方の出力アームを出力ポートとし、各光干渉計の光路長を調整して第１〜第４のモードに対応する第１〜第ｍの入力ポートから出力ポートへの透過量を制御する構成である。
【００１２】
光切替器は、２つの入力ポートと、第１の入力ポートと対向し第２の入力ポートと対向しない１つの出力ポートと、少なくとも一端に移動方向に対して傾斜面を有する可動ミラーとを備え、可動ミラーは、第１の入力ポートからの光信号と第２の入力ポートからの光信号の交点位置との位置関係により、第１〜第４のモードに対応して、第１の入力ポートからの光信号のすべてまたは一部を出力ポートに結合するとともに第２の入力ポートからの光信号を遮断し、さらに第１の入力ポートからの光信号を遮断するとともに可動ミラーの傾斜面または非傾斜面で第２の入力ポートからの光信号を反射させて第２の入力ポートからの光信号の一部またはすべてを出力ポートに結合する構成である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の冗長構成光伝送装置およびその光切替器は、第１〜第４のモードの設定可能な構成により、クロストークを回避しながら光切替機能と光可変減衰機能を合わせて実現することができる。これにより、高信頼性を確保しつつ低コスト化および運用性向上が可能な冗長構成光伝送装置および光切替器を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（本発明の冗長構成光伝送装置の第１の実施形態）
図１は、本発明の冗長構成光伝送装置の第１の実施形態を示す。
図において、本実施形態の冗長構成光伝送装置は、２つの光ユニット１１，１２を備え、入力光信号Ｓ１〜Ｓｎをそれぞれ光分岐器１３−１〜１３−ｎで２分岐して光ユニット１１，１２の各入力ポートに入力する。光ユニット１１，１２の出力ポートからそれぞれ出力される各２つの光信号は、光可変減衰機能付きの光切替器２１−１〜２１−ｎでその一方が選択され、出力光信号Ｓ１〜Ｓｎとして出力される。また、光ユニット１１，１２の出力ポートにはそれぞれモニタ用光カプラ１５−１〜１５−ｎ、１５−(n+1) 〜１５−(2n)が挿入され、各モニタ用光カプラで分岐した各光信号がそれぞれ対応する光検出器１６−１〜１６−ｎ、１６−(n+1) 〜１６−(2n)に入力する。切替・出力制御回路２２は各光検出器の検出出力を入力し、各検出出力に応じて光ユニット１１，１２の出力ポートからそれぞれ出力される各２つの光信号のいずれか一方を選択し、かつ光信号レベルを調整する選択・出力制御信号を光切替器２１−１〜２１−ｎに出力する。なお、光ユニット１１，１２は、例えばｎ×ｎの光スイッチであってもよい。
【００１５】
このような冗長構成光伝送装置において、光ユニット１１を現用系、光ユニット１２を予備系とすると、光切替器２１−１〜２１−ｎは通常、光ユニット１１の出力を選択して冗長構成光伝送装置の出力とする。また、光ユニット１１に故障等がない場合、光切替器２１−１〜２１−ｎは光可変減衰器として機能し、切替・出力制御回路２２の制御により各出力光信号レベルを調整する。ここで、光ユニット１１の１つの出力またはいくつかの出力に異常が生じた場合、切替・出力制御回路２２は光ユニット１１の各出力ポートに接続される光検出器１６−１〜１６−ｎの検出出力に基づき、異常値を示した出力ポートに接続された光切替器に予備系の光ユニット１２から出力される光信号を選択させ、さらに各出力光信号レベルを調整する。このように、１つの光切替器２１を用いて、光信号切り替えと光信号レベル調整の両方を行うことができる。
【００１６】
図２は、光可変減衰機能付きの光切替器の透過特性を示す。図において、横軸は光切替器２１への制御電圧、縦軸は出力光信号レベルを示し、実線は光ユニット１１からの光信号を入力する入力ポート１と出力ポート間の透過特性、破線は光ユニット１２からの光信号を入力する入力ポート２と出力ポート間の透過特性を示す。
【００１７】
この光切替器２１の制御電圧が小さい領域Ａでは、入力ポート１の光信号を損失なく透過させ、入力ポート２の光信号を遮断する（モード１）。次に、制御電圧を増加させた領域Ｂでは、入力ポート２の光信号を遮断したまま、入力ポート１の光信号の損失が徐々に増加する（モード２）。さらに制御電圧を増加させた領域Ｃでは、入力ポート１の光信号を遮断し、入力ポート２の光信号の損失が徐々に低下する（モード３）。そして、制御電圧が最大の領域Ｄでは、入力ポート２の光信号を損失なく透過させ、入力ポート１の光信号を遮断する（モード４）。制御電圧の領域Ｂと領域Ｃの間は、入力ポート１，２の光信号が互いにクロストークとなる。このクロストークの許容値に応じて、領域Ｂ，Ｃの範囲を広げることは可能である。
【００１８】
このような透過特性において、現用系として光ユニット１１を用いる場合には、光切替器２１に領域Ａの制御電圧を印加し、さらに光ユニット１１からの光信号レベルを調整する場合には、光切替器２１に領域Ｂの制御電圧を印加する。一方、故障等により予備系の光ユニット１２に切り替える場合には、光切替器２１に領域Ｄの制御電圧を印加し、さらに光ユニット１２からの光信号レベルを調整する場合には、光切替器２１に領域Ｃの制御電圧を印加する。
【００１９】
（本発明の光可変減衰機能付きの光切替器の第１の実施形態）
図３は、本発明の光可変減衰機能付きの光切替器の第１の実施形態を示す。図において、光可変減衰機能付きの光切替器は、２つの入力ポート１，２と１つの出力ポートとの間に、それぞれコリメートレンズ（図では省略）を介して反射角可変ミラー３１を配置した構成である。本構成では、入力ポート１からの光信号は、コリメートレンズで平行光ビームとなり、空間伝搬した後に反射角可変ミラー３１で反射し、出力ポートに結合して出力光信号となる。ここで、反射角可変ミラー３１に図２の領域Ａの制御電圧を印加して反射角度を制御し、入力ポート１からの光ビーム入射角度θ１のときに出力ポートで最大出力が得られたとする。次に、反射角可変ミラー３１に図２の領域Ｂの制御電圧を印加して反射角度を変化させ、入力ポート１からの光ビーム入射角度をΔθ１だけ増加させると、その反射光ビームの出力ポートにおける結合効率が低下し、出力光信号レベルが減衰することになる。
【００２０】
同様に、反射角可変ミラー３１に図２の領域Ｄの制御電圧を印加して反射角度を制御し、入力ポート２からの光ビーム入射角度θ２のときに出力ポートで最大出力が得られたとする。次に、反射角可変ミラー３１に図２の領域Ｃの制御電圧を印加して反射角度を変化させ、入力ポート２からの光ビーム入射角度をΔθ２だけ増加させると、その反射光ビームの出力ポートにおける結合効率が低下し、出力光信号レベルが減衰することになる。
【００２１】
このような反射角可変ミラー３１を用いた光学系の光ビーム入射角度ずれに対する出力光信号レベルの計算例を図４に示す。例えば光ビーム入射角度ずれが 0.1度の場合に光減衰量は15ｄＢ程度となるので、反射角可変ミラー３１の角度を 0.1度程度の範囲内で変化させることにより所要の光減衰量を設定することができる。一方、光ビーム入射角度ずれが0.15度以上では出力光信号レベルが大きく低下し、遮断されたと見なすことができる。
【００２２】
また、図４の計算例から｜θ２−θ１｜が0.15度以上であれば、入力ポート１からの光ビームによるクロストークはほとんどないと見なすことができる。逆に、入力ポート１に切り替えた状態でも、入力ポート２からの光ビームによるクロストークはほとんどないと見なすことができる。したがって、光可変減衰機能を反射角可変ミラー３１の角度変化によって実現する場合には、上記θ１、θ２に対して 0.1度程度の角度制御を可能にするとともに、｜θ２−θ１｜が0.15度以上になるように設定すればよい。
【００２３】
（本発明の冗長構成光伝送装置の第２の実施形態）
図１の第１の実施形態の構成において、光ユニットを３以上備える場合には、光切替器２１の入力ポートを３以上にすることにより、容易に冗長構成の拡張が可能である。
【００２４】
図５は、光可変減衰機能付きの光切替器（３入力）の透過特性を示す。図５において、横軸は光切替器２１への制御電圧、縦軸は出力光信号レベルを示し、入力ポート１と出力ポート間の透過特性、入力ポート２と出力ポート間の透過特性、入力ポート３と出力ポート間の透過特性を示す。
【００２５】
領域Ａの制御電圧では、入力ポート１の光信号を損失なく透過させ、入力ポート２，３の光信号を遮断する。次に、領域Ｂの制御電圧では、入力ポート２，３の光信号を遮断したまま、入力ポート１の光信号の損失を調整する。領域Ｃの制御電圧では、入力ポート１，３の光信号を遮断し、入力ポート２の光信号の損失を調整する。領域Ｄの制御電圧では、入力ポート２の光信号を損失なく透過させ、入力ポート１，３の光信号を遮断する。以上は、図２と同様である。さらに、領域Ｅの制御電圧では、入力ポート１，２の光信号を遮断し、入力ポート３の光信号の損失を調整する。領域Ｆの制御電圧では、入力ポート３の光信号を損失なく透過させ、入力ポート１，２の光信号を遮断する。
【００２６】
このように、３以上の光ユニットに対応する光切替機能および光可変減衰機能の実現方法は、２つの光ユニットの場合と同様である。また、このような３以上の入力ポートを有する光切替器としては、図３に示す反射角可変ミラー３１を用いた構成により容易に対応することができる。
【００２７】
（本発明の光可変減衰機能付きの光切替器の第２の実施形態）
図６は、本発明の光可変減衰機能付きの光切替器の第２の実施形態を示す。本実施形態は、２つの光干渉計（マッハツェンダ干渉計）を縦属接続することにより、入力ポート１，２と出力ポート間に図２に示す透過特性を実現し、光切替機能および光可変減衰機能を実現する構成である。
【００２８】
図において、第１の光干渉計の一方の入力アーム１ａを入力ポート１とし、一方の出力アーム１ｄを第２の光干渉計の一方の入力アーム２ｂに接続する。さらに、第２の光干渉計の他方の入力アーム２ａを入力ポート２とし、一方の出力アーム２ｃを出力ポートとする。
【００２９】
本構成において、入力ポート１から出力ポートに接続する場合には、第１の光干渉計の出力アーム１ｄに最大光出力が得られ、第２の光干渉計の入力アーム２ｂから出力アーム２ｃに最大光出力が得られるように、両光干渉計の光路長差をそれぞれのヒータ４１，４２によって調整する。ヒータ４１，４２には図２の領域Ａの制御電圧が印加される。このとき、入力ポート２から出力ポートへの光出力は、第２の光干渉計によりほとんど遮断される。
【００３０】
次に、入力ポート１からの光信号に減衰を与える場合には、第１の光干渉計のヒータ４１に図２の領域Ｂの制御電圧を印加して光路長差を調整することにより、入力アーム１ａから出力アーム１ｄへの透過量を加減する。このとき、第２の光干渉計は変化がないため、入力ポート２からのクロストークを生じさせることなく、入力ポート１から出力ポートへの出力光信号レベルを可変させることができる。
【００３１】
次に、入力ポート２から出力ポートの切り替えを行う場合には、まず第１の光干渉計のヒータ４１に図２の領域Ｃ，Ｄの制御電圧を印加して光路長差を調整することにより、入力アーム１ａから出力アーム１ｄへの透過量を遮断する。一方、第２の光干渉計の入力アーム２ａから出力アーム２ｃに最大光出力が得られるように、ヒータ４２に図２の領域Ｄの制御電圧を印加して光路長差を調整する。
【００３２】
次に、入力ポート２からの光信号に減衰を与える場合には、第２の光干渉計のヒータ４２に図２の領域Ｃの制御電圧を印加して光路長差を調整することにより、入力アーム２ａから出力アーム２ｃへの透過量を加減する。このとき、第１の光干渉計は変化がないため、入力ポート１からのクロストークを生じさせることなく、入力ポート２から出力ポートへの出力光信号レベルを可変させることができる。
【００３３】
なお、本実施形態の光切替器において、３以上の光ユニットに対応する光切替機能および光可変減衰機能を実現するには、光干渉計を２段の場合と同様に縦属に多段接続すればよい。すなわち、第ｍの光干渉計の他方の入力アームを第ｍの入力ポートとし、第ｍの光干渉計の一方の出力アームを出力ポートとし、各光干渉計の光路長を調整して第１〜第ｍの入力ポートから出力ポートへの透過量を制御する構成とする。
【００３４】
（本発明の光可変減衰機能付きの光切替器の第３の実施形態）
図７は、従来の光切替器の構成例を示す。図７(1) において、入力ポート１からの光ビームは、空間伝搬後に出力ポートに結合して出力光信号となる。なお、入力ポートの出力端および出力ポートの入力端のコリメートレンズは省略している。一方、入力ポート２からの光ビームは、入力ポート１からの光ビームと直角になるように配置され、空間伝搬後に出力ポートに結合することはない。
【００３５】
図７(2) において、平行移動する可動ミラー５１を用いて入力ポート１からの光ビームを遮断し、入力ポート２からの光ビームを反射させて出力ポートに結合させると、入力ポート１から入力ポート２への切り替えが行われる。このような構成では、一方の光ビームからのクロストークなく、他方の光ビームの減衰量を可変調整することは困難である。
【００３６】
図８は、本発明の光可変減衰機能付きの光切替器の第３の実施形態を示す。本実施形態は、図７に示す従来構成における可動ミラー５１の一端に角度Δθの傾斜面を有する可動ミラー５２を用いたことを特徴とする。なお、入力ポートの出力端および出力ポートの入力端のコリメートレンズは省略している。
【００３７】
図８(1) において、入力ポート１からの光ビームは、空間伝搬後に出力ポートに結合して出力光信号となる。一方、入力ポート２からの光ビームは、入力ポート１からの光ビームと直角になるように配置され、出力ポートに結合することはない。
【００３８】
図８(2) において、可動ミラー５２を入力ポート１からの光ビームのスポット内の位置まで平行移動させると、入力ポート１からの光ビームの一部は出力ポートに結合し、光ビームのスポット径に対する可動ミラー５２の相対位置に応じた光可変減衰機能が実現する。一方、入力ポート２からの光ビームは、可動ミラー５２の傾斜面で、可動ミラー５２に対する最適入射角度から２Δθだけずれた角度で反射し、出力ポートに結合することはない。すなわち、入力ポート２からの光ビームは遮断される。
【００３９】
また、このまま可動ミラー５２を平行移動すると、入力ポート１からの光ビームは完全に遮断されるとともに、入力ポート２からの光ビームは同じ反射角度のまま可動ミラー５２の厚み方向に平行移動し、出力ポートへの結合量が増えていく。すなわち、入力ポート２からの光ビームに対する光可変減衰機能が実現する。
【００４０】
図８(3) において、可動ミラー５２を入力ポート１からの光ビームを完全に遮断する位置まで平行移動し、入力ポート２からの光ビームを可動ミラー５２の傾斜面と非傾斜面（水平部）の境界付近で反射させると、その反射光ビームの出力ポートにおける結合量が変化し、ここでも入力ポート２からの光ビームに対する光可変減衰機能が実現する。
【００４１】
図８(4) において、可動ミラー５２を入力ポート１からの光ビームを完全に遮断する位置まで平行移動させ、さらに入力ポート２からの光ビームを可動ミラー５２の非傾斜面（水平部）で反射させて出力ポートに結合させると、入力ポート１から入力ポート２への切り替えが行われる。
【００４２】
このように、傾斜面を有する可動ミラー５２の位置を調整することにより、出力ポートに結合する入力ポート１，２の切り替え、さらに入力ポート１から出力ポートへの出力光信号レベルおよび入力ポート２から出力ポートへの出力光信号レベルを可変させることができる。
【００４３】
また、可動ミラー５２の傾斜角Δθが挿入方向に対して段階的に変化する傾斜面を形成することにより、また傾斜面を曲面とすることにより、挿入位置に応じて入力ポート２から出力ポートへの出力光信号レベルを容易に可変させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の冗長構成光伝送装置の第１の実施形態を示す図。
【図２】光可変減衰機能付きの光切替器２１の透過特性を説明する図。
【図３】本発明の光可変減衰機能付きの光切替器の第１の実施形態を示す図。
【図４】光ビーム入射角度ずれに対する出力光信号レベルの計算例を示す図。
【図５】光可変減衰機能付きの光切替器（３入力）の透過特性を説明する図。
【図６】本発明の光可変減衰機能付きの光切替器の第２の実施形態を示す図。
【図７】従来の光切替器の構成例を示す図。
【図８】本発明の光可変減衰機能付きの光切替器の第３の実施形態を示す図。
【図９】従来の冗長構成光伝送装置の構成例を示す図。
【図１０】冗長構成光伝送装置の各出力ポートの光信号レベルのバラツキを説明する図。
【図１１】光可変減衰機能を有する従来の冗長構成光伝送装置の構成例を示す図。
【符号の説明】
【００４５】
１１，１２ 光ユニット
１３ 光分岐器
１４ 光切替器
１５ モニタ用光カプラ
１６ 光検出器
１７ 切替制御回路
１８ 光可変減衰器
１９ 出力制御回路
２１ 光可変減衰機能付きの光切替器
２２ 切替・出力制御回路
３１ 反射角可変ミラー
４１，４２ ヒータ
５１，５２ 可動ミラー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ネットワークシステムの光信号を処理する光伝送装置において、現用・予備の切り替えを行う冗長構成光伝送装置および光切替器に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ネットワークシステムに用いられる光伝送装置は、複数の入力ポートと複数の出力ポートを有する光ユニットで、各入力光信号を電気信号に変換し、所定の信号処理を行った後に再び光信号に変換して出力する構成である。また、光ユニットには、光／電気変換せずに光信号のまま信号処理する構成もある。このような光伝送装置において、光ユニット故障時の信号救済や、光ユニット交換のために予備の光ユニットを配置し、現用・予備の光ユニットを切り替える構成がある。
【０００３】
図９は、現用・予備の切り替えを行う従来の冗長構成光伝送装置の構成例を示す（特許文献１）。図において、冗長構成光伝送装置は、２つの光ユニット１１，１２を備え、入力光信号Ｓ１〜Ｓｎをそれぞれ光分岐器１３−１〜１３−ｎで２分岐して光ユニット１１，１２の各入力ポートに入力する。光ユニット１１，１２の出力ポートからそれぞれ出力される各２つの光信号は、各出力ポート対応の光切替器１４−１〜１４−ｎでその一方が選択され、出力光信号Ｓ１〜Ｓｎとして出力される。また、光ユニット１１，１２の出力ポートにはそれぞれモニタ用光カプラ１５−１〜１５−ｎ、１５−(n+1) 〜１５−(2n)が挿入され、各モニタ用光カプラで分岐した各光信号がそれぞれ対応する光検出器１６−１〜１６−ｎ、１６−(n+1) 〜１６−(2n)に入力する。切替制御回路１７は各光検出器の検出出力を入力し、各検出出力に応じて光ユニット１１，１２の出力ポートからそれぞれ出力される各２つの光信号のいずれか一方を選択する選択信号を光切替器１４−１〜１４−ｎに出力する。なお、光ユニット１１，１２は、例えばｎ×ｎの光スイッチであってもよい。
【０００４】
このような従来の冗長構成光伝送装置において、光ユニット１１を現用系、光ユニット１２を予備系とすると、光切替器１４−１〜１４−ｎは通常、光ユニット１１の出力を選択して冗長構成光伝送装置の出力とする。ここで、光ユニット１１の１つの出力またはいくつかの出力に異常が生じた場合、切替制御回路１７は光ユニット１１の各出力ポートに接続される光検出器１６−１〜１６−ｎの検出出力に基づき、異常値を示した出力ポートに接続された光切替器に予備系の光ユニット１２から出力される光信号を選択する選択信号を出力する。この選択信号を受信した光切替器は、光ユニット１１の出力から光ユニット１２の出力を選択するように切り替えを行い、当該光信号を救済する。
【特許文献１】特開平９−２３８３７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の冗長構成光伝送装置において、出力光信号Ｓ１〜Ｓｎの波長が互いに異なる場合、これらの出力光信号を波長合波器で合波し、波長多重光信号として１本の光ファイバ伝送路に出力する構成をとることも可能である。ここで、各出力ポートからの光信号レベルは同一ではなく、図１０に示すようにバラツキがあるものとする。一般に、波長多重光信号の各波長の光信号レベルが均一になるように、あるいは光増幅器等の波長依存性をもつ装置を通過後に光信号レベルが均一になるように、各波長の光信号レベルが調整される。そのため、図１０に示すように光信号レベル間にバラツキがある場合、図１１に示すように、光切替器１４−１〜１４−ｎの出力側に各光信号レベルを調整する光可変減衰器１８−１〜１８−ｎを配置する。光可変減衰器１８−１〜１８−ｎは、出力制御回路１９により各光信号レベルが均一になるように制御される。
【０００６】
ところで、光ユニット１１の各出力ポート対応に、光切替器１４−１〜１４−ｎおよび光可変減衰器１８−１〜１８−ｎを個別に備えると、コスト増加および信頼性低下を招く可能性があった。
【０００７】
本発明は、光切替機能と光可変減衰機能を合わせた光切替器を用い、高信頼性を確保しつつ低コスト化および運用性向上を可能にする冗長構成光伝送装置および光切替器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、複数ｎ個の入力光信号Ｓ１〜Ｓｎをそれぞれ分岐して第１の光ユニットおよび第２の光ユニットの各ｎ個の入力ポートに接続し、第１の光ユニットのｎ個の出力ポートから出力される光信号を各入力ポート１に入力し、第２の光ユニットのｎ個の出力ポートから出力される光信号を各入力ポート２に入力し、各一方を選択して各出力ポートに出力光信号Ｓ１〜Ｓｎとして出力するｎ個の光切替器を備えた冗長構成光伝送装置において、光切替器は、入力ポート１の光信号を損失なく透過し入力ポート２の光信号を遮断する第１のモードと、入力ポート２の光信号を遮断したまま入力ポート１の光信号に所定の損失を与える第２のモードと、入力ポート１の光信号を遮断したまま入力ポート２の光信号に所定の損失を与える第３のモードと、入力ポート２の光信号を損失なく透過し入力ポート１の光信号を遮断する第４のモードのいずれかに設定可能な構成である。
【０００９】
ここで、光ユニットを３以上備え、光切替器は３以上の入力ポートを有し、任意の２つの入力ポートに対してそれぞれ第１〜第４のモードを設定し、３以上対１の光切り替えおよび光可変減衰制御を行う構成としてもよい。
【００１０】
光切替器は、少なくとも２つの入力ポートと１つの出力ポートを備え、各入力ポートからの光信号を反射させて出力ポートに結合する反射角可変ミラーを備え、反射角可変ミラーは、第１〜第４のモードに対応するそれぞれの反射角度に制御される構成である。
【００１１】
光切替器は、少なくとも２つの光干渉計を備え、第１の光干渉計の一方の入力アームを第１の入力ポートとし、第１の光干渉計の一方の出力アームと第２の光干渉計の一方の入力アームを接続し、第２の光干渉計の他方の入力アームを第２の入力ポートとし、第２の光干渉計の一方の出力アームを出力ポートとするかまたは第（ｍ＋１）（ｍは３以上の整数）の光干渉計の一方の入力アームと接続し、同様に第ｍの光干渉計の他方の入力アームを第ｍの入力ポートとし、第ｍの光干渉計の一方の出力アームを出力ポートとし、各光干渉計の光路長を調整して第１〜第４のモードに対応する第１〜第ｍの入力ポートから出力ポートへの透過量を制御する構成である。
【００１２】
光切替器は、２つの入力ポートと、第１の入力ポートと対向し第２の入力ポートと対向しない１つの出力ポートと、少なくとも一端に移動方向に対して傾斜面を有する可動ミラーとを備え、可動ミラーは、第１の入力ポートからの光信号と第２の入力ポートからの光信号の交点位置との位置関係により、第１〜第４のモードに対応して、第１の入力ポートからの光信号のすべてまたは一部を出力ポートに結合するとともに第２の入力ポートからの光信号を遮断し、さらに第１の入力ポートからの光信号を遮断するとともに可動ミラーの傾斜面または非傾斜面で第２の入力ポートからの光信号を反射させて第２の入力ポートからの光信号の一部またはすべてを出力ポートに結合する構成である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の冗長構成光伝送装置およびその光切替器は、第１〜第４のモードの設定可能な構成により、クロストークを回避しながら光切替機能と光可変減衰機能を合わせて実現することができる。これにより、高信頼性を確保しつつ低コスト化および運用性向上が可能な冗長構成光伝送装置および光切替器を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（本発明の冗長構成光伝送装置の第１の実施形態）
図１は、本発明の冗長構成光伝送装置の第１の実施形態を示す。
図において、本実施形態の冗長構成光伝送装置は、２つの光ユニット１１，１２を備え、入力光信号Ｓ１〜Ｓｎをそれぞれ光分岐器１３−１〜１３−ｎで２分岐して光ユニット１１，１２の各入力ポートに入力する。光ユニット１１，１２の出力ポートからそれぞれ出力される各２つの光信号は、光可変減衰機能付きの光切替器２１−１〜２１−ｎでその一方が選択され、出力光信号Ｓ１〜Ｓｎとして出力される。また、光ユニット１１，１２の出力ポートにはそれぞれモニタ用光カプラ１５−１〜１５−ｎ、１５−(n+1) 〜１５−(2n)が挿入され、各モニタ用光カプラで分岐した各光信号がそれぞれ対応する光検出器１６−１〜１６−ｎ、１６−(n+1) 〜１６−(2n)に入力する。切替・出力制御回路２２は各光検出器の検出出力を入力し、各検出出力に応じて光ユニット１１，１２の出力ポートからそれぞれ出力される各２つの光信号のいずれか一方を選択し、かつ光信号レベルを調整する選択・出力制御信号を光切替器２１−１〜２１−ｎに出力する。なお、光ユニット１１，１２は、例えばｎ×ｎの光スイッチであってもよい。
【００１５】
このような冗長構成光伝送装置において、光ユニット１１を現用系、光ユニット１２を予備系とすると、光切替器２１−１〜２１−ｎは通常、光ユニット１１の出力を選択して冗長構成光伝送装置の出力とする。また、光ユニット１１に故障等がない場合、光切替器２１−１〜２１−ｎは光可変減衰器として機能し、切替・出力制御回路２２の制御により各出力光信号レベルを調整する。ここで、光ユニット１１の１つの出力またはいくつかの出力に異常が生じた場合、切替・出力制御回路２２は光ユニット１１の各出力ポートに接続される光検出器１６−１〜１６−ｎの検出出力に基づき、異常値を示した出力ポートに接続された光切替器に予備系の光ユニット１２から出力される光信号を選択させ、さらに各出力光信号レベルを調整する。このように、１つの光切替器２１を用いて、光信号切り替えと光信号レベル調整の両方を行うことができる。
【００１６】
図２は、光可変減衰機能付きの光切替器の透過特性を示す。図において、横軸は光切替器２１への制御電圧、縦軸は出力光信号レベルを示し、実線は光ユニット１１からの光信号を入力する入力ポート１と出力ポート間の透過特性、破線は光ユニット１２からの光信号を入力する入力ポート２と出力ポート間の透過特性を示す。
【００１７】
この光切替器２１の制御電圧が小さい領域Ａでは、入力ポート１の光信号を損失なく透過させ、入力ポート２の光信号を遮断する（モード１）。次に、制御電圧を増加させた領域Ｂでは、入力ポート２の光信号を遮断したまま、入力ポート１の光信号の損失が徐々に増加する（モード２）。さらに制御電圧を増加させた領域Ｃでは、入力ポート１の光信号を遮断し、入力ポート２の光信号の損失が徐々に低下する（モード３）。そして、制御電圧が最大の領域Ｄでは、入力ポート２の光信号を損失なく透過させ、入力ポート１の光信号を遮断する（モード４）。制御電圧の領域Ｂと領域Ｃの間は、入力ポート１，２の光信号が互いにクロストークとなる。このクロストークの許容値に応じて、領域Ｂ，Ｃの範囲を広げることは可能である。
【００１８】
このような透過特性において、現用系として光ユニット１１を用いる場合には、光切替器２１に領域Ａの制御電圧を印加し、さらに光ユニット１１からの光信号レベルを調整する場合には、光切替器２１に領域Ｂの制御電圧を印加する。一方、故障等により予備系の光ユニット１２に切り替える場合には、光切替器２１に領域Ｄの制御電圧を印加し、さらに光ユニット１２からの光信号レベルを調整する場合には、光切替器２１に領域Ｃの制御電圧を印加する。
【００１９】
（本発明の光可変減衰機能付きの光切替器の第１の実施形態）
図３は、本発明の光可変減衰機能付きの光切替器の第１の実施形態を示す。図において、光可変減衰機能付きの光切替器は、２つの入力ポート１，２と１つの出力ポートとの間に、それぞれコリメートレンズ（図では省略）を介して反射角可変ミラー３１を配置した構成である。本構成では、入力ポート１からの光信号は、コリメートレンズで平行光ビームとなり、空間伝搬した後に反射角可変ミラー３１で反射し、出力ポートに結合して出力光信号となる。ここで、反射角可変ミラー３１に図２の領域Ａの制御電圧を印加して反射角度を制御し、入力ポート１からの光ビーム入射角度θ１のときに出力ポートで最大出力が得られたとする。次に、反射角可変ミラー３１に図２の領域Ｂの制御電圧を印加して反射角度を変化させ、入力ポート１からの光ビーム入射角度をΔθ１だけ増加させると、その反射光ビームの出力ポートにおける結合効率が低下し、出力光信号レベルが減衰することになる。
【００２０】
同様に、反射角可変ミラー３１に図２の領域Ｄの制御電圧を印加して反射角度を制御し、入力ポート２からの光ビーム入射角度θ２のときに出力ポートで最大出力が得られたとする。次に、反射角可変ミラー３１に図２の領域Ｃの制御電圧を印加して反射角度を変化させ、入力ポート２からの光ビーム入射角度をΔθ２だけ増加させると、その反射光ビームの出力ポートにおける結合効率が低下し、出力光信号レベルが減衰することになる。
【００２１】
このような反射角可変ミラー３１を用いた光学系の光ビーム入射角度ずれに対する出力光信号レベルの計算例を図４に示す。例えば光ビーム入射角度ずれが 0.1度の場合に光減衰量は15ｄＢ程度となるので、反射角可変ミラー３１の角度を 0.1度程度の範囲内で変化させることにより所要の光減衰量を設定することができる。一方、光ビーム入射角度ずれが0.15度以上では出力光信号レベルが大きく低下し、遮断されたと見なすことができる。
【００２２】
また、図４の計算例から｜θ２−θ１｜が0.15度以上であれば、入力ポート１からの光ビームによるクロストークはほとんどないと見なすことができる。逆に、入力ポート１に切り替えた状態でも、入力ポート２からの光ビームによるクロストークはほとんどないと見なすことができる。したがって、光可変減衰機能を反射角可変ミラー３１の角度変化によって実現する場合には、上記θ１、θ２に対して 0.1度程度の角度制御を可能にするとともに、｜θ２−θ１｜が0.15度以上になるように設定すればよい。
【００２３】
（本発明の冗長構成光伝送装置の第２の実施形態）
図１の第１の実施形態の構成において、光ユニットを３以上備える場合には、光切替器２１の入力ポートを３以上にすることにより、容易に冗長構成の拡張が可能である。
【００２４】
図５は、光可変減衰機能付きの光切替器（３入力）の透過特性を示す。図５において、横軸は光切替器２１への制御電圧、縦軸は出力光信号レベルを示し、入力ポート１と出力ポート間の透過特性、入力ポート２と出力ポート間の透過特性、入力ポート３と出力ポート間の透過特性を示す。
【００２５】
領域Ａの制御電圧では、入力ポート１の光信号を損失なく透過させ、入力ポート２，３の光信号を遮断する。次に、領域Ｂの制御電圧では、入力ポート２，３の光信号を遮断したまま、入力ポート１の光信号の損失を調整する。領域Ｃの制御電圧では、入力ポート１，３の光信号を遮断し、入力ポート２の光信号の損失を調整する。領域Ｄの制御電圧では、入力ポート２の光信号を損失なく透過させ、入力ポート１，３の光信号を遮断する。以上は、図２と同様である。さらに、領域Ｅの制御電圧では、入力ポート１，２の光信号を遮断し、入力ポート３の光信号の損失を調整する。領域Ｆの制御電圧では、入力ポート３の光信号を損失なく透過させ、入力ポート１，２の光信号を遮断する。
【００２６】
このように、３以上の光ユニットに対応する光切替機能および光可変減衰機能の実現方法は、２つの光ユニットの場合と同様である。また、このような３以上の入力ポートを有する光切替器としては、図３に示す反射角可変ミラー３１を用いた構成により容易に対応することができる。
【００２７】
（本発明の光可変減衰機能付きの光切替器の第２の実施形態）
図６は、本発明の光可変減衰機能付きの光切替器の第２の実施形態を示す。本実施形態は、２つの光干渉計（マッハツェンダ干渉計）を縦属接続することにより、入力ポート１，２と出力ポート間に図２に示す透過特性を実現し、光切替機能および光可変減衰機能を実現する構成である。
【００２８】
図において、第１の光干渉計の一方の入力アーム１ａを入力ポート１とし、一方の出力アーム１ｄを第２の光干渉計の一方の入力アーム２ｂに接続する。さらに、第２の光干渉計の他方の入力アーム２ａを入力ポート２とし、一方の出力アーム２ｃを出力ポートとする。
【００２９】
本構成において、入力ポート１から出力ポートに接続する場合には、第１の光干渉計の出力アーム１ｄに最大光出力が得られ、第２の光干渉計の入力アーム２ｂから出力アーム２ｃに最大光出力が得られるように、両光干渉計の光路長差をそれぞれのヒータ４１，４２によって調整する。ヒータ４１，４２には図２の領域Ａの制御電圧が印加される。このとき、入力ポート２から出力ポートへの光出力は、第２の光干渉計によりほとんど遮断される。
【００３０】
次に、入力ポート１からの光信号に減衰を与える場合には、第１の光干渉計のヒータ４１に図２の領域Ｂの制御電圧を印加して光路長差を調整することにより、入力アーム１ａから出力アーム１ｄへの透過量を加減する。このとき、第２の光干渉計は変化がないため、入力ポート２からのクロストークを生じさせることなく、入力ポート１から出力ポートへの出力光信号レベルを可変させることができる。
【００３１】
次に、入力ポート２から出力ポートの切り替えを行う場合には、まず第１の光干渉計のヒータ４１に図２の領域Ｃ，Ｄの制御電圧を印加して光路長差を調整することにより、入力アーム１ａから出力アーム１ｄへの透過量を遮断する。一方、第２の光干渉計の入力アーム２ａから出力アーム２ｃに最大光出力が得られるように、ヒータ４２に図２の領域Ｄの制御電圧を印加して光路長差を調整する。
【００３２】
次に、入力ポート２からの光信号に減衰を与える場合には、第２の光干渉計のヒータ４２に図２の領域Ｃの制御電圧を印加して光路長差を調整することにより、入力アーム２ａから出力アーム２ｃへの透過量を加減する。このとき、第１の光干渉計は変化がないため、入力ポート１からのクロストークを生じさせることなく、入力ポート２から出力ポートへの出力光信号レベルを可変させることができる。
【００３３】
なお、本実施形態の光切替器において、３以上の光ユニットに対応する光切替機能および光可変減衰機能を実現するには、光干渉計を２段の場合と同様に縦属に多段接続すればよい。すなわち、第ｍの光干渉計の他方の入力アームを第ｍの入力ポートとし、第ｍの光干渉計の一方の出力アームを出力ポートとし、各光干渉計の光路長を調整して第１〜第ｍの入力ポートから出力ポートへの透過量を制御する構成とする。
【００３４】
（本発明の光可変減衰機能付きの光切替器の第３の実施形態）
図７は、従来の光切替器の構成例を示す。図７(1) において、入力ポート１からの光ビームは、空間伝搬後に出力ポートに結合して出力光信号となる。なお、入力ポートの出力端および出力ポートの入力端のコリメートレンズは省略している。一方、入力ポート２からの光ビームは、入力ポート１からの光ビームと直角になるように配置され、空間伝搬後に出力ポートに結合することはない。
【００３５】
図７(2) において、平行移動する可動ミラー５１を用いて入力ポート１からの光ビームを遮断し、入力ポート２からの光ビームを反射させて出力ポートに結合させると、入力ポート１から入力ポート２への切り替えが行われる。このような構成では、一方の光ビームからのクロストークなく、他方の光ビームの減衰量を可変調整することは困難である。
【００３６】
図８は、本発明の光可変減衰機能付きの光切替器の第３の実施形態を示す。本実施形態は、図７に示す従来構成における可動ミラー５１の一端に角度Δθの傾斜面を有する可動ミラー５２を用いたことを特徴とする。なお、入力ポートの出力端および出力ポートの入力端のコリメートレンズは省略している。
【００３７】
図８(1) において、入力ポート１からの光ビームは、空間伝搬後に出力ポートに結合して出力光信号となる。一方、入力ポート２からの光ビームは、入力ポート１からの光ビームと直角になるように配置され、出力ポートに結合することはない。
【００３８】
図８(2) において、可動ミラー５２を入力ポート１からの光ビームのスポット内の位置まで平行移動させると、入力ポート１からの光ビームの一部は出力ポートに結合し、光ビームのスポット径に対する可動ミラー５２の相対位置に応じた光可変減衰機能が実現する。一方、入力ポート２からの光ビームは、可動ミラー５２の傾斜面で、可動ミラー５２に対する最適入射角度から２Δθだけずれた角度で反射し、出力ポートに結合することはない。すなわち、入力ポート２からの光ビームは遮断される。
【００３９】
また、このまま可動ミラー５２を平行移動すると、入力ポート１からの光ビームは完全に遮断されるとともに、入力ポート２からの光ビームは同じ反射角度のまま可動ミラー５２の厚み方向に平行移動し、出力ポートへの結合量が増えていく。すなわち、入力ポート２からの光ビームに対する光可変減衰機能が実現する。
【００４０】
図８(3) において、可動ミラー５２を入力ポート１からの光ビームを完全に遮断する位置まで平行移動し、入力ポート２からの光ビームを可動ミラー５２の傾斜面と非傾斜面（水平部）の境界付近で反射させると、その反射光ビームの出力ポートにおける結合量が変化し、ここでも入力ポート２からの光ビームに対する光可変減衰機能が実現する。
【００４１】
図８(4) において、可動ミラー５２を入力ポート１からの光ビームを完全に遮断する位置まで平行移動させ、さらに入力ポート２からの光ビームを可動ミラー５２の非傾斜面（水平部）で反射させて出力ポートに結合させると、入力ポート１から入力ポート２への切り替えが行われる。
【００４２】
このように、傾斜面を有する可動ミラー５２の位置を調整することにより、出力ポートに結合する入力ポート１，２の切り替え、さらに入力ポート１から出力ポートへの出力光信号レベルおよび入力ポート２から出力ポートへの出力光信号レベルを可変させることができる。
【００４３】
また、可動ミラー５２の傾斜角Δθが挿入方向に対して段階的に変化する傾斜面を形成することにより、また傾斜面を曲面とすることにより、挿入位置に応じて入力ポート２から出力ポートへの出力光信号レベルを容易に可変させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の冗長構成光伝送装置の第１の実施形態を示す図。
【図２】光可変減衰機能付きの光切替器２１の透過特性を説明する図。
【図３】本発明の光可変減衰機能付きの光切替器の第１の実施形態を示す図。
【図４】光ビーム入射角度ずれに対する出力光信号レベルの計算例を示す図。
【図５】光可変減衰機能付きの光切替器（３入力）の透過特性を説明する図。
【図６】本発明の光可変減衰機能付きの光切替器の第２の実施形態を示す図。
【図７】従来の光切替器の構成例を示す図。
【図８】本発明の光可変減衰機能付きの光切替器の第３の実施形態を示す図。
【図９】従来の冗長構成光伝送装置の構成例を示す図。
【図１０】冗長構成光伝送装置の各出力ポートの光信号レベルのバラツキを説明する図。
【図１１】光可変減衰機能を有する従来の冗長構成光伝送装置の構成例を示す図。
【符号の説明】
【００４５】
１１，１２ 光ユニット
１３ 光分岐器
１４ 光切替器
１５ モニタ用光カプラ
１６ 光検出器
１７ 切替制御回路
１８ 光可変減衰器
１９ 出力制御回路
２１ 光可変減衰機能付きの光切替器
２２ 切替・出力制御回路
３１ 反射角可変ミラー
４１，４２ ヒータ
５１，５２ 可動ミラー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数ｎ個の入力光信号Ｓ１〜Ｓｎをそれぞれ分岐して第１の光ユニットおよび第２の光ユニットの各ｎ個の入力ポートに接続し、第１の光ユニットのｎ個の出力ポートから出力される光信号を各入力ポート１に入力し、第２の光ユニットのｎ個の出力ポートから出力される光信号を各入力ポート２に入力し、各一方を選択して各出力ポートに出力光信号Ｓ１〜Ｓｎとして出力するｎ個の光切替器を備えた冗長構成光伝送装置において、
前記光切替器は、前記入力ポート１の光信号を損失なく透過し前記入力ポート２の光信号を遮断する第１のモードと、前記入力ポート２の光信号を遮断したまま前記入力ポート１の光信号に所定の損失を与える第２のモードと、前記入力ポート１の光信号を遮断したまま前記入力ポート２の光信号に所定の損失を与える第３のモードと、前記入力ポート２の光信号を損失なく透過し前記入力ポート１の光信号を遮断する第４のモードのいずれかに設定可能な構成である
ことを特徴とする冗長構成光伝送装置。
【請求項２】
請求項１に記載の冗長構成光伝送装置において、
前記光ユニットを３以上備え、前記光切替器は３以上の入力ポートを有し、任意の２つの入力ポートに対してそれぞれ前記第１〜第４のモードを設定し、３以上対１の光切り替えおよび光可変減衰制御を行う構成である
ことを特徴とする冗長構成光伝送装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の冗長構成光伝送装置において、
前記光切替器は、少なくとも２つの入力ポートと１つの出力ポートを備え、各入力ポートからの光信号を反射させて出力ポートに結合する反射角可変ミラーを備え、
前記反射角可変ミラーは、前記第１〜第４のモードに対応するそれぞれの反射角度に制御される構成である
ことを特徴とする冗長構成光伝送装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の冗長構成光伝送装置において、
前記光切替器は、少なくとも２つの光干渉計を備え、第１の光干渉計の一方の入力アームを第１の入力ポートとし、第１の光干渉計の一方の出力アームと第２の光干渉計の一方の入力アームを接続し、第２の光干渉計の他方の入力アームを第２の入力ポートとし、第２の光干渉計の一方の出力アームを出力ポートとするかまたは第（ｍ＋１）（ｍは２以上の整数）の光干渉計の一方の入力アームと接続し、同様に第ｍの光干渉計の他方の入力アームを第ｍの入力ポートとし、第ｍの光干渉計の一方の出力アームを出力ポートとし、各光干渉計の光路長を調整して前記第１〜第４のモードに対応する第１〜第ｍの入力ポートから出力ポートへの透過量を制御する構成である
ことを特徴とする冗長構成光伝送装置。
【請求項５】
請求項１に記載の冗長構成光伝送装置において、
前記光切替器は、２つの入力ポートと、第１の入力ポートと対向し第２の入力ポートと対向しない１つの出力ポートと、少なくとも一端に移動方向に対して傾斜面を有する可動ミラーとを備え、
前記可動ミラーは、第１の入力ポートからの光信号と第２の入力ポートからの光信号の交点位置との位置関係により、前記第１〜第４のモードに対応して、第１の入力ポートからの光信号のすべてまたは一部を出力ポートに結合するとともに第２の入力ポートからの光信号を遮断し、さらに第１の入力ポートからの光信号を遮断するとともに前記可動ミラーの傾斜面または非傾斜面で第２の入力ポートからの光信号を反射させて第２の入力ポートからの光信号の一部またはすべてを出力ポートに結合する構成である
ことを特徴とする冗長構成光伝送装置。
【請求項６】
請求項１または請求項２に記載の冗長構成光伝送装置の光切替器において、
少なくとも２つの入力ポートと１つの出力ポートを備え、各入力ポートからの光信号を反射させて出力ポートに結合する反射角可変ミラーを備え、
前記反射角可変ミラーは、前記第１〜第４のモードに対応するそれぞれの反射角度に制御される構成である
ことを特徴とする光切替器。
【請求項７】
請求項１または請求項２に記載の冗長構成光伝送装置の光切替器において、
少なくとも２つの光干渉計を備え、第１の光干渉計の一方の入力アームを第１の入力ポートとし、第１の光干渉計の一方の出力アームと第２の光干渉計の一方の入力アームを接続し、第２の光干渉計の他方の入力アームを第２の入力ポートとし、第２の光干渉計の一方の出力アームを出力ポートとするかまたは第（ｍ＋１）（ｍは２以上の整数）の光干渉計の一方の入力アームと接続し、同様に第ｍの光干渉計の他方の入力アームを第ｍの入力ポートとし、第ｍの光干渉計の一方の出力アームを出力ポートとし、各光干渉計の光路長を調整して前記第１〜第４のモードに対応する第１〜第ｍの入力ポートから出力ポートへの透過量を制御する構成である
ことを特徴とする光切替器。
【請求項８】
請求項１に記載の冗長構成光伝送装置の光切替器において、
２つの入力ポートと、第１の入力ポートと対向し第２の入力ポートと対向しない１つの出力ポートと、少なくとも一端に移動方向に対して傾斜面を有する可動ミラーとを備え、
前記可動ミラーは、第１の入力ポートからの光信号と第２の入力ポートからの光信号の交点位置との位置関係により、前記第１〜第４のモードに対応して、第１の入力ポートからの光信号のすべてまたは一部を出力ポートに結合するとともに第２の入力ポートからの光信号を遮断し、さらに第１の入力ポートからの光信号を遮断するとともに前記可動ミラーの傾斜面または非傾斜面で第２の入力ポートからの光信号を反射させて第２の入力ポートからの光信号の一部またはすべてを出力ポートに結合する構成である
ことを特徴とする光切替器。
【請求項１】
複数ｎ個の入力光信号Ｓ１〜Ｓｎをそれぞれ分岐して第１の光ユニットおよび第２の光ユニットの各ｎ個の入力ポートに接続し、第１の光ユニットのｎ個の出力ポートから出力される光信号を各入力ポート１に入力し、第２の光ユニットのｎ個の出力ポートから出力される光信号を各入力ポート２に入力し、各一方を選択して各出力ポートに出力光信号Ｓ１〜Ｓｎとして出力するｎ個の光切替器を備えた冗長構成光伝送装置において、
前記光切替器は、前記入力ポート１の光信号を損失なく透過し前記入力ポート２の光信号を遮断する第１のモードと、前記入力ポート２の光信号を遮断したまま前記入力ポート１の光信号に所定の損失を与える第２のモードと、前記入力ポート１の光信号を遮断したまま前記入力ポート２の光信号に所定の損失を与える第３のモードと、前記入力ポート２の光信号を損失なく透過し前記入力ポート１の光信号を遮断する第４のモードのいずれかに設定可能な構成である
ことを特徴とする冗長構成光伝送装置。
【請求項２】
請求項１に記載の冗長構成光伝送装置において、
前記光ユニットを３以上備え、前記光切替器は３以上の入力ポートを有し、任意の２つの入力ポートに対してそれぞれ前記第１〜第４のモードを設定し、３以上対１の光切り替えおよび光可変減衰制御を行う構成である
ことを特徴とする冗長構成光伝送装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の冗長構成光伝送装置において、
前記光切替器は、少なくとも２つの入力ポートと１つの出力ポートを備え、各入力ポートからの光信号を反射させて出力ポートに結合する反射角可変ミラーを備え、
前記反射角可変ミラーは、前記第１〜第４のモードに対応するそれぞれの反射角度に制御される構成である
ことを特徴とする冗長構成光伝送装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の冗長構成光伝送装置において、
前記光切替器は、少なくとも２つの光干渉計を備え、第１の光干渉計の一方の入力アームを第１の入力ポートとし、第１の光干渉計の一方の出力アームと第２の光干渉計の一方の入力アームを接続し、第２の光干渉計の他方の入力アームを第２の入力ポートとし、第２の光干渉計の一方の出力アームを出力ポートとするかまたは第（ｍ＋１）（ｍは２以上の整数）の光干渉計の一方の入力アームと接続し、同様に第ｍの光干渉計の他方の入力アームを第ｍの入力ポートとし、第ｍの光干渉計の一方の出力アームを出力ポートとし、各光干渉計の光路長を調整して前記第１〜第４のモードに対応する第１〜第ｍの入力ポートから出力ポートへの透過量を制御する構成である
ことを特徴とする冗長構成光伝送装置。
【請求項５】
請求項１に記載の冗長構成光伝送装置において、
前記光切替器は、２つの入力ポートと、第１の入力ポートと対向し第２の入力ポートと対向しない１つの出力ポートと、少なくとも一端に移動方向に対して傾斜面を有する可動ミラーとを備え、
前記可動ミラーは、第１の入力ポートからの光信号と第２の入力ポートからの光信号の交点位置との位置関係により、前記第１〜第４のモードに対応して、第１の入力ポートからの光信号のすべてまたは一部を出力ポートに結合するとともに第２の入力ポートからの光信号を遮断し、さらに第１の入力ポートからの光信号を遮断するとともに前記可動ミラーの傾斜面または非傾斜面で第２の入力ポートからの光信号を反射させて第２の入力ポートからの光信号の一部またはすべてを出力ポートに結合する構成である
ことを特徴とする冗長構成光伝送装置。
【請求項６】
請求項１または請求項２に記載の冗長構成光伝送装置の光切替器において、
少なくとも２つの入力ポートと１つの出力ポートを備え、各入力ポートからの光信号を反射させて出力ポートに結合する反射角可変ミラーを備え、
前記反射角可変ミラーは、前記第１〜第４のモードに対応するそれぞれの反射角度に制御される構成である
ことを特徴とする光切替器。
【請求項７】
請求項１または請求項２に記載の冗長構成光伝送装置の光切替器において、
少なくとも２つの光干渉計を備え、第１の光干渉計の一方の入力アームを第１の入力ポートとし、第１の光干渉計の一方の出力アームと第２の光干渉計の一方の入力アームを接続し、第２の光干渉計の他方の入力アームを第２の入力ポートとし、第２の光干渉計の一方の出力アームを出力ポートとするかまたは第（ｍ＋１）（ｍは２以上の整数）の光干渉計の一方の入力アームと接続し、同様に第ｍの光干渉計の他方の入力アームを第ｍの入力ポートとし、第ｍの光干渉計の一方の出力アームを出力ポートとし、各光干渉計の光路長を調整して前記第１〜第４のモードに対応する第１〜第ｍの入力ポートから出力ポートへの透過量を制御する構成である
ことを特徴とする光切替器。
【請求項８】
請求項１に記載の冗長構成光伝送装置の光切替器において、
２つの入力ポートと、第１の入力ポートと対向し第２の入力ポートと対向しない１つの出力ポートと、少なくとも一端に移動方向に対して傾斜面を有する可動ミラーとを備え、
前記可動ミラーは、第１の入力ポートからの光信号と第２の入力ポートからの光信号の交点位置との位置関係により、前記第１〜第４のモードに対応して、第１の入力ポートからの光信号のすべてまたは一部を出力ポートに結合するとともに第２の入力ポートからの光信号を遮断し、さらに第１の入力ポートからの光信号を遮断するとともに前記可動ミラーの傾斜面または非傾斜面で第２の入力ポートからの光信号を反射させて第２の入力ポートからの光信号の一部またはすべてを出力ポートに結合する構成である
ことを特徴とする光切替器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−２８９０６０（Ｐ２００８−２８９０６０Ａ）
【公開日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１３４１８０（Ｐ２００７−１３４１８０）
【出願日】平成１９年５月２１日（２００７．５．２１）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月２１日（２００７．５．２１）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
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