特開 2023-134921 四方路光スイッチ及び光ファイバネットワーク

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023134921

(43)【公開日】2023-09-28

(54)【発明の名称】四方路光スイッチ及び光ファイバネットワーク

(51)【国際特許分類】

   H04Q 3/52 20060101AFI20230921BHJP

   H04B 10/27 20130101ALI20230921BHJP

【ＦＩ】

H04Q3/52 B

H04B10/27

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022039858

(22)【出願日】2022-03-15

【新規性喪失の例外の表示】新規性喪失の例外適用申請有り

(71)【出願人】

【識別番号】000004226

【氏名又は名称】日本電信電話株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】304026696

【氏名又は名称】国立大学法人三重大学

(74)【代理人】

【識別番号】100119677

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 賢治

(74)【代理人】

【識別番号】100160495

【弁理士】

【氏名又は名称】畑 雅明

(74)【代理人】

【識別番号】100115794

【弁理士】

【氏名又は名称】今下 勝博

(72)【発明者】

【氏名】川野 友裕

(72)【発明者】

【氏名】藤本 達也

(72)【発明者】

【氏名】中江 和英

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 ひろし

(72)【発明者】

【氏名】片山 和典

(72)【発明者】

【氏名】真鍋 哲也

【テーマコード（参考）】

5K069

5K102

【Ｆターム（参考）】

5K069AA17

5K069DB04

5K069DB36

5K069EA27

5K069EA30

5K102AA35

5K102AA44

5K102AH23

5K102AH26

5K102AH27

5K102AN03

5K102PB11

5K102PD01

5K102PD15

5K102PH31

5K102PH49

(57)【要約】

【課題】本開示は、光ファイバ需要に対して柔軟でかつ光ファイバの断線に対して迅速な復旧が可能な光ファイバネットワーク及びそれに利用する簡易な構成の四方路光スイッチを提供することを目的とする。
【解決手段】本開示は、第１のポート、第２のポート、第３のポート及び第４のポートを備え、前記第１のポートと前記第２のポートとが内部で接続され、前記第３のポートと前記第４のポートとが内部で接続される第１の接続状態と、前記第１のポートと前記第３のポートとが内部で接続され、前記第２のポートと前記第４のポートとが内部で接続される第２の接続状態と、前記第１のポートと前記第４のポートとが内部で接続され、前記第２のポートと前記第３のポートとが内部で接続される第３の接続状態と、が切替可能な四方路光スイッチである。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１のポート、第２のポート、第３のポート及び第４のポートを備え、
前記第１のポートと前記第２のポートとが内部で接続され、前記第３のポートと前記第４のポートとが内部で接続される第１の接続状態と、
前記第１のポートと前記第３のポートとが内部で接続され、前記第２のポートと前記第４のポートとが内部で接続される第２の接続状態と、
前記第１のポートと前記第４のポートとが内部で接続され、前記第２のポートと前記第３のポートとが内部で接続される第３の接続状態と、
が切替可能な四方路光スイッチ。

【請求項2】

第１の端子と第２の端子と及び第３の端子と第４の端子とがそれぞれ内部で接続される並行接続状態と、
前記第１の端子と前記第４の端子と及び前記第２の端子と前記第３の端子とがそれぞれ内部で接続される交差接続状態と、
が切替可能な第１及び第２の２組の２×２光スイッチを備え、
前記第１の２×２光スイッチの前記第３の端子と前記第２の２×２光スイッチの前記第１の端子とが接続され、前記第１の２×２光スイッチの前記第４の端子と前記第２の２×２光スイッチの前記第３の端子とが接続され、
前記第１の２×２光スイッチの前記第１の端子が前記第１のポートに内部で接続され、
前記第１の２×２光スイッチの前記第２の端子が前記第２のポートに内部で接続され、
前記第２の２×２光スイッチの前記第２の端子が前記第３のポートに内部で接続され、
前記第２の２×２光スイッチの前記第４の端子が前記第４のポートに内部で接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載の四方路光スイッチ。

【請求項3】

第１の端子と第２の端子と及び第３の端子と第４の端子とがそれぞれ内部で接続される並行接続状態と、
前記第１の端子と前記第４の端子と及び前記第２の端子と前記第３の端子とがそれぞれ内部で接続される交差接続状態と、
が切替可能な第１の２×２光スイッチ及び第２の２×２光スイッチを備え、
前記第１の２×２光スイッチの前記第１の端子と前記第２の２×２光スイッチの前記第１の端子とが接続され、前記第１の２×２光スイッチの前記第４の端子と前記第２の２×２光スイッチの前記第３の端子とが接続され、
前記第２の２×２光スイッチの前記第２の端子が前記第１のポートに内部で接続され、
前記第１の２×２光スイッチの前記第２の端子が前記第２のポートに内部で接続され、
前記第１の２×２光スイッチの前記第３の端子が前記第３のポートに内部で接続され、
前記第２の２×２光スイッチの前記第４の端子が前記第４のポートに内部で接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載の四方路光スイッチ。

【請求項4】

前記第１の接続状態、前記第２の接続状態又は前記第３の接続状態を切替制御する光スイッチ制御回路を、
さらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の四方路光スイッチ。

【請求項5】

請求項１から３に記載のいずれかの四方路光スイッチと、
前記四方路光スイッチの前記第１のポートに接続される第１の光ファイバと、
前記四方路光スイッチの前記第２のポートに接続される第２の光ファイバと、
備える光ファイバネットワーク。

【請求項6】

請求項４に記載の四方路光スイッチと、
前記四方路光スイッチの前記第１のポートに接続される第１の光ファイバと、
前記四方路光スイッチの前記第２のポートに接続される第２の光ファイバと、
備える光ファイバネットワーク。

【請求項7】

前記四方路光スイッチの前記光スイッチ制御回路に接続される第５の光ファイバと、
前記第５の光ファイバを介して、前記四方路光スイッチの前記光スイッチ制御回路に光給電し、前記第１の接続状態、前記第２の接続状態又は前記第３の接続状態の切替制御を指示するセンタ側制御装置と、
をさらに備え、
前記光スイッチ制御回路は、前記センタ側制御装置からの光給電で動作し、前記センタ側制御装置からの指示で前記第１の接続状態、前記第２の接続状態又は前記第３の接続状態を切替制御する
ことを特徴とする請求項６に記載の光ファイバネットワーク。

【請求項8】

前記四方路光スイッチの前記第３のポートに接続される第３の光ファイバと、
前記四方路光スイッチの前記第４のポートに接続される第４の光ファイバと、
をさらに備えることを特徴とする請求項５から７のいずれかに記載の光ファイバネットワーク。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ループ型光ファイバネットワークの光経路を切替える四方路光スイッチ及びそれを利用した光ファイバネットワークに関する。

【背景技術】

【0002】

これまでのアクセス系における光ファイバネットワークはＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）に代表されるように、通信センタからスター状に光ファイバを敷設することで通信サービスを提供してきた（例えば、非特許文献１参照。）

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】有居 正仁、“ＦＴＴＨを推進する光アクセス網技術の動向”、ＮＴＴ技術ジャーナル、２０１０．２．

【非特許文献2】Ｒ． Ｈｅｌｋｅｙ ｅｔ ａｌ．， “Ｒｅｍｏｔｅｌｙ Ｐｏｗｅｒｅｄ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｗｉｔｃｈ ｆｏｒ Ｒｅｍｏｔｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ ａｎｄ ＯＴＤＲ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｉｎ ＰＯＮ，” ３３ｒｄ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｘｈｉｂｉｔｉｏｎ ｏｆ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ， Ｂｅｒｌｉｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ， ２００７， ｐｐ． １－２， ｄｏｉ： １０．１０４９／ｉｃ：２００７０２８３．

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、非特許文献１で提案された光ファイバネットワークでは、光ファイバ需要の変動に対して柔軟性を擁しておらず、一度敷設した光ファイバを別場所に敷設するのが困難である。

【0005】

また、光ファイバネットワークが冗長化されておらず、光ファイバが断線した場合、断線した光ファイバの直接的な修理によってのみしか復旧方法がないため、サービス断時間が大幅に大きくなる可能性があった。

【0006】

従来、商用電源を用いずに光ファイバ経路を切替える技術として、光ファイバを介して伝送した光エネルギーを電力に変換し、光ファイバ経路を切替える装置が提案されていた（例えば、非特許文献２参照。）。これは、光ファイバを介して伝送した光エネルギーを電力に変換し、光ファイバ経路を切替える装置であるが、供給しなければならない光パワーが１Ｗ程度と非常に大きく、安全面から実用化が困難であるという問題があった。

【0007】

そこで、前記課題を解決するために、本開示は、光ファイバ需要に対して柔軟でかつ光ファイバの断線に対して迅速な復旧が可能な光ファイバネットワーク及びそれに利用する簡易な構成の四方路光スイッチ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】

前記課題を解決するために、本開示では、２組のループ形態の光ファイバを連結接続し、それぞれの光ファイバを切替えるトポロジの光ファイバネットワークを提案する。また、２組のループ形態の光ファイバの連結接続に適用する四方路光スイッチを提案する。

【0009】

具体的には、本開示は、
第１のポート、第２のポート、第３のポート及び第４のポートを備え、
前記第１のポートと前記第２のポートとが内部で接続され、前記第３のポートと前記第４のポートとが内部で接続される第１の接続状態と、
前記第１のポートと前記第３のポートとが内部で接続され、前記第２のポートと前記第４のポートとが内部で接続される第２の接続状態と、
前記第１のポートと前記第４のポートとが内部で接続され、前記第２のポートと前記第３のポートとが内部で接続される第３の接続状態と、
が切替可能な四方路光スイッチ
である。

【0010】

また、本開示は、
第１の端子と第２の端子と及び第３の端子と第４の端子とがそれぞれ内部で接続される並行接続状態と、
前記第１の端子と前記第４の端子と及び前記第２の端子と前記第３の端子とがそれぞれ内部で接続される交差接続状態と、
が切替可能な第１及び第２の２組の２×２光スイッチを備え、
前記第１の２×２光スイッチの前記第３の端子と前記第２の２×２光スイッチの前記第１の端子とが接続され、前記第１の２×２光スイッチの前記第４の端子と前記第２の２×２光スイッチの前記第３の端子とが接続され、
前記第１の２×２光スイッチの前記第１の端子が前記第１のポートに内部で接続され、
前記第１の２×２光スイッチの前記第２の端子が前記第２のポートに内部で接続され、
前記第２の２×２光スイッチの前記第２の端子が前記第３のポートに内部で接続され、
前記第２の２×２光スイッチの前記第４の端子が前記第４のポートに内部で接続されている
ことを特徴とする。

【0011】

また、本開示は、
第１の端子と第２の端子と及び第３の端子と第４の端子とがそれぞれ内部で接続される並行接続状態と、
前記第１の端子と前記第４の端子と及び前記第２の端子と前記第３の端子とがそれぞれ内部で接続される交差接続状態と、
が切替可能な第１及び第２の２組の２×２光スイッチを備え、
前記第１の２×２光スイッチの前記第１の端子と前記第２の２×２光スイッチの前記第１の端子とが接続され、前記第１の２×２光スイッチの前記第４の端子と前記第２の２×２光スイッチの前記第３の端子とが接続され、
前記第２の２×２光スイッチの前記第２の端子が前記第１のポートに内部で接続され、
前記第１の２×２光スイッチの前記第２の端子が前記第２のポートに内部で接続され、
前記第１の２×２光スイッチの前記第３の端子が前記第３のポートに内部で接続され、
前記第２の２×２光スイッチの前記第４の端子が前記第４のポートに内部で接続されている
ことを特徴とする。

【0012】

また、本開示は、
前記第１の接続状態、前記第２の接続状態又は前記第３の接続状態を切替制御する光スイッチ制御回路を、
さらに備える
ことを特徴とする。

【0013】

具体的には、本開示は、
上記に記載のいずれかの四方路光スイッチと、
前記四方路光スイッチの前記第１のポートに接続される第１の光ファイバと、
前記四方路光スイッチの前記第２のポートに接続される第２の光ファイバと、
備える光ファイバネットワーク
である。

【0014】

また、本開示は、
前記四方路光スイッチの前記光スイッチ制御回路に接続される第５の光ファイバと、
前記第５の光ファイバを介して、前記四方路光スイッチの前記光スイッチ制御回路に光給電し、前記第１の接続状態、前記第２の接続状態又は前記第３の接続状態の切替制御を指示するセンタ側制御装置と、
をさらに備え、
前記光スイッチ制御回路は、前記センタ側制御装置からの光給電で動作し、前記センタ側制御装置からの指示で前記第１の接続状態、前記第２の接続状態又は前記第３の接続状態を切替制御する
ことを特徴とする。

【0015】

また、本開示は、
前記四方路光スイッチの前記第３のポートに接続される第３の光ファイバと、
前記四方路光スイッチの前記第４のポートに接続される第４の光ファイバと、
をさらに備える
ことを特徴とする。

【0016】

なお、上記各開示の発明は、可能な限り組み合わせることができる。

【発明の効果】

【0017】

このように、本開示は、光ファイバ需要に対して柔軟でかつ光ファイバの断線に対して迅速な復旧が可能な光ファイバネットワーク及びそれに利用する四方路光スイッチを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本開示の四方路光スイッチの構成を説明する図である。

【図2】本開示の四方路光スイッチの構成を説明する図である。

【図3】本開示の四方路光スイッチの構成を説明する図である。

【図4】本開示の四方路光スイッチの構成を説明する図である。

【図5】本開示の四方路光スイッチの構成を説明する図である。

【図6】本開示の四方路光スイッチの構成を説明する図である。

【図7】本開示の四方路光スイッチの構成を説明する図である。

【図8】本開示の四方路光スイッチの構成を説明する図である。

【図9】本開示の光ファイバネットワークの構成を説明する図である。

【図10】本開示の光ファイバネットワークの構成を説明する図である。

【図11】本開示の光ファイバネットワークの構成を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本開示は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本開示は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

【0020】

（実施形態１）
本実施形態の四方路光スイッチの構成を図１に示す。本実施形態の四方路光スイッチ１０は、第１のポートＰ１、第２のポートＰ２、第３のポートＰ３及び第４のポートＰ４を有する。

【0021】

四方路光スイッチ１０は、第１の接続状態（図１（ａ））、第２の接続状態（図１（ｂ））及び第３の接続状態（図（ｃ））のいずれかに切替可能である。第１の接続状態は、第１のポートＰ１と第２のポートＰ２とが内部で接続され、第３のポートＰ３と第４のポートＰ４とが内部で接続される。第２の接続状態は、第１のポートＰ１と第３のポートＰ３とが内部で接続され、第２のポートＰ２と第４のポートＰ４とが内部で接続される。第３の接続状態は、第１のポートＰ１と第４のポートＰ４とが内部で接続され、第２のポートＰ２と第３のポートＰ３とが内部で接続される。

【0022】

従って、簡易な構成の四方路光スイッチを実現することができる。また、このような３種の接続状態を切替可能とすると、光ファイバ需要に対して柔軟でかつ光ファイバの断線に対して迅速な復旧が可能な光ファイバネットワークに利用することができる。

【0023】

（実施形態２）
本実施形態の四方路光スイッチの構成を図２、図３及び図４に示す。本実施形態の四方路光スイッチ１０は、第１の２×２光スイッチ１１及び第２の２×２光スイッチ１２を備える。第１の２×２光スイッチ１１及び第２の２×２光スイッチ１２は、それぞれ第１の端子Ｔ１、第２の端子Ｔ２、第３の端子Ｔ３及び第４の端子Ｔ４を有する。

【0024】

第１の２×２光スイッチ１１及び第２の２×２光スイッチ１２は、それぞれ、並行接続状態及び交差接続状態のいずれかに切替可能である。並行接続状態は、第１の端子Ｔ１と第２の端子Ｔ２とが内部で接続され、第３の端子Ｔ３と第４の端子Ｔ４とが内部で接続される。交差接続状態は、第１の端子Ｔ１と第４の端子Ｔ４とが内部で接続され、第２の端子Ｔ２と第３の端子Ｔ３とが内部で接続される。

【0025】

第１の２×２光スイッチ１１の第３の端子Ｔ３と第２の２×２光スイッチ１２の第１の端子Ｔ１とが接続され、第１の２×２光スイッチ１１の第４の端子Ｔ４と第２の２×２光スイッチ１２の第３の端子Ｔ３とが接続されている。

【0026】

四方路光スイッチ１０では、第１の２×２光スイッチ１１の第１の端子Ｔ１が第１のポートＰ１に内部で接続されてもよいし、第１の２×２光スイッチ１１の第１の端子Ｔ１が第１のポートＰ１として機能してもよい。第１の２×２光スイッチ１１の第２の端子Ｔ２が第２のポートＰ２に内部で接続されてもよいし、第１の２×２光スイッチ１１の第２の端子Ｔ２が第２のポートＰ２として機能してもよい。第２の２×２光スイッチ１２の第２の端子Ｔ２が第３のポートＰ３に内部で接続されてもよいし、第２の２×２光スイッチ１２の第２の端子Ｔ２が第３のポートＰ３として機能してもよい。第２の２×２光スイッチ１２の第４の端子Ｔ４が第４のポートＰ４に内部で接続されてもよいし、第２の２×２光スイッチ１２の第４の端子Ｔ４が第４のポートＰ４として機能してもよい。

【0027】

図２は四方路光スイッチの第１の接続状態を実現している。第１の接続状態は、図２（ａ）又は図２（ｂ）に示すいずれの接続構成でも可能である。図２（ａ）では、第１の２×２光スイッチ１１は並行接続状態で、第２の２×２光スイッチ１２も並行接続状態である。図２（ｂ）では、第１の２×２光スイッチ１１は並行接続状態で、第２の２×２光スイッチ１２は交差接続状態である。この接続構成によると、第１のポートＰ１と第２のポートＰ２とが内部で接続され、第３のポートＰ３と第４のポートＰ４とが内部で接続されている。即ち、第１の接続状態を実現している。

【0028】

図３は四方路光スイッチの第２の接続状態を実現している。図３では、第１の２×２光スイッチ１１は交差接続状態で、第２の２×２光スイッチ１２も交差接続状態である。この接続構成によると、第１のポートＰ１と第３のポートＰ３とが内部で接続され、第２のポートＰ２と第４のポートＰ４とが内部で接続されている。即ち、第２の接続状態を実現している。

【0029】

図４は四方路光スイッチの第３の接続状態を実現している。図４では、第１の２×２光スイッチ１１は交差接続状態で、第２の２×２光スイッチ１２は並行接続状態である。この接続構成によると、第１のポートＰ１と第４のポートＰ４とが内部で接続され、第２のポートＰ２と第３のポートＰ３とが内部で接続されている。即ち、第３の接続状態を実現している。

【0030】

第１の２ｘ２光スイッチ１１や第２の２ｘ２光スイッチ１２は、低電圧（３～５Ｖ）かつ、数百μＪ以下の非常に小さな消費電力量で動作するものが望ましく、例えば、駆動電力が少なく、一般にも入手可能な、自己保持型のＭＥＭＳ光スイッチを用いることが可能である。自己保持型であれば、省電力化につながる。

【0031】

従って、２つの２×２光スイッチを利用することにより、簡易な構成の四方路光スイッチを実現することができる。また、このような３種の接続状態を切替可能とすると、後述する光ファイバネットワークに利用することができる。

【0032】

（実施形態３）
本実施形態の四方路光スイッチの構成を図５、図６及び図７に示す。本実施形態の四方路光スイッチ１０は、第１の２×２光スイッチ１１及び第２の２×２光スイッチ１２を備える。第１の２×２光スイッチ１１及び第２の２×２光スイッチ１２は第１の端子Ｔ１、第２の端子Ｔ２、第３の端子Ｔ３及び第４の端子Ｔ４を有する。

【0033】

第１の２×２光スイッチ１１及び第２の２×２光スイッチ１２は、それぞれ、並行接続状態及び交差接続状態のいずれかに切替可能である。並行接続状態は、第１の端子Ｔ１と第２の端子Ｔ２とが内部で接続され、第３の端子Ｔ３と第４の端子Ｔ４とが内部で接続される。交差接続状態は、第１の端子Ｔ１と第４の端子Ｔ４とが内部で接続され、第２の端子Ｔ２と第３の端子Ｔ３とが内部で接続される。

【0034】

第１の２×２光スイッチ１１の第１の端子Ｔ１と第２の２×２光スイッチ１２の第１の端子Ｔ１とが接続され、第１の２×２光スイッチ１１の第４の端子Ｔ４と第２の２×２光スイッチ１２の第３の端子Ｔ３とが接続されている。

【0035】

四方路光スイッチ１０では、第２の２×２光スイッチ１２の第２の端子Ｔ２が第１のポートＰ１に内部で接続されてもよいし、第２の２×２光スイッチ１２の第２の端子Ｔ２が第１のポートＰ１として機能してもよい。第１の２×２光スイッチ１１の第２の端子Ｔ２が第２のポートＰ２に内部で接続されてもよいし、第１の２×２光スイッチ１１の第２の端子Ｔ２が第２のポートＰ２として機能してもよい。第１の２×２光スイッチ１１の第３の端子Ｔ３が第３のポートＰ３に内部で接続されてもよいし、第１の２×２光スイッチ１１の第３の端子Ｔ３が第３のポートＰ３として機能してもよい。第２の２×２光スイッチ１２の第４の端子Ｔ４が第４のポートＰ４に内部で接続されてもよいし、第２の２×２光スイッチ１２の第４の端子Ｔ４が第４のポートＰ４として機能してもよい。

【0036】

図５は四方路光スイッチの第１の接続状態を実現している。図５では、第１の２×２光スイッチ１１は並行接続状態で、第２の２×２光スイッチ１２も並行接続状態である。この接続構成によると、第１のポートＰ１と第２のポートＰ２とが内部で接続され、第３のポートＰ３と第４のポートＰ４とが内部で接続されている。即ち、第１の接続状態を実現している。

【0037】

図６は四方路光スイッチの第２の接続状態を実現している。図６では、第１の２×２光スイッチ１１は並行接続状態で、第２の２×２光スイッチ１２は交差接続状態である。この接続構成によると、第１のポートＰ１と第３のポートＰ３とが内部で接続され、第２のポートＰ２と第４のポートＰ４とが内部で接続されている。即ち、第２の接続状態を実現している。

【0038】

図７は四方路光スイッチの第３の接続状態を実現している。図７（ａ）では、第１の２×２光スイッチ１１は交差接続状態で、第２の２×２光スイッチ１２は並行接続状態である。図７（ｂ）では、第１の２×２光スイッチ１１は交差接続状態で、第２の２×２光スイッチ１２も交差接続状態である。この接続構成によると、第１のポートＰ１と第４のポートＰ４とが内部で接続され、第２のポートＰ２と第３のポートＰ３とが内部で接続されている。即ち、第３の接続状態を実現している。

【0039】

第１の２ｘ２光スイッチ１１や第２の２ｘ２光スイッチ１２は、低電圧（３～５Ｖ）かつ、数百μＪ以下の非常に小さな消費電力量で動作するものが望ましく、例えば、駆動電力が少なく、一般にも入手可能な、自己保持型のＭＥＭＳ光スイッチを用いることが可能である。

【0040】

従って、２つの２×２光スイッチを利用することにより、簡易な構成の四方路光スイッチを実現することができる。また、このような３種の接続状態を切替可能とすると、後述する光ファイバネットワークに利用することができる。

【0041】

（実施形態４）
本実施形態の四方路光スイッチの構成を図８に示す。本実施形態の四方路光スイッチ１０は、第１の２×２光スイッチ１１、第２の２×２光スイッチ１２及び光スイッチ制御回路を備える。第１の２×２光スイッチ１１及び第２の２×２光スイッチ１２の端子接続、ポート接続及び並行接続状態か交差接続状態かは、実施形態２又は実施形態３で説明した通りである。

【0042】

光スイッチ制御回路１３は、マイクロプロセッサ３８を有し、第１の２×２光スイッチ１１及び第２の２×２光スイッチ１２を制御して、第１の接続状態、第２の接続状態又は第３の接続状態を切替制御する。

【0043】

光スイッチ制御回路１３は四方路光スイッチ１０の外部からの指示によって、マイクロプロセッサ３８を動作させてもよい。光スイッチ制御回路１３は、光分岐部３２、光電変換素子３３、反射光スイッチ３７をさらに備える。マイクロプロセッサ３８は、下りフレーム解析機能４０、上り信号生成機能４１及び切替動作制御機能４２を有する。

【0044】

第５の光ファイバ２８を介して、下り光３０を受光する。光分岐部３２で下り光３０を光電変換素子３３と反射光スイッチ３７に分岐する。光分岐部３２は反射光スイッチ３７よりも光電変換素子３３に多くの割合で分岐することが好ましい。光分岐部３２は例えば光カプラである。分岐した下り光３０の一部を光電変換素子３３で電気信号に変換する。光電変換素子３３は、通信用の長波長帯である１３００～１６００ｎｍに適したインジウム・ガリウム・ヒ素を組成とする開放電圧が５Ｖ以下、変換効率が３０％程度のものが適用できる。

【0045】

マイクロプロセッサ３８の下りフレーム解析機能４０で下り信号の内容を解析し、切替動作制御機能４２で第１の２×２光スイッチ１１及び第２の２×２光スイッチ１２を制御する。外部からの指示に対して応答するために、光分岐部３２で分岐した一部の下り光３０を反射光スイッチ３７で反射して上り信号光３１を生成する。反射光スイッチ３７は上り信号生成機能４１によって制御される。光分岐部３２で上り信号光３１を第５の光ファイバ２８に合波する。

【0046】

上り信号光３１を反射光スイッチ３７で生成するには、下り光３０の一部期間を無変調の光として、無変調期間の光を反射光スイッチ３７が変調することでもよい。この場合、下り光３０や上り信号光３１の変調形式は問わない。下り光３０の変調速度よりも、十分に遅い変調速度で反射光スイッチ３７が下り光３０を変調することでもよい。この場合、下り光３０の変調形式としては、平均光強度が一定となるパルス位相変調やパルス周波数変調又は、一定期間内で平均光強度が一定になるように設定したパルス強度変調やパルス位置変調などが適用できる。上り信号光３１の変調形式は、パルス強度変調を始めとして変調形式は問わない。図８では、反射を利用して上り信号光３１を生成しているが、電力に余裕があれば、発光素子を変調して上り信号光３１を生成してもよい。

【0047】

従って、２つの２×２光スイッチを利用することにより、低消費電力の四方路光スイッチを実現することができる。また、このような３種の接続状態を切替可能とすると、後述する光ファイバネットワークに利用することができる。

【0048】

（実施形態５）
本実施形態の光ファイバネットワークの構成を図９に示す。本実施形態の光ファイバネットワークは、四方路光スイッチ１０と、四方路光スイッチ１０の第１のポートＰ１に接続される第１の光ファイバ２４と、四方路光スイッチ１０の第２のポートＰ２に接続される第２の光ファイバ２５と、を備える。本実施形態の光ファイバネットワークは、センタ側制御装置１４、及び四方路光スイッチ１０の光スイッチ制御回路１３とセンタ側制御装置１４とを接続する第５の光ファイバ２８をさらに備えてもよい。

【0049】

本実施形態のセンタ側制御装置１４は、第５の光ファイバ２８を介して四方路光スイッチ１０の光スイッチ制御回路１３に光給電する。光給電用のレーザの波長は長波長帯の１３００ｎｍ～１６００ｎｍが適している。また、センタ側制御装置１４は、第５の光ファイバ２８を介して四方路光スイッチ１０の光スイッチ制御回路１３に第１の接続状態、第２の接続状態又は第３の接続状態の切替制御を指示する。

【0050】

本実施形態の光スイッチ制御回路１３の構成を図１０に示す。本実施形態の四方路光スイッチ１０は、第１の２×２光スイッチ１１、第２の２×２光スイッチ１２及び光スイッチ制御回路１３を備える。第１の２×２光スイッチ１１及び第２の２×２光スイッチ１２の端子接続、ポート接続及び並行接続状態か交差接続状態かは、実施形態２又は実施形態３で説明した通りである。本実施形態の光スイッチ制御回路１３は、光分岐部３２、光電変換素子３３、二次電池３４、マイクロプロセッサ３８、反射光スイッチ３７を備える。マイクロデバイス８は、下りフレーム解析機能４０、上り信号生成機能４１、切替動作制御機能４２及び電力監視機能４３を有する。

【0051】

本実施形態の光スイッチ制御回路１３は、実施形態４の光スイッチ制御回路１３に対して、二次電池３４及び電力監視機能４３を加えた構成となっている。二次電池３４及び電力監視機能４３について説明する。光電変換素子３３で下り光３０を電気に変換し、直流成分を二次電池３４に蓄電する。二次電池３４は四方路光スイッチ１０内にアクティブ素子の駆動電力３５を供給する。二次電池３４としては、電気二重層キャパシタ等を使用してもよい。二次電池３４から四方路光スイッチ１０内への電力供給には、適宜ＤＣ／ＤＣコンバータで供給電圧を調整する。

【0052】

電力監視機能４３は、電圧モニタ等を介して二次電池３４での蓄電エネルギー量を把握し、設定された閾値に基づいて第１の２×２光スイッチ１１及び第２の２×２光スイッチの切替可否を判断する。蓄電エネルギー量が閾値より低ければ、第１の２×２光スイッチ１１及び第２の２×２光スイッチ１２の切替を延期又は中止し、蓄電エネルギー量が閾値より高ければ、第１の２×２光スイッチ１１及び第２の２×２光スイッチ１２の切替を実施する。

【0053】

本実施形態の光ファイバネットワークは、図１１に示すように、四方路光スイッチ１０の第３のポートＰ３に接続される第３の光ファイバ２６及び四方路光スイッチ１０の第４のポートＰ４に接続される第４の光ファイバ２７をさらに備えてもよい。ループ形態の第１の光ファイバ２４及び第２の光ファイバ２５の１組と、ループ形態の第３の光ファイバ２６及び第４の光ファイバ２７の１組とが連結接続され、２組のループ形態の光ファイバがそれぞれ四方路光スイッチ１０によって切替えられる。

【0054】

また、第１の光ファイバ２４及び第２の光ファイバ２５に接続されるネットワーク装置２０をさらに備えてもよい。また、第３の光ファイバ２６及び第４の光ファイバ２７に接続されるネットワーク端末２１をさらに備えてもよい。

【0055】

センタ側制御装置１４が四方路光スイッチ１０の光スイッチ制御回路１３に指示して、光スイッチ制御回路１３が四方路光スイッチ１０を第１の接続状態に切替えると、第１の光ファイバ２４と第２の光ファイバ２５が接続され、光は四方路光スイッチ１０を通過することになる。第１の光ファイバ２４又は／及び第２の光ファイバ２５の途中に、他の四方路光スイッチが配置されている場合に利用する形態である。光ファイバ需要に対して柔軟に対応することができる。

【0056】

センタ側制御装置１４が四方路光スイッチ１０の光スイッチ制御回路１３に指示して、光スイッチ制御回路１３が四方路光スイッチ１０を第２の接続状態に切替えると、ネットワーク装置２０とネットワーク端末２１とは、第１の光ファイバ２４及び第３の光ファイバ２６を介するか、第２の光ファイバ２５及び第４の光ファイバ２７を介するかして、接続されため、冗長経路を確保することができる。冗長経路があれば、光ファイバの断線に対して迅速な復旧が可能になる。

【0057】

センタ側制御装置１４が四方路光スイッチ１０の光スイッチ制御回路１３に指示して、光スイッチ制御回路１３が四方路光スイッチ１０を第３の接続状態に切替えると、ネットワーク装置２０とネットワーク端末２１とは、第１の光ファイバ２４及び第４の光ファイバ２７を介するか、第２の光ファイバ２５及び第３の光ファイバ２６を介するかして、接続されため、冗長経路を確保することができる。冗長経路があれば、光ファイバの断線に対して迅速な復旧が可能になる。第２の接続状態と第３の接続状態とを切替えて選択すると、さらに、冗長経路を確保することができる。

【0058】

従って、ネットワーク装置２０とネットワーク端末２１との間は、連結接続のそれぞれで２ルートの光ファイバが切替可能となり、冗長経路のある光ファイバネットワークとすることができる。

【0059】

以上説明したように、四方路光スイッチ１０が第１の接続状態、第２の接続状態又は第３の接続状態に切替えることによって、光ファイバ需要に対して柔軟でかつ光ファイバの断線に対して迅速な復旧が可能な光ファイバネットワークを構成することができる。

【符号の説明】

【0060】

１０ 四方路光スイッチ
１１ 第１の２×２光スイッチ
１２ 第２の２×２光スイッチ
１３ 光スイッチ制御回路
１４ センタ側制御装置
２０ ネットワーク装置
２１ ネットワーク端末
２４ 第１の光ファイバ
２５ 第２の光ファイバ
２６ 第３の光ファイバ
２７ 第４の光ファイバ
２８ 第５の光ファイバ
３０ 下り光
３１ 上り信号光
３２ 光分岐部
３３ 光電変換素子
３４ 二次電池
３５ アクティブ素子の駆動電力
３７ 反射光スイッチ
３８ マイクロプロセッサ
４０ 下りフレーム解析機能
４１ 上り信号生成機能
４２ 切替動作制御機能
４３ 電力監視機能

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】