[发明专利]光开关及光交叉连接装置

说明书

技术领域

本发明涉及在覆盖其他国家之间或日本全国的核心网或县内网中所使用的光传输系统及光网络，尤其涉及进行光信号的路径切换或频带管理的光交叉连接装置。

背景技术

近年来随着代表因特网的数据通信的急剧增长，通信网络的传输容量变得更大容量化。传输的光化变得实用化的现在，通过时分复用技术以及光波分复用技术实现传输容量的大容量化。例如，每信道能够传输每秒10Gbit数据的传输装置、以及如下的点到点型的波分复用传输装置变得实用化，该波分复用传输装置用一根光纤将从几个到数十个信道波分复用到一根光纤上，并利用光放大器或再生中继器等可进行超过数百千米的长距离传输。

另一方面，为了对应今后的传输容量的需求的增加、进一步的经济化、服务的多样化，正在研究将通信节点连接成环状的环型光网络、或为了增加路径选择的自由度而连接成网状的网眼式光网络。这样的光网络中，可以期待基于对各节点装置进行远距离一元化管理的网监视控制系统的运用简单化，或期待通过各节点装置的监视控制器相互联合，实现从电路的起点到终点的、所谓点对点的路径管理的容易化、以及期待路径设定的高速化。而且，通过将光网络做成网状型，能够在必要时必要的电路使用网眼式网内的预备容量地进行选择，因此多个现用路径可以共享预备系统，可以经济地实现整个网络。

为了实现上述的网眼式光网络，作为输入输出接口，正在促进称为光信号切换装置或光交叉连接装置的装置的开发，其可收容STM-1/OC-3等的低速光信号到STM-64/OC-192或10Giga Bit Ethernet(注册商标)或STM-256/OC-768等高速光信号，并进行频带管理、路径切换或向预备装置的切换。光交叉连接装置可自律分散控制或集中、远距离控制地变更连接于某个节点的传输路径之间的连接关系或传输路径和用户装置之间的连接关系。

所谓的O-E-O(光-电-光)型光交叉连接装置中，在装置外部的传输路径或与用户装置的接口传输的是光信号，而装置内部的信号的切换、线路编辑处理以例如比STM-64或OC-192更细小的例如STS-1单位的传输单位，通过电子电路实现，因此可进行高效率的信号切换。另一方面，不将光信号转换为电信号而利用光开关进行切换的、所谓的O-O-O型光交叉连接装置期待能够对应于在节点进行处理的信息量的大容量化，进行在O-E-O型光交叉连接装置的电子电路中难以实现的大容量信息的处理。在这里，O-O-O型光交叉连接装置还包括在光开关的输入部或输出部中为了进行信号的质量监视或再生中继处理而先转换成电信号之后再作为光信号在光开关进行处理的光交叉连接装置。

为了进一步增加传输容量而增加了波分复用传输的波分复用数时，收容多个路由的光纤的节点中为了确保相互连接来自各个路由的各波长信号时的连接自由度，需要节点中设置的光交叉连接装置的光开关的大容量化。现在作为实现光开关的技术，有应用通过对材料外加电场而产生的折射率变化的半导体开关或LiN03开关，应用通过对材料进行加热而产生的折射率变化的PLC(Planar Lightwave Circuit)型开关，利用电磁铁移动光纤、透镜等的位置的可移动型开关、利用静电力控制用半导体技术制作的微小的反射镜的MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)型开关。

MEMS型开关有2D型和3D型。2D型，在纵横二维将反射镜配置成格状，根据在光信号的光路上是否插入反射镜来切换光的路径，该2D型虽然反射镜的控制比较简单，但是反射镜的数量与输入输出端口数的平方成正比地增加，因此一般构成超过32输入32输出的规模的光开关比较困难。例如，实现16输入16输出时，需要16^2＝256个反射镜元件。

另一方面，3D型是，通过使反射镜的角度连续变化而对光信号的方向进行各种各样的控制，期待作为例如超过32输入32输出的大规模的光开关的技术。在3D型中，例如32输入32输出中，也只需要输入用32个加输出用32个总共64个反射镜元件。但是3D型的光开关虽然需要的反射镜元件数量较少，但是与2D型相比反射镜的控制比较复杂。

在用上述的光开关技术要实现大规模的光开关时，可考虑利用一个大规模的光开关的方法和组合多个小规模的光开关的方法。利用一个大规模的光开关的方法中，存在不能对应节点的规模增设光开关的问题。另外，在现状中，出于制造技术、成本等的观点，在市场上销售的开关的规模有局限性，例如，3D型MEMS开关一般为64×64至128×128左右。