MEMSミラーを用いた高速多チャネル光スイッチを開発- FUJITSU Japan

株式会社富士通研究所（*1）と富士通株式会社は、MEMS(*2)ミラーを用いた80チャネル光スイッチ(図1）の開発に成功いたしました。今回開発した光スイッチは、多チャネル光スイッチとしては世界最高となる1ミリ秒の切替え速度を達成しました。本光スイッチの適用により、次世代の光通信ネットワークに不可欠である光クロスコネクト装置の実現が可能になると期待されます。

本技術の詳細は、9月21日からイタリア・リミニで開催された光通信の国際会議ECOC-IOOC 2003(European Conference on Optical Communication-International Conference on Integrated Optics and Optical Fibre Communication)で発表しました。

【開発の背景】

ブロードバンド・インターネットを流れる膨大なデータを効率的に伝送するため、光ファイバネットワークの有効運用や、ネットワーク相互接続などを行うクロスコネクト装置の需要が拡大しています。しかし従来の装置では、光信号を一旦電気信号に変換する必要があったため、WDM(*3)などの多重光信号を処理するには限界がありました。そのため、光信号をそのまま切替えることの可能なオール光型の光クロスコネクト装置の実用化が望まれています。

【課題】

多チャネル光クロスコネクト装置としては、MEMSミラーに光を反射させて、ミラーを偏向することで光路を立体的に切替える3次元型MEMS光スイッチが有望とされています。しかし従来の光スイッチではMEMSミラー自体の応答速度が遅く、さらに切替え時にミラーの機械的共振が発生するため、高速切替えが不可能でした。また、多チャネルにすると光スイッチのサイズが大きくなるという問題もありました。

【開発した技術】

今回開発したのは80チャネルの3次元MEMS型光スイッチです。その特長は、以下の通りです。

【効果】

これらの技術を用いることにより、多チャネル光スイッチとしては世界最高となる信号切替え時間1ミリ秒、光スイッチの小型化（150×400×300mm）、光パワー安定度±0.5dB以下を実現しました。

【今後】

今回開発した技術により、多チャネルMEMS光スイッチを光クロスコネクト用途のみならず、より高速切替えが必要な将来の光バーストスイッチング(*6)を用いたネットワークへ適用することが可能となります。今後は、さらなる多チャネル化、高速切替えの実現に向け、開発を加速していきます。

用語説明

（*1）株式会社富士通研究所：: 社長：藤崎道雄、本社：川崎市
（*2）MEMS：: Micro Electro Mechanical Systems の略で、微細な電気回路と機械的構造を一体化したものです。マイクロマシンともいわれます。
（*3）WDM（Wavelength Division Multiple:波長分割多重）：: 搬送波の波長を変えて、一つの光ファイバに複数の光信号を多重する方式。波長の異なる光ビームは互いに干渉しないという性質を利用しているため、多重する光の数を増やすことによって光ファイバ上の情報伝送量を飛躍的に増大させることができます。
（*4）ノッチフィルタ：: ある範囲の周波数を持った信号の中から、特定の狭い範囲の周波数成分を除去するフィルタです。
（*5）櫛歯電極型MEMSミラー：: MEMSミラーを駆動する電極構造を櫛歯型とすることで、平行平板型構造に比べて高い駆動力を得ることができます。
（*6）光バーストスイッチング：: 一定のデータの固まりとして伝送されるバーストデータを、データごとに経路を切替える技術です。これにより、効率的にネットワークを運用することができます。光パスの設定・開放にはミリ秒クラスの高速化が要求されます。