日立製作所機械研究所（所長：大木博、以下日立）は、このたび、日立金属株式会社 先端エレクトロニクス研究所（所長：山内清隆）の協力を得て、都市間（メトロ系）ネットワーク向けの３次元ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems) (*1) 型光スイッチ素子開発しました。本素子では、３次元のＭＥＭＳ型光マトリクススイッチ(*2)方式を採用し、また、新たな光路方式を開発したことによって、小型（縦３０mm、横８０mm、高さ１２mm）化と低損失（光の損失(*3)が３．０デシベル以下）化の両立を実現しました。本素子は、これまで基幹系ネットワークにおける障害発生時のルート切換えなどでの利用が想定されてきた３次元ＭＥＭＳ型光スイッチを、都市間（メトロ系）ネットワークにおける利用にも拡大するものとして期待されます。

　近年、光ファイバ通信は、加入者宅まで光ファイバをつなげるFTTH（Fiber To The Home)の普及が進んでいます。これにともなって、通信データが集中する基幹系ネットワークや都市間（メトロ系）ネットワークでは、障害時に対応できる迂回ルートの設定や、割り当てファイバ数などの変更によるネットワークの効率的運用が、ますます重要となっています。従来のネットワーク管理は、光信号をいったん電気信号に変換して切り換えをする「光/電気変換式スイッチ」が用いられてきましたが、光伝送速度の高速化とともに、高速に信号を処理する電子デバイスの開発が課題となってきています。このため、近年、あらゆる伝送速度に対応可能で、信号を光のまま切り換えられる光スイッチが注目されています。

　このような背景から今回、日立では、今後、需要の拡大が予想される都市間（メトロ系）ネットワーク用の光スイッチ素子を開発しました。開発した技術の特徴は、以下の通りです。

（１）	３次元のＭＥＭＳ型光マトリクススイッチ方式を採用し、また、光路を１８０度折り返す「折り返し型光路方式」を開発することによって、小型化と低損失化の両立を実現しました。
（２）	光ファイバからの光信号を導入するレンズ光軸のばらつきを抑制し、ＭＥＭＳミラーとレンズの配置を最適化することによって、スイッチング機構の小型化を実現しました。

この結果、縦３０mm、横８０mm、高さ１２mmで、実用上必要とされている、光の損失が３．０デシベル以下を実現する、小型で低損失なＭＥＭＳ型光スイッチ素子を開発しました。評価の結果、平均値は、光の損失を約１．５デシベル（光パワーの低下が３０%）にまで抑えることができました。また、開発した光スイッチ素子は、入出力ファイバをパッケージ端面の一箇所にまとめ、パッケージを基板に直接はんだ付けができる電極ピン配置にするなど、システムへの実装を考慮した構造にしました。 　今後、日立では、本技術を改良し、動作安定性の高い小型光マトリクススイッチを開発していきます。 　なお、本成果は、３月２５日から北米アトランタで開催される光ファイバ通信国際会議 （OFC２００３）にて発表される予定です。 [注] (*1)ＭＥＭＳ 　　ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems)とは、微細な機械的構造物と電気回路を一体としたものの総称です。ＭＥＭＳミラーはＭＥＭＳの技術を応用して製作された可動構造の微小ミラーで、光が反射する方向を３次元的に変更することができます。 (*2)光マトリクススイッチ 　　多数の光入力信号を電気信号に変換することなく、任意の組み合わせで出力ポートに接続するスイッチです。電気変換を伴わないので、信号の帯域やプロトコルによる制約を受けずに切り換えが可能です。 (*3)光の損失 　　光スイッチ内に光信号が流れた場合、光が通る部材による吸収、散乱、物理的な遮蔽などによって、 入力された光の強度が低下する現象が起きます。これを損失といいます。例えばこれが３．０デシベルの場合、光のパワーの低下が５０％ということで、これが光スイッチ実現のための条件だといわれています。