JP2000338427A

JP2000338427A - 光シリアルバス用光路切替部品

Info

Publication number: JP2000338427A
Application number: JP11148940A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kurihara; 栗原　　隆; Yuhei Mori; 裕平森; Akira Tomaru; 暁都丸; Shoichi Hayashida; 尚一林田; Tadashi Haibara; 正灰原; Akemasa Kaneko; 明正金子; Tomonori Sugawa; 智規須川; Koji Ieda; 浩司家田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1999-05-27
Filing date: 1999-05-27
Publication date: 2000-12-08

Abstract

(57)【要約】【課題】光ファイバと光シリアルバスボードと光路切
替部品とによって構成される光シリアルバスネットワー
クにおいてプラグ・アンド・プレイを実現するために適
した新規な光シリアルバス用光路切替部品の提供。【解決手段】伝送媒体となる光ファイバ２と、データ
受信・送信を行う光シリアルバスボード５と、ネットワ
ークから前記光シリアルバスボード５への光路切替を行
う光路切替部品とにより構成される光シリアルバスネッ
トワークにおいて利用される光路切替部品であって、前
記光シリアルバスボード５を具える端末４と前記光路切
替部品との接続によって、前記光路切替部品を自動的に
切り替え、前記端末４のプラグ・アンド・プレイを実現
するようにしたことを特徴とする光シリアルバス用光路
切替部品。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバを用い
る光シリアルバスネットワークにおいて、当該ネットワ
ークに接続される端末機器等とバスとの接続に用いられ
る光路切替部品に関し、具体的には、バスとの接続に際
して、プラグ・アンド・プレイを実現するに適する光シ
リアルバス用光路切替部品に関する。

【０００２】

【従来の技術】昨今、パーソナルコンピュータの普及に
伴い、各家庭においても、パーソナルコンピュータとそ
の周辺機器とをネットワークを介して接続する、ホーム
ネットワークの開発・導入が進められている。マルチメ
ディア家電、例えば、各パーソナルコンピュータや周辺
機器自体も、このネットワーク化に対応すべく、ネット
ワークとの情報のやり取りに適するデータ入出力端子を
具えたものとなっている。このように家庭をターゲット
にした種々のネットワーク端末（マルチメディア家電）
の開発とともに、イーサネットや既設の電話線や電灯線
を利用して、データ伝送速度１０Ｍｂｐｓクラスのホー
ムネットワークを構築が可能となっている。また、パー
ソナルコンピュータとその周辺機器に限れば、大容量の
データ伝送に適するＵＳＢ規格のプラグ・アンド・プレ
イ配線の利用が脚光を浴びている。特に、１００Ｍｂｐ
ｓ以上の高速伝送能を持ち、かつ、プラグ・アンド・プ
レイ接続が可能なデータ伝送規格として、高速シリアル
バス規格ＩＥＥＥ１３９４が本命視されている。このＩ
ＥＥＥ１３９４規格は、共通のプロトコル、共通の接続
法（規格化コネクタ）を採用して、１００Ｍｂｐｓ以上
（例えば、１００Ｍｂｐｓ、２００Ｍｂｐｓ、４００Ｍ
ｂｐｓ、８００Ｍｂｐｓ、１．６Ｇｂｐｓ、３．２Ｇｂ
ｐｓ）の高速伝送と、ネットワーク対して端末をコネク
タ接続するだけで即座にネットワーク端末として使用で
きるプラグ・アンド・プレイの実現を特徴としている。

【０００３】現在、このＩＥＥＥ１３９４規格は、オフ
ィス内におけるパーソナルコンピュータやワークステー
ションと周辺機器を高速接続する手段として広く使用さ
れ始め、さらには、各家庭への普及を目指す、高速ホー
ムネットワークシステムにおいても、現実的な手法とし
て注目されている。現時点でシステムでは、その伝送路
として、主に６芯ＳＴＰ（シールデットツイストペア）
を使用している。６芯ＳＴＰを伝送路とすることに伴
い、通常伝送速度は１００−２００Ｍｂｐｓ、スキュー
およびノイズの影響を考慮して、接続距離は４．５ｍ以
下に制限されている。この制約を克服するため、ＳＴＰ
ネットワーク相互の接続距離が４．５ｍを超える部屋間
のリンクは、伝送距離を一気に２０〜５０ｍに延ばせる
プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）が、また、伝送距離
が１００ｍ以上となる場合には、プラスチッククラツド
ガラスコア光ファイバ（ＰＣＦ）が新たな伝送媒体の候
補として注目されている。さらには、プラスチック光フ
ァイバ自体を用いた大容量長距離伝送の技術革新も急速
に進展している。

【０００４】この部屋内のＳＴＰネットワークと部屋間
相互の接続に利用されるＰＯＦ２芯モジュールの接続に
は、ＰＯＦ用送受信ユニットを搭載したＰＯＦ／ＳＴＰ
リピータが提案されている。前記ＰＯＦ／ＳＴＰリピー
タでは、ＳＴＰネットワーク上の電気データ信号を一旦
光信号に変換し、ＰＯＦ２芯モジュールを介して送信
し、ＰＯＦ２芯モジュールを介して受信する光信号を再
び電気データ信号に戻し、ＳＴＰネットワーク上に乗せ
ることで、部屋間相互の接続がなされている。このよう
な状況のもとで、部屋内ネットワーク等の短距離接続に
供される伝送媒体ついても、現状の６芯ＳＴＰからＰＯ
Ｆへの移行を求める動きが生まれている。例えば、６芯
ＳＴＰケーブルは外径が太く扱いにくいため、接続距離
が４．５ｍ以下、たとえ１ｍの距離でも、外径が細いＰ
ＯＦを用いたいという要望が高まっている。即ち、これ
ら情報機器メーカにとって、データ伝送速度が高速にな
ればなるほど、顕在化する電磁障害の不安を回避する有
力な選択肢として、ＰＯＦをネットワーク自体の伝送媒
体とする光化システムへの注目が高まっている。

【０００５】従って、高速シリアルバス自体を光化し
て、このネットワークと端末をプラグ・アンド・プレイ
で簡便に接続できる光の情報コンセントの開発が待望さ
れるものであるが、未だ、実用に耐える具体的な提案は
なされていない。このようにＰＯＦやプラスチッククラ
ッドガラスコア光ファイバ等の光ファイバを伝送媒体と
する光の情報コンセントの実用的な提案がないのは、光
の情報コンセントの中核となる光信号の光路切り替えを
プラグ・アンド・プレイで実現するに適する部品、その
製造技術の開発が未だ十分に進んでいないためである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の課題
を解決するもので、光ファイバを伝送媒体とする光シリ
アルバスネットワークにおいて、光の情報コンセントに
おいて当該ネットワークに対して端末を接続する際、そ
の接続をプラグ・アンド・プレイで実現するに適する新
規な光路切替部品を提供することにある。より具体的に
は、光の情報コンセントにおいて、ネットワークに対し
て端末を接続する際、簡便な操作であるプラグ・アンド
・プレイ式に光路切替制御が可能な光路切替部品を提供
することにある。加えて、かかる光路切替部品を中核的
な構成要素（部品）に用い、ネットワーク接続をプラグ
・アンド・プレイで実現する新規な構成の光の情報コン
セントを提供することにある。

【０００７】本発明は、光ファイバと光シリアルバスボ
ードと光路切替部品とによって構成される光シリアルバ
スネットワークにおいてプラグ・アンド・プレイを実現
するために不可欠である、プラグ・アンド・プレイ式に
光路切替制御が可能な新たな光路切替部品を提案するも
のである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の課題
を解決するためには、光の情報コンセントにおいて、ネ
ットワークに対して端末を接続する際、光ファイバ２芯
モジュールを用いて、当該光の情報コンセントと端末機
器のデータ入出力端とつなぎ、光の情報コンセントに光
ファイバ２芯モジュールのコネクタをプラグインする操
作に併せて、光路切替制御が可能な光路切替部品とする
ことで、目的が達成できることを見出した。より具体的
には、光路切替部品を、下記する（１）〜（３）の基本
要素を具えるものとすることで、プラグ・アンド・プレ
イ式に光路切替制御が可能となることを見出した。

【０００９】（１）光スルー回路；すなわち、バスライ
ンからの光信号に何らの処理も加えず、そのまま通過さ
せ同バスラインに戻すだけの光回路と、（２）光アド・ドロップ回路；すなわち、ネットワーク
の光信号を端末に送り、かつ前記端末からの光信号をネ
ットワークに返すように設計された光回路と、（３）前記光スルー回路から前記光アド・ドロップ回路
への光路切替、およびその逆の光路切替を実現できる光
路切替手段とを備え、かつ、前記光路切替が機械的にな
される構成とされていることである。

【００１０】本発明は、上記の知見に基づき完成された
ものである。

【００１１】すなわち、本発明の光シリアルバス用光路
切替部品は、伝送媒体となる光ファイバと、データ受信
・送信を行う光シリアルバスボードと、ネットワークか
ら前記光シリアルバスボードへの光路切替を行う光路切
替部品とにより構成される光シリアルバスネットワーク
において利用される光路切替部品であって、前記光シリ
アルバスボードを具える端末と前記光路切替部品との接
続によって、前記光路切替部品を自動的に切り替え、前
記端末のプラグ・アンド・プレイを実現するようにした
ことを特徴とする光路切替部品である。

【００１２】好ましくは、本発明の光シリアルバス用光
路切替部品は、前記光シリアルバスネットワークのバス
ラインからの光信号を何らの処理も加えず前記バスライ
ンに戻す機能を持つ光路である光スルー回路と、前記バ
スラインからの光信号を前記端末に送る機能を持つ光路
および前記端末からの光信号を前記バスラインに返す機
能を持つ光路とからなる光アド・ドロップ回路とを備
え、前記光スルー回路から前記光アド・ドロップ回路へ
の光路切替と、前記光アド・ドロップ回路から前記光ス
ルー回路への光路切替とが可逆的且つ機械的に実現され
るように構成されている光路切替部品である。

【００１３】本発明の光シリアルバス用光路切替部品が
前記の構成をとるものであるとき、前記光アド・ドロッ
プ回路が、平面光導波路あるいは光ファイバ部品によっ
て構成されることを特徴とする光路切替部品とするとよ
り好ましい。

【００１４】さらに、前記光シリアルバスネットワーク
の伝送媒体となる光ファイバが大口径のプラスチック光
ファイバである際には、前記平面光導波路あるいは前記
光ファイバ部品の導波口径が、前記大口径のプラスチッ
ク光ファイバの口径に合せて設計される口径であること
を特徴とする光路切替部品とすると好ましい。

【００１５】また、前記光シリアルバスネットワークの
伝送媒体となる光ファイバが口径約５０μｍ〜約２００
μｍのガラスコア光ファイバである際には、前記平面光
導波路あるいは前記光ファイバ部品の導波口径が、前記
口径約５０μｍ〜約２００μｍのガラスコア光ファイバ
の口径に合せて設計される口径であることを特徴とする
光路切替部品とすると好ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】各家庭への普及を目指す、高速ホ
ームネットワークシステムにおいては、その光シリアル
バスラインに使用する光ファイバとしては、プラスチッ
ク光ファイバ（ＰＯＦ）、特には、大口径のＰＯＦの利
用が考えられている。さらには、プラスチッククラツド
ガラスコア光ファイバ（ＰＣＦ）、例えば、口径約５０
μｍ〜約２００μｍのガラスコア光ファイバの利用も考
えられている。この点から、本発明の光路切替部品は、
その使用対象に応じて、これらＰＯＦやＰＣＦのそれぞ
れに適合する態様で実施することが好ましい。従って、
上記の光スルー回路ならびに光アド・ドロップ回路は、
光シリアルバスラインに使用する光ファイバと良好な光
学コンタクトを形成することが望ましい。具体的には、
光スルー回路ならびに光アド・ドロップ回路を構成する
平面光導波路あるいは光ファイバ部品の導波口径を光シ
リアルバスラインに使用する光ファイバの口径に応じ
て、選択・設計することが好ましい。

【００１７】以下に、具体例を挙げて、本発明の光シリ
アルバス用光路切替部品、その製造方法、ならびに、本
発明の光シリアルバス用光路切替部品を中核部品とする
光の情報コンセントを詳しく説明する。

【００１８】図１は、本発明に係る光シリアルバス用光
路切替部品が利用される、光シリアルバスネットワーク
の基本的な構成を概念的に示す図である。光シリアルバ
スネットワークは、光ファイバを伝送媒体として、複数
個の光の情報コンセント１が前記光ファイバ２によって
シリアルバス方式でリンクされた構成を持つ。ネットワ
ークのユーザーは、ネットワーク上に設置される複数個
の光の情報コンセント１より、所望の場所（光の情報コ
ンセント１）を選択し、所望の端末４を接続して、プラ
グ・アンド・プレイできる。各端末４には、光送受信機
能付き光シリアルバスボード５が内蔵または外付けで設
置されている。あるいは、前記光送受信機能付き光シリ
アルバスボードを構成する光送受信ユニット部分を分離
し、光の情報コンセント側に装備する構成とすることも
可能である。このように光送受信ユニット部分を分離す
る場合には、当該ユニットを駆動するに必要とする電力
等の供給は、プラグインした端末から受ける構成をとる
こともでき、また、好ましい。

【００１９】加えて、別の光シリアルバス（例えば、別
の部屋に設置する光シリアルバス）との接続機能を、任
意の光情報コンセント（例えば、図１中に示す光情報コ
ンセント６）に付与する構成とすることができる。この
別のシリアルバスとの接続機能を持つ情報コンセント６
では、従来のＰＯＦ用送受信ユニットを搭載したＰＯＦ
／ＳＴＰリピータに相当するリピータが接続（または付
設）され、シリアルバス相互の接続がなされる。なお、
通常、これらの光の情報コンセント１、ならびに別のシ
リアルバスとの接続機能を持つ情報コンセント６は、例
えば、部屋の壁等の設置スペース（図１においては、ス
ペースの境界３として示す）を利用して配置される。

【００２０】光の情報コンセント１において、端末が接
続されていない場合には、光シリアルバス上の光信号は
通過し、端末が接続されている場合には、光シリアルバ
ス上の光信号は一旦端末側に送られ、光送受信機能付き
光シリアルバスボード５において、バスとのデータ受け
渡し等の処理を行い、処理後の光信号を光シリアルバス
上に再度送り出す。従って、光の情報コンセント１内に
組み込まれる光路切替部品は、端末が接続されていない
場合には、光スルー回路に切り替えられ、端末が接続さ
れている場合には、光アド・ドロップ回路に切り替えら
れる。

【００２１】本発明の光路切替部品においては、前記の
光スルー回路から光アド・ドロップ回路への光路切替、
ならびに、その逆の光アド・ドロップ回路から光スルー
回路への光路切替は、例えば、光路切替を機械的に行う
光路切替手段として、光スルー回路および光アド・ドロ
ップ回路を光路切替部品可動部に設け、この光路切替部
品可動部を機械的に移動させることで達成される。図２
に、光路切替部品可動部と同可動部上に設ける光スルー
回路および光アド・ドロップ回路の配置の一例と、前記
光路切替部品可動部を機械的に移動させた際、光シリア
ルバスの伝送路（光ファイバ）に対する光路切替を模式
的に示す。光スルー回路および光アド・ドロップ回路自
体は、光導波路または光ファイバを用いて作製される。

【００２２】図２の（Ａ）は、光スルー回路に切替えら
れている状態を示し、光スルー回路９の導波路コア位置
は、光シリアルバスの伝送路（光ファイバ７および１
０）のコア位置が一致させられる。光バスラインの上流
側光ファイバ７から入る光信号は、光スルー回路９を通
過して、そのまま下流側光ファイバ１０へ出され、情報
コンセント内を光信号は通過する状態（スルー状態）で
ある。

【００２３】図２の（Ｂ）は、光アド・ドロップ回路に
切替えられている状態を示し、光アド・ドロップ回路の
光ドロップ回路１３の導波路コア位置は、上流側の光フ
ァイバ１１のコア位置が一致させられ、光アド回路の導
波路コア位置は、下流側の光ファイバ１５のコア位置が
一致させられる。上流側の光ファイバ１１から入る光信
号は、光ドロップ回路１３を経由して、プラグインされ
た端末に導かれ（ドロップされ）、端末からの光信号
は、光アド回路１４を経由して、下流側の光ファイバ１
５へと出され（アドされ）、アド・ドロップ状態であ
る。

【００２４】上述のスルー状態とアド・ドロップ状態
（図２の（Ｂ））の選択は、光路切替部品可動部がそれ
ぞれ図２の（Ａ）で示される配置にあるか、図２の
（Ｂ）で示される配置にあるかによって決まる。具体的
には、光路切替部品全体の中での光路切替部品可動部の
位置変化によって、光路切替が実現される。この光路切
替部品可動部の位置変化は、例えば、端末プラグを装着
する（押し込む）際、その機械的な操作に伴い、図２の
（Ｂ）の位置に移動され、端末プラグを外す（引き抜
く）際、その機械的な操作に伴い、図２の（Ａ）の位置
に移動されることで引き起こされる。また、同一箇所で
同一端末の接続と遮断の切り替え頻度が高い場合などを
想定して、光の情報コンセントに別途、単純な機械的な
スイッチ（スプリング型スイッチなど）を設置してお
き、端末プラグを装着したまま、光路切替部品可動部の
移動を可能として、回線接続を開閉できる（光路切替で
きる）ようにすることもできる。

【００２５】図３に、本発明の光路切替部品可動部に設
けられる、光スルー回路および光アド・ドロップ回路の
配置、および構成の例を示す。特に、光アド・ドロップ
回路の構成に関し、代表的な例の幾つかを例示する。図
３の（Ａ）は、光ドロップ回路と光アド回路が互いに独
立した導波路である例であり、図３の（Ｂ）は、光ドロ
ップ回路と光アド回路が互いに直交に近い角度で交わっ
ている例であり、図３の（Ｃ）は、光ドロップ回路と光
アド回路が立体交差している例である。図３の（Ｂ）の
構成においても、光ドロップ回路から光アド回路への信
号漏れは実質的にないものとされる。

【００２６】また、図３の（Ｄ）に示す例は、光アド・
ドロップ回路と、光スルー回路が複合された構成となっ
ている。この図３の（Ｄ）に示す特異な構成では、光路
切替部品がアド・ドロップ状態にある場合、入力される
光信号は、光スルー回路部分と光ドロップ回路部分のコ
ア断面積の比に応じて、光信号強度は分配される。ま
た、光アド回路部分からの光信号は、光スルー回路部分
を通過する光信号と重ね合される。この図３の（Ｄ）に
示す構成においては、光ドロップ回路部分（あるいは光
アド回路部分）への光パワー配分を１とするとき、光ス
ルー回路部分への光パワー配分を５〜２０程度とするの
が一般的である。この図３の（Ｄ）に示す構成の光アド
・ドロップ回路を用いる光路切替部品は、アド・ドロッ
プ状態にある場合でも光スルー回路部分を経由して光信
号がそのまま通過できるので、ネットワーク内の信号監
視用等にも使用が可能である。

【００２７】光路切替部品可動部中に設ける光スルー回
路および光アド・ドロップ回路を作製する方法として
は、例えば、高分子平面光導波路を用いる方法、あるい
は、光ファイバそのものを用いて作製する方法をとるこ
とができる。図３の（Ｂ）、（Ｄ）の例では、高分子平
面導波路を用いることが適当であり、図３の（Ｃ）の例
では、光ファイバを用いて作製するのが適しており、図
３の（Ａ）の例では、高分子平面導波路と光ファイバの
何れを用いても作製することができる。特に、光ファイ
バを用いて作製する場合は、光ファイバ敷線用溝が精密
に加工された型に埋め込むことによって容易に作製する
ことができる。ただし、曲げ損失が生じない曲率で敷線
しなければならないので、光路切替部品可動部自体のサ
イズには一定の限界（制約）がある。

【００２８】一方、高分子平面導波路を用いる方法で
は、導波路自体の開口数（ＮＡ）の選択範囲が広く、加
えて、コンパクト化に有利なこと、一般に量産性が高い
点に利点がある。また、図３の（Ｂ）に示すような直交
導波路も容易に作製することができる。例えば、ＮＡが
０．２の場合は、導波路の直交による損失は無視でき、
クロストークも３０ｄＢ程度である。特に、図３の
（Ｄ）に示す例のように導波路構造が複雑になった場合
は、高分子平面導波路を用いることが望ましい。

【００２９】高分子平面導波路の作製方法としては、ボ
トリングラフィーと反応性イオンエッチングを用いる方
法、光硬化性樹脂をコア材として用いることによりボト
リングラフィのみでコアリッジを作製する方法、金型を
用いる方法などがある。また、金型法を本発明の用途に
特化した方法として、上述した光ファイバ敷線用と同様
にして作製した溝に表面クラッド処理し、そこへ光学樹
脂を埋め込む方法等がある。

【００３０】図４は、光路切替部品の構成の一例をより
具体的に図示したものである。図４には、光ファイバシ
リアルバスライン中にある、スルー状態とアド・ドロッ
プ状態の光路切替部品を示している。図４の（Ａ）は、
端末接続のないスルー状態を示し、図４の（Ｂ）は、端
末のプラグインによるアド・ドロップ状態を示してい
る。光路切替部品内で、光路切替部品可動部（１８，１
９）の移動できる範囲・位置は、パッケージ１７によっ
て精密な制御を受けており、それぞれ所定の位置に動か
された状態である。一方、光アド回路および光ドロップ
回路の端末側は、端末とＰＯＦ２芯モジュールで接続す
るため、光ファイバコネクタにコンパチブルなレセプタ
クル型光ファイバコネクタ２４の構造となっている。こ
のレセプタクル型光ファイバコネクタ２４の構造部分
で、光プラグインが実現される仕組みになっている。例
えば、図４の破線の楕円内に相当する、バスライン１６
と光路切替部品可動部１８との光学コンタクト部分２３
は、以下のような構成が一般的である。バスライン側の
固定ユニット２０は、パッケージ１７に固定されてお
り、光路切替部品可動部１８と常に一定の極短ギャップ
を保っている。例えば、この固定ユニット２０内には、
バスラインに使用する光ファイバと同種の光ファイバ２
１が埋め込まれている。固定ユニット２０の他端は、通
常の光ファイバコネクタ２２とコネクタ接続できるよう
になっており、このコネクタでバスラインと接続され
る。光路切替部品可動部１８内の光スルー回路あるいは
光アド・ドロップ回路の端面は、埋め込みファイバ２１
の端面と一定の極短ギャップを挟んでコア位置が一致し
ており、良好な自由空間光学コンタクトがなされる。固
定ユニット２０内の埋め込みファイバ２１を介して、光
スルー回路あるいは光アド・ドロップ回路とバスライン
とは接続される。光学コンタクトを行う、光スルー回路
および光アド・ドロップ回路の計４箇所の導波路端面部
分、ならびに、これらに対向する側の埋め込みファイバ
２１の端面には、全て無反射コーティングが施される。
従って、反射ロスを無くし、良好な光学接続を実現する
とともに、端面反射による戻り光を抑え、光送受信機能
付き光シリアルバスボード５の光源である半導体レーザ
の安定動作を保証している。また、固定ユニット２０内
の埋め込み光ファイバ２１に代えて、凸レンズを用いる
ことも、同様の良好な光学接続を行うことができる。こ
の凸レンズを用いる場合には、光スルー回路あるいは光
アド・ドロップ回路光導波路端面のＮＡの影響が抑えら
れ、埋め込みファイバよりも接続ロスに関してトレラン
スが高いという長所がある。

【００３１】例えば、固定ユニット２０内の埋め込みフ
ァイバ２１が、バスラインに使用する光ファイバと同種
の光ファイバである場合、光スルー回路あるいは光アド
・ドロップ回路光導波路のコア口径は、バスラインに使
用する光ファイバのコア口径に応じて、良好な光学接続
がなされるように選択・設計するのが好ましい。あるい
は、光スルー回路あるいは光アド・ドロップ回路を、光
ファイバを用いて作製する際にも、バスラインに使用す
る光ファイバのコア口径に応じて、良好な光学接続がな
されるように、用いる光ファイバのコア口径を選択・設
計するのが好ましい。加えて、極短ギャップを挟んだ自
由空間光学コンタクトにおけるギャップ幅をも顧慮し
て、光導波路のコア口径（または光ファイバのコア口
径）とＮＡを、バスラインに使用する光ファイバのコア
口径に応じて、良好な光学接続がなされるように、選択
・設計するのが好ましい。

【００３２】また、バスライン自体を光ファイバ２芯１
組で構成することもできる。その場合には、光の情報コ
ンセント内に光路切替部品２機を並列に配置したツイン
・スイッチ方式とし、プラグイン／プラグアウトが２ラ
イン連動するようにシステム構築すればよい。

【００３３】以上にその概要を説明した、本発明の光路
切替部品を用いた光ファイバシリアルネットワークにお
いては、仮に、端末が汎用の６芯ＳＴＰ対応のものであ
っても、例えば、端末のＳＴＰ用ＩＥＥＥ１３９４ボー
ドと光の情報コンセントとの間に、ＰＯＦ／ＳＴＰリピ
ータを挿入して、端末中のＳＴＰ用ＩＥＥＥ１３９４ボ
ードにより前記ＰＯＦ／ＳＴＰリピータにおける光送受
信を制御する構成とすることで、本発明によって実現さ
れる光シリアルバスに繋ぎ込むことができる。あるい
は、例えば、光送受信ユニットを光路切替部品可動部と
一体化し、さらに、ＰＯＦ／ＳＴＰリピータ機能を前記
光送受信ユニット中に組み込むことでも、端末が汎用の
６芯ＳＴＰ対応のものであっても、本発明によって実現
される光シリアルバスに直接繋ぎ込むことができる。

【００３４】以下、本発明の好ましい実施の形態を実施
例により更に具体的に説明する。本発明は、これら実施
例に限定されるものではなく、その他種々の変形、置き
換え、外的付加を行った形態をも含む。

【００３５】［実施例１］本例では、光スルー回路およ
び光アド・ドロップ回路を、金型法を適用して作製した
高分子平面導波路により作製した。ＰＯＦ対応光路切替
部品可動部の組み立てユニット中に形成された導波路コ
ア埋め込み溝を表面クラッド加工した後、その溝部分に
紫外線硬化樹脂を充填・光硬化し、コアとした。硬化後
の表面にクラッド材を塗布した後、蓋ユニットを取り付
けた。導波路端面をユニットごと所定の場所まで研磨
し、端面の表面を無反射コーティングした。光アド・ド
ロップ回路の端末側に、最終的に光情報コンセントのプ
ラグ部分となるレセプタクルコネクタユニットを取り付
けた。前記の工程で作製した光路切替部品可動部を、機
械駆動機能付パッケージに組み込んで、ＰＯＦ対応光路
切替部品とした。このＰＯＦ対応光路切替部品は、バス
ラインに用いる光ファイバにＰＯＦを用いる系に適合さ
せたものである。従って、固定ユニット内の埋め込み光
ファイバには、ＰＯＦを用いている。

【００３６】前記ＰＯＦ対応光路切替部品の性能を以下
の測定により検証した。

【００３７】先ず、スルー状態における挿入ロスおよび
光信号波形劣化を評価するため、図４の（Ａ）に示され
る配置とした。この光路切替部品に接続される、二本の
バスライン用光ファイバ１６のうち、左手の光ファイバ
を入力用、右手の光ファイバを出力用とした。二本のバ
スライン用光ファイバ１６は、ともに長さは１０ｍとし
た。左手の入力用光ファイバ端には、オシレータとＥ／
Ｏ変換器（光源；波長６５０ｎｍの発光ダイオード）を
接続し、右手の出力用光ファイバ端にはＯ／Ｅ変換器
（受光素子）とオシロスコープを接続した。

【００３８】一方、別途、オシレータとＥ／Ｏ変換器、
ならびにＯ／Ｅ変換器とオシロスコープをもう一組用意
した。これを組み合わせて、仮想の光ＩＥＥＥ１３９４
端末とした。Ｏ／Ｅ変換器からオシロスコープに入力が
あったら、オシレータが駆動するよう構成した。前記オ
シレータは、Ｅ／Ｏ変換器を駆動する構成とした。即
ち、Ｏ／Ｅ変換器に光信号が入力すると、それに同期し
て、Ｅ／Ｏ変換器から光信号がだされる構成となる。Ｅ
／Ｏ変換器とＯ／Ｅ変換器それぞれに光ファイバを接続
し、この２本の光ファイバを２芯コネクタに繋ぎ込ん
だ。この２芯光ファイバの長さも、１０ｍとした。

【００３９】まず，図４の（Ａ）に示すスルー状態にあ
る光路切替部品に、２００Ｍｂｐｓの光信号を左手の光
ファイバから送信し、光路切替部品可動部をスルーし
て、右手の光ファイバ端で受信される光信号のアイパタ
ーンを測定した。信号強度の劣化は２ｄＢ以下、アイパ
ターンには波形の歪は観測されなかった。同様の構成
で、左右二本の光ファイバの長さを５０ｍに変えても、
アイパターンに顕著な乱れは観測されなかった。

【００４０】次に、前記の別途用意した光ファイバコネ
クタ付の仮想光ＩＥＥＥ１３９４端末（以後、仮想光端
末と記す）の光コネクタを、光路切替部品のレセプタク
ル型光ファイバコネクタに接続（プラグイン）した。こ
のプラグイン操作にともなって、光路切替部品可動部が
移動し、図４の（Ｂ）に示す配置となった。すなわち、
プラグイン操作により、自動的に機械切替され、アド・
ドロップ状態となった。

【００４１】これによって、光路切替部品可動部の光ス
ルー回路を通過していた光信号は、光アド・ドロップ回
路に全て切り替えられ、光信号は、光ドロップ回路を経
由して、接続された仮想光端末へ送られる。光信号を受
けた仮想光端末は、直ちに新たな２００Ｍｂｐｓの光信
号を発生（プレイ状態）した。仮想光端末からの新たな
光信号は、光アド回路を経由して、光路切替部品右手の
光ファイバに送信された。光路切替部品左手の光ファイ
バ端のＥ／Ｏ変換器から仮想光端末のＯ／Ｅ変換器まで
の間、また，仮想光端末のＥ／Ｏ変換器から光路切替部
品右手のＯ／Ｅ変換器までの間、この双方とも、この間
の信号強度の劣化はそれぞれ１ｄＢ以下であった。ま
た、両者ともに、そのアイパターンには波形の歪は観測
されなかった。

【００４２】［実施例２］本例では、光スルー回路およ
び光アド・ドロップ回路を、光ファイバそのものを用い
て作製する方法をとった。ＰＯＦ対応光路切替部品可動
部の組み立てユニット中に形成されたＰＯＦ敷線用溝に
ＰＯＦを埋め込み、蓋ユニットを取り付けた。この工程
を除き、上記の実施例２と同様の構成、ならびに組み立
て工程を経て、光スルー回路および光アド・ドロップ回
路にＰＯＦそのものを用いた光路切替部品可動部を作製
した。なお、光アド・ドロップ回路の配線パターンとし
ては、図３の（Ａ）と図３の（Ｃ）に例示するパターン
の両方を作製した。さらに、残る機械駆動機能付パッケ
ージ等の構成要素は、上記の実施例１に用いたものと同
様の規格・サイズとし、本光路切替部品可動部を用いて
光路切替部品を構成した。実施例１において実施したと
同様のプラグ・アンド・プレイ実験を行い、遜色のない
良好な結果を得た。加えて、光路切替部品可動部中の光
アド・ドロップ回路の２つの構成、図３の（Ａ）と図３
の（Ｃ）に例示する二種のパターン間の比較において
も、性能上、有意な差異は見られなかった。

【００４３】［実施例３］実施例２と同様、光スルー回
路および光アド・ドロップ回路を、ＰＯＦそのものを用
いて作製する方法をとった。なお、光アド・ドロップ回
路側の作製において、片端側にＩＥＥＥ１３９４対応の
Ｆ０７コネクタを装備した二芯ＰＯＦケーブル２６をそ
のまま用いた。従って、最終的に光情報コンセントのプ
ラグ部分となるレセプタクルコネクタユニットに代え
て、ＩＥＥＥ１３９４対応のＦ０７コネクタを用いる構
成となる。この光アド・ドロップ回路を光路切替部品可
動部の組み立てユニット２５中に形成されたＰＯＦ敷線
用溝に埋め込み固定する工程の概念図を図５に示す。加
えて、図４に示される固定ユニット２０内の埋め込み光
ファイバ２１に代えて、凸レンズを用いた。残る構成な
らびに製造工程は、前記実施例２と同様とした。作製さ
れた光路切替部品について、実施例１に述べたと同様の
プラグ・アンド・プレイ実験を行い、その性能を確認し
た。本例の光路切替部品に関しても、実施例２の光路切
替部品と同じく、良好な結果が得られた。

【００４４】［実施例４］本例では、プラスチック・ク
ラッド・ガラス・コア・ファイバ（ＰＣＦ）対応光路切
替部品を以下のように作製した。特には、バスラインに
用いるＰＣＦとして、コア径２００μｍのグレーデッド
・インデックス・ハード・プラスチック・クラッド・ガ
ラス・コア・ファイバ（ＧＩ−Ｈ−ＰＣＦ）に対応する
ものとした。光スルー回路および光アド・ドロップ回路
を、下記の方法で作製した高分子導波路により作製し
た。ＮＡを０．４に設定した紫外線硬化樹脂製のコア材
とクラッド材を用い、厚さ１０μｍｍのクラッド層上に
フォトリソグラフィーとウェットエッチングのみで、コ
ア径２００μｍ×２００μｍのコアリツジを作製し、コ
ア上をクラッド材で覆って高分子導波路とした。なお、
光スルー回路と光アド・ドロップ回路は同一工程で一気
に作製し、光路切替部品可動部に組み込んだ。以降、実
施例１と同様の組み立て工程を経て、ＰＣＦ対応光路切
替部品を作製した。ただし、光ファイバおよびその関連
部品、例えば、固定ユニット２０内の埋め込み光ファイ
バ２１や光ファイバコネクタ類などは、コア径２００μ
ｍのグレーデッド・インデックス・ハード・プラスチッ
ク・クラッド・ガラス・コア・ファイバ（ＧＩ−Ｈ−Ｐ
ＣＦ）対応のものを用いた。

【００４５】作製したＰＣＦ対応光路切替部品の性能を
確認するため、実施例１と同様の伝送実験を行った。バ
スラインに用いるＰＣＦ等のファイバ長は各５０ｍとし
た。４００Ｍｂｐｓの光信号を用いて、実施例１と同様
の各種伝送実験を行い、本例のＰＣＦ対応光路切替部品
においても、プラグ・アンド・プレイの基本動作を確認
した。

【００４６】以上の具体例にそくした本発明の光シリア
ルバス用光路切替部品に関する説明では、ＩＥＥＥ１３
９４規格に準拠した光シリアルバスへの適用した事例に
ついて詳しく述べた。しかしながら、本発明の光シリア
ルバス用光路切替部品自体は、光シリアルバスにおける
プロトコル、接続に用いるコネクタ規格、バスラインに
用いる光ファイバ自体の種類、データ伝送速度が異なっ
ても、その基本的な性能、例えば、シリアルバス内への
挿入に伴う信号強度損失や信号歪等にはなんらの影響を
持たない。従って、プラグ・アンド・プレイを特徴とす
るＵＳＢ接続一般においても、上記のＩＥＥＥ１３９４
規格に準拠した光シリアルバスへの適用と同様に有効利
用が可能である。特に、数ｍ以上の長距離ＵＳＢ接続に
は、欠かせない部品になると考えられる。

【００４７】

【発明の効果】本発明の光シリアルバス用光路切替部品
は、プラグインならびにプラグアウトの操作に伴い、光
路が自動的に機械切替できるので、光シリアルバスにお
ける光の情報コンセントの中核部品として用いれば、光
ファイバを伝送媒体とするプラグ・アンド・プレイ網を
極めて容易に実現することができる。特に、伝送媒体の
光ファイバとして、ＰＯＦを用いれば、たとえネットワ
ークの１ｍたらずのリンクであろうと、ユーザー（ネッ
トワークの利用者）は、従来から用いられている、太く
て扱いにくい６芯ＳＴＰケーブルから解放されるという
利点を持つ。加えて、プラグ・アンド・プレイ網の光シ
リアルバスを利用することで、端末機器を設計・製造す
るセットメーカは、ネットワーク上において、電気信号
でデータ伝送を行う場合、伝送速度の高速化と並行して
顕在化する電磁障害の不安を回避できる。特に、電磁障
害の問題を解決する利点から、数ｍ以上の長距離ＵＳＢ
接続には、欠かせない技術になると考えられる。さら
に、ＰＯＦを用いたプラグ・アンド・プレイ網において
は、現状の１００Ｍｂｐｓばかりでなく、将来的には、
１Ｇｂｐｓ前後までビットレートを気にすることなく、
高精細動画像情報をハンドリングすることもできる。そ
の上、光ファイバとして、ＰＯＦに代えて、ＰＣＦ、特
に、ＧＩ−Ｈ−ＰＣＦを用いれば、伝送容量と伝送距離
を飛躍的に増大させることができ、ホームネットワーク
より規模が拡大する、集合住宅やオフィスにおける光ネ
ットワークを構築することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光路切替部品を用いた光の情報コンセ
ントにより構成される光シリアルバスの概念図である。

【図２】本発明の光路切替部品における光路切替部品可
動部の移動位置と光路切替を示し、（Ａ）スルー状態と
（Ｂ）アド・ドロップ状態を示す図である。

【図３】光路切替部品可動部に設けられる光スルー回路
と光アド・ドロップ回路の配線パターン例を示す図であ
る。

【図４】本発明の光路切替部品構成の一例であり、
（Ａ）スルー状態と（Ｂ）アド・ドロップ状態における
光路切替部品可動部の位置を示す図である。

【図５】光アド・ドロップ回路として、二芯コネクタを
装備したＰＯＦの２芯ケーブルを用いた光路切替部品可
動部の作製工程を説明する概念図である。

【符号の説明】

１光の情報コンセント２光ファイバ（バスライン）３光シリアルバス設置スペースの境界４端末５光送受信機能付き光シリアルバスボード６別のシリアルバスとの接続機能を持つ光の情報コ
ンセント７光ファイバ（バスライン）８光路切替部品可動部９光スルー回路１０光ファイバ（バスライン）１１光ファイバ（バスライン）１２光路切替部品可動部１３光ドロップ回路１４光アド回路１５光ファイバ（バスライン）１６光ファイバ（バスライン）１７光路切替部品パッケージ１８光路切替部品可動部（スルー状態の配置）１９光路切替部品可動部（アド・ドロップ状態の配
置）２０固定ユニット２１埋め込み光ファイバ２２レセプタクル型光ファイバコネクタ（一芯）２３光学コンタクト部分２４レセプタクル型光ファイバコネクタ（二芯）２５光路切替部品可動部の組み立てユニット２６Ｆ０７コネクタを装備した二芯ＰＯＦケーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者都丸暁東京都新宿区西新宿三丁目19番２号日本電信電話株式会社内 (72)発明者林田尚一東京都新宿区西新宿三丁目19番２号日本電信電話株式会社内 (72)発明者灰原正東京都新宿区西新宿三丁目19番２号日本電信電話株式会社内 (72)発明者金子明正東京都新宿区西新宿三丁目19番２号日本電信電話株式会社内 (72)発明者須川智規東京都新宿区西新宿三丁目19番２号日本電信電話株式会社内 (72)発明者家田浩司東京都新宿区西新宿三丁目19番２号日本電信電話株式会社内Ｆターム(参考） 2H041 AA15 AB21 AC01 AZ05 5K002 AA05 AA07 BA06 DA05 DA11 FA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】伝送媒体となる光ファイバと、データ受
信・送信を行う光シリアルバスボードと、ネットワーク
から前記光シリアルバスボードへの光路切替を行う光路
切替部品とにより構成される光シリアルバスネットワー
クにおいて利用される光路切替部品であって、前記光シ
リアルバスボードを具える端末と前記光路切替部品との
接続によって、前記光路切替部品を自動的に切り替え、
前記端末のプラグ・アンド・プレイを実現するようにし
たことを特徴とする光シリアルバス用光路切替部品。
【請求項２】前記光シリアルバスネットワークのバス
ラインからの光信号を何らの処理も加えず前記バスライ
ンに戻す機能を持つ光路である光スルー回路と、前記バ
スラインからの光信号を前記端末に送る機能を持つ光路
および前記端末からの光信号を前記バスラインに返す機
能を持つ光路とからなる光アド・ドロップ回路とを備
え、前記光スルー回路から前記光アド・ドロップ回路へ
の光路切替と、前記光アド・ドロップ回路から前記光ス
ルー回路への光路切替とが可逆的且つ機械的に実現され
るように構成されていることを特徴とする請求項１に記
載の光シリアルバス用光路切替部品。
【請求項３】前記光アド・ドロップ回路が、平面光導
波路あるいは光ファイバ部品によって構成されることを
特徴とする請求項２に記載の光シリアルバス用光路切替
部品。
【請求項４】前記光シリアルバスネットワークの伝送
媒体となる光ファイバが大口径のプラスチック光ファイ
バである際、前記平面光導波路あるいは前記光ファイバ
部品の導波口径が、前記大口径のプラスチック光ファイ
バの口径に合せて設計される口径であることを特徴とす
る請求項３に記載の光シリアルバス用光路切替部品。
【請求項５】前記光シリアルバスネットワークの伝送
媒体となる光ファイバが口径約５０μｍ〜約２００μｍ
のガラスコア光ファイバである際、前記平面光導波路あ
るいは前記光ファイバ部品の導波口径が、前記口径約５
０μｍ〜約２００μｍのガラスコア光ファイバの口径に
合せて設計される口径であることを特徴とする請求項３
に記載の光シリアルバス用光路切替部品。