JP2002072007A - 光分岐結合器，分岐光ファイバ及び単芯双方向光伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡易な構成で損失・クロストークの少ない光分
岐結合器，分岐光ファイバ，単芯双方向光伝送装置を提
供すること。 【解決手段】伝送用光ファイバ４０を固定したフェルー
ル２０と送信用光ファイバ４４と受信用光ファイバ４６
を固定したフェルール２２は、スリーブ２４を用いて光
ファイバ端面を突き合わせるように接続されている。フ
ェルール２０とフェルール２２との接合面は、光学接着
剤または紫外線硬化樹脂を用いて接着・固定する。送信
用光ファイバ４４と受信用光ファイバ４６にはファイバ
を束ねたファイバアレイを用いている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信、特にプラ
スチック光ファイバを用いた単芯双方向光通信に用いる
光ファイバに接続する光分岐結合器，光分岐結合器を接
続した光ファイバ及び光通信を行う光伝送装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】特開平６−３４８３３号公報に、高分子
光導波路からなり、光信号を分岐・合流させるための光
回路に、光ファイバと、発光素子または受光素子を接続
した光送受信部品が開示されている。

【０００３】また、特開平１１−３５２３６４号公報
に、光ファイバに接続されて、送信しようとする第１光
信号を光ファイバに入射させるとともに、光ファイバを
介して送られてくる第２光信号を受けるための光送受信
装置であり、第１光信号を光ファイバ端面から出射する
第２光信号とは重ならない領域に入射させる一芯双方向
の光送受信装置が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光送受信部品に用いられている高分子光導波路からなる
光回路においては、表面の凹凸等、作製時の誤差により
過剰損失と称される光損失が生じる。光分岐結合器にお
ける過剰損失は、光ファイバにおける損失よりも大き
く、光分岐結合器を用いる場合の問題点となっていた。
特に、発光素子から光回路に入射した光は、理想的には
損失なく光ファイバに結合されるが、現実には上記の光
回路作製上の誤差により光損失が生じ問題であった。ま
た、従来の光回路を光ファイバに結合した場合、光回路
内での光散乱や光回路・光ファイバ端面での反射によ
り、送信した光信号が同じ光分回路に結合された受光素
子で検出され、大きなクロストークが生じる。光信号を
送信するとともに、相手側から送られてきた光信号の受
信を同時に行う全二重光通信を行う場合には、このクロ
ストークにより伝送誤りが増加するとともに、クロスト
ークが大きい場合には通信そのものが行えなくなるとい
う問題点があった。

【０００５】また、従来の光送受信装置は、光ファイバ
と光検出器が離れているため、光ファイバからの受信光
信号が広がり効率よく光信号を受信するには面積の大き
な光検出器が必要となる。しかし、高速な光信号を受信
する場合には受光面積を大きくすることができず、特に
プラスチック光ファイバのように径の大きな光ファイバ
の場合には特に問題となる。また、クロストークを低減
するために光ファイバへの光入射部と光受光部を分離し
ているが、それぞれの光路については物理的に分離され
ておらず、光ファイバ端面の凹凸により送信光の反射方
向が変化し、クロストークを生じ易いという問題点があ
った。

【０００６】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたものであり、本発明の目的は、簡易な構成で損失
の少ない光分岐結合器を提供することである。

【０００７】本発明の別の目的は、クロストークが少な
く単芯双方向光通信可能な光分岐結合器，分岐光ファイ
バ，単芯双方向光伝送装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、二つ以上の光分岐枝を有し、第一の光
伝送媒体に光を結合・分岐する光分岐結合器であって、
前記光伝送媒体との接続部において、複数本の第二の光
伝送媒体を接続し、前記光分岐結合器の少なくとも一つ
の前記光分岐枝は、二本以上の前記第二の光伝送媒体で
構成され、少なくとも一つの前記光分岐枝を構成する前
記第二の光伝送媒体の本数が他の前記光分岐枝を構成す
る前記第二の光伝送媒体の本数と異なることを特徴とす
る光分岐結合器を提供する。

【０００９】本発明の目的を達成するためには、第一の
光伝送媒体の外径は、１.２４mm以上，１.６mm 以下乃
至は、１.２４mm以上，１.３９mm以下であることが望ま
しい。

【００１０】また本発明は、第一の光伝送媒体と第一の
光伝送媒体に接続する送信用と受信用の光分岐枝とを有
し、光信号の送信と受信を行う光伝送装置に接続して、
前記光信号を第一の光伝送媒体を用いて伝送する分岐光
ファイバであって、前記受信用光分岐枝が二本以上の第
二の光伝送媒体で構成され、前記送信用光分岐枝が第三
の光伝送媒体で構成され、前記第一の光伝送媒体端面に
おいて、前記第二の光伝送媒体と前記第三の光伝送媒体
と接続され、前記第一の光伝送媒体の前記端面におい
て、第二の光伝送媒体断面の総断面積が、前記第三の光
伝送媒体断面の総断面積よりも大きいことを特徴とする
分岐光ファイバを提供する。

【００１１】本発明の目的を達成するためには、光伝送
装置に接続する光ファイバ径ｄに対し、前記第一の光伝
送媒体の外径Ｄが、１.２４ｄ≦Ｄ≦１.６ｄを満たすこ
とが望ましく、特に１.２４ｄ≦Ｄ≦１.３９ｄを満たす
ことが望ましい。

【００１２】さらに本発明は、光信号を第一の光伝送媒
体に送出する光源と前記第一の光伝送媒体からの光信号
を検出する光検出器と前記第一の光伝送媒体を接続する
光コネクタとを有する光伝送装置において、前記光検出
器と前記第一の光伝送媒体とを二本以上の第二の光伝送
媒体で接続し、前記光源と前記第一の光伝送媒体とを第
三の光伝送媒体で接続したことを特徴とする光伝送装置
を提供する。

【００１３】またさらに本発明は、光信号を第一の光伝
送媒体に送出する光源と第一の光伝送媒体からの光信号
を検出する光検出器と第一の光伝送媒体を接続する光コ
ネクタとを有する光伝送装置において、前記光源と前記
第一の光伝送媒体とを第二の光伝送媒体で接続し、前記
光検出器と前記第一の光伝送媒体とを光学部材を用いて
接続し、前記第二の光伝送媒体を前記光伝送媒体に設け
た孔部を通して配したことを特徴とする光伝送装置を提
供する。

【００１４】発明の光分離結合器，分岐光ファイバ，単
芯双方向光伝送装置において、全二重光通信を行うこと
が可能である。

【００１５】

【発明の実施の形態】はじめに、本発明の第１の実施形
態を図１から図３を用いて説明する。

【００１６】図１は、本実施形態に係わる二分岐光ファ
イバの光分岐結合器部を示す。図１（ａ）は斜視図、図
１（ｂ）は平面断面図である。伝送用光ファイバ４０
は、フェルール２０に固定され、送信用光ファイバ４４
と受信用光ファイバ４６はフェルール２２に固定されて
いる。フェルール２０とフェルール２２は、スリーブ２
４を用いて光ファイバ端面を突き合わせるように接続さ
れている。フェルール２０とフェルール２２との接合面
は、光学接着剤または紫外線硬化樹脂を用いて接着・固
定した。スリーブ２４は割りスリーブとなっており、隙
間より接着剤を注入し固着した。このように伝送用光フ
ァイバと送信用光ファイバ，受信用光ファイバの間に光
学接着剤または紫外線硬化樹脂等の光学部材を挿入する
ことにより、端面での反射損失を大幅に低減できる。光
学接着剤または紫外線硬化樹脂等の固体の光学部材以外
にも、光ファイバコアに屈折率の近い液体を用いること
もできる。

【００１７】本実施例においては、伝送用光ファイバ４
０，送信用光ファイバ４４及び受信用光ファイバ４６に
プラスチック光ファイバ（以下、ＰＯＦと記す）を用い
た。伝送用光ファイバ４０には、コア径１.３１mm，開
口数０.５のものを用いた。伝送用光ファイバ４０に用
いたＰＯＦには、コア材として熱硬化性シリコーンゴ
ム，クラッド材としてテトラフルオロエチレン／ヘキサ
フルオロプロピレン／ビニリデンフルオライド共重合体
を用いている。このＰＯＦは耐熱性が高く、１５０℃に
おいて３０００時間保持しても伝送損失の増加は１.０
ｄＢ 以下である。また、コア材に架橋アクリル樹脂を
用いた場合には、１３０℃において３０００時間保持し
た場合の伝送損失の増加が１.０ｄＢ 以下であるＰＯＦ
とすることができる。このような耐熱性ＰＯＦは、例え
ば車のエンジンルーム，電子レンジといった高温になる
箇所に用いることに適している。このような機器の内部
では小さな隙間を通して光ファイバを配置する必要もあ
り、単芯とすることで二芯の場合に比べて光ファイバの
配線が容易となる。自動車においては、単芯とすること
で通信システムを軽量化できるというメリットもある。
また、この耐熱性ＰＯＦは通常光通信に用いられるＰＭ
ＭＡコアのＰＯＦに比べて製造に手間がかかり、単芯と
することによる光ファイバ使用量低減の効果は大きい。
またさらに、この耐熱性ＰＯＦは柔軟性があるため、コ
ア径１.５mm 以上の太いＰＯＦとしても柔軟性を確保で
きるという特徴がある。但し、本発明において伝送用光
ファイバの種類を限定するものではなく、径，開口数，
伝送損失，伝送帯域等、所望の仕様を満足するものであ
ればよい。

【００１８】また、本実施例においては、送信用光ファ
イバ４４と受信用光ファイバ４６にはファイバを束ねた
ファイバアレイを用いた。送信用光ファイバ４４と受信
用光ファイバ４６により光分岐結合器の光分岐枝を構成
する。送信用光ファイバ４２には、コア径（直径）０.
４４mm，開口数０.５のＰＭＭＡコアＰＯＦを３本用い
てファイバアレイとし、受信用光ファイバ４４は、同じ
ＰＯＦを４本用いてファイバアレイとした。

【００１９】本実施例においては、ＰＯＦを用いており
ファイバの径が太いため接合部での位置合わせに裕度が
あるので、フェルール２０，２２、スリーブ２４にはプ
ラスチックを用いてもよく、フェルール２０，２２、ス
リーブ２４を容易に透明にすることができる。フェルー
ル２０，２２、スリーブ２４を透明にすることにより、
フェルール２０，２２の接着・固定に紫外線硬化樹脂を
用いることができる。また、フェルール，スリーブを射
出成形によっても作製でき、大量に作製することも可能
である。

【００２０】本発明における光分岐結合器は光ファイバ
同士を接続すればよく、従来の光分岐結合器分岐を用い
る場合よりも接続個所が少なく接続に伴う損失が少な
い。さらに、光ファイバを用いるため、従来の光分岐結
合器のように作製誤差による損失の影響が小さく、過剰
損失を少なくできる。また、作製が容易であり製作時の
不良率を低減できる。

【００２１】図２に光コネクタを接続した二分岐光ファ
イバの側面図を示す。接合部及び光コネクタ端部での光
ファイバアレイの配置も合わせて示した。光分岐結合器
部３０の接合部において、送信用光ファイバ４４と受信
用光ファイバ４６は、伝送用光ファイバ４２の外径に納
まるように配置されている。送信用光ファイバ４４に３
本、受信用光ファイバ４６に４本、計７本のＰＯＦを用
いている。このように、伝送用光ファイバ４２との接合
端面において、受信用光ファイバ４６の本数を送信用光
ファイバ４４よりも多くすることにより、伝送用光ファ
イバ４２からの受信光の分岐損失を小さくすることがで
きる。本実施例においては、送信用光ファイバ４４と受
信用光ファイバ４６に同じ光ファイバを用いているが、
機能に応じて仕様の異なるものを用いることもできる。
例えば、送信用光ファイバ４４には、伝送用光ファイバ
４２よりも開口数の小さなものを用いることで、送信用
光ファイバ４４からの光信号を効率良く伝送用光ファイ
バ４２に結合できる。また、受信用光ファイバ４６に
は、伝送用光ファイバ４２よりも開口数の大きなものを
用いることで、伝送用光ファイバ４２からの光信号を効
率良く受信用光ファイバ４６に結合できる。ファイバ径
についても送信用光ファイバ４４と受信用光ファイバ４
６で異なってもよい。ファイバ径を異なるようにする場
合においても、伝送用光ファイバ４２との接合端面にお
いて、受信用光ファイバ４６の総断面積を送信用光ファ
イバ４４の総断面積よりも大きくすることにより、伝送
用光ファイバ４２からの受信光の分岐損失を小さくする
ことができる。本実施例においては、受信用光ファイバ
４６の総断面積が送信用光ファイバ４４の総断面積の
１.３３倍となっている。受信用光ファイバ４６の総断
面積が送信用光ファイバ４４の総断面積の１.２５ 倍以
上とすると、総断面積を同じにする場合よりも、１.０
ｄＢ の受信光量向上が見込めるため望ましい。

【００２２】本実施例においては、送信用光ファイバ４
４と受信用光ファイバ４６の７本の光ファイバを、中心
の光ファイバを６本の光ファイバで取り囲むように配置
した。中心の光ファイバを送信用とすることにより、光
分岐結合器部３０の接合部において多少の芯ずれが起き
ても入射光の光損失を少なくできる。さらに、送信用の
ファイバアレイは固めて配置し、受信用ファイバアレイ
と接する個所を少なくすることで、送信用光ファイバか
ら受信用光ファイバに回り込むクロストークを少なくす
ることができる。またさらに、送信用光ファイバ４４の
本数よりも受信用光ファイバ４６の本数を多くすること
により、接合部において送信用光ファイバ４４側に入射
して生じる損失を少なくできるので望ましい。二芯用光
コネクタ４８においては、送信用光ファイバ４４の３本
は三角形，受信用光ファイバ４６の４本は四角形となる
ように配置されている。

【００２３】二芯用光コネクタ４８には、ＰＮコネクタ
を用いた。このＰＮコネクタは、ＡＴＭフォーラムにお
けるＰＯＦ用コネクタに採用されており、用いるＰＯＦ
は、コア径９８０±４９μｍ，外径１０００±５０μｍ
と規定されている。本実施例に用いたＰＮコネクタを、
従来の二芯用光伝送装置に接続するためには、送信用光
ファイバと受信用光ファイバの最外周における径が上記
の外径に近いことが望ましい。本実施例においては、送
信用光ファイバの外周径を０.９４mm ，受信用光ファイ
バを１.０６mmとした。

【００２４】本実施形態において、送信用光ファイバ４
４あるいは受信用光ファイバ４６の最外周径は、二芯用
光コネクタ４８を接続する光伝送装置に通常用いられる
光ファイバ径ｄ内に納まるように定めることが望まし
い。送信用光ファイバ４４の最外周をｄとした場合に
は、伝送用光ファイバ径Ｄは、１.３９ｄ とすることが
望ましく、受信用光ファイバ４６の最外周をｄとした場
合には、伝送用光ファイバ径Ｄは、１.２４ｄ とするこ
とが望ましい。ただし、送信用光ファイバ４４の最外周
径を１.３９ｄ より大きくしても送信用光ファイバ４４
のファイバアレイ間に入射して生じる損失が低減し、全
体としても損失がほとんど変化せず、送信用光ファイバ
４４の最外周径を１.６ｄ 以下とすればよいことを見出
した。送信用光ファイバ４４の最外周径を１.６ｄ より
大きくすると、受信時に光検出器に入射する光量が少な
くなり望ましくない。したがって、伝送用光ファイバ径
Ｄは、 １.２４ｄ≦Ｄ≦１.６ｄ とすることが望ましく、その中でも特に １.２４ｄ≦Ｄ≦１.３９ｄ とすることが望ましい。本実施例に用いたＰＮコネクタ
等、通信用に一般的に用いられているファイバ外形１mm
のＰＯＦの場合には、伝送用光ファイバ径Ｄは、１.２
４mm以上，１.６mm以下が望ましく、そのなかでも１.２
４mm以上，１.３９mm以下が望ましい。また、本実施例
においては、送信用光ファイバあるいは受信用光ファイ
バに用いる光ファイバの径ａは、ａ＝Ｄ／３となるよう
にすることが望ましく、上記の場合には、送信用光ファ
イバあるいは受信用光ファイバに用いる光ファイバの径
ａとして、０.４１mm以上，０.５３mm以下が望ましく、
その中でも０.４１mm以上，０.４７mm以下が望ましい。

【００２５】本実施例においては、送信用光ファイバ４
４及び受信用光ファイバ４６に円形の光ファイバを用い
たが、このファイバアレイのファイバの断面形状を正六
角形とすると隙間なく配列することができ、伝送用光フ
ァイバ４０との接合部での光損失を低減することができ
る。あるいは、丸いＰＯＦを整列・配置後、加熱・加圧
して変形させ、隙間をなくすこともできる。ファイバア
レイの配列の仕方によっては、断面形状が正三角形、あ
るいは正方形のものを用いても隙間なく配列することが
できる。

【００２６】図３は、単芯双方向光伝送装置と二芯用光
伝送装置を接続する二分岐光ファイバの正面図を示す。
本実施例においては、二芯用光コネクタにＰＮコネク
タ，一芯用光コネクタには光ミニジャック（ＯＭＪ）コ
ネクタを用いた。一芯用光コネクタ５０を単芯双方向光
伝送装置８２に接続し、二芯用光コネクタ４８の受信用
光ファイバからの光出力を測定したところ、−１４.２
ｄＢｍ であった。また、二芯用光コネクタ４８を二芯
用光伝送装置８０に接続した場合、一芯用光コネクタ５
０からの光出力は−１１.９ｄＢｍ であり、二芯用光コ
ネクタ４８の送信用光ファイバからの光出力は、−３
６.７ｄＢｍであった。なお、開口数０.３，コア径９８
０μｍのＰＯＦ１ｍをそれぞれの光伝送装置に接続した
ときの光出力は、ともに−３.９ｄＢｍ であった。二芯
用光コネクタにおける受信光パワーに対するクロストー
クは−２２.５ｄＢ と小さい。このクロストークが−２
０ｄＢ以下であれば、クロストークによって生じるエラ
ーレートは、１０^-9以下となり、単芯の光ファイバを用
いても全二重での双方向光通信が可能である。長さ１０
ｍの伝送用光ファイバ４０単体での光損失は、６.７ｄ
Ｂ である。本実施例の配列において、送信用光ファイ
バへの光入射における光損失は、理論的には１.２５ｄ
Ｂであり、光分岐結合器部での光損失は、３.５２ｄＢ
であり、合計４.７７ｄＢの損失が生じる。したがっ
て、ファイバ同士を接合することによる損失は、０.４
ｄＢ となり、非常に低損失で接合できることが示され
る。伝送損失の小さいＰＭＭＡ系コアを用いたＰＯＦを
伝送用光ファイバに用いれば、全体の損失をさらに小さ
くでき、伝送距離を長くすることができる。

【００２７】また、伝送用光ファイバの両端に光分岐結
合器部を設け、二芯用光伝送装置間を一芯の光ファイバ
で接続することもできる。この場合の伝送光パワーは、
−１６.１ｄＢｍ であった。また、受信光パワーに対す
るクロストークは、−２０.８ｄＢ であり、十分に小さ
いなエラーレートで全二重光通信が可能である。このよ
うに、本発明の二分岐光ファイバは、光分岐結合器部で
の接続に伴う光損失が少なくかつクロストークが少ない
ため、単芯双方向光伝送装置あるいは二芯用光伝送装置
と二芯用光伝送装置間において全二重での双方向光通信
が可能である。

【００２８】本発明の第２の実施形態を図４を用いて説
明する。

【００２９】図４は、本実施形態に係わる光分岐結合器
の斜視図である。伝送用光ファイバ４０と送信用光ファ
イバ４４，受信用光ファイバ４６とは、ファイバ接続管
２６を用いて接続されている。ファイバ接続管２６に
は、スリット部２８が設けられており、スリット部２８
より、光学接着剤又は紫外線硬化樹脂を注入して、伝送
用光ファイバ４０と送信用光ファイバ４４，受信用光フ
ァイバ４６との接続部を固定する。伝送用光ファイバ４
０と送信用光ファイバ４４，受信用光ファイバ４６との
間に光学接着剤又は紫外線硬化樹脂を充填することによ
り光学的に接続することができる。スリット部より注入
することで、泡等が混入することなく光ファイバ間の良
好な光接続が得られる。本実施例においては、ファイバ
接続管２６に伝送用光ファイバ４０と送信用光ファイバ
４４，受信用光ファイバ４６を差込み、突き合わせて位
置合わせすることができるので、部品点数，作業工数が
少なくてすむ。

【００３０】本発明の第３の実施形態を図５を用いて説
明する。

【００３１】図５は、本実施形態に係わる二分岐光ファ
イバの側面図を示す。本実施形態においては、光分岐結
合器部を光コネクタとし、取り外し可能とした。また、
伝送用光ファイバ４０には、長さ１０ｍのＰＭＭＡコア
ＰＯＦを用いた。これら以外の仕様については、第一の
実施形態と同じとした。伝送用光ファイバ４０には、接
続用一芯光コネクタ５２ａが取り付けられ、送信用光フ
ァイバ４４及び受信用光ファイバ４６は接続用一芯光コ
ネクタ５２ｂに固定されている。接続用一芯光コネクタ
５２ａと接続用一芯光コネクタ５２ｂとは、中継用コネ
クタ５４を用いて接続した。中継用コネクタ５４には、
割スリーブが入っており、接続用一芯光コネクタ５２
ａ，５２ｂのフェルールを芯ずれなく接合できる。

【００３２】開口数０.３ ，コア径９８０μｍのＰＯＦ
１ｍを光伝送装置に接続したときの光出力の測定値は、
−３.９ｄＢｍ であるのに対し、受信用光ファイバ４６
からの光出力は−１５.０ｄＢｍ であった。また、送信
側と同じ側の受信用光ファイバ４６からのクロストーク
は、−３１.９ｄＢｍ であった。したがって、送信用光
ファイバ４４への入射光量に対するクロストークは−２
８ｄＢ であり、受信光パワーに対するクロストークは
−１６.９ｄＢ である。このクロストーク量において
は、クロストークにより生じるエラーが増加するが、エ
ラー補正やエラー発生時のデータの再送等の対策により
全二重光通信可能な範囲にある。クロストーク量を変え
て光通信を行ったところ、受信光パワーに対するクロス
トークが−１２ｄＢ以下において全二重光通信可能であ
った。プラスチック光ファイバを用いた光通信におい
て、エラーレートを１０^-9以下とするためには、光ファ
イバによる損失を１３ｄＢ以下とする必要がある。した
がって、送信用光ファイバに入射する光量に対してクロ
ストーク量を−２５ｄＢ以下とすれば、受信光量に対す
るクロストークを−１２ｄＢ以下とすることができる。
また、受信光量に対するクロストークを−２０ｄＢ以下
とするためには、送信用光ファイバに入射する光量に対
してクロストーク量を−３３ｄＢ以下とする必要があ
る。

【００３３】本実施形態においては、光分岐結合器部に
おいて伝送用光ファイバ４０と送信用光ファイバ４４，
受信用光ファイバ４６とを接触させ接続している。伝送
用光ファイバ４０と送信用光ファイバ４４との間隔が狭
く、さらに、送信用光ファイバ４４からの光信号が伝送
用光ファイバ４０の端面にほぼ垂直に入射するため、光
分岐結合器部での伝送用光ファイバから反射光はほとん
ど送信用光ファイバに戻り、受信用光ファイバへの漏れ
込みは少ない。そのため、光コネクタを用いて接続して
もクロストークは少なく、全二重光通信が可能となる。

【００３４】本発明の第４の実施形態を図６を用いて説
明する。

【００３５】図６は、本実施形態に係わる光分岐結合器
における光ファイバ配置図及び二芯用光コネクタにおけ
る光ファイバの配置図である。本実施例では、光分岐結
合器部において伝送用光ファイバに相対して１９本の光
ファイバを配し、７本を送信用光ファイバ４４，１２本
を受信用光ファイバ４６とした。光分岐結合器部におい
て光ファイバは蜂の巣状に配置されており、中心の光フ
ァイバを送信用光ファイバ４４とした。また、送信用光
ファイバ４４は固めて配置されており、中心から外周部
にかけて配されている。このように配することにより効
率よく伝送用光ファイバ４０に光結合できるとともに、
受信用光ファイバ４６に回り込むクロストークを少なく
することが出来る。７本の送信用光ファイバ４４と１２
本の受信用光ファイバ４６は、図のように左右上下に対
して対称に配置することができ、円形の光コネクタ挿入
口に効率よく配置することができる。伝送用光ファイバ
４０は、送信用光ファイバ４４，受信用光ファイバ４６
を配置した場合の最外周よりも小さくした。このように
することで、送信時には光損失が生じるが、受信時の光
損失を少なくでき、全体としての損失を低減できる。本
実施例においては、送信用光ファイバ４４，受信用光フ
ァイバ４６の光ファイバ径ｄに対して、伝送用光ファイ
バの径Ｄは、 ４.４６ｄ≦Ｄ≦５ｄ が望ましい。本実施例においては、ｄ＝０.３３mm，Ｄ
＝１.４７mmとした。

【００３６】本発明の光分岐結合器における光ファイバ
の本数・配列は、上記実施例に限定するものではなく、
さらに本数を増やしてもよい。本数を増やすことによ
り、送信用光ファイバ，受信用光ファイバを円形に近く
配列することができ、光伝送装置との光結合効率を向上
することができる。また、二分岐光ファイバを光の合
波、分岐に用いてもよい。また、これまで、送信・受信
用の二分岐の実施例により本発明の実施形態を説明して
きたが、さらに多くの分岐を形成してもよい。

【００３７】次に、本発明の第５の実施形態を図７及び
図８を用いて説明する。

【００３８】図７は、本実施形態に係わる単芯双方向光
伝送装置の上方断面図を示す。単芯双方向光伝送装置８
２のコネクタ差込口７０に、一芯用光コネクタ５０を差
込み、光ファイバを接続する。本実施例においては、一
芯用光コネクタ５０にＯＭＪコネクタを用いた。一芯用
光コネクタ５０は、バネ７６で押されたコネクタ押え７
４でコネクタ固定部材７２に押さえつけられ、所定の位
置に固定される。コネクタ固定部材７２には、短尺な送
信用光ファイバ４４と受信用光ファイバ４６が固定され
ており、一芯用光コネクタの光入射端に相対するように
配されている。送信用光ファイバ４４のもう一端には光
源素子１０が接続されている。光源としては、半導体レ
ーザあるいは発光ダイオードを用いる。また、受信用光
ファイバ４６の一端には光検出器素子１６が接続されて
いる。駆動回路（図示せず）により変調駆動された光源
素子１０からの光信号は、送信用光ファイバ４４を通し
て伝送用光ファイバ４０に結合される。伝送用光ファイ
バ４０を伝送してきた光信号は、受信用光ファイバ４６
を通り光検出器素子１６により検出される。光検出器素
子１６で検出された信号は、検出回路（図示せず）によ
り電気信号として出力される。光源素子１０と光検出器
素子１６は離して配置しており、光源素子１０からの光
信号が直接光検出器に入射しないようにしている。

【００３９】図８に光コネクタとの接合部における送信
用光ファイバ４４と受信用光ファイバ４６の配置を示
す。送信用光ファイバ４４として１本、受信用光ファイ
バ４６として６本の光ファイバを配しており、送信用光
ファイバ４４は外周部に配置している。送信用光ファイ
バ４４を外周部に設けることにより、中心部に設けた場
合よりもクロストークを低減できる。また、受信用光フ
ァイバ４６の本数を送信用光ファイバ４４よりも多くす
ることにより受信時の光損失を少なくすることができ
る。本実施例においては、伝送用光ファイバ４０に外径
１mmのＰＭＭＡコアＰＯＦを用いたため、送信用光ファ
イバ４４，受信用光ファイバ４６には、外径０.３３mm
のＰＯＦを用いた。このように径が大きいため、光源素
子１０，光検出器素子１６との位置合わせは容易に行う
ことができる。送信用光ファイバ４４，受信用光ファイ
バ４６と伝送用光ファイバ４０の端面は平行となるた
め、送信用光ファイバ４４からの光信号のうち伝送用光
ファイバ４０の端面で反射した光は、そのほとんどが送
信用光ファイバ４４へ戻るため、受信用光ファイバ４６
に漏込むクロストークは少なく、単芯の光ファイバを用
いて全二重光通信を行うことができる。また、光ファイ
バを用いて光源からの光信号を伝送用光ファイバに入射
し、伝送用光ファイバからの光信号を光ファイバを用い
て光検出器に結合するため、光結合時に信号光が広がら
ないため、レンズ等の精密な光学部品が必要なく、また
受光径の小さな光検出器を用いることができる。さら
に、光源・光検出器と接続する光伝送媒体に光損失の少
ない光ファイバを用いることができるので、光源，光検
出器と伝送用光ファイバ間を光損失を少なく結合するこ
とができる。ただし、低損失な光導波路を光ファイバに
代わる光伝送媒体として用いることができる。

【００４０】本発明の第６の実施形態を図９及び図１０
を用いて説明する。図９は、本実施形態に係わる単芯双
方向光伝送装置の光学系を示す斜視図である。光源素子
用台座１２上に設けられた光源素子１０には、送信用光
ファイバ４４が接合されている。送信用光ファイバ４４
は、プリズム６０に形成されたファイバ固定用孔を通し
て固定され、その一端は伝送用光ファイバ４０に相対し
ている。光源素子１０からの光信号は、送信用光ファイ
バ４４を通して伝送用光ファイバ４０に結合される。伝
送用光ファイバ４０からの光信号は、プリズム６０に入
射し、反射膜６６で反射して基板６８に形成された光検
出器素子１６で検出される。

【００４１】図１０に伝送用光ファイバ４０側から見た
単芯双方向光伝送装置の光学系の正面図を示す。送信用
光ファイバ４４の回りには遮光部６４が設けられてお
り、送信用光ファイバ４０の端面で反射して戻ってきた
光がプリズムに入らないようにしており、クロストーク
を抑えることができる。プリズムといった平面で構成さ
れる光学部材においては平面を平坦に研磨できるため、
反射に伴う損失を非常に小さくすることができる。

【００４２】本発明の単芯双方向光伝送装置の光学系を
フローティングとし、挿入された光コネクタに押し付け
るようにしてもよい。このようにすることで、伝送用光
ファイバと送信用光ファイバとを接触させ、クロストー
クを少なくすることができる。送信用光ファイバを用い
ることにより、光源と光検出器を離して設置できるた
め、光学的・電気的なクロストークを抑制することがで
きる。また、プリズム６０を用いることにより伝送用光
ファイバからの光信号の光検出器への結合が容易とな
る。

【００４３】本発明の第７の実施形態を図１１を用いて
説明する。

【００４４】図１１は、本実施形態に係わる光通信装置
の回路ブロック図である。光源素子１０，光源素子１０
を駆動する駆動回路９２，光検出器素子１６，光検出器
素子１６からの電気信号を増幅・波形整形する検出回路
９４，光コネクタ部３０及び一芯用光コネクタ５０を含
む単芯双方向光伝送装置８２は、相手側の光伝送装置と
の間で光通信を行う。光通信装置９０は、単芯双方向光
伝送装置８２，物理層回路９６，リンク層回路９８等で
構成されている。物理層回路９６は、入力信号を変調す
る変調回路，単芯双方向光伝送装置８２で検出した信号
を復調し出力する復調回路を含み、光通信に適した符号
化，複数のノードが繋がったときに信号を送信するノー
ドを決める調停，単芯双方向光伝送装置８２に相手側の
光伝送装置が接続されたかどうかを管理する接続管理、
等を行う。符号化は具体的には、クロック信号を再生で
きるように符号を付加した４Ｂ／５Ｂまたは８Ｂ／１０
Ｂ符号に変換する。また、リンク層回路９８では、光通
信装置を接続するホストと物理層回路とをインターフェ
ースし、パケットの送受信を行う。本発明においては、
単芯双方向光伝送装置８２においてクロストークを低減
したため、単芯の光ファイバを用いて全二重光通信を行
うことができる。本発明の第一の実施形態に示した単芯
双方向光伝送装置と二芯用光伝送装置を接続する二分岐
光ファイバを用いれば、光通信装置９０を二芯用光通信
装置と接続し、全二重で光通信をすることができる。こ
の場合に、相手の光通信装置と通信プロトコルが異なる
場合には、物理層回路９６によりプロトコルを変換する
ようにすればよい。

【００４５】

【発明の効果】上記のごとく、本発明の光分岐結合器
は、構成が簡単であり、損失を小さくすることができ
る。また、分岐光ファイバ，単芯双方向光伝送装置の光
学的なクロストークを小さくすることができ、全二重で
単芯双方向光通信可能な光分岐結合器，分岐光ファイ
バ，単芯双方向光伝送装置を提供するができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係わる二分岐光ファ
イバの光分岐結合器部を示す斜視図及び平面断面図であ
る。

【図２】本発明の第１の実施形態に係わる二分岐光ファ
イバの斜視図である。

【図３】本発明の第１の実施形態に係わる単芯双方向光
伝送装置と二芯用光伝送装置を接続する二分岐光ファイ
バの正面図の斜視図である。

【図４】本発明の第２の実施形態に係わる光分岐結合器
の斜視図である。

【図５】本発明の第３の実施形態に係わる二分岐光ファ
イバの側面図である。

【図６】本発明の第４の実施形態に係わる光分岐結合器
における光ファイバ配置図及び二芯用光コネクタにおけ
る光ファイバの配置図である。

【図７】本発明の第５の実施形態に係わる単芯双方向光
伝送装置の上方断面図である。

【図８】本発明の第５の実施形態に係わる光コネクタと
の接合部における送信用光ファイバと受信用光ファイバ
の配置図である。

【図９】本発明の第６の実施形態に係わる単芯双方向光
伝送装置の光学系を示す斜視図である。

【図１０】本発明の第６の実施形態に係わる単芯双方向
光伝送装置の光学系の正面図である。

【図１１】本発明の第７の実施形態に係わる光通信装置
の回路ブロック図である。

【符号の説明】

１０…光源素子、１２…光源素子用台座、１６…光検出
器素子、１８…光検出器パッケージ、２０，２２…フェ
ルール、２４…スリーブ、２６…ファイバ接続管、２８
…スリット部、３０…光分岐結合器部、４０…伝送用光
ファイバ、４４…送信用光ファイバ、４６…受信用光フ
ァイバ、４８…二芯用光コネクタ、５０…一芯用光コネ
クタ、５２ａ，５２ｂ…接続用一芯光コネクタ、５４…
中継用コネクタ、６０…プリズム、６２…ファイバ固定
用孔、６４…遮光部、６６…反射膜、６８…基板、７０
…コネクタ挿込口、７２…コネクタ固定部材、７４…コ
ネクタ押え、７６…バネ、８０…二芯用光伝送装置、８
２…単芯双方向光伝送装置、９０…光通信装置、９２…
駆動回路、９４…検出回路、９６…物理層回路、９８…
リンク層回路。

フロントページの続き (72)発明者 阿部 富也 茨城県日立市日高町五丁目１番１号 日立 電線株式会社総合技術研究所内 (72)発明者 平野 光樹 茨城県日立市日高町五丁目１番１号 日立 電線株式会社総合技術研究所内 Ｆターム(参考） 2H036 JA01 JA04 MA05 QA59 2H037 AA01 BA02 BA11 BA31 BA35 CA32 5K002 AA05 BA04 BA13 BA14 BA21 BA31 BA33 DA03 DA05 DA42 FA01 FA02

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】二つ以上の光分岐枝を有し、第一の光伝送
   媒体に光を結合・分岐する光分岐結合器において、 前記光伝送媒体との接続部にて複数本の第二の光伝送媒
   体を接続し、 前記光分岐結合器の少なくとも一つの前記光分岐枝は、
   二本以上の前記第二の光伝送媒体で構成され、 少なくとも一つの前記光分岐枝を構成する前記第二の光
   伝送媒体の本数が他の前記光分岐枝を構成する前記第二
   の光伝送媒体の本数と異なることを特徴とする光分岐結
   合器。
2. 【請求項２】請求項１記載の光分岐結合器において、 前記光分岐結合器と前記第一の光伝送媒体とを光コネク
   タを用いて接続し、前記光コネクタにより、前記光分岐
   結合器と前記第一の光伝送媒体とを分離可能としたこと
   を特徴とする光分岐結合器。
3. 【請求項３】請求項１記載の光分岐結合器において、 前記第一の光伝送媒体の外径が１.２４mm以上，１.６mm
   以下であることを特徴とする光分岐結合器。
4. 【請求項４】第一の光伝送媒体と第一の光伝送媒体に接
   続する送信用と受信用の光分岐枝とを有し、 光信号の送信と受信を行う光伝送装置に接続して、前記
   光信号を第一の光伝送媒体を用いて伝送する分岐光ファ
   イバであって、 前記受信用光分岐枝が二本以上の第二の光伝送媒体で構
   成され、 前記送信用光分岐枝が第三の光伝送媒体で構成され、 前記第一の光伝送媒体端面において、前記第二の光伝送
   媒体と前記第三の光伝送媒体と接続され、 前記第一の光伝送媒体の前記端面において、第二の光伝
   送媒体断面の総断面積が、前記第三の光伝送媒体断面の
   総断面積よりも大きいことを特徴とする分岐光ファイ
   バ。
5. 【請求項５】請求項４記載の分岐光ファイバにおいて、 前記光伝送装置に接続する光ファイバ径ｄに対し、前記
   第一の光伝送媒体の外径Ｄが、 １.２４ｄ≦Ｄ≦１.６ｄ を満たすことを特徴とする分岐光ファイバ。
6. 【請求項６】請求項４記載の分岐光ファイバにおいて、 前記第一の光伝送媒体と前記第二の光伝送媒体、前記第
   三の光伝送媒体の接合部に光学部材を充填し、固定した
   ことを特徴とする分岐光ファイバ。
7. 【請求項７】請求項４記載の分岐光ファイバにおいて、 前記第一の光伝送媒体と前記第二の光伝送媒体、前記第
   三の光伝送媒体とを光コネクタを用いて接続し、前記光
   コネクタにより、前記第一の光伝送媒体と前記第二の光
   伝送媒体、前記第三の光伝送媒体とを分離可能としたこ
   とを特徴とする分岐光ファイバ。
8. 【請求項８】請求項７記載の分岐光ファイバにおいて、 第三の光伝送媒体に入射した光量に対し、第二の光伝送
   媒体から出射される光量が、−２５ｄＢ以下であること
   を特徴とする分岐光ファイバ。
9. 【請求項９】請求項４および５記載の分岐光ファイバに
   おいて、 第一の光伝送媒体がプラスチック光ファイバであり、１
   ３０℃において3000時間保持したときの光透過率の増加
   が１.０ｄＢ以下であることを特徴とする分岐光ファイ
   バ。
10. 【請求項１０】光信号を第一の光伝送媒体に送出する光
    源と前記第一の光伝送媒体からの光信号を検出する光検
    出器と前記第一の光伝送媒体を接続する光コネクタとを
    有する単芯双方向光伝送装置において、 前記光検出器と前記第一の光伝送媒体とを二本以上の第
    二の光伝送媒体で接続し、 前記光源と前記第一の光伝送媒体とを第三の光伝送媒体
    で接続したことを特徴とする単芯双方向光伝送装置。
11. 【請求項１１】光信号を第一の光伝送媒体に送出する光
    源と第一の光伝送媒体からの光信号を検出する光検出器
    と第一の光伝送媒体を接続する光コネクタとを有する単
    芯双方向光伝送装置において、 前記光源と前記第一の光伝送媒体とを第二の光伝送媒体
    で接続し、 前記光検出器と前記第一の光伝送媒体とを光学部材を用
    いて接続し、 前記第二の光伝送媒体を前記光伝送媒体に設けた孔部を
    通して配したことを特徴とする単芯双方向光伝送装置。
12. 【請求項１２】請求項１１おいび１２記載の単芯双方向
    光伝送装置において、 全二重光通信を行うことを特徴とする単芯双方向光伝送
    装置。