JP2002539712A - 単一波長用の光トランシーバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ダイオードレーザ２又は反射器１１といった光源、フォトダイオード３といった受光器、及び、双方向光ファイバ５との間で光を送受信する入出力手段１４を備えている同じ波長の光信号を送受信するための光トランシーバ１。単一ないしは複数の p-i-n ダイオード位相変調器９，１０を備えたマッハ・ツェンダ形干渉計等の光スイッチ６を、光源２，１１と光ファイバ５との間、ならびに、光ファイバ５と受光器３との間の光通信を選択的に行うように設けて低損失のパスを実現する。光源として振舞う反射器１１を用いれば、光スイッチ６を上記トランシーバの出力を変調するように用いることもできる。光トランシーバ１を、第一の波長を有したデジタル信号を受信し、かつ、第二の波長を有した CATV 用等のアナログ信号を受信するように接続されたホーム用トランシーバユニット２４に用いてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、例えば単一波長用のトランシーバ等、同じ波長の信号を送信かつ受
信するための光トランシーバに関し、また、斯かるトランシーバを内部に有する
トランシーバユニット、及び、このようなトランシーバユニットを複数備えたト
ランシーバシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】

一の波長で送信し、他の波長で受信する多波長用トランシーバが知られている
。送信及び受信は、一つの双方向光伝送経路上で行えばよく、信号はしかし、異
なる波長によって分割可能とされている。送信及び受信が一つの双方向光伝送経
路に沿って行われる単一波長用トランシーバもまた良く知られている。このよう
なデバイスは、Ｙ分岐導波路や、エバネッセントカプラ等といった、固定パワー
分配素子を介して双方向光伝送経路に接続された光源及び受光器を有している。
このような構成においては、光源及び受光器のいずれも、上記双方向光伝送経路
に常時接続されている。それゆえ、入ってくる信号が光源及び受光器の双方に伝
送される。そこで、分配器の設計においては、送信機の出力パワーと受信機の感
度との間で、ある種の折衷がなされなければならない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】

本発明は、従来技術の斯かる短所を克服、ないしは低減することを目的とする
。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本発明の第一の観点によれば、同じ波長の光信号を送信かつ受信するための光
トランシーバにおいて、光源と受光器とを備え、かつ、双方向光伝送経路から光
を受信するとともに、前記双方向光伝送経路に光を送信する入出力手段と、前記
光源及び前記入出力手段の間、ならびに、前記入出力手段及び前記受光器の間の
光通信を選択的に行えるように設けられている光スイッチ手段とを備えてなる光
トランシーバが提供される。

【０００５】 本発明の第二の観点によれば、二つ以上の波長の信号を受信するトランシーバ
ユニットが提供され、このユニットは、異なる波長の信号を分割する波長分割多
重器と、上に示したような光トランシーバとを有し、該光トランシーバは、前記
波長多重器から第一の波長を有した信号を受信するように接続されている。

【０００６】 本発明のさらなる観点によれば、トランシーバシステムが提供され、このトラ
ンシーバシステムは、複数の上記の如きトランシーバユニットに接続された中央
ユニットを有するとともに、前記トランシーバユニットの前記光トランシーバの
それぞれと通信するためのデジタルトランシーバを有している。また、それぞれ
のトランシーバユニットは、さらなる受信機を有し、前記中央ユニットは、前記
トランシーバユニットのそれぞれに第二の波長を有した信号を送信するためのさ
らなる送信機を有していてもよい。

【０００７】 本発明の望ましい、そして、付属的な特徴については、以下の記述、ならびに
、本明細書中の従属請求項から明らかとなろう。

【０００８】

【発明の実施の形態】

以下、本発明を図面を参照して詳細に説明する。ただし、ここに説明するもの
は単なる例示に過ぎない。

【０００９】 図１は、チップ１上に形成された集積化された光トランシーバを示す。このト
ランシーバは、ダイオードレーザ等の光源２と、フォトダイオード等の受光器３
と、チップ１の周縁部に設けられた、光ファイバ５を受け入れるためのファイバ
光コネクタ４とを備えている。光源２、受光器３、ならびにファイバ光コネクタ
４は、チップ１上に集積化された導波路によって、光スイッチ手段６にそれぞれ
接続されている。

【００１０】 光スイッチ手段６は、光源２もしくは受光器３と、光ファイバとの間の光通信
を選択的に担うよう構成されている。このため、図１では、スイッチ系６は、一
種の二路スイッチとして示されている。以下に、図３及び図６を参照して、スイ
ッチ系６をさらに詳述する。

【００１１】 上記トランシーバは、ファイバ５を介して同じ波長の信号を送信かつ受信する
ように設けられている。ファイバ５を介して伝送される双方向の信号は、データ
パケットに圧縮することができ、これにより、特定の時間帯に入出力のデータを
配分することができる。スイッチ系６を適切に制御することにより、光源２を送
信時間帯に光ファイバ５に接続することができ、また、受光器３を受信時間帯に
光ファイバ５に接続することができる。送信時間帯及び受信時間帯の間に、わず
かな不動作時間しか存在しないことを保証するために、スイッチ速度は十分速い
ものであることが望ましい。スイッチ系６をこのように操作することにより、光
源２とファイバ５の間のパスが低損失に、また、受光器３とファイバ５の間のパ
スが低損失になる。このようにして、従来用いられていたようなパッシブなカプ
ラにより強いられていた折衷的な設計を破棄して、折衷的な設計に伴う光損失を
低減、もしくは解消することができる。

【００１２】 光スイッチ手段６は、アクティブに制御される集積型の光スイッチを備えてい
る。比較的遅いデータ送信速度に対しては、光スイッチは、単一ないしは複数の
熱変調器（thermal modulator）を備えたものでよいが、速いデータ送信速度に
対しては、光スイッチは、単一ないしは複数の p-i-n ダイオード位相変調器に
基づくものであることが好ましい。光スイッチに他の種類の変調器を用いること
も可能である。

【００１３】 シリコン−オン−インシュレータ（silicon-on-insulator）チップ上に形成さ
れた p-i-n ダイオード位相変調器は、国際公開第 95/08787 号パンフレットに
記載されており、その代表的な一実施形態が図６に示されている。 p-i-n ダイ
オード位相変調器は、シリコン−オン−インシュレータ（silicon-on-insulator
）チップのシリコン層１に形成されたリブ導波路１８を有している。図６には、
シリコン層１９をシリコン基盤から隔離する二酸化シリコンからなる絶縁層２０
が示されている。p-ドープされた領域２２は、シリコン層１９のリブ１８の一方
の側のスラブ領域に形成され、ｎ-ドープされた領域２３は、シリコン層１９の
リブ１８の他方の側のスラブ領域に形成されている。この実施形態による p-i-n
ダイオード位相変調器は、国際公開第 95/08787 号パンフレットに記載されて
いるような機能を有している。すなわち、p-ドープされた領域２２及びｎ-ドー
プされた領域２３にまたがって付与される電位によって、（図６に矢印によって
示されるように）荷電キャリアが導波路に渡って注入される。この荷電キャリア
により、導波路の有効屈折率が変化させられ、これにより、導波路内での光のモ
ード（図６中破線で示されている）の伝送特性が変化させられる。このようにし
てデバイスを操作することができる。

【００１４】 単一ないしは複数の p-i-n ダイオード位相変調器は、光スイッチを形成する
よう、様々な構成の仕方で用いることができる。図３は、４-ポート形マッハ・
ツェンダ形干渉計（４-ポート形干渉計）を示し、この４-ポート形マッハ・ツェ
ンダ形干渉計は、二つの４-ポート形エバネッセンス・カプラ７，８（４-ポート
形カプラ）（図において、互いに近接して配置された導波路の間にループで示さ
れている）の間に延在する二本の経路を有しており、一方の経路が第１の p-i-n
ダイオード位相変調器を有するとともに、他方の経路が第２の p-i-n ダイオー
ド位相変調器を有している。このような干渉計の機能は良く知られたものである
。位相変調器９及び／又は１０を適切に制御することにより、二本の経路の実効
的な光路長を制御することができ、これにより、マッハ・ツェンダ形干渉計が、
光源２か受光器３かのどちらかにファイバコネクタ４を接続する二路スイッチと
して機能する。スイッチの一の状態では、ファイバコネクタ４は光源２に接続さ
れ、さらに、もしそれがあれば（以下参照）、ビームダンプ１７が受光器に接続
される。また、スイッチの二の状態では、ファイバコネクタ４は受光器に接続さ
れ、且つ、ビームダンプ１７が光源２に接続される。ここで、マッハ・ツェンダ
形干渉計のより細やかな制御を可能にしたり、あるいは、ダイオードの一つが故
障した場合の予備を供給することができるようにするためには、位相変調器９，
１０の双方が設けられることが好ましいが、スイッチを制御するためには、位相
変調器９又は位相変調器１０の単に一方のみが用いられさえすればよいというこ
とに留意すべきである。

【００１５】 いわゆるビームダンプ、すなわち、本実施形態における光吸収部１７もまた、
図３に示されており、マッハ・ツェンダ形干渉計の四番目のポートに接続されて
いる。そして、このポートに受け入れられるいかなる光信号も吸収されるように
なっている。これに代わる構成として、検出用フォトダイオード１７や、上記ト
ランシーバの出力検出用の他の形式の受光器によって上記ビームダンプを置き換
えても構わない。

【００１６】 また、さらに留意すべきことは、上述の如きマッハ・ツェンダ形干渉計を有す
る光スイッチは、何通りもの仕方で操作することができるということである。上
述の如く、シンプルな二路デジタルスイッチとして動作するように制御してもよ
く、あるいはもし必要なら、アナログ操作を行うために、スイッチの二状態間の
結合比を連続的に変えるようにすることもできる。さらに、分岐した上記アーム
の間の結合比は、要求水準値に設定することができ、また、輸送時、設置時に調
整を行ったり、あるいは、使用時においては、温度による経時的な特性の変化や
ずれ等を補償するように調整を行うことができる。そして、これにより、出力パ
ワーの設定が可能になり、あるいは、伝送経路における変化を補償するために行
われる動的な調整が可能になる。このようにして、用途やその仕様に応じて、デ
バイスを異なる仕方で制御することができる。柔軟に制御を行うことによって、
デバイスの応用範囲がさらに広くなり、また、異なる用途に対して似通ったデバ
イスを用いることができ、コストが低減される。

【００１７】 図２は、図１の構成に似た構成を示すものであるが、自ら発光する光源の代わ
りに、例えばミラー１１といった反射器を備えた光源を用いた構成を示している
。図２に示されるようなトランシーバは、光ファイバ５を介して中央制御部と交
信するように設けられた数多くの構成のうちの一つと考えてもよい。例えば、各
ユーザの家にトランシーバを設け、通り毎、あるいは、複数戸からなるさらに大
きなグループ毎に中央制御部を一つ設けるようにしてもよい。このような用い方
がなされる場合には、トランシーバ毎にダイオードレーザを用いる必要性を省く
ことが求められる。このことを達成するために、様々な構成が提案されてきた。
すなわち、送信フェーズにある間、光ファイバを介して、中央制御部に据えられ
た光源から光を受光し、トランシーバ内のミラーで反射させるといったものであ
る。このミラーで反射された光は、続いて、トランシーバの出力信号を生成する
ように変調される。このようにトランシーバ内で光を反射し、変調するものとし
て、例えば、ポリシリコン・ダイアフラム（polysilicon diaphragm）等の可動
反射素子を備えたファブリ‐ペロ変調器といった光学機械素子が提案されてきた
。このようなデバイスは、比較的複雑で製造コストが高い。

【００１８】 図２に示されるようなトランシーバは、上述したように作動する受光器３を有
して構成されるとともに、ミラー１１を有して構成され、このミラー１１が、送
信フェーズの間、離れた中央制御部内にある連続波源から光ファイバ５を介して
受け取った光を反射する。したがって、ミラー１１を光ファイバ５に接続するよ
うに光スイッチ６が設定されると、ミラー１１は、ファイバーに光を跳ね返す光
源の如く振舞うのである。その一方で、このモードにおいては、光スイッチ６は
、出て行く光を変調するためにも用いることができる。すなわち、ミラー１１か
ら反射されて光ファイバ５に伝送される光を、ミラーと光ファイバの間の接続を
オン・オフして切り替えることによって変調することができる。したがって、斯
かる構成によれば、従来の技術を極めて簡易にするものでありながら、それでも
なお、必要な、あるいはそれ以上の動作特性を得ることができるのである。

【００１９】 したがって、図２に示される構成によれば、トランシーバの内部に自ら光を放
射するデバイスを設ける必要なしに、トランシーバに出力信号を生成させること
ができる。上述したような単一ないしは複数の p-i-n ダイオード位相変調器を
有する光スイッチは、スイッチの機能を有するものとして用いることができる。
そして、この光スイッチは、例えば、１０〜１５０Mbit/sec領域といった、家か
ら中央制御部へのデータ送信に通常要求されるような狭い帯域のリターン・パス
信号を変調するのに十分な速さを有している。

【００２０】 この種の用いられ方をすればユーザへの高帯域幅のダウンストリーム伝送が可
能となる。この場合、中央制御部へのアップストリーム伝送は、変調帯域幅とな
るが、多くの用途に対しては、これで十分である。このような用いられ方の他の
例として、インフライト娯楽システムがある。この場合、トランシーバを用いて
、飛行機内の各シート情報が与えられ、トランシーバは、飛行機内の中央制御部
から送信される複合データや娯楽チャンネルを受信し、また、ユーザの入力を伝
達する。

【００２１】 このように、図２に示される実施形態は、内部に自ら発光する光の放射源を持
たないがゆえに製造コストを低減でき、さらに、ダイオードレーザを用いること
によって生じうるような信頼性の問題が回避されるため、維持費を下げることが
できるといった長所を有している。放射特性の経時的な変化や、温度に伴う性能
の変化に関わる問題もまた回避される。そして、第一の実施形態と同様、光スイ
ッチ６により、送信経路及び受信経路に関して各時間帯の間で伝送特性を最適化
することができる。

【００２２】 フォトダイオード等の受光器３は、対応するマッハ・ツェンダ形干渉計のポー
トで受光されるいかなる光をも吸収し、したがって、良好なリターン・パス消光
比を与えるようなビームダンプとしても機能する。

【００２３】 上述したような単一ないしは複数の p-i-n ダイオード位相変調器を用いた光
スイッチは、十分速くスイッチ動作を行うように構成することができ、送信及び
受信の時間帯の間の不動作時間を５０nsecないしはそれ以下、好ましくは、１０
nsecもしくはそれ以下に低減することができるようになっている。

【００２４】 図４は、図３に示された構成に代わる構成を示す。この実施形態においては、
光ファイバ（図示せず）は、ファイバコネクタ４を介して導波路１２に接続され
ている。導波路１２は、Ｙ分岐導波路へと連なり、このＹ分岐導波路の二本のア
ームが、図３において示された二つの経路を形成している。光源２は、ダイオー
ドレーザのような自ら発光する光源か、もしくは、反射器のような自らは発光し
ない光源とすることができる。

【００２５】 図５は、図３に示されたトランシーバに類似した他のトランシーバの態様を示
すものである。この実施形態においては、マッハ・ツェンダ形干渉計は、二つの
入力−出力ポートを有し、その各々が光ファイバ１４，１５のそれぞれに接続さ
れている。光ファイバ１４は、環状ネットワーク１６に結合され、このネットワ
ークを時計回りに回る方向に、このネットワークへ信号を送信し、かつ、そこか
らこのネットワークを反時計回りに進行している信号を受信するようになってい
る。これに対して、光ファイバ１５は、前記環状ネットワークに接続され、信号
をネットワークへ送信し、かつ、ネットワークから、ネットワークを反対方向に
回る信号を受信するようになっている。

【００２６】 図７及び図８は、例えば、ホームユーザとセントラルオフィスの間を結ぶとい
った、受動型光ネットワーク（PON; passive optical network）に、上述したよ
うなトランシーバを応用した例を示すものである。

【００２７】 図７は、光ファイバ２５を介して信号を送信及び受信するように接続されたホ
ーム用ユニット２４（トランシーバユニット）を示す。このユニット２４は、各
素子が同一のチップ上に集積又は組み込まれた集積デバイスを有していることが
好ましい。もっとも、各素子がそれぞれ別個のチップを有し、他のチップに光フ
ァイバによって接続されている構成であっても構わない。光ファイバ２５は、単
一波長もしくは、複数の波長を伝えるものであってもよく、例えば、ケーブルテ
レビ（CATV）チャンネル用の１５５０nmのアナログ信号や、ホームユーザからの
入力及び出力データ用の１３１０nmのデジタル信号を伝えるものであってもよい
。これらの信号は、マッハ・ツェンダ形干渉計といった、波長分割多重器（WDM;
wavelength division multiplexer）２６により分割され、１５５０nmの信号は
、導波路、すなわち光ファイバ２７に沿って、その先の CATV 受信機２８等の受
信機へ送られ、また、１３１０nmの信号は、導波路、すなわち光ファイバ２９に
沿って、例えば図１ないし図２に示されるような上述の如き単一波長用トランシ
ーバ３０に送られる。

【００２８】 図７には、図２に示されるトランシーバに類似した単一波長用のトランシーバ
３０が示されている。このトランシーバは、ミラーとされた光源１１、ならびに
受光器３を有している。そして、これらの素子は、それぞれ、トランシーバの残
りの素子とともに同一チップ上に組み込まれてもよいし、あるいは、チップから
外されて光ファイバによって互いに接続されてもよい。受光器３は、１３１０nm
の信号には高い感度を有するが、１５５０nmの信号には低い感度を有するフォト
ダイオードから構成することができる。

【００２９】 図８は、セントラルオフィス３１（中央ユニット）、及び、これに１×ｎ分配
素子３３を介して接続された複数（ｎ個）のホーム用ユニット３２の間の接続を
概略的に示す図である。

【００３０】 セントラルオフィス３１は、１５５０nmの CATV 発信機３４、及び１３１０nm
のデジタルトランシーバ３５を有する構成とすることができる。これらの出力信
号は、マルチプレクサ／デマルチプレクサ３６によって光ファイバ３７上に合波
されている。発信機３４及びトランシーバ３５は、ｎ個のホーム用ユニット３２
全てに対して信号を供給する。光ファイバ３７上の信号は、したがって、１×ｎ
分配素子３３によって、ｎ個の光ファイバ３８上へ、ｎ個の同等の信号に分割さ
れる。各光ファイバ３８は、図７におけるファイバ２５に相当し、また、各ホー
ム用ユニット３２は図７におけるものと類似のものである。

【００３１】 図８に示されるようなシステム（トランシーバシステム）は、各ホーム用ユニ
ット３２から受信した、あるいは各ホームユニット用３２に向けて送られたデジ
タル信号（１３１０nm）と、１５５０nmの CATV 信号とが識別可能に設けられて
いる必要がある。これを実現するには、例えば、時間分割多重（TDM; time divi
sion multiplexing）を行うか、各ホーム用ユニット３２と通信するために使用
されるある異なる周波数を用いて、例えば周波数変調を用いる等して、サブ-キ
ャリア変調を用いればよい。

【００３２】 もちろん、上述したようなテレビ送信機及びテレビ受信機の部分に、デジタル
トランシーバとは異なる波長で動作する他の送信手段及び受信手段が用いられて
も構わない。

【００３３】 上述したいくつもの実施形態は、種々の光学素子を備えている。これらの素子
は、従来でも良く知られており、これ以上説明はしない。しかしながら、トラン
シーバは、一つのシリコン−オン−インシュレータ（silicon-on-insulator）チ
ップ上に作成することができるということに留意すべきである。このチップに用
いられている素子は、以下の公知文献／特許出願に記載されたものであって、こ
こで開示された内容が本明細書において参照されているものである。

【００３４】 国際公開第 95/08787 号パンフレットには、集積化されたリブ導波路及び p-i
-n ダイオード変調器について記載されている。

【００３５】 国際公開第 97/42534 号パンフレットには、光ファイバをシリコン・リブ導波
路に接続するためのファイバコネクタについて記載されている。

【００３６】 国際公開第 98/43676 号パンフレットには、シリコン−オン−インシュレータ
チップ上に、ダイオードレーザのような光学素子を設けることについて記載され
ている。

【００３７】 国際公開第 98/35253 号パンフレットには、シリコン−オン−インシュレータ
チップ上に、フォトダイオードのような光学素子を設けることについて記載され
ている。

【００３８】 国際公開第 98/57205 号パンフレットには、ビームダンプについて記載されて
いる。

【００３９】 反射器１１は、集積化された光回路の中に、ミラーとして作成することができ
る。つまり、チップ内に凹部をエッチング形成して、前記凹部の一方の側に反射
面を有するようにし、このとき好ましくは、アルミや金などの反射物質で被覆す
るようにする。これに代わるものとして、反射器は、トランシーバが動作する波
長で光を反射する導波路回折格子を有するものであってもよい。

【００４０】 また、上述したように、チップ上に光源及び受光器が設けられることが望まし
いが、留意すべきことは、光源及び受光器のいずれか一方もしくは双方がチップ
外に設けられ、これらが、ファイバ光コネクタによってチップに接続された光フ
ァイバによりチップに接続されるものであっても構わないということである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光トランシーバの第一の実施形態を示す概略図である
。

【図２】本発明に係る光トランシーバの第二の実施形態を示す概略図である
。

【図３】図１に示すトランシーバを形成するための素子の可能な配置を示す
概略図である。

【図４】図２に示すトランシーバを形成するための素子の可能な配置を示す
概略図である。

【図５】図３に示されるようなトランシーバの変形例を示す概略図である。

【図６】本発明の好ましい一実施形態に用いられる p-i-n ダイオード位相
変調器の概略図である。

【図７】本発明に係るトランシーバのさらに他の応用例を示す概略図である
。

【図８】本発明に係るトランシーバのさらに他の応用例を示す概略図である
。

【符号の説明】

１・・・チップ ２・・・光源（ダイオードレーザ） ３・・・受光器（フォトダイオード） ４・・・ファイバ光コネクタ ５・・・光ファイバ（双方向光伝送経路） ６・・・光スイッチ手段 ７，８・・・４-ポート形エバネッセンス・カプラ（４-ポート形カプラ） ９，１０・・・位相変調器 １１・・・ミラー（反射器） １４，１５・・・光ファイバ ２４・・・ホーム用ユニット（トランシーバユニット） ２５・・・光ファイバ ２６・・・波長分割多重器 ３０・・・トランシーバ ３１・・・セントラルオフィス（中央ユニット） ３２・・・ホーム用ユニット ３４・・・発信機 ３５・・・デジタルトランシーバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ， ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，Ｋ Ｒ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，Ｓ Ｉ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 スティーヴン・ウォレン・ゴートン イギリス・アビンソン・ＯＸ14・１ＡＪ・ ウィンターボーン・ロード・20 (72)発明者 スティーヴン・マッカン イギリス・オックスフォード・ＯＸ２・７ ＪＴ・サマータウン・グローヴ・ストリー ト・33Ｂ Ｆターム(参考） 2H047 KA03 KB01 LA00 LA09 LA12 MA05 MA07 NA01 NA04 QA02 RA08 TA05 2K002 AA02 AB04 BA08 CA13 DA06 DA11 GA10 5K002 AA05 BA06 BA13 BA21 CA15 DA04 DA42 FA01

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同じ波長の光信号を送信かつ受信するための光トランシーバ
   において、 光源と、受光器と、双方向光伝送経路から光を受信するとともに、前記双方向
   光伝送経路に光を送信する入出力手段とを備え、 前記光源と前記入出力手段との間、ならびに、前記入出力手段と前記受光器と
   の間の光通信を選択的に行うための光スイッチ手段が設けられていることを特徴
   とする光トランシーバ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の光トランシーバにおいて、 前記光スイッチ手段は、集積化された光スイッチを有していることを特徴とす
   る光トランシーバ。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の光トランシーバにおいて、 前記光スイッチは、少なくとも一つの位相変調器を有していることを特徴とす
   る光トランシーバ。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の光トランシーバにおいて、 前記位相変調器は、 p-i-n ダイオードを有していることを特徴とする光トラ
   ンシーバ。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の光トランシーバにおいて、 前記光スイッチは、マッハ・ツェンダ形干渉計を有していることを特徴とする
   光トランシーバ。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の光トランシーバにおいて、 前記マッハ・ツェンダ形干渉計は、４-ポート形干渉計とされ、二つの４-ポー
   ト形カプラを有していることを特徴とする光トランシーバ。
7. 【請求項７】 請求項１から６のいずか１項に記載の光トランシーバにおい
   て、 前記光スイッチ手段は、前記入出力手段と、前記光源と、前記受光器との間に
   おいて、選択された結合比が得られるように設けることもできることを特徴とす
   る光トランシーバ。
8. 【請求項８】 請求項１から７のいずれか１項に記載の光トランシーバにお
   いて、 前記光源は、光の放射源を有していることを特徴とする光トランシーバ。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の光トランシーバにおいて、 前記光の放射源は、ダイオードレーザとされていることを特徴とする光トラン
   シーバ。
10. 【請求項１０】 請求項１から７のいずれか１項に記載の光トランシーバに
    おいて、 前記光源は、離れた光源から前記入出力手段を介して受信された光を反射する
    よう設けられた反射器を有していることを特徴とする光トランシーバ。
11. 【請求項１１】 請求項１０に記載の光トランシーバにおいて、 前記光スイッチ手段は、前記反射器から反射された光を変調するように設けら
    れていることを特徴とする光トランシーバ。
12. 【請求項１２】 請求項１から１１のいずれか１項に記載の光トランシーバ
    において、 前記受光器は、フォトダイオードを有していることを特徴とする光トランシー
    バ。
13. 【請求項１３】 請求項１から１２のいずれか１項に記載の光トランシーバ
    において、 前記入出力手段は、前記双方向光伝送経路とされている光ファイバを受け入れ
    るファイバコネクタを有していることを特徴とする光トランシーバ。
14. 【請求項１４】 請求項５に従属する請求項１３に記載の光トランシーバに
    おいて、 前記ファイバコネクタは、前記マッハ・ツェンダ形干渉計の一つのポートに光
    学的に接続されていることを特徴とする光トランシーバ。
15. 【請求項１５】 請求項１４に記載の光トランシーバにおいて、 該トランシーバの出力を検出するさらに他の受光器が、前記マッハ・ツェンダ
    形干渉計の他のポートに接続されていることを特徴とする光トランシーバ。
16. 【請求項１６】 請求項５に従属する請求項１３に記載の光トランシーバに
    おいて、 前記ファイバコネクタは、Ｙ分岐導波路を介して、前記マッハ・ツェンダ形干
    渉計の二つのポートに光学的に接続されていることを特徴とする光トランシーバ
    。
17. 【請求項１７】 請求項５に従属する請求項１３に記載の光トランシーバに
    おいて、 前記マッハ・ツェンダ形干渉計の二つのポートの各々は、双方向光伝送経路と
    されている第１の光ファイバ及び第２の光ファイバにそれぞれ接続するためのフ
    ァイバコネクタにそれぞれ接続されていることを特徴とする光トランシーバ。
18. 【請求項１８】 請求項１７に記載の光トランシーバにおいて、 前記第１のファイバ及び前記第２のファイバが接続されたとき、前記第１の光
    ファイバは、環状ネットワークに結合され、前記ネットワークを時計回りに回る
    方向に、前記ネットワークへ信号を送信し、かつ、そこから前記ネットワークを
    反時計回りに進行している信号を受信するよう設けられているとともに、前記第
    ２の光ファイバは、前記環状ネットワークに接続され、そこへ信号を送信し、か
    つ、そこから前記第１の光ファイバとは反対の方向に信号を受信するように設け
    られていることを特徴とする光トランシーバ。
19. 【請求項１９】 二つ以上の波長を有する信号を受信するトランシーバユニ
    ットにおいて、 異なる波長の前記信号を分割するための波長分割多重器と、請求項１から１７
    のいずれか１項に記載の光トランシーバとを有し、該光トランシーバは、前記波
    長多重器から第一の波長を有した信号を受信するように接続されていることを特
    徴とするトランシーバユニット。
20. 【請求項２０】 請求項１９に記載のトランシーバユニットにおいて、 前記波長多重器から第二の波長を有した信号を受信するためのさらなる受信機
    を備えていることを特著とするトランシーバユニット。
21. 【請求項２１】 複数の請求項１９に記載のトランシーバユニットに接続さ
    れた中央ユニットを有し、前記中央ユニットは、前記トランシーバユニットの前
    記光トランシーバのそれぞれと通信するためのデジタルトランシーバを有してい
    るトランシーバシステム。
22. 【請求項２２】 請求項２１に記載のトランシーバシステムにおいて、 複数の請求項２０に記載のトランシーバユニットに接続され、前記中央ユニッ
    トは、前記トランシーバユニットの前記光トランシーバのそれぞれと通信するた
    めのデジタルトランシーバと、前記トランシーバユニットの前記さらなる受信機
    のそれぞれに信号を送信するためのさらなる送信機とを有していることを特徴と
    するトランシーバシステム。