JP2005198396A - Optical power supply system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical power supply system which can supply a large power by realizing an efficient optical transmission with simple configuration. <P>SOLUTION: An energy is transmitted from a center station 2A to a user station 4 by a light, and converted into the power. The center station 2A includes a plurality of light sources. The lights from the respective light sources are divided into a plurality so that the intensities of the respective lights become less than a nonlinear boundary. The divided lights are multiplexed at the output parts of the plurality of the light sources and sent to the user station 4 by a plurality of optical fibers 6.1-6.N, and a large power can be outputted from the lights. Since the light sources are different even if the divided lights are multiplexed, an interference does not occur, and the intensities do not exceed the nonlinear boundary. Therefore, the transmission loss of the energy via the optical fiber can be reduced. Preferably, the plurality of the light sources which output the lights having different wavelengths, are used. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、光ファイバを介してエネルギーを伝達し、給電を行う光給電システムに関する。   The present invention relates to an optical power feeding system that transmits energy through an optical fiber to perform power feeding.

光給電は、光通信の端末機器や遠隔地のセンサ等へ光ファイバで電力を供給することで、電源用のメタル芯線や現地での電源確保を不要とするものである。   In optical power feeding, power is supplied to an optical communication terminal device, a remote sensor, or the like through an optical fiber, thereby eliminating the need for a metal core for power supply or securing a local power supply.

光ファイバを介して給電を行う光給電システムは、光ファイバを接続するだけで電気配線の工事が不要であるので、古くから提案されている。この光給電装置は、給電側において強力な光源により光エネルギーを発生し、この光エネルギーを光ファイバを介して伝送し、被給電側においてフォトダイオードや太陽電池により光電変換することにより、電気エネルギーに変換するように構成される。   An optical power feeding system that feeds power through an optical fiber has been proposed for a long time because it only requires an optical fiber connection and no electrical wiring work is required. This optical power supply device generates light energy by a powerful light source on the power supply side, transmits this light energy through an optical fiber, and photoelectrically converts it by a photodiode or solar cell on the power supply side, thereby converting it into electric energy. Configured to convert.

たとえば、特開平5−268191号公報(特許文献1)には、光を偏波合成多重することで、光パワーの伝送効率を向上させる光給電に関する技術が開示されている。また、特開平5−268192号公報(特許文献2)には、光受信方法により、受光後の出力電圧を向上させる光給電に関する技術が開示されている。
特開平5−268191号公報 特開平5−268192号公報
For example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-268191 (Patent Document 1) discloses a technique related to optical power feeding that improves the transmission efficiency of optical power by polarization multiplexing multiplexing light. Japanese Patent Laid-Open No. 5-268192 (Patent Document 2) discloses a technique related to optical power feeding that improves the output voltage after light reception by an optical reception method.
JP-A-5-268191 Japanese Patent Laid-Open No. 5-268192

このような光給電システムでは、給電側において電力で光を発生する光源における損失と、被給電側における光−電気変換による損失が発生する。かかる損失を低減させて、効率を向上するために種々の改良が提案されている。   In such an optical power supply system, a loss in a light source that generates light with electric power on the power supply side and a loss due to optical-electrical conversion on the power supply side occur. Various improvements have been proposed to reduce such losses and improve efficiency.

図8は、特開平5−268191号公報(特許文献1)に開示された従来の光給電装置の構成を示す図である。   FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a conventional optical power feeder disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-268191 (Patent Document 1).

図8では、伝送する電力を大きくするために、光源として波長λ1〜λnの異なるレーザ光を発生するn個のレーザダイオード110.1〜110.nが用いられる。これら波長λ1〜λnのレーザ光は、合流器115で合流されて偏光制御器111により偏光され、定偏波ファイバ112を介して伝送される。   In FIG. 8, in order to increase the power to be transmitted, n laser diodes 111 to 110. n is used. The laser beams having wavelengths λ1 to λn are merged by the merger 115, polarized by the polarization controller 111, and transmitted through the constant polarization fiber 112.

被給電側に伝送されたレーザ光は、分波器116により、それぞれ2つの偏光成分を有する波長λ1〜λnのレーザ光に分波される。そして、各レーザ光の2つの偏光成分がそれぞれビームスプリッタ113.1〜113.nにより分離され、各対のレーザダイオード(PD11,PD12)〜(PDn1,PDn2)により光電変換される。   The laser beam transmitted to the power supply side is demultiplexed by the demultiplexer 116 into laser beams having wavelengths λ1 to λn each having two polarization components. Then, the two polarization components of each laser beam are respectively beam splitters 113.1 to 113. n are separated and photoelectrically converted by each pair of laser diodes (PD11, PD12) to (PDn1, PDn2).

しかしながら、光ファイバを用いた光給電では、光ファイバの細いコアにエネルギーが集中して伝播する。光ファイバ中を通過する光の強度があるしきい値を超えると、非線形現象が生じ、そのため損失が発生する。特に、光通信用のシングルモードファイバで大きなパワーの光を伝送しようとすると、非線形現象が生じやすい。   However, in optical power feeding using an optical fiber, energy concentrates and propagates in a thin core of the optical fiber. When the intensity of light passing through the optical fiber exceeds a certain threshold value, a non-linear phenomenon occurs, and therefore a loss occurs. In particular, non-linear phenomena are likely to occur when transmitting a large amount of light with a single mode fiber for optical communication.

非線形現象には、たとえば、入射光とコアのガラス中に発生する音波との相互作用により発生するブリルアン散乱が含まれる。大きな電力を効率よく供給するには、光伝送路におけるこのような損失を低減させる必要がある。   Non-linear phenomena include, for example, Brillouin scattering caused by the interaction of incident light and sound waves generated in the core glass. In order to efficiently supply a large amount of power, it is necessary to reduce such loss in the optical transmission line.

本発明の目的は、シンプルな構成によって効率のよい光波長多重伝送を実現し、大きな電力を供給することが可能な光給電システムを提供することである。   An object of the present invention is to provide an optical power feeding system capable of realizing efficient optical wavelength division multiplexing transmission with a simple configuration and supplying large electric power.

この発明は、要約すると、光給電システムであって、複数の光源と、複数の光源から出力される光をそれぞれ伝達する複数の第1の光ファイバと、複数の第1の光ファイバに接続され、複数の第1の光ファイバによって伝達される光を多重し、複数の多重光を分岐して出力する光結合器と、光結合器の出力に各々の一方端が接続され、複数の多重光をそれぞれ伝達する複数の第2の光ファイバと、複数の第2の光ファイバの他方端から出力される光を受けて発電する発電手段とを含む。   In summary, the present invention is an optical power feeding system, which is connected to a plurality of light sources, a plurality of first optical fibers that respectively transmit light output from the plurality of light sources, and a plurality of first optical fibers. An optical coupler that multiplexes the light transmitted by the plurality of first optical fibers, branches and outputs the plurality of multiplexed lights, and one end of each is connected to the output of the optical coupler, and a plurality of multiplexed lights And a plurality of second optical fibers that respectively transmit the light and power generation means that receives the light output from the other ends of the plurality of second optical fibers and generates power.

好ましくは、複数の光源の各々は、第2の光ファイバの非線形境界を超える強度を有する光を出力し、複数の第2の光ファイバの各々は、第1の光ファイバよりも長く、複数の第2の光ファイバの各々によって伝達される多重光は、各々の強度が非線形性境界未満である複数の光を含む。   Preferably, each of the plurality of light sources outputs light having an intensity exceeding a nonlinear boundary of the second optical fiber, each of the plurality of second optical fibers being longer than the first optical fiber, Multiplexed light transmitted by each of the second optical fibers includes a plurality of lights each having an intensity that is less than the nonlinear boundary.

好ましくは、発電手段は、複数の第2の光ファイバの他方端にそれぞれ取り付けられ光を電力に変換する複数の変換手段を含む。   Preferably, the power generation means includes a plurality of conversion means attached to the other ends of the plurality of second optical fibers, respectively, for converting light into electric power.

より好ましくは、複数の変換手段の出力がまとめられ1つのユーザに給電される。   More preferably, the outputs of a plurality of conversion means are collected and supplied to one user.

より好ましくは、複数の変換手段は、互いに離れた位置に配置され、それぞれ複数のユーザに電力を供給する。   More preferably, the plurality of conversion units are arranged at positions separated from each other, and each supply power to a plurality of users.

好ましくは、光結合器は、入力が複数の第1の光ファイバに接続され出力が複数の第2の光ファイバに接続される光ファイバカプラーを含む。   Preferably, the optical coupler includes an optical fiber coupler having an input connected to the plurality of first optical fibers and an output connected to the plurality of second optical fibers.

好ましくは、複数の光源がそれぞれ出力する複数の光は、互いに波長が異なる。   Preferably, the plurality of lights output from the plurality of light sources respectively have different wavelengths.

本発明によれば、光ファイバ中におけるエネルギーの伝送損失が低減され、効率のよい光給電システムが実現できる。また、光ファイバカプラを光結合器として用いることにより、安価でシンプルな構成にすることができる。さらに、複数の光源のうちの1つに故障が発生した場合にも、供給電力は低減されるがユーザの一部に対し電力の供給が途絶えてしまうことを防ぐことができる。   According to the present invention, an energy transmission loss in an optical fiber is reduced, and an efficient optical power feeding system can be realized. Further, by using an optical fiber coupler as an optical coupler, an inexpensive and simple configuration can be achieved. Furthermore, even when a failure occurs in one of the plurality of light sources, the supply power is reduced, but it is possible to prevent the supply of power to a part of the user from being interrupted.

以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は、同一または相当部分を示す。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol in a figure shows the same or an equivalent part.

[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の形態1の光給電システムの構成を示した図である。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the optical power feeding system according to Embodiment 1 of the present invention.

図1を参照して、光給電システム1は、電源に接続され光を出力するセンター局2と、センター局から光を受けるユーザ局4と、センター局2とユーザ局4とを接続する光ファイバケーブル6とを含む。   Referring to FIG. 1, an optical power feeding system 1 includes a center station 2 that is connected to a power source and outputs light, a user station 4 that receives light from the center station, and an optical fiber that connects the center station 2 and the user station 4. Cable 6 is included.

センター局2には、電源から各々に電力が供給される複数の光源10.1〜10.Nと、光源10.1〜10.Nにそれぞれ接続される単芯の光ファイバ11.1〜11.Nと、光ファイバ11.1〜11.Nによって伝送される光を結合し光ファイバケーブル6に送出する光結合器12とを含む。   The center station 2 has a plurality of light sources 10.1 to 10. N and light sources 10.1-10. N to single-core optical fibers 11.1 to 11. N and optical fibers 11.1 to 11. And an optical coupler 12 that couples the light transmitted by N and sends it to the optical fiber cable 6.

光ファイバケーブル6は、多芯ケーブルであり、N本の光ファイバ6.1〜6.Nを含む。光結合器12は、N本の光ファイバが入力に接続され、N本の光ファイバ6.1〜6.Nが出力に接続されるN対Nカプラである。   The optical fiber cable 6 is a multi-core cable, and N optical fibers 6.1 to 6. N is included. In the optical coupler 12, N optical fibers are connected to the input, and the N optical fibers 6.1 to 6. N is an N-to-N coupler connected to the output.

ユーザ局4は、光ファイバ6.1〜6.Nにそれぞれ接続される光電変換器14.1〜14.Nと、光電変換器14.1〜14.Nによって光から変換された電力を受ける負荷15とを含む。   The user station 4 has optical fibers 6.1 to 6. N are respectively connected to the photoelectric converters 14.1 to 14. N and photoelectric converters 14.1 to 14. And a load 15 that receives power converted from light by N.

光電変換器14.1〜14.Nの各々は、入力された光を電力に変換するものであり、たとえば太陽電池などがこれに用いられる。   Photoelectric converters 14.1-14. Each of N converts input light into electric power, and for example, a solar cell is used for this.

図1に示すように、光結合器を用いてN本の光ファイバ6.1〜6.Nの各々に各光源の光をほぼN分の1の強度にして伝送する。光源としては、パワー用途のレーザ、たとえばポンプレーザが用いられる。1つの光あたりの強度が低くなるので光ファイバ中の非線形現象は発生しにくくなる。   As shown in FIG. 1, N optical fibers 6.1 to 6. The light of each light source is transmitted to each N with an intensity of approximately 1 / N. As the light source, a laser for power use, for example, a pump laser is used. Since the intensity per light becomes low, the nonlinear phenomenon in the optical fiber hardly occurs.

光ケーブルにおいては、光ファイバ心線は、4本もしくは8本の光ファイバを平たく束ねてテープ状にした、テープ心線として収容する構造になっていることが多い。光ファイバの接続もテープ単位に行なわれることが一般である。このためNを4もしくは8とすれば、1つのテープで光を伝送するという方式になるため、施工を行なう上でも自然な形態であり、作業も簡易である。   In an optical cable, an optical fiber core is often configured to be accommodated as a tape core in which four or eight optical fibers are flatly bundled into a tape shape. In general, optical fibers are connected in units of tape. For this reason, if N is set to 4 or 8, it is a system in which light is transmitted by one tape, so that it is a natural form for construction and the work is also simple.

ここで、1本のファイバ中に複数の光源からの光が入射されるので、個別には一旦低くなった光強度が複数の光の相互作用により再び高くなり非線形現象が発生してしまうのではないかという懸念が生じる。   Here, since light from a plurality of light sources is incident on one fiber, the light intensity once lowered individually is increased again by the interaction of the plurality of lights, and a nonlinear phenomenon occurs. Concerns arise.

しかし、同一光源の光ではなく、異なる光源の光であるため、コヒーレンスが低く非線形現象は発生しにくくなる。パワー用途のレーザは、通信用のレーザのように個別素子の波長の精度が高いわけではなく、その出力光の波長は個別の素子ごとに異なる場合が多い。したがって、複数のパワー用途のレーザから放出された光が、光ファイバ中で干渉して強度が強まり非線形現象を起こすことは考えにくい。また、たとえ波長が同じであったとしても、位相が異なれば干渉しにくいので、非線形現象は発生しにくい。   However, since the light is not from the same light source but from different light sources, the coherence is low and the nonlinear phenomenon is less likely to occur. A laser for power use does not necessarily have high accuracy of wavelength of an individual element like a laser for communication, and the wavelength of output light is often different for each individual element. Therefore, it is unlikely that light emitted from a plurality of lasers for power applications interferes in the optical fiber and increases in intensity, causing a nonlinear phenomenon. Further, even if the wavelength is the same, if the phase is different, it is difficult to cause interference, so that a nonlinear phenomenon is unlikely to occur.

つまり、異なる光源から出力される光であれば、出力する光の波長は同じであっても光ファイバの伝送損失を低減させることができる。異なる光源から出力される光であれば、近い波長を有していても位相まで揃うことは考えにくく、光ファイバ内での非線形現象は発生しにくいからである。   That is, if the light is output from different light sources, the transmission loss of the optical fiber can be reduced even if the output light has the same wavelength. This is because light output from different light sources is unlikely to have the same phase even if they have close wavelengths, and nonlinear phenomena in the optical fiber are unlikely to occur.

したがって、光源から光結合器12までの短い距離においては各光源から出力される光の強度が非線形現象を生じさせるような強度であっても、長い距離を伝送する光ファイバケーブル6においては各光源からの光がほぼN分の1の強度となり、これが混合されて各光ファイバ中を伝送されるので、光ファイバケーブル6における伝送損失を低減させることができる。この場合、光強度が低くなり非線形現象は発生しにくくなるが、伝送される光エネルギーの総和は光結合器12の前後で変わらない。   Therefore, even if the intensity of light output from each light source is such that the nonlinearity occurs at a short distance from the light source to the optical coupler 12, each light source in the optical fiber cable 6 that transmits a long distance is used. Since the light from the light has an intensity of approximately 1 / N and is mixed and transmitted through each optical fiber, transmission loss in the optical fiber cable 6 can be reduced. In this case, although the light intensity is low and the nonlinear phenomenon is less likely to occur, the total amount of transmitted light energy does not change before and after the optical coupler 12.

伝送された光は光電変換器14.1〜14.Nによって電力に変換され、これらの電力を総和することで、負荷15に大きな電力を供給することができる。なお、図1では、光電変換器を複数設けた場合を例として示したが、光ファイバ6.1〜6.Nを束ねて1つの光電変換器に光を照射して電力に変換してもよい。その際に、レンズ等を介して光を集光させて光電変換器に与えてもよい。   The transmitted light is converted into photoelectric converters 14.1-14. A large amount of power can be supplied to the load 15 by converting the power into power by N and summing these powers. 1 shows an example in which a plurality of photoelectric converters are provided, but the optical fibers 6.1 to 6. N may be bundled to irradiate one photoelectric converter with light to convert it into electric power. At that time, the light may be condensed via a lens or the like and supplied to the photoelectric converter.

また、複数の光電変換器を設ける場合には、これを並列的に接続すれば電流値を大きくすることができ、また直列的に接続すれば高電圧を得ることができる。必要に応じて光電変換器の一部を別の負荷用に用いてもよい。   When a plurality of photoelectric converters are provided, the current value can be increased by connecting them in parallel, and a high voltage can be obtained by connecting them in series. You may use a part of photoelectric converter for another load as needed.

図2は、図1における光給電システムの変形例を示した図である。   FIG. 2 is a diagram showing a modification of the optical power feeding system in FIG.

図2を参照して、光給電システム1Aは、図1に示した光給電システム1の構成において、センター局2に代えてセンター局2Aを含む。   Referring to FIG. 2, optical power supply system 1 </ b> A includes a center station 2 </ b> A instead of center station 2 in the configuration of optical power supply system 1 shown in FIG. 1.

センター局2Aは、図1におけるセンター局2の構成において光源10.1〜10.Nにそれぞれ代えて、光源10A.1〜10A.Nを含む。   The center station 2A has light sources 10.1 to 10 in the configuration of the center station 2 in FIG. N, respectively, instead of the light sources 10A. 1-10A. N is included.

光源10A.1〜10A.Nは、互いに異なる波長λ1〜λNの光を出力する。光給電システム1Aの他の構成は、図1に示した光給電システム1と同様であるので、説明は繰返さない。   Light source 10A. 1-10A. N outputs light having different wavelengths λ1 to λN. Since the other configuration of optical power feeding system 1A is the same as that of optical power feeding system 1 shown in FIG. 1, description thereof will not be repeated.

図1の場合では、複数の光源のうちの一部の光源から出力される光同士のスペクトルが偶然にも重なったときには干渉が起こり光の強度が非線形性境界を超える可能性がある。しかし、図2に示すように、互いに異なる波長の光を出力する複数の光源を用いることにより干渉を起こりにくくすることができる。したがって光ファイバケーブル6における伝送損失をさらに確実に低減させることができる。   In the case of FIG. 1, when the spectrums of the light output from some of the light sources overlap by chance, interference may occur and the light intensity may exceed the nonlinear boundary. However, as shown in FIG. 2, interference can be made difficult to occur by using a plurality of light sources that output light of different wavelengths. Therefore, the transmission loss in the optical fiber cable 6 can be further reliably reduced.

図1、図2における光結合器12としては、光ファイバカプラを用いることができる。他の光結合器使用しその出力をさらに分岐して用いるよりも、光ファイバカプラは安価である。   As the optical coupler 12 in FIGS. 1 and 2, an optical fiber coupler can be used. Optical fiber couplers are cheaper than using other optical couplers and splitting their outputs.

図3は、光ファイバカプラの説明をするための図である。   FIG. 3 is a diagram for explaining the optical fiber coupler.

光ファイバカプラは、複数の光ファイバを束ねてその束ねた部分を融着させ光ファイバのコアを近接させることにより、それぞれの光ファイバのモード結合が起こり光のパワーが一方から他方に分岐されるという光結合器である。図3に示した例では、2本の光ファイバの一部が融着され延伸されている。入力端21から入射された光は、出力端23および24の両方から出力される。その際に光の強度は分岐された数に応じて弱くなる。このような光ファイバカプラには入力および出力がさらに多数のものがある。このような光ファイバカプラを光ファイバスターカプラと呼ぶ。   An optical fiber coupler bundles a plurality of optical fibers and fuses the bundled portions to bring the cores of the optical fibers close to each other, thereby causing mode coupling of the respective optical fibers and branching the light power from one to the other. This is an optical coupler. In the example shown in FIG. 3, some of the two optical fibers are fused and stretched. Light incident from the input end 21 is output from both the output ends 23 and 24. At that time, the intensity of light decreases according to the number of branches. Such optical fiber couplers have many more inputs and outputs. Such an optical fiber coupler is called an optical fiber star coupler.

図4は、光ファイバスターカプラの外観を示した図である。   FIG. 4 is a view showing the appearance of the optical fiber star coupler.

図4に示すように、N本の入力から互いに異なる波長λ1〜λNの光を入力すると、N本の出力からは波長λ1〜λNの光が混合されて出力される。その際に、光ファイバ1本あたりの各波長の光の強度はおよそN分の1になる。   As shown in FIG. 4, when light having different wavelengths λ1 to λN is input from N inputs, light having wavelengths λ1 to λN is mixed and output from the N outputs. At that time, the intensity of light of each wavelength per optical fiber is approximately 1 / N.

図5は、図4における入力光のうちの1つを説明する図である。   FIG. 5 is a diagram for explaining one of the input lights in FIG.

図5を参照して、入力光は非線形性境界の強度たとえば50mWを超える強い光である。図5では例として波長λ1の光についてのみ示しているが、他の波長λ2〜λNの光についても同様な強度を有している。   Referring to FIG. 5, the input light is strong light exceeding the intensity of the nonlinear boundary, for example, 50 mW. Although FIG. 5 shows only the light with the wavelength λ1 as an example, the light with the other wavelengths λ2 to λN has the same intensity.

図6は、図4の光ファイバスターカプラから出力される光のうちの1本の光ファイバ中の光について説明するための図である。   FIG. 6 is a diagram for explaining light in one optical fiber out of the light output from the optical fiber star coupler of FIG.

図6を参照して、出力側に接続されるN本のうちの1本について、非線形性境界の強度たとえば50mWを超えない複数の光の成分が光ファイバ1本ごとに入射される。これにより、入力側では非線形性境界を超えるので非線形性現象により光ファイバの伝送損失が大きかったが、出力側では光エネルギーの合計は同じであっても非線形性現象による光伝送のロスが生じにくくなる。   Referring to FIG. 6, for one of N pieces connected to the output side, a plurality of light components that do not exceed the nonlinear boundary strength, for example, 50 mW, are incident on each optical fiber. As a result, the optical fiber transmission loss was large due to the nonlinearity phenomenon because the nonlinearity boundary was exceeded on the input side, but loss of optical transmission due to the nonlinearity phenomenon is less likely to occur even if the total optical energy is the same on the output side. Become.

以上説明したように、実施の形態1の光給電システムは、センター局2Aからユーザ局4に光によりエネルギーを伝達し電力に変換する。センター局2Aは複数の光源を含む。各光源からの光を各光強度が非線形性境界未満になるように複数に分ける。分けられた光は、複数の光源の出力分が多重され複数の光ファイバ6.1〜6.Nによってユーザ局4に送られ、この光から大きな電力を取り出すことができる。多重されても光源が異なるため、干渉が発生せず強度が非線形性境界を超えることはない。したがって、光ファイバによるエネルギーの伝送損失を低減させることができる。好ましくは、複数の光源は互いに異なる波長の光を出力するものを使用する。   As described above, the optical power feeding system according to the first embodiment transmits energy from the center station 2A to the user station 4 by light and converts it into electric power. The center station 2A includes a plurality of light sources. The light from each light source is divided into a plurality so that each light intensity is less than the nonlinear boundary. The divided light is multiplexed with the output of a plurality of light sources, and a plurality of optical fibers 6.1 to 6. N is sent to the user station 4 and a large amount of power can be extracted from this light. Since the light sources are different even when multiplexed, the interference does not occur and the intensity does not exceed the nonlinear boundary. Therefore, energy transmission loss due to the optical fiber can be reduced. Preferably, a plurality of light sources that emit light having different wavelengths are used.

[実施の形態2]
図7は、実施の形態2の光給電システム30の構成を示した図である。
[Embodiment 2]
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of the optical power feeding system 30 according to the second embodiment.

図7を参照して、光給電システム30は、センター局2と、複数のユーザ局31.1〜31.Nと、センター局2とユーザ局31.1〜31.Nとをそれぞれ結ぶ光ファイバ6.1〜6.Nとを含む。光ファイバ6.1〜6.Nは、途中までは光ファイバケーブル6としてまとめられている。   Referring to FIG. 7, the optical power feeding system 30 includes a center station 2 and a plurality of user stations 31.1 to 31. N, the center station 2 and the user stations 31.1 to 31. N to optical fibers 6.1 to 6. N. Optical fibers 6.1-6. N is grouped as an optical fiber cable 6 until halfway.

なお、センター局2については、図1に示した構成と同様であるので説明は繰返さない。また、センター局2に代えて、図2に示したセンター局2Aを用いてもよい。   Since center station 2 has the same configuration as that shown in FIG. 1, description thereof will not be repeated. Further, instead of the center station 2, the center station 2A shown in FIG.

ユーザ局31.1〜31.Nは、それぞれ光電変換器32.1〜32.Nと、光電変換器から電力の供給を受ける負荷33.1〜33.Nとを含む。   User stations 31.1 to 31. N represents photoelectric converters 32.1 to 32. N and loads 33.1 to 33. receiving power supplied from the photoelectric converter. N.

このように、N本の出力側の光ファイバをN個の地点に分配し、Nのユーザにエネルギーを伝送することができる。   In this way, N optical fibers on the output side can be distributed to N points, and energy can be transmitted to N users.

以上説明したように、本発明を用いれば、光ファイバにおける非線形現象による伝送ロスを低減させることができる。さらに、センター局から各ユーザ局へサービスを提供するようなスター型の網や、センサ網においては、1対Nの電源供給が必要となるが、このような場合に効果を発揮する。   As described above, by using the present invention, it is possible to reduce transmission loss due to a nonlinear phenomenon in an optical fiber. Furthermore, in a star network or a sensor network that provides services from the center station to each user station, a 1-to-N power supply is required, and this case is effective.

また、光結合器を設けずに1つの光源から1つのユーザに光を伝達する場合と比べると、複数の光源のうちの1つに故障が発生した場合にも、供給電力は小さくなるがユーザの一部に対し電力の供給が途絶えてしまうことを防ぐことができる。   In addition, compared to the case where light is transmitted from one light source to one user without providing an optical coupler, the power supply is reduced even when a failure occurs in one of the plurality of light sources, but the user is reduced. It is possible to prevent the supply of electric power from being interrupted for a part of the battery.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明の実施の形態1の光給電システムの構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of the optical power feeding system of Embodiment 1 of this invention. 図1における光給電システムの変形例を示した図である。It is the figure which showed the modification of the optical power feeding system in FIG. 光ファイバカプラの説明をするための図である。It is a figure for demonstrating an optical fiber coupler. 光ファイバスターカプラの外観を示した図である。It is the figure which showed the external appearance of the optical fiber star coupler. 図4における入力光のうちの1つを説明する図である。It is a figure explaining one of the input lights in FIG. 図4の光ファイバカプラから出力される光のうちの1本の光ファイバ中の光について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the light in one optical fiber among the lights output from the optical fiber coupler of FIG. 実施の形態2の光給電システム30の構成を示した図である。5 is a diagram illustrating a configuration of an optical power feeding system 30 according to a second embodiment. FIG. 特開平5−268191号公報(特許文献1)に開示された従来の光給電装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional optical power feeder disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 5-268191 (patent document 1).

符号の説明Explanation of symbols

1,1A,30 光給電システム、2,2A センター局、4 ユーザ局、6 光ファイバケーブル、6.1〜6.N 光ファイバ、10,10A 光源、10.1〜10.N,11.1〜11.N 光ファイバ、12 光結合器、14.1〜14.N,32.1〜32.N 光電変換器、15,33 負荷、21 入力端、23 出力端、31 ユーザ局。   1, 1A, 30 Optical power feeding system, 2, 2A Center station, 4 User station, 6 Optical fiber cable, 6.1-6. N optical fiber, 10, 10A light source, 10.1-10. N, 11.1-11. N optical fiber, 12 optical coupler, 14.1-14. N, 32.1-32. N photoelectric converter, 15, 33 load, 21 input end, 23 output end, 31 user station.

Claims (8)

複数の光源と、
前記複数の光源から出力される光をそれぞれ伝達する複数の第1の光ファイバと、
前記複数の第1の光ファイバに接続され、前記複数の第1の光ファイバによって伝達される前記光を多重し、複数の多重光を分岐して出力する光結合器と、
前記光結合器の出力に各々の一方端が接続され、前記複数の多重光をそれぞれ伝達する複数の第2の光ファイバと、
前記複数の第2の光ファイバの他方端から出力される前記光を受けて発電する発電手段とを含む、光給電システム。
Multiple light sources;
A plurality of first optical fibers that respectively transmit light output from the plurality of light sources;
An optical coupler connected to the plurality of first optical fibers, multiplexing the light transmitted by the plurality of first optical fibers, and branching and outputting the plurality of multiplexed lights;
A plurality of second optical fibers each having one end connected to the output of the optical coupler and respectively transmitting the plurality of multiplexed lights;
An optical power feeding system comprising: power generation means that receives the light output from the other end of the plurality of second optical fibers and generates power.
前記複数の光源の各々は、前記第2の光ファイバで光による非線形効果が発生する限界の光強度を超える強度を有する光を出力し、
前記複数の第2の光ファイバの各々は、前記第1の光ファイバよりも長く、
前記複数の第2の光ファイバの各々によって伝達される前記多重光は、各々の強度が非線形性境界未満である複数の光を含む、請求項1に記載の光給電システム。
Each of the plurality of light sources outputs light having an intensity exceeding a limit light intensity at which a nonlinear effect due to light occurs in the second optical fiber,
Each of the plurality of second optical fibers is longer than the first optical fiber,
The optical power feeding system according to claim 1, wherein the multiplexed light transmitted by each of the plurality of second optical fibers includes a plurality of lights each having an intensity less than a nonlinear boundary.
前記発電手段は、
前記複数の第2の光ファイバの他方端にそれぞれ取り付けられ光を電力に変換する複数の変換手段を含む、請求項1に記載の光給電システム。
The power generation means includes
2. The optical power feeding system according to claim 1, further comprising a plurality of conversion units that are respectively attached to the other ends of the plurality of second optical fibers and convert light into electric power.
前記複数の変換手段の出力がまとめられ1つのユーザに給電される、請求項3に記載の光給電システム。   The optical power feeding system according to claim 3, wherein outputs of the plurality of converting units are collected and fed to one user. 前記複数の変換手段は、互いに離れた位置に配置され、それぞれ複数のユーザに電力を供給する、請求項3に記載の光給電システム。   The optical power feeding system according to claim 3, wherein the plurality of conversion units are arranged at positions separated from each other, and each supply electric power to a plurality of users. 前記光結合器は、
入力が前記複数の第1の光ファイバに接続され出力が前記複数の第2の光ファイバに接続される光ファイバカプラーを含む、請求項1に記載の光給電システム。
The optical coupler is
The optical power feeding system according to claim 1, comprising an optical fiber coupler having an input connected to the plurality of first optical fibers and an output connected to the plurality of second optical fibers.
前記複数の光源がそれぞれ出力する前記複数の光は、互いに波長が異なる、請求項1に記載の光給電システム。   The optical power feeding system according to claim 1, wherein the plurality of lights output from the plurality of light sources have different wavelengths. 前記発電手段は、前記複数の第2の光ファイバの他方端を集め、前記複数の第2の光ファイバの各々で伝達される光を集光して電力に変換する、請求項1に記載の光給電システム。   2. The power generation unit according to claim 1, wherein the power generation unit collects the other ends of the plurality of second optical fibers, collects light transmitted through each of the plurality of second optical fibers, and converts the light into electric power. Optical power supply system.
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