JP2006071739A

JP2006071739A - Ｗｄｍフィルタ及びｗｄｍフィルタを用いた光配線システム

Info

Publication number: JP2006071739A
Application number: JP2004252076A
Authority: JP
Inventors: Tomoya Shimizu; 智弥清水; Koji Bando; 浩二板東; Eiji Araki; 栄次荒木
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2004-08-31
Filing date: 2004-08-31
Publication date: 2006-03-16

Abstract

【課題】本発明の課題は、ＷＤＭフィルタにエポキシ材料よりなる光導波路を用いることにより、短波長帯の利用を可能とするＷＤＭフィルタを提供することにある。
【解決手段】本発明は、共通ポート７２と複数の入出力ポート７３，７４間に接続され、コアの断面が１５μｍ以下、７μｍ以上の各辺からなる矩形のエポキシ材料により作製された光導波路７６と、光導波路７６に設けられ、前記入出力ポート７３，７４からそれぞれ入力された波長の異なる複数の信号を共通ポート７２に伝送すると共に、前記共通ポートから入力された波長の異なる複数の信号を複数の入出力ポート７３，７４にそれぞれ対応して伝送するフィルタとを具備することを特徴とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、主に小規模住宅あるいは戸建住宅などのユーザ宅内において光ＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）配線を施工する際に用いられるＷＤＭ（波長分割多重）フィルタ及びＷＤＭフィルタを用いた光配線システムに関するものである。

近年、小規模住宅あるいは戸建住宅において、光ファイバを用いてＬＡＮ配線することができるようになっている。この場合、二本の光ファイバを用いて光配線している。また、一本の光ファイバに対して、送信回路およびＬＤ（レーザダイオード）から構成されている送信モジュールと、受信回路およびＰＤ（フォトダイオード）から構成される受信モジュールが必要である。

図２は従来の光ＬＡＮ配線システムを示す構成説明図である。すなわち、ユーザ宅１１内には屋外キャビネット１２を介して光ファイバ１３が引き込まれている。ユーザ宅１１内に引き込まれた光ファイバ１３は光終端装置（Ｂ−ＯＮＵ）１４に接続される。前記光終端装置１４はＵＴＰ（ＵｎｓｈｉｅｌｄＴｗｉｓｔＰａｉｒ）ケーブル１５により情報分電盤のルータ１６に接続される。前記ルータ１６の分配された出力端子にはそれぞれ光モジュール１７が接続され、前記各光モジュール１７はそれぞれ対応した部屋１，２，３の光モジュール１８に二本の光ファイバ１９により接続される。部屋１，２の光モジュール１８はパソコン２０，２１に接続され、部屋３の光モジュール１８はＩＰ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）電話２２に接続される。

図４は従来の光モジュールと光モジュール間の配線を示す構成説明図である。すなわち、光モジュール１７と光モジュール１８間は二本の光ファイバ１９により配線され、一本の光ファイバ１９に対して、送信回路３１およびＬＤ３２から構成されている送信モジュールと、受信回路３３およびＰＤ３４から構成される受信モジュールが必要である。前記送信回路３１、受信回路３３および電気部分（信号処理）３５はメディアコンバータ（ＭＣ）を構成する。

図８（ａ）は従来の光モジュールを示す構成説明図である。すなわち、光モジュール１７は、送信回路、受信回路および電気部分（信号処理）よりなるメディアコンバータＭＣ、ＬＤ３２およびＰＤ３４から構成され、前記ＬＤ３２およびＰＤ３４にはそれぞれ光ファイバ１９が接続される。

従来、平面光波回路（ＰＬＣ）を構成する導波路はＳｉＯ_２を主体とする石英系が中心であるが、シリコーン高分子またはポリイミドを用いた高分子系、半導体系、Ｓｉ系なども検討されている。また前記導波路のコア径はマルチモード対応の５０μｍ前後、シングルモード対応の４μｍ前後である。また前記導波路に接続する光ファイバのコア径はマルチモード対応の５０μｍ前後、シングルモード対応の６μｍ前後である。さらに、ＣＷＤＭ（ＣｏａｒｓｅＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）フィルタの波長間隔は２０ｎｍ程度である。
瀬戸康一郎外３名監修「ギガビットＥｔｈｅｒｎｅｔ教科書」アスキー出版局ｐ．１３６−１４２「ＯＰＬＵＳＥ」（株）新技術コミュニケーションズ平成１２年１０月５日ｐ．１２７６−１２８３「電子情報通信学会誌」社団法人電子情報通信学会平成１３年９月１日ｐ．６５６−６６１

従来のように、ポイント・ツ・ポイント形態で光配線を行うと、それぞれ送信信号と受信信号を伝送する光ファイバが必要となる。そのため、複数の端末と端末の間でネットワークを構築し、それぞれ光ＬＡＮ配線を行う場合、光ファイバが複数本必要になり、コスト性や作業性の面から負担が多くなる。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、ＷＤＭフィルタにエポキシ材料よりなる光導波路を用いることにより、短波長帯の利用を可能とし、かつＷＤＭフィルタを用いることにより、配線媒体数の削減を図るとともに、配線形態の煩雑さを抑制することにより、施工性の向上と施工コストの削減を実現できるＷＤＭフィルタ及びＷＤＭフィルタを用いた光配線システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明のＷＤＭフィルタは、共通ポートと複数の入出力ポート間に接続され、コアの断面が１５μｍ以下、７μｍ以上の各辺からなる矩形のエポキシ材料により作製された光導波路と、前記光導波路に設けられ、前記複数の入出力ポートからそれぞれ入力された波長の異なる複数の信号を前記共通ポートに伝送すると共に、前記共通ポートから入力された波長の異なる複数の信号を前記複数の入出力ポートにそれぞれ対応して伝送するフィルタとを具備することを特徴とするものである。

また本発明は、前記ＷＤＭフィルタを用いた光ＬＡＮ配線システムにおいて、光モジュールと光モジュール間に光ファイバを接続して光ＬＡＮ配線され、前記光モジュールが送受信モジュールと前記ＷＤＭフィルタを構成するモジュールの機能を具備することを特徴とするものである。

また本発明は、前記ＷＤＭフィルタを用いた光配線システムにおいて、光モジュールと光モジュール間に一本の光ファイバを接続して光ＬＡＮ配線することを特徴とするものである。

また本発明は、前記ＷＤＭフィルタを用いた光配線システムにおいて、光ファイバを介して伝送される光信号は、ＣＷＤＭ（波長分割多重）システムの波長帯、および６５０ｎｍ帯、７８０ｎｍ帯、８５０ｎｍ帯のうち少なくとも一つの波長帯に属する波長をもつことを特徴とするものである。

本発明は、ＷＤＭ伝送システムに適用するＷＤＭフィルタにおいて、エポキシ材料により作製された光導波路を用いることで、通信用の長波長帯（１．２〜１．６μｍ）以外、特に短波長帯の利用が可能となる。また、コアの断面が１５μｍ以下、７μｍ以上の各辺からなる矩形の光導波路を用いることにより、従来の短波長帯のシングルモード用導波路（４μｍ前後）よりも作製条件を緩和しているために低コスト化を図れる。さらに、本発明を適用したＷＤＭフィルタを用いることによって、ＷＤＭ伝送システムにおける光ＬＡＮ配線の二心モジュールを一心モジュールにすることができる。また、例えば光ＬＡＮ配線する場合、送信モジュール、および受信モジュール、ＷＤＭフィルタモジュールを一つの送受信モジュールとして提供することができる。

以下図面を参照して本発明の実施の形態例を詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態例に係る光ＬＡＮ配線システムを示す構成説明図である。すなわち、ユーザ宅４１内には屋外キャビネット４２を介して光ファイバ４３が引き込まれている。ユーザ宅４１内に引き込まれた光ファイバ４３は光終端装置（Ｂ−ＯＮＵ）４４に接続される。前記光終端装置４４はＵＴＰケーブル４５により情報分電盤のルータ４６に接続される。前記ルータ４６の分配された出力端子にはそれぞれ光モジュール４７が接続され、前記各光モジュール４７はそれぞれ対応した部屋１，２，３の光モジュール４８に一本の光ファイバ４９により接続される。部屋１，２の光モジュール４８はパソコン５０，５１に接続され、部屋３の光モジュール４８はＩＰ電話５２に接続される。

前記光モジュール４７、４８を構成するメディアコンバータ（ＭＣ）に波長１．５μｍ帯のＷＤＭ送受信モジュールをもった光ＬＡＮ配線システムを利用することができる。さらに、前記ＭＣに用いられている各波長はＣＷＤＭ伝送システムの波長帯に属しているため、光源としてＣＷＤＭ用ＬＤおよび合分波器としてＣＷＤＭ用フィルタを利用することができる。

図３は本発明の実施形態例に係る光モジュールと光モジュール間の配線を示す構成説明図である。すなわち、光モジュール４７と光モジュール４８間は一本の光ファイバ４９により配線され、一本の光ファイバ４９の両端はそれぞれＷＤＭフィルタ６１の共通ポートに接続される。前記ＷＤＭフィルタ６１の複数の入出力ポートにはそれぞれＰＤ６２およびＬＤ６３の一端が接続され、前記ＰＤ６２の他端には受信回路６４の一端が接続されると共に前記ＬＤ６３の他端には送信回路６５の一端が接続される。前記受信回路６４の他端および前記送信回路６５の他端には電気部分（信号処理）６６が接続される。前記ＷＤＭフィルタ６１、ＰＤ６２、ＬＤ６３、受信回路６４、送信回路６５、および電気部分（信号処理）６６は光モジュール４７および光モジュール４８を構成し、前記受信回路６４、送信回路６５、および電気部分（信号処理）６６はメディアコンバータ（ＭＣ）を構成する。

前記光モジュール４７の電気部分（信号処理）６６からの電気信号は送信回路６５を介してＬＤ６３により光信号に変換される。前記光信号はＷＤＭフィルタ６１を介して一本の光ファイバ４９を通って光モジュール４８のＷＤＭフィルタ６１を介してＰＤ６２により電気信号に変換される。前記電気信号は受信回路６４を介して電気部分（信号処理）６６に入力されて信号処理される。
一方、前記光モジュール４８の電気部分（信号処理）６６からの電気信号は送信回路６５を介してＬＤ６３により光信号に変換される。前記光信号はＷＤＭフィルタ６１を介して一本の光ファイバ４９を通って光モジュール４７のＷＤＭフィルタ６１を介してＰＤ６２により電気信号に変換される。前記電気信号は受信回路６４を介して電気部分（信号処理）６６に入力されて信号処理される。

図８（ｂ）は本発明の実施形態例に係る光モジュールを示す構成説明図である。すなわち、光モジュール４７は、送信回路、受信回路および電気部分（信号処理）よりなるメディアコンバータＭＣ、ＬＤ６３、ＰＤ６２、およびＷＤＭフィルタ６１から構成され、前記ＷＤＭフィルタ６１には一本の光ファイバ４９が接続される。

以上のように本発明の実施形態例に係るＷＤＭフィルタを用いた光配線システムによれば、送信モジュール、および受信モジュール、ＷＤＭフィルタモジュールを一つの光モジュールとすることができるため、配線形態の煩雑さを抑制することができ、さらに施工性の向上と施工コストの削減を実現することができる。また、送信用光ファイバと受信用光ファイバを一本の光ファイバにすることができるため、配線形態の煩雑さを抑制することができ、さらに施工性の向上と施工コストの削減を実現することができる。

図５は本発明の実施形態例に係るＷＤＭフィルタと光ファイバの配線を示す構成説明図である。すなわち、光モジュール４７のＷＤＭフィルタ６１と光モジュール４８のＷＤＭフィルタ６１間には一本の光ファイバ４９が接続される。前記光モジュール４７のＷＤＭフィルタ６１の一方の入出力ポートに入力された波長λ_１の光信号は前記ＷＤＭフィルタ６１の共通ポートから一本の光ファイバ４９を介して光モジュール４８のＷＤＭフィルタ６１の共通ポートに入力され、光モジュール４８のＷＤＭフィルタ６１の共通ポートに入力された波長λ_１の光信号は前記ＷＤＭフィルタ６１の一方の入出力ポートから出力される。

一方、前記光モジュール４８のＷＤＭフィルタ６１の他方の入出力ポートに入力された波長λ_２の光信号は前記ＷＤＭフィルタ６１の共通ポートから一本の光ファイバ４９を介して光モジュール４８のＷＤＭフィルタ６１の共通ポートに入力され、光モジュール４８のＷＤＭフィルタ６１の共通ポートに入力された波長λ_２の光信号は前記ＷＤＭフィルタ６１の他方の入出力ポートから出力される。

図６は本発明の実施形態例に係るＷＤＭフィルタの一例を示す構成説明図である。すなわち、ファイバアレイ７１の一方の端面には共通ポート７２が設けられ、前記ファイバアレイ７１の他方の端面には一方の入出力ポート７３および他方の入出力ポート７４が設けられる。前記ファイバアレイ７１の上面中央部には凹部７５が設けられ、前記凹部７５の底面には光導波路７６が設けられる。前記光導波路７６の一端は前記共通ポート７２に光接続され、前記光導波路７６の他端は前記入出力ポート７３、７４にそれぞれ光接続される。前記光導波路７６の途中には２ヶ所にフィルタ７７、７８が設けられる。前記フィルタ７７、７８はそれぞれ前記凹部７５の底面に設けられた溝７９、８０にそれぞれ一部が差し込まれて衝立状に設けられる。前記光導波路７６はコアの断面が１５μｍ以下、７μｍ以上の各辺からなる矩形のエポキシ材料により作製される。図６の例では、コアの断面が１２μｍ×７μｍからなる長方形のエポキシ材料により作製されている。前記フィルタ７７は波長λ_１（６５０ｎｍ）の光信号を透過し、波長λ_２（７８０ｎｍ）の光信号を反射するフィルタであり、前記フィルタ７８は波長λ_２（７８０ｎｍ）の光信号を反射するフィルタである。

前記共通ポート７２から入力された波長λ_１（６５０ｎｍ）の光信号は光導波路７６を伝送し、フィルタ７７を透過して一方の入出力ポート７３から出力される。

一方、他方の入出力ポート７４から入力された波長λ_２（７８０ｎｍ）の光信号は光導波路７６を伝送し、フィルタ７８で反射され、さらにフィルタ７７で反射されて共通ポート７２に出力される。

図７は本発明の実施形態例に係るＷＤＭフィルタの他の例を示す構成説明図である。すなわち、ファイバアレイ９１の一方の端面には共通ポート９２および第１の入出力ポート９３が設けられ、前記ファイバアレイ９１の他方の端面には第２の入出力ポート９４および第３の入出力ポート９５が設けられる。前記ファイバアレイ９１の上面中央部には凹部９６が設けられ、前記凹部９６の底面には光導波路９７が設けられる。前記光導波路９７の一端は前記共通ポート９２に光接続され、前記光導波路９７の他端は前記入出力ポート９３、９４、９５にそれぞれ光接続される。前記光導波路９７の途中には２ヶ所にフィルタ９８、９９が設けられる。前記フィルタ９８、９９はそれぞれ前記凹部９６の底面に設けられた溝１００、１０１にそれぞれ一部が差し込まれて衝立状に設けられる。前記光導波路９７はコアの断面が１５μｍ以下、７μｍ以上の各辺からなる矩形のエポキシ材料により作製される。図７の例では、コアの断面が１２μｍ×７μｍからなる長方形のエポキシ材料により作製されている。前記フィルタ９８は波長λ_１（６５０ｎｍ）の光信号を透過し、波長λ_２（７８０ｎｍ）および波長λ_３（８５０ｎｍ）の光信号を反射するフィルタであり、前記フィルタ９９は波長λ_２（７８０ｎｍ）の光信号を反射し、波長λ_３（８５０ｎｍ）の光信号を透過するフィルタである。

前記第１の入出力ポート９３から入力された波長λ_３（８５０ｎｍ）の光信号は光導波路９７を伝送し、フィルタ９９を透過し、さらにフィルタ９８で反射されて共通ポート９２に出力される。

また、前記第２の入出力ポート９４から入力された波長λ_１（６５０ｎｍ）の光信号は光導波路９７を伝送し、フィルタ９８を透過して共通ポート９２に出力される。

また、前記第３の入出力ポート９５から入力された波長λ_２（７８０ｎｍ）の光信号は光導波路９７を伝送し、フィルタ９９で反射され、さらにフィルタ９８で反射されて共通ポート９２に出力される。

本発明の実施形態例に係るＷＤＭフィルタでは、光導波路の材料として短波長帯での導波路損失を低減するためにエポキシ材料を用いた。エポキシ材料を用いることで、通信用の長波長帯（１．２〜１．６μｍ）以外、特に短波長帯の利用が可能となる。また、光導波路はコアの断面が１５μｍ以下、７μｍ以上の各辺からなる矩形のエポキシ材料により作製されるので、従来の短波長帯のシングルモード用導波路（４μｍ前後）よりも作製条件を緩和しているために低コスト化が図れる。さらに、ＷＤＭフィルタに接続する光ファイバに対しても、円形断面のコア径１０μｍ前後の１．３μｍ帯零分散ＳＭＦを用いることができる。また、波長間隔を例えば８０ｎｍ前後と広くとることができるため、経済的効果を期待することができる。また、本発明の実施形態例に係るＷＤＭフィルタを用いることによって、ＷＤＭ伝送システムにおける光ＬＡＮ配線の二心モジュールを一心モジュールとすることができる。

また、本発明の実施形態例に係るＷＤＭフィルタを用いた光配線システムおいて、光ファイバを介して伝送される光信号は、ＣＷＤＭシステムの波長帯、および６５０ｎｍ帯、７８０ｎｍ帯、８５０ｎｍ帯のうち少なくとも一つの波長帯を用いることができる。この場合、電気信号を光信号に変換する光源として、ＣＷＤＭ伝送システムで用いられる分布帰還型レーザ（ＤＦＢ−ＬＤ）、および６５０ｎｍ帯のＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｃ）用ピックアップ光源、７８０ｎｍ帯のＣＤ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｃ）用ピックアップ光源、８５０ｎｍ帯のＬＡＮ用光源、特に面発光型レーザ（ＶＣＳＥＬ）を利用することにより、大幅にコスト低減された経済的なシステムを構成することができる。

なお、本発明は、上記実施形態例そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態例に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態例に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態例に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

本発明の実施形態例に係る光ＬＡＮ配線システムを示す構成説明図である。従来の光ＬＡＮ配線システムを示す構成説明図である。本発明の実施形態例に係る光モジュールと光モジュール間の配線を示す構成説明図である。従来の光モジュールと光モジュール間の配線を示す構成説明図である。本発明の実施形態例に係るＷＤＭフィルタと光ファイバの配線を示す構成説明図である。本発明の実施形態例に係るＷＤＭフィルタの一例を示す構成説明図である。本発明の実施形態例に係るＷＤＭフィルタの他の例を示す構成説明図である。（ａ）は従来の光モジュールを示す構成説明図であり、（ｂ）は本発明の実施形態例に係る光モジュールを示す構成説明図である。

符号の説明

４１…ユーザ宅、４２…屋外キャビネット、４３…光ファイバ、４４…光終端装置、４５…ＵＴＰケーブル、４６…ルータ、４７，４８…光モジュール、４９…光ファイバ、５０，５１…パソコン、５２…ＩＰ電話、６１…ＷＤＭフィルタ、６２…ＰＤ、６３…ＬＤ、６４…受信回路、６５…送信回路、６６…電気部分（信号処理）、７１…ファイバアレイ、７２…共通ポート、７３，７４…入出力ポート、７５…凹部、７６…光導波路、７７，７８…フィルタ、７９，８０…溝。

Claims

共通ポートと複数の入出力ポート間に接続され、コアの断面が１５μｍ以下、７μｍ以上の各辺からなる矩形のエポキシ材料により作製された光導波路と、前記光導波路に設けられ、前記複数の入出力ポートからそれぞれ入力された波長の異なる複数の信号を前記共通ポートに伝送すると共に、前記共通ポートから入力された波長の異なる複数の信号を前記複数の入出力ポートにそれぞれ対応して伝送するフィルタとを具備することを特徴とするＷＤＭフィルタ。
請求項１に記載されたＷＤＭフィルタを用いた光ＬＡＮ配線システムにおいて、光モジュールと光モジュール間に光ファイバを接続して光ＬＡＮ配線され、前記光モジュールが送受信モジュールと請求項１に記載されたＷＤＭフィルタを構成するモジュールの機能を具備することを特徴とするＷＤＭフィルタを用いた光配線システム。
請求項２に記載されたＷＤＭフィルタを用いた光配線システムにおいて、光モジュールと光モジュール間に一本の光ファイバを接続して光ＬＡＮ配線することを特徴とするＷＤＭフィルタを用いた光配線システム。
光ファイバを介して伝送される光信号は、ＣＷＤＭシステムの波長帯、および６５０ｎｍ帯、７８０ｎｍ帯、８５０ｎｍ帯のうち少なくとも一つの波長帯に属する波長をもつことを特徴とする請求項２又は３に記載のＷＤＭフィルタを用いた光配線システム。