JP2009053608A - Optical transmission module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光ファイバの端部に取り付けた光コネクタを介して、外部装置と光信号の送受信を行う光伝送モジュールに関する。 The present invention relates to an optical transmission module that transmits and receives optical signals to and from an external device via an optical connector attached to an end of an optical fiber.
高速大容量の光通信システムで用いられる光伝送モジュール(光送信モジュール、光受信モジュール、光送受信モジュール)では、その信号光の光源として、一般的に高出力のレーザダイオード(LD)によるレーザ光が使用されている。光伝送モジュールは、光伝送路である光ファイバとの接続に、光コネクタを着脱可能に収容するレセプタクルを備えている。この光伝送モジュールを用いた光通信システムで、通信装置に電源を投入した動作状態で光ファイバケーブルの接続作業等を行うことがある。この場合、このレセプタクルに光コネクタが接続されていない状態では、レセプタクルから信号光源であるレーザ光が外部に出射され、光伝送モジュールの配置や作業者の姿勢等によっては、レーザ光が人の皮膚や目に照射されて害を及ぼす危険性がある。 In an optical transmission module (optical transmission module, optical reception module, optical transmission / reception module) used in a high-speed and large-capacity optical communication system, a laser beam from a high-power laser diode (LD) is generally used as a light source for the signal light. in use. The optical transmission module includes a receptacle that detachably accommodates an optical connector for connection to an optical fiber that is an optical transmission path. In an optical communication system using this optical transmission module, an optical fiber cable connection operation or the like may be performed in an operation state in which the communication device is powered on. In this case, in a state where the optical connector is not connected to the receptacle, the laser light as the signal light source is emitted from the receptacle to the outside. Depending on the arrangement of the optical transmission module and the posture of the operator, the laser light may be emitted from the human skin. There is a risk of damage from exposure to eyes and eyes.
このため、光コネクタがレセプタクルに挿着されていない状態では、レセプタクルを蓋で閉じるようにする方法もあるが、蓋に異物が挟まったりして完全に閉じられていない場合には、レーザ光が漏洩することがある。
そこで、レセプタクル側に一対の端子を設け、光コネクタ側に設けた導電性の接続片が前記端子を短絡することによって、光コネクタがレセプタクルに接続されているか否かを電気的に検出し、光コネクタが外されたときは、光伝送モジュールのレーザ光の出力を停止させるシステムが提案されている(例えば、特許文献1)。
For this reason, there is a method of closing the receptacle with a lid when the optical connector is not inserted into the receptacle. However, if the lid is not completely closed due to foreign matter being caught in the lid, the laser beam is not May leak.
Therefore, a pair of terminals are provided on the receptacle side, and a conductive connecting piece provided on the optical connector side short-circuits the terminals to electrically detect whether the optical connector is connected to the receptacle, A system that stops the output of laser light from an optical transmission module when a connector is removed has been proposed (for example, Patent Document 1).
図3は、上記特許文献1に開示の光伝送モジュールの概略を説明する図である。図3(A)において、1はレセプタクルで、一対の摺接用端子4a,4bを有し、端子2と3にそれぞれ接続されている。一方の端子2は接地され、他方の端子3はプルアップ抵抗5の一端とインバータ6の入力側に接続されている。プルアップ抵抗5の他端は、プラス電源(図示せず)に接続され、端子3に所定の電位が印加されるようになっている。インバータ6の出力側は、光伝送モジュールの光出力手段7に接続されている。
FIG. 3 is a diagram for explaining the outline of the optical transmission module disclosed in Patent Document 1. In FIG. 3A, reference numeral 1 denotes a receptacle having a pair of sliding
図3(B)は、レセプタクル1の概略を示し、光プラグ8(光コネクタ)の挿入を案内するスリット1bを有するレセプタクル筐体1a内に、上記の一対の摺接用端子4a,4bが配設されている。図3(C)は、光プラグ8の概略を示し、光ファイバケーブル10の端部に取り付けられ、レセプタクル1への挿入を案内し位置決めを行う突起8bを有するプラグ筐体8aの外面に、コ字状の摺接端子9が埋設されている。
FIG. 3B shows an outline of the receptacle 1, and the pair of sliding
上記のような構成で、レセプタクル1に光プラグ8を挿入すると、摺接端子9が一対の摺接用端子4a,4bに同時に摺接し、これらの間を電気的に短絡することとなる。これによって、端子3が摺接端子9、端子2を介して接地電位に落とされ、強制的にL(ロー)レベルとなる。この結果、インバータ6の出力がH(ハイ)レベルに変化し、光モジュール7の光出力手段を駆動し、光信号を出力状態とすることができる。
When the optical plug 8 is inserted into the receptacle 1 with the above-described configuration, the sliding
一方、上記の光信号の出力状態で、作業者がレセプタクル1から光プラグ8を抜き出す(外す)動作を行ったとする。光プラグ8をレセプタクル1からある程度抜き出すと、一対の摺接用端子4a,4bから摺接端子9が離れ、これによって摺接用端子4a,4b間の電気的な接続が断たれる。この時点で、端子3は接地されなくなるので、プルアップ抵抗5に接続されている電源による所定の電位にアップする。これによって、インバータ6の入力側がHレベルとなって、インバータ6の出力がLレベルに変化し、光モジュール7の光出力手段の駆動を停止し、光信号の出力を停止状態とすることができる。
On the other hand, it is assumed that the operator performs an operation of extracting (removing) the optical plug 8 from the receptacle 1 in the output state of the optical signal. When the optical plug 8 is pulled out from the receptacle 1 to some extent, the
この結果、作業者が光出力を停止させずに光プラグ8を、レセプタクル1から引き抜いた場合でも、その時点で光出力が停止されるので、作業者の体や目にレーザ光が当たるという危険を回避することができるとされている。
上記文献1の開示の技術は、摺接端子を予め光コネクタに埋め込む構成であるため、汎用的な光コネクタを使用している既設の通信装置に対しては対応することができない。このため、ユーザにおいては、既設の装置の変更も含めた新規システムの導入が必要となり、導入が簡単ではなくコスト的にも高いものとなる。 Since the technology disclosed in the above-mentioned document 1 has a configuration in which the sliding contact terminal is embedded in the optical connector in advance, it cannot cope with an existing communication device using a general-purpose optical connector. For this reason, it is necessary for the user to introduce a new system including a change of an existing apparatus, which is not easy to install and is expensive.
また、光伝送モジュールのレセプタクルから光コネクタを取り外す(または挿着する)際に、静電気を帯びた人が光コネクタに触れると、人体に帯電された静電気が光コネクタを介して光伝送モジュールの金属部や回路導体に放電される。この現象は、静電気放電(ESD:electro-static discharge)と呼ばれ、光伝送モジュールの光素子を含む信号制御回路に誤動作を引き起こす原因となる。また、光コネクタは、通常、ラッチ式のLC型コネクタが用いられるが、着脱回数を超えるとラッチ部が破損しやすいという問題もある。 Also, when a person with static electricity touches the optical connector when removing (or inserting) the optical connector from the receptacle of the optical transmission module, the static electricity charged on the human body passes through the optical connector to the metal of the optical transmission module. Discharged to parts and circuit conductors. This phenomenon is called electrostatic discharge (ESD) and causes a malfunction in the signal control circuit including the optical element of the optical transmission module. Further, a latch-type LC connector is usually used as the optical connector, but there is also a problem that the latch part is easily damaged when the number of attachments / detachments is exceeded.
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、光コネクタの着脱による信号光の出力・停止を、汎用の光コネクタを使用しても実現することができ、また、静電気放電による誤動作を防止し、光コネクタの着脱回数を検出することが可能な光伝送モジュールの提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and can output and stop signal light by attaching and detaching an optical connector even if a general-purpose optical connector is used, and malfunction due to electrostatic discharge can be realized. An object of the present invention is to provide an optical transmission module that can prevent and detect the number of times an optical connector is attached and detached.
本発明による光伝送モジュールは、光ファイバに取り付けられた光コネクタが挿着されるレセプタクルと、前記光ファイバとの間で光信号を送受する光素子を含む信号制御回路部が実装された光伝送モジュールである。前記のレセプタクルは光コネクタに取り付けた導電片により短絡される一対の電極パッドを有し、一対の電極パッドは光コネクタの着脱により開路または閉路されるコネクタ回路部に接続される。そして、前記の信号制御回路部は、コネクタ回路部の開路または閉路で光素子の作動を制御する制御手段を備え、コネクタ回路部とは電気的に絶縁されるようにする。 An optical transmission module according to the present invention is an optical transmission in which a receptacle to which an optical connector attached to an optical fiber is inserted and a signal control circuit unit including an optical element that transmits and receives an optical signal between the optical fiber is mounted. It is a module. The receptacle has a pair of electrode pads that are short-circuited by a conductive piece attached to the optical connector, and the pair of electrode pads are connected to a connector circuit portion that is opened or closed by attaching or detaching the optical connector. The signal control circuit unit includes control means for controlling the operation of the optical element when the connector circuit unit is opened or closed, and is electrically insulated from the connector circuit unit.
光コネクタに取り付けた導電片は、光コネクタに対して後付けで取り付け可能な構成とされる。また、本発明による光伝送モジュールは、コネクタ回路部の閉路により発光する発光素子を有し、信号制御回路部に前記発光素子の発光を受光して導通する受光素子を有し、発光素子と受光素子はホトカプラにより電気的に絶縁され光学的に結合されている。なお、光伝送モジュールは、コネクタ回路部に過電圧保護素子を接続するようにしてもよく、さらに、前記の制御手段に光コネクタの着脱回数を検出する計数回路を備えるようにしてもよい。 The conductive piece attached to the optical connector can be retrofitted to the optical connector. An optical transmission module according to the present invention includes a light emitting element that emits light when the connector circuit portion is closed, and a signal control circuit portion that includes a light receiving element that receives and conducts light emitted from the light emitting element. The elements are electrically isolated and optically coupled by a photocoupler. In the optical transmission module, an overvoltage protection element may be connected to the connector circuit unit, and the control unit may further include a counting circuit that detects the number of times the optical connector is attached / detached.
本発明によれば、汎用の光コネクタを使用しているユーザに対しても、光コネクタの着脱状態に対応して、信号光の出力・停止を容易に実施することが可能となる。また、光コネクタを着脱する際に生じるESDを防止することができ、さらに、光コネクタの着脱回数を監視して、破損する前に光コネクタの交換を可能とする。 According to the present invention, even for a user who uses a general-purpose optical connector, it is possible to easily output / stop signal light in accordance with the attachment / detachment state of the optical connector. Further, ESD that occurs when the optical connector is attached / detached can be prevented, and the optical connector can be replaced before being damaged by monitoring the number of times the optical connector is attached / detached.
図により本発明の実施の形態を説明する。図1(A)は本発明による光伝送モジュールに光コネクタを挿着する時の模式図、図1(B)は本発明で使用される光コネクタの一例を示す図、図1(C)は電極パッドを導電片で短絡する一例を説明する図である。図中、11は光伝送モジュール、12は光コネクタ、13はレセプタクル、14はラッチ部、15は導電片、16は収容孔、17a,17bは電極パッド、18は回路基板、20はコネクタ回路部、21は信号制御回路部を示す。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1A is a schematic diagram when an optical connector is inserted into an optical transmission module according to the present invention, FIG. 1B is a diagram illustrating an example of an optical connector used in the present invention, and FIG. It is a figure explaining an example which short-circuits an electrode pad with a conductive piece. In the figure, 11 is an optical transmission module, 12 is an optical connector, 13 is a receptacle, 14 is a latch part, 15 is a conductive piece, 16 is a receiving hole, 17a and 17b are electrode pads, 18 is a circuit board, and 20 is a connector circuit part. , 21 indicates a signal control circuit section.
本発明による光伝送モジュール11には、図1(A)の模式図に示すように、光ファイバ端に設けられた光コネクタ12が挿着されて外部装置との間で光通信を行うためのレセプタクル13、光信号を送受する光素子を含む回路基板18に搭載された制御回路部21および後述するコネクタ回路20等が実装されている。レセプタクル13は、光コネクタ12が挿着される収容孔16に、一対の電極パッド17a,17bを有している。光コネクタ12(光プラグともいう)は、例えば、ラッチ部14を有するLC型の光コネクタが使用され、レセプタクル13の収容孔16に挿入することで挿入状態が係止され、簡単には収納孔16から外れないように挿着される。
In the
光ファイバケーブルの端部に取り付けられた光コネクタ12は、市販の汎用品を用いることができるが、本発明による光伝送モジュール11に対しては、例えば、ラッチ部14に導電片15を取り付けて使用する。この導電片15は、例えば、図1(B)に示すように、導電金属を筒状としたもので、光コネクタ12のラッチ部14の形状を利用して、嵌め込み、巻き付け等により、後付けで取り付けることができる形状のものが望ましい。なお、ラッチ部14以外の部分で、導電片15が取り付け可能な部分があれば、その部分に取り付けるようにしてもよい。
A commercially available general-purpose product can be used as the
レセプタクル13に設置される一対の電極パッド17a,17bは、収容孔16の壁面から露出する形態で、光コネクタ12の導電片15により電気的に短絡される位置に設置される。すなわち、一対の電極パッド17a,17bは、後述する信号制御回路部21とは電気的に絶縁されたコネクタ回路部20に接続され、光コネクタ12の着脱によりオン、オフされるスイッチ接点としての機能を備えることとなる。
The pair of
光伝送モジュール11に対して、導電片15が取り付けられた上記の光コネクタ12を用いることにより、後述する制御手段により光コネクタの挿着を検知して、レーザ光等の信号光を作動させ、光コネクタ12の取り外しを検知して、レーザ光等の信号光の出力を停止させる保護機能を持たせるようにすることができる。
なお、光コネクタ12は、既設の通信装置に付随しているが、特に新規の光コネクタを用いなくても、上記のような導電片15を光コネクタ12に取り付けるだけで、上記機能を持つ光伝送モジュール11に対応させることが可能となる。
By using the
The
図2(A)(B)は、本発明による光伝送モジュール11の内部構成を説明する図である。図中、22は電圧スイッチングレギュレータ、23はプルアップ抵抗、24はフォトカプラ、25は発光素子、26は受光素子、27は過電圧保護素子(バリスタ)、28はプルアップ抵抗、29は制御回路、30はLD作動回路、31は信号光源(LD等の光素子)、32は着脱計数回路、33は制御管理部、34はDCフィルタを示す。
2A and 2B are diagrams illustrating the internal configuration of the
図2(A)において、右側に上述の光コネクタ12とレセプタクル13が示されるように、光コネクタ12の着脱で導電片15が、レセプタクル13の電極パッド17a,17b間を閉路したり開路したりする。電極パッド17a,17bは、コネクタ回路部20に接続されていて、一方の電極パッド17aは、プルアップ抵抗23を介して電源側に接続され、所定の電位が与えられている。他方の電極パッド17bは、フォトカプラ24の発光素子25を介して接地接続されている。
In FIG. 2A, as shown on the right side of the
ここで、電極パッド17a,17b間が開路されている図示の状態では、発光素子25に電圧が印加されないので非動作状態(オフ)で発光しない。しかし、光コネクタ12の挿着で電極パッド17a,17b間が閉路されると、コネクタ回路20に電流が流れ、発光素子25が動作状態(オン)となって発光する。この発光素子25の発光は、フォトカプラ24の受光素子26で受光され、受光素子26は電気的に導通状態(オン)となって光コネクタ12が挿着されたことを検出する。この状態から、光コネクタ12が取り外され、電極パッド17a,17b間が開路されると、発光素子25に電流が流れなくなり非動作状態(オフ)となって発光が停止される。そして、受光素子26は受光する光がなくなったことにより電気的に非導通状態(オフ)となり、光コネクタ12が取り出されたことを検出する。
Here, in the illustrated state in which the
プルアップ抵抗23に印加される電源電圧は、光伝送モジュール内の電源を利用するが、信号系回路の電源と分離するために電圧スイッチングレギュレータ22を用いて生成するのが望ましい。また、このスイッチングレギュレータは、狭帯域のローパスフィルタとしても働くので、信号側の電源への保護回路ともなる。さらに、電源ラインを介して外部からのESDや外部ノイズが信号系に入り込まないように、DCフィルタ34を接続するようにしてもよい。
また、プルアップ抵抗23にバリスタあるいはツェナーダイオード等の過電圧保護素子27を接続することで、コネクタ回路20に所定値以上の過電圧が印加されないように保護することができる。
The power supply voltage applied to the pull-up
Further, by connecting an
コネクタ回路部20は、上述したように、後述の信号制御回路部21の信号系に対して、フォトカプラ24により光学的に結合するが電気的には分離されるとともに、コネクタ回路部20側の接地部FGと信号系の接地部SGも、互いに電気的に分離されるようにする。この結果、光コネクタ12の着脱操作等で、作業者を通じての静電気が、光コネクタ12及びレセプタクル13を経てモジュール筐体に印加されても、信号系から電気的に分離されたコネクタ回路部20を通して接地部FGに放電させることができる。したがって、信号制御回路部21に対しては、静電気による悪影響が及ぶのを回避でき、信号系に誤作動が生じるのを防止することができる。
As described above, the
光伝送モジュールの信号制御回路部21は、例えば、光コネクタ12の着脱による受光素子26のオン・オフで、光コネクタの着脱を電気的に検出し、LD作動回路30の作動を制御する制御回路29、レーザダイオード(LD)等の光素子31を作動または停止させるLD作動回路30からなる制御手段を有している。
また、信号制御回路部21は、光コネクタ12が着脱される際に生じる制御回路29の入力信号の変化を検出して、その着脱回数をカウントする着脱計数回路32を備えることができる。この他、信号制御回路部21内には、信号制御回路部21内の全体の制御を管理する制御管理部33を備えている。
The signal
Further, the signal
上述の信号制御回路部21において、光コネクタ12がレセプタクル13に挿着されると、電極パッド17a,17b間が閉じられ、コネクタ回路20が閉路され電流が流れる。これにより、発光素子25が動作状態となって発光するとともに、この発光素子25の発光は、フォトカプラ24の受光素子26により受光され、受光素子26は電気的に導通状態となる。受光素子26が導通することにより、プルアップ抵抗28を介して印加されている制御回路29の入力電圧が接地電位(LOW)となって、光コネクタ12が挿着されたことを検出することができる。光コネクタ12の挿着が検出されると、LD作動回路30が作動とされ、信号光源の光素子31が出力状態(オン)とされ、光コネクタ12及び光ファイバを経て外部に信号光が送出される。
In the above-described signal
一方、上記の光コネクタ12が挿着された状態から光コネクタ12が取り外され、電極パッド17a,17b間が開かれると、コネクタ回路20が開路され電流が流れなくなる。これにより、発光素子25が非動作状態となって発光が停止され、フォトカプラ24の受光素子26の受光がなくなり、受光素子26は電気的に非導通状態となる。受光素子26が非導通となることにより、プルアップ抵抗28を介して印加されている制御回路29の入力電圧が高電位(HIGH)となって、光コネクタ12が取り外された(脱着)ことを検出することができる。光コネクタ12の脱着が検出されると、LD作動回路30が停止とされ、信号光源の光素子31の出力停止状態(オフ)され、レセプタクル13からの信号光の送出がなくなる。
On the other hand, when the
また、図1で説明したようなLC型の光コネクタ12は、着脱回数が所定数を超えるとラッチ部が破損しやすくなる。ラッチ部が破損すると、ラッチ機能が低下し脱落しやすくなる。そこで、着脱計数回路32によって、光コネクタの着脱回数を計数しておき、ラッチ部の劣化を未然に把握して交換するなどして、光コネクタの意図しない脱落を未然に防ぐようにすることが望ましい。なお、光コネクタの上記の着脱計数状態は、上位の監視システムに伝達するなどして、光通信システムで用いられる複数の光伝送モジュールの光コネクタの着脱回数を一括監視することが可能となる。
Further, the LC-type
11…光伝送モジュール、12…光コネクタ、13…レセプタクル、14…ラッチ部、15…導電片、16…収容孔、17a,17b…電極パッド、18…回路基板、20…コネクタ回路部、21…信号制御回路部、22…電圧スイッチングレギュレータ、23…プルアップ抵抗、24…フォトカプラ、25…発光素子、26…受光素子、27…過電圧保護素子(バリスタ)、28…プルアップ抵抗、29…制御回路、30…LD作動回路、31…信号光源(光素子)、32…着脱計数回路、33…制御管理部、34…DCフィルタ。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記レセプタクルは、前記光コネクタに取り付けた導電片により短絡される一対の電極パッドを有し、前記一対の電極パッドは前記光コネクタの着脱により開路または閉路されるコネクタ回路部に接続され、
前記信号制御回路部は、前記コネクタ回路部の開路または閉路で前記光素子の作動を制御する制御手段を備え、前記コネクタ回路部とは電気的に絶縁されていることを特徴とする光伝送モジュール。 An optical transmission module in which a receptacle to which an optical connector attached to an optical fiber is inserted, and a signal control circuit unit including an optical element that transmits and receives an optical signal between the optical fiber,
The receptacle has a pair of electrode pads that are short-circuited by a conductive piece attached to the optical connector, and the pair of electrode pads are connected to a connector circuit portion that is opened or closed by attaching or detaching the optical connector;
The signal control circuit section includes control means for controlling the operation of the optical element when the connector circuit section is open or closed, and is electrically insulated from the connector circuit section. .
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