JP2010135989A - 光ファイバ、光通信装置、及び光通信方法 - Google Patents
光ファイバ、光通信装置、及び光通信方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】 信号光の波形歪みが少なく、十分な電力の給電光が伝送でき、かつ敷設が容易な光ファイバ、光通信装置、及び光通信方法を得る。
【解決手段】 光通信装置として、
電気信号で変調された信号光、及び電力を供給するための給電光を発信する光発信機と、
上記信号光を伝送するコア、上記コアの周囲に形成され上記コアより屈折率が小さく上記給電光を伝送する第1クラッド、及び上記第1クラッドの周囲に形成され上記第1クラッドより屈折率が小さい第2クラッド、を有する光ファイバと、
上記光ファイバの第1クラッドで伝送された上記給電光を変換した電力で動作し、上記光ファイバのコアで伝送された上記信号光を上記電気信号に変換する光受信機と、
を備えた。
【選択図】 図1
【解決手段】 光通信装置として、
電気信号で変調された信号光、及び電力を供給するための給電光を発信する光発信機と、
上記信号光を伝送するコア、上記コアの周囲に形成され上記コアより屈折率が小さく上記給電光を伝送する第1クラッド、及び上記第1クラッドの周囲に形成され上記第1クラッドより屈折率が小さい第2クラッド、を有する光ファイバと、
上記光ファイバの第1クラッドで伝送された上記給電光を変換した電力で動作し、上記光ファイバのコアで伝送された上記信号光を上記電気信号に変換する光受信機と、
を備えた。
【選択図】 図1
Description
この発明は、種々の電気信号を光にのせて情報を伝送する光ファイバ、光通信装置、及び光通信方法に関するものである。
光通信装置は、各種データ等の電気信号を信号光に変調の形で重畳し、この信号光を光ファイバによって伝送するものである。光ファイバを用いることにより、長距離でも損失が少ない装置が実現できる。この光通信装置は、信号光を発信する光発信機と、信号光を伝送する光ファイバと、信号光を受信して電気信号に変換する光受信機とでできている。また、装置によっては、各周波数の電波により送信するための無線信号を、信号光に変調の形で重畳し、この信号光を光ファイバによって伝送するものもある。この場合の光通信装置は、電気信号を電波として放射するアンテナをさらに備えている。
従来のこの種の光通信装置において、光受信機ではフォトダイオードにより信号光を電気信号に変換する。このときフォトダイオードに、これを動作させるための電力を供給するが、光受信機に電源線を接続せずにこの電力を供給する方法として、必要な電力を給電光として、信号光とともに光ファイバで伝送するものが知られている(例えば特許文献1参照)。
特許文献1に開示された従来の光通信装置では、信号を伝送するための信号光と電力を供給するための給電光を大口径の単芯光ファイバを用いて伝送していた。このため、光ファイバ内に多くのモードの光が伝送可能となってしまう。このときモードによって伝搬速度が異なるため、光ファイバ内を伝送する信号光の波形が歪んでしまう問題がある。また、光ファイバとしてコア径の小さいシングルモードファイバを用いた場合、光ファイバ内を伝送する信号光の波形は歪みにくくなるものの、コア径が小さいため、十分な電力の給電光が伝送できない問題が生じてしまう。さらに、光受信機を動作するための電力を電源線を用いて供給した場合、配線の本数や重量が倍増してしまい、装置が大きくなるとともに、光通信装置を新たに屋内に敷設する際などに工事の規模が大きくなってしまう問題がある。
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、信号光の波形歪みが少なく、十分な電力の給電光が伝送でき、かつ敷設が容易な、光ファイバ、光通信装置、及び光通信方法を得るためになされたものである。
この発明に係る光ファイバは、
電気信号で変調された信号光を伝送するコアと、上記コアの周囲に形成され上記コアより屈折率が小さい第1クラッドであって、電力を供給するための給電光を伝送する第1クラッドと、上記第1クラッドの周囲に形成され上記第1クラッドより屈折率が小さい第2クラッドと、を有することを特徴とするものである。
電気信号で変調された信号光を伝送するコアと、上記コアの周囲に形成され上記コアより屈折率が小さい第1クラッドであって、電力を供給するための給電光を伝送する第1クラッドと、上記第1クラッドの周囲に形成され上記第1クラッドより屈折率が小さい第2クラッドと、を有することを特徴とするものである。
また、この発明に係る光通信装置は、
電気信号で変調された信号光、及び電力を供給するための給電光を発信する光発信機と、
上記信号光を伝送するコア、上記コアの周囲に形成され上記コアより屈折率が小さく上記給電光を伝送する第1クラッド、及び上記第1クラッドの周囲に形成され上記第1クラッドより屈折率が小さい第2クラッド、を有する光ファイバと、
上記光ファイバの第1クラッドで伝送された上記給電光を変換した電力で動作し、上記光ファイバのコアで伝送された上記信号光を上記電気信号に変換する光受信機と、
を備えたことを特徴とするものである。
電気信号で変調された信号光、及び電力を供給するための給電光を発信する光発信機と、
上記信号光を伝送するコア、上記コアの周囲に形成され上記コアより屈折率が小さく上記給電光を伝送する第1クラッド、及び上記第1クラッドの周囲に形成され上記第1クラッドより屈折率が小さい第2クラッド、を有する光ファイバと、
上記光ファイバの第1クラッドで伝送された上記給電光を変換した電力で動作し、上記光ファイバのコアで伝送された上記信号光を上記電気信号に変換する光受信機と、
を備えたことを特徴とするものである。
また、この発明に係る光通信方法は、
コア、上記コアの周囲に形成され上記コアより屈折率が小さい第1クラッド、及び上記第1クラッドの周囲に形成され上記第1クラッドより屈折率が小さい第2クラッド、を有する光ファイバにおいて、
電気信号で変調された信号光を上記光ファイバのコアにより伝送し、電力を供給するための給電光を上記光ファイバの第1クラッドにより伝送することを特徴とするものである。
コア、上記コアの周囲に形成され上記コアより屈折率が小さい第1クラッド、及び上記第1クラッドの周囲に形成され上記第1クラッドより屈折率が小さい第2クラッド、を有する光ファイバにおいて、
電気信号で変調された信号光を上記光ファイバのコアにより伝送し、電力を供給するための給電光を上記光ファイバの第1クラッドにより伝送することを特徴とするものである。
この発明においては、信号光の波形歪みが少なく、十分な電力の給電光が伝送でき、かつ敷設が容易な、光ファイバ、光通信装置、及び光通信方法が得られるという効果を奏する。
実施の形態1.
この発明の実施の形態1に係る光通信装置について図1を参照しながら説明する。図1は、この発明の実施の形態1に係る光通信装置の構成を示す図である。
この発明の実施の形態1に係る光通信装置について図1を参照しながら説明する。図1は、この発明の実施の形態1に係る光通信装置の構成を示す図である。
図1において、1は光発信機、2は光ファイバ、3は光受信機、4は電気信号源、5は信号光発生器、6は給電光発生器、7は光合波器、9は光分波器、10はフォトダイオード、11は光電力変換素子、12は回路である。
図1において、光発信機1により発生した信号光は、光ファイバ2を伝送し、光受信機3において電気信号に変換され、回路12に供給される。
光発信機1には、信号光発生器5と給電光発生器6、および光合波器7が内蔵されている。
光発信機1には、電気信号源4からデータ信号が入力されている。このデータ信号が回路12に供給される電気信号と同一の信号となる。このデータ信号には、通信すべき音声や画像や種々のデータなどの情報が含まれている。データ信号のビットレートに対応するサンプリング周波数は用途等により種々の値とすることが可能であり、概ね数kHzから数十GHz程度までの様々なものが用いられる。
光発信機1における信号光発生器5は、電気信号源4から入力されたデータ信号で変調された信号光を生成する。この生成方法には、レーザダイオードから出射したレーザ光をレーザダイオード自身で直接強度変調するもの、レーザダイオードから出射したレーザ光をEA(電界吸収型)変調器やLN(リチウムナイオベート)変調器といった外部変調器を用いて強度変調するもの、など種々の方法があるが、ここではどのような変調方法を用いても良い。この信号光発生器5から出射する信号光の波長は、光ファイバで伝送するのに適した1.5μm帯が使われている。レーザダイオードから出射するレーザ光のパワーは500mW程度までの高出力が得られている。また、図示はしていないが、必要に応じて、パワーを増加するために変調された後の信号光を光増幅器などで増幅しても良い。
一方、光発信機1における給電光発生器6は、上記信号光とは波長の異なる光である給電光を発生する。給電光は光受信機3に電力を供給するための光であり、無変調の光である。ここでは、レーザ素子から大きなパワーを取り出しやすいよう、波長を1μm帯としており、パワーは3W程度としている。より大きなパワーが必要な場合は、図示はしていないが、必要に応じて給電光を光増幅器などで増幅することもできる。また、必要に応じてレーザ素子を複数個使用し、より大きなパワーを得ることもできる。
このように、信号を得るための信号光と電力を供給するための給電光を別々に発生させているので、それぞれ独立にパワーを設定することができる。
光発信機1における光合波器7は、これら信号光と給電光とを合波し、光ファイバ2に入射する。
図2は、光ファイバ2を示す構成図であり、光ファイバ2の断面図を表している。
図2において、2は光ファイバ、20はコア、21は第1クラッド、22は第2クラッド、23は外皮である。
図2において、光ファイバ2はコア20の周りに、第1クラッド21、および第2クラッド22が順次形成されている。そして、これらは第2クラッド22の外側を覆う外皮23により保護されている。コア20の直径は8〜10μm程度、第1クラッド21の直径は100μm程度である。コア20、第1クラッド21、および第2クラッド22には、石英系の材質が使われている。ただし、これらにプラスチックなどの材質が用いられることもある。
次に、動作につき説明する。第1クラッド21はコア20よりもやや小さい屈折率の材質でできている。したがって、コア20を伝搬する光は、第1クラッド21の外に漏れることなく、コア20の内部のみに閉じ込められて伝搬する。コア20の直径は8〜10μm程度と小さいため、コア20を伝搬する光は1つのモードのみが伝搬可能である。したがって、コア20を伝搬する光にとっては、光ファイバ2はシングルモードファイバとして動作する。
シングルモードファイバでは、伝搬する光のモードが1つに限定されるため、伝搬損失が非常に小さく、分散が小さい、すなわち波形歪みが少ないという特長がある。しかし、コア20の直径が小さいため、あまり大きなパワーの光を伝送することができない。通常のシングルモードファイバでは、概ね2W程度までの光を伝送する。
次に、光ファイバ2のもう一つの動作について説明する。図2において、第1クラッド21の外側の第2クラッド22は、第1クラッド21よりもさらにやや小さい屈折率の材質でできている。したがって、第1クラッド21を伝搬する光は、第2クラッド22の外に漏れることなく、第1クラッド21の内部のみに閉じ込められて伝搬する。ただし、第1クラッド21の直径は100μm程度と大きいため、第1クラッド21を伝搬する光は複数のモードが伝搬可能である。したがって、第1クラッド21を伝搬する光にとっては、光ファイバ2はマルチモードファイバとして動作する。
マルチモードファイバでは、光が伝搬する第1クラッド21の直径が大きいため、大きなパワーの光を伝送することができる特長がある。通常のマルチモードファイバでは、10W以上の光を伝送できる。ただし、マルチモードファイバでは、伝搬する光のモードが複数存在するため、分散が大きく、すなわち信号光の波形歪みが大きくなってしまう。
このように、図2に示す光ファイバ2では、コア20のみを伝搬する光に対してはシングルモードファイバとして動作し、第1クラッド21を伝搬する光に対してはマルチモードファイバとして動作する。
本実施例の図2に示すような光ファイバ2は、第1クラッド21と第2クラッド22の2つのクラッド層を有することから、ダブルクラッドファイバとも呼ばれる。
図1において、光発信機1における光合波器7は、信号光発生器5で発生した信号光を光ファイバ2のコア20のみに入射し、給電光発生器6で発生した給電光を光ファイバ2の第1クラッド21全体に入射する。
よって、光ファイバ2は信号光に対してはシングルモードファイバとして動作し、給電光に対してはマルチモードファイバとして動作する。したがって、信号光に対しては損失が非常に少なく波形歪みがほとんど生じない伝送が可能である。また、給電光に対しては大電力の光の伝送が可能である。
図1において、光ファイバ2を伝送し光受信機3に到達した信号光と給電光とは、光受信機3内に設けられた光分波器9に入射する。ここでの光分波器9は、光の波長によって入射光を分波する働きを有している。光分波器9において信号光と給電光とは分離され、波長が1.5μm帯の信号光はフォトダイオード10に、波長が1μm帯の給電光は光電力変換素子11に、それぞれ入力される。フォトダイオード10は強度変調された信号光から変調成分であるデータ信号を取り出す役割を果たす。このデータ信号は、光受信機3に接続された回路12に供給される。
近年、フォトダイオード10の性能向上により、フォトダイオード10から大電力の電気信号が直接取り出せるようになってきており、増幅器を用いることなく100mW以上の電力が得られている。
このような大電力のフォトダイオード10を動作させるためには、フォトダイオード10に直流の電力を供給する必要がある。光受信機3中の光電力変換素子11は、光を直流電圧および直流電流に変換する動作を行なう。したがって、光を入力した光電力変換素子11は直流電源として働く。ここでは、この光電力変換素子11としてフォトボルテイック素子を用いている。この光電力変換素子11には光分波器9において分離された給電光が入射しているため、直流の電力を発生する。
1つの光電力変換素子11から得られる電力は現状では概ね30〜500mW程度である。そして、この電力が上記のフォトダイオード10の動作のための電力源となり、フォトダイオード10からデータ信号が発生する。例えばフォトダイオード10から100mW程度の電力を取り出すためには、上記光電力変換素子11を1つ用いれば十分である。もしも、より大きな電力が必要となる場合においても、必要に応じ複数の光電力変換素子11を接続して用いればよく、接続する光電力変換素子11の数により、より大きな電力を得ることができる。この電力によりフォトダイオード10から発生したデータ信号は上述の通り、光受信機3に接続された回路12に供給される。
以上のように、本発明の実施の形態1においては、フォトダイオード10を動作させるための電力を給電光として供給しているため、光受信機3に電源線を接続する必要がない。このため光受信機3には、電源線に比べ格段に軽量で扱い易い光ファイバ2のみを接続すればよく、電源線を用いる場合に比べ設置が飛躍的に容易になる。さらに、光の伝送に光ファイバ2としてダブルクラッドファイバを用いているため、信号光に対しては低損失で低歪みに伝送でき、給電光に対しては大電力の伝送が可能となる。
このように、本発明の実施の形態1では、光受信機3に電源線を接続する必要がなく、特に既設の建物内などにおいて、設置が容易であり、しかも低歪みで高品質な光通信装置が得られる効果が得られる。
なお、本実施例では、光ファイバ2としていわゆるダブルクラッドファイバを用いているが、本発明はこれに限らず、例えばクラッド層を3つ以上有する光ファイバ2を用いてもよい。この場合でも、光ファイバ2の層のうち、小さい径の部分に信号光を、大きい径の部分に給電光を伝送させることにより、本実施例の効果が同様に得られる。
また、光から電気信号を生成する素子はフォトダイオード10でなくてもよく、光の変調成分から電気信号を検波する素子であれば、どのようなものを用いてもよい。
さらに、光から電力を生成する光電力変換素子11はフォトボルテイック素子でなくてもよく、太陽電池などを用いてもよい。またこれ以外にも、一般にフォトダイオードは光を電力に変換する作用を有しており、フォトボルテイック素子をフォトダイオードに置き換えても本実施例の同様な効果が得られる。
加えて、光受信機3の光電力変換素子11で発生させた電力の一部を、必要に応じて、外部に接続した回路12に供給することも可能である。回路12が電力を消費する場合には、このことにより回路12に電源線などを接続する必要もなくなり、さらに敷設の容易な光通信装置が得られる。
実施の形態2.
この発明の実施の形態2に係る光通信装置について図3を参照しながら説明する。図3は、この発明の実施の形態2に係る光通信装置の構成を示す図である。
この発明の実施の形態2に係る光通信装置について図3を参照しながら説明する。図3は、この発明の実施の形態2に係る光通信装置の構成を示す図である。
図3において、1は光発信機、2は光ファイバ、3は光受信機、4は電気信号源、5は信号光発生器、6は給電光発生器、7は光合波器、9は光分波器、10はフォトダイオード、11は光電力変換素子、13はアンテナである。
図3において、光発信機1により発生した信号光は、光ファイバ2を伝送し、光受信機3において電気信号に変換され、アンテナ13から空間に放射される。
光発信機1には、信号光発生器5と給電光発生器6、および光合波器7が内蔵されている。
光発信機1には、電気信号源4からマイクロ波信号が入力されている。このマイクロ波信号がアンテナ13から放射される電波と同一の信号となる。このマイクロ波には、通信すべき音声や画像やデータなどの情報が、マイクロ波に種々の方式により変調を施す形で重畳されている。マイクロ波の周波数は用途等により種々の値とすることが可能であるが、概ね数百MHzから数十GHz程度のものを用いることが多い。
光発信機1における信号光発生器5は、電気信号源4から入力されたマイクロ波信号で変調された信号光を生成する。この生成方法には、レーザダイオードから出射したレーザ光をレーザダイオード自身で直接強度変調するもの、レーザダイオードから出射したレーザ光をEA(電界吸収型)変調器やLN(リチウムナイオベート)変調器といった外部変調器を用いて強度変調するもの、など種々の方法があるが、ここではどのような変調方法を用いても良い。この信号光発生器5から出射する信号光の波長は、ファイバで伝送するのに適した1.5μm帯が使われている。レーザダイオードから出射するレーザ光のパワーは500mW程度までの高出力が得られている。また、図示はしていないが、必要に応じて、パワーを増加するために変調された後の信号光を光増幅器などで増幅しても良い。
一方、光発信機1における給電光発生器6は、上記信号光とは波長が異なる光である給電光を発生する。給電光は光受信機3に電力を供給するための光であり、無変調の光である。ここでは、レーザ素子から大きなパワーを取り出しやすいよう、波長を1μm帯としており、パワーは3W程度としている。より大きなパワーが必要な場合は、図示はしていないが、必要に応じて給電光を光増幅器などで増幅することもできる。また、必要に応じてレーザ素子を複数個使用し、より大きなパワーを得ることもできる。
光発信機1における光合波器7は、これら信号光と給電光とを合波し、光ファイバ2に入射する。
光ファイバ2の動作については実施の形態1において説明したとおりであり、ここでもいわゆるダブルクラッドファイバが用いられている。
光ファイバ2の第1クラッド21に光を伝送させれば、光ファイバ2はマルチモードファイバとして動作し、概ね2W以上の大きな電力を伝送することが可能である。また、光ファイバ2のコア20に光を伝送させれば、光ファイバ2はシングルモードファイバとして動作し、歪みの非常に少ない伝送をすることが可能である。
図3において、光発信機1における光合波器7は、信号光発生器5で発生した信号光を光ファイバ2のコア20のみに入射し、給電光発生器6で発生した給電光を光ファイバ2の第1クラッド21全体に入射する。
よって、光ファイバ2は信号光に対してはシングルモードファイバとして動作し、給電光に対してはマルチモードファイバとして動作する。したがって、信号光に対しては損失が非常に少なく波形歪みがほとんど生じない伝送が可能である。また、給電光に対しては大電力の光の伝送が可能である。
図3において、光ファイバ2を伝送し光受信機3に到達した信号光と給電光とは、光受信機3内に設けられた光分波器9に入射する。光分波器9は、光の波長によって入射光を分波する働きを有する。光分波器9において信号光と給電光とは分離され、波長が1.5μm帯の信号光はフォトダイオード10に、波長が1μm帯の給電光は光電力変換素子11に、それぞれ入力される。フォトダイオード10は強度変調された信号光から変調成分であるマイクロ波信号を取り出す役割を果たす。このマイクロ波信号は、光受信機3に接続されたアンテナ13から電波として放射される。
近年、フォトダイオード10の性能向上により、フォトダイオード10から大電力のマイクロ波信号が直接取り出せるようになってきており、マイクロ波増幅器を用いることなく、そのままアンテナ13から放射できるレベルの100mW以上の電力が得られている。
このような大電力のフォトダイオード10を動作させるためには、フォトダイオード10に直流の電力を供給する必要がある。光受信機3中の光電力変換素子11は、光を直流電圧および直流電流に変換する動作を行なう。したがって、光を入力した光電力変換素子11は直流電源として働く。ここでは、この光電力変換素子11としてフォトボルテイック素子を用いている。この光電力変換素子11には光分波器9において分離された給電光が入射しているため、直流の電力を発生する。
1つの光電力変換素子11から得られる電力は現状では概ね30〜500mW程度である。そして、この電力が上記のフォトダイオード10の動作のための電力源となり、フォトダイオード10からマイクロ波信号が発生する。例えばフォトダイオード10から100mW程度の電力を取り出すためには、上記光電力変換素子11を1つ用いれば十分である。もしも、より大きな電力が必要となる場合においても、必要に応じ複数の光電力変換素子11を接続して用いればよく、接続する光電力変換素子11の数により、より大きな電力を得ることができる。この電力によりフォトダイオード10から発生したマイクロ波信号は上述の通り、光受信機3に接続されたアンテナ13から電波として放射される。
以上のように、本発明の実施の形態2においては、フォトダイオード10を動作させるための電力を給電光として供給しているため、光受信機3に電源線を接続する必要がない。このため、光受信機3には、電源線に比べ格段に軽量で扱い易い光ファイバ2のみを接続すればよく、電源線を用いる場合に比べ設置が飛躍的に容易になる。さらに、光の伝送に光ファイバ2としてダブルクラッドファイバを用いているため、信号光に対しては低損失で低歪みにでき、給電光に対しては大電力の伝送が可能となる。
このように、本発明の実施の形態2では、光受信機3に電源線を接続する必要がなく、特に既設の建物内などにおいて、設置が容易であり、しかも低歪みで高品質な光通信装置が得られる効果を有する。
なお、本実施例では、光ファイバ2としていわゆるダブルクラッドファイバを用いているが、本発明はこれに限らず、例えばクラッド層を3つ以上有する光ファイバ2を用いてもよい。この場合でも、光ファイバ2の層のうち、小さい径の部分に信号光を、大きい径の部分に給電光を伝送させることにより、本実施例の効果が同様に得られる。
また、光から電気信号を生成する素子はフォトダイオード10でなくてもよく、光の変調成分から電気信号を検波する素子であれば、どのようなものを用いてもよい。
さらに、光から電力を生成する光電力変換素子11はフォトボルテイック素子でなくてもよく、太陽電池などを用いてもよい。またこれ以外にも、一般にフォトダイオードは光を電力に変換する作用を有しており、光電力変換素子11をフォトダイオードに置き換えても本実施例の同様な効果が得られる。
実施の形態3.
この発明の実施の形態3に係る光通信装置について図4を参照しながら説明する。図4は、この発明の実施の形態3に係る光通信装置の構成を示す図である。
この発明の実施の形態3に係る光通信装置について図4を参照しながら説明する。図4は、この発明の実施の形態3に係る光通信装置の構成を示す図である。
図4において、1は光発信機、2は光ファイバ、3は光受信機、4は電気信号源、5は信号光発生器、6は給電光発生器、7は光合波器、8は光分岐回路、13はアンテナである。
図4において、光発信機1は、実施の形態2と同様、電気信号源4から入力されるマイクロ波信号により強度変調された信号光と、無変調の給電光とを発生する。そしてこれらの光を光合波器7で合波した後、光ファイバ2に出力する。
本実施の形態3においても、光ファイバ2には図2に示したようなダブルクラッドファイバが用いられている。したがって光ファイバ2の動作は、実施の形態1に記載したものと同様である。
図4においては、一部を省略しているが、合わせて5個の光受信機3があり、これらは5階建ての建物の屋内の各階にそれぞれ設置されている。
光ファイバ2で同時に伝送される信号光と給電光は、光分岐回路8に入力する。光分岐回路8では入力した光を5個の光に分岐する。これらの光には全てに信号光の変調成分と給電光の成分が含まれている。分岐した光は再び光ファイバ2を伝送し、5個それぞれの光受信機3に入力する。光受信機3の動作は実施の形態2と同様のものであり、給電光により供給される電力で動作し、信号光をマイクロ波信号に変換する。これらのマイクロ波信号は、光受信機3にそれぞれ接続されたアンテナ13により電波として放射する。
このように複数の光受信機3があるため、光受信機3を動作させるために、実施の形態2よりも大きな電力が必要となる。しかし、本実施例では光ファイバ2としていわゆるダブルクラッドファイバを用いているので、10W以上の大電力の給電光を伝送することができる。さらに、光ファイバ2としてダブルクラッドファイバを用いているので、信号光も低歪みに伝送することができる。
このように、実施の形態3では、複数の光受信機3に電源線を接続することなく、電力を供給することができ、複数の箇所からマイクロ波信号を電波として放射することができる。したがって、ビルなど屋内の複数の各フロア、もしくは複数の各部屋等に光受信機3を設置することができ、それぞれの箇所において通信を可能にする。
また、実施の形態3においてもフォトダイオード10を動作させる電力は光ファイバ2から給電光として供給されるため、光受信機3に電源線を接続する必要がなく、実施の形態2と同様、設置が容易で低歪みな光通信装置が得られるという効果を奏する。
さらに、本発明の実施の形態3においては、複数の光受信機3を各フロアもしくは各部屋などに設置することが可能であり、より通信範囲の広い通信を行なえる光通信装置が得られるという効果がある。
なお、実施の形態3では光分岐回路8で分岐した後の信号光と給電光を、再び図2に示したダブルクラッドの光ファイバ2で伝送する構成を示したが、本発明はこれに限らず、必要に応じては、光分岐回路8で分岐する前の信号光と給電光は図2に示したようなダブルクラッドの光ファイバ2で伝送し、光分岐回路8で分岐した後の信号光と給電光は一般のシングルモードファイバなどの廉価なファイバで伝送する構成とすることもできる。この場合でも、ダブルクラッドファイバにより、分岐前において大電力の給電光の伝送が可能である。分岐後には分岐前よりも光の電力は小さくなるので、分岐後において電力が若干小さくなった光の伝送を通常のファイバで伝送することが可能である場合の用途には、この構成はさらに有用となる。
また、実施の形態3では信号光でマイクロ波を伝送しアンテナ13から放射する光通信装置を示したが、光受信機3を複数有する本構成は、データ信号を光受信機3の後段の回路12に伝送する光通信装置に適用できることは明らかである。この場合も本実施例の効果が同様に得られる。
1 光発信機
2 光ファイバ
3 光受信機
4 電気信号源
5 信号光発生器
6 給電光発生器
7 光合波器
8 光分岐回路
9 光分波器
10 フォトダイオード
11 光電力変換素子
12 回路
13 アンテナ
20 コア
21 第1クラッド
22 第2クラッド
23 外皮
2 光ファイバ
3 光受信機
4 電気信号源
5 信号光発生器
6 給電光発生器
7 光合波器
8 光分岐回路
9 光分波器
10 フォトダイオード
11 光電力変換素子
12 回路
13 アンテナ
20 コア
21 第1クラッド
22 第2クラッド
23 外皮
Claims (6)
- 電気信号で変調された信号光を伝送するコアと、上記コアの周囲に形成され上記コアより屈折率が小さい第1クラッドであって、電力を供給するための給電光を伝送する第1クラッドと、上記第1クラッドの周囲に形成され上記第1クラッドより屈折率が小さい第2クラッドと、を有することを特徴とする光ファイバ。
- 電気信号で変調された信号光、及び電力を供給するための給電光を発信する光発信機と、
上記信号光を伝送するコア、上記コアの周囲に形成され上記コアより屈折率が小さく上記給電光を伝送する第1クラッド、及び上記第1クラッドの周囲に形成され上記第1クラッドより屈折率が小さい第2クラッド、を有する光ファイバと、
上記光ファイバの第1クラッドで伝送された上記給電光を変換した電力で動作し、上記光ファイバのコアで伝送された上記信号光を上記電気信号に変換する光受信機と、
を備えたことを特徴とする光通信装置。 - 上記光受信機で変換された電気信号を電波として放射するアンテナを備えたことを特徴とする請求項2に記載の光通信装置。
- 電気信号で変調された信号光、及び電力を供給するための給電光を発信する光発信機と、
上記信号光を伝送するコア、上記コアの周囲に形成され上記コアより屈折率が小さく上記給電光を伝送する第1クラッド、及び上記第1クラッドの周囲に形成され上記第1クラッドより屈折率が小さい第2クラッド、を有する光ファイバと、
上記光ファイバのコアで伝送された上記信号光、及び上記光ファイバの第1クラッドで伝送された上記給電光を分岐する光分岐回路と、
上記光分岐回路で分岐された各給電光を変換した電力で動作し、上記光分岐回路で分岐された各信号光を上記電気信号に変換する複数の光受信機と、
を備えたことを特徴とする光通信装置。 - 上記複数の光受信機で変換された電気信号をそれぞれ電波として放射する複数のアンテナを備えたことを特徴とする請求項4に記載の光通信装置。
- コア、上記コアの周囲に形成され上記コアより屈折率が小さい第1クラッド、及び上記第1クラッドの周囲に形成され上記第1クラッドより屈折率が小さい第2クラッド、を有する光ファイバにおいて、
電気信号で変調された信号光を上記光ファイバのコアにより伝送し、電力を供給するための給電光を上記光ファイバの第1クラッドにより伝送することを特徴とする光通信方法。
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