JP2010231082A - 通信光検知器 - Google Patents

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Abstract

【課題】通信光検知器自体の故障を検知できる通信光検知器を提供する。
【解決手段】光伝送路11c、11y同士を接続する部分に設けられて光伝送路11c、11yによって伝送される通信光の一部を取り出すための光取出し手段13と、光取出し手段13によって取り出された通信光の一部を検知するための光検知部6とを有する通信光検知器1において、光検知部6は、光取出し手段13側へ故障検知光を出射させるための故障検知光発光部9(故障検知用光源7、作動手段8)と、光取出し手段13側で反射した故障検知光を受光する受光部(受光部材4)と、を有する故障検知手段が設けられている。
【選択図】図1

Description

本発明は、光伝送路同士を接続する部分に設けられる通信光検知器に係り、特に、通信光検知器自体の故障を検知できる通信光検知器に関する。
データセンタや局舎などの光通信関連設備では、光伝送路により伝送される通信光が不可視光である場合、目視にて通信光の存在を確認することができない。そのため、光伝送路によって通信光が伝送されている状態かを保守担当者、運用担当者などの作業者が容易に把握することができず、通信光が伝送されている光伝送路を通信光が伝送されていない状態であると誤認して、光コネクタを抜いてしまう誤操作が起こり得る。
このような誤操作を防いで光通信関連設備の保守性向上、運用性向上を図るため、光ファイバにおいて光コネクタが接続された状態で不可視光である通信光の有無が目視で確認できるようにした通信光検知器が創案されている。
例えば、光ファイバが内蔵された割りスリーブ内で突き合わされるフェルール同士の端面間に隙間を形成し、その隙間に光透過性樹脂からなる導波体を設け、その導波体によって通信光の一部を蛍光体に導き、この蛍光体で可視光を発生させることで、通信光の有無が目視で確認できる通信光検知器が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、ハウジング内に設けられた光導波路基板などの光分岐手段によって、通信光の一部を分岐して取り出すようにし、取り出した通信光の一部を可視光に変換することにより、光伝送路によって伝送される通信光が伝送されている状態かどうか確認することができる通信光検知器が提案されている(例えば、特許文献2、3参照)。
特開2004−170488号公報 特開2004−133071号公報 特開2003−218813号公報 特開2002−214487号公報
しかし、通信光検知器自体が故障していると、通信光検知器は、光伝送路によって伝送される通信光を検知することができない。このため、作業者が光伝送路によって通信光が伝送されている状態であるにも拘わらず、光伝送路によって通信光が伝送されていない状態であると誤認して、光コネクタを抜いてしまう可能性がある。
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、通信光検知器自体の故障を検知できる通信光検知器を提供することにある。
本発明は、上記目的を達成するために、光伝送路同士を接続する部分に設けられて前記光伝送路によって伝送される通信光の一部を取り出すための光取出し手段と、前記光取出し手段によって取り出された前記通信光の一部を検知するための光検知部とを有する通信光検知器において、前記光検知部に、前記光取出し手段側へ故障検知光を出射させるための故障検知光発光部と、前記光取出し手段側で反射した前記故障検知光を受光する受光部と、を有する故障検知手段が設けられていることを特徴とする通信光検知器を提供するものである。
前記故障検知光発光部は、前記光取出し手段側へ前記故障検知光を出射させる発光故障検知用光源と、前記故障検知用光源を作動させる作動手段とを有してもよい。
前記受光部は、前記故障検知光発光部からの前記故障検知光と、前記光取出し手段からの前記通信光の一部とをともに受光する共用受光部材であってもよい。
前記光取出し手段は、前記光伝送路と光結合する光ファイバが内蔵された接合体に設けられており、前記故障検知用光源は、前記接合体に臨むように設けられていてもよい。
前記接合体は、前記故障検知用光源に臨む位置に切り欠き部が形成されていてもよい。
前記接合体は、前記故障検知光を前記受光部材へ反射させる反射部材が設けられていてもよい。
本発明によれば、通信光検知器自体の故障を検知できる通信光検知器を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る通信光検知器の主要部の縦断面図である。 (a)〜(c)は、図1の通信光検知器に用いた接合体の縦断面図であり、(d)、(e)は、(a)、(b)中のA方向から見た上面図である。 (a)〜(c)は、図1の通信光検知器の主要部において、故障検知手段を作動させたときの状態を示す縦断面図である。 本発明の変形例に係る通信光検知器の主要部の縦断面図である。 本発明の変形例に係る通信光検知器の主要部の縦断面図である。 本発明の変形例に係る通信光検知器の主要部の縦断面図である。 本発明の変形例に係る通信光検知器の主要部の縦断面図である。 本発明の変形例に係る通信光検知器の主要部の縦断面図である。 図4に示した通信光検知器の縦断面斜視図である。
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
図1(a)は、本実施形態に係る通信光検知器の主要部の縦断面図である。
図1に示されるように、本実施形態に係る通信光検知器1は、光伝送路同士を接続する部分に設けられて光伝送路によって伝送される通信光の一部を取り出すための光取出し手段13と、この光取出し手段13によって取り出された通信光の一部を検知するための光検知部6とを有しており、光検知部6には、光取出し手段13側へ故障検知光を出射させるための故障検知光発光部9(故障検知用光源7、作動手段8)と、光取出し手段13側で反射した故障検知光を受光する受光部(受光部材4)と、を有する故障検知手段が設けられているものである。
より詳細には、図1に示されるように、不可視光の通信光を伝送する光伝送路と光結合する光ファイバ2が内蔵された接合体3と、この接合体3に平行して配置され、接合体3に内蔵された光ファイバ2によって伝送される通信光の一部を受光する受光部材4、及び受光部材4で受光した不可視光である通信光の一部を可視光によって出力する光出力部材5を有する光検知部6とを備える。
そして、光検知部6には、接合体3の方向(光取出し手段13側)へ故障検知光を出射させるための故障検知用光源7と、故障検知光を出射させるために故障検知用光源7を発光させるための作動手段(スイッチ)8とからなる故障検知光発光部9が設けられている。
通信光の波長は、例えば、波長940nm〜1500nmの広帯域内において適宜な単数または複数の波長が使用される。受光部材4の受光波長帯は、上記通信光の全帯域を包含することにより、どの波長で通信光が伝送されていても検知が可能である。受光部材4には、PD(フォトダイオード)を用いるとよい。
これに対し、故障検知光の波長は、受光部材4の受光動作を確認できればよいので、上記通信光の帯域を全て包含する必要はなく、挟帯域でよい。ここでは、故障検知用光源7の発光中心波長は、受光部材4の受光波長帯の中心波長よりも短波長とする。具体的には、故障検知用光源7には、波長940nmの赤外LEDを用いるとよい。光出力部材5には、適宜な色のLEDを用いるとよい。
なお、本実施形態に係る受光部材4は、故障検知用光源7からの故障検知光と、光取出し手段13からの通信光の一部とをともに受光する共用受光部材である。
通信光検知器1は、光通信関連設備に布設された光伝送路の途中に設けられる。すなわち、接合体3の両端面には、通信光検知器1の使用時に、設備側の光コネクタが備えるフェルール10cとユーザ側の光コネクタが備えるフェルール10yがそれぞれ挿入されて突き合わせ接続される。フェルール10cには光伝送路である設備側の光ファイバ11cが内蔵され、フェルール10yには光伝送路であるユーザ側の光ファイバ11yが内蔵される。
また、接合体3の両端部は、それぞれスリーブ12a、12bに挿入され、固定されている。スリーブ12aは、フェルール10cと接合体3の光軸位置合わせをするためのものであり、スリーブ12bは、フェルール10yと接合体3の光軸位置合わせをするためのものである。つまり、接合体3内において、光ファイバ2が光伝送路である光ファイバ11c、11yと同一直線上となるように配置されている。
光ファイバ2や光ファイバ11c、11yとしては、石英ガラス製のシングルモード光ファイバやGI(グレートインデックス)型のマルチモード光ファイバを用いるとよい。光ファイバ2の外径は、40μm〜125μm、好ましくは40μm〜80μmであるとよい。
(接合体)
接合体3は、光ファイバ11c、11yの端部(光ファイバの接続部側の端部)同士と突き合わせ接続される光ファイバ2が内蔵されたフェルールからなる。
そして、接合体3には、光ファイバ2を伝送する通信光の一部を取り出すための光取出し手段13が設けられている。この光取出し手段13は、光ファイバ2のコアよりも屈折率が低いものからなる。
光取出し手段13としては、例えば、接合体3の光ファイバ2の長手方向中央で、受光部材4と対向する位置において、接合体3の外側表面から光ファイバ2までを横断するように形成されて、通信光の一部を漏れ光として取り出すための光検知用溝が挙げられる。この光検知用溝は、接合体3の受光部材4と対向する位置に、受光部材4の受光面に対して垂直に形成されることが好ましい。なお、光検知用溝は、例えば、ブレードによるダイシング、あるいはエッチングなどの加工手段により形成される。
この光検知用溝は、その内部が真空であってもよいが、光ファイバ2のコアよりも屈折率が低い屈折率を有する樹脂が充填されていることが好ましい。この樹脂は、液状のものを使用しても良いし、熱硬化性や紫外線(UV)硬化性の樹脂、あるいは接着剤で、硬化後の屈折率が光ファイバ2のコアの屈折率よりも低いものを使用してもよい。また、光検知用溝に充填される樹脂は、光ファイバ2のコアよりも屈折率が低く、かつ、光ファイバ2のクラッドよりも屈折率が低い屈折率を有することがより好ましい。
本実施形態では、フェルールからなる接合体3に、受光部材4に臨む位置(長手方向の中央)に受光部材4を収容する収容溝14が形成されており、この収容溝14の底面から光ファイバ2までを横断するように光検知用溝を形成した。このような構造とすることにより、受光部材4の受光側の端面を光ファイバ3に近づけて光検出感度を向上させることができる。
また、接合体3としては、通信光の少なくとも一部を透過し、かつ、通信光を受光するとこれを散乱するセラミックス製やガラス製のフェルールを用いるとよい。本実施形態では、接合体3として、ジルコニアセラミックスからなるフェルールを用いた。
図2(a)〜(c)は、図1の通信光検知器の主要部に用いた接合体の縦断面図であり、(d)、(e)は、(a)、(b)中のA方向から見た上面図である。
図2(a)、(b)に示すように、光取出し手段13としての光検知用溝は、縦断面視で矩形状(凹状)、あるいはV字状に形成されることが好ましい。また、図2(d)に示すように、光取出し手段13としての光検知用溝を光ファイバ2の光軸の方向に対して垂直に形成してもよく、また、図2(e)に示すように、光検知用溝は、光ファイバ2の光軸の方向に対して斜めに交差するように傾斜させて形成してもよい。このように光検知用溝を斜めに交差するように形成することにより、光ファイバ2のコアと光検知用溝に充填された樹脂との屈折率の違いによって反射が生じるのを抑制することができると共に、通信光からの漏れ光の指向性を向上させて光検出感度を向上させることができる。
(光検知部)
図1において、光検知部6は、接合体3の上方に接合体3に平行して配置され、接合体3に設けられた光取出し手段13によって光ファイバ2から漏れ出る通信光の一部(漏れ光)を受光する受光部材4と、受光部材4で受光した漏れ光を可視光によって出力する光出力部材5と、これら受光部材4及び光出力部材5が搭載されて光検知回路を構成する回路基板15とを備える。
この光検知部6は、故障検知用光源7からの故障検知光と、光取出し手段13からの通信光の一部とをともに受光する受光部材4を有することが好ましい。
受光部材6は回路基板15の下方の面に光取出し手段(光検知用溝)13と対向するように搭載され、光出力部材5は、回路基板15の上方の面に搭載されている。すなわち、受光部材4は、回路基板15の片側面に実装され、光出力部材5は、回路基板15の反対側面に実装される。
受光部材4としては、受光素子としてのPD素子16を備えたPD17を用いた。本実施形態において、PD17は、PD素子16が光取出し手段13となる光検知用溝の上方に対向するように、収容溝14に収容される。また、本実施形態では、PD17として安価なCanパッケージタイプのものを用いた。
図1に示すように、接合体3に設けられた収容溝14に受光部材4が収容された状態において、PD素子16の受光面が光ファイバ2の径方向外方から光取出し手段13である光検知用溝に正対して位置する。一方、光検知用溝は収容溝14に達するまで形成されている。これにより、光取出し手段13である光検知用溝で分離されて漏洩する通信光の一部がPD素子16の受光面に入射しやすいようになっている。
また、本実施形態における光出力部材5としては、通信光が光ファイバ11c、11y間を伝送しているときに点灯し、伝送していないときに消灯するとともに、故障検知用光源7から入射された故障検知光が受光部材4にて受光された場合に点灯するものが好ましい。
(故障検知手段)
光検知部6には、光取出し手段13側へ故障検知光を出射させるための故障検知光発光部9(故障検知用光源7、作動手段8)と、光取出し手段側で反射した故障検知光を受光する受光部(受光部材4)と、を有する故障検知手段が設けられている。この故障検知光発光部9は、光取出し手段13側へ故障検知光を出射させるための故障検知用光源7と、この故障検知用光源7を作動させるための作動手段(スイッチ)8とを有しており、光検知回路を構成する回路基板15に設けられている。
故障検知用光源7は、受光部材4と並列に配置されており、また、光取出し手段(光検知用溝)13に対して光ファイバ2の長手方向にずれた位置において接合体3の外側表面に臨むように設けられている。故障検知用光源7は指向角が比較的大きいLEDからなるため、故障検知用光源7から接合体3へ入射される際に、フェルールからなる接合体3へ比較的広角度で拡散するようになっている。
ここで、通信光検知器1において通信光を検知する際の動作を簡単に述べる。
光伝送路(例えば、図1の光ファイバ11c、11y)によって不可視光からなる通信光が伝送されているとき、光伝送路によって伝送される通信光の一部が接合体3に形成された光取り出し手段(光検知用溝)13によって漏れ出し、漏れ出した通信光の一部(漏れ光)が受光部材4で受光される。受光部材4で受光された漏れ光が可視光に変換され、回路基板15を介して光出力部材5によって出力される。
一方、光伝送路によって通信光が伝送されていない状態であるときは、通信光が接合体3内の光ファイバ2を伝送しないので、通信光の漏れ光が受光部材4で受光されず、光出力部材5で可視光は出力されない。
受光部材4の不具合などで通信光検知器1が故障している、つまり、光検知部6を構成する受光部材4、光出力部5、あるいは回路基板15が故障しているときは、光伝送路によって通信光が伝送されている状態であっても、通信光の一部(漏れ光)が光出力部材5において可視光として出力されない。したがって、作業者は、通信光が伝送されていない状態なのか、通信光検知器1が故障しているのかが判断できないことになる。
これを判別するために、本実施形態では、通信光検知器1の主要部である接合体3へ積極的に故障検知光を入射させることにより、通信光検知器1自体が故障しているかどうかの確認を行う構成とした。
以下、本発明に係る通信光検知器1における故障検知の動作を説明する。
図3(a)〜(c)は、図1の通信光検知器の主要部において、故障検知手段を作動させたときの状態を示す縦断面図である。
図3(a)に示されるように、通信光検知器1自体の故障を調べるために、作業者は、通信光検知器1に設けられ、通信光検知器1の主要部である接合体3へ積極的に故障検知光を入射させるための故障検知用光源7を作動させるために、作動手段(スイッチ)8を押す。スイッチ8が押されると、故障検知用光源7が作動される、すなわち、故障検知用光源7が発光して、接合体3の光取出し手段13側へ故障検知光が入射される。
次に、図3(b)に示されるように、故障検知用光源7が発光して接合体3の光取出し手段13側へ入射された故障検知光は、フェルールからなる接合体3内を比較的広角度で拡散し、その一部は収容溝14の底面18まで入射し、この収容溝14の底面18で故障検知光の一部が受光部材4の方向へと反射される。
そして、図2(c)に示されるように、収容溝14の底面18で反射された故障検知光は、受光部材4に設けられたPD素子16の受光面に所望の角度で入射し、受光される。受光部材4にて受光された故障検知光は、回路基板15を介して光出力部材5において可視光として点灯(出力)される。
このような動作を行った状態において、故障検知光を入射したことによって光出力部材5が点灯(出力)した場合、作業者は、光出力部材5から出力される可視光によって受光部材4や光出力部材5などが故障していない、すなわち通信光検知器自体が故障していないと判断することができる。これにより、光伝送路を通信光が伝送していないことがわかる。
一方、故障検知光を入射しても光出力部材5が点灯(出力)しない場合、作業者は、受光部材4や光出力部材5などが故障している、すなわち通信光検知器自体が故障していると判断することができる。
なお、図3では、故障検知用光源7が発光して入射された故障検知光が、接合体3へ直進して収容溝14の底面18で反射し、直進して受光部材4に入射する状態を示したが、実際の故障検知光は、上記のように直進して受光部材4に到達する他に、散乱や複数回の反射など多様な経路を経て受光部材4に到達するものもある。
以上のように、本発明の通信光検知器1は、故障検知光を発光させる故障検知用光源7と、この故障検知用光源7を作動させるための作動手段(スイッチ)8を備えるので、スイッチ8を操作することで簡単に通信光検知器自体の故障の有無を判断することができる。これにより、作業者は、通信光検知器1自体が故障しているときに、通信光が伝送されている光伝送路に対して通信光が伝送されていない状態であると誤認することがなくなり、光コネクタを抜いてしまうなどの不具合が防止される。
故障検知用光源7としては、例えば、LEDは、各種のリモコン装置に利用されているものを適用することができ、その中でも赤外光領域の短波長側に発光域を有するものが安価で好適である。
次に、本発明の他の実施形態を説明する。
本発明では、図1、図2(a)、(b)で説明した接合体を、図2(c)に示したフェルールギャップ方式の接合体としてもよい。すなわち、互いに光ファイバ2a、2bが内蔵されている接合体3a、3bが、所定の長さの間隙213を隔てて配置されている。この構成においては、光ファイバ2を伝送する通信光の一部を取り出すための光取出し手段が接合体3a、3bの間の間隙213となり、この間隙213は、光ファイバ2a、2bのコアよりも屈折率が低くなる。この間隙213の内部は、真空であってもよいが、光ファイバ2a、2bのコアよりも屈折率が低い屈折率を有する樹脂が充填されていることが好ましい。この樹脂は、液状のものを使用しても良いし、熱硬化性や紫外線(UV)硬化性の樹脂、あるいは接着剤で、硬化後の屈折率が光ファイバ2a、2bのコアの屈折率よりも低いものを使用してもよい。また、接合体3a,3bは、その一端側を一括して覆うように固定するためのスリーブ19が設けられていることが好ましい。
図4は、本発明の変形例に係る通信光検知器の主要部の縦断面図である。
図4に示される通信光検知器41は、図1の通信光検知器1に切り欠き部20を追加形成したものである。すなわち、接合体3の故障検知用光源7に臨む位置に切り欠き部20が形成されている。
切り欠き部20は、側面視で断面が四角形に形成される。ここでは、切り欠き部20が収容溝14に直接隣接しており、切り欠き部20と収容溝14は境界なく空間が続く。切り欠き部20の底面(図4において光ファイバ2に平行な面を言う)18は、接合体3と空気との境界面であるため、光を反射しやすく、故障検知用光源7からの故障検知光を受光部材4に反射する反射面となっている。
また、図4の通信光検知器41は、故障検知用光源7に臨む位置に切り欠き部20があるため、故障検知用光源7で発光されて接合体3に入射した故障検知光は、切り欠き部20内の空間を伝搬し、その一部は切り欠き部20の底面18に所望の角度で入射する。故障検知光が切り欠き部20内の空間を伝搬すると共に、底面18で反射されるので、図1の通信光検知器に比べて、受光部材4に入射する故障検知光の光量を多くできる。受光部材4における受光光量を一定とするならば、故障検知用光源7で発光させる故障検知光の光量を少なくさせることができる。これによって、光ファイバ2へ漏れ込む故障検知光を低減させることができるため、光伝送路中の光パワーが漏れ込んだ故障検知光のために変動して通信障害となることが防止される。
図5は、本発明の変形例に係る通信光検知器の主要部の縦断面図である。
図5に示される通信光検知器51は、図1の通信光検知器において、接合体3の替わりに収容溝14が形成されていない接合体53を適用したものである。この変形例においては、光取出し手段513としての光検知用溝が光ファイバ2から接合体53の外表面までにわたり形成されている。また、受光部材4は、接合体53の外表面に接して配置され、PD素子16の受光面が光取出し手段513としての光検知用溝に正対するようになっている。なお、この通信光検知器51にも、図4と同様に切り欠き部520を形成してもよい。
図6は、本発明の変形例に係る通信光検知器の主要部の縦断面図である。
図6に示される通信光検知器61は、図1の通信光検知器において、接合体3の替わりに図2(c)で説明したフェルールギャップ方式の接合体を適用したものである。この場合、受光部材4はスリーブ19の外表面に接して配置され、PD素子16の受光面が光取出し手段としての間隙213に正対するように配置されている。また、この通信光検知器61にも、図4と同様に切り欠き部620を形成してもよい。
図7は、本発明の変形例に係る通信光検知器の主要部の縦断面図である。
図7に示される通信光検知器71は、図4の通信光検知器41において、故障検知用光源7と対向する位置の底面18上に反射部材21を設けたものである。反射部材21は、収容溝14から切り欠き部20へかけての底面18に金膜または多層膜フィルタを設けることにより形成される。
このような反射部材21を設けたことにより、故障検知用光源7から発光した故障検知光を効率よく受光部材4の方向へ導光させることができるとともに、故障検知用光源7で発光された故障検知光が接合体3内に設けられた光ファイバ2に進入するのを防止することができるため、光伝送路中の光パワーが故障検知光の進入することによって変動し、通信障害が発生するのを防止することができる。
図8は、本発明の変形例に係る通信光検知器の主要部の縦断面図である。
図8に示される通信光検知器81は、図4の通信光検知器41において、接合体3の回路基板15を設けた側(上面側)とは反対側(下面側)の外表面に反射部材21を設けたものである。図8の反射部材21は、図7と同様、故障検知用光源7から発光した故障検知用光を効率よく受光部材4の方向へ導光させることができる。
図9は、図4に示した通信光検知器の縦断面斜視図である。
図9に示される通信光検知器91は、図4に示した通信光検知器41の主要部の周囲に、主要部を保護するための外装22を設けたものである。接合体3には切り欠き部20と収容溝14が境界なく形成されており、受光部材4が収容溝14の底面に臨ませて配置され、故障検知用光源7は切り欠き部20に臨ませて配置されている。
1 通信光検知器
2 光ファイバ
3 接合体
4 受光部材
5 光出力部材
6 光検知部
7 故障検知用光源
8 作動手段(スイッチ)
9 故障検知光発光部
13 光取出し手段

Claims (6)

  1. 光伝送路同士を接続する部分に設けられて前記光伝送路によって伝送される通信光の一部を取り出すための光取出し手段と、
    前記光取出し手段によって取り出された前記通信光の一部を検知するための光検知部とを有する通信光検知器において、
    前記光検知部に、
    前記光取出し手段側へ故障検知光を出射させるための故障検知光発光部と、
    前記光取出し手段側で反射した前記故障検知光を受光する受光部と、
    を有する故障検知手段
    が設けられていることを特徴とする通信光検知器。
  2. 前記故障検知光発光部は、前記光取出し手段側へ前記故障検知光を出射させる発光故障検知用光源と、前記故障検知用光源を作動させる作動手段とを有することを特徴とする請求項1に記載の通信光検知器。
  3. 前記受光部は、前記故障検知光発光部からの前記故障検知光と、前記光取出し手段からの前記通信光の一部とをともに受光する共用受光部材であることを特徴とする請求項1又は2に記載の通信光検知器。
  4. 前記光取出し手段は、前記光伝送路と光結合する光ファイバが内蔵された接合体に設けられており、前記故障検知用光源は、前記接合体に臨むように設けられていることを特徴とする請求項2又は3に記載の通信光検知器。
  5. 前記接合体は、前記故障検知用光源に臨む位置に切り欠き部が形成されていることを特徴とする請求項4に記載の通信光検知器。
  6. 前記接合体は、前記故障検知光を前記受光部材へ反射させる反射部材が設けられていることを特徴とする請求項4又は5に記載の通信光検知器。
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