JP2015114421A - 光ファイバ切替装置及び光ファイバ切替方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光ファイバの切り替えの際に光ファイバにかかる負荷を低減する。【解決手段】光ファイバ切替装置１Ａは、光ファイバ心線Ｆ１の保持位置Ｐ２，Ｐ３をそれぞれ保持する光ファイバホルダ１２，１３と、光ファイバ心線Ｆ１の接触位置Ｐ１において光ファイバ心線Ｆ１と接触することにより光ファイバ心線Ｆ１に曲げを付与する曲げ支柱１１と、一端及び他端が光ファイバホルダ１２，１３にそれぞれ固定され、光ファイバ心線Ｆ１と並んで配置されており光ファイバ心線Ｆ１と共に曲げ支柱１１に接触して曲げが付与されるワイヤ１４とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、光ファイバ切替装置及び光ファイバ切替方法に関する。

非特許文献１には、光伝送路を切り替える技術が開示されている。この文献に記載された技術では、信号光を伝搬する光ファイバを短時間に強度限界まで曲げ、その曲げ部から出射した光を別の光ファイバに入射させることにより光伝送路を切り替えている。また、特許文献１には、信号光を伝搬する光ファイバに曲げを付与して信号光の一部を漏洩させ、その漏洩光の強度を検出して光ファイバの心線対照を行う装置が記載されている。

特許第３９０１８２３号公報

東裕司、「光ファイバ技術研究最前線」、ＮＴＴ技術ジャーナル、２０１３年２月、４２−４５頁

光通信ネットワークにおいて故障等の修理及び復旧を速やかに行うため、伝送路を構成する光ファイバの一部を別の光ファイバに短時間で切り替える技術（いわゆる短瞬断技術）がある。このような光ファイバ切替技術においては、光ファイバ内の信号光を十分な強度で取り出すために、光ファイバの強度限界付近の曲げが付与されることが望ましい。また、通信が遮断される時間をできるだけ短くする為に、光ファイバの曲げが高速で付与されることが望ましい。しかしながら、そのような曲げが高速で付与されると、光ファイバに過剰な負荷がかかり、光ファイバが破断してしまうおそれがある。

本発明は、光ファイバの切り替えの際に光ファイバにかかる負荷を低減することができる光ファイバ切替装置及び光ファイバ切替方法を提供することを目的とする。

本発明による光ファイバ切替装置は、（１）信号光を伝搬している第１の光ファイバに曲げを付与して第１の光ファイバの側面と第２の光ファイバの一端との間で信号光の授受を行わせることにより、信号光を伝搬する光ファイバを第２の光ファイバに切り替える装置であって、第１の光ファイバの第１の保持位置において第１の光ファイバを保持するとともに、第１の保持位置における第１の光ファイバの軸方向に沿って移動可能に設けられた第１の保持部と、第１の光ファイバの第２の保持位置において第１の光ファイバを保持するとともに、第２の保持位置における第１の光ファイバの軸方向に沿って移動可能に設けられた第２の保持部と、第１の保持位置と第２の保持位置との間に位置する第１の光ファイバの接触位置において第１の光ファイバと接触することにより第１の光ファイバに曲げを付与する曲げ付与部材と、一端及び他端が第１及び第２の保持部にそれぞれ固定され、第１の光ファイバと並んで配置されており第１の光ファイバと共に曲げ付与部材に接触して曲げが付与されるワイヤと、第１及び第２の保持部を接触位置から離れる向きにそれぞれ付勢し、ワイヤに張力を与える第１及び第２の張力付与部材と、第２の光ファイバの一端を第１の光ファイバの側面に光結合させる光結合構造とを備える。

また、本発明による光ファイバ切替方法は、（２）信号光を伝搬している第１の光ファイバに曲げを付与して第１の光ファイバの側面と第２の光ファイバの一端との間で信号光の授受を行わせることにより、信号光を伝搬する光ファイバを第２の光ファイバに切り替える方法であって、第１の光ファイバの第１及び第２の保持位置それぞれにおいて、第１の光ファイバの軸方向に沿って移動可能に設けられた第１及び第２の保持部それぞれによって第１の光ファイバを保持しながら、一端及び他端が第１及び第２の保持部にそれぞれ固定されたワイヤを張力を与えつつ第１の光ファイバと並べて配置する第１ステップと、第１の光ファイバの第１の保持位置と第２の保持位置との間に位置する接触位置において第１の光ファイバ及びワイヤに曲げ付与部材を接触させることにより、第１の光ファイバ及びワイヤに曲げを付与する第２ステップと、第１の光ファイバの側面と第２の光ファイバの一端との間で信号光の授受を行わせる第３ステップとを備える。

本発明による光ファイバ切替装置及び光ファイバ切替方法によれば、光ファイバの切り替えの際に光ファイバにかかる負荷を低減することができる。

図１は、第１実施形態による光ファイバ切替装置の概略的な構成を示す上面図であって、曲げを付与する前後の状態を表している。 図２は、第１実施形態による光ファイバ切替装置の概略的な構成を示す上面図であって、曲げを付与している状態を表している。 図３は、図１のIII−III線に沿った断面図であり、光ファイバ切替装置が備える光ファイバホルダ及びワイヤと、切替元である光ファイバ心線との位置関係を示している。 図４は、光ファイバホルダ１２，１３及び張力付与部材１５ａ，１５ｂの具体的な構成の一例を示す図である。 図５は、光ファイバの接触位置付近の、光ファイバの軸方向に垂直な断面を拡大して示す図である。 図６は、第１実施形態の光ファイバ切替装置の動作を説明するフローチャートである。

［本願発明の実施形態の説明］
最初に、本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。本願発明による光ファイバ切替装置は、（１）信号光を伝搬している第１の光ファイバに曲げを付与して第１の光ファイバの側面と第２の光ファイバの一端との間で信号光の授受を行わせることにより、信号光を伝搬する光ファイバを第２の光ファイバに切り替える装置であって、第１の光ファイバの第１の保持位置において第１の光ファイバを保持するとともに、第１の保持位置における第１の光ファイバの軸方向に沿って移動可能に設けられた第１の保持部と、第１の光ファイバの第２の保持位置において第１の光ファイバを保持するとともに、第２の保持位置における第１の光ファイバの軸方向に沿って移動可能に設けられた第２の保持部と、第１の保持位置と第２の保持位置との間に位置する第１の光ファイバの接触位置において第１の光ファイバと接触することにより第１の光ファイバに曲げを付与する曲げ付与部材と、一端及び他端が第１及び第２の保持部にそれぞれ固定され、第１の光ファイバと並んで配置されており第１の光ファイバと共に曲げ付与部材に接触して曲げが付与されるワイヤと、第１及び第２の保持部を接触位置から離れる向きにそれぞれ付勢し、ワイヤに張力を与える第１及び第２の張力付与部材と、第２の光ファイバの一端を第１の光ファイバの側面に光結合させる光結合構造とを備える。

また、本発明による光ファイバ切替方法は、（２）信号光を伝搬している第１の光ファイバに曲げを付与して第１の光ファイバの側面と第２の光ファイバの一端との間で信号光の授受を行わせることにより、信号光の伝送路を切り替える方法であって、第１の光ファイバの軸方向に沿って移動可能に設けられた第１及び第２の保持部それぞれにワイヤの一端及び他端それぞれを固定するとともに、ワイヤに張力を与える第１ステップと、第１の光ファイバをワイヤと並べて配置するとともに、第１の光ファイバの第１及び第２の保持位置それぞれを第１及び第２の保持部それぞれによって保持させる第２ステップと、第１の光ファイバの第１の保持位置と第２の保持位置との間に位置する接触位置において第１の光ファイバ及びワイヤに曲げ付与部材を接触させることにより、第１の光ファイバ及びワイヤに曲げを付与する第３ステップと、第１の光ファイバの側面と第２の光ファイバの一端との間で信号光の授受を行わせる第４ステップとを備える。

上記の光ファイバ切替装置及び切替方法では、切替対象である第１の光ファイバと並んでワイヤが配置される。このワイヤは、第１の光ファイバの軸方向の引張力から第１の光ファイバを保護することができる。すなわち、第１の光ファイバに曲げが付与される際には曲げ付与部材が高速で押し付けられるので、従来の切替装置及び切替方法では、第１の保持位置と第２の保持位置との間において、第１の光ファイバに急激な引張力が発生する。しかし、上記の光ファイバ切替装置及び切替方法では、第１の光ファイバと同時にワイヤにも曲げ付与部材が押し付けられる。このとき、ワイヤの張力によって、第１及び第２の保持部が接触位置に向けて引っ張られ、第１の光ファイバの軸方向に沿って移動する。これにより、第１の保持位置と第２の保持位置との間において第１の光ファイバに発生する引張力を低減することができる。このように、上記の光ファイバ切替装置及び切替方法によれば、光ファイバの切り替えの際に光ファイバにかかる負荷を低減することができる。

（３）上記の光ファイバ切替装置は、第１の光ファイバに曲げを付与している状態での曲げ付与部材の位置決めを行うガイド機構を更に備えるとよい。これにより、第１の光ファイバに曲げを付与している状態での曲げ付与部材の位置精度を高めることができるので、第１の光ファイバの側面と第２の光ファイバの一端との光結合効率を高めることができる。

（４）上記の光ファイバ切替装置は、曲げ付与部材を第１の光ファイバ及びワイヤに押し付ける駆動部を更に備え、駆動部は、曲げ付与部材と第１の光ファイバとの接触が開始されてから所定の曲げを付与し終わるまでの時間を１００ミリ秒以内とするとよい。上記の切替装置及び切替方法によれば、このような短時間の曲げ付与においても、光ファイバにかかる負荷を効果的に低減することができる。

（５）上記の光ファイバ切替装置では、曲げ付与部材が、第１の光ファイバの位置決めを行う第１のガイド溝を有するとよい。これにより、第１の光ファイバに所望の曲げを精度良く付与するとともに、第１の光ファイバの側面と第２の光ファイバの一端との光結合効率を高めることができる。

（６）上記の光ファイバ切替装置では、曲げ付与部材が、ワイヤの位置決めを行う第２のガイド溝を有するとよい。これにより、曲げ付与時におけるワイヤと第１の光ファイバとの接触を抑制することができる。

（７）上記の光ファイバ切替装置は、曲げ付与部材との間に第１の光ファイバ及びワイヤを挟む位置に配置され、第１の光ファイバが曲げ付与部材の表面に沿って湾曲するように第１の光ファイバを押さえるガイド部材を更に備え、曲げ付与部材とガイド部材との隙間が、第１の光ファイバの外径及びワイヤの外径よりも大きいとよい。これにより、第１の光ファイバの所望の曲げ径を精度良く実現することができる。

（８）上記の光ファイバ切替装置では、ワイヤの軸方向の弾性率が第１の光ファイバの軸方向の弾性率よりも大きいとよい。これにより、曲げ付与の際にワイヤが第１の光ファイバよりも長く伸びてしまうことを抑制し、光ファイバにかかる負荷をより効果的に低減することができる。

［本願発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態にかかる光ファイバ切替装置及び光ファイバ切替方法の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、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及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。以下の説明では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

（第１の実施の形態）
図１及び図２は、本実施形態による光ファイバ切替装置１Ａの概略的な構成を示す上面図である。また、図３は、図１のIII−III線に沿った断面図であり、光ファイバ切替装置１Ａが備える光ファイバホルダ１２，１３及びワイヤ１４と、切替元である光ファイバ心線Ｆ１との位置関係を示している。

本実施形態の光ファイバ切替装置１Ａは、信号光を伝搬している敷設済みの光ファイバ心線Ｆ１（第１の光ファイバ）に曲げを付与して光ファイバ心線Ｆ１の側面と光ファイバＦ２（第２の光ファイバ）の一端との間で信号光の授受を行わせることにより、信号光の伝送路を光ファイバＦ２に切り替える装置である。なお、図１は曲げを付与する前後の状態を表し、図２は曲げを付与している状態を表す。図１〜図３に示されるように、この光ファイバ切替装置１Ａは、主面１０ａを有するベース部材１０と、曲げ支柱１１と、光ファイバホルダ１２及び１３と、ワイヤ１４（図３にのみ図示）と、張力付与部材１５ａ及び１５ｂと、リニアモータテーブル１６と、受光部１７と、曲げガイド１８とを備えている。

図１及び図２に示される曲げ支柱１１は、本実施形態における曲げ付与部材である。曲げ支柱１１は、ベース部材１０の主面１０ａ上において、光ファイバ心線Ｆ１の軸方向と交差する方向（図中の矢印Ａ１）に移動可能に設けられている。曲げ支柱１１は、曲面を有しており、光ファイバ心線Ｆ１の接触位置Ｐ１において該曲面が光ファイバ心線Ｆ１と接触しつつ押し付けられることにより光ファイバ心線Ｆ１の接触位置Ｐ１に曲げを付与する。接触位置Ｐ１は、光ファイバ心線Ｆ１の軸方向において、後述する第１の保持位置Ｐ２と第２の保持位置Ｐ３との間に位置する。曲げ支柱１１の曲面は例えば円柱面である。光ファイバ心線Ｆ１の接触位置Ｐ１は、このような曲げ支柱１１の曲面に当接することにより、円弧状に変形する。このときの曲率半径は、曲げ支柱１１の曲面の半径により決定され、例えば１ｍｍ以上３ｍｍ以下である。また、曲げ角度は例えば３０°以上とすることで効率的に切替元である光ファイバ心線Ｆ１から光を漏洩させることができる。また、曲げ角度１２０°以下とすることで、切り替え時の光ファイバ心線Ｆ１の損傷を防止できる。このような曲げ支柱１１による光ファイバ心線Ｆ１の曲げによって、光ファイバ心線Ｆ１の側面と光ファイバＦ２とが光学的に結合される。すなわち、光ファイバ心線Ｆ１を伝搬する信号光が光ファイバ心線Ｆ１の側面から出射して光ファイバＦ２に入射し、また、光ファイバＦ２を伝搬する信号光が光ファイバＦ２から光ファイバ心線Ｆ１の側面に入射する。

光ファイバホルダ１２及び１３は、それぞれ本実施形態の第１及び第２の保持部である。光ファイバホルダ１２は、接触位置Ｐ１に対して光ファイバ心線Ｆ１の軸方向の一方の側に位置する第１の保持位置Ｐ２において、光ファイバ心線Ｆ１を把持（クランプ）することにより保持する。また、光ファイバホルダ１３は、接触位置Ｐ１に対して光ファイバ心線Ｆ１の軸方向の他方の側に位置する第２の保持位置Ｐ３において、光ファイバ心線Ｆ１を把持（クランプ）することにより保持する。光ファイバホルダ１２及び１３それぞれは、例えば互いに対向する面を有する一対の部材により光ファイバ心線Ｆ１の保持位置Ｐ２及びＰ３それぞれを挟持することによって好適に実現される。

また、光ファイバホルダ１２，１３それぞれは、ベース部材１０の主面１０ａ上において、保持位置Ｐ２，Ｐ３それぞれにおける光ファイバ心線Ｆ１の軸方向（図中の矢印Ａ２，Ａ３）に沿って移動可能なように、リニアガイド上に設けられている。これにより、光ファイバ心線Ｆ１に曲げが付与されたときに光ファイバホルダ１２，１３が保持位置Ｐ２，Ｐ３の移動にそれぞれ追従するので、光ファイバ心線Ｆ１に過剰な引張力が生じない。

図３に示されるように、ワイヤ１４は光ファイバ心線Ｆ１と並んで配置されており、光ファイバ心線Ｆ１の軸方向に沿って延びている。ワイヤ１４は、例えば金属から成る線状体である。ワイヤ１４の一端は光ファイバホルダ１２に固定されており、ワイヤ１４の他端は光ファイバホルダ１３に固定されている。また、曲げ支柱１１が光ファイバ心線Ｆ１に接触して曲げを付与する際、ワイヤ１４は、光ファイバ心線Ｆ１と共に曲げ支柱１１に接触する。これにより、ワイヤ１４にも曲げが付与される。このとき、ワイヤ１４の張力によって光ファイバホルダ１２，１３が接触位置Ｐ１に向けて引っ張られ、光ファイバホルダ１２，１３が移動する。光ファイバ心線Ｆ１に掛かる負荷を軽減するため、ワイヤ１４の構成材料及び外径は、ワイヤ１４の軸方向の弾性率が光ファイバ心線Ｆ１の軸方向の弾性率よりも大きくなるような材料及び外径であるとよい。一実施例では、ワイヤ１４の軸方向の弾性率は光ファイバ心線Ｆ１の軸方向の弾性率の１０倍以上である。

再び図１，図２を参照する。張力付与部材１５ａ，１５ｂは、光ファイバホルダ１２，１３を接触位置Ｐ１から離れる向きにそれぞれ付勢することにより、光ファイバ心線Ｆ１及びワイヤ１４に張力を与えるための部材である。張力付与部材１５ａ，１５ｂは、例えばバネ等の弾性部材によって好適に構成される。張力付与部材１５ａ，１５ｂそれぞれの各一端は光ファイバホルダ１２，１３それぞれに固定されており、他端はベース部材１０に固定されている。

図４は、光ファイバホルダ１２，１３及び張力付与部材１５ａ，１５ｂの具体的な構成の一例を示す図である。図４に示されるように、光ファイバホルダ１２，１３は台座２５，２６に対してそれぞれ固定されている。台座２５，２６は、光ファイバ心線Ｆ１の軸方向に延びておりベース部材１０に固定されたリニアガイド２７ａ，２７ｂにそれぞれ取り付けられることによって、ベース部材１０に対して光ファイバ心線Ｆ１の軸方向に移動可能となっている。また、台座２５，２６には支柱２８ａ，２８ｂがそれぞれ固定されている。更に、支柱２８ａに対する軸方向前方（曲げ支柱１１から離れる向き）において支柱２９ａがベース部材１０に固定されており、支柱２８ｂに対する軸方向後方（曲げ支柱１１から離れる向き）において支柱２９ｂがベース部材１０に固定されている。そして、支柱２８ａと支柱２９ａとの間には張力付与部材１５ａとしての弾性部材（例えばバネ）が架け渡されており、支柱２８ｂと支柱２９ｂとの間には張力付与部材１５ｂとしての弾性部材（例えばバネ）が架け渡されている。また、ワイヤ１４の一端は台座２５に固定されており、ワイヤ１４の他端は台座２６に固定されている。このような構成によって、接触位置Ｐ１から離れる方向への張力がワイヤ１４及び光ファイバ心線Ｆ１に付与されている。

再び図１，図２を参照する。リニアモータテーブル１６は、本実施形態における駆動部であり、ベース部材１０の主面１０ａ上に設けられている。リニアモータテーブル１６は、駆動バッテリ２０から電源供給を受け、曲げ支柱１１を光ファイバ心線Ｆ１の軸方向と交差する方向（図中の矢印Ａ１）に駆動することによって、光ファイバ心線Ｆ１及びワイヤ１４に曲げ支柱１１を押し付ける。なお、リニアモータテーブル１６は、コントローラ１９によって再現性良く制御される。本実施形態のリニアモータテーブル１６は、曲げ支柱１１と光ファイバ心線Ｆ１との接触が開始されてから、例えば１００ミリ秒以内、より好ましくは５０ミリ秒以内といった極めて短い時間内に、所定の曲げを付与し終わって停止するように構成されている。

受光部１７は、本実施形態の光結合構造であって、光ファイバＦ２の一端を光ファイバ心線Ｆ１の側面に光結合させる。受光部１７は、光ファイバＦ２に加えて、光ファイバ保持部１７ａ及び集光レンズ１７ｂを有する。光ファイバ保持部１７ａは、ベース部材１０に直接又は間接に固定されており、光ファイバＦ２の端部を保持する。集光レンズ１７ｂは、例えばＧＲＩＮレンズによって好適に構成される。集光レンズ１７ｂは、その一端面が光ファイバＦ２の端面と光学的に結合されており、他端面は、曲げが付与された状態での光ファイバ心線Ｆ１の側面と対向する位置に配置されている。これにより、光ファイバ心線Ｆ１の側面から出射された信号光は、集光レンズ１７ｂの他端面に入射して光ファイバＦ２へ導かれる。また、光ファイバＦ２から出射された信号光は、集光レンズ１７ｂの他端面から光ファイバ心線Ｆ１の側面に入射する。なお、受光部１７には、集光レンズ１７ｂの他端面の位置を調整するための可動機構が設けられてもよい。

曲げガイド１８は、本実施形態におけるガイド部材である。曲げガイド１８は、光ファイバ心線Ｆ１の接触位置Ｐ１及びその前後において、曲げ支柱１１との間に光ファイバ心線Ｆ１及びワイヤ１４を挟む位置に配置されている。曲げガイド１８は、曲げ支柱１１とは反対側から光ファイバ心線Ｆ１の接触位置Ｐ１の前後の部分と接触し、光ファイバ心線Ｆ１が曲げ支柱１１の表面に沿って湾曲するように、光ファイバ心線Ｆ１を押さえて支持する。但し、光ファイバ心線Ｆ１及びワイヤ１４に過剰な負荷がかかることを防ぐため、曲げ支柱１１と曲げガイド１８との隙間は、光ファイバ心線Ｆ１の外径及びワイヤ１４の外径よりも大きい。なお、本実施形態の曲げガイド１８には、受光部１７の集光レンズ１７ｂが配置されるための空隙１８ａが設けられている。

本実施形態の光ファイバ切替装置１Ａは、位置決めピン２３を更に備える。位置決めピン２３は、光ファイバ心線Ｆ１に曲げを付与している状態での曲げ支柱１１の位置決めを行うために設けられている。本実施形態では、位置決めピン２３は、曲げ支柱１１をリニアモータテーブル１６に固定するための部材２４に取り付けられており、光ファイバ心線Ｆ１及びワイヤ１４と対向する部材２４の表面から、曲げ支柱１１の移動方向Ａ１に沿って突出して設けられている。曲げガイド１８における位置決めピン２３と対向する位置には、位置決めピン２３と嵌合する孔１８ｂが形成されている。位置決めピン２３及び孔１８ｂは、本実施形態におけるガイド機構である。光ファイバ心線Ｆ１に曲げが付与される際、位置決めピン２３が孔１８ｂによって案内されることにより、曲げ支柱１１の位置（特に、光ファイバ心線Ｆ１の軸方向及び曲げ支柱１１の移動方向Ａ１の双方と直交する方向の位置）が精度良く決定される。

図５は、光ファイバ心線Ｆ１の接触位置Ｐ１付近の、光ファイバ心線Ｆ１の軸方向に垂直な断面を拡大して示す図である。図５に示されるように、本実施形態の曲げ支柱１１の曲面には、Ｖ字状断面を有する二本のガイド溝１１ａ，１１ｂが形成されている。ガイド溝１１ａは、本実施形態における第１のガイド溝である。ガイド溝１１ａは、光ファイバ心線Ｆ１の軸方向に沿って延びており、光ファイバ心線Ｆ１を収容して光ファイバ心線Ｆ１の位置決めを行う。また、ガイド溝１１ｂは、本実施形態における第２のガイド溝である。ガイド溝１１ｂは、ガイド溝１１ａと略平行に延びており、ワイヤ１４を収容してワイヤ１４の位置決めを行う。なお、前述した張力付与部材１５ａ，１５ｂによって付与される張力は、光ファイバ心線Ｆ１及びワイヤ１４それぞれがガイド溝１１ａ及び１１ｂそれぞれから外れないように作用する。

図６は、本実施形態の光ファイバ切替装置１Ａの動作を説明するフローチャートである。以下、図６を参照しながら、光ファイバ切替装置１Ａの動作とともに、本実施形態による光ファイバ切替方法について説明する。なお、この光ファイバ切替方法は、信号光を伝搬している光ファイバ心線Ｆ１に曲げを付与して光ファイバ心線Ｆ１の側面と光ファイバＦ２の一端との間で信号光の授受を行わせることにより、信号光の伝送路を切り替える方法である。

まず、第１ステップとして、光ファイバホルダ１２，１３それぞれにワイヤ１４の一端及び他端それぞれを固定するとともに、ワイヤ１４に張力を与える（ステップＳ１１）。本実施形態では、ワイヤ１４に張力は張力付与部材１５ａ，１５ｂによって与えられる。なお、このとき、ワイヤ１４を曲げ支柱１１のガイド溝１１ｂに沿わせておくとよい。

次に、第２ステップとして、光ファイバ心線Ｆ１をワイヤ１４と並べて配置するとともに、光ファイバ心線Ｆ１の保持位置Ｐ２，Ｐ３それぞれを光ファイバホルダ１２，１３それぞれによって保持させる（ステップＳ１２）。なお、一例では、このステップＳ１２は作業者によって行われる。また、このとき、光ファイバ心線Ｆ１を曲げ支柱１１のガイド溝１１ａに沿わせておくとよい。

続いて、第３ステップとして、リニアモータテーブル１６を動作させ、光ファイバ心線Ｆ１の保持位置Ｐ２と保持位置Ｐ３との間に位置する接触位置Ｐ１において、光ファイバ心線Ｆ１に曲げ支柱１１を接触させることにより、光ファイバ心線Ｆ１に曲げを付与する。また、このとき、曲げ支柱１１をワイヤ１４にも接触させることにより、ワイヤ１４にも曲げを付与する（ステップＳ１３）。このとき、曲げ支柱１１は曲げガイド１８の直前の所定位置まで移動する。

最後に、第４ステップとして、光ファイバ心線Ｆ１の側面と光ファイバＦ２の一端との間で信号光の授受を行わせることにより、信号光の伝送路を光ファイバＦ２に切り替える（ステップＳ１４）。以上のステップＳ１１〜Ｓ１４により、伝送路の切り替えが完了する。

以上の構成を備える本実施形態の光ファイバ切替装置１Ａ及び切替方法によって得られる効果について説明する。本実施形態の光ファイバ切替装置１Ａ及び切替方法では、切替対象である光ファイバ心線Ｆ１と並んでワイヤ１４が配置される。このワイヤ１４は、光ファイバ心線Ｆ１の軸方向の引張力から光ファイバ心線Ｆ１を保護することができる。すなわち、光ファイバ心線Ｆ１に曲げが付与される際には曲げ支柱１１が高速で押し付けられるので、従来の切替装置及び切替方法では、保持位置Ｐ２と保持位置Ｐ３との間において、光ファイバ心線Ｆ１に急激な引張力が発生する。しかし、本実施形態では、光ファイバ心線Ｆ１と同時にワイヤ１４にも曲げ支柱１１が押し付けられる。このとき、ワイヤ１４の張力によって、光ファイバホルダ１２，１３が接触位置Ｐ１に向けて引っ張られ、光ファイバ心線Ｆ１の軸方向に沿って移動する。これにより、保持位置Ｐ２と保持位置Ｐ３との間において光ファイバ心線Ｆ１に発生する引張力を低減することができる。このように、本実施形態の光ファイバ切替装置１Ａ及び切替方法によれば、伝送路の切り替えの際に光ファイバ心線Ｆ１にかかる負荷を低減することができる。

そして、本実施形態の光ファイバ切替装置１Ａ及び切替方法によれば、短時間で光伝送路を切り替えて通信を継続しつつ、切替元の光伝送路において適宜の工事を行い、完了後は工事先の光伝送路に再び切り替えることによって、通信を瞬断することなく工事することが可能となる。

また、本実施形態のように、光ファイバ切替装置１Ａは、光ファイバ心線Ｆ１に曲げを付与している状態での曲げ支柱１１の位置決めを行うガイド機構（位置決めピン２３及び孔１８ｂ）を更に備えるとよい。これにより、光ファイバ心線Ｆ１に曲げを付与している状態での曲げ支柱１１の位置精度を高めることができるので、光ファイバ心線Ｆ１の側面と、集光レンズ１７ｂを介した光ファイバＦ２の一端との光結合効率を高めることができる。

また、本実施形態のように、光ファイバ切替装置１Ａは、曲げ支柱１１を光ファイバ心線Ｆ１及びワイヤ１４に押し付けるリニアモータテーブル１６を更に備え、リニアモータテーブル１６は、曲げ支柱１１と光ファイバ心線Ｆ１との接触が開始されてから所定の曲げを付与し終わるまでの時間を１００ミリ秒以内とするとよい。本実施形態の光ファイバ切替装置１Ａ及び切替方法によれば、このような極めて短時間の曲げ付与においても、光ファイバ心線Ｆ１にかかる負荷を効果的に低減することができる。従って、極めて短時間の間に伝送路の切り替えを安全に行うことができる。

また、本実施形態のように、曲げ支柱１１が、光ファイバ心線Ｆ１の位置決めを行うガイド溝１１ａを有するとよい。これにより、光ファイバ心線Ｆ１に所望の曲げを精度良く付与するとともに、光ファイバ心線Ｆ１を精度良く位置決めして、光ファイバ心線Ｆ１の側面と光ファイバＦ２の一端との光結合効率を高めることができる。

また、本実施形態のように、曲げ支柱１１が、ワイヤ１４の位置決めを行うガイド溝１１ｂを有するとよい。これにより、曲げ付与時におけるワイヤ１４と光ファイバ心線Ｆ１との接触を抑制し、光ファイバ心線Ｆ１の損傷や破断を防ぐことができる。

また、本実施形態のように、曲げ支柱１１と曲げガイド１８との隙間が、光ファイバ心線Ｆ１の外径及びワイヤ１４の外径よりも大きいとよい。これにより、光ファイバ心線Ｆ１の所望の曲げ径を精度良く実現することができる。

また、本実施形態のように、ワイヤ１４の軸方向の弾性率が光ファイバ心線Ｆ１の軸方向の弾性率よりも大きいとよい。これにより、曲げ付与の際にワイヤ１４が光ファイバ心線Ｆ１よりも長く伸びてしまうことを抑制し、光ファイバ心線Ｆ１にかかる負荷をより効果的に低減することができる。

本発明による光ファイバ切替装置及び切替方法は、上述した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記第１及び第２実施形態では、光ファイバ心線Ｆ１に曲げを付与している状態での曲げ支柱１１の位置決めを行うガイド機構として位置決めピン及び位置決めピンに嵌合する孔が設けられているが、このようなガイド機構が設けられない場合であっても、上記各実施形態の効果を好適に奏することができる。

１Ａ…光ファイバ切替装置、１０…ベース部材、１１…曲げ支柱、１１ａ，１１ｂ…ガイド溝、１２…光ファイバホルダ（第１の保持部）、１３…光ファイバホルダ（第２の保持部）、１４…ワイヤ、１５ａ，１５ｂ…張力付与部材、１６…リニアモータテーブル、１７…受光部、１８…曲げガイド、１９…コントローラ、２０…駆動バッテリ、２３…位置決めピン、Ａ１…移動方向、Ｆ１…光ファイバ心線（第１の光ファイバ）、Ｆ２…光ファイバ（第２の光ファイバ）。

Claims (8)

1. 信号光を伝搬している第１の光ファイバに曲げを付与して前記第１の光ファイバの側面と第２の光ファイバの一端との間で前記信号光の授受を行わせることにより、前記信号光の伝送路を前記第２の光ファイバに切り替える装置であって、
   前記第１の光ファイバの第１の保持位置において前記第１の光ファイバを保持するとともに、前記第１の保持位置における前記第１の光ファイバの軸方向に沿って移動可能に設けられた第１の保持部と、
   前記第１の光ファイバの第２の保持位置において前記第１の光ファイバを保持するとともに、前記第２の保持位置における前記第１の光ファイバの軸方向に沿って移動可能に設けられた第２の保持部と、
   前記第１の保持位置と前記第２の保持位置との間に位置する前記第１の光ファイバの接触位置において前記第１の光ファイバと接触することにより前記第１の光ファイバに曲げを付与する曲げ付与部材と、
   一端及び他端が前記第１及び第２の保持部にそれぞれ固定され、前記第１の光ファイバと並んで配置されており前記第１の光ファイバと共に前記曲げ付与部材に接触して曲げが付与されるワイヤと、
   前記第１及び第２の保持部を前記接触位置から離れる向きにそれぞれ付勢し、前記ワイヤに張力を与える第１及び第２の張力付与部材と、
   前記第２の光ファイバの前記一端を前記第１の光ファイバの側面に光結合させる光結合構造と
   を備える、光ファイバ切替装置。
2. 前記第１の光ファイバに曲げを付与している状態での前記曲げ付与部材の位置決めを行うガイド機構を更に備える、請求項１に記載の光ファイバ切替装置。
3. 前記曲げ付与部材を前記第１の光ファイバ及び前記ワイヤに押し付ける駆動部を更に備え、
   前記駆動部は、前記曲げ付与部材と前記第１の光ファイバとの接触が開始されてから所定の曲げを付与し終わるまでの時間を１００ミリ秒以内とする、請求項１又は２に記載の光ファイバ切替装置。
4. 前記曲げ付与部材が、前記第１の光ファイバの位置決めを行う第１のガイド溝を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光ファイバ切替装置。
5. 前記曲げ付与部材が、前記ワイヤの位置決めを行う第２のガイド溝を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光ファイバ切替装置。
6. 前記曲げ付与部材との間に前記第１の光ファイバ及び前記ワイヤを挟む位置に配置され、前記第１の光ファイバが前記曲げ付与部材の表面に沿って湾曲するように前記第１の光ファイバを押さえるガイド部材を更に備え、
   前記曲げ付与部材と前記ガイド部材との隙間が、前記第１の光ファイバの外径及び前記ワイヤの外径よりも大きい、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光ファイバ切替装置。
7. 前記ワイヤの軸方向の弾性率が前記第１の光ファイバの軸方向の弾性率よりも大きい、請求項１〜６のいずれか一項に記載の光ファイバ切替装置。
8. 信号光を伝搬している第１の光ファイバに曲げを付与して前記第１の光ファイバの側面と第２の光ファイバの一端との間で前記信号光の授受を行わせることにより、前記信号光の伝送路を切り替える方法であって、
   前記第１の光ファイバの軸方向に沿って移動可能に設けられた第１及び第２の保持部それぞれにワイヤの一端及び他端それぞれを固定するとともに、ワイヤに張力を与える第１ステップと、
   前記第１の光ファイバを前記ワイヤと並べて配置するとともに、前記第１の光ファイバの第１及び第２の保持位置それぞれを前記第１及び第２の保持部それぞれによって保持させる第２ステップと、
   前記第１の光ファイバの前記第１の保持位置と前記第２の保持位置との間に位置する接触位置において前記第１の光ファイバ及び前記ワイヤに曲げ付与部材を接触させることにより、前記第１の光ファイバ及び前記ワイヤに曲げを付与する第３ステップと、
   前記第１の光ファイバの側面と前記第２の光ファイバの前記一端との間で前記信号光の授受を行わせる第４ステップと
   を備える、光ファイバ切替方法。

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