JP2015528927A - 後方互換性マルチコア光ファイバ - Google Patents

Abstract

【課題】シングルモード又はマルチモードタイプの従来型シングルコア光ファイバに対して後方互換性を有するような寸法を持つマルチコア光ファイバの提供。【解決課題】１つの実施形態では、中心コアは、３μｍから９μｍ、５０μｍ、又は６２．５μｍの直径を有する。このようなマルチコア光ファイバは、ＬＣ、ＳＣ、ＳＴのようなコネクタ、又はＭＴＰ／ＭＰＯコネクタのようなアレイコネクタを含むコネクタにて使用され得る。マルチコア光ファイバは、ファイバ光コネクタが、光ファイバの中心コアのみの使用により従来の伝送をサポートし続けることを可能にする。しかも、ファイバ光ネットワークが、サポートされている従来の伝送から光ファイバ内のマルチコアを使用する並行伝送へ後日アップグレードすることを可能にする。【選択図】図６

Description

本発明は、光ファイバ及び接続するハードウェアに関する。特に、本発明は、ファイバ中心が整列したときにシングルコア光ファイバに対して後方互換性を有するような寸法を持つマルチコア光ファイバに関する。

従来、マルチコア光ファイバが知られている。例えば、米国特許第５，７３４，７７３、６，１５４，５９４号明細書、及び、米国特許出願公開第２０１１／０２２９０８５、２０１１／０２２９０８６、２０１１／０２７４３９８号明細書を参照。各明細書は、参照により本出願に組み込まれる。このようなマルチコア光ファイバは、マルチコア光ファイバの各コア用に、独立したチャネル又はコアを有するコネクタに接続される。

米国特許出願公開第２０１１／０２７４３９８号明細書の背景技術において、図１及び図２に示されるように、マルチコア光ファイバ１８０は、典型的に、共通のクラッド１８４内に中心コア１８１と複数の衛星コア１８２とを有する。衛星コア１８２は、中心コア１８１の周囲に対称的に正六角形１８３の頂点に配置される。

各コア１８１、１８２は同じ直径を示す。中央コア１８１及び各衛星コア１８２は、図２の距離Ａとして表したように、約２６マイクロメートル（μｍ）の直径を有する。隣り合う衛星コア１８２に係る中心間距離は、図２の距離Ｂとして表したように、約３９μｍである。各コア１８１、１８２は、ある装置への特定の信号の通信のためのコネクタが備える通信チャネルに接続される。若しくは、コネクタの反対側の端部に更にケーブルが接続される。

シングルコア光ファイバは従来技術にて公知である。図３は、略６２．５μｍの直径Ｃを有し、中心に配置されたコア１３を有する従来型のシングルコア光ファイバ１１を示す。コア１３及び周囲のクラッドは共にマルチモードファイバとして機能してもよい。

図４は、略５０μｍの直径Ｄを有し、中心に配置されたコア２３を有する従来型のシングルコア光ファイバ２１を示している。コア２３及び周囲のクラッドは共にマルチモードファイバとして機能してもよい。

図５は、３μｍから９μｍの範囲の固定値の直径Ｅを有し、中心に配置されたコア３３を有する従来型のシングルコア光ファイバ３１を示している。コア３３及び周囲のクラッドは共にシングルモードファイバとして機能してもよい。例えば、約８５０ｎｍの波長を送信している典型的なシングルモードファイバ３１は、約３μｍから約５μｍまでの直径Ｅのコアを有する。約１３１０ｎｍの波長を送信している従来型のシングルモードファイバ３１は、約８μｍから約９μｍまでの直径Ｅのコアを有する。

米国特許第５，７３４，７７３号明細書 米国特許第６，１５４，５９４号明細書 米国特許出願公開第２０１１／０２２９０８５号明細書 米国特許出願公開第２０１１／０２２９０８６号明細書 米国特許出願公開第２０１１／０２７４３９８号明細書

出願人は、シングルモード又はマルチモードの従来型シングルコア光ファイバに対して後方互換性を有するような寸法を持ったマルチコア光ファイバを発明した。このような光ファイバは、ファイバ光通信を、ファイバ撚り線の中心コアを使用している従来の送信のサポートから、ファイバ撚り線内のマルチコアを介して空間分割多重送信を使用する並行送信へアップグレードすることが可能となる。

出願人は、一部の顧客がファイバ光ケーブルからマルチコアケーブルへのアップグレードを望むかもしれないが、マルチコアポートを利用するアップグレードされた装置の購入の準備はできていないと理解してきた。したがって、顧客は、シングルコアファイバを容認するためのシングルコアポートを有する既存の装置を継続して使用することを好む一方で、システム全体の将来の拡張／ 強化へ向けた第一歩を踏み出すためにマルチコアファイバ光ケーブルには投資するかもしれない。

出願人は、既存の従来型シングルコア光ファイバ及び関連するコネクタに対して後方互換性を有するマルチコア光ファイバを発明した。マルチコア光ファイバが従来のシングルコアシステムに接続される場合、マルチコア光ファイバの周辺又は衛星コアは「暗い」、すなわち使用されないかもしれない。

本発明は、以下の詳細な説明からより完全に理解されるであろう。例示のためのみに与えられる添付の図面は、それゆえ、本発明の制限を示すものではない。

従来技術に係るマルチコア光ファイバの端面図である。 従来技術に係るコアの大きさ及び間隔を示す図１のマルチコア光ファイバの端面図である。 従来技術の第１形態に係るシングルコア光ファイバの端部の斜視図である。 従来技術の第２形態に係るシングルコア光ファイバの端部の斜視図である。 従来技術の第３形態に係るシングルコア光ファイバの端部の斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係るマルチコア光ファイバの端部の斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係るマルチコア光ファイバの端部の斜視図である。 本発明の第３の実施形態に係るマルチコア光ファイバの端部の斜視図である。 本発明の第４の実施形態に係るマルチコア光ファイバの端部の斜視図である。 図６−９のマルチコア光ファイバの１つを保持する本発明に係るＬＣファイバ光コネクタの斜視図である。 図６−９のマルチコア光ファイバの１つ又は複数を保持する本発明に係るＭＴＰ／ＭＰＯファイバ光コネクタの斜視図である。

以下、本発明の実施形態が示される添付の図面を参照し、本発明をより全体的に説明する。しかしながら、本発明は多くの異なる形態で実施することができ、本明細書で説明する実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、この開示が全体的かつ完全となり、しかも当業者に本発明の範囲を全体的に伝えるために、これらの実施形態は提供される。

全体を通して同様の符号は同様の要素を参照する。図面において、特定の線の太さ、層、部品、要素、又は特徴は、明確化のために誇張されることがある。特に断らない限り、破線は付随的な特徴又は動作を表す。

本明細書で使用される用語は、特定の実施形態のみを説明するためのものであり、本発明を限定することを意図するものではない。別段の定義がない限り、本明細書で使用される全ての用語（技術用語及び科学用語を含む）は、本発明が属する技術分野の当業者によって共通に理解されるものと同じ意味を有する。用語は、一般に使用されている辞書で定義される用語のように、本明細書及び関連技術の文脈における用語と一致する意味を有すると解釈すべきであり、本明細書で明確に定義されていない限り、理想化又は過度に形式的に解釈されるべきでない。簡潔化及び／又は明確化のために、周知の機能又は構造は詳細に説明されない場合がある。

本明細書で用いられる場合、単数形の「１つの（a）」、「１つの（an）」及び「その（the）」は、文脈が別段に明示しない限り、複数の指示対象を含むことを意味する。更に、本明細書で用いられる場合、用語の「備える（comprises）」及び／又は「備える（comprising）」は、述べられた特徴、完全体、工程、動作、要素、及び／又は部材の存在を特定し、１又は複数の特徴、完全体、工程、動作、要素、部材、及び／又はそれらの集合の存在又は付加を排除しないと理解されるべきである。用語の「及び／又は（and/or）」は、列挙された関連項目の１又は複数のあらゆる組み合わせを含む。本明細書で使用される場合、「ＸとＹとの間（between X and Y）」及び「約ＸとＹとの間（between about X and Y）」のような語句は、Ｘ及びＹを含むと解釈されるべきである。本明細書で使用される場合、「約ＸとＹとの間（between about X and Y）」のような語句は、「約Ｘと約Ｙとの間（between about X and about Y）」を意味する。本明細書で使用される場合、「約ＸからＹまでの（from about X to Y）」のような語句は、「約Ｘから約Ｙまでの（from about X to about Y）」を意味する。

ある要素が、他の要素に対して、「上にある（on）」、「取り付けられる（attached）」、「接続される（connected）」、「結合される（coupled）」、「接触している（contacting）」等の状態を言及している場合、直接的に他の要素の上にある、直接的に他の要素に取り付けられ、接続され、結合され、接触している状態であってもよく、介在する要素が存在してもよいと理解すべきである。反対に、ある要素が、他の要素に対して、例えば、「 直接的に上に（directly on）」、「直接的に取り付けられる（directly attached）」、「直接的に接続される（directly connected）」、「直接的に結合される（directly coupled）」、「直接的に接触している（directly contacting）」等の状態を言及している場合、介在する要素は存在しないと理解すべきである。また、他の特徴に「隣接して（adjacent）」配置される構造又は特徴は、隣接している特徴に重なる部分又は下にある部分を有するものであってもよいことは当業者によって理解されるであろう。

「下（under）」「下（below）」、「上（over）」、「上（upper）」、「横（lateral）」、「左（left）」、「右（right）」などの空間的に相対的な用語は、図に示すように、１つの要素又は特徴の他の要素又は特徴に対する関係を表すことを、本明細書において説明を容易にするために使用され得る。空間的に相対的な用語は、図面に示された方向に加えて、使用時または動作時における装置の互いに異なる方向を含む用語として理解される。例えば、図面中の装置が反転される場合、他の要素又は特徴の「下（under）」又は「下（beneath）」として記載された要素は、他の要素又は特徴の「上（over）」に向けられることになり得る。装置は他の方法により方向（９０度回転した方向または他の方向）を変えてもよく、本明細書で使用される相対的な空間上の関係を示す用語は適宜解釈される。

図６は本発明の第１の実施形態に係るマルチコア光ファイバ１１１の端部の斜視図である。第１光学コア１１３は中央に配置され、約６２．５μｍの直径Ｃを有する。８個の他の衛星光学コア１１５−１、１１５−２、１１５−３、１１５−４、１１５−５、１１５−６、１１５−７、及び１１５−８は、全ての光学コア１１３、１１５−１、１１５−２、１１５−３、１１５−４、１１５−５、１１５−６、１１５−７、及び１１５−８がクラッド１１７により囲まれた状態にて、第１光学コア１１３の周囲に対称的に配置される。各衛星光学コア１１５−１、１１５−２、１１５−３、１１５−４、１１５−５、１１５−６、１１５−７、及び１１５−８は、約２５μｍの直径を有する。更に、約３９μｍの中心−中心間の間隔は、隣合う衛星光学コア１１５−１、１１５−２、１１５−３、１１５−４、１１５−５、１１５−６、１１５−７、及び１１５−８間に存在する。８個の光学コア１１５−１、１１５−２、１１５−３、１１５−４、１１５−５、１１５−６、１１５−７及び１１５−８が示されているが、４個、５個、６個、７個、９個、又は１０個のように、より多い又はより少ない衛星光学コアが第１光学コア１１３の周囲に配置されてもよい。また、配置は必ずしも対称的である必要はない。

中央に配置された第１光学コア１１３は、図３に示した従来技術におけるマルチモードファイバ１１の従来型シングルコア１３と同じ直径Ｃ（すなわち６２．５μｍ）を有する。したがって、本発明のマルチコア光ファイバ１１１は、光学コア１１３及び１３の中心を位置合わせすることにより、従来型シングルコアファイバ１１に接続されてもよい。このようなシステムは、中央に配置された第１光学コア１１３のみを伝送のために使用し、その一方で、周囲に配置された衛星光学コア１１５−１、１１５−２、１１５−３、１１５−４、１１５−５、１１５−６、１１５−７、及び１１５−８は、暗い又は未使用のままであり、例えば、後日のシステムアップグレードの際にマルチコアファイバ１１１がマルチチャネルデバイスに接続される場合の将来的な使用のために残される。

図７は本発明の第２の実施形態に係るマルチコア光ファイバ１２１の端部の斜視図である。第１光学コア１２３は中央に配置され、約５０μｍの直径Ｄを有する。７個の他の衛星光学コア１２５−１、１２５−２、１２５−３、１２５−４、１２５−５、１２５−６、及び１２５−７は、全ての光学コア１２３、１２５−１、１２５−２、１２５−３、１２５−４、１２５−５、１２５−６、及び１２５−７がクラッド１２７により囲まれた状態にて、第１光学コア１２３の周囲に対称的に配置される。各衛星光学コア１２５−１、１２５−２、１２５−３、１２５−４、１２５−５、１２５−６、及び１２５−７は、約２５μｍの直径を有する。更に、約３９μｍの中心−中心間の間隔は、隣合う衛星光学コア１２５−１、１２５−２、１２５−３、１２５−４、１２５−５、１２５−６、及び１２５−７間に存在する。７つの衛星光学コア１２５−１、１２５−２、１２５−３、１２５−４、１２５−５、１２５−６、及び１２５−７が示されているが、４個、５個、６個、８個、９個、又は１０個のように、より多い又はより少ない衛星光学コアが第１光学コア１２３の周囲に配置されてもよい。また、配置は必ずしも対称的である必要はない。

中央に配置された第１光学コア１２３は、図４に示した従来技術におけるマルチモードファイバ２１の従来型シングルコア２３と同じ直径Ｄ（すなわち５０μｍ）を有する。したがって、本発明のマルチコア光ファイバ１２１は、光学コア１２３及び２３の中心を位置合わせすることにより、従来型シングルコアファイバ２１に接続されてもよい。このようなシステムは、中央に配置された第１光学コア１２３のみを伝送のために使用し、その一方で、周囲に配置された衛星光学コア１２５−１、１２５−２、１２５−３、１２５−４、１２５−５、１２５−６、及び１２５−７は、暗い又は未使用のままであり、例えば、後日のシステムアップグレードの際にマルチコアファイバ１２１がマルチチャネルデバイスに接続される場合の将来的な使用のために残される。

図８は本発明の第３の実施形態に係るマルチコア光ファイバ１３１の端部の斜視図である。第１光学コア１３３は中央に配置され、約３μｍから９μｍの決まった直径Ｅを有する。８個の他の衛星光学コア１３５−１、１３５−２、１３５−３、１３５−４、１３５−５、１３５−６、１３５−７、及び１３５−８は、全ての光学コア１３３、１３５−１、１３５−２、１３５−３、１３５−４、１３５−５、１３５−６、１３５−７、及び１３５−８がクラッド１３７により囲まれた状態にて、第１光学コア１３３の周囲に対称的に配置される。各衛星光学コア１３５−１、１３５−２、１３５−３、１３５−４、１３５−５、１３５−６、１３５−７、及び１３５−８は、第１光学コア１３３と同様の直径（例えば、約３μｍから９μｍの決まった直径）を有する。更に、隣り合う衛星光学コア１３５−１、１３５−２、１３５−３、１３５−４、１３５−５、１３５−６、１３５−７、及び１３５−８間には、約３０μｍから３９μｍの中心間距離が存在する。８個の衛星光学コア１３５−１、１３５−２、１３５−３、１３５−４、１３５−５、１３５−６、１３５−７、及び１３５−８が示されているが、４個、５個、６個、７個、９個、又は１０個のように、より多い又はより少ない衛星光学コアが第１光学コア１３３の周囲に配置されてもよい。また、配置は必ずしも対称的である必要はない。

中央に配置された第１光学コア１３３は、図５に示した従来技術におけるシングルモードファイバ３１の従来型シングルコア３３と同じ、整合している直径（例えば、約３μｍから９μｍの決まった直径）を有する。したがって、本発明のマルチコア光ファイバ１３１は、光学コア１３３及び３３の中心が位置合わせされることにより、従来型シングルコアファイバ３１に接続されてもよい。このようなシステムは、中央に配置された第１光学コア１３３のみを伝送のために使用し、その一方で、周囲に配置された衛星光学コア１３５−１、１３５−２、１３５−３、１３５−４、１３５−５、１３５−６、１３５−７、及び１３５−８は、暗い又は未使用のままであり、例えば、後日のシステムアップグレードの際にマルチコアファイバ１３１がマルチチャネルデバイスに接続される場合の将来的な使用のために残される。

図９は本発明の第４の実施形態に係るマルチコア光ファイバ１４１の端部の斜視図である。第１光学コア１４３は中央に配置され、約５０μｍの決まった直径Ｄを有する。８個の他の衛星光学コア１４５−１、１４５−２、１４５−３、１４５−４、１４５−５、１４５−６、１４５−７、及び１４５−８は、全ての光学コア１４３、１４５−１、１４５−２、１４５−３、１４５−４、１４５−５、１４５−６、１４５−７、及び１４５−８がクラッド１４７により囲まれた状態にて、第１光学コア１４３の周囲に対称的に配置される。各衛星光学コア１４５−１、１４５−２、１４５−３、１４５−４、１４５−５、１４５−６、１４５−７、及び１４５−８は、従来型シングルモード光ファイバと同様の直径（例えば、約３μｍから９μｍの決まった直径）を有する。更に、隣合う光学コア１４５−１、１４５−２、１４５−３、１４５−４、１４５−５、１４５−６、１４５−７、及び１４５−８の間には、約３９μｍの中心間距離が存在する。８個の衛星光学コア１４５−１、１４５−２、１４５−３、１４５−４、１４５−５、１４５−６、１４５−７、及び１４５−８が示されているが、４個、５個、６個、７個、９個、又は１０個のように、より多い又はより少ない衛星光学コアが第１光学コア１４３の周囲に配置されてもよい。また、配置は必ずしも対称的である必要はない。

中央に配置された第１光学コア１４３は、図４に示した従来技術におけるマルチモードファイバ２１の従来型シングルコア２３と同じ、整合している直径Ｄ（すなわち、約５０μｍ）を有する。したがって、本発明のマルチコア光ファイバ１４１は、光学コア１４３及び２３の中心が位置合わせされることにより、従来型シングルコアファイバ２１に接続されてもよい。このようなシステムは、中央に配置された第１光学コア１４３のみを伝送のために使用することができ、その一方で、周囲に配置された衛星光学コア１４５−１、１４５−２、１４５−３、１４５−４、１４５−５、１４５−６、１４５−７、及び１４５−８は、暗い又は未使用のままであり、例えば、後日のシステムアップグレードの際にマルチコアファイバ１４１がマルチチャネルデバイスに接続される場合の将来的な使用のために残される。

図１０はＬＣコネクタ２０１のようなシングルチャネルコネクタを示している。ＬＣコネクタ２０１は、マルチコア光ファイバ１１１、１２１、１３１、又は１４１のうちの１つに取り付けられ、装置が備えるポートへの接続のためのマルチコア光ファイバ１１１、１２１、１３１、又は１４１の終端１００を示す。ＬＣコネクタ２０１内での配置は、装置のポート内において、第１光学コア１１３、１２３、１３３、又は１４３は、従来型シングルコアファイバ１１、２１、３１、又は２２夫々のシングルコア１３、２３、３３、又は２３夫々と軸方向に一列に並ぶような配置となる。

図１１はＭＴＰ／ＭＰＯコネクタ３０１のようなアレイコネクタを示している。ＭＴＰ／ＭＰＯコネクタ３０１は、マルチコア光ファイバ１１１、１２１、１３１、又は１４１の少なくとも１つに取り付けられ、装置が備えるポートへの接続のためのマルチコア光ファイバ１１１、１２１、１３１、又は１４１の終端１００を示す。ＭＴＰ／ＭＰＯコネクタ３０１内での配置は、装置のポート内において、従来型シングルコアファイバ１１、２１、３１、又は２１夫々のシングルコア１３、２３、３３、又は２３夫々と軸方向に一列に並ぶような配置となる。

本発明は、上記のように説明され、多くの方法で変更し得ることは明らかであろう。そのような多様性は、本発明の精神および範囲から逸脱するものと見なされるべきではなく、全てのそのような変形が以下の特許請求の範囲内に含まれる得ることは、当業者にとって明らかである。

Claims (15)

1. 中央に配置される第１光学コアと、
   該第１光学コアの周囲に配置される複数の他の光学コアと、
   マルチコア光ファイバを形成するために前記第１光学コア及び前記複数の他の光学コアを囲んでいるクラッドと
   を備え、
   前記第１光学コアは、従来型シングルコア光ファイバのコア径に対応する直径を有する装置。
2. 前記第１光学コアの直径は、約５０μｍ又は約６２．５μｍである請求項１に記載の装置。
3. 前記第１光学コアの直径は、約３μｍから約９μｍまでの範囲の固定値である請求項１に記載の装置。
4. 前記複数の他の光学コアは、前記第１の光学コアの周囲に対称的に配置される少なくとも４つの光学コアを含む請求項１に記載の装置。
5. 前記複数の他の光学コアは、それぞれが約２５μｍの直径、又はそれぞれが約３μｍから約９μｍまでの範囲の固定値の直径を有する請求項１に記載の装置。
6. 前記マルチコア光ファイバに取り付けられるシングルチャネルコネクタ
   を更に備え、
   前記第１光学コアは、前記シングルチャネルコネクタが従来型シングルコアファイバに接続される場合、従来型シングルコア光ファイバのコアと軸方向に一列に並ぶことになり、
   前記複数の他の光学コアは使用されない
   請求項１に記載の装置。
7. 前記コネクタは、ＬＣ、ＳＣ、又はＳＴコネクタである請求項６に記載の装置。
8. 前記マルチコア光ファイバに取り付けられるアレイコネクタ
   を更に備え、
   前記第１光学コアは、前記マルチコア光ファイバを有する前記アレイコネクタの１つのチャネルが従来型シングルコアファイバに接続される場合、従来型シングルコアファイバのコアと軸方向に一例に並ぶことになり、
   前記複数の他の光学コアは使用されない
   請求項１に記載の装置。
9. 前記アレイコネクタは、ＭＴＰ／ＭＰＯコネクタである請求項８に記載の装置。
10. 第１光学コアと、
    該第１光学コアの周囲に配置される複数の他の光学コアと、
    マルチコア光ファイバを形成するために前記第１光学コア及び複数の他の光学コアを囲んでいるクラッドと
    を備え、
    前記第１光学コアは、５０μｍ若しくは６２．５μｍの直径、又は約３μｍから約９μｍまでの範囲の固定値の直径を有する装置。
11. 前記複数の他の光学コアは、前記第１光学コアの周囲に対称的に配置される少なくとも４つの衛星光学コアを含み、
    前記第１光学コアは、前記マルチコア光ファイバ内で中央に位置する請求項１０に記載の装置。
12. 前記少なくとも４つの衛星光学コアは夫々約２５μｍの直径、又は夫々約３μｍから９μｍまでの範囲の固定値の直径を有する請求項１１に記載の装置。
13. 前記マルチコア光ファイバに取り付けられるシングルチャネルコネクタ
    を更に備え、
    前記第１光学コアは、前記シングルチャネルコネクタが従来型シングルコアファイバに接続される場合、従来型シングルコアファイバのコアと軸方向に一列に並ぶことになり、
    前記複数の他の光学コアは使用されない
    請求項１１に記載の装置。
14. 前記マルチコア光ファイバに取り付けられるアレイコネクタ
    を更に備え、
    前記第１光学コアは、前記マルチコア光ファイバを有する前記アレイコネクタの１つのチャネルが従来型シングルコアファイバに接続される場合、従来型シングルコアファイバのコアと軸方向に一列に並ぶことになり、
    前記複数の他の光学コアは使用されない
    請求項１１に記載の装置。
15. 中央に配置される第１光学コアと、
    前記第１光学コアの周囲に配置される複数の他の光学コアと、
    マルチコア光ファイバを形成するために前記第１光学コア及び前記複数の他の光学コアを囲んでいるクラッドと、
    前記マルチコア光ファイバに取り付けられるコネクタと
    を備え、
    前記第１光学コアは、前記コネクタがシングルコアファイバに存在するポートに接続される場合、前記シングルコアファイバのコアと軸方向に一列に並ぶことになる装置。

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