JP3145396B2 - 光相互接続ネットワーク - Google Patents

光相互接続ネットワーク

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JP3145396B2 JP50318490A JP50318490A JP3145396B2 JP 3145396 B2 JP3145396 B2 JP 3145396B2 JP 50318490 A JP50318490 A JP 50318490A JP 50318490 A JP50318490 A JP 50318490A JP 3145396 B2 JP3145396 B2 JP 3145396B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、光相互接続ネットワーク（１つ以上の受信
機ステーションに１つ以上の送信機ステーションを光学
的に相互接続するための）に関する。
［従来の技術］ 光技術は、例えば10,000個の送信機がそれぞれ10,000
個の受信機の任意の１つに独立的に接続可能であること
が必要とされる大きい相互接続システムが要求される領
域内において将来的な遠隔通信およびコンピュータスイ
ッチングシステムにおいて大きい役割を果たすことがで
きる。こおにょうな大きいシステムは現在光スイッチン
グシステムとして商業的に実用されているものは存在な
い。さらに、現在生成されることができる小さいシステ
ムは一般に容易に拡張し難く、新しい送信機または受信
機がネットワークに付加される必要がある。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、比較的大きいシステムとして構成さ
れ、容易に拡張が可能な光相互接続ネットワークを提供
することである。
［課題を解決するための手段］ 本発明によると、光相互接続ネットワークは、基体と
この基体上に並んで配置された複数の光導波体を有して
いる光信号バスと、光信号バスの光導波体と取外し可能
に結合される少なくとも１つの光導波体を支持している
コネクタモジュールとを具備し、光信号バスの各光導波
体はそれぞれ側面の一部に形成されている平面部分が光
信号バスの基体の表面と実質的に共通の平面に位置する
ように前記基体によって支持され、コネクタモジュール
はコネクタモジュール基体と、コネクタモジュールの長
手方向に沿ってコネクタモジュール基体に支持され、側
面の一部に平面部分を有する光導波体とを備え、この光
導波体はその側面の平面部分がコネクタモジュール基体
の表面と実質的に共通の平面に位置するように基体に支
持され、さらに、コネクタモジュールの導波体とバスの
導波体との間に結合が形成されるように対面関係で前記
信号バスに前記コネクタモジュールを取外し可能に結合
する手段を具備していることを特徴とする。
コネクタモジュールは、必要に応じて所定の光バスの
光導波体との間で光結合を行う。本発明による光相互接
続ネットワークは光バス中の所定の光導波体結に合され
るように付加的なコネクタモジュールを配置することに
よって容易に拡張することができる。
空間的な多重化は信号光バスに付加的な導波体を設け
ることによって容易に行うことができ、受信機モジュー
ルは適切な導波体から多重化選択するための手段を具備
している。
階級において使用される種々の多重化のチャンネルの
割当ては各モジュールに対して専用すなわち固定される
か、或は要求ベースで割当て可能である。
相互接続ネットワークは多重化の階級の１つとして波
長多重化を使用する。これは、例えばレーザ等の固定ま
たは可同調光放射源を各送信機モジュールに設けるか、
或は異なる波長の光源にそれぞれ結合可能な少なくとも
２つの基準光導波体の基準光バスを設けることによって
達成されることができ、各送信機モジュールは基準光バ
スの少なくとも１つの導波体に結合可能である。本発明
は波長、空間およびその他の多重化システムの階級が使
用され、このような多重化システムの任意の１つを個々
に使用する現在可能なものより大きい相互接続ネットワ
ークが形成されることを可能にし、バスに光学的にイン
ターフェイスするモジュールの使用は階級的な多重化と
共に容易に拡張可能なネットワークを提供する。
本発明の実施例は、以下添付図面を参照して説明され
るが、これは単なる例示であって本発明の技術的範囲を
限定するものではない。
図１は本発明を含むことができるネットワークの概略
図である。
図２は受信機モジュールがコヒーレントなホモダイン
光復調器を使用する本発明を含むことができる第２のネ
ットワークの概略図である。
図３は受信機モジュールがコヒーレントなヘテロダイ
ン光復調器を使用する本発明を含むことができる第３の
ネットワークの概略図である。
図４は本発明による光バスおよびモジュールの斜視図
である。
図１を参照すると、相互接続ネットワーク２は基準発
生器８として集合的に示された異なる波長λ１乃至λｍ
の各光源にそれぞれ結合されたｍ個の光導波体R1乃至Rm
の基準光信号バス４と、Ｎ個の光導波体S1乃至SNの信号
バス10とを有している。簡明にするために、この特定の
実施例のネットワークに接続可能なＭ×Ｍまで可能な送
信機モジュールの１つの送信機モジュールTi12およびＭ
×Ｍまで可能な受信機モジュールの１つの受信機モジュ
ール14だけが示されている。
光信号バス４および10に関して配置された送信機モジ
ュール12は、入力および出力光導波体としてバス４およ
び10の所定の導波体にそれぞれ一時的に結合された第１
および第２の群の導波体16および18を有する。入力導波
体16の群の各導波体は光信号バス４の光導波体Riの１つ
に結合され、その結合された入力導波体の各導波体から
の光信号は基準セレクタスイッチ20に光学的に結合さ
れ、そこで選択された光信号は光変調器22に結合され
る。変調器22は送信される入力チャンネルからの情報信
号により基準セレクタスイッチ20から結合される搬送信
号λｉを変調する。変調器22の出力はコネクタスイッチ
24によって導波体18の群の選択された１つの導波体に結
合され、したがって選択された１つの導波体Siに結合さ
れる。
受信機モジュール14は信号バス10の所定の光導波体と
それぞれ結合される１群の光導波体26と、送信機12のセ
レクタスイッチ20と同様のN:1のセレクタスイッチ28と
周波数選択光フィルタ30とを備え、復調器29に信号バス
10の所定の光導波体Siからの光信号が選択的に結合され
る。
以下、バス４および10の導光波体と入力および出力光
導波体群16、18および26を結合する手段の一例を詳細に
説明する。
本発明のこの実施例のバス構造は、受信機モジュール
14にアクセス可能な方法で送信機モジュール12から光信
号を伝送するメッセージ伝送バスを信号バス10が形成
し、基準光信号バス４が所定の送信機モジュール12によ
って選択されることができる搬送信号の光周波数の所定
範囲のものを提供する。相互接続路はメッセージ情報に
よって得られたキャリアを変調するセレクタスイッチ20
によって搬送信号の１つの波長を選択し、変調器22で変
調された光信号はその後コネクタスイッチ24によって選
択された信号バス10の導波体Siに接続する。
したがって、信号バス10の各光導波体SiはＭ個の波長
の波長多重化された光信号を伝送することが可能であ
り、各送信機は波長λｉおよび波長Sjの特有の組合せと
関連する。
受信機は、信号セレクタスイッチ28を介して適切な導
波体Sjに接続され、周波数選択フィルタ30によって光復
調器に要求された波長λｉだけを選択することによって
受信される情報信号を選択することができる。
多重化技術の階級を使用する原理は、例えば送信の時
間コーティング、送信のコーディング等を使用すること
によって拡大されることができる。したがって、例えば
それぞれ100個のチャンネルのディメンションを持つ変
調器22への情報信号の時間ドメイン多重化と組合せて空
間、周波数の３層階級（図１の構造で例示されているよ
うな）は106の相互接続を提供する。したがって、各多
重化技術の多重化累乗のこの乗算は任意の１技術だけか
ら得られるものよりかなり大きい相互接続能力を提供す
る。
バス４および10に対して送信機および受信機モジュー
ルを取外し可能に結合する能力は、１つの付加的な多重
化がネットワークの相互接続能力をさらに高めるように
階級として付加されることができる。また、バス４およ
び10に入力および出力光導波体16および18の各光導波体
を結合するコネクタモジュールがその位置から取外され
て、必要に応じて光バス上の異なる位置に移動され、ま
た送信機および受信機モジュールに対して新しくコネク
タモジュールを付加することによってネットワークの成
長を可能にする。したがって、例えば一度Ｎ×Ｍ個の送
信機および受信機がネットワークに接続されると、Ｐ倍
の時間スロットチャンネルの導入がＮ×Ｍ×Ｐ個の送信
機および受信機までネットワークを拡張することを可能
にする。
送信機モジュール12および14は独立的に専用のチャン
ネルを取付けられることができる。すなわち選択および
接続のためのコネクタモジュールの使用により各バスの
１つの予め定められた導波体に変調器（送信機モジュー
ル12の場合）あるいは復調器（受信機モジュール14の場
合）を結合し、この場合に導波体16、18および26のグル
ープはセレクタまたはコネクタスイッチを必要とせずに
１つの導波体だけを含んでいてもよく、或はそれらは送
信機および受信機に送信および受信用の波長および空間
チャンネル組合せの選択を可能にする図１に示された構
造であってもよい。
その代りの手段として、送信機モジュールは基準バス
４を使用しないで、そのような光搬送波信号の供給を不
要にするように例えばレーザのような固定または可同調
光源を備えていてもよい。２つ以上の非空間階級が使用
された場合、信号バスは１つの導波体だけを有している
ことが必要であり、各送信機および受信機モジュールは
一時的にそれに排他的に結合される。空間多重化、すな
わち信号光バス中の２つ以上の導波体の場合、モジュー
ルは上記の波長多重化と同様にして専用にされるか、ま
たは割当てられることができる。モジュールが専用にさ
れた場合、信号コネクタはまたは信号セレクタスイッチ
は除去されてもよく、モジュールの光導波体は、バスと
一緒に配置された場合にそれが信号光バスの要求される
導波体に結合されるように配置される。
図２を参照すると、図１の受信機モジュール14におけ
る波長選択フィルタ30を使用する代わりにコヒーレント
なホモダイン検波によって行われることを除いては図１
と同様の構成の相互接続ネットワーク32が示されてい
る。これは、多重化から復元されるべき波長チャンネル
に対応するコヒーレントな復調器36の図２の上部に示さ
れている基準導波体Riの１つと選択的に結合する付加的
なセレクタスイッチ34によって達成される。
ヘテロダイン検波は、図３に示されているように図２
のネットワークの基準発生器と受信機モジュール14との
間に周波数シフタ38を配置することによって同様にして
達成されることができる。
以下、図４および図５を参照して導波体16、18および
26の群の光導波体をバス4,10の光導波体に相互結合する
方法を説明する。バスは側面の一部が平面であるＤ形状
の断面を有する光ファイバ“Ｄ型ファイバ”を使用して
製造された。このファイバを製造するには、ます、一側
がコアに対して近接するように通常の光ファイバのプレ
フォームの一側を切取ったプレフォームが形成される。
次に、このプレフォームを使用してファイバに線引きす
ると、これはコア48に近接した側面に平面46を持つ長く
連続したファイバがを生成する（符号44によって１つだ
けに関して図４に示されている）。この特定の実施例に
おいて、コアは平面から約0.5μｍの距離に位置してい
る。
３つのＤ型ファイバ40、42および44はそれらの中心が
250μｍ離されて、ポリマー基体50中に30mm押込まれて
モールドされて配置される。モールドは、Ｄ型ファイバ
の平面が共通平面において正確に整列することが確実に
行われるように加熱された光学面に対して押し付けられ
る。劈開されて切断された標準的な単一モードの光ファ
イバに溶融スプライスされたファイバ40、42および44
は、次に波長1.3μｍの半導体レーザのテールに対して
スプライス接続された（図示せず）。第２の基体が製造
され（図示せず）、この場合には基体のＤ型ファイバは
光パワーメータにそれらを結合するように単一モードテ
ールの一端でスプライス接続された。
２個の光導波体基体50（図示せず）はレーザに結合さ
れてパワーを伝送する光バス４の機能を実行した。第３
の光導波体基体50は単一の信号バス導波体として動作す
るが、結合特性を測定するためにレーザに結合された。
モジュール結合器の１つとして動作する第２の基体が第
１のものに0.5mmだけ重ねて位置された。コアの近接関
係によってそれらの間において一時的な（エバネセン
ト）結合が行われ、光パワーの少量の部分がファイババ
スから第２の基体の対応した導波体中に分岐されること
が可能であることか確認された。
基体50のフォトマイクログラフはＤ型ファイバが0.5
μｍの高さおよび85μｍの広さのリッジとして現れるこ
とを示し、残りのファイバ直径はファイバを把持し、全
体的な基体レベルに傾斜するポリマー“イヤー”によっ
て消去された。ファイバの平面の最上点は250μｍ±20
μｍの空間により100nmの正確さの範囲内でウェルに対
する平面を占有する。
ファイバ間のパワー分割率は以下の表に示されてお
り、プライム符号の付いた数字は第２の基体上の等価な
ファイバを示す。
ファイバ 40 42 44 40′ −37dB ＜−78dB ＜−78dB 42′ ＜−78dB −39dB ＜−78dB 44′ ＜−78dB ＜−78dB −35dB 望ましくないファイバ対間の混信は−78dBの測定限界
より下であった。したがって、望ましくない信号に対す
る望ましい信号の比率は各タッピング点で少なくとも43
dBであった。
光信号バスおよびコネクタ基体の公差の詳細な処理方
法は、それぞれ250μｍおよび１゜の横方向および角度
的な誤整列、0.75μｍのファイバ高の変動または1.3乃
至1.5μｍの波長変化のこの設計に関して、それぞれ3dB
より小さい出力パワーの変化があることを示す。これら
のパラメータは全て実現可能な技術限界内において良好
であり、ここにおいて達成されている。より臨界的なパ
ラメータは２つの有効ディメンションにおけるコネクタ
の“ロッキング”である。しかしながら、Ｄ型ファイバ
面によって形成された平面の近接公差（＜100nm）を利
用することによって、コネクタが光信号バスに接触する
ようなこれらの平面の自然接触は必要とされる公差内に
おいて良好である。バスに沿ったコンタクトの位置は重
要ではない。したがって、多数のコネクタはその長さに
沿ってバスに接続されることができる。
各コネクタモジュールの基体は原理的にＤ型ファイバ
バス上で数mmの高さの空間を取る。Ｄ型ファイバの光損
失は1dB/mより下である。したがって、この幾何学形状
を拡張し、既に達成された物理的公差を維持することに
よって非常に多数の通信端子を相互接続することができ
る光分配バスがこの光技術を使用して形成されることは
理解されることができるであろう。
図５を参照すると、光相互接続ネットワークはサーモ
プラスチック基体64中に埋設された１つの光信号Ｄ型フ
ァイバ62を有する光ファイババス60の一部分を示す。フ
ァイバ62の一部分は、そのＤ型ファイバ62の平面との接
触を妨げるためにスロット66およびチャンネル68を有す
る壁構造65内に存在する。
サーモプラスチック基体74中に埋設されたＤ型光ファ
イバ72を含むコネクタモジュール70は壁構造65に押込ま
れて結合されるように成形される。構造65中に押込まれ
たとき、ファイバ72および62は結合を可能にする位置に
保持される。ファイバ72は必要に応じてスロット66を通
って受信機または送信機まで延在する。
コネクタモジュール70は壁構造65からコネクタモジュ
ール70を除去することを容易にするためにハンドルを設
けられることもできる。
フロントページの続き (72)発明者 キャシデー、ステファン・アンソニー イギリス国、アイピー４・３エヌユー、 サフォーク、イプスウイッチ、ハンバ ー・ドウシー・レーン 79 (72)発明者 ヒーリー、ペーター イギリス国、アイピー４・４アールキュ ー、サフォーク、イプスウイッチ、ノー ベリー・ロード 31 (56)参考文献 特開 昭62−159929（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−115413（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−44546（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−137458（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭58−57724（ＪＰ，Ｂ２) 特表 昭60−501780（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 6/28 G02B 6/30 G02B 6/36 H04B 10/00 - 10/28 H04J 14/00 - 14/08

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】基体と、この基体上に並んで配置された複
    数の光導波体を有している光信号バスと、 前記バスの光導波体と取外し可能に結合される少なくと
    も１つの光導波体を支持している少なくとも１つのコネ
    クタモジュールとを具備し、 前記光信号バスの各光導波体はそれぞれ側面の一部に形
    成されている平面部分が光信号バスの気体の表面と実質
    的に共通の平面に位置するように前記基体によって支持
    され、 前記コネクタモジュールはコネクタモジュール基体と、
    コネクタモジュールの長手方向に沿って前記コネクタモ
    ジュール基体に支持され、側面の一部に平面部分を有す
    る光導波体とを備え、この光導波体はその側面の平面部
    分がコネクタモジュール基体の表面と実質的に共通の平
    面に位置するように基体に支持され、 さらに、コネクタモジュールの導波体と光信号バスの導
    波体との間に結合が形成されるように対面関係で前記光
    信号バスに前記コネクタモジュールを取外し可能に結合
    する手段を具備していることを特徴とする光相互接続ネ
    ットワーク。
  2. 【請求項２】取外し可能な結合手段は、２つの基体の各
    光導波体がモジュールの長手にわたって互いに関して整
    列されるように、一方の基体の各サイドエッジの位置を
    定めるように構成された他方の基体の垂直な案内壁を含
    んでいる請求項１記載のネットワーク。
  3. 【請求項３】取外し可能な結合手段は、プラグイン結合
    である請求項１または２記載のネットワーク。
  4. 【請求項４】光導波体はＤ型ファイバで構成されている
    請求項.1,2または３記載のネットワーク。
  5. 【請求項５】前記コネクタモジュールは、光信号バスに
    おける各導波体に１つづつ結合するように位置された複
    数の導波体を有している請求項１乃至４のいずれか１項
    記載のネットワーク。
  6. 【請求項６】さらに、光信号送信手段と、 送信手段が光信号バスの導波体の選択された１つに結合
    されることができる第１の送信機選択手段とを具備して
    いる請求項５記載のネットワーク。
  7. 【請求項７】さらに、異なる波長の光源にそれぞれ結合
    された２以上の基準光導波体を含む基準光バスを具備
    し、前記コネクタモジュールは基準導波体の予め定めら
    れた１つに結合するように位置された前記コネクタモジ
    ュールの導波体と、前記基準導波体から結合された光信
    号を変調する手段とを有している請求項６記載のネット
    ワーク。
  8. 【請求項８】前記コネクタモジュールは基準導波体のそ
    れぞれに結合するように位置された複数のコネクタモジ
    ュール導波体と、第２の送信機選択手段とを具備し、そ
    れによって送信手段が基準導波体の選択された１つに結
    合可能である請求項７記載のネットワーク。
  9. 【請求項９】側面の一部にそれぞれ平面部分が形成され
    ている複数の光導波体をその側面の平面部分が基体の表
    面と実質的に共通の平面に位置するように支持している
    基体を有する光信号バスを設け、 側面の一部に平面部分を有する少なくとも１つの光導波
    体を長手方向に沿って支持しているコネクタモジュール
    基体を備えている少なくとも１つのコネクタモジュール
    を形成し、 コネクタモジュールの導波体とバスの導波体との間に結
    合が形成されるように対面関係で信号バスにコネクタモ
    ジュールを取外し可能に結合することを特徴とする光相
    互接続方法。
  10. 【請求項１０】取外し可能な結合手段は、光信号バスと
    コネクタモジュールの両者の基体の各導波体がコネクタ
    モジュールの長手にわたって互いに関して整列されるよ
    うに、一方の基体の各サイトエッンの位置を定めるよう
    に構成された他方の基体の垂直な案内壁を含んでいる請
    求項９記載の方法。
  11. 【請求項１１】案内壁は光信号バスとコネクタモジュー
    ルの両者の基体における導波体の方向にほぼ平行に延在
    する第１の対の対向した壁と、第１の対に対して横断方
    向の第２の対の対向した壁とを含んでいる請求項10記載
    の方法。
  12. 【請求項１２】信号バス上の複数の導波体が第１の複数
    の空間的に多重化された信号チャンネルを提供し、付加
    的なチャンネルは前記空間的に多重化された各チャンネ
    ルに沿って送信された信号を独立して多重化することに
    よって行われる請求項9,10,11のいずれか１項記載の方
    法。
JP50318490A 1989-02-08 1990-02-05 光相互接続ネットワーク Expired - Lifetime JP3145396B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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