JP3844991B2 - 光配線接続構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は一般に光通信装置に係り、特に高速、大容量の信号伝送を必要とする情報・通信系の装置内において使われる信号、データ伝送系の光配線接続構造に関する。
【0002】
光通信技術は高速なデータ送信が可能なことから、基幹通信システムのような長距離伝送で広く使われている。特に、WDM(波長多重変調)と呼ばれる単一の光ファイバに複数の波長で異なった情報を同時に送信する技術が開発されており、大容量の情報伝送が実現されている。
【0003】
基幹通信システムの中継基地局では、WDMで送られてくる情報を個々の波長のチャネル成分に分離し、それぞれのチャネル成分の行先をスイッチで切換て、行先ごとに、複数のチャネル成分をふたたび単一の光ファイバに合波することが行われている。このような切換を行うには、任意のチャネル成分の行先を自在に切換ることができなければなければならない。すなわち、Nチャネルの入力をNチャネルの出力に交換出力するクロスコネクト機能が必要とされる。
【0004】
将来的には、WDM技術の進歩に鑑み、100を超えるチャネル成分が単一の光ファイバで送られてくると予想されている。このため、クロスコネクト機能には、1000チャネル以上を処理する能力が求められている。
【0005】
【従来の技術】
このような、多チャネル光クロスコネクト機能は、例えば図1のような多段光スイッチにより実現されると考えられる。
【0006】
図1を参照するに、それぞれ一のWDM信号からデマルチプレクシングされたチャネル1〜Mの光信号成分を搬送する一群の光ファイバCH1〜CHMよりなる光ファイバ束411が、各々他のWDM信号からデマルチプレクシングされた光信号成分を搬送する光ファイバ群よりなる、他の同様な光ファイバ束412〜41Nと共に、光クロスコネクト部43Aにおいてクロスコネクトされる。前記光ファイバ束411〜41Nの各々は、対応する光コネクタスイッチ421〜42Nを有しており、前記光クロスコネクト部43Aでは、前記光コネクタ421〜42Nが、出力側の光コネクタスイッチ441〜44Nとクロスコネクトされる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
図1の構成では、前記出力側光コネクタスイッチ441〜44Nは、次段の光クロスコネクト部43Bにより次段の出力側光コネクタスイッチ451〜45Nに接続され、各々の光コネクタ451〜45Nからは、出力側の光ファイバ461〜46Nが出射する。
【0008】
このような光クロスコネクト部43A,43Bは、最も単純には、特開平06−31910号公報に記載されているように、多数の単心の光ファイバを使うことにより実現することもできるが、このような構成では、各チャンネル分の光ファイバおよび光コネクタを収納するためだけでも、非常に大きなスペースが必要になってしまう。
【0009】
これに対し、特開平11−178018号公報には前段の光コネクタスイッチを搭載した基板と後段の光コネクタスイッチを搭載した基板とを直交させた構造が開示されている。このように、前段の基板と後段の基板とを直交させることにより、光クロスコネクト部43A,43Bにおける光ファイバの引きまわしが単純化される。しかし、かかる光接続構造においても、基本的に1本1本の光ファイバを接続する必要があり、作業量が多く、接続ミスが誘発されすい。
【0010】
また、特開平10−243424号公報には、N層のM芯光ファイバシートよりなる2次元ファイバアレイとM層のN芯光ファイバシートよりなる2次元ファイバアレイとを直交接合することで交差させる技術が開示されている。かかる構成によれば、交差構造をコンパクトに実現できるが、結合損失を回避するためには、光ファイバの芯間ピッチに正確に対応するピッチで積層する必要がある。しかし、ような構成は製作が困難である。
【0011】
さらに、光ファイバ素線を任意の配線に敷設して樹脂などによりシート状に固化させたファイバシート技術を使用する方法もある。かかる構成によれば、光ファイバに保護皮膜がない分、コンパクトにまとめることができる。しかし、図1から明らかなように、交差構造の中央部分に光ファイバが集中し積み重なってしまう。光ファイバには許容最小曲げ半径が仕様により定められているが、このような構成では、光ファイバの積み重なりにより生じる縦方向の曲げ半径の制御が困難である。このため、特性を保証することができない。
【0012】
そこで、本発明は上記の課題を解決した新規で有用な光接続構造を提供することを概括的課題とする。
【0013】
本発明のより具体的な課題は、コンパクトで、信頼性が高く、製造が容易な光接続構造を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
【0015】
本発明は上記の課題を、第1の端部と第2の端部とを有する第1基板と、前記第1基板中を、各々前記第1の端部から前記第2の端部まで連続的に延在する複数の第1貫通孔とよりなる第1の光配線接続部と、第3の端部と第4の端部とを有し、前記第3の端部が前記第1基板の前記第2の端部と結合するように配設された第2基板と、前記第2基板中を、各々前記第3の端部から前記第4の端部まで連続的に延在する複数の第2貫通孔とよりなる第2の光配線接続部と、前記複数の第1貫通孔の各々に、前記第1の端部から第2の端部まで延在し、さらに前記第1貫通孔に対応する第2貫通孔中を前記第3の端部から前記第4の端部まで連続して延在するように設けられた光配線と、前記第1基板の各々に対応して設けられ、前記第1の端部から延出する光ファイバが接続された第1の光コネクタと、前記第2基板の各々に対応して設けられ、前記第4の端部から延出する光ファイバが接続された第2の光コネクタとよりなり、前記第2基板は、基板面が前記複数の第1基板の各々の基板面と直交するように配設され、前記第2基板は、前記複数の第2貫通孔の各々が、前記第3の端部において、前記第2の端部に露出されている前記複数の第1貫通孔の一つと対応するように設けられ、前記第 2 の基板に設けられた第2の光コネクタと、これに接する他の第2の基板に設けられた他の第2の光コネクタとは、該第2の基板主面に垂直な方向から見た場合に互い違いに設けられていることを特徴とする光配線接続構造により、解決する。
【0016】
本発明によれば、貫通孔を有する基板を第1の基板に使うことにより、光配線のピッチを光コネクタに対応した第1のピッチから、第2の基板の厚さに対応した第2のピッチまで、連続的に変化させることが可能である。そこで、前記第1の基板を多数積層し、この積層体に対して第2の基板を積層した積層体を結合することにより、前記第2の端面と第3の端面との境界面において、光配線を使った光クロスコネクトが実現される。このような光配線接続構造は頑丈であり、製造が容易で、しかもコンパクトである。
【0017】
【発明の実施の形態】
図2は、本発明の第1実施例による光配線接続構造10の概略的構成を示す。
【0018】
図2を参照するに、光接続構造10は、図3に示す構成の基板11を積層した積層体110よりなり、前記基板11上には、一の端面111からこれに対向する他の端面112へと連続的に延在する複数の溝11Aが形成されている。前記複数の溝11Aの各々には、JIS−MTコネクタなどの光コネクタ12から延在する光ファイバ素線12Aが敷設され、前記光ファイバ素線12Aが前記端面112において露出されている。光コネクタ12は、光フラットケーブルの先端に設けられたものであっても、あるいは配線基板120上に設けられたものであってもよい。
【0019】
さらに前記他端には、前記基板11と同様な基板13を積層した積層体130が係合しており、各々の基板13中には、前記端面112に係合した端面からこれに対向する端面まで、前記溝11Aと同様な複数の溝が形成されており、前記溝中には前記光ファイバ素線12Aが連続して延在している。さらに、前記基板13から延出する前記光ファイバ素線12Aは、光コネクタ14においてまとめられる。その際、前記積層構造体130は前記積層構造体110上に、前記前記端面112から延出する光ファイバ素線12Aが基板13の溝中に受け入れられるように設けられる。
【0020】
前記複数の基板11を積層することにより、前記複数の溝11Aの各々は、前記積層体110中において貫通孔を形成する。同様に、前記積層体130においても、図示は省略するが、前記溝11Aに対応する溝が貫通孔を形成する。その際、前記積層体110中の各々の貫通孔は、前記積層体130中の対応する貫通孔にと共に、前記積層体110および130を連続して貫通する貫通孔を形成する。
【0021】
前記複数の溝11Aは、前記一端111においては、前記光コネクタ12中に保持される光ファイバのピッチに等しい例えば0.25mmのピッチで形成されているのに対し、他端112においては、前記溝11Aは前記基板13の厚さに対応した例えば3mmのピッチで形成されている。また、前記基板13において、前記光ファイバ13Aを収納する溝は、前記端面112に係合する端面においては前記基板12の厚さに対応した例えば3mmのピッチに形成され、一方、これに対向する端面では、前記光コネクタ14中におけJIS−MTコネクタなどの光ファイバのピッチに対応する例えば0.25mmのピッチに形成されている。前記基板11中の溝11Aおよび基板13中の溝(図示せず)は、例えば0.5〜1mm程度の幅と深さを有する。
【0022】
また、前記溝11Aの前記端面111におけるピッチは、前記光コネクタ14を担持する基板140の繰り返しピッチに等しく設定することもできる。
【0023】
前記基板11,13は、プラスチックでも、金属でも、セラミックでもよい。また、溝11Aの形成は、射出整形、NC加工など、材質に適した通常の加工法により形成できる。
【0024】
かかる構成によれば、入力側光コネクタ12と出力側光コネクタ14との間を、任意の光ファイバの組み合わせで接続することが可能になる。特に、図2に示すように基板11と基板13とを直交させて接続することで、光ファイバの許容曲率半径を遵守しながら、3次元的光ファイバクロスコネクトが可能になる。
【0025】
なお、図4の変形例に示すように、基板11の両面に溝11Aを形成してもよい。
【0026】
本実施例では、前記溝中には光ファイバ素線12Aが敷設されるが、光ファイバ素線上に保護被覆設けた光ファイバケーブルを使うことも可能である。全体のサイズを小型化するという観点からは、ファイバ径の小さい光ファイバ素線を使ったほうが好ましい。本発明では、機械的に脆弱な光ファイバ素線を使っても、光ファイバ素線自体は積層構造体110あるいは130中に収められているため、機械的応力の印加を回避することができる。
[第2実施例]
図5は、本発明の第2実施例による光配線接続構造のうち、基板11の端面112近傍を拡大して示す。図5中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【0027】
図5を参照するに、本実施例においては、前記溝11Aの端面112における開口部がテーパ部11Bを形成している。その結果、前記基板11を積層して積層体110を形成した場合、前記端面112には前記テーパ部11Bに対応した大径の開口部が形成される。
【0028】
このような積層構造体110および130同士を接続する際には、一般に連結する溝同士の間に位置ずれが発生するのが避けられない。このような位置ずれが発生した場合、細い溝11Aが前記基板端面112まで延在したいた場合には、前記積層構造体110および130を貫通して延在する光ファイバ12Aは、かかる基板の接合面において鋭く屈曲してしまい、光損失が増大する問題が生じる。
【0029】
これに対し、図5に示すように、接合面に向かって溝幅を広げることにより、基板11と13との間に位置ずれが発生しても、光損失を増大させることなく光ファイバ12Aを貫通させる可能になる。
【0030】
図5に示すように、このようなテーパ部11Bは、前記基板11の裏側にも設けることが好ましい。
【0031】
その結果、基板11を積層して積層体110を形成した場合、溝11A中に敷設された光ファイバ12は、任意の方向の位置ずれを吸収することが可能になる。
【0032】
なお、前記テーパ部11Bは図5,6に示したように円錐形状である必要はなく、角錐形状であってもかまわない。
[第3実施例]
図7は、本発明の第3実施例による光配線接続構造のうち、光コネクタ12が設けられた部分を拡大して示す。ただし、図7中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【0033】
図7を参照するに、本実施例では前記積層構造体110に、一体的に光コネクタ12を形成している。
【0034】
その際、本実施例では、一の基板11a上の3個の光コネクタ12Aと、これに接する基板11b上の3個の光コネクタ12Bとを、基板主面に垂直な方向から見た場合に互い違いになるように形成する。これに伴い、前記基板11中に形成される溝11Aも、隣接する基板で互い違いになる。
【0035】
図7の構成では、典型的には約3mmの厚さを有する光コネクタ12Aが、隣接する一対の基板11Aにおいて上下に整列することがなく、このため基板11Aの厚さを減少させることが可能になる。
【0036】
なお、本実施例は図7の構成に限定されるものではなく、図8に示すように、光コネクタ12Aと12Bとを一つずつ、交互に配列してもよい。
【0037】
以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の要旨内において様々な変形・変更が可能である。
【0038】
(付記1) 第1の端部と第2の端部とを有する基板と、
前記基板中を、各々前記第1の端部から前記第2の端部まで連続的に延在する複数の貫通孔と、
前記複数の貫通孔の各々に、前記第1の端部から前記第2の端部まで連続的に延在するように設けられた光配線と、
前記基板の前記第1の端部から延出する前記光配線の各々に接続された光コネクタとよりなることを特徴とする光配線接続構造。
【0039】
(付記2) 前記光配線は、光ファイバよりなることを特徴とする付記1記載の光配線接続構造。
【0040】
(付記3) 前記基板は、前記貫通孔に対応した溝が形成された板の積層体よりなることを特徴とする付記1または2記載の光配線接続構造。
【0041】
(付記4) 前記複数の貫通孔は、前記第1の端部において第1のピッチで形成され、前記第2の端部において第2の、より大きなピッチで形成されることを特徴とする付記1〜3のうち、いずれか一項記載の光配線接続構造。
【0042】
(付記5) 前記複数の貫通孔は、前記第1の端部において第1のピッチで形成され、前記第2の端部において第2の、異なったピッチで形成されることを特徴とする請求項1〜3のうち、いずれか一項記載の光配線接続構造。
【0043】
(付記6) 前記複数の貫通孔の各々は、前記第2の端部において、径が増大することを特徴とする付記1〜5のうち、いずれか一項記載の光配線接続構造。
【0044】
(付記7) 前記基板は、プラスチック、金属あるいはセラミックよりなることを特徴とする付記1〜6のうち、いずれか一項記載の光配線接続構造。
【0045】
(付記8) 第1の端部と第2の端部とを有する第1基板と、前記第1基板中を、各々前記第1の端部から前記第2の端部まで連続的に延在する複数の第1貫通孔とよりなる第1の光配線接続部と、
第3の端部と第4の端部とを有し、前記第3の端部が前記第1基板の前記第2の端部と結合するように配設された第2基板と、前記第2基板中を、各々前記第3の端部から前記第4の端部まで連続的に延在する複数の第2貫通孔とよりなる第2の光配線接続部と、
前記複数の第1貫通孔の各々に、前記第1の端部から第2の端部まで延在し、さらに前記第1貫通孔に対応する第2貫通孔中を前記第3の端部から前記第4の端部まで連続して延在するように設けられた光配線と、
前記第1基板の各々に対応して設けられ、前記第1の端部から延出する光ファイバが接続された第1の光コネクタと、
前記第2基板の各々に対応して設けられ、前記第4の端部から延出する光ファイバが接続された第2の光コネクタとよりなり、
前記第2基板は、基板面が前記複数の第1基板の各々の基板面と直交するように配設され、
前記第2基板は、前記複数の第2貫通孔の各々が、前記第3の端部において、前記第2の端部に露出されている前記複数の第1貫通孔の一つと対応するように設けられていることを特徴とする光配線接続構造。
【0046】
(付記9) 前記複数の光配線は、前記第2の端部において、前記第1の端部におけるよりも大きなピッチで形成されており、また前記第3の端部において、前記第1基板の厚さに対応したピッチで形成されていることを特徴とする付記8記載の光配線接続構造。
【0047】
(付記10) 前記複数の光配線は、前記第4の端部において、前記第3の端部におけるよりも小さなピッチで形成されることを特徴とする付記8または9記載の光配線接続構造。
【0048】
(付記11) 前記第1および第2の光配線部においては、それぞれの第1光配線が、基板主面に垂直な方向から見た場合、重ならないように形成されていることを特徴とする付記8〜10のうち、いずれか一項記載の光配線接続構造。
【0049】
(付記12) 前記第1の端部から延出する第1光配線には第1の光コネクタが設けられ、前記第4の端部から延出する第2光配線には第2の光コネクタが設けられることを特徴とする付記8〜11のうち、いずれか一項記載の光配線接続構造。
【0050】
(付記13) 前記第2基板上には、前記第2基板と同一構成の複数の基板が積層され、前記第2の端面において、前記複数の光配線は、前記第2基板の厚さに対応したピッチで形成されていることを特徴とする付記8〜12のうち、いずれか一項記載の光配線接続構造。
【0051】
【発明の効果】
本発明によれば、光ファイバを使って任意の立体光配線構造を実現できる。本発明によれば、光ファイバがガイドとして機能する収納溝中に収められるため、光ファイバの敷設ミスを防ぐのに有効である。また光ファイバが収納溝中に保護されているため、光ファイバ素線を光配線に使うことが可能となる。このため、光ファイバケーブルを用いた場合より、光配線接続構造全体を小型化できる。従って、本発明は、特に小型化について厳しい要求がある大チャネル数の光伝送において有利である。また、本発明では、コネクタピッチにあわせて光ファイバを整列させることができ、光コネクタの接続も容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の多段光スイッチの構成を示す図である。
【図2】本発明の第1実施例による光配線接続構造の構成を示す図である。
【図3】図2の構成の一部を示す図である。
【図4】図2の構成の一変形例を示す図である。
【図5】本発明の第2実施例による光配線接続構造の構成を示す図である。
【図6】本発明の第2実施例による光配線接続構造の構成を示す別の図である。
【図7】本発明の第3実施例による光配線接続構造の構成を示す図である。
【図8】本発明の第3実施例による光配線接続構造の構成を示す別の図である。
【符号の説明】
10 光配線接続構造
11,11a,11b,13 基板
111,112 端面
11A 溝
11B テーパ部
12,12A,12B,14 光コネクタ
12A 光ファイバ
411〜41N,461〜46N 光ファイバ
42,44,45 光スイッチ
43A,43B 光クロスコネクト部
110,130 積層体
Claims (6)
- 第1の端部と第2の端部とを有する第1基板と、
前記第1基板中を、各々前記第1の端部から前記第2の端部まで連続的に延在する複数の第1貫通孔よりなる第1の光配線接続部と、
第3の端部と第4の端部とを有し、前記第3の端部が前記第1基板の前記第2の端部と結合するように配設された第2基板と、
前記第2基板中を、各々前記第3の端部から前記第4の端部まで連続的に延在する複数の第2貫通孔よりなる第2の光配線接続部と、
前記複数の第1貫通孔の各々に、前記第1の端部から前記第2の端部まで連続的に延在し、さらに前記第1貫通孔に対応する第2貫通孔中を前記第3の端部から前記第4の端部まで連続して延在するように設けられた光配線と、
前記第1の基板の各々に対応して設けられ、前記第1の端部から延出する光ファイバが接続された第1の光コネクタと、
前記第2の基板の各々に対応して設けられ、前記第4の端部から延出する光ファイバが接続された第2の光コネクタとよりなり、
前記第2基板は、基板面が前記複数の第1基板の各々の基板面と直交するように配設され、
前記第2基板は、前記複数の第2貫通孔の各々が、前記第3の端部において、前記第2の端部に露出されている前記複数の貫通孔の一つと対応するように設けられ、
前記第 2 の基板に設けられた第2の光コネクタと、これに接する他の第2の基板に設けられた他の第2の光コネクタとは、該第2の基板主面に垂直な方向から見た場合に互い違いに設けられていることを特徴とする光配線接続構造。 - 前記基板は、前記貫通孔に対応した溝が形成された板の積層体よりなることを特徴とする請求項1記載の光配線接続構造。
- 前記複数の貫通孔は、前記第1の端部において第1のピッチで形成され、前記第2の端部において第2の、より大きなピッチで形成されることを特徴とする請求項1または2記載の光配線接続構造。
- 前記複数の貫通孔は、前記第1の端部において第1のピッチで形成され、前記第2の端部において第2の、異なったピッチで形成されることを特徴とする請求項1または2記載の光配線接続構造。
- 前記複数の貫通孔の各々は、前記第2の端部において、径が増大することを特徴とする請求項1〜4のうち、いずれか一項記載の光配線接続構造。
- 前記複数の光配線は、前記第2の端部において、前記第1の端部におけるよりも大きなピッチで形成されており、また前記第3の端部において、前記第1基板の厚さに対応したピッチで形成されていることを特徴とする請求項1〜5のうち、いずれか一項記載の光配線接続構造。
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