JP5748859B2 - 光合流分岐器、双方向光伝播器、及び光送受信システム - Google Patents
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Description
を備える光合流分岐器に、前記下り信号を送信する送信器、及び前記合流した上り信号を受信する受信器を接続したことを特徴とする。
図3は、本発明の実施例1に係る光合流分岐器300を示す。図3には、デュアルモード光ファイバ(DMF:Dual Mode Fiber)310と、DMF310に接続されたPLC320とを備える光合流分岐器300が示されている。DMF310は、マルチモード(MM:Multi Mode)クラッド311及びMMコア312を備え、MMコア312は、シングルモード(SM:Single Mode)クラッド313及びSMコア314を備える。PLC320は、スラブ導波路321と、スラブ導波路321に接続されたSM導波路322とを備える。なお、図3においてはPLCを用いた場合を例示しているが、図2Bに示した融着SMF導波路を用いてもよい。
図5は、本発明の実施例2に係る光合流分岐器520を用いたシステム500を示す。図5には、加入者装置110と、光分岐器120と、収容局510とを備えるシステム500が示されており、収容局510は、光合流分岐器520と、送信器531及び受信器532を備えるOLT530とを備える。
図7は、本発明の実施例3に係る光送受信システム700を示す。図7には、加入者装置110と、光分岐器120と、収容局710とを備えるシステム700が示されており、収容局710は、光合流分岐器720と、送信器731及び受信器732を備えるOLT730とを備える。光合流分岐器720は、実施例1に係る光合流分岐器300からなる光合流分岐部721と、DMF722を介して光合流分岐部721と接続された波長合分波器723とを備える。
図9は、本発明の実施例4に係る光合流分岐器900を示す。図9には、光合流分岐部910と、PLC920とを備える光合流分岐器900が示されている。光合流分岐部910は、MMF911と、波長合分波器912と、空間レンズ系913と、SMF914とを備える。PLC920は、スラブ導波路921と、スラブ導波路921に接続されたSM導波路922とを備える。なお、図9においてはPLCを用いた場合を例示しているが、図2Bに示した融着SMF導波路を用いてもよい。上り信号及び下り信号を合分波する波長合分波器912は、WDMフィルタや光サーキュレータとすることができる。
上記実施例1〜4に係る光合流分岐器では、図3に示されるようなスラブ導波路を用いているが、スラブ導波路を用いたスプリッタ回路では、中心ポートの損失が小さく、端のポートに近づくほど損失が増加し易いという問題がある。そのため、スラブ導波路と各入出力導波路との接続点において、導波路幅を各ポート毎に変えてポート間のバラツキを抑えたり、スラブ長を長くして平均損失が増加することを犠牲にしてポート間のバラツキを抑えたりするなどの工夫がなされてきた。
図13A乃至図13Cは、本発明の実施例6に係る光合流分岐器1300を示す。図13Aは、本発明の実施例6に係る光合流分岐器1300の構成を示す。図13Aには、DMF1310と、光導波路1320とを備える光合流分岐器1300が示されている。DMF1310は、MMクラッド1311及びMMコア1312を備え、MMコア1312は、SMクラッド1313及びSMコア1314を備える。光導波路1320は、DMF1310に接続されたスラブ導波路1321と、スラブ導波路1321に接続されたSM導波路1322と、ダミー導波路1326とを備える。スラブ導波路1321には、曲率が小さく且つ幅広なフレネルレンズ状の第1のコア欠損部1323と、曲率が大きく且つ幅が狭い第2のコア欠損部1324と、反射率を強化する反射率強化構造1325とが設けられている。
以下で説明される実施例7〜9に係る光合流分岐器は、単一品種の光デバイスで、光加入者ネットワークの下り信号の分岐機能と、上り信号の合流機能と、さらには下り信号と上り信号を合分波する波長合分波機能とを併せ持つことを特徴とする。そのため、実施例7〜9に係る光合流分岐器では、従来のシステム構成において必要である波長合分波器が不要であり、それにより初期投資コストの低減や伝送装置の小型化、さらには故障率の低い実用的なシステムを提供することができるという利点を有する。
図16は、本発明の実施例8に係る光合流分岐器1620を用いた光送受信システム1600の構成である。図16には、OLT1610と、OLT1610に接続された光合流分岐器1620と、光合流分岐器1620に接続されたSMF1630とを備える光送受信システム1600が示されている。OLT1610は、SMF1613を介して光合流分岐器1620に接続された送信器1611と、MMF1614を介して光合流分岐器1620に接続された受信器1612とを備える。光合流分岐器1620は、SMF1630にそれぞれ接続された4つのマルチモード変換・合流素子16211〜16214と、各マルチモード変換・合流素子16211〜16214に接続され且つSMF1613を介して送信器1611に接続されたスプリッタ素子1622とを備える。
図19は、本発明の実施例9に係る光合流分岐器1900の構成である。図19には、OLT1910と、PLC1920とを備える光合流分岐器1900が示されている。PLC1920は、SMF1913を介してOLT1910の送信器1911に接続されたスプリッタ素子1921と、SM導波路1924を介して第1のスプリッタ素子1921にそれぞれ接続された第2のスプリッタ素子1922及び第3のスプリッタ素子1923と、SM導波路1924を介して第2のスプリッタ素子1922及びSMF1960に接続された第1の回路部1930と、SM導波路1924を介して第3のスプリッタ素子1923及びSMF1960に接続された第2の回路部1940と、MM導波路1925を介して第1の回路部1930及び第2の回路部1940に接続され且つMMF1914を介してOLT1910の受信器1912に接続された2入力1出力マルチモード合流素子1950とを備える。
図21は、本発明の実施例10に係る双方向光伝播器2100を示す。図21には、MMF2110と、波長合分波器2120と、DMF2130と、SMF2140とを備える双方向光伝播器2100が示されている。波長合分波器2120は、3つの入出力ポートを有することができ、当該3つの入出力ポートに、それぞれ、MMF2110、DMF2130、及びSMF2140を接続することができる。波長合分波器2120としては、WDMフィルタ又は光サーキュレータを用いることができる。
図22は、本発明の実施例11に係る光送受信器2200を示す。図22に示されるように、図21で示される光合流分岐器2100のMMF2110に受信器2210を接続し、SMF2140に送信器2220を接続することにより、光送受信器2200を構成することができる。また、図23に示されるように、図22で示される光合流分岐器2200のSMF2140を介して光増幅器2310を送信器2220に接続することにより光送受信器2300を構成することもできる。
図24は、本発明の実施例12に係る光送受信器2400を示す。図24には、図21で示される光合流分岐器2100のMMF2110に受信部2410が接続され、SMF2140に送信部2420が接続された光送受信器2400が示されている。
図25は、本発明の実施例13に係る光送受信器2500を示す。図25には、受信器2510と、波長合分波器2521及び空間レンズ系2522と、DMF2530と、送信器2540とを備える光送受信器2500が示されている。空間レンズ系2522は、波長合分波器2521とDMF2530との間に設置され、上り信号を受信器2510に結合し、下り信号をDMF2530のSMコアに結合するように構成されている。
Claims (16)
- 複数の上り信号をマルチモードで合流して出力し、下り信号をシングルモードで分岐して出力する光合流分岐手段と、
前記光合流分岐手段から出力された前記上り信号をマルチモードで伝播させて出力し、前記下り信号をシングルモードで伝播させて前記光合流分岐手段に出力する双方向光伝播手段とを備える光合流分岐器であって、
前記双方向光伝播手段は、空間レンズ系で構成され、前記空間レンズ系は、
前記光合流分岐手段から出力された前記上り信号を透過してマルチモードで出力し、前記下り信号を透過してシングルモードで前記光合流分岐手段に出力するように構成されていることを特徴とする光合流分岐器。
- 複数の上り信号をマルチモードで合流して出力し、下り信号をシングルモードで分岐して出力する光合流分岐手段と、
前記光合流分岐手段から出力された前記上り信号をマルチモードで伝播させて出力し、前記下り信号をシングルモードで伝播させて前記光合流分岐手段に出力するデュアルモード光ファイバで実現される双方向光伝播手段と、
前記デュアルモード光ファイバを伝播した前記上り信号をマルチモードで分波し、前記下り信号をシングルモードで合波する合分波手段と、
を備える光合流分岐器に、
前記下り信号を送信する送信器、及び前記合流した上り信号を受信する受信器を接続した
ことを特徴とする光送受信システム。
- 請求項1に記載の光合流分岐器に、前記下り信号を送信する送信器、及び前記合流した上り信号を受信する受信器を接続したことを特徴とする光送受信システム。
- 前記送信器に、前記下り信号を増幅するための光増幅器を接続したことを特徴とする請求項2または請求項3に記載の光送受信システム。
- 複数の上り信号をマルチモードで合流して出力し、下り信号をシングルモードで分岐して出力する光合流分岐手段と、
前記光合流分岐手段から出力された前記上り信号をマルチモードで伝播させて出力し、前記下り信号をシングルモードで伝播させて前記光合流分岐手段に出力する双方向光伝播手段とを備える光合流分岐器であって、
前記双方向光伝播手段が、デュアルモード光ファイバであり、
前記光合流分岐手段は、平面光波回路に形成され、前記デュアルモード光ファイバと光学的に接続されたスラブ導波路と、前記スラブ導波路及び複数本のシングルモード光ファイバに光学的に接続された複数本のシングルモード導波路とを備え、
前記スラブ導波路は、前記デュアルモード光ファイバの光軸延長線に対して線対称になるように前記デュアルモード光ファイバの光軸延長線上に設けられたコア欠損部を有することを特徴とする光合流分岐器。
- 前記コア欠損部は、楕円形状となるように構成されていることを特徴とする請求項5に記載の光合流分岐器。
- 前記コア欠損部は、前記デュアルモード光ファイバのマルチモード部の開口角範囲に設けられた複数の第1のコア欠損部分と、前記デュアルモード光ファイバのシングルモード部の開口角範囲に設けられた第2のコア欠損部分とを有し、前記第2のコア欠損部分は、前記第1のコア欠損部分の各々よりも曲率が大きいことを特徴とする請求項5に記載の光合流分岐器。
- 前記スラブ導波路は、前記下り信号及び前記上り信号を反射して前記スラブ導波路中に閉じ込めるように構成された前記反射率強化構造を有することを特徴とする請求項5から7のいずれかに記載の光合流分岐器。
- 前記シングルモード導波路の各々の導波路幅は、前記スラブ導波路との接続部において互いに異なり、
前記接続部における前記シングルモード導波路の光軸延長線は、前記シングルモード導波路の各々ごとに、前記デュアルモード光ファイバの光軸延長線と交差する点が互いに異なることを特徴とする請求項5から8のいずれかに記載の光合流分岐器。
- 複数の上り信号をマルチモードで合流して出力し、下り信号をシングルモードで分岐して出力する光合流分岐手段と、
前記光合流分岐手段から出力された前記上り信号をマルチモードで伝播させて出力し、前記下り信号をシングルモードで伝播させて前記光合流分岐手段に出力する双方向光伝播手段と
を備える光合流分岐器であって、
前記光合流分岐手段は、
前記複数の上り信号をマルチモードで合流し、前記下り信号をシングルモードで分岐するスラブ導波路と、
前記スラブ導波路を介して出力された前記上り信号を入力してマルチモードで伝播するマルチモード光ファイバと、
前記スラブ導波路を介して出力された前記下り信号を入力してシングルモードで伝播する複数のシングルモード光ファイバと
を備え、前記スラブ導波路は、
前記下り信号を入力するための入力ポートと、
前記入力ポートを介して入力された前記下り信号を反射して前記複数のシングルモード光ファイバに出力し、前記上り信号を透過して前記マルチモード光ファイバに出力するように、前記マルチモード光ファイバの光軸に対して所定の角度傾けられて前記スラブ導波路中に設けられたフィルタ部と
を備えることを特徴とする光合流分岐器。
- 複数の上り信号をマルチモードで合流して出力し、下り信号をシングルモードで分岐して出力する光合流分岐手段と、
前記光合流分岐手段から出力された前記上り信号をマルチモードで伝播させて出力し、前記下り信号をシングルモードで伝播させて前記光合流分岐手段に出力する双方向光伝播手段と
を備える光合流分岐器であって、
前記光合流分岐手段は、
前記下り信号を分岐する分岐素子と、
前記複数の上り信号及び前記分岐された下り信号の各々を入出力するための複数のシングルモード光ファイバと、
前記分岐された下り信号をそれぞれ入力して前記複数のシングルモード光ファイバの各々に出力し、前記複数のシングルモード光ファイバを介して入力された前記複数の上り信号をマルチモードで合流する複数のマルチモード変換・合流素子と
を備えることを特徴とする光合流分岐器。
- 前記複数のマルチモード変換・合流素子は、導波路幅が非等幅の方向性結合器素子から構成され、
前記上り信号は、モード変換された後に前記マルチモード変換・合流素子のクロスポートに出力され、前記下り信号は、モード変換されずに前記マルチモード変換・合流素子のスルーポートに出力されることを特徴とする請求項11に記載の光合流分岐器。
- 前記分岐素子は、前記分岐された下り信号の光強度がそれぞれ等しくなるように前記下り信号を分岐する等分配光スプリッタ素子から構成され、前記複数のマルチモード変換・合流素子は、マルチモード導波路を介して直列に接続され、当該直列接続された複数のマルチモード変換・合流素子の各々の下り信号入力用ポートは、前記等分配光スプリッタ素子に接続されていることを特徴とする請求項11又は12に記載の光合流分岐器。
- 前記複数のマルチモード変換・合流素子は、N組の前記直列接続された複数のマルチモード変換・合流素子を構成し、
前記光合流分岐器は、前記N組の直列接続された複数のマルチモード変換・合流素子の各組にマルチモード導波路を介して接続されたN入力1出力のマルチモード変換・合流素子をさらに備え、
前記N組の直列接続されたマルチモード変換・合流素子の各組でマルチモード変換・合流された上り信号は、前記N入力1出力のマルチモード変換・合流素子でマルチモード変換・合流されることを特徴とする請求項13に記載の光合流分岐器。
- 前記上り信号と前記下り信号とを波長合分波する導波路幅が等幅の方向性結合器素子をさらに備え、前記等幅の方向性結合器素子は、前記複数のマルチモード変換・合流素子とマルチモード導波路を介して直列に接続され、前記等幅の方向性結合器素子の下り信号入力用ポートは、前記等分配光スプリッタ素子に接続されていることを特徴とする請求項13又は14に記載の光合流分岐器。
- 前記双方向光伝播手段は、前記下り信号を入力して前記光合流分岐手段に出力するための前記シングルモード光ファイバと、前記光合流分岐手段から出力された前記上り信号を入力するマルチモード光ファイバとを備えることを特徴とする請求項10に記載の光合流分岐器。
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