JP6627874B2 - プラガブル光モジュール及び光通信システム - Google Patents

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Description

本発明は、プラガブル光モジュール及び光通信システムに関する。
光通信システムにおいては、光信号の送受信に用いられる光モジュールが搭載される。こうした光モジュールでは、特にデジタルコヒーレント通信用途においては、複数の部品が比較的狭小な筐体内に実装される。そして、これら複数の部品は、筐体に引き回された接続用の光ファイバで接続される（例えば、特許文献１）。
特開２０１５−５５８３４号公報
ところが、発明者は、上述のデジタルコヒーレント通信に用いられるプラガブル光モジュールには、以下に示す問題点があることを見出した。一般にデジタルコヒーレント通信に用いられる送受信機能をするプラガブル光モジュールには、光モジュールや入力／出力インターフェースなどを接続する、光部品接続用の光ファイバが１又は複数設けられる。
例えば、光信号を送信するインターフェースと光出力機能（例えば、光出力モジュール）とが光ファイバで接続される。また例えば、外部からの光信号を受信するインターフェースと光受信機能（例えば、光受信モジュール）とが光ファイバで接続される。更にまた、デジタルコヒーレント通信において受信した光信号を復調するには、変調された光信号を局部発振光と干渉させることでコヒーレント検波を行う必要がある。そのため、光出力機能に含まれる光源が出力する所定波長の光から分岐された局部発振光を、光受信機能へ導く必要がある。よって、光出力機能と光受信機能との間を接続する光ファイバが必要となる。したがって、デジタルコヒーレント通信に用いられるプラガブル光モジュールの筐体には、デジタルコヒーレント通信に要する複数の光部品と複数の光ファイバとを実装する必要がある。
しかし、デジタルコヒーレント通信に用いられるプラガブル光モジュールに対する小型化要求が厳しく、筐体内の部品間の狭い間隙に光ファイバ引き回して固定することは困難である。また、光ファイバの曲げには制限が有るので、その制限を越えて曲げてしまうと、光ファイバが破損してしまう。更に、無理に光ファイバを筐体に収めようとすると、光ファイバと光部品とが干渉し、光ファイバが傷ついたり、断線したりといった故障が生じるおそれもある。
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、プラガブル光モジュールにおいて、複数の光部品が実装される筐体内に、光部品接続用の光ファイバをコンパクトに収容することを目的とする。
本発明の一態様であるプラガブル光モジュールは、複数の光部品と、前記複数の光部品の全部又は一部が実装されたプリント回路基板と、前記複数の光部品の間を接続する１以上の光ファイバと、プレート状の部材に設けられた前記１以上の光ファイバが巻き取り可能なガイドを有し、前記光部品が実装された前記プリント回路基板及び前記プリント回路基板に実装されたもの以外の前記光部品の一部又は全部と積層されて実装される光ファイバ収容手段と、を備えるものである。
本発明の一態様である光通信システムは、光信号を伝送する光ファイバと、前記光ファイバが挿抜可能に構成され、前記光ファイバに前記光信号を出力するプラガブル光モジュールと、前記プラガブル光モジュールが挿抜可能に構成される光伝送装置と、を備え、
前記プラガブル光モジュールは、複数の光部品と、前記複数の光部品の全部又は一部が実装されたプリント回路基板と、前記複数の光部品の間を接続する１以上の光部品接続用光ファイバと、プレート状の部材に設けられた前記１以上の光部品接続用光ファイバが巻き取り可能なガイドを有し、前記光部品が実装された前記プリント回路基板及び前記プリント回路基板に実装されたもの以外の前記光部品の一部又は全部と積層されて実装される光ファイバ収容手段と、を備えるものである。
本発明によれば、プラガブル光モジュールにおいて、複数の光部品が実装される筐体内に、光部品接続用の光ファイバをコンパクトに収容することができる。
実施の形態１にかかるプラガブル光モジュールを光ファイバ側から見た場合の斜視図である。 実施の形態１にかかるプラガブル光モジュールを光伝送装置側から見た場合の斜視図である。 実施の形態１にかかるプラガブル光モジュール１００の内部構造の一例を模式的に示す斜視図である。 実施の形態１にかかるプラガブル光モジュール１００の内部構造の一例を模式的に示す斜視図である。 実施の形態１にかかるプラガブル光モジュール１００の内部構造の一例を模式的に示す斜視図である。 実施の形態１にかかるプラガブル光モジュールの構成を模式的に示すブロック図である。 実施の形態１にかかるプラガブル光モジュールが搭載される光通信システムの要部構成例を示すブロック図である。 実施の形態１にかかる光出力モジュールの構成例を示すブロック図である。 実施の形態１にかかる光変調部の構成を模式的に示す図である。 実施の形態１にかかる光ファイバ収容手段の構成を模式的に示す斜視図である。 実施の形態２にかかる光ファイバ収容手段での光ファイバの収容例を模式的に示す上面図である。 実施の形態２にかかる光ファイバ収容手段での光ファイバの他の収容例を模式的に示す上面図である。 実施の形態２にかかる光ファイバ収容手段での光ファイバの他の収容例を模式的に示す上面図である。 第１〜第３の周回経路を組み合わせて用いる場合の光ファイバの収容例を示す図である。 実施の形態３にかかる光ファイバ収容手段の構成を模式的に示す上面図である。 実施の形態４にかかる光ファイバ収容手段の構成を模式的に示す上面図である。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。各図面においては、同一要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略される。
実施の形態１
実施の形態１にかかるプラガブル光モジュール１００について説明する。プラガブル光モジュール１００は、コネクタ付きの光ファイバのコネクタ部が挿抜可能に構成される。また、プラガブル光モジュール１００は、例えば外部の光伝送装置に挿抜可能に構成される。
まず、プラガブル光モジュール１００の外観について説明する。図１は、実施の形態１にかかるプラガブル光モジュール１００を光ファイバの差込側から見た場合の斜視図である。図１に示す符号６１は、プラガブル光モジュール１００の上面を示す。図１に示す符号６２は、コネクタ付光ファイバのコネクタの差込口を示す。図２は、実施の形態１にかかるプラガブル光モジュール１００を光伝送装置側から見た場合の斜視図である。図２に示す符号６３は、プラガブル光モジュール１００の下面を示す。図２に示す符号６４は、光伝送装置９３との接続部を示す。
続いて、プラガブル光モジュール１００の基本的な内部構造について説明する。図３Ａは、実施の形態１にかかるプラガブル光モジュール１００の内部構造の一例を模式的に示す斜視図である。図３Ａは、実施の形態１にかかるプラガブル光モジュール１００を光伝送装置側から見た場合の斜視図である。なお、図３Ａでは、筐体１０を構成する下面（図２の符号６３）の蓋部を取り外した例を示している。
図３Ａに示すように、プレート状の光ファイバ収容手段１４は、筐体１０の上面側（Ｚ＋側）の内側に、光ファイバが収容された面が上側（Ｚ＋側）に向くように実装される。また、光モジュール（光出力モジュール及び光受信モジュールの一方又は両方）やプラガブル電気コネクタなどが実装されたプリント回路基板５１が、部品が実装された面が上側（Ｚ＋方向）を向くように、光ファイバ収容手段１４と干渉しない位置に実装される。さらに、光モジュール（光出力モジュール及び光受信モジュールの一方又は両方）が、光ファイバ収容手段１４の下側（Ｚ−側）に実装される。ここでは、光モジュールの例として、後述する光出力モジュール１２を用いている。
光ファイバ収容手段１４は、プレート状の部材として形成され、プラガブル光モジュール１００に搭載される光部品間を接続する光ファイバはこのプレート内に巻き取られる。ここでは、光部品接続用の光ファイバの例として、光ファイバ収容手段１４を経由して、光出力モジュール１２とプリント回路基板５１に実装された他の光部品とを接続する光ファイバＦ１を示している。図３Ａに示すように、光ファイバ収容手段１４は、他の部品や他の部品が実装されたプリント回路基板の上方又は下方の筐体内に配置することができる。この場合、光ファイバ収容手段１４の光ファイバが収容された面が他の部品やプリント回路基板５１に向かないように、換言すれば、光ファイバ収容手段１４の下面が他の部品やプリント回路基板５１に向くように配置することが望ましい。これにより、光ファイバの破損を防止することができる。この例では、光出力モジュール１２などの光部品や光ファイバ収容手段１４が筐体１０内に収められた場合の光ファイバ（例えば、光ファイバＦ１）の余長は、後述するように、光ファイバ収容手段１４に巻き取られる。これにより、筐体１０内の光部品接続用の光ファイバは、他の光部品やプリント回路基板５１と干渉しないように、筐体１０に収容される。
プラガブル光モジュール１００の基本的な内部構造の変形例について説明する。図３Ｂは、実施の形態１にかかるプラガブル光モジュール１００の内部構造の一例を模式的に示す斜視図である。図３Ｂは、図３Ａと同様に、実施の形態１にかかるプラガブル光モジュール１００を光伝送装置側から見た場合の斜視図である。図３Ｂでは、図３Ａと同様に、筐体１０を構成する下面（図２の符号６３）の蓋部を取り外した例を示している。
図３Ｂに示すように、プラガブル電気コネクタなどが実装されたプリント回路基板５２が筐体１０の上面側（Ｚ＋側）の内側に実装される。プレート状の光ファイバ収容手段１４は、プリント回路基板５２とＺ方向に積層されるように実装される。光ファイバ収容手段１４の光ファイバが収容された面は上側（Ｚ＋側）を向いてもよいし、下側（Ｚ−側）を向いてもよい。光ファイバ収容手段１４はＺ方向の厚みが薄いプレート状の部材として構成されるので、容易にプリント回路基板５２と積層することができる。その他の構成は、図３Ａと同様である。
この例では、光出力モジュール１２などの光部品や光ファイバ収容手段１４が筐体１０内に収められた場合の光ファイバ（例えば、光ファイバＦ１）の余長は、後述するように、光ファイバ収容手段１４に巻き取られる。これにより、筐体１０内の光部品接続用の光ファイバは、他の光部品やプリント回路基板５２と干渉しないように、筐体１０に収容される。
プラガブル光モジュール１００の基本的な内部構造の他の変形例について説明する。図３Ｃは、実施の形態１にかかるプラガブル光モジュール１００の内部構造の一例を模式的に示す斜視図である。図３Ｃは、図３Ａと同様に、実施の形態１にかかるプラガブル光モジュール１００を光伝送装置側から見た場合の斜視図である。図３Ｃでは、図３Ａと同様に、筐体１０を構成する下面（図２の符号６３）の蓋部を取り外した例を示している。
図３Ｃに示すように、プラガブル電気コネクタなどが実装されたプリント回路基板５３が筐体１０の上面側（Ｚ＋側）の内側に実装される。プレート状の光ファイバ収容手段１４及び光出力モジュール１２は、プリント回路基板５３とＺ方向に積層されるように実装される。光ファイバ収容手段１４の光ファイバが収容された面は上側（Ｚ＋側）を向いてもよいし、下側（Ｚ−側）を向いてもよい。他の光部品などが実装されたプリント回路基板５４が、プリント回路基板５３及び光ファイバ収容手段１４とＺ方向に積層されて実装される。この場合においても、光ファイバ収容手段１４はＺ方向の厚みが薄いプレート状の部材として構成されるので、容易にプリント回路基板５３及び５４（第１及び第２のプリント回路基板）と積層することができる。
ここでは、光部品接続用の光ファイバの例として、光ファイバＦ２及びＦ３が設けられている。光ファイバＦ２は、光ファイバ収容手段１４を経由して、例えば光出力モジュール１２とプリント回路基板５３に実装された他の光部品とを接続する。光ファイバＦ３は、光ファイバ収容手段１４を経由して、例えば光出力モジュール１２とプリント回路基板５４に実装された他の光部品とを接続する。この例では、光出力モジュール１２などの光部品や光ファイバ収容手段１４が筐体１０内に収められた場合の光ファイバ（例えば、光ファイバＦ２及び３）の余長は、後述するように、光ファイバ収容手段１４に巻き取られる。これにより、筐体１０内の光部品接続用の光ファイバは、他の光部品やプリント回路基板５３及び５４と干渉しないように、筐体１０に収容される。
図３Ａ〜図３Ｃは例示であり、光ファイバの破損が防止できるならば、光ファイバ収容手段１４の光ファイバが収容された面の向きは、上側（Ｚ＋側）でも下側（Ｚ−側）でもよい。また、光ファイバの破損が防止できるならば、プリント回路基板の光部品などが実装される面の向きは、上側（Ｚ＋側）でも下側（Ｚ−側）でもよい。
以上、本構成によれば、プラガブル光モジュール１００の内部における光配線に用いる光ファイバを他の部品と交錯することなく収容できることが理解できる。
続いて、プラガブル光モジュール１００の基本的な内部構造についてより詳細に説明する。図４は、実施の形態１にかかるプラガブル光モジュール１００の構成をより詳細に示すブロック図である。図５は、実施の形態１にかかるプラガブル光モジュール１００が搭載される光通信システム１０００の要部構成例を示すブロック図である。図５に示すように、プラガブル光モジュール１００は、コネクタ付きの光ファイバ９１及び９２のコネクタ部が挿抜可能に構成される。コネクタ付きの光ファイバ９１及び９２のコネクタとしては、例えばＬＣ型コネクタやＭＵ型コネクタを用いることができる。プラガブル光モジュール１００は、通信ホストである光伝送装置９３から入力される制御信号ＣＯＮ１に基づいて制御される。プラガブル光モジュール１００は、制御信号ＣＯＮ１とともに、光伝送装置９３からデータ信号である変調信号ＭＯＤを受信することも可能である。この場合、プラガブル光モジュール１００は、受信した変調信号ＭＯＤに基づいて変調した光信号ＬＳ１（第１の光信号とも称する）を、光ファイバ９１を介して出力することができる。また、プラガブル光モジュール１００は、光ファイバ９２を介して外部から受信した光信号ＬＳ２（第２の光信号とも称する）に対応するデータ信号ＤＡＴを、光伝送装置９３へ出力することができる。光伝送装置９３は、例えば、プラガブル光モジュール１００からの通信データ信号又はプラガブル光モジュール１００に入力する通信データ信号のフレーム処理等の通信データ処理を行う。
プラガブル光モジュール１００は、プラガブル電気コネクタ１１、光出力モジュール１２、光受信モジュール１３、光ファイバ収容手段１４、プラガブル光レセプタ１５、第１光ファイバＦ１１、第２光ファイバＦ１２及び第３光ファイバＦ１３を有する。
プラガブル電気コネクタ１１は、光伝送装置９３に対して挿抜可能に構成される。プラガブル電気コネクタ１１は、光伝送装置９３から出力される電気信号である制御信号ＣＯＮ１を受け取って、光出力モジュール１２及び光受信モジュール１３の一方又は両方に制御信号ＣＯＮ１を転送する。プラガブル電気コネクタ１１は、光伝送装置９３から出力される電気信号である変調信号ＭＯＤを受け取って、光出力モジュール１２に転送する。プラガブル電気コネクタ１１は、光受信モジュール１３が出力するデータ信号ＤＡＴを、光伝送装置９３へ転送する。
光出力モジュール１２は、光伝送装置９３からプラガブル電気コネクタ１１を介して入力される制御信号ＣＯＮ１に基づいて制御され、かつ、光伝送装置９３からプラガブル電気コネクタ１１を介して入力される変調信号ＭＯＤに基づいて変調した光信号ＬＳ１を出力する。光出力モジュール１２は、光源及びマッハツェンダ型光変調器を含み、マッハツェンダ型光変調器が光源からの光を所定の変調方式で変調することで、光信号ＬＳ１を出力する。光出力モジュール１２は、マッハツェンダ型光変調器の光導波路に設けられた位相変調領域に変調信号ＭＯＤを印加することで、光信号ＬＳ１を変調する。光出力モジュール１２は、位相変調、振幅変調、偏波変調などの各種の変調方式で、又は、各種の変調方式を組み合わせて光信号ＬＳ１を変調することができる。ここで、マッハツェンダ型光変調器は、例えば、半導体光変調器等である。
ここで、位相変調領域とは、光導波路上に形成された電極を有する領域である。そして、電極に電気信号、例えば電圧信号が印加されることにより、電極の下の光導波路の実効屈折率が変化する。その結果、位相変調領域の光導波路の実質的な光路長を変化させることができる。これにより、位相変調領域は、光導波路を伝搬する光信号の位相を変化させることができる。そして、２本の光導波路の間を伝搬する光信号間に位相差を与えることで、光信号を変調することができる。
光出力モジュール１２の構成例について説明する。図６は、実施の形態１にかかる光出力モジュール１２の構成例を示すブロック図である。光出力モジュール１２は、光源１６及び光変調部１７を有する。光源１６は、例えば、半導体光素子とリング共振器とで構成される波長可変光モジュール等であり、出力光Ｌｏｒｉｇを出力する。
光変調部１７は、例えばマッハツェンダ型の光変調器である。なお、光変調部１７は、光伝送装置９３からプラガブル電気コネクタ１１を介して入力される通信データ信号に対応した変調信号ＭＯＤに応じて、出力光Ｌｏｒｉｇを変調した光信号ＬＳ１を出力する。また、光源１６から出力された光（出力光Ｌｏｒｉｇ）の一部は、例えば光分岐部などで分岐され、局部発振光ＬＯとして第２光ファイバＦ１２を介して光受信モジュール１３へ出力される。
続いて、光変調部１７の構成について説明する。図７は、実施の形態１にかかる光変調部１７の構成を模式的に示す図である。光変調部１７は、一般的なマッハツェンダ型光変調器として構成される。光変調部１７は、光変調器１７Ａ及び駆動回路１７Ｂを有する。
光変調器１７Ａは、光源１６からの出力光Ｌｏｒｉｇを変調して、光信号ＬＳ１を出力する。光変調器１７Ａは光導波路１７１〜１７４、位相変調領域ＰＭＡ及びＰＭＢを有する。光導波路１７１の一端には、光源１６からの出力光Ｌｏｒｉｇが入力する。光導波路１７１の他端は、光導波路１７２の一端及び光導波路１７３の一端と光学的に接続される。よって、光導波路１７１を伝搬する光は、光導波路１７２と光導波路１７３とに分岐される。光導波路１７２の他端及び光導波路１７３の他端とは、光導波路１７４の一端と接続される。光導波路１７２には、光導波路１７２を伝搬する光の位相を変化させる位相変調領域ＰＭＡが配置される。光導波路１７３には、光導波路１７２を伝搬する光の位相を変化させる位相変調領域ＰＭＢが配置される。光導波路１７４の他端からは、光信号ＬＳ１が出力される。
駆動回路１７Ｂは、光変調器１７Ａの変調動作を制御するとともに、位相変調領域ＰＭＡ及びＰＭＢの一方又は双方に、制御信号ＣＯＮ１に応じてバイアス電圧ＶＢＩＡＳを印加することで光変調器１７Ａの動作点を制御することができる。以下では、駆動回路１７Ｂは、位相変調領域ＰＭＡ及びＰＭＢにバイアス電圧を印加するものとして説明する。また、駆動回路１７Ｂは、位相変調領域ＰＭＡ及びＰＭＢの一方又は双方に変調信号ＭＯＤを印加することで、光信号ＬＳ１を変調することができる。この例では、駆動回路１７Ｂは、位相変調領域ＰＭＡに、変調信号ＭＯＤに応じた変調信号ＳＩＧ＿Ｍ１を印加する。駆動回路１７Ｂは、位相変調領域ＰＭＢに、変調信号ＭＯＤに応じた変調信号ＳＩＧ＿Ｍ２を印加する。
なお、図示しないが、光出力モジュール１２は、光強度調整部を有してもよい。光強度調整部は、光出力モジュール１２から出力される光信号ＬＳ１を減衰又は遮断することで、光信号ＬＳ１の光強度を調整してもよい。光強度調整部は、光伝送装置９３からプラガブル電気コネクタ１１を介して入力される制御信号ＣＯＮ１又は制御信号ＣＯＮ１と異なる制御信号に応じて、光信号ＬＳ１の光強度を調整してもよい。光強度調整部としては、例えば光アッテネータを用いてもよい。
光受信モジュール１３は、光ファイバ９２を介して外部から受信した光信号ＬＳ２を、光出力モジュール１２の光源１６からの局部発振光ＬＯと干渉させることで、復調を行う。そして、光受信モジュール１３は、復調された電気信号であるデータ信号ＤＡＴを、プラガブル電気コネクタ１１を介して光伝送装置９３へ出力する。
光ファイバ収容手段１４は、プラガブル光モジュール１００内に設けられた第１〜第３光ファイバＦ１１〜Ｆ１３の余長を巻き取り収容するための構成を有する。光ファイバ収容手段１４は、例えば樹脂を用いて構成することができ、例えば金型を用いた射出成形などで容易に作製することが可能である。この例では、光ファイバ収容手段１４は、第１〜第３光ファイバＦ１１〜Ｆ１３をそれぞれ巻き取るための円形ガイドＧ１１〜Ｇ１３（第１〜第３のガイドとも称する）を有する。図８は、実施の形態１にかかる光ファイバ収容手段１４の構成を模式的に示す斜視図である。図８に示すように、この例では、円形ガイドＧ１１〜Ｇ１３は、図４及び５の紙面に対して垂直方向（すなわち、Ｚ方向）を軸方向とする薄い円柱状（ないしは円盤状）の部材として、例えば樹脂からなるプレート１４Ａ上に構成されるものとして説明する。
第１光ファイバＦ１１、第２光ファイバＦ１２及び第３光ファイバＦ１３は、プラガブル光モジュール１００内の複数の光部品（例えば、光出力モジュール１２、光受信モジュール１３及びプラガブル光レセプタ１５）を接続する光部品接続用の光ファイバである。第１光ファイバＦ１１の一端は光出力モジュール１２と接続され、他端はプラガブル光レセプタ１５と接続される。光出力モジュール１２から出力される光信号ＬＳ１は、第１光ファイバＦ１１を伝搬して、プラガブル光レセプタ１５に入射する。第１光ファイバＦ１１の両端間の余長は、第１光ファイバＦ１１が円形ガイドＧ１１の外周を１回以上周回することで、巻き取られるように収容される。これにより、光出力モジュール１２とプラガブル光レセプタ１５との間の距離よりも長い第１光ファイバＦ１１を効率よく収容し、プラガブル光モジュール１００内の他の部品との交錯ないしは干渉を防止することができる。なお、円形ガイドＧ１１は、第１光ファイバＦ１１の巻き取りによる曲げ曲率ＣＶ１が、第１光ファイバＦ１１が許容できる最大曲げ曲率ＭＣＶ１を超えることのないよう（すなわち、ＣＶ１＜ＭＣＶ１）に構成される。例えば、円形ガイドＧ１１の外周面の曲率ＧＣＶ１は、第１光ファイバＦ１１が許容できる最大曲げ曲率ＭＣＶ１を超えることのないよう（すなわち、ＧＣＶ１＜ＭＣＶ１）に設計される。
第２光ファイバＦ１２の一端は光出力モジュール１２と接続され、他端は光受信モジュール１３と接続される。光出力モジュール１２から出力される局部発振光ＬＯは、第２光ファイバＦ１２を伝搬して、光受信モジュール１３に入射する。第２光ファイバＦ１２の両端の余長は、第２光ファイバＦ１２が円形ガイドＧ１２の外周を周回する（例えば、１回以上周回する）ことで、巻き取られるように収容される。これにより、光出力モジュール１２と光受信モジュール１３との間の距離よりも長い第２光ファイバＦ１２を効率よく収容し、プラガブル光モジュール１００内の他の部品との交錯ないしは干渉を防止することができる。なお、円形ガイドＧ１２は、第２光ファイバＦ１２の巻き取りによる曲げ曲率ＣＶ２が、第２光ファイバＦ１２が許容できる最大曲げ曲率ＭＣＶ２を超えることのないよう（すなわち、ＣＶ２＜ＭＣＶ２）に構成される。例えば、円形ガイドＧ１２の外周面の曲率ＧＣＶ２は、第２光ファイバＦ１２が許容できる最大曲げ曲率ＭＣＶ２を超えることのないよう（すなわち、ＧＣＶ２＜ＭＣＶ２）に設計される。
第３光ファイバＦ１３の一端は光受信モジュール１３と接続され、他端はプラガブル光レセプタ１５と接続される。プラガブル光レセプタ１５からの光信号ＬＳ２は、第３光ファイバＦ１３を伝搬して、光受信モジュール１３に入射する。第３光ファイバＦ１３の両端の余長は、第３光ファイバＦ１３が円形ガイドＧ１３の外周を１回以上周回することで、巻き取られるように収容される。これにより、光受信モジュール１３とプラガブル光レセプタ１５との間の距離よりも長い第３光ファイバＦ１３を効率よく収容し、プラガブル光モジュール１００内の他の部品との交錯ないしは干渉を防止することができる。なお、円形ガイドＧ１３は、第３光ファイバＦ１３の巻き取りによる曲げ曲率ＣＶ３が、第３光ファイバＦ１３が許容できる最大曲げ曲率ＭＣＶ３を超えることのないよう（すなわち、ＣＶ３＜ＭＣＶ３）に構成される。例えば、円形ガイドＧ１３の外周面の曲率ＧＣＶ３は、第３光ファイバＦ１３が許容できる最大曲げ曲率ＭＣＶ１を超えることのないよう（すなわち、ＧＣＶ３＜ＭＣＶ３）に設計される。
上記の例では、円形ガイドＧ１１〜Ｇ１３をそれぞれ独立した部材として説明したが、これは例示に過ぎない。例えば、１つの円形ガイドが複数の光ファイバを巻き取り収容する構成としてもよい。すなわち、２つの円形ガイドを設け、一方の円形ガイドが２本の光ファイバ（例えば、第１光ファイバＦ１１及び第２光ファイバＦ１２）を巻き取り収容し、他方の円形ガイドが１本の光ファイバ（第３光ファイバＦ１３）を巻き取り収容する構成としてもよい。また、１つの円形ガイドを設け、この１つの円形ガイドが全ての光ファイバ（例えば、第１光ファイバＦ１１、第２光ファイバＦ１２及び第３光ファイバＦ１３）を巻き取り収容する構成としてもよい。
上記の例では、円形ガイドＧ１１〜Ｇ１３について説明したが、ガイドの形状は円形に限られない。外周を周回する光ファイバの曲げ曲率が、光ファイバが許容できる最大曲げ曲率を超えないかぎり、楕円形、角丸正方形、角丸長方形、任意の多角形（角部が曲線で構成されてもよいし、直線で構成されてもよい）など、任意の形状としてもよい。また、ガイドを周回する光ファイバは、ガイドの外周に接触しながら周回してもよいし、ガイドの外周から離隔した経路で周回してもよい。また、上記では、光ファイバがガイドの外周を周回すると説明したが、これは、光ファイバがガイドの外周回りを１回転しなければならないことを意味するものではなく、例えば、外周の１／２や１／４など、光ファイバが１回転よりも短い経路でガイドの外周に沿って曲げられる収容態様を含む。これは、本実施の形態のみならず、以降の実施の形態においても同様である。
プラガブル光レセプタ１５は、外部のコネクタ付きの光ファイバ９１及び９２のコネクタが挿抜可能に構成される。
一般に、デジタルコヒーレント光通信の用に供するプラガブル光モジュールでは、モジュール内に複数の部品（本実施の形態におけるプラガブル電気コネクタ１１、光出力モジュール１２、光受信モジュール１３、光ファイバ収容手段１４及びプラガブル光レセプタ１５）を搭載する必要があるだけでなく、プラガブル光モジュールの寸法の小型化が強く求められる。そのため、比較的狭隘な筐体に複数の部品を収め、かつ、必要に応じて、光ファイバを用いて部品間を接続する必要がある。しかし、部品の取り付け位置のばらつきや、光ファイバの切断長さのばらつきなどで、最適な長さ光ファイバを用途ごとに準備することは困難であり、実現できたとしても工数の増大を招くこととなる。しかし、本構成によれば、要求される長さに対して、余裕のある長さの光ファイバを準備し、光ガイドに適宜光ファイバを巻きつけることで光ファイバの余剰部分をコンパクトに収容しつつ、プラガブル光モジュール内の部品間を接続することができる。これにより、部品の取り付けばらつきやファイバの切断バラつきなどの影響を受けることなく、容易にプラガブル光モジュール内で光ファイバを用いた光配線を行うことができる。
また、本構成では、プラガブル光モジュール内で用いる光ファイバの長さに余裕が有るので、ガイドを介して異なる部品間で光ファイバを取り回す場合に、光ファイバに不要な緊張（テンション）が加わることを防止できる。これにより、プラガブル光モジュール作製工程における光ファイバの破損を防止できるので、製造歩留まり向上の観点から有利であることが理解できる。
また、本構成によれば、光ファイバの収容部が他の部品と交錯することもなく、かつ、収容された位置からずれたりすることもないので、収容後の光ファイバが他の部品と接触して破損するといった事態を防止することができる。これにより、プラガブル光モジュールを他の装置に挿抜する際の振動や衝撃を受けても光ファイバは破損しないので、運用中のプラガブル光モジュール１００の故障を防止する観点から有利であることが理解できる。
また、本構成では、プレート状の光ファイバ収容手段内に光ファイバを環状に収容できるため、光ファイバ収容手段内の厚みを抑制することができる。よって、筐体内の狭隘な間隙に光ファイバ収容手段を実装することができる。したがって、プラガブル光モジュールの小型化の観点から有利であることが理解できる。
実施の形態２
実施の形態２にかかるプラガブル光モジュール２００について説明する。実施の形態２にかかるプラガブル光モジュール２００は、実施の形態１にかかるプラガブル光モジュール１００の光ファイバ収容手段１４を光ファイバ収容手段２４に置換した構成を有する。本実施の形態では、光ファイバ収容手段２４は、光ファイバを巻き取り収容するためのガイドを少なくとも２つ有する。
図９は、実施の形態２にかかる光ファイバ収容手段２４での光ファイバの収容例を模式的に示す上面図である。光ファイバ収容手段２４は、プラガブル光モジュール１００内に設けられた第１〜第３光ファイバＦ１１〜Ｆ１３を巻き取り収容するための構成を有する。光ファイバ収容手段２４は、例えば樹脂を用いて構成することができ、例えば金型を用いた射出成形などで容易に作製することが可能である。この例では、光ファイバ収容手段２４は、プレート２４Ａ上に設けられた、第１〜第３光ファイバＦ１１〜Ｆ１３をそれぞれ巻き取るための円形ガイドＧ２１及びＧ２２を有する。この例では、円形ガイドＧ２１及びＧ２２は、図４の円形ガイドＧ１１〜Ｇ１３と同様に、図９の紙面に対して垂直方向を軸方向とする薄い円柱状（ないしは円盤状）の部材として構成されるものとして説明する。図９の光ファイバ収容手段２４においては、１つの円形ガイド（円形ガイドＧ１１）の周りを第１光ファイバＦ１１が周回することで、光ファイバが収容される（以下、第１の周回経路と称する）。
図１０は、実施の形態２にかかる光ファイバ収容手段２４での光ファイバの他の収容例を模式的に示す上面図である。この例では、各光ファイバが複数の円形ガイドを周回する。具体的には、例えば第１光ファイバＦ１１は、光ファイバ収容手段２４の円形ガイドＧ２１及びＧ２２の外周を周回することで収容される。図１０に示すように、円形ガイドＧ２１及び円形ガイドＧ２２を包囲するように１回り周回させることで、第１光ファイバＦ１１を収容することができる（以下、第２の周回経路と称する）。
図１１は、実施の形態２にかかる光ファイバ収容手段２４での光ファイバの他の収容例を模式的に示す上面図である。この例では、円形ガイドＧ２１と円形ガイドＧ２２との間で光ファイバを交差させ、円形ガイドＧ２１及び円形ガイドＧ２２のそれぞれでの第１光ファイバＦ１１の周回方向が異なるように周回させることで、第１光ファイバＦ１１を収容することもできる（以下、第３の周回経路と称する）。
更に、必要に応じて、上記の第１〜第３の周回経路は組み合わせて用いることも可能である。図１２は、第１〜第３の周回経路を組み合わせて用いる場合の光ファイバの収容例を示す図である。なお、上述の例においては、周回経路の任意の位置において、第１光ファイバＦ１１を所望の方向に引き出すことが可能であることはいうまでもない。
以上、本実施の形態で説明したように、複数のガイド間の複数種類の経路の何れか、又は、複数種類の経路を組み合わせて、１本の光ファイバを巻き取ることができる。これにより、巻き取る光ファイバの長さを多段階に調整することが可能となるので、様々な長さの光ファイバの収容に対応することが可能となる。
なお、図９〜図１２では、第１光ファイバＦ１１について示したが、第２光ファイバＦ１２及び第３光ファイバＦ１３も同様に収容できることは言うまでもない。
実施の形態３
実施の形態３にかかるプラガブル光モジュール３００について説明する。プラガブル光モジュール３００は、実施の形態２にかかるプラガブル光モジュール２００の光ファイバ収容手段２４を光ファイバ収容手段３４に置換した構成を有する。以下、光ファイバ収容手段３４について説明する。
図１３は、実施の形態３にかかる光ファイバ収容手段３４の構成を模式的に示す上面図である。光ファイバ収容手段３４は、光ファイバ収容手段２４にスプライス収納部３０を追加した構成を有する。本実施の形態では、第１光ファイバＦ１１には、２本の光ファイバを（例えばファイバ融着により）接合した部位であるスプライス部３１が設けられている。スプライス部３１は、光ファイバ収容手段３４のプレート２４Ａ上に設けられたスプライス収納部３０に収納されることで固定される。
スプライス部３１は、一般に、２本のファイバの接合部を補強スリーブで覆うことで補強されている。スプライス収納部３０には、例えばスプライス部３１のスリーブを嵌め込む溝などが設けられている。この溝にスプライス部３１を嵌め込むことで、スプライス部３１を固定することができる。
一般に、スプライス部を有する光ファイバでは、スプライス部のファイバ接合部は他の部位と比べて引っ張りや曲げに対する機械的強度が小さくなってしまう。そこで、本構成では、スプライス収納部３０によってスプライス部３１を固定することで、光ファイバに力がかかった場合のスプライス部３１の動きを抑制し、光ファイバ接合部にかかる負担を軽減できる。その結果、光ファイバの引き回し、光ファイバ収容手段の取り付けなどの際に光ファイバに力がかかっても、光ファイバの断線を防止することが可能となる。
なお、図１３では、第１光ファイバＦ１１について示したが、第２光ファイバＦ１２及び第３光ファイバＦ１３も同様に収容できることは言うまでもない。
実施の形態４
実施の形態４にかかるプラガブル光モジュール４００について説明する。プラガブル光モジュール４００は、実施の形態１にかかるプラガブル光モジュール１００の光ファイバ収容手段１４を光ファイバ収容手段４４に置換した構成を有する。以下、光ファイバ収容手段４４について説明する。
図１４は、実施の形態４にかかる光ファイバ収容手段４４の構成を模式的に示す上面図である。光ファイバ収容手段４４は、円形ガイドＧ３１及びＧ３２、ガイドＧ３３及びＧ３４（第４〜第７のガイドとも称する）を有する。円形ガイドＧ３１及びＧ３２は、それぞれ四角形の対角の位置に設けられる。ガイドＧ３３及びＧ３４は、それぞれ、円形ガイドＧ３１及びＧ３２が設けられた位置以外の、四角形の対角の位置に設けられる。
なお、図１４では、図面の簡略化のため、光ファイバを符号Ｆで示した。つまり、光ファイバＦは、第１〜第３光ファイバＦ１１〜Ｆ１３のいずれかを示す。また、粗いハッチング部は、ガイドの上面と、これと同じ高さの面を示す。細かいハッチング部は、ガイドの上面よりも低い、光ファイバが通る溝部の底面を示す。
円形ガイドＧ３１及びＧ３２は、実施の形態２と同様に、それぞれ第１〜第３の経路を用いて、光ファイバを巻き取ることができる。また、光ファイバは、ガイドＧ３３及びＧ３４の曲線部分に沿って曲がることができる。
図１４に示すように、光ファイバは、円形ガイドＧ３１の外周からガイドＧ３３の曲線部分を経て、円形ガイドＧ３２の外周に到達する経路を通ることが可能である（当然ながら、光ファイバは、この逆方向の経路を通ることも可能である）。光ファイバは、円形ガイドＧ３１の外周からガイドＧ３４の曲線部分を経て、円形ガイドＧ３２の外周に到達する経路を通ることが可能である（当然ながら、光ファイバは、この逆方向の経路を通ることも可能である）。
また、光ファイバを、円形ガイドＧ３１とガイドＧ３３との間を通って、円形ガイドＧ３１及びＧ３２、ガイドＧ３４へ引き回すことができる（当然ながら、光ファイバは、この逆方向の経路を通ることも可能である）。光ファイバを、円形ガイドＧ３２とガイドＧ３３との間を通って、円形ガイドＧ３１及びＧ３２、ガイドＧ３４へ引き回すことができる（当然ながら、光ファイバは、この逆方向の経路を通ることも可能である）。光ファイバを、円形ガイドＧ３１とガイドＧ３４との間を通って、円形ガイドＧ３１及びＧ３２、ガイドＧ３３へ引き回すことができる（当然ながら、光ファイバは、この逆方向の経路を通ることも可能である）。光ファイバを、円形ガイドＧ３２とガイドＧ３３との間を通って、円形ガイドＧ３１及びＧ３２、ガイドＧ３３へ引き回すことができる（当然ながら、光ファイバは、この逆方向の経路を通ることも可能である）。
また、光ファイバ収容手段４４は、円形ガイドＧ３１及びＧ３２、ガイドＧ３３及びＧ３４の外周面から外側に突き出した突起４１を有する。また、円形ガイドＧ３１及びＧ３２、ガイドＧ３３及び３４を囲むように形成された外枠部４０には、内側に突き出した突起４１が設けられる。突起４１は、これらの下側に光ファイバが挿通可能に構成される。これにより、撓みや捻じれなどにより、巻き取られた光ファイバが光ファイバ収容手段４４の上方に飛び出すことを防止できる。これにより、光ファイバをより確実に光ファイバ収容手段４４に収容するとともに、ガイドから光ファイバから外れてしまう事態を防止することができる。
また、プラガブル光モジュール４００では、突起４１の下部には、開口部４２が設けられてもよい。開口部４２の開口幅Ｗ１は、突起４１の幅Ｗ２よりも広いことが望ましい。この場合、突起４１で押さえられた光ファイバが下側に撓むことができ、光ファイバの収容が容易となる。また、光ファイバ収容手段４４の底面と突起４１の下面との間の距離が短い場合でも、開口部４２を設けることで、光ファイバを挿通させる空間を確保することが可能となる。
なお、光ファイバは、開口部４２を通って、光ファイバ収容手段４４の下方に引き出され、又は、光ファイバ収容手段４４の下方から光ファイバが入って円形ガイドに巻き取られる構成としてもよい。これによれば、光ファイバ収容手段４４の下方に位置する部品に対する光配線をより容易に行うことができる。よって、光ファイバ収容手段４４及び他の部品の配置の自由度を高めることが可能となる。
その他の実施の形態
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述の実施の形態においては、光出力モジュール１２と光受信モジュール１３とが分離して設けられ、かつ、光出力モジュール１２から光受信モジュール１３へ向けて局部発振光ＬＯが出力される構成について説明したが、この構成に限られるものではない。例えば、光出力モジュール１２と光受信モジュール１３とは、単一の光モジュールとして構成され、光モジュールの出力部と受信部との間で、例えば光ファイバを介して、局部発振光をやりとりしてもよい。
上述の実施の形態では、第１〜第３光ファイバＦ１１〜Ｆ１３が設けられる例について説明したが、光ファイバ収容手段に収容できる限り、更なる光ファイバが設けられ、かつ、光ファイバ収容手段に収容されてもよい。但し、更なる光ファイバの全てが光ファイバ収容手段に収容されることは必須ではない。
光ファイバ収容手段は、例えば、熱伝導性が高い材料で構成されることが望ましい。この場合、光ファイバ収容手段の近傍に実装される他の部品やプリント回路基板の放熱に寄与することができるので、放熱性能の向上を実現することができる。これにより、回路の熱暴走を抑止することができる。
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
この出願は、２０１５年６月１５日に出願された日本出願特願２０１５−１２０４２０を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
ＣＯＮ１ 制御信号
ＤＡＴ データ信号
Ｆ１１ 第１光ファイバ
Ｆ１２ 第２光ファイバ
Ｆ１３ 第３光ファイバ
Ｇ１１〜Ｇ１３、Ｇ２１、Ｇ２２、Ｇ３１、Ｇ３２ 円形ガイド
Ｇ３３、Ｇ３４ ガイド
ＬＯ 局部発振光
ＬＳ１、ＬＳ２ 光信号
Ｌｏｒｉｇ 出力光
ＭＯＤ 変調信号
ＰＭＡ、ＰＭＢ 位相変調領域
ＳＩＧ＿Ｍ１、ＳＩＧ＿Ｍ２ 変調信号
ＶＢＩＡＳ バイアス電圧
１０ 筐体
１１ プラガブル電気コネクタ
１２ 光出力モジュール
１３ 光受信モジュール
１４、２４、３４、４４ 光ファイバ収容手段
１４Ａ、２４Ａ、４４Ａ プレート
１５ プラガブル光レセプタ
１６ 光源
１７ 光変調部
１７Ａ 光変調器
１７Ｂ 駆動回路
３０ スプライス収納部
３１ スプライス部
４０ 外枠部
４１ 突起
４２ 開口部
５１〜５４ プリント回路基板
９１、９２ 光ファイバ
９３ 光伝送装置
１００、２００、３００、４００ プラガブル光モジュール
１７１〜１７４ 光導波路
１０００ 光通信システム

Claims (16)

  1. 光送信信号を出力する光出力モジュールと、
    光受信信号が入力する光受信モジュールと、
    前記光送信信号及び前記光受信信号が伝送する光ファイバを挿抜可能であるプラガブル光レセプタと、
    前記光受信モジュールが接続する第１のプリント回路基板と、
    前記光出力モジュールと前記プラガブル光レセプタとを接続する第１光ファイバと、
    前記光受信モジュールと前記プラガブル光レセプタを接続する第２光ファイバと、
    前記光出力モジュールと前記光受信モジュールとを接続する第３光ファイバと、
    プレート状の部材に設けられた光ファイバが巻き取り可能な１つ以上のガイドを有し、前記１つ以上のガイドによって巻き取ることで前記第１〜第３光ファイバを収容する光ファイバ収容手段と、を備え、
    前記光ファイバ収容手段は前記第１のプリント回路基板上に積層され、
    前記光出力モジュールは前記光ファイバ収容手段上に積層される、
    プラガブル光モジュール。
  2. 前記第１のプリント回路基板と積層される第２のプリント回路基板をさらに備え、
    前記第２のプリント回路基板は、前記光出力モジュール上に積層される、
    請求項１に記載のプラガブル光モジュール。
  3. 光伝送装置に対して挿抜可能であるプラガブル電気コネクタをさらに備え、
    前記光出力モジュールは、局部発振光と、前記プラガブル電気コネクタを介して入力する変調信号に応じて変調された前記光送信信号と、を出力し、
    前記光受信モジュールは、前記局部発振光と前記光受信信号とを干渉させ、前記光受信信号を電気信号に変換して出力し、
    前記第１光ファイバは、前記光出力モジュールと前記プラガブル光レセプタとの間に接続され、前記光送信信号を伝搬させ、
    前記第２光ファイバは、前記光出力モジュールと前記光受信モジュールとの間に接続され、前記局部発振光を伝搬させ、
    前記第３光ファイバは、前記光受信モジュールと前記プラガブル光レセプタとの間に接続され、前記光受信信号を伝搬させる、
    請求項１又は２に記載のプラガブル光モジュール。
  4. 前記第１〜３光ファイバは、前記光出力モジュールと干渉しない経路を前記ガイドによりとり得る、
    請求項１乃至３のいずれか一項に記載のプラガブル光モジュール。
  5. 前記光ファイバ収容手段には複数の前記ガイドが設けられ、
    前記複数のガイドのうちの２つのガイドによって光ファイバを巻き取る経路が複数存在する、
    請求項４に記載のプラガブル光モジュール。
  6. 前記複数の経路は互いに経路長が異なる、
    請求項５に記載のプラガブル光モジュール。
  7. 前記第１〜第３光ファイバのそれぞれは、前記複数の経路のうち２以上を組み合わせた経路をとる、
    請求項５又は６に記載のプラガブル光モジュール。
  8. 前記複数の経路は、互いに経路長が異なる第１の経路と第２の経路とを含み、
    前記第１光ファイバは前記第１の経路を含む経路をとり、
    前記第２光ファイバは前記第２の経路を含む経路をとる、
    請求項５乃至７のいずれか一項に記載のプラガブル光モジュール。
  9. 前記第１光ファイバはさらに前記第２の経路を含む経路をとる、
    請求項８に記載のプラガブル光モジュール。
  10. 前記複数の経路は、第３の経路を含み、
    前記第１光ファイバは第３の経路を含む経路をとり、
    前記第１光ファイバは前記第３の経路の任意の位置において前記光ファイバ収容手段外に引き出し可能である、
    請求項５乃至９のいずれか一項に記載のプラガブル光モジュール。
  11. 前記プレート状の部材は、前記第１のプリント回路基板と接する、
    請求項５乃至１０のいずれか一項に記載のプラガブル光モジュール。
  12. 前記第１〜第３光ファイバのそれぞれは、前記複数のガイドに含まれる２つのガイドのいずれかを周回する第４の経路、前記複数のガイドに含まれる前記２つのガイドを囲むように周回する第５の経路、及び、前記複数のガイドに含まれる前記２つのガイドのそれぞれを周回する第６の経路のいずれか、前記第４〜第６の経路のうちの２つを組み合わせて、又は、前記第４〜第６の経路の３つを組み合わせて巻き取られて収容される、
    請求項１１に記載のプラガブル光モジュール。
  13. 前記第１〜第３光ファイバの一部又は全てはスプライス部を有し、
    前記光ファイバ収容手段は、前記プレート状の部材上に形成され、前記スプライス部を収納して固定するスプライス収納部を更に有する、
    請求項１１又は１２に記載のプラガブル光モジュール。
  14. 前記複数のガイドには、第１〜第３のガイドが含まれ、
    前記第１〜第３光ファイバは、それぞれ前記第１〜第３のガイドに巻き取られて収容さされる、
    請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載のプラガブル光モジュール。
  15. 前記複数のガイドには、第４〜第７のガイドが含まれ、
    前記第１〜第３光ファイバのそれぞれは、前記第４〜第７のガイドの一部又は全てを組み合わせた経路を用いて巻き取られて収容される、
    請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載のプラガブル光モジュール。
  16. 光送信信号及び光受信信号が伝送する光ファイバと、
    前記光ファイバが挿抜可能であるプラガブル光モジュールと、
    前記プラガブル光モジュールが挿抜可能である光伝送装置と、を備え、
    前記プラガブル光モジュールは、
    光送信信号を出力する光出力モジュールと、
    光受信信号が入力する光受信モジュールと、
    前記光送信信号及び前記光受信信号が伝送する光ファイバを挿抜可能であるプラガブル光レセプタと、
    前記光受信モジュールが接続する第１のプリント回路基板と、
    前記光出力モジュールと前記プラガブル光レセプタとを接続する第１光ファイバと、
    前記光受信モジュールと前記プラガブル光レセプタを接続する第２光ファイバと、
    前記光出力モジュールと前記光受信モジュールとを接続する第３光ファイバと、
    プレート状の部材に設けられた光ファイバが巻き取り可能な１つ以上のガイドを有し、前記１つ以上のガイドによって巻き取ることで前記第１〜第３光ファイバを収容する光ファイバ収容手段と、を備え、
    前記光ファイバ収容手段は前記第１のプリント回路基板上に積層され、
    前記光出力モジュールは前記光ファイバ収容手段上に積層される、
    光通信システム。
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