JPH0695169B2 - Star coupler - Google Patents

Star coupler

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JPH0695169B2
JPH0695169B2 JP58244574A JP24457483A JPH0695169B2 JP H0695169 B2 JPH0695169 B2 JP H0695169B2 JP 58244574 A JP58244574 A JP 58244574A JP 24457483 A JP24457483 A JP 24457483A JP H0695169 B2 JPH0695169 B2 JP H0695169B2
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optical fibers
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、光信号の分岐、挿入を受動的に行なう光ネ
ットワークにおいて、自局に光信号を還流しない機能を
持つスター・カプラに関する。
Description: TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a star coupler having a function of not returning an optical signal to its own station in an optical network for passively adding and dropping an optical signal.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

一般に複数の局を相互に結びつけるスター・カプラ、T
型カプラなどで光ネットワークを形成したリング型、バ
ス型ネットワークにおいては、衝突検出に電気的処理を
必要とし、システムを複雑にしている。そして、以下で
述べるカスケード・スター・ネットワークにおいては、
自局に光信号が還流しないため、コストダウンが容易と
なる。
A star coupler, T, that typically connects multiple stations together
In ring type and bus type networks in which optical networks are formed by type couplers and the like, electrical processing is required for collision detection, which complicates the system. And in the Cascade Star Network described below,
Since the optical signal does not flow back to the own station, the cost can be easily reduced.

さて、カスケード・スター・ネットワークのシステム構
成例を示すと第1図のようになり、2つのエンドカプラ
1と1つのセンターカプラ2とで1つのスター・ユニッ
トaが構成されており、各ユニットaは光中継器3で連
結されている。
Now, an example of the system configuration of the cascade star network is shown in FIG. 1, and two end couplers 1 and one center coupler 2 constitute one star unit a, and each unit a Are connected by an optical repeater 3.

このような構成ユニットの機能(内部構造)を示すと、
第2図のようになっており、エンド・カプラ1でメイン
・ポート1局、ブランチ・ポート3局、センター・カプ
ラ2でメイン・ポート2局、ブランチ・ポート2局であ
る。即ち、或る局の送信端子から入った信号は、そのカ
プラによって自局以外の受信端子に分けられ、又、メイ
ン光路を通って他のカプラへ送られ、結局、自局以外の
全ての受信端子へ信号が送られる。この場合、それぞれ
の光分配部分の分配比をそれぞれ予め決められた値とす
ると、あらゆる端子から入った信号は、自局以外の全て
の局に同じ損失をもって伝えられることになる。尚、第
2図において、Txは図示せぬ光送信器に接続されるポー
トであり、Rxは図示せぬ光受信器に接続されるポートで
ある。
When the function (internal structure) of such a unit is shown,
As shown in FIG. 2, the end coupler 1 is one main port station, the branch port 3 stations, and the center coupler 2 is two main port stations and two branch port stations. That is, the signal input from the transmission terminal of a certain station is divided by the coupler to the reception terminals other than the own station, and is also sent to the other coupler through the main optical path, and eventually all the receptions other than the own station are received. A signal is sent to the terminal. In this case, assuming that the distribution ratios of the respective light distributing portions are predetermined values, the signals input from all terminals will be transmitted to all stations other than the own station with the same loss. In FIG. 2, Tx is a port connected to an optical transmitter (not shown), and Rx is a port connected to an optical receiver (not shown).

次に、この単位カプラ(エンドカプラ又はセンターカプ
ラ)の内部構造の従来例を第3図(a)〜(d)に示
す。この例は4端子対であり、自局に光信号を還流させ
ないため、1×3要素カプラを分配比(図の右側に示
す)の異なる4種類で構成している。尚、第3図は第2
図の・印部(送信端子、受信端子)に使用される1×3
要素カプラである。又、光ファイバーはコア径80μm、
外径125μm、NA=0.25のGI型石英ファイバーを用いて
いる。各ブランチ間の損失は、13.9〜21.5dBの範囲に収
まっていると発表されている。
Next, a conventional example of the internal structure of this unit coupler (end coupler or center coupler) is shown in FIGS. 3 (a) to 3 (d). This example is a 4-terminal pair, and in order to prevent an optical signal from flowing back to the local station, 1 × 3 element couplers are configured with four different distribution ratios (shown on the right side of the figure). Incidentally, FIG. 3 shows the second
1x3 used for the parts marked with (in the figure) (transmitting terminal, receiving terminal)
It is an element coupler. Also, the optical fiber has a core diameter of 80 μm,
A GI type quartz fiber with an outer diameter of 125 μm and NA = 0.25 is used. It is announced that the loss between branches is in the range of 13.9 to 21.5 dB.

ところで上記の場合、要素カプラはテーパ形状4とテー
パファイバー束5−フアイバー6の接続部7の軸ずれ量
で制御することにより、製作されているので、分配比の
等分性を正確に出すのは難しい。又、製作の際は、先ず
形状の異なるテーパファイバー束を8組放電成形により
作った後、1本のファイバーと放電スプライスすること
により、1×3の要素カプラを作り、更に各要素カプラ
同志の12対の光ファイバーを放電スプライスして製作す
るため、製作に手がかかる。又、石英ファイバーを用い
ているため、特にテーパファイバー束とファイバーの接
続点でファイバーが折れ易いという欠点がある。
By the way, in the above case, since the element coupler is manufactured by controlling the axial deviation amount of the taper shape 4 and the connecting portion 7 of the taper fiber bundle 5-fiber 6, the equality of the distribution ratio can be accurately obtained. Is difficult Also, when manufacturing, first, taper fiber bundles with different shapes are made by 8 sets of discharge molding, and then 1 fiber is made by discharge splicing to make a 1 × 3 element coupler. Since 12 pairs of optical fibers are spliced and manufactured, it takes time to manufacture. Further, since the quartz fiber is used, there is a drawback that the fiber is easily broken especially at the connecting point of the taper fiber bundle and the fiber.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

この発明の目的は、自局に光信号が還流しないスター・
カプラにおいて、製作が容易にして特性のバラツキが少
ないスター・カプラを提供することである。
The object of the present invention is to create a star
It is an object of the present invention to provide a star coupler which is easy to manufacture and has little variation in characteristics.

〔発明の概要〕[Outline of Invention]

この発明は、外部光ファイバーよりも細い径の多数の内
部光ファイバーを束ねてフェルールに固定し、又、外部
光ファイバーを他のフェルールに固定して、両光ファイ
バーをコネクタを介して対向させ、更に内部光ファイバ
ーを複数に分配することにより光分岐部が形成され、こ
の光分岐部を複数用いて形成したスター・カプラであ
る。
According to the present invention, a large number of internal optical fibers having a diameter smaller than that of the external optical fiber are bundled and fixed to a ferrule, or the external optical fiber is fixed to another ferrule so that both optical fibers are opposed to each other via a connector, and further the internal optical fiber is fixed. An optical branching portion is formed by distributing the light into a plurality of parts, and the star coupler is formed by using a plurality of the light branching portions.

すなわち、この発明は、分配容量が大きい少なくとも1
つのメイン・ポートおよび分配容量が小さい複数のブラ
ンチ・ポートを有し、これらメイン・ポートおよびブラ
ンチ・ポートは1つの入射端子と1つの出射端子から構
成され、更にカプラ内部では外部光ファイバーの径より
も細い径をもつ端面が円形の内部光ファイバーを基本要
素とし、上記メイン・ポートの1つの出射端子には自局
以外のメイン・ポートの入射端子に接続されるmh本の内
部光ファイバーと、上記各ブランチ・ポートの入射端子
に接続されるni本の内部光ファイバーとが束ねられ、 この出射端子において合計で 但し、Xは1カプラ中のメイン・ポートの数で自然数 Yは1カプラ中のブランチ・ポートの数で自然数 の内部光ファイバーを束ねて外部光ファイバーと接続
し、 上記ブランチ・ポートの1つの出射端子には上記メイン
・ポートの入射端子に接続されるnj本の内部光ファイバ
ーと、自局以外の各ブランチ・ポートの入射端子に接続
されるlk本の内部光ファイバーとが束ねられ、 この出射端子において合計で 但し、X,Yは上記と同様 の内部光ファイバーを束ねて外部光ファイバーと接続す
ることにより、自局に光信号を還流しないスター・カプ
ラを構成している。
That is, the present invention has at least one large distribution capacity.
It has one main port and multiple branch ports with small distribution capacity. These main ports and branch ports consist of one input terminal and one output terminal. The basic element is an internal optical fiber with a small diameter and a circular end surface. One output terminal of the main port is mh internal optical fibers connected to the input terminals of main ports other than the local station, and the above-mentioned branches.・ Ni internal optical fibers connected to the incident terminal of the port are bundled together, However, X is the number of main ports in one coupler and is a natural number. Y is the number of branch ports in one coupler and is a natural number. Is a bundle of nj internal optical fibers connected to the main port incident terminal and lk internal optical fibers connected to the incident terminals of each branch port other than the own station. However, X and Y form a star coupler that does not recirculate optical signals to its own station by bundling the same internal optical fibers as above and connecting them to external optical fibers.

[発明の実施例] 先ず、この発明の考え方について第2図のカプラにより
説明する。この例は4端子対であり、エンドカプラ1が
2個、センタカプラ2が1個で1つのユニットを構成す
ることにより、スター・ネットを形成するものである。
[Embodiment of the Invention] First, the concept of the present invention will be described with reference to the coupler shown in FIG. In this example, there are four terminal pairs, and two end couplers 1 and one center coupler 2 constitute one unit to form a star net.

第4図及び第5図に示すようにカプラ内部のファイバー
8は同一形状で曲げに強いプラスチックファイバーを用
い、外部ファイバー9の外径をDとすると、 D=(2m+1)・d 但し、mは自然数 の関係を満たすように内部ファイバーの外径dを決め
る。すなわち、(3m2+3m+1)本の内部ファイバーを
円形に束ねた時に外接円の外径がDとなるようにする。
つまり、最も分配容量が大きい必要のあるメイン・ポー
ト局において、外径Dをもつ外部ファイバーに外径Dの
ファイバー束が結合し、且つそのファイバー束が最密構
造をとるようにする。その場合、外部ファイバーから入
射される光に対して面積充填比により最小分配比は となる。カプラ内ファイバー径dは細いほど、即ちmが
大きいほど分配比を自由に求められ、面積充填度による
損失が小さくなるが、取扱い易さ、曲げに対する強さ、
製造上の問題より径dは余り小さくできない。
As shown in FIGS. 4 and 5, if the fiber 8 inside the coupler is a plastic fiber having the same shape and resistant to bending, and the outer diameter of the outer fiber 9 is D, then D = (2m + 1) · d where m is The outer diameter d of the inner fiber is determined so as to satisfy the natural number relationship. That is, the outer diameter of the circumscribed circle is D when (3m 2 + 3m + 1) inner fibers are bundled in a circle.
That is, in the main port station that needs to have the largest distribution capacity, the fiber bundle having the outer diameter D is coupled to the outer fiber having the outer diameter D, and the fiber bundle has a close-packed structure. In that case, the minimum distribution ratio for the light incident from the external fiber is the area filling ratio. Becomes The smaller the fiber diameter d in the coupler, that is, the larger m, the more freely the distribution ratio can be obtained, and the loss due to the area filling degree becomes smaller, but the ease of handling, the strength against bending,
Due to manufacturing problems, the diameter d cannot be made too small.

一方、mを小さくし過ぎた場合、最小分配比即ちファイ
バー束のうち1本でポート局間を結合しても、受信側の
最高許容受信レベルを越える場合が生じる。この場合
は、その1本のファイバーに故意に損失要素を与えるこ
とにより、径dをむやみに小さくすることを避けること
ができる。具体的方法の例としては、 そのファイバーのみを長くして螺旋状に巻き、モー
ド分散による損失を与える。
On the other hand, if m is set too small, the maximum allowable reception level on the receiving side may be exceeded even if the port stations are coupled with the minimum distribution ratio, that is, one of the fiber bundles. In this case, it is possible to avoid making the diameter d unnecessarily small by intentionally giving a loss element to the one fiber. As an example of a specific method, only the fiber is lengthened and spirally wound to give a loss due to mode dispersion.

ファイバー径の大きいものを間に挾み、散乱要素を
与える。
A fiber having a large fiber diameter is sandwiched between them to provide a scattering element.

V溝を使って途中で微小間隔をあける。 Use the V-groove to leave a small gap on the way.

損失特性の悪い特別のファイバーを使う。 Use a special fiber with poor loss characteristics.

などが考えられる。And so on.

次に実際の製作例を示すと、スター・カプラ・ユニット
は上記と同じくエンドカプラ2個、センターカプラ1個
で構成し、それぞれが4ポート持ち、ユニットとして計
8ポート持つものとした。そして、外部ファイバー径を
500μmを対称としてm=2で設計するようにした。即
ち、カプラ内のファイバー径はd=100μmとなり、最
密で19本のファイバー束となる。
Next, as an actual manufacturing example, the star coupler unit is composed of two end couplers and one center coupler, each having 4 ports, and a total of 8 ports as a unit. And the external fiber diameter
It was designed so that m = 2 with 500 μm as symmetry. That is, the fiber diameter in the coupler is d = 100 μm, and the closest bundle is 19 fiber bundles.

分配比は第2図に示す両方のエンドカプラにおいてメイ
ン・ポート〜ブランチ・ポート間を6本、ブランチ・ポ
ート〜ブランチ・ポート間を1本、センタカプラにおい
てメイン・ポート〜メイン・ポート間を15本、メイン・
ポート〜ブランチ・ポート間を2本、ブランチ・ポート
〜ブランチ・ポート間を1本で接続するようにした。そ
うすることにより、3つのカプラで構成されるスター・
カプラ・ユニットの8つのポートの全てのポート間の損
失がほぼ均等になる。
The distribution ratio is 6 between the main port and the branch port, 1 between the branch port and the branch port in both end couplers shown in FIG. 2, and 15 between the main port and the main port in the center coupler. Book, main
Two ports-branch ports are connected, and one branch port-branch port is connected. By doing so, a star consisting of three couplers
The losses among all eight ports of the coupler unit are approximately equal.

さて、外部ファイバーとの接続はコネクタによって行な
い、送受信がペアとなるため、送受信用ファイバーを同
時に結合でき、逆に入らない構造をしたコネクタを使っ
て、各局について1回で簡単に着脱できるようにした。
Now, since the connection with the external fiber is done by the connector and the transmission and reception are paired, the transmission and reception fibers can be coupled at the same time, and the connector with the structure that does not enter in the opposite can be easily attached and detached once for each station. did.

又、カプラ内もファイバー束をフェルールに通して接
着、研磨後、アダプタに通して固定する構造とした。具
体例を示すと第5図のようになり、アダプタ10にフェル
ール9を通して板バネ11をアダプタ10の突起12に固定
し、フェルール9を押し込む構造をしている。即ち、フ
ェルール9を上記方法により固定して特性を確認してか
らフェルール9とアダプタ10間を接着固定できるように
なっている。又、接着固定しないで、フェルール9にバ
ネ状の力をかけて、フェルール9同士の結合を円滑にす
ることも考えられる。尚、13は外部ファイバーの送信用
と受信用がペアとなっているコネクタ・プラグである。
In the coupler, the fiber bundle is passed through a ferrule to be bonded and polished, and then passed through an adapter to be fixed. A concrete example is shown in FIG. 5, and the ferrule 9 is passed through the adapter 10, the leaf spring 11 is fixed to the protrusion 12 of the adapter 10, and the ferrule 9 is pushed in. That is, the ferrule 9 and the adapter 10 can be bonded and fixed after fixing the ferrule 9 and confirming the characteristics. It is also conceivable to apply a spring-like force to the ferrules 9 without adhering and fixing the ferrules 9 so as to smoothly connect the ferrules 9 to each other. In addition, 13 is a connector plug for transmitting and receiving a pair of external fibers.

[発明の効果] 以上のようにこの発明によれば、カプラ内部では外部光
ファイバーの径よりも細い径をもつ端面が円形の内部光
ファイバーを、メイン・ポートの出射端子は自局以外の
メイン・ポートの入射端子へmh本、ブランチ・ポートの
入射端子へni本の内部光ファイバーを束ねて結合し、外
部光ファイバーとは合計 の内部光ファイバーを束ねて接続し、ブランチ・ポート
の出射端子はメイン・ポートの入射端子へnj本、自局以
外のブランチ・ポートの入射端子へそれぞれlk本の内部
光ファイバーを束ねて結合し、外部光ファイバーとは合
の内部光ファイバーを束ねて接続している。したがっ
て、分配比の等分性を正確に出すことができ、しかも、
従来のように放電成形や放電スプライス、軸ずれ制御等
を必要としないため、簡単にスター・カプラを製造する
ことができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, inside the coupler, the inner optical fiber having a diameter smaller than that of the outer optical fiber and having a circular end surface is used, and the emission port of the main port is the main port other than the own station. Mh optical fiber to the input terminal and ni optical fiber to the input terminal of the branch port The bundled internal optical fibers are connected to each other.The branch port output terminals are connected to the main port's incident terminal by nj, and branch ports other than the local station are bundled with lk internal optical fibers. Optical fiber is total The internal optical fibers are bundled and connected. Therefore, the equality of the distribution ratio can be accurately obtained, and moreover,
Since it is not necessary to perform electric discharge molding, electric discharge splicing, axis misalignment control, etc. as in the conventional case, the star coupler can be easily manufactured.

また、特殊な部品を必要とすることなく、短時間に誰で
も作れるため、低価格化が可能となる。特に、プワスチ
ックファイバーを用いた場合、小形化が可能となり、工
業的価値は極めて大きい。
In addition, since anyone can make it in a short time without the need for special parts, the price can be reduced. In particular, when the plastic fiber is used, the size can be reduced and the industrial value is extremely large.

【図面の簡単な説明】 第1図はカスケード・スター・カプラのスター・システ
ム構成例を示すブロック線図、第2図はカスケード・ス
ター・カプラの内部構造を示す構成図、第3図(a)〜
(d)は従来のカスケード・スター・カプラ内の分配を
行なう要素カプラを示す斜視図、第4図(a),(b)
はこの発明の一実施例に係るスター・カプラにおける光
ファイバー束の配置例を示す平面図、第5図は同じくカ
プラと外部光ファイバーの結合例を示す断面図である。 1……エンド・カプラ、2……センター・カプラ、3…
…光中継器、4……従来の要素カプラにおけるテーパー
形状部、5……カプラ内で分配に用いる光ファイバーの
束、6……外部光ファイバーと接続するための内部光フ
ァイバー、7……接続部、8……カプラ内で分配に用い
る光ファイバー、9……フェルール、10……アダプタ、
11……板バネ、12……アダプタの突起。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a star system configuration example of a cascade star coupler, FIG. 2 is a configuration diagram showing an internal structure of the cascade star coupler, and FIG. 3 (a). ) ~
FIG. 4 (d) is a perspective view showing a distribution element coupler in a conventional cascade star coupler, and FIGS. 4 (a) and 4 (b).
FIG. 5 is a plan view showing an arrangement example of an optical fiber bundle in a star coupler according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a sectional view showing an example of coupling the coupler and an external optical fiber. 1 ... End coupler, 2 ... Center coupler, 3 ...
... Optical repeater, 4 ... Tapered part in conventional element coupler, 5 ... Bundle of optical fibers used for distribution in coupler, 6 ... Internal optical fiber for connection with external optical fiber, 7 ... Connection part, 8 ...... Optical fiber used for distribution in coupler, 9 ...... Ferrule, 10 ...... Adapter,
11 …… Leaf spring, 12 …… Projection of adapter.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武部 智 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 東京芝 浦電気株式会社堀川町工場内 (56)参考文献 特開 昭58−122513(JP,A) 特開 昭57−112709(JP,A) 特開 昭56−111819(JP,A) 特開 昭52−17837(JP,A) 特開 昭53−17748(JP,A) 特開 昭58−68012(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Satoshi Takebe 72 Horikawa-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Inside the Horikawa-cho Plant, Shibaura Electric Co., Ltd. (56) Reference JP-A-58-122513 (JP, A) JP-A-57-112709 (JP, A) JP-A-56-111819 (JP, A) JP-A-52-17837 (JP, A) JP-A-53-17748 (JP, A) JP-A-58-68012 (JP, A)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数の端局相互の光信号を伝達する機能を
有したスター・カプラであって、分配容量が大きい少な
くとも1つのメイン・ポートおよび分配容量が小さい複
数のブランチ・ポートを有し、これらメイン・ポートお
よびブランチ・ポートは1つの入射端子と1つの出射端
子から構成され、更にカプラ内部では外部光ファイバー
の径よりも細い径をもつ端面が円形の内部光ファイバー
を基本要素とし、 上記メイン・ポートの1つの出射端子には自局以外のメ
イン・ポートの入射端子に接続されるmh本の内部光ファ
イバーと、上記各ブランチ・ポートの入射端子に接続さ
れるni本の内部光ファイバーとが束ねられ、 この出射端子において合計で 但し、Xは1カプラ中のメイン・ポートの数で自然数 Yは1カプラ中のブランチ・ポートの数で自然数 の内部光ファイバーを束ねて外部光ファイバーと接続
し、 上記ブランチ・ポートの1つの出射端子には上記メイン
・ポートの入射端子に接続されるnj本の内部光ファイバ
ーと、自局以外の各ブランチ・ポートの入射端子に接続
されるlk本の内部光ファイバーとが束ねられ、 この出射端子において合計で 但し、X,Yは上記と同様 の内部光ファイバーを束ねて外部光ファイバーと接続す
ることにより、自局に光信号を還流しないことを特徴と
するスター・カプラ。
1. A star coupler having a function of transmitting an optical signal between a plurality of terminal stations, the star coupler having at least one main port having a large distribution capacity and a plurality of branch ports having a small distribution capacity. , These main port and branch port are composed of one input terminal and one output terminal, and further, inside the coupler, the internal element with a circular end face having a diameter smaller than the diameter of the external optical fiber is the basic element,・ One output terminal of the port is bundled with mh internal optical fibers connected to the incident terminals of the main ports other than the local station and ni internal optical fibers connected to the incident terminals of the above branch ports. At the output terminal However, X is the number of main ports in one coupler and is a natural number. Y is the number of branch ports in one coupler and is a natural number. Is a bundle of nj internal optical fibers connected to the main port incident terminal and lk internal optical fibers connected to the incident terminals of each branch port other than the own station. However, X and Y are star couplers that do not circulate optical signals to their own stations by bundling the same internal optical fibers as above and connecting them to external optical fibers.
【請求項2】上記内部光ファイバー束に使用する内部光
ファイバーは、上記外部光ファイバーの外径をDとした
とき、 D=(2m+1)・d (但し、mは自然数) を満足する外径dを有し、上記メイン・ポートの出射端
子及び入射端子において、内部光ファイバー束の外接円
の外径がDとなるように設定されていることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載のスター・カプラ。
2. The inner optical fiber used for the inner optical fiber bundle has an outer diameter d satisfying D = (2m + 1) · d (where m is a natural number), where D is the outer diameter of the outer optical fiber. The star coupler according to claim 1, characterized in that the outer diameter of the circumscribed circle of the inner optical fiber bundle is set to D at the emission terminal and the incidence terminal of the main port. .
【請求項3】上記外部光ファイバーに対して小さい分配
容量で接続するポート間光路は、カプラ内の内部光ファ
イバーに一定の損失を与えることを特徴とした特許請求
の範囲第1項記載のスター・カプラ。
3. The star coupler according to claim 1, wherein the inter-port optical path connected to the external optical fiber with a small distribution capacity gives a constant loss to the internal optical fiber in the coupler. .
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