JPS62104328A - 双方向光波長変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、・プラスチック光ファイバを伝送路中に含
む、光通信システムに関し、特に双方向的に情報伝送を
行える光通信システムに関するものである。

〔技術の背景〕

近年光通信の分野では、石英系光ファイバ自体の研究開
発はほぼ終了し、その後赤外領域（波長２〜１０μｆｆ
りにおける超低損失光ファイバ、偏波面保存光ファイバ
、プラスチック光ファイバ等に研究開発の主眼が移って
いる。これらの中でプラスチック光ファイバは、伝送損
失については、石英系光ファイバに比べて高損失である
が、取シ扱いやすさＫついては、石英系光ファイバに比
べて大きく優っている。

なぜなら、プラスチック光ファイバは石英系光ファイバ
に比べて大口径、開口数（ＮＡ）が大きい、しなやかで
ある、ファイバ同士の接続が容易である、などの特徴が
あるからである。（参考文献：例えば、日経エレクトロ
ニクス、１９８２．９゜１３、ＰＰ、１６７−１９２．
）従って、信号の伝送距離が短かくてもよく、伝送損失
の大きさも大して問題にならないような場合、例えば加
入者系の伝送路の分野で多量に使用されつつある。この
ような例として企業内の情報伝送を考えた場合、大きな
事業所間の情報伝送には石英系光ファイバを用い一つの
事業所内の情報伝送にはプラスチック光ファイバが用り
られる。

一般に石英系光ファイバ中の信号伝送波長は、伝送路の
損失特性、伝送容量等の諸条件を考慮して、約１．３μ
ｍ又は約１．５μｍに設定されることが多いが、プラス
チック光ファイバでは、プラスチック光ファイバの低損
失領域である波長的０．６μｍの可視光にする場合が多
い。従って前述の企業内の情報伝送の例で例えば一つの
事業所に他の事業所から石英系光ファイバ中を伝搬して
きた情報を、前述の一つの事業所内の所定の場所に伝送
するには、伝送される光の波長を赤外光から可視光に変
換する必要があシ、現状では石英系光ファイバを伝搬し
てきた赤外光を、受光器で一旦電気信号に変換し、増幅
、波形整形等の信号処理をしたあとで、可視光を発光す
る半導体レーザや発光ダイオード等の発光器を駆動して
前述の赤外光を可視光にするという操作が一般的に用い
られる。

以上の例は石英系光ファイバからプラスチック光ファイ
バへの片方向の情報伝送の例であったが、最近では情報
伝送の需要がますます高−１，銀行のオンライン端末機
が都市内の各所に見られるごとく双方向伝送の需要が増
加する傾向にあシ、このような傾向は、元ファイバの電
磁気的な無誘導性、軽量性等の特徴も生かしてますます
大きくなる傾向にあると考えられる。

〔従来の技術〕

プラスチック光ファイバを伝送路中に含む双方向情報伝
送を行う従来の光通信システムでは、第４図のように、
まず幹線系の石英系光ファイバから加入者系のプラスチ
ック光ファイバに情報を伝送する場合には、石英系光フ
ァイバ１から出射した赤外光を７ヴアランシエフオトダ
イオード等の受光器８０１、で受光して電気信号に変換
した後、信号処理部１００１で増幅、波形整形等の信号
処理を行った後で可視光を発光する半導体レーザ１１０
１を駆動して可視光をプラスチック５１ｅ７アイバ２に
入射し、逆にプラスチック光ファイバから石英系光ファ
イバに情報を伝送する場合には、プラスチック光ファイ
バ２′から出射した可視光をフォト・ダイオード等の受
光器８０２で受光して電気信号に変換した後、信号処理
部１００２で増幅、波形整形等の信号処理を行った後で
赤外光を発光する半導体レーザ１１０２を駆動して赤外
光を石英系ファイバ１’に入射していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところがプラスチック光ファイバを含む従来の双方向情
報伝送の例では、前述の如く、石英系光ファイバ及びプ
ラスチック光フアイバ各々２本ずつを一組にして双方向
とするような構成であったので、ファイバ本数が多くな
ったシ、ファイバで構成されたケーブルの直径が大きく
なる、などファイバの軽量性を生かせなかったり、ファ
イバの使用効率を悪くするなどの欠点があった。

〔発明の目的〕

この発明は、上述の欠点を除去し、石英系光ファイバ及
びプラスチック光ファイバが各々１本ずつでも双方向伝
送を可能とするような双方向光波長変換装置を提供する
ことにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による双方向光波長変換装置は、幹線系の信号伝
送路として石英系の光ファイバを用い、加入者系の信号
伝送路としてプラスチック光ファイバを用いた光通信シ
ステムにおいて、石英系光ファイバ中を双方向的に伝搬
する信号光の内の一方を透過し、他方を反射する手段と
、前記プラスチック光フアイバ中を双方向的に伝搬する
信号光の内の一方を透過し、他方を反射する手段と、前
記石英系５Ｙ：ファイバの出射光を受光して電気信号に
変換する第１の受光器と前記第１の受光器から出力され
る電気信号に増幅、波形整形等の処理を行う第１の信号
処理部と前記第１の信号処理部の出力を可視光の元信号
に変換する第１の発光器とを含み、かつ前記プラスチッ
ク党ファイバの出射光を受光して電気信号に変換する第
２の受光器と前記第２の受光器から出力される電気信号
に、増幅、波形整形等の処理を行う第２の信号処理部と
、前記第２の信号処理部の出力を赤外光の光信号に変換
する第２の発光器とを含み、前記石英系光ファイバ中の
信号伝送波長と前記プラスチック光フアイバ中の信号伝
送波長とを相互に変換することを特徴とする。

〔実施例〕

次に図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示す図で、１は石英系光
ファイバ、２はプラスチック党ファイバ、３は双方向光
波長変換装置である。

なお、第１図においては後の説明の都合上、座標軸を第
１図（ａｌに示すように決めておく、即ちＺ軸の正方向
を、前述の石英系光ファイバ１から出射した光の進行方
向にとＬ　Ｘ軸の正方向を、紙面に垂直でかつ紙面の裏
側に向かう方向にとシ、ｙ軸の正方向は、Ｘ軸、ｚ軸に
垂直でかつｘｙｚ軸が、この順番で石英系をなす様にと
る。

第１図（ａ）において、石英系光ファイバ１がら出射し
た波長１．３μｍの赤外光４０１は偏光子５０１に入射
するが、偏光子５０１は、Ｘ軸の正方向と４５°の角度
をなす直線偏光のみを透過するので、前述の赤外光４０
１は、偏光面が第１図（ｂｌで示されるような、Ｘ軸の
正方向と４５°の角度をなす直線偏光４０２に変換され
る。次に、直線偏光４０２は、波長１．３μｍ用の半波
長板５０２に入射し、第１図（Ｃ）で示されるような、
Ｘ軸の負方向と４５゜をなす直線偏光４０３に変換され
る。直線偏光４０３は次に第１の偏光面回転装置として
のファラデー素子５０３に入射するが、このファラデー
素子５０３は、入射した直線偏光の偏光面を、ｚ軸の正
方向から見て反時計回シに４５°回転するように構成し
であるので、７アラデー素子５０３の出射光４０４の偏
光面は、第１図（ｄｌ及び記号６で示すようＫｘ軸方向
、即ち偏光ビームスプリッタの入射面に垂直な方向とな
る。

次にこの直線偏光４０４はビームスプリッタ７０１に入
射するが、第１の偏光ビームスプリッタ７０１は偏光面
方向が偏光ビームスプリッタの入射面に垂直な直線偏光
は透過するように構成されている。偏光ビームスプリッ
タ７０１を透過した光は、第１の受光器としてのＡＰＤ
８０１に入射し、電気信号９０１に変換される。電気信
号９０１は信号処理部１００１で増幅、波形整形等の信
号処理がなされた後で波長０．６７μｍの可視光を発す
る、第１の発光器としての半導体レーザ１１０１によシ
、可視光でかつ前述の直線偏光４０４と同方向の偏光面
を有する直線偏光１２ｏ１に変換される。１３０１は偏
光ビームスプリッタで、偏向ビームスプリッタの入射面
に垂直な偏光面を有する直線偏光は透過する。偏光ビー
ムスプリッタ１３０１を透過した第２図（１）に示すよ
うな直線偏光を透過するような構成であるので、前述の
直線偏光１２０３は、偏光面を変えることなく透過し、
プラスチック元ファイバ２に入射する。

一方プラスチック光ファイバから出射した波長０．６７
μｍＯ可視光４５１は、偏光子１４０１１Ｃ！シ第２図
（Ｓ’ｌに示すように、Ｘ軸の負方向と４５°の角度を
なす直線偏光４５２に変換される。直線側ｆｔ、４５２
は、次に前述の０．６７μｍ用の半波長板１４０２に入
射して、第２図げ）Ｋ示すような、偏光面がＸ軸の正方
向と４５°の角度をなす直線偏光４５３に変換される。

次に直線偏光４５３は、７アラデー素子１４０３に入射
して偏光面が回転されるが、ファラデー素子１４０３で
の偏光面の回転方向は、光の進行方向とは無関係である
ので、前述の直線偏光４５３の偏光面は、ｚ軸の正方向
がら偏光面をもつ直線偏光４５４に変換される。直線偏
光４５４は、次に偏光ビームスプリッタ１３０１に入射
するが、偏光ビームスプリッタ１３０１では記号７で示
すような偏向ビームスプリッタの入射面に平行な方向に
偏光面をもつ直線偏光は反射されるので、前述の直線偏
光４５４は、偏光ビームスプリッタ１３０１で反射され
、さらに反射鏡１５で反射された後、第２の受光器とし
てのフォトダイオード８０２に入射する。フォトダイオ
ード８０２では入射光である前述の直線偏光４５４を電
気信号９０２に変換する。電気信号９０２は信号処理部
１００２で増幅、波形整形した後で、第２の発光器とし
ての半導体レーザ１１０２によシ、波長１．３μｍの赤
外光で、かつ偏向ビームスプリッタの入射面に平行な方
向に偏光面をもつ直線偏光１２５１に変換される。半導
体レーザ１１０２から出射した直線偏光１２５１は、反
射鏡１６で反射されたのち、偏光ビームスプリッタ７０
１に入射する。

偏光ビームスプリッタ７０１によシ偏向ビームスプリッ
タの入射面に平行な方向に偏光面をもつ直線偏光１２５
１は反射され、直線偏光１２０１　（偏光面の方向を第
２図（ｅ）に示す。）は、第１の偏光面回転装置として
のファラデー素子１４０３に入射する。ファラデー素子
１４０３は、入射した直線偏光の偏光面を、ｚ軸の正方
向から見て反時計回υに４５１１回転するように構成さ
れているので、７アラデー素子１４０３の出射光１２０
２の偏光面は、第２図ｉｆ）にも示すように、Ｘ軸の正
方向と４５°をなす直線偏光となる。次に前述の出射光
１２０２は波長０．６７μ仇用の半波長板１４０２に入
射し、第２図（Ｐ）で示されるようなＸ軸の負方向と４
５°を表す直線偏光１２０３に変換される。次に直線偏
光１２０３は偏光子（直線偏光１２０３から見れば検光
子になる）１４０１に入射するが、偏光子１４０１はフ
ァラデー素子５０３に入射する。この場合も７アラデー
素子５０３による偏光面の回転方向は、元の進行方向に
は無関係であるので、直線偏光１２５１の偏光面は、ｚ
軸の正方向から見て反時計回シに４５°回転され、ファ
ラデー素子５０３の出射光１２５２の偏光面は、第２図
（ｉ）に示すように、Ｘ軸の負方向と４５°をなす直線
偏光となる。ファラデー素子５０３の出射光１２５２は
、波長１．３μ慣用の半波長板・５０２に入射し、第２
図（ｊ）で示されるようカ直線偏光１２５３に変換され
る。偏光子５０１は、前述のようにＸ軸の正方向４５°
をなす直線偏光を透過するような構成であったので、前
述の直線偏光１２５３は、偏光面の方向を変えることな
く偏光子５０１を透過し、その後、石英系光ファイバ１
に入射する。

以上詳細に説明したように１本実施例では、石英系光フ
ァイバ中の伝搬波長１．３μｍとプラスチック光フアイ
バ中の伝搬波長０．６７μ慣とが双方向的に変換されて
いることがわかる。

次に第十図は本発明による双方向光波長変換装置を、プ
ラスチック光ファイバを含んだ光通信システムに適用し
た場合の通信システム構成例である０ 第３図では石英系ファイバは１本であるが、プラスチッ
ク光ファイバが３本の場合である。図において３′は、
双方向光波長変換装置を組み込んだ中央処理装置で、中
央処理装置間の信号伝送は石英系光ファイバを用いて波
長１．３μｍの赤外光で行い、各端末１８と中央処理装
置３′との間の信号伝送は、プラスチック光ファイバ２
を用いて、波長０．６７μｍの可視光で合分波装置１７
を介して行う。なＲ２′は中央処理装置３′と合分波装
置１７との間の信号伝送を行う特に短距離のプラスチッ
ク光ファイバである。

本実施例では石英系光ファイバ中の信号伝送波長を１．
３μｍとしたが、受光器や発光器として適切なものを使
用することによシ、他の赤外波長を用いてもかまわない
。また石英系光ファイバやプラスチック光ファイバへの
光の入出力には、適切な光学系を介して行ってもよい。

また、本実施例では、石英系光ファイバの出射光もプラ
スチック光ファイバの出射光も一旦直線偏光に変換した
が、そのときの偏光面の方向については、特には限定さ
れない。さらに、本実施例では石英系光ファイバ中を双
方向的に伝搬する信号光の内の一方を透過し、他方を反
射する手段や、プラスチック光ファイパ中を双方向的に
伝搬する信号光の内の一方を透過し、他方を反射する手
段として偏光子、半波長板、他の方法を用いてもかまわ
ない。

なお、本発明による双方向光波長変換装置は適切な合・
分波回路を用いれば、複数本の石英系光ファイバを含む
光通信システムに適用することも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明による双方向光波長変換装
置は石英系光ファイバ中の伝送波長の赤外光とプラスチ
ック光フアイバ中の伝送波長の可視光とを双方向的に、
容易に変換することができるので、企業の事業所間にま
たがる情報の送受や銀行内及び銀行間の情報の送受にお
いて、取シ扱いの容易なグラスチック光ファイバの導入
を拡大できる、石英系光ファイバやグラスチック光ファ
イバの使用効率を高め石などの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図（ａ）
は第１図の双方向光波長変換装置中における信号伝送光
の偏光方向を示す説明図、第２図（ｂ）。 （ｃ）　、　（ｄｌ　＋　（ｅ）　、　（ｆ）　＋　（
ｆｌ　、　（ｈｌ　＋　（ｉ）　ｔ　（ｊ）は第１図中
の各信号の偏向方向を示す説明図、第３図は本発明の他
の実施例のブロック図、第４図は従来例のブロック図で
ある。 １．１′・・・・・・石英系光ファイバ、　　２　、２
’、　２’・・・・・・プラスチック−ｙｔ、７アイバ
、３・・・・・・双方向光波長変換装置、３′・・・・
・・中央処理装置、４０１〜４０４．１２５１〜１２５
３・・・・・・波長１．３μｍの赤外光、　１２０１〜
１２０３．４５１〜４５４・・・・・・波長０．６７μ
ｍの可視光、５０１．１４０１・・・・・・偏光子、５
０２・・団・波長１．３μ慣用の半波長板、１４０２・
・・・・・波長０，６７μｍ用の半波長板、５０３．１
４０３・・・・・・ファラデー素子、６．７・・・・・
・偏光藺の方向を示す記号、７０１．１３０１・・・・
・・偏光ビームスプリッタ、８０１・・・・・・ＡＰＤ
。 ８０２・・・・・・ＰＤ、　９０１，９０２・・・・・
・電気信号、１００１゜１００２・・・・・・信号処理
部、１１０１・・・・・・半導体レーザ（発光波長０．
６７μｍ）、１１０２・・・・・・半導体レーザ（発光
波長１．３μ、、）、１５．１６・・・・・・反射鏡、
１７・・・・・・合分波装置、１８・・・・・・端末。 妾　３　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 幹線系の信号伝送路として用いた石英系光ファイバ中を
   双方向的に伝搬する信号光の内の一方を透過し、他方を
   反射する手段と、加入者系の信号伝送路として用いたプ
   ラスチック光ファイバ中を双方向的に伝搬する信号光の
   内の一方を透過し、他方を反射する手段と、前記石英系
   光ファイバの出射光を受光して電気信号に変換する第１
   の受光器と、前記第１の受光器から出力される電気信号
   に増幅、波形整形の処理を行う第１の信号処理部と、前
   記第１の信号処理部の出力を可視光の光信号に変換する
   第１の発光器と、前記プラスチック光ファイバの出射光
   を受光して電気信号に変換する第２の受光器と、前記第
   ２の受光器から出力される電気信号に、増幅、波形整形
   の処理を行う第２の信号処理部と、前記第２の信号処理
   部の出力を赤外光の光信号に変換する第２の発光器とを
   含み、前記石英系光ファイバ中の信号伝送波長と前記プ
   ラスチック光ファイバ中の信号伝送波長とを相互に変換
   することを特徴とする双方向光波長変換装置。