JPWO2010140186A1 - 光送受信モジュール - Google Patents
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Abstract
Description
GEPONシステムでは、加入者側光回線終端装置から局側光回線終端装置に伝送される上りのデジタルデータ信号には、1310nm帯の波長が割り当てられ、局側光回線終端装置から加入者側光回線終端装置に伝送される下りのデジタルデータ信号(デジタル音声信号を含む)には1490nm帯の波長が割り当てられ、下りの映像用信号(アナログビデオ信号を含む)には1550nm帯の波長が割り当てられる。
このように、GEPONシステムでは、複数の波長が割り当てられる波長多重方式(WDM:Wavelength Division Multiplexing)を使用して、一本の光ファイバで上り波長と下り波長を伝送する一芯双方向光通信を行うものである。
即ち、加入者側光回路終端装置に搭載される光送受信モジュールが混信防止用の光波長帯域制限フィルタを具備する必要がある。
即ち、光入射角度成分が多くなると、それぞれの光入射角度成分に応じた重ね合わせの光波長帯域制限性能となる。
特に、受信波長帯同士の波長間隔が狭い場合、本来的には、通過させたい波長帯の光信号を阻止してしまう一方、制限したい波長帯を通過させてしまって、光波長帯域制限性能を十分に発揮することができない。
このため、光受信信号の混信(クロストーク)の要求性能が高い光波長帯域制限フィルタは、光入射角度成分を少なくすることができる平行光学系で使用されることが多く、拡散光学系で使用されることは少ない。ただし、平行光学系は、後述するように、構成が複雑である。
なお、光波長帯域制限フィルタへの光入射角度を測定することは不可能であるため、構造設計における設計保証範囲内での角度ズレ量を考慮して、光送受信モジュールの設計を行う必要がある。
しかし、この光送受信モジュールでは、単に波長合分波フィルタと光ファイバの間にレンズ結合光学素子が接続されているだけであるため、下りのデジタルデータ信号の光波長及び映像用信号の光波長の近傍に隣接する光波長が存在するGEPONシステムには適用することができない。
しかしながら、平行光学系では、部品点数が増えて、複雑な構成を取ることが問題となる。
しかしながら、光入射角度を調整するには、高度な調芯技術が必要である。
一方、拡散光学系において、光波長帯域制限フィルタへの光入射角度を高精度で管理することができれば、光波長帯域制限性能を向上させることが可能であるが、光入射角度を調整するには、高度な調芯技術が必要となる課題があった。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による光送受信モジュールを示す構成図である。図1の光送受信モジュールは、加入者側光回線終端装置に実装される装置である。
図1において、筐体1は光送受信モジュールの構成部品である光送信モジュール2、光受信モジュール3,4などを接着や溶接等の手段で実装し、フィルタホルダ20(図2及び図3を参照)が組み込まれる。
光送信モジュール2は上りのデジタルデータ信号である電気信号を1310nm帯の波長の光信号に変換して、その光信号を集光レンズ8に出力するモジュールである。
集光レンズ8は光送信モジュール2から出力された光信号を集光して、その光信号を波長合分波フィルタ9に出力する部材である。
光受信モジュール4は波長合分波フィルタ10により反射された光信号のうち、光波長帯域制限フィルタ12を通過してきた光信号(下りの映像用信号である1550nm帯の波長の光信号)を受信して、その光信号を電気信号に変換するモジュールである。
光ファイバ6は一端がコネクタ7と接続されて、他端がファイバフェルール5と接続されており、波長合分波フィルタ10を透過してきた1310nm帯の波長の光信号を伝送してコネクタ7側に出力する一方、コネクタ7側から入射された1490nm帯の波長の光信号(局側光回線終端装置から送信された光信号)と、1550nm帯の波長の光信号(局側光回線終端装置から送信された光信号)とを伝送して波長合分波フィルタ10側に出力する光伝送路である。
コネクタ7は光ファイバ6の一端が接続され、かつ、シングルモードファイバの一端が接続される接続部材である。なお、シングルモードファイバの他端は、局側光回線終端装置と接続されている。
波長合分波フィルタ10は波長合分波フィルタ9を透過してきた1310nm帯の波長の光信号をファイバフェルール5の端面側に透過させるとともに、ファイバフェルール5の端面から出射された1490nm帯の波長の光信号を波長合分波フィルタ9側に透過させる一方、ファイバフェルール5の端面から出射された1550nm帯の波長の光信号を光受信モジュール4側に反射させる波長分離多重フィルタである。
光波長帯域制限フィルタ12は波長合分波フィルタ10と光受信モジュール4の間に設置され、通過帯が1550nm帯の波長に設定されているフィルタである。
図2において、フィルタ取付面21は波長合分波フィルタ9を取り付ける取付面である。
フィルタ取付面22は波長合分波フィルタ10を取り付ける取付面である。
フィルタ取付面23は光波長帯域制限フィルタ12を取り付ける取付面である。
光通路25はファイバフェルール5の端面から出射された1490nm帯の波長の光信号及び1550nm帯の波長の光信号を波長合分波フィルタ10が取り付けられるフィルタ取付面22に導くとともに、波長合分波フィルタ10により反射された1550nm帯の波長の光信号を光波長帯域制限フィルタ12が取り付けられるフィルタ取付面23に導くために施されている穴である。
また、光通路25は波長合分波フィルタ10を透過した1310nm帯の波長の光信号をファイバフェルール5の端面に導くための穴でもある。
このため、光波長帯域制限フィルタ11を実装するには、例えば、筐体1もしくは光受信モジュール3に接着や溶接等の手段で固定する必要があるので、図2のフィルタホルダ20は、光波長帯域制限フィルタ11を実装する必要がある光送受信モジュールにはあまり適していない(図2のフィルタホルダ20は、光波長帯域制限フィルタ11を実装する必要がない光送受信モジュールに適している)。
これに対して、図3に示すフィルタホルダ20は、4枚のフィルタを取り付けるものであり、光波長帯域制限フィルタ11も取り付けることができるため、光波長帯域制限フィルタ11を実装する必要がある光送受信モジュールに適している。
図3において、フィルタ取付面26は光波長帯域制限フィルタ11を取り付ける取付面である。
図4は筐体1に対するフィルタホルダ20の組み込み方法を示す説明図であり、図5は真上から見たフィルタホルダ20を示す説明図である。
図5において、面27はフィルタホルダ20に施されている光通路24の端部である。
面28はファイバフェルール5を挿入するための穴が施されているとともに光通路25の端部である。
直径が異なる2つの穴1a,1bによって、筐体1の内部に段部が形成されるため、2つの穴1a,1bの形状は、概ねボルトに似たものとなる。
即ち、フィルタホルダ20の上部は、斜面構造を有する円盤形状をなしており、フィルタホルダ20の下部は、筒形状をなしている。
即ち、フィルタホルダ20の上部を形成している円盤形状の下端部が、筐体1の内部の段部に当たった位置で止まり、フィルタホルダ20の位置が決まる。
このため、フィルタホルダ20を筐体1に圧入する際、双方のDカットが自然にならう位置で、互いの位置が決まるため、フィルタホルダ20を高精度に筐体1に組み込むことができる。
また、フィルタホルダ20の上部における円盤形状と、筐体1に施されている穴1aには、上述したように、斜面部が施されているので、フィルタホルダ20を筐体1に圧入する際、双方の傾斜部同士がならう位置で高精度に位置が決まる。
また、フィルタホルダ20を筐体1に組み込むようにしているので、個々のフィルタと筐体1の関係で位置決め精度を高めるのではなく、1つのフィルタホルダ20と筐体1の関係で位置決め精度を高めれば、各フィルタ間の相対位置が高精度に決まるとともに、各フィルタと光ファイバの相対位置が高精度に決まるようになる。
この場合も、フィルタホルダ20を筐体1に圧入する際、フィルタホルダの切り欠き部が自然にならう位置で、互いの位置が決まるため、フィルタホルダ20を高精度に筐体1に組み込むことができる。
この場合、フィルタホルダ20の軸の傾きを抑制することができる。
また、このとき、筐体1に対するフィルタホルダ20の高精度の位置決めを可能にするため、図8に示すように、筐体1に回転止めピン1dを設け、フィルタホルダ20を筐体1に組み込む際、その回転止めピン1dでフィルタホルダ20を固定する(フィルタホルダ20に設けられている穴20aに回転止めピン1dを通す)ようにしてもよい。
そこで、図9に示すように、フィルタホルダ20のフィルタ取付面21,22,26,23に、さぐり部29を設けておき、余剰の接着剤がさぐり部29に流れ込むようにしてもよい。
余剰の接着剤がさぐり部29に流れ込むことで、均一な接着厚を得ることができる。
なお、2個以上の光送信モジュールと3個以上の光受信モジュールが筐体1に実装される場合には、波長合分波フィルタ及び光波長帯域制限フィルタについても3個以上実装される。
この場合、複数のフィルタホルダ20を連結して、一体物として、筐体1に組み込むことで、この実施の形態1と同様の効果を奏することができる。
図10及び図11はこの発明の実施の形態2による光送受信モジュールの筐体1に組み込まれるフィルタホルダ20を示す構成図であり、図において、図2及び図3と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
ただし、図10のフィルタホルダ20は3枚のフィルタを取り付けるタイプであり、図11のフィルタホルダ20は4枚のフィルタを取り付けるタイプである。
凹部32は少なくとも一辺の幅が、波長合分波フィルタ10の幅と同等であり、フィルタホルダ20における波長合分波フィルタ10のフィルタ取付面22に施されている。
凹部33は少なくとも一辺の幅が、光波長帯域制限フィルタ12の幅と同等であり、フィルタホルダ20における光波長帯域制限フィルタ12のフィルタ取付面23に施されている。
凹部34は少なくとも一辺の幅が、光波長帯域制限フィルタ11の幅と同等であり、フィルタホルダ20における光波長帯域制限フィルタ11のフィルタ取付面26に施されている。
また、フィルタホルダ20のフィルタ取付面21,22,26,23に凹部31,32,34,33を施すことで、筐体1に対する波長合分波フィルタ9,10及び光波長帯域制限フィルタ11,12の取り付け位置が明確になるため、組立性が向上し、安価な光送受信モジュールを得ることができる。
GEPONシステムでは、加入者側光回線終端装置から局側光回線終端装置に伝送される上りのデジタルデータ信号には、1310nm帯の波長が割り当てられ、局側光回線終端装置から加入者側光回線終端装置に伝送される下りのデジタルデータ信号(デジタル音声信号を含む)には1490nm帯の波長が割り当てられ、下りの映像用信号(アナログビデオ信号を含む)には1550nm帯の波長が割り当てられる。
このように、GEPONシステムでは、複数の波長が割り当てられる波長多重方式(WDM:Wavelength Division Multiplexing)を使用して、一本の光ファイバで上り波長と下り波長を伝送する一芯双方向光通信を行うものである。
即ち、加入者側光回路終端装置に搭載される光送受信モジュールが混信防止用の光波長帯域制限フィルタを具備する必要がある。
即ち、光入射角度成分が多くなると、それぞれの光入射角度成分に応じた重ね合わせの光波長帯域制限性能となる。
特に、受信波長帯同士の波長間隔が狭い場合、本来的には、通過させたい波長帯の光信号を阻止してしまう一方、制限したい波長帯を通過させてしまって、光波長帯域制限性能を十分に発揮することができない。
このため、光受信信号の混信(クロストーク)の要求性能が高い光波長帯域制限フィルタは、光入射角度成分を少なくすることができる平行光学系で使用されることが多く、拡散光学系で使用されることは少ない。ただし、平行光学系は、後述するように、構成が複雑である。
なお、光波長帯域制限フィルタへの光入射角度を測定することは不可能であるため、構造設計における設計保証範囲内での角度ズレ量を考慮して、光送受信モジュールの設計を行う必要がある。
しかし、この光送受信モジュールでは、単に波長合分波フィルタと光ファイバの間にレンズ結合光学素子が接続されているだけであるため、下りのデジタルデータ信号の光波長及び映像用信号の光波長の近傍に隣接する光波長が存在するGEPONシステムには適用することができない。
しかしながら、平行光学系では、部品点数が増えて、複雑な構成を取ることが問題となる。
しかしながら、光入射角度を調整するには、高度な調芯技術が必要である。
一方、拡散光学系において、光波長帯域制限フィルタへの光入射角度を高精度で管理することができれば、光波長帯域制限性能を向上させることが可能であるが、光入射角度を調整するには、高度な調芯技術が必要となる課題があった。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による光送受信モジュールを示す構成図である。図1の光送受信モジュールは、加入者側光回線終端装置に実装される装置である。
図1において、筐体1は光送受信モジュールの構成部品である光送信モジュール2、光受信モジュール3,4などを接着や溶接等の手段で実装し、フィルタホルダ20(図2及び図3を参照)が組み込まれる。
光送信モジュール2は上りのデジタルデータ信号である電気信号を1310nm帯の波長の光信号に変換して、その光信号を集光レンズ8に出力するモジュールである。
集光レンズ8は光送信モジュール2から出力された光信号を集光して、その光信号を波長合分波フィルタ9に出力する部材である。
光受信モジュール4は波長合分波フィルタ10により反射された光信号のうち、光波長帯域制限フィルタ12を通過してきた光信号(下りの映像用信号である1550nm帯の波長の光信号)を受信して、その光信号を電気信号に変換するモジュールである。
光ファイバ6は一端がコネクタ7と接続されて、他端がファイバフェルール5と接続されており、波長合分波フィルタ10を透過してきた1310nm帯の波長の光信号を伝送してコネクタ7側に出力する一方、コネクタ7側から入射された1490nm帯の波長の光信号(局側光回線終端装置から送信された光信号)と、1550nm帯の波長の光信号(局側光回線終端装置から送信された光信号)とを伝送して波長合分波フィルタ10側に出力する光伝送路である。
コネクタ7は光ファイバ6の一端が接続され、かつ、シングルモードファイバの一端が接続される接続部材である。なお、シングルモードファイバの他端は、局側光回線終端装置と接続されている。
波長合分波フィルタ10は波長合分波フィルタ9を透過してきた1310nm帯の波長の光信号をファイバフェルール5の端面側に透過させるとともに、ファイバフェルール5の端面から出射された1490nm帯の波長の光信号を波長合分波フィルタ9側に透過させる一方、ファイバフェルール5の端面から出射された1550nm帯の波長の光信号を光受信モジュール4側に反射させる波長分離多重フィルタである。
光波長帯域制限フィルタ12は波長合分波フィルタ10と光受信モジュール4の間に設置され、通過帯が1550nm帯の波長に設定されているフィルタである。
図2において、フィルタ取付面21は波長合分波フィルタ9を取り付ける取付面である。
フィルタ取付面22は波長合分波フィルタ10を取り付ける取付面である。
フィルタ取付面23は光波長帯域制限フィルタ12を取り付ける取付面である。
光通路25はファイバフェルール5の端面から出射された1490nm帯の波長の光信号及び1550nm帯の波長の光信号を波長合分波フィルタ10が取り付けられるフィルタ取付面22に導くとともに、波長合分波フィルタ10により反射された1550nm帯の波長の光信号を光波長帯域制限フィルタ12が取り付けられるフィルタ取付面23に導くために施されている穴である。
また、光通路25は波長合分波フィルタ10を透過した1310nm帯の波長の光信号をファイバフェルール5の端面に導くための穴でもある。
このため、光波長帯域制限フィルタ11を実装するには、例えば、筐体1もしくは光受信モジュール3に接着や溶接等の手段で固定する必要があるので、図2のフィルタホルダ20は、光波長帯域制限フィルタ11を実装する必要がある光送受信モジュールにはあまり適していない(図2のフィルタホルダ20は、光波長帯域制限フィルタ11を実装する必要がない光送受信モジュールに適している)。
これに対して、図3に示すフィルタホルダ20は、4枚のフィルタを取り付けるものであり、光波長帯域制限フィルタ11も取り付けることができるため、光波長帯域制限フィルタ11を実装する必要がある光送受信モジュールに適している。
図3において、フィルタ取付面26は光波長帯域制限フィルタ11を取り付ける取付面である。
図4は筐体1に対するフィルタホルダ20の組み込み方法を示す説明図であり、図5は真上から見たフィルタホルダ20を示す説明図である。
図5において、面27はフィルタホルダ20に施されている光通路24の端部である。
面28はファイバフェルール5を挿入するための穴が施されているとともに光通路25の端部である。
直径が異なる2つの穴1a,1bによって、筐体1の内部に段部が形成されるため、2つの穴1a,1bの形状は、概ねボルトに似たものとなる。
即ち、フィルタホルダ20の上部は、斜面構造を有する円盤形状をなしており、フィルタホルダ20の下部は、筒形状をなしている。
即ち、フィルタホルダ20の上部を形成している円盤形状の下端部が、筐体1の内部の段部に当たった位置で止まり、フィルタホルダ20の位置が決まる。
このため、フィルタホルダ20を筐体1に圧入する際、双方のDカットが自然にならう位置で、互いの位置が決まるため、フィルタホルダ20を高精度に筐体1に組み込むことができる。
また、フィルタホルダ20の上部における円盤形状と、筐体1に施されている穴1aには、上述したように、斜面部が施されているので、フィルタホルダ20を筐体1に圧入する際、双方の傾斜部同士がならう位置で高精度に位置が決まる。
また、フィルタホルダ20を筐体1に組み込むようにしているので、個々のフィルタと筐体1の関係で位置決め精度を高めるのではなく、1つのフィルタホルダ20と筐体1の関係で位置決め精度を高めれば、各フィルタ間の相対位置が高精度に決まるとともに、各フィルタと光ファイバの相対位置が高精度に決まるようになる。
この場合も、フィルタホルダ20を筐体1に圧入する際、フィルタホルダの切り欠き部が自然にならう位置で、互いの位置が決まるため、フィルタホルダ20を高精度に筐体1に組み込むことができる。
この場合、フィルタホルダ20の軸の傾きを抑制することができる。
また、このとき、筐体1に対するフィルタホルダ20の高精度の位置決めを可能にするため、図8に示すように、筐体1に回転止めピン1dを設け、フィルタホルダ20を筐体1に組み込む際、その回転止めピン1dでフィルタホルダ20を固定する(フィルタホルダ20に設けられている穴20aに回転止めピン1dを通す)ようにしてもよい。
そこで、図9に示すように、フィルタホルダ20のフィルタ取付面21,22,26,23に、さぐり部29を設けておき、余剰の接着剤がさぐり部29に流れ込むようにしてもよい。
余剰の接着剤がさぐり部29に流れ込むことで、均一な接着厚を得ることができる。
なお、2個以上の光送信モジュールと3個以上の光受信モジュールが筐体1に実装される場合には、波長合分波フィルタ及び光波長帯域制限フィルタについても3個以上実装される。
この場合、複数のフィルタホルダ20を連結して、一体物として、筐体1に組み込むことで、この実施の形態1と同様の効果を奏することができる。
図10及び図11はこの発明の実施の形態2による光送受信モジュールの筐体1に組み込まれるフィルタホルダ20を示す構成図であり、図において、図2及び図3と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
ただし、図10のフィルタホルダ20は3枚のフィルタを取り付けるタイプであり、図11のフィルタホルダ20は4枚のフィルタを取り付けるタイプである。
凹部32は少なくとも一辺の幅が、波長合分波フィルタ10の幅と同等であり、フィルタホルダ20における波長合分波フィルタ10のフィルタ取付面22に施されている。
凹部33は少なくとも一辺の幅が、光波長帯域制限フィルタ12の幅と同等であり、フィルタホルダ20における光波長帯域制限フィルタ12のフィルタ取付面23に施されている。
凹部34は少なくとも一辺の幅が、光波長帯域制限フィルタ11の幅と同等であり、フィルタホルダ20における光波長帯域制限フィルタ11のフィルタ取付面26に施されている。
また、フィルタホルダ20のフィルタ取付面21,22,26,23に凹部31,32,34,33を施すことで、筐体1に対する波長合分波フィルタ9,10及び光波長帯域制限フィルタ11,12の取り付け位置が明確になるため、組立性が向上し、安価な光送受信モジュールを得ることができる。
Claims (2)
- 電気信号を光信号に変換して、上記光信号を送信する光送信モジュールと、光信号を受信して、上記光信号を電気信号に変換する光受信モジュールと、光ファイバと接続されているファイバフェルールと、上記光送信モジュールから送信された光信号を上記ファイバフェルールの端面側に透過させる一方、上記ファイバフェルールの端面から出射された光信号を上記光受信モジュール側に反射させる波長合分波フィルタと、上記波長合分波フィルタと上記光受信モジュールの間に設置される光波長帯域制限フィルタと、上記光送信モジュール、上記光受信モジュール、上記波長合分波フィルタ、上記光波長帯域制限フィルタ及び上記ファイバフェルールを実装する筐体とを備えた光送受信モジュールにおいて、上記波長合分波フィルタ及び上記光波長帯域制限フィルタを取り付ける取付面が施され、かつ、上記取付面に光信号を導く穴が施されているフィルタホルダが上記筐体に組み込まれ、上記波長合分波フィルタ及び上記光波長帯域制限フィルタが上記フィルタホルダに施されている取付面に取り付けられていることを特徴とする光送受信モジュール。
- フィルタホルダにおける波長合分波フィルタ及び光波長帯域制限フィルタの取付面に凹部又は凸部が施されており、上記凹部又は上記凸部の少なくとも一辺の幅が、上記波長合分波フィルタ及び上記光波長帯域制限フィルタの幅と同等であることを特徴とする請求項1記載の光送受信モジュール。
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