JP2006003490A - Optical transmitter/receiver - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一本の光ファイバを用いて、双方向伝送を行うための光送受信器に関するものである。 The present invention relates to an optical transceiver for performing bidirectional transmission using a single optical fiber.
現在、CATVやデータ通信など様々な分野で、光ファイバを利用した光通信の実用化が行われている。双方向伝送を行う場合、2本の光ファイバを用いて、それぞれで上り下りのデータ通信を行う方法があるが、一方で、異なる波長の光信号(例えば波長1.3μm帯と1.55μm帯の光信号)を用いて、一本の光ファイバを用いて双方向伝送を行う方法がある。この一芯双方向伝送の利点としては、配線時の作業性やメンテナンスの向上が挙げられる。 Currently, optical communication using optical fibers is put into practical use in various fields such as CATV and data communication. When performing bi-directional transmission, there is a method of performing upstream and downstream data communication using two optical fibers, but on the other hand, optical signals of different wavelengths (for example, wavelength 1.3 μm band and 1.55 μm band) There is a method of performing bidirectional transmission using a single optical fiber. Advantages of this single-core bidirectional transmission include improved workability during wiring and maintenance.
従来の一芯双方向伝送を行うための光送受信器としては、図4にあるように、発光部1からの光はレンズ62で平行光に変換され、光フィルタ3を透過しレンズ61で集光して光ファイバ10へ入力される。一方、光ファイバ10からの光信号は発光部1からの光と波長が異なる設定であり、光ファイバ10からの光信号は、レンズ61で平行光に変換された後、光フィルタ3で反射され、レンズ63で受光部2に集光される構成となっている。
As shown in FIG. 4, a conventional optical transmitter / receiver for performing single-core bidirectional transmission converts light from the
以上のような構成を用いて光ファイバを用いた一芯双方向伝送が行われている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、前記従来の構成では、光送受信器のサイズを小さくしていった場合、光送信器と光受信器の距離が近くなるため、光送信器での発光素子の駆動信号が光受信器に回りこんで光受信器の特性が劣化するなどの、送受信器間でのクロストークが発生する。また、光送受信器の小型化を行うために、回路を実装する基板に対して光ファイバを垂直に設置する構成として、スペースを省略する方法が考えられるが、その場合、図4のような光学系を用いると、発光部と受光部の基板の高さが異なるものが必要となり手間がかかる、また発光部(または受光部)が基板に垂直な方向に実装されるため、発光部と光ファイバの位置合わせを行うのが困難であったり、基板上に位置合わせのためのスペースが必要になる、といった課題を有していた。 However, in the conventional configuration, when the size of the optical transmitter / receiver is reduced, the distance between the optical transmitter and the optical receiver becomes closer, so that the drive signal of the light emitting element in the optical transmitter is transmitted to the optical receiver. Crosstalk occurs between the transmitter and the receiver, such as wrapping around and degrading the characteristics of the optical receiver. In order to reduce the size of the optical transceiver, a method of omitting the space can be considered as a configuration in which the optical fiber is installed vertically with respect to the substrate on which the circuit is mounted. When the system is used, the light emitting unit and the light receiving unit need to have different substrate heights, which is troublesome and the light emitting unit (or light receiving unit) is mounted in a direction perpendicular to the substrate. However, it is difficult to perform the alignment, and a space for alignment on the substrate is required.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、発光部と受光部は光分離結合部を挟んで対向する関係として、光送受信回路間を電気的に分離し、かつ発光部と受光部との間に光吸収部を設けて光学的に分離することで、光送受信回路間のクロストークの影響を抑えた光送受信器を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problem, wherein the light emitting unit and the light receiving unit are electrically opposed to each other with the light separating and coupling unit sandwiched therebetween, and the light transmitting and receiving circuits are electrically separated from each other. It is an object of the present invention to provide an optical transmitter / receiver in which the influence of crosstalk between optical transmitter / receiver circuits is suppressed by providing a light absorbing portion between them and optically separating them.
前記従来の課題を解決するために、本発明の光送受信器は、光ファイバで一芯双方向伝送を行うための光送受信器において、電気信号を光信号に変換する発光部と、光信号を電気信号に変換する受光部と、前記発光部からの第1の光信号と前記光ファイバからの第2の光信号を分離、結合する光分離結合部とを具備し、前記発光部と前記受光部は前記光分離結合部を挟んで対向し、前記光ファイバの光軸は前記発光部の光軸に直交する位置に配置され、前記光分離結合部は、前記発光部からの第1の光信号を反射して前記光ファイバに導波するとともに前記光ファイバからの第2の光信号の一部または全てを透過する光フィルタ部と、前記フィルタ部を透過した前記第2の光信号を前記受光部へと導波する導波部と、前記光フィルタ部と前記受光部の間に置かれた光吸収部から構成される。 In order to solve the above-described conventional problems, an optical transceiver according to the present invention is an optical transceiver for performing single-core bidirectional transmission using an optical fiber, a light emitting unit that converts an electrical signal into an optical signal, and an optical signal. A light receiving unit that converts the light signal into an electrical signal; and a light separating and coupling unit that separates and combines the first optical signal from the light emitting unit and the second optical signal from the optical fiber. The optical fiber is disposed at a position perpendicular to the optical axis of the light emitting unit, and the light separating and coupling unit is configured to receive the first light from the light emitting unit. An optical filter part that reflects a signal and guides it to the optical fiber and transmits part or all of the second optical signal from the optical fiber; and the second optical signal that passes through the filter part A waveguide section that guides to a light receiving section, the optical filter section, and the And an optical absorbing portion placed between the light portion.
更に本発明の光送受信器は、前記発光部からの第1の光信号の波長は、前記光ファイバからの第2の光信号の波長と異なることを特徴としている。 Furthermore, the optical transceiver of the present invention is characterized in that the wavelength of the first optical signal from the light emitting unit is different from the wavelength of the second optical signal from the optical fiber.
更に本発明の光受信器は、前記光分離結合部は、前記発光部からの第1の光信号を平行光に変換する第1のレンズと、前記光ファイバからの第2の光信号を平行光に変換して前記導波部に出力するとともに前記第1のレンズから出力された平行光を集光して前記光ファイバに入射する第2のレンズと、前記導波部からの平行光を前記受光部に集光するための第3のレンズを有することを特徴としている。 Furthermore, in the optical receiver according to the present invention, the optical separation / coupling unit parallels the first lens that converts the first optical signal from the light emitting unit into parallel light, and the second optical signal from the optical fiber. A second lens that converts the parallel light output from the first lens and enters the optical fiber, and converts the parallel light from the waveguide into the light. It has the 3rd lens for condensing to the said light-receiving part, It is characterized by the above-mentioned.
更に本発明の光送受信器は、前記導波部は、前記光ファイバからの第2の光信号を反射して光の進行方向を変化して前記受光部に導波するための反射部を有することを特徴としている。 Furthermore, in the optical transceiver according to the present invention, the waveguide section includes a reflection section for reflecting the second optical signal from the optical fiber to change the traveling direction of the light and to guide the light to the light receiving section. It is characterized by that.
更に本発明の光送受信器は、前記反射部は、前記導波部がプリズムで構成され、前記プリズムの全反射により実現することを特徴としている。 Furthermore, the optical transceiver of the present invention is characterized in that the reflection section is realized by total reflection of the prism, in which the waveguide section is constituted by a prism.
更に本発明の光送受信器は、前記発光部からの第1の光信号と前記光ファイバからの第2の光信号の波長は同じであり、前記光フィルタ部は前記光信号の波長においてハーフミラーであり、かつ前記発光部と前記光分離結合部の間にアイソレータが挿入されることを特徴としている。 Furthermore, in the optical transceiver according to the present invention, the first optical signal from the light emitting unit and the second optical signal from the optical fiber have the same wavelength, and the optical filter unit is a half mirror at the wavelength of the optical signal. And an isolator is inserted between the light emitting portion and the light separating / coupling portion.
本発明の光送受信器によれば、光送受信器間のクロストークの影響を抑えた、一芯双方向伝送が可能な光送受信器を実現することができる。 According to the optical transceiver of the present invention, it is possible to realize an optical transceiver capable of performing single-core bidirectional transmission while suppressing the influence of crosstalk between the optical transceivers.
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1を示す図である。実施の形態は、発光部1、受光部2、光フィルタ3、光分離結合部4、光ファイバ10、レンズ61、62、63、導波部7、光吸収部8より成る。実際の通信としては、上記構成要素からなる一芯双方向伝送用の光送受信器が互いにデータを送受信する。図1に示すように、発光部1と受光部2は光分離結合部4を間に挟んで対向しており、また発光部1と光ファイバ10の光軸は互いに垂直となる位置関係に置かれる。発光部1と受光部2の間には光吸収部8が設置されている。ここで、発光部1から出力される光信号の波長L1と、光ファイバ10から出力される光信号の波長L2とは異なる値である。また、光フィルタ3は、波長L1の光信号は反射し、波長L2の光信号は透過させる特徴を有する。発光部1から出力された光信号は、レンズ62によって平行光に変換され、導波部7に入力され、そして光フィルタ3へ入力される。発光部1の出力光の波長はL1であるため、その光信号は反射される。反射した光信号はレンズ61により光ファイバ10に集光され、そして光ファイバ10を介して相手側の光送受信器に伝搬される。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a
一方、光ファイバ10から出力された光信号は、レンズ61により平行光に変換され、導波部7へ入力される。光ファイバ10からの光信号は波長L2であるため、光フィルタ3はその光信号を透過する。光フィルタ3を透過した光信号は、ミラーを用いた反射部51、52、53で反射され、導波部7から出力され、レンズ63により集光されて受光部2に入力される。
On the other hand, the optical signal output from the
発光部1と受光部2の間に光分離結合部4が挿入されることにより、発光部1の光送信回路及び受光部2の光受信回路は電気的に分離される。従って、光送信回路から光受信回路への電気的なクロストークを低減することができる。また、発光部1から出力された光信号は光フィルタ3で反射されるが、実際にはその一部は光フィルタ3を透過する。しかし、透過した光信号は光吸収部8により吸収されるため、光吸収部を挟んで対向する受光部2には影響を及ぼさないため、光学的なクロストークを低減することが可能となる。
By inserting the light separating and coupling unit 4 between the
以上より、一芯双方向伝送用の光送受信器に関して、光送受信回路間の電気的、光学的なクロストークを低減することができる。 As described above, electrical and optical crosstalk between the optical transceiver circuits can be reduced with respect to the optical transceiver for single-core bidirectional transmission.
なお、本実施の形態において、光分離結合部4の光信号が透過する部分として導波部7を設けたが、空気中を透過させる構成としても良い。なお、反射部51、52、53としてミラーを設けたが、光信号を反射する構成であれば良い。 In the present embodiment, the waveguide portion 7 is provided as a portion through which the optical signal of the light separation / coupling portion 4 is transmitted. In addition, although the mirror was provided as reflection part 51,52,53, what is necessary is just the structure which reflects an optical signal.
(実施の形態2)
図2は、本発明の実施の形態2を示す図である。図2において、図1と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 2 is a diagram showing Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 2, the same components as those in FIG.
前記実施の形態1において、光分離結合部4は以下のように構成される。前記実施の形態1における導波部7をプリズム71により構成する。このとき、図2に示すように、光ファイバ10の光軸に対して45度の傾きを持つように断面(反射部51)を持っている場合、光ファイバ10の出力光はプリズム内部で全反射を起こす特性を有する。図2に示すようなプリズムの断面(反射部51、52、53)を設定することにより、光ファイバ10からの出力光は受光部2へと導波される。以上より、反射部51、52、53にミラーなどの反射部材を設けることなく、光分離結合部4を構成することが可能となる。
In the first embodiment, the light separating / coupling unit 4 is configured as follows. The waveguide section 7 in the first embodiment is constituted by the prism 71. At this time, as shown in FIG. 2, when the cross section (reflecting portion 51) has an inclination of 45 degrees with respect to the optical axis of the
(実施の形態3)
図3は、本発明の実施の形態3を示す図である。図3において、図1と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
(Embodiment 3)
FIG. 3 is a diagram showing Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 3, the same components as those in FIG.
実施の形態3において、レンズ62と導波部7の間にアイソレータ9を設ける。アイソレータ9は、発光部1から出力される光信号は透過し、その反対方向への光信号は透過しない特性を有する。このとき、発光部1から出力される光信号の波長L1と、光ファイバ10から出力される光信号L2は同一波長帯を用いる(L1≒L2)とする。ハーフミラー31は、波長L1の光信号に対して、一部を反射して、残りを透過する特性を持つ。発光部1から出力された光信号は、レンズ62で平行光に変換されたあと、アイソレータ9に入力される。このとき、アイソレータ9は透過する特性を有するため、発光部1からの光信号はハーフミラー31へ入力される。ハーフミラー31では光信号の一部は反射されレンズ61を介して光ファイバ10に入力されるが、残りの光信号は透過する。しかし、透過した光信号は光吸収部8により吸収されるため、受光部2への影響は抑えることができる。一方、光ファイバ10からの出力信号はレンズ61により平行光に変換され、導波部7に入力された後、ハーフミラー31へ入力される。このとき、光信号の一部は透過し、導波部7を導波される。そして反射部51、52、53で反射された後、レンズ63で集光され受光部2に入力される。残りの光信号はハーフミラー31で反射され、発光部1の方向に出力される。発光部1に、反射された光信号が入力されると、発光部1の特性が劣化することが知られているが、ハーフミラー31で反射された光信号はアイソレータ9を透過できないため、発光部1へは入力されず、特性の劣化は生じない。
In the third embodiment, an isolator 9 is provided between the
以上より、発光部1からの出力光の波長と、光ファイバ10からの出力光の波長とが同一波長帯であっても、一芯双方向伝送用の光送受信器を構成することが可能となる。
From the above, even if the wavelength of the output light from the
本発明にかかる光送受信器は、光送受信回路間のクロストークに関して、電気的、光学的にその影響を低減する特徴を有し、機器のインターフェース等として有用である。 The optical transmitter / receiver according to the present invention has a feature of reducing the influence of crosstalk between optical transmitter / receiver circuits electrically and optically, and is useful as an interface of a device.
1 発光部
2 受光部
3 光フィルタ
31 ハーフミラー
4 光分離結合部
51,52,53 反射部
61,62,63 レンズ
7 導波部
71 プリズム
8 光吸収部
9 アイソレータ
10 光ファイバ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
電気信号を光信号に変換する発光部と、
光信号を電気信号に変換する受光部と、
前記発光部からの第1の光信号と前記光ファイバからの第2の光信号を分離、結合する光分離結合部とを具備し、
前記発光部と前記受光部は前記光分離結合部を挟んで対向し、
前記光ファイバの光軸は前記発光部の光軸に直交する位置に配置され、
前記光分離結合部は、
前記発光部からの第1の光信号を反射して前記光ファイバに導波するとともに前記光ファイバからの第2の光信号の一部または全てを透過する光フィルタ部と、前記フィルタ部を透過した前記第2の光信号を前記受光部へと導波する導波部と、前記光フィルタ部と前記受光部の間に置かれた光吸収部から構成されることを特徴とする光送受信器。 In an optical transceiver for performing single-core bidirectional transmission with an optical fiber,
A light emitting unit that converts an electrical signal into an optical signal;
A light receiving unit that converts an optical signal into an electrical signal;
An optical separation and coupling unit for separating and coupling the first optical signal from the light emitting unit and the second optical signal from the optical fiber;
The light emitting unit and the light receiving unit are opposed to each other with the light separating and coupling unit interposed therebetween,
The optical axis of the optical fiber is disposed at a position orthogonal to the optical axis of the light emitting unit,
The light separating and coupling unit is
An optical filter unit that reflects the first optical signal from the light emitting unit and guides it to the optical fiber and transmits part or all of the second optical signal from the optical fiber; and transmits the optical signal through the filter unit An optical transceiver comprising: a waveguide section for guiding the second optical signal to the light receiving section; and a light absorbing section placed between the optical filter section and the light receiving section. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004177856A JP2006003490A (en) | 2004-06-16 | 2004-06-16 | Optical transmitter/receiver |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication Number | Publication Date |
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Country Status (1)
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010153584A (en) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Mitsubishi Electric Corp | Optical module and wavelength control method |
CN104065417A (en) * | 2014-07-02 | 2014-09-24 | 潘国新 | Integrated optical transmitting-receiving assembly |
WO2023040536A1 (en) * | 2021-09-14 | 2023-03-23 | 中兴通讯股份有限公司 | Single-fiber multi-directional optical transceiver and optical module |
-
2004
- 2004-06-16 JP JP2004177856A patent/JP2006003490A/en active Pending
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