JP2015215517A - Optical branching device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば二重化された光ファイバ通信経路の無瞬断切替えを実現するために使用される光分岐装置に関する。 The present invention relates to an optical branching device used for realizing uninterrupted switching of a duplexed optical fiber communication path, for example.
光通信経路を二重化し、一方の光通信経路の通信に異常が起きた場合に、光信号の瞬断を起こすことなく当該光通信経路を他方の通信経路に切替えることで通信サービスを維持する技術が知られている(例えば特許文献1を参照)。この技術は、例えば、二重化された光通信経路のうち、一方の光通信経路の信号光の波長を他方の光通信経路とは異なる波長に変換し、試験パルス光により各通信経路の光路長差を測定して、その測定結果に基づいて光路長が互いに一致するように光路長を制御する。そして、試験パルス光による各通信経路の光パワーレベル差を測定して、その光パワーレベル差が許容範囲となるように、光通信線路の光パワーレベルを調整することにより実現される。 A technology that maintains a communication service by duplicating an optical communication path and switching the optical communication path to the other communication path without causing an instantaneous interruption of the optical signal when an abnormality occurs in the communication of one optical communication path. Is known (see, for example, Patent Document 1). This technology, for example, converts the wavelength of the signal light of one optical communication path to a different wavelength from the other optical communication path among the duplexed optical communication paths, and the optical path length difference of each communication path by test pulse light And the optical path length is controlled so that the optical path lengths coincide with each other based on the measurement result. Then, it is realized by measuring the optical power level difference of each communication path by the test pulse light and adjusting the optical power level of the optical communication line so that the optical power level difference falls within an allowable range.
ところで、上記二重化光伝送システムを実施する場合には、局側伝送装置(OLT;Optical Line Terminal)および加入者側伝送装置(ONU;Optical Network Unit)にそれぞれ光分岐装置が必要である。さらに、無瞬断による線路切替えを実現するには、光伝送路を先ず現用線路から二重化線路(現用線路と迂回線路の二重伝送路)に切替え、続いて二重化線路から迂回線路へ切替える、いわゆる二段階式の切替処理が行われる。 By the way, when the duplex optical transmission system is implemented, an optical branching device is required for each of a station side transmission device (OLT; Optical Line Terminal) and a subscriber side transmission device (ONU; Optical Network Unit). Furthermore, in order to realize line switching without instantaneous interruption, the optical transmission line is first switched from the working line to the duplex line (duplex transmission line of the working line and the detour line), and then switched from the duplex line to the detour line. A two-stage switching process is performed.
そこで、光分岐装置として、光ファイバ側方入出力技術を適用した光カプラが提案されている。光ファイバ側方入出力技術は、現用光通信線路の光ファイバに対し任意の位置で曲げを与え、この曲げ部の側面に別のプローブファイバを突き当てることで光信号を入出力させる技術である。光ファイバ側方入出力技術を採用した光分岐装置は、例えば非特許文献1に記載されている。
Therefore, an optical coupler using an optical fiber side input / output technology has been proposed as an optical branching device. The optical fiber side input / output technology is a technology for inputting / outputting an optical signal by bending an optical fiber of an active optical communication line at an arbitrary position and abutting another probe fiber against the side of the bent portion. . An optical branching device that employs an optical fiber side input / output technology is described in Non-Patent
非特許文献1に記載された光分岐装置は、現用光ファイバを、凸曲面を有する円筒ブロックとこの円筒ブロックに対応する凹曲面を有する透明ブロックとの間に挟み込むことで現用光ファイバに曲げを与え、上記透明ブロック内に形成した空隙部にプローブファイバを挿入し、その先端を上記曲げ部に突き当てる用に配置する。そして、上記現用光ファイバから透明ブロックの凹曲面に放射された光信号を、上記プローブファイバに受光させるものとなっている。
The optical branching device described in Non-Patent
しかしながら、従来の光分岐装置では、光ファイバ側方入出力技術の基本パラメータ、具体的には現用光ファイバの曲げ半径や曲げ中心角、現用光ファイバに与える接圧、プローブファイバ突き当て偏角について、短瞬断切替用途(現用線路から迂回線路へのスイッチング)における検討に留まっており、無瞬断切替用途(光合分波)における最適な基本パラメータについては、未だ検討されていない。 However, in the conventional optical branching device, the basic parameters of the optical fiber side input / output technology, specifically the bending radius and bending center angle of the working optical fiber, the contact pressure applied to the working optical fiber, and the probe fiber butting deflection angle However, the investigation is limited to the short break switching application (switching from the working line to the detour line), and the optimum basic parameters for the uninterruptible switching application (optical multiplexing / demultiplexing) have not been studied yet.
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、低損失で結合効率を高く維持した上で無瞬断切替を可能にする光分岐装置を提供することにある。 The present invention has been made by paying attention to the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an optical branching device that enables uninterrupted switching while maintaining high coupling efficiency with low loss.
上記目的を達成するためにこの発明の1つの観点は、以下のような態様を備える。
(1)第1のブロックに形成された円弧状をなす凹曲面と、第2のブロックに形成された前記凹局面と形状およびサイズが対応する凸曲面との間に、第1の光ファイバを挟み込むことで当該第1の光ファイバに円弧状の曲げ部を形成し、かつ前記第1のブロックに設けられた空隙部に第2の光ファイバを挿入してその先端部を前記第1の光ファイバの曲げ部に対向させることで、前記第1の光ファイバの曲げ部から放射される通信光を前記第2の光ファイバに入射させる光分岐装置にあって、前記第1の光ファイバの曲げ部の曲率半径をR、曲げ中心角をθ1 、前記第1及び第2のブロックにより前記第1の光ファイバに印加される圧力をPa、前記第1の光ファイバに対する第2の光ファイバの偏角をθ2 とするとき、1.7≦R≦2mm、θ1 =20度、Pa=0.58Mpa、θ2 =9度の設定条件を満たすように構成する。
In order to achieve the above object, one aspect of the present invention includes the following aspects.
(1) The first optical fiber is disposed between the concave curved surface formed in the arc shape formed in the first block and the convex curved surface corresponding to the concave surface and the shape and size formed in the second block. An arc-shaped bent portion is formed in the first optical fiber by being sandwiched, and the second optical fiber is inserted into the gap portion provided in the first block, and the tip portion of the first optical fiber is inserted into the first light fiber. An optical branching device that causes communication light radiated from a bent portion of the first optical fiber to enter the second optical fiber by facing the bent portion of the fiber, wherein the bending of the first optical fiber is performed. The radius of curvature of the portion is R, the bending center angle is θ 1 , the pressure applied to the first optical fiber by the first and second blocks is Pa, and the second optical fiber is applied to the first optical fiber. When the declination is θ 2 , 1.7 ≦ R ≦ 2 mm, θ 1 = 20 degrees, Pa = 0.58 MPa, θ 2 = 9 degrees.
(2)(1)において、前記第2の光ファイバの先端部に屈折率分布型レンズを取着するか、または前記第2の光ファイバの先端部と前記第1の光ファイバの曲げ部との間に屈折率分布型レンズを介在配置させる。 (2) In (1), a gradient index lens is attached to the tip of the second optical fiber, or the tip of the second optical fiber and the bent portion of the first optical fiber, A gradient index lens is interposed between the two.
(3)(1)または(2)において、前記第1の光ファイバが、複数本の単心光ファイバを一体化したテープ心線により構成される場合に、前記第1及び第2のブロックはそれぞれ前記複数本の端子光ファイバの各々に対応する複数対の凹曲面および凸曲面を備える。 (3) In (1) or (2), when the first optical fiber is constituted by a tape core wire in which a plurality of single-core optical fibers are integrated, the first and second blocks are Each of the plurality of terminal optical fibers includes a plurality of pairs of concave and convex curved surfaces.
(4)(1)または(2)において、前記第1の光ファイバが、複数本の単心光ファイバを一体化したテープ心線により構成される場合に、前記第1のブロック及び第2のブロックは、前記複数本の端子光ファイバの各々に対応して複数対設けられ、これら複数対の第1のブロック及び第2のブロックは3次元空間において垂直方向および水平方向の位置が異なるように配置される。 (4) In (1) or (2), when the first optical fiber is constituted by a tape core wire in which a plurality of single-core optical fibers are integrated, the first block and the second block A plurality of pairs of blocks are provided corresponding to each of the plurality of terminal optical fibers, and the plurality of pairs of the first block and the second block have different positions in the vertical direction and the horizontal direction in the three-dimensional space. Be placed.
(5)(1)または(2)において、前記第1の光ファイバが、複数本の単心光ファイバを一体化したテープ心線により構成される場合に、当該テープ心線の先端部と前記第1の光ファイバの曲げ部との間に、ファイバコリメータアレイを介在配置する。 (5) In (1) or (2), in the case where the first optical fiber is configured by a tape core wire in which a plurality of single-core optical fibers are integrated, A fiber collimator array is interposed between the bent portion of the first optical fiber.
(1)第1の光ファイバの曲げ部の曲率半径Rが1.7≦R≦2mm、曲げ中心角θ1 がθ1 =20度、印加圧力PaがPa=0.58Mpa、第1の光ファイバに対する第2の光ファイバの偏角θ2 がθ2 =9度となるように、第1及び第2のブロックの形状および寸法が設定される。したがって、第1の光ファイバと第2の光ファイバとの間で、例えば波長1.31μm〜1.55μmにおいて、結合効率−20dBおよび挿入損失−2dB未満を両立した光分岐を実現することができる。 (1) The curvature radius R of the bent portion of the first optical fiber is 1.7 ≦ R ≦ 2 mm, the bending center angle θ 1 is θ 1 = 20 degrees, the applied pressure Pa is Pa = 0.58 MPa, the first light The shapes and dimensions of the first and second blocks are set so that the deflection angle θ 2 of the second optical fiber with respect to the fiber is θ 2 = 9 degrees. Therefore, between the first optical fiber and the second optical fiber, for example, at a wavelength of 1.31 μm to 1.55 μm, it is possible to realize optical branching that achieves both a coupling efficiency of −20 dB and an insertion loss of less than −2 dB. .
(2)第1の光ファイバの曲げ部から放射される通信光が屈折率分布型レンズにより集光されて第2の光ファイバの先端部に入射される。このため、結合効率をさらに高めることが可能となる。 (2) Communication light radiated from the bent portion of the first optical fiber is collected by the gradient index lens and is incident on the tip of the second optical fiber. For this reason, it becomes possible to further improve coupling efficiency.
(3)第1の光ファイバが、複数本の単心光ファイバを一体化したテープ心線により構成される場合に、個々の単心光ファイバに対しそれぞれ確実に曲げ部を形成することが可能となる。 (3) When the first optical fiber is constituted by a tape core wire in which a plurality of single-core optical fibers are integrated, it is possible to reliably form a bent portion for each single-core optical fiber. It becomes.
(4)複数対の第1及び第2のブロックが3次元空間において垂直方向および水平方向の位置が異なるように配置されることで、第1の光ファイバの複数本の単心光ファイバを個別に視認しながら設定することが可能となる。 (4) A plurality of pairs of first and second blocks are arranged in different positions in the vertical direction and the horizontal direction in a three-dimensional space, so that a plurality of single-core optical fibers of the first optical fiber are individually separated. It is possible to set while visually recognizing.
(5)テープ心線の先端部と第1の光ファイバの曲げ部との間にファイバコリメータアレイが介在配置されるため、第1の光ファイバが複数本の単心光ファイバを一体化したテープ心線により構成される場合に、各単心光ファイバから放射された通信光を個別に効率良く第2の光ファイバに入射させることができる。 (5) Since the fiber collimator array is interposed between the tip of the tape core and the bent portion of the first optical fiber, the first optical fiber is a tape in which a plurality of single-core optical fibers are integrated. In the case of being constituted by a core wire, communication light radiated from each single-core optical fiber can be made incident on the second optical fiber individually and efficiently.
すなわちこの発明の1つの観点によれば、低損失で結合効率を高く維持した上で無瞬断切替を可能にする光分岐装置を提供することができる。 That is, according to one aspect of the present invention, it is possible to provide an optical branching device that enables uninterrupted switching while maintaining high coupling efficiency with low loss.
以下、図面を参照してこの発明に係わる実施形態を説明する。
[第1の実施形態]
(構造)
図1は、この発明の第1の実施形態に係る光分岐装置の構造を示すもので、(a)は側面図、(b)は(a)のA−A′断面図である。
凹型円筒面ブロック1Aは、所定の厚さを持った樹脂ブロック11を備える。樹脂ブロック11は、紫外線(UV)光を透過するための透光性を有したもので、例えばアクリル樹脂により構成される。なお、樹脂ブロックの代わりにガラスブロックを用いて構成してもよい。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
(Construction)
1A and 1B show the structure of an optical branching apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1A is a side view and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.
The concave
樹脂ブロック11の上面には、円弧状をなす凹曲面部12が形成されている。この凹曲面部12は、1本のファイバ心線からなる現用光ファイバ3に曲げ部31を形成するためのもので、曲率半径が現用光ファイバ3に形成すべき曲げ部31の曲率に対応して予め定められている。また、凹型円筒面ブロック1Aの凹曲面部12の底部には図1(b)に示すように案内溝14が形成されている。案内溝14は、V字型の溝の底部にU字型の溝を形成したもので、このU字型の溝の径は現用の光ファイバ3の外径より若干大きな値に設定される。この案内溝14は、凹型円筒面ブロック1Aと後述する凸型円筒面ブロック2Aにより光ファイバ3を挟み込む際に、当該光ファイバ3の位置を規定するために用いられる。
A concave
一方、凸型円筒面ブロック2Aは上記凹型円筒面ブロック1Aと同様に樹脂ブロック21からなり、当該樹脂ブロック21の下面部には円弧状の凸曲面22が形成されている。この円弧状の凸曲面部22は、その径が上記凹型円筒面ブロック1Aの凹曲面部12の径より現用の光ファイバ3の外径に相当する分だけ小さな値に設定されている。すなわち、凸型円筒面ブロック2Aの凸曲面部22と上記凹型円筒面ブロック1Aの凹曲面部12との間で現用光ファイバ3を挟み込むことで、当該現用光ファイバ3に所定の曲率の曲げ部31を形成することができるようになっている。
On the other hand, the convex
また、上記樹脂ブロック11の一側面には空隙部13が設けられている。この空隙部13は、縦横の寸法が迂回用光ファイバ4の径より十分大きく設定されている。また空隙部13の最奥部は上記凹曲面部12へ貫通しており、これにより迂回用光ファイバ4の先端部を現用光ファイバ3の曲げ部31に当接させることが可能になっている。
In addition, a
上記凹型円筒面ブロック1Aに形成された空隙部13には、図1(a),(b)に示すように、迂回用光ファイバ4が挿入される。迂回用光ファイバ4は上記現用光ファイバ3と同様に単心の光ファイバから構成されるが、先端部には屈折率分布型レンズ4aが一体的に取着されている。空隙部13内における迂回用光ファイバ4の位置は、現用光ファイバ3の直線部に対する迂回用光ファイバ4の光軸の偏角が後述する所定角度となるように調整される。そして、位置の調整後に迂回用光ファイバ4は、空隙部13内で例えば紫外線(UV)硬化樹脂を用いた接着剤により固定される。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the bypass
かくして、現用光ファイバ3は所定の曲率で曲げ部31が形成された状態で保持され、さらに迂回用光ファイバ4はその先端部に取着された屈折率分布型レンズ4aが上記現用光ファイバ3の曲げ部31に当接する状態に位置調整されたのち固定される。このように構成すると、現用光ファイバ3により伝搬される通信光Lが曲げ部31から例えば図1(b)のLf に示すように漏洩する。この漏洩光Lf は、迂回用光ファイバ4の先端に取着された屈折率分布型レンズ4aで集光されて迂回用光ファイバ4に入射され、この迂回用光ファイバ4を介して迂回線路に伝播される。
Thus, the working
(基本パラメータの設定)
ところで、上記した光分岐装置を用いて、低損失でかつ高結合効率による無瞬断の光線路切替えを実現するには、現用光ファイバ3および迂回用光ファイバ4を装置に設定するときの基本パラメータを適切な値に設定する必要がある。以下に、基本パラメータの設定手法について述べる。
(Basic parameter settings)
By the way, in order to realize an uninterrupted optical line switching with low loss and high coupling efficiency using the above-described optical branching device, the basics when the working
この発明の関連技術である光側方入出力技術においては、屈折率分布型レンズ付ファイバをプローブとして使用する場合、ファイバの曲率半径を2mm、曲げ中心角を90度に設定することにより、通信光の波長1.31μm〜1.55μmにおいて結合効率−20dB以上が得られることが実験で確認されている(例えば非特許文献1を参照)。 In the optical side input / output technology, which is a related technique of the present invention, when a fiber with a gradient index lens is used as a probe, the radius of curvature of the fiber is set to 2 mm and the bending center angle is set to 90 degrees, thereby enabling communication. It has been experimentally confirmed that a coupling efficiency of -20 dB or more can be obtained at a light wavelength of 1.31 μm to 1.55 μm (for example, see Non-Patent Document 1).
光ファイバ心線を曲率半径R=2mm、曲げ中心角90度で曲げた場合に、当該曲げ部31から漏洩する光の分布を光線追跡計算によりシミュレーションすると、例えば図2に示すようになる。すなわち、図2に示すように曲げ部31の全ての部位から光の漏洩(放射)が発生している。なお、この場合ビームウェストサイズは17μmである。また、シミュレーションにより屈折率分布型レンズ付光ファイバ4の先端を現用光ファイバ3の曲げ部31に近づけるほど結合効率が向上することが確かめられている。このため、屈折率分布型レンズ付光ファイバ4の先端は現用光ファイバ3の曲げ部31に当接するように配置する。また、屈折率分布型レンズ付光ファイバ4の現用光ファイバ3の直線部位の軸中心に対する偏角は9度に設定している。
When the optical fiber core wire is bent with a radius of curvature R = 2 mm and a bending center angle of 90 degrees, a distribution of light leaking from the
90度に亘って曲げられた上記光ファイバの曲げ部31の全領域のうち、通信光Lにとって最も上流側となる部位を拡大してみると、光の放射分布は図3に示すようになる。同図に示すように、屈率分布型レンズ付ファイバ4へ入射し結合する光は、曲げ部31の上流側の曲げ角20度までの部位から放射されたものが大半を占め、曲げ部31の下流側の部位から放射される光は損失となる。このため、現用光ファイバ3に対する迂回側光ファイバ4の結合効率−20dBを達成するには、曲げ部31の曲げ中心角が20度もあれば、十分であることがわかる。
Of the entire region of the
一方、光媒体線路の保守のために、光ファイバを挟みこんで曲げて通信光の有無を調べる器具としてIDテスタが知られている。この挟み込みによって許容されている損失は−2dBとされている。したがって、光分岐装置の挿入損失についても、−2dBとすれば線路保守上許容されると考えられる。 On the other hand, an ID tester is known as an instrument for checking the presence or absence of communication light by sandwiching and bending an optical fiber for maintenance of an optical medium line. The loss allowed by this sandwiching is -2 dB. Therefore, it is considered that the insertion loss of the optical branching device is allowed for line maintenance if it is -2 dB.
上記挿入損失条件を満たす基本パラメータを探索すると以下のようになる。図4はその結果を示すものである。すなわち、光ファイバ3のコア位置における曲率半径R=1.7mm、曲げ中心角θ1 =20度の曲げ部31を形成し、現用光ファイバ3の曲げ部31を圧力Pa=0.58MPaで挟み込んだ場合において、光の波長1.55μmでの挿入損失を計測すると−1.57dBであった。また、波長1.31μmでの挿入損失は曲率半径R=1.7mmのときに−1.42dB、R=2.0mmのときに−1.26dB、R=2.5mmのときに−1.0dBであった。通信光の波長が1.55μmにおいて、曲げ中心角θ1 を20度に設定したときには、曲率半径R=1.7mmより大きな2.0mmの条件でも、損失が−2dB未満の条件を満たす。
Searching for basic parameters that satisfy the above insertion loss condition results in the following. FIG. 4 shows the result. That is, a bending
図5は、曲げ部31の曲げ中心角θ1 =90度、曲率半径R=2mmの条件において、波長を変化させて迂回用光ファイバ4への結合効率を測定した結果を示すものである。なお、ビームウェストは17μmである。この測定結果は非特許文献1に記載されているものである。図5に示す測定結果から明らかなように、通信に使用する光の波長1.31μm〜1.55μmにおいて、必要な結合効率−20dB以上を満たしている。この計測結果は、曲げ中心角θ1 =90度の場合の測定結果を例示したものであるが、図2に示したように曲げ部の曲げ中心角θ1 =20度になった場合においても同様な結果が得られると推定される。
FIG. 5 shows the result of measuring the coupling efficiency to the detouring
図6は、通信光の波長1.31μmにおいて、曲げ部の曲げ中心角θ1 と曲率半径Rをパラメータとしたときの挿入損失の圧力依存性の計測結果を示すものである。同図に示すように、曲げ中心角θ1 =30度(150度)の場合には、曲率半径Rが2.5mm、2.0mm、1.7mmのいずれの場合でも、印加圧力Paが0.35MPa以上で挿入損失が−2dBを超えてしまう。しかしながら、曲げ中心角θ1 =20度の場合には、曲率半径Rが2.5mm、2.0mm、1.7mmのいずれの場合も、印加圧力Paが2.3MPaまでは挿入損失が−2dBを超えない。このことから、曲げ中心角θ1 =20度であれば必要とする挿入損失の条件を満たすことが分かる。 FIG. 6 shows the measurement result of the pressure dependence of the insertion loss when the bending center angle θ 1 and the curvature radius R of the bending portion are used as parameters at the wavelength of communication light of 1.31 μm. As shown in the figure, when the bending center angle θ 1 = 30 degrees (150 degrees), the applied pressure Pa is 0 regardless of the curvature radius R being 2.5 mm, 2.0 mm, or 1.7 mm. The insertion loss exceeds -2dB at 35MPa or more. However, when the bending center angle θ 1 is 20 degrees, the insertion loss is −2 dB until the applied pressure Pa is 2.3 MPa in any of the curvature radii R of 2.5 mm, 2.0 mm, and 1.7 mm. Not exceed. From this, it can be seen that the required insertion loss condition is satisfied when the bending center angle θ 1 = 20 degrees.
図7は設定条件を表形式でまとめたものである。図7から明らかなように、曲率半径R=2mmでかつ曲げ中心角θ1 =20度であれば、総合判定が合格となる。すなわち、曲率半径Rが1.7≦R≦2mm、曲げ中心角θ1 =20度、印加圧力Pa=0.58Mpa、現用光ファイバに対する迂回用光ファイバの偏角θ2 =9度の設定条件の下であれば、波長1.31μm〜1.55μmにおいて、結合効率−20dBおよび挿入損失−2dB未満を両立することが可能となる。 FIG. 7 summarizes the setting conditions in a table format. As is clear from FIG. 7, if the radius of curvature R = 2 mm and the bending center angle θ 1 = 20 degrees, the overall determination is acceptable. That is, the setting condition is that the radius of curvature R is 1.7 ≦ R ≦ 2 mm, the bending center angle θ 1 = 20 degrees, the applied pressure Pa = 0.58 MPa, and the deflection angle θ 2 = 9 degrees of the bypass optical fiber with respect to the working optical fiber. If it is below, it will be possible to achieve both a coupling efficiency of −20 dB and an insertion loss of less than −2 dB at a wavelength of 1.31 μm to 1.55 μm.
図8は、光分岐装置内における現用光ファイバ3と迂回用光ファイバ4の配置構成を概念的に示したものである。なお、現用光ファイバ3の曲げ部31以外の部位は、通信光の漏洩(放射)が極力生じないようにするべく、例えば直線またはそれに近い形状となるように配置する。
FIG. 8 conceptually shows the arrangement of the working
(作用効果)
以上述べたように第1の実施形態では、光分岐装置として光側方入出力技術を採用した構造、つまり凹型円筒面ブロック1Aと凸型円筒面ブロック2Aとで現用光ファイバ3を挟み込むことで曲げ部31を形成し、上記凹型円筒面ブロック1Aに形成した空隙部13に、屈折率分布型レンズ4a付きの迂回用光ファイバ4の先端部を挿入して上記曲げ部31に当接させる構造を採用している。そして、上記曲げ部31の曲率半径Rが1.7≦R≦2mm、曲げ中心角θ1 がθ1 =20度、印加圧力PaがPa=0.58Mpa、現用光ファイバ3に対する迂回用光ファイバ4の偏角θ2 がθ2 =9度となるように、上記凹型円筒面ブロック1Aおよび凸型円筒面ブロック2Aの形状および寸法を設定している。
(Function and effect)
As described above, in the first embodiment, the
したがって、現用光ファイバ3と迂回用光ファイバ4との間で、波長1.31μm〜1.55μmにおいて、結合効率−20dBおよび挿入損失−2dB未満を両立した光分岐を実現することができ、これにより無瞬断切替に適した光分岐装置を提供することが可能となる。
Therefore, between the working
[第2の実施形態]
図9は、この発明の第2の実施形態に係る光分岐装置の構造を示すもので、(a)は側面図、(b)は(a)のA−A′断面図である。なお、同図において図1と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
[Second Embodiment]
9A and 9B show the structure of an optical branching device according to a second embodiment of the present invention. FIG. 9A is a side view, and FIG. 9B is a cross-sectional view taken along line AA 'in FIG. In the figure, the same parts as those in FIG.
第2の実施形態では、迂回用光ファイバ5として、先端部に屈折率分布型レンズが取着されていない単純な単心光ファイバを用いる。そのために、凹型円筒面ブロック1Bの空隙部13の奥部には、グリンレンズからなる屈折率分散型レンズ6が単独で設置される。そして、迂回用光ファイバ5は、その先端が上記屈折率分散型レンズ6に対し当接するように空隙部13内に位置調整されて固定される。なお、空隙部13内における上記屈折率分散型レンズ6および迂回用光ファイバ5の固定は、例えば紫外線(UV)硬化樹脂等を接着剤として用いて行われる。
In the second embodiment, as the bypass
この第2の実施形態においても、第1の実施形態と同様に、現用光ファイバ3の曲げ部31の曲率半径Rが1.7≦R≦2mm、曲げ中心角θ1 がθ1 =20度、印加圧力PaがPa=0.58Mpa、現用光ファイバ3に対する屈折率分散型レンズ6の偏角θ2 がθ2 =9度となるように、上記凹型円筒面ブロック1Bおよび凸型円筒面ブロック2Bの形状および寸法が設定される。
Also in the second embodiment, as in the first embodiment, the radius of curvature R of the bending
したがって、第2の実施形態においても、現用の光ファイバ3と迂回用の光ファイバ5との間で、波長1.31μm〜1.55μmにおいて、結合効率−20dBおよび挿入損失−2dB未満を両立した光分岐を実現することができ、これにより無瞬断切替に適した光分岐装置を提供することが可能となる。
Therefore, also in the second embodiment, a coupling efficiency of −20 dB and an insertion loss of less than −2 dB are compatible between the current
[第3の実施形態]
この発明の第3の実施形態に係る光分岐装置は、現用光ファイバおよび迂回用光ファイバとして、複数の単心被覆光ファイバを並行に並べて一体化したテープ心線、または複数の単心被覆光ファイバを並行に並べた状態で間欠的に接着し一体化した間欠テープ心線を使用し、このテープ心線または間欠テープ心線を所定の結合効率および挿入損失の条件を維持した上で光結合させるようにしたものである。
[Third Embodiment]
An optical branching device according to a third embodiment of the present invention includes a tape core wire in which a plurality of single-core coated optical fibers are arranged in parallel and integrated as a working optical fiber and a bypass optical fiber, or a plurality of single-core coated light Use an intermittent tape core wire that is bonded and integrated intermittently with the fibers arranged in parallel, and optically couple this tape core wire or intermittent tape core wire while maintaining the specified coupling efficiency and insertion loss conditions. It is made to let you.
図10(a),(b)はそれぞれテープ心線7aおよび間欠テープ心線7bの構成の一例を示したもので、(a)に示したテープ心線7aは4本の単心被覆光ファイバ71を樹脂層72で被覆したものとなっている。(b)に示した間欠テープ心線7bは、4本の単心被覆光ファイバ71を隣接するもの同士で一定の間隔で紫外線硬化樹脂等の接着剤73を用いて間欠的に接着することで一体化したものとなっている。
10 (a) and 10 (b) show examples of the configuration of the
以下に、上記テープ心線7aまたは間欠テープ心線7bを収容する光分岐装置の構成と、当該光分岐装置への光ファイバの設定手順を示す複数の実施例を説明する。
Hereinafter, a plurality of embodiments showing the configuration of the optical branching device that accommodates the
(実施例1)
図11は、実施例1における光分岐装置の構成と、当該装置へのテープ心線7aまたは間欠テープ心線7bの設定手順を示した図である。なお、同図において前記図1と同一部分には同一符号を付して説明を行う。
Example 1
FIG. 11 is a diagram illustrating the configuration of the optical branching device in Example 1 and the procedure for setting the
光分岐装置は、樹脂ブロック11の上面に凹曲面部12を形成した凹型円筒面ブロック1Cと、樹脂ブロック21の下面に凸曲面部22を形成したかぶせ蓋2Cとを備える。上記凹曲面部12および凸曲面部22は、テープ心線7aまたは間欠テープ心線7bの各単心被覆光ファイバ71の各々に対応するように複数対形成される。
The optical branching device includes a concave cylindrical surface block 1C in which a concave
樹脂ブロック24には一対の支持具23,23が立設してあり、この支持具23,23により上記かぶせ蓋2Cを上下方向に移動可能に支持している。また、樹脂ブロック11の側面には空隙部(図示せず)が形成されている。この空隙部は、迂回用光ファイバ4を挿入するために使用される。
The
このような構成であるから、光分岐装置に、現用テープ心線7aまたは間欠テープ心線7bを設定する場合には、以下のように行われる。
すなわち、先ず図11(a)に示すテープ心線7aまたは間欠テープ心線7bの4本の単心被覆光ファイバ7aを、光分岐装置に設定する部位において図11(b)に示すように分離する。続いて、かぶせ蓋2Cを取り外した状態で、テープ心線7aまたは間欠テープ心線7bの上記分離された単心被覆光ファイバ71を、樹脂ブロック11の凹曲面部12上に配置する。そして、かぶせ蓋2Cを支持具23,23にセットしたのち、支持具23,23により案内させて下方に移動させ、上記樹脂ブロック11の凹曲面部12との間に上記分離された各単心被覆光ファイバ71を所定の圧力Paで一括して挟み込む。
Since it is such a structure, when setting the working
That is, first, as shown in FIG. 11 (b), the four single-core coated
かくして、現用テーブ心線7aまたは間欠テープ心線7bを構成する4本の単心被覆光ファイバ71には、それぞれ曲げ部72が形成される。なお、上記支持具23,23によるかぶせ蓋2Cの移動は、かぶせ蓋2Cの重量を利用してその自由落下により行ってもよいが、モータを動力源とした駆動系やばねを動力源とした駆動系(図示せず)を使用したり、永久磁石あるいは電磁石の吸着力を利用してもよい。
Thus, each of the four single-core coated
次に、樹脂ブロック11に設けられた空隙部に、4本の単心光ファイバ4を挿入する。そして、当該各単心光ファイバ4を、その先端部が上記現用単心被覆光ファイバ71の曲げ部72にそれぞれ当接するように位置調整し、しかるのち紫外線硬化樹脂などの接着剤等により固定する。なお、このとき、上記迂回用光ファイバ4の上記現用単心被覆光ファイバ71に対する偏角θ2は、空隙部の形状により規定される。
Next, four single-core
以上述べた光分岐装置においても、現用単心被覆光ファイバ71の曲げ部72の曲率半径Rは1.7≦R≦2mmに設定され、また曲げ中心角θ1 はθ1 =20度に設定される。さらに、現用の各単心被覆光ファイバ71への印加圧力PaはPa=0.58Mpaに設定され、また現用光ファイバ71に対する迂回用の各単心光ファイバ4の偏角θ2 はθ2 =9度となるように設定される。
Also in the optical branching device described above, the radius of curvature R of the bending
したがって、現用および迂回用にテープ心線7aまたは間欠テープ心線7bを使用した場合においても、現用単心被覆光ファイバ71と迂回用の各単心光ファイバ4との間で、波長1.31μm〜1.55μmにおいて、結合効率−20dBおよび挿入損失−2dB未満を両立した光分岐を実現可能となる。このため、無瞬断切替えに適した光分岐装置を提供することが可能となる。
Therefore, even when the
(実施例2)
図12は、実施例2における光分岐装置の構成を示した図である。
光分岐装置の筐体9内には、独立する4個のファイバ挟み込みヘッド91〜94が高さ方向に一定の間隔で配設され、さらに奇数番目のヘッド91,93と偶数番目のヘッド92,94が、水平方向に一定量だけ位置をずらした状態で、つまり互い違いに配置されている。ファイバ挟み込みヘッド91〜94は、いずれも樹脂ブロックの上面に凹曲面部を形成した凹型円筒面ブロックと、樹脂ブロックの下面に凸曲面部を形成したかぶせ蓋とを備える。
(Example 2)
FIG. 12 is a diagram illustrating the configuration of the optical branching device according to the second embodiment.
In the
このような構成であるから、現用のテープ心線7aまたは間欠テープ心線7bを装置に設定する場合には、予め分離しておいた各単身被覆光ファイバ71をファイバ挟み込みヘッド91〜94に対しそれぞれ位置合わせし、各ヘッド91〜94により所定の圧力Paを印加する。かくして、各単身被覆光ファイバ71にはそれぞれ曲げ部72が形成される。
Because of such a configuration, when the
また、ファイバ挟み込みヘッド91〜94の側面部にそれぞれ空隙部が形成してあり、この空隙部に迂回用の4本の単心光ファイバ4が挿入される。この各単心被覆光ファイバ4は、その先端部が上記現用の単心被覆光ファイバ71の曲げ部72にそれぞれ当接するように位置調整された上で、紫外線硬化樹脂からなる接着剤により固定する。
In addition, gap portions are formed in the side surface portions of the fiber sandwiching heads 91 to 94, and four bypass
この光分岐装置においても、現用の各単心被覆光ファイバ71の曲げ部の72曲率半径Rは1.7≦R≦2mmに設定され、また曲げ中心角θ1 はθ1 =20度に設定される。さらに、現用の各単心被覆光ファイバ71への印加圧力PaはPa=0.58Mpaに設定され、また現用の各単心被覆光ファイバ71に対する迂回用の光ファイバ4の偏角θ2 はθ2 =9度となるように設定される。
Also in this optical branching device, the radius of curvature R of the bending portion of each of the currently used single-core coated
したがって、現用および迂回用にテープ心線7aまたは間欠テープ心線7bを使用した場合においても、現用の各単心被覆光ファイバ71と迂回用の各光ファイバ4との間で、波長1.31μm〜1.55μmにおいて、結合効率−20dBおよび挿入損失−2dB未満を両立した光分岐を実現可能となる。このため、無瞬断切替えに適した光分岐装置を提供することが可能となる。
Accordingly, even when the
また、現用の各単心被覆光ファイバ71の設定は、4つのファイバ挟み込みヘッド91〜94により独立して行われる。このため、単心被覆光ファイバ71を一本ずつ順に挟み込むことができ、これにより各単心被覆光ファイバ71を求められる設定条件となるようにより一層確実に設定することが可能となる。さらに、ファイバ挟み込みヘッド91〜94が高さ方向に並べて配置され、かつ水平方向に互い違いに配置されているため、設定時に各単心被覆光ファイバ71の設定状態を上方向から1つずつ確認することができる。
The setting of each of the currently used single-core coated
(実施例3)
図13は、実施例3における光分岐装置の構成と、当該装置へのテープ心線7aおよび間欠テープ心線7bの設定工程を示した図である。なお、同図において図11と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
(Example 3)
FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of the optical branching device in Example 3 and a setting process of the
凹型円筒面ブロック1Dの樹脂ブロック11上面には凹曲面部12が形成されている。この凹曲面部12は、その幅寸法がテープ心線7aまたは間欠テープ心線7bの幅寸法以上に設定されている。一方、かぶせ蓋2Dの下面には凸曲面部が形成されている。この凸曲面部もその幅寸法がテープ心線7aまたは間欠テープ心線7bの幅寸法以上に設定されている。
A concave
このような構成であるから、光分岐装置に対しテープ心線7aまたは間欠テープ心線7bを設定する場合には、図13(a)に示すテープ心線7aの単心被覆光ファイバ71を分離せずに、図13(b)に示すようにそのまま樹脂ブロック11の凹曲面部12上に配置する。そして、この状態でかぶせ蓋2Dを支持具23,23にセットしたのち支持具23,23により下方に移動させ、上記樹脂ブロック11の凹曲面部12との間に上記各単心被覆光ファイバ71を所定の圧力Paで挟み込む。この結果、テープ心線7aまたは間欠テープ心線7bの4本の単心被覆光ファイバ71に対し一括して曲げ部72が形成される。
With such a configuration, when the
また、樹脂ブロック11に設けられた空隙部には、図15に示すようにファイバコリメータアレイ10が設置される。ファイバコリメータアレイ10は、図14に示すように複数の屈折率分布型レンズ付単心光ファイバ4を一定間隔に並べ、これらを上下から溝付部品で挟みブロック状に構成したものである。屈折率分布型レンズ付ファイバの配置間隔は、テープ心線7aまたは間欠テープ心線7bの各単心被覆光ファイバ71のコア間隔である250μmに設定される。
Further, a
そして、上記ファイバコリメータアレイ10の基端部には迂回用の4本の単心光ファイバ4が接続される。上記ファイバコリメータアレイ10および迂回用の単心光ファイバ4は、空隙部13内で位置合わせが終了すると、紫外線硬化樹脂を用いた接着剤等により固定される。
Then, four bypass
以上述べた光分岐装置においても、現用の各単心被覆光ファイバ71の曲げ部72の曲率半径Rは1.7≦R≦2mmに設定され、また曲げ中心角θ1 はθ1 =20度に設定される。さらに、現用の各単心被覆光ファイバ71への印加圧力PはPa=0.58Mpaに設定され、また現用の各単心被覆光ファイバ71に対する迂回用の各単心被覆光ファイバ81の偏角θ2 はθ2 =9度となるように設定される。
Also in the optical branching apparatus described above, the radius of curvature R of the bending
したがって、現用および迂回用にテープ心線7aまたは間欠テープ心線7bをそのまま使用した場合においても、現用の各単心被覆光ファイバ71と迂回用の単心光ファイバ4との間で、波長1.31μm〜1.55μmにおいて、結合効率−20dBおよび挿入損失−2dB未満を両立した光分岐を実現可能となる。このため、無瞬断切替えに適した光分岐装置を提供することが可能となる。
Therefore, even when the
[その他の実施形態]
第1の実施形態では、光分岐装置内における現用光ファイバ3の形状として、直線部−曲線部−直線部の例を示した。しかし、このうち直線部については、光の放射を生じない曲率の範囲で曲線部に置き換えることも可能である。例えば、現在国内で使用されている通信用光ファイバには曲率半径15mmの曲げで外部放射しない「R15ファイバ」と、曲率半径30mmの曲げで外部放射しない「R30ファイバ」がある。これらの光ファイバを使用した場合、光放射しない部分を曲率半径30mm以上とすれば直線部を曲線部に置き換えができる。このような光ファイバを使用することで、光分岐装置内における現用光ファイバ3の配置条件を緩和することが可能となる。
[Other Embodiments]
In 1st Embodiment, the example of the straight part-curve part-straight part was shown as a shape of the working
前記第3の実施形態では4心のテープ心線7aまたは間欠テープ心線7bを用いた場合を例にとって説明したが、8心や16心などの多心構造のテープ心線または間欠テープ心線に対してもこの発明は適用できる。
In the third embodiment, the case where the four-
また第3の実施形態では、迂回用の光ファイバとして、単心光ファイバを4本使用し、これらを現用のテープ心線または間欠テープ心線の各単心被覆光ファイバ71の曲げ部72に対しそれぞれ位置合わせするようにした。しかし、それに限らず迂回用の光ファイバにもテープ心線または間欠テープ心線を使用し、その各単心被覆光ファイバを現用のテープ心線または間欠テープ心線の各単心被覆光ファイバ71の曲げ部72にそれぞれ位置合わせするようにしてもよい。
In the third embodiment, four single-core optical fibers are used as the bypass optical fibers, and these are used as the
さらに、前記各実施形態では迂回用の光ファイバ4の先端部と現用光ファイバ3の曲げ部31との間に屈折率分布型レンズ6を介在配置し、この屈折率分布型レンズ6により現用光ファイバ3の曲げ部から放射される光を集光して迂回用光ファイバに入射するようにしたが、屈折率分布型レンズ6の代わりに通常の凸レンズを使用してもよい。
Further, in each of the above embodiments, the
さらに、前記各実施形態で述べた光分岐装置は、光二重化伝送システムの所外用として使用される光カプラに置き換える場合に限定されるものではなく、所内光カプラに置き換えることも可能である。この場合、任意のクロージャ間での切替えが可能になり、無瞬断切替技術の適用範囲を大幅に拡大することができる。 Furthermore, the optical branching device described in each of the above embodiments is not limited to replacement with an optical coupler that is used outside the optical duplex transmission system, and can be replaced with an in-house optical coupler. In this case, switching between arbitrary closures becomes possible, and the application range of the non-instantaneous switching technology can be greatly expanded.
さらに,屈折率整合剤としては、紫外線硬化接着剤以外の整合剤を使用することも可能である。その他、現用光ファイバおよび迂回用光ファイバの構造や光分岐装置の構造と当該装置への光ファイバの設定方法等についても本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。 Furthermore, as the refractive index matching agent, it is possible to use a matching agent other than the ultraviolet curable adhesive. In addition, the structure of the working optical fiber and the bypass optical fiber, the structure of the optical branching device, the method of setting the optical fiber to the device, and the like can be variously modified without departing from the scope of the present invention.
要するにこの発明は、上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。 In short, the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the components without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Moreover, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.
1A,1B,1C,1D…凹型円筒面ブロック、11…樹脂ブロック、12…凹曲面、13…空隙部、2A,2B…凸型円筒面ブロック、2C,2D…かぶせ蓋、21…樹脂ブロック、23…支持具、3…現用系光ファイバ、4,5…迂回系光ファイバ、4a…屈折率分布型レンズ、6…屈折率分布型レンズ単体、7a…テープ心線、7b…間欠テープ心線、71、71′…テープ心線の単心被覆光ファイバ、72…樹脂層、73…紫外線硬化樹脂、74…曲げ部、9…装置筐体、91〜94…ファイバ挟み込みヘッド、10…ファイバコリメータアレイ、22…凸曲面、101〜104…ファイバ挟み込みヘッド。 1A, 1B, 1C, 1D ... concave cylindrical surface block, 11 ... resin block, 12 ... concave curved surface, 13 ... gap, 2A, 2B ... convex cylindrical surface block, 2C, 2D ... cover lid, 21 ... resin block, 23 DESCRIPTION OF SYMBOLS: Supporting device, 3 ... Current system optical fiber, 4, 5 ... Detour type optical fiber, 4a ... Refractive index distribution type lens, 6 ... Refractive index distribution type lens unit, 7a ... Tape core wire, 7b ... Intermittent tape core wire, 71, 71 '... single core coated optical fiber of tape core wire, 72 ... resin layer, 73 ... UV curable resin, 74 ... bent portion, 9 ... device casing, 91-94 ... fiber clamping head, 10 ... fiber collimator array , 22 ... convex curved surface, 101 to 104 ... fiber sandwiching head.
Claims (5)
前記第1の光ファイバの曲げ部の曲率半径をR、曲げ中心角をθ1 、前記第1及び第2のブロックにより前記第1の光ファイバに印加される圧力をPa、前記第1の光ファイバに対する第2の光ファイバの偏角をθ2 とするとき、1.7≦R≦2mm、θ1 =20度、Pa=0.58Mpa、θ2 =9度の設定条件を満たすように構成したことを特徴とする光分岐装置。 By sandwiching the first optical fiber between the concave curved surface formed in the arc shape formed in the first block and the concave curved surface formed in the second block and the convex curved surface corresponding in shape and size. An arc-shaped bent portion is formed in the first optical fiber, and the second optical fiber is inserted into a gap portion provided in the first block, and the distal end portion of the first optical fiber is bent by the first optical fiber. An optical branching device that causes communication light radiated from a bent portion of the first optical fiber to enter the second optical fiber by facing the portion,
The radius of curvature of the bent portion of the first optical fiber is R, the bending center angle is θ 1 , the pressure applied to the first optical fiber by the first and second blocks is Pa, and the first light When the angle of deflection of the second optical fiber with respect to the fiber is θ 2 , the configuration satisfies the following setting conditions: 1.7 ≦ R ≦ 2 mm, θ 1 = 20 degrees, Pa = 0.58 MPa, θ 2 = 9 degrees An optical branching device characterized by that.
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