JP2018084739A - 光ファイバ側方入出力装置及び光ファイバ側方入出力方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光ファイバの特性に関わらず、通信が遮断されない程度の曲げ損失とし、かつ必要な入出力効率が得られるような曲げを側方光入出力部で付与できる光ファイバ側方入出力装置及び光ファイバ側方入出力方法を提供する。【解決手段】光ファイバ側方入出力装置３０１及び光ファイバ側方入出力方法は、光ファイバ１０１に曲げを付与する毎に、光ファイバを伝搬する光の曲げ損失をモニタしながら、側方入出力部３０１で光ファイバに曲げを与えることとした。【選択図】図３

Description

本開示は、曲げた光ファイバの側方から光を入出力する光ファイバ側方入出力装置及び光ファイバ側方入出力方法に関する。

光ファイバ線路内に新設の光ファイバ線路を割り入れる光線路切替工事にあって、光ファイバ線路内の通信信号を一時的に別の光ファイバ線路に切り替え、通信サービスを維持しながら新設光ファイバを割り入れる技術が知られている（例えば特許文献１を参照）。ここで、光ファイバを切断することなく光信号を光ファイバに入出力する技術として、既設の光ファイバ（被入力側光ファイバ）に曲げを与え、この曲げ部位に側面から別の光ファイバ（プローブ光ファイバ）を対向させ、当該プローブ光ファイバの先端部から光信号を入射すると共に、被入力側光ファイバから出射される光信号をプローブ光ファイバの先端部で受光する光ファイバ側方入出力技術が検討されている。

特開２０１４−０８１４９１号公報

図１は、曲げ損失と側方から光を入出力する入出力効率との関係を表した図である。曲げ損失が高いほど、高い入出力効率が得られることがわかる。一方で、光ファイバ側方入出力装置における曲げ損失が高くなり、通信が遮断されると、通信サービスが中断されてしまう。

したがって、光ファイバを曲げ入出力する側方光入出力部は、曲げ損失を通信が遮断されない程度にしつつ、必要な入出力効率が得られる曲げを形成する必要がある。つまり、側方光入出力部は、図１の目標領域となるように光ファイバに曲げを形成する必要がある。

しかし、光ファイバはモードフィールド径などが異なるため、光ファイバにより曲げ損失が異なる。そのため毎回同じ曲げ形状で曲げたとしても、目標とする曲げ損失および入出力効率が得られない可能性がある。

そこで、本発明は、光ファイバの特性に関わらず、通信が遮断されない程度の曲げ損失とし、かつ必要な入出力効率が得られるような曲げを側方光入出力部で付与できる光ファイバ側方入出力装置及び光ファイバ側方入出力方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る光ファイバ側方入出力装置及び光ファイバ側方入出力方法は、光ファイバに曲げを付与する毎に、光ファイバを伝搬する光の曲げ損失をモニタしながら、側方入出力部で光ファイバに曲げを与えることとした。

具体的には、本発明に係る光ファイバ側方入出力装置は、
光ファイバに曲げを付与し、前記光ファイバの側方から光を入出力する側方光入出力部と、
前記側方光入出力部内の前記光ファイバを伝搬する光の損失を測定する損失モニタ部と、
前記光ファイバに曲げを付与する前の前記光の損失を前記損失モニタ部に測定させ、前記側方光入出力部に前記光ファイバに曲げを付与させて前記光の損失を前記損失モニタ部に測定させ、前記光ファイバに曲げを付与する前後の前記光の損失の差分が所定の範囲内に収まるように、前記光ファイバの曲げを前記側方光入出力部に調整させる制御部と、
を備える。

また、本発明に係る光ファイバ側方入出力方法は、
光ファイバに曲げを付与し、前記光ファイバの側方から光を入出力する側方光入出力部と、前記側方光入出力部内の前記光ファイバを伝搬する光の損失を測定する損失モニタ部と、を前記光ファイバに配置する設置工程と、
前記光ファイバに曲げを付与する前の前記光の損失を前記損失モニタ部に測定させ、前記側方光入出力部に前記光ファイバに曲げを付与させて前記光の損失を前記損失モニタ部に測定させ、前記光ファイバに曲げを付与する前後の前記光の損失の差分が所定の範囲内に収まるように、前記光ファイバの曲げを前記側方光入出力部に調整させる制御工程と、
を行う。

本発明に係る光ファイバ側方入出力装置及び光ファイバ側方入出力方法は、光ファイバに曲げを与える前後の曲げ損失の差分が規定値に収まるように光ファイバに曲げを与える。当該規定値を図１の目標が達成できる値とすることで、通信も遮断されず、必要な入出力効率も得られるようになる。

従って、本発明は、光ファイバの特性に関わらず、通信が遮断されない程度の曲げ損失とし、かつ必要な入出力効率が得られるような曲げを側方光入出力部で付与できる光ファイバ側方入出力装置及び光ファイバ側方入出力方法を提供することができる。

本発明に係る光ファイバ側方入出力装置の前記損失モニタ部は、
前記光ファイバに曲げを付与する曲げ付与部と、
前記曲げ付与部で曲げを付与された前記光ファイバの漏洩光を受光するフォトディテクタと、
前記フォトディテクタで受光した漏洩光の強度を測定するパワーメータと、
を有することが好ましい。

本発明に係る光ファイバ側方入出力装置の前記側方光入出力部は、凸部と凹部とで前記光ファイバを挟み、前記凸部と前記凹部を近接させる押圧力で前記光ファイバを押圧して曲げを付与しており、前記制御部からの制御信号に基づいて前記押圧力を調整する。

本発明に係る光ファイバ側方入出力装置の前記側方光入出力部は、凸部と凹部とで前記光ファイバを挟み、前記凸部と前記凹部を近接させて前記光ファイバに曲げを付与しており、前記制御部からの制御信号に基づいて前記凸部と前記凹部を近接させる距離を調整する。

なお、曲げを付与する対象がテープファイバの時は次のように行う。
前記光ファイバが、N本（Nは２以上の整数）の心線が並列するテープファイバである場合、本発明に係る光ファイバ側方入出力装置の前記損失モニタ部は、全ての前記心線の前記光の損失を測定し、前記制御部は、前記差分を前記心線毎に取得し、前記差分のうちの最大値が所定の範囲内に収まるように、前記光ファイバの曲げを前記側方光入出力部に調整させる。

前記光ファイバが、N本（Nは２以上の整数）の心線が並列するテープファイバである場合、本発明に係る光ファイバ側方入出力方法の前記制御工程は、前記損失モニタ部で全ての前記心線の前記光の損失を測定して前記差分を前記心線毎に取得し、前記差分のうちの最大値が所定の範囲内に収まるように、前記光ファイバの曲げを前記側方光入出力部に調整させる。

本発明は、光ファイバの特性に関わらず、通信が遮断されない程度の曲げ損失とし、かつ必要な入出力効率が得られるような曲げを側方光入出力部で付与できる光ファイバ側方入出力装置及び光ファイバ側方入出力方法を提供することができる。

曲げ損失と側方から光を入出力する入出力効率との関係を表した図である。 本発明に係る光ファイバ側方入出力装置を説明する図である。 本発明に係る光ファイバ側方入出力装置を説明する図である。 本発明に係る光ファイバ側方入出力装置の側方光入出力部の構造を説明する図である。 本発明に係る光ファイバ側方入出力装置の側方光入出力部の構造を説明する図である。 本発明に係る光ファイバ側方入出力方法を説明する図である。 本発明に係る光ファイバ側方入出力装置を説明する図である。 本発明に係る光ファイバ側方入出力装置を説明する図である。 本発明に係る光ファイバ側方入出力装置を説明する図である。

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

（実施形態１）
図２は、本実施形態の光ファイバ側方入出力装置３０１を説明する図である。光ファイバ側方入出力装置３０１は、
光ファイバ１０１に曲げを付与し、光ファイバ１０１の側方から光を入出力する側方光入出力部１１と、
側方光入出力部１１内の光ファイバ１０１を伝搬する光の損失を測定する損失モニタ部１２と、
光ファイバ１０１に曲げを付与する前の前記光の損失を損失モニタ部１２に測定させ、側方光入出力部１１に光ファイバ１０１に曲げを付与させて前記光の損失を損失モニタ部１２に測定させ、光ファイバ１０１に曲げを付与する前後の前記光の損失の差分が所定の範囲内に収まるように、光ファイバ１０１の曲げを側方光入出力部１１に調整させる制御部１３と、
を備える。

損失モニタ部１２は、側方光入出力部１１が光ファイバ１０１に曲げを付与した後の光強度と、曲げを付与する前の光強度との差分に基づいて側方光入出力部１１での下り通信光の損失をモニタする。図２は、損失モニタ部１２を側方光入出力部１１の下流側に配置した場合であり、損失モニタ部１２は下り通信光で損失をモニタしている。一方、損失モニタ部１２を側方光入出力部１１より上流側に配置した場合、損失モニタ部１２は上り通信光で損失をモニタする。

図３は、損失モニタ部１２の構造を説明する図である。図３の損失モニタ部１２は一例である。損失モニタ部１２は、
光ファイバ１０１に曲げを付与する曲げ付与部２１と、
曲げ付与部２１で曲げを付与された光ファイバ１０１の漏洩光を受光するフォトディテクタ２２と、
フォトディテクタ２２で受光した漏洩光の強度を測定するパワーメータ２３と、
を有する。

損失モニタ部１２は、曲げ付与部２１で光ファイバ１０１に曲げを付与し、曲げから漏洩光をパワーメータ２３のフォトディテクタ２２で受信し、漏洩光の光強度を測定する。漏洩光の光強度は光ファイバ１０１を伝搬する通信光の光強度に比例する。なお、損失モニタ部１２の曲げ付与部２１が光ファイバ１０１に付与する曲げは、前記差分を判定できればよいので、パワーメータ２３が測定可能な受信パワーが得られる程度の緩やかな曲げで良い。損失モニタ部１２は、パワーメータ２３が測定した光強度の値を制御部１３へ送る。

図４は、側方光入出力部１１の構造を説明する図である。図４の側方光入出力部１１は一例である。側方光入出力部１１は、凸部３１と凹部３２とで光ファイバ１０１を挟み、凸部３１と凹部３２を近接させる押圧力で光ファイバ１０１を押圧して曲げを付与しており、制御部１３からの制御信号に基づいて前記押圧力を調整する。
図４の側方光入出力部１１は押圧力で曲げを制御するタイプである。押圧力を強くするほど損失が増加するため、前記差分が規定値になるまで押圧力を増加させていく。

図５は、側方光入出力部１１の他の構造を説明する図である。図５の側方光入出力部１１も一例である。側方光入出力部１１は、凸部３１と凹部３２とで光ファイバ１０１を挟み、凸部３１と凹部３２を近接させて光ファイバ１０１に曲げを付与しており、制御部１３からの制御信号に基づいて凸部３１と凹部３２を近接させる距離を調整する。
図５の側方光入出力部１１は押し込み量で曲げを制御するタイプである。押し込み量を大きくするほど曲げが急峻になり損失が増加するため、前記差分が規定値になるまで押し込み量を増加させていく。

図４の側方光入出力部１１も図５の側方光入出力部１１も光ファイバ１０１に曲げを与えない状態では通信光は漏洩せず、プローブ光ファイバ５０は通信光を受光できない。また、プローブ光ファイバ５０から光ファイバ１０１へ入力光を入力することもできない。押圧力で凸部３１を押し、光ファイバ１０１に曲げを形成すると、通信光が漏洩してプローブ光ファイバ５０は通信光を受光でき、プローブ光ファイバ５０から光ファイバ１０１へ入力光を入力することもできるようになる。

光ファイバ側方入出力装置３０１は、次のような光ファイバ側方入出力方法で使用される。この光ファイバ側方入出力方法は、
光ファイバ１０１に曲げを付与し、光ファイバ１０１の側方から光を入出力する側方光入出力部１１と、側方光入出力部１１内の光ファイバ１０１を伝搬する光の損失を測定する損失モニタ部１２と、を光ファイバ１０１に配置する設置工程と、
光ファイバ１０１に曲げを付与する前の前記光の損失を損失モニタ部１２に測定させ、側方光入出力部１１に光ファイバ１０１に曲げを付与させて前記光の損失を損失モニタ部１２に測定させ、光ファイバ１０１に曲げを付与する前後の前記光の損失の差分が所定の範囲内に収まるように、光ファイバ１０１の曲げを側方光入出力部１１に調整させる制御工程と、
を行う。

図６は、前記制御工程を説明するフローチャートである。まず、制御部１３は、側方光入出力部１１で光ファイバ１０１に曲げを付与する前に損失モニタ部１２で光強度ａ［ｄＢ］を測定させる（ステップＳ０１）。続いて、制御部１３は、側方光入出力部１１に光ファイバ１０１に曲げを付与させ（ステップＳ０２）、損失モニタ部１２に光強度ａ’を測定させる（ステップＳ０３）。そして、制御部１３は、損失モニタ部１２で測定した損失の差分（ａ−ａ’）と所定の規格値(ｂ１以上ｂ２以下)とを比較する（ステップＳ０４）。例えば、ｂ１＝１．２ｄＢ、ｂ２＝１．４ｄＢである。制御部１３は、ｂ１≦（ａ−ａ’）≦ｂ２であれば、側方光入出力部１１に光ファイバ１０１の曲げ状態を維持させ、光の側方入出力を開始する（ステップＳ０７）。また、（ａ−ａ’）＜ｂ１であれば、光ファイバ１０１の曲げが足りないので、制御部１３は側方光入出力部１１に対し押圧力や押し込み量の増大を指示し、光ファイバ１１の曲げを急峻にさせる（ステップＳ０５）。一方、（ａ−ａ’）＞ｂ２であれば、光ファイバ１０１の曲げが強すぎるので、制御部１３は側方光入出力部１１に対し押圧力や押し込み量の低減を指示し、光ファイバ１１の曲げを緩和させる（ステップＳ０６）。そして、ステップＳ０３を再度行う。

（実施形態２）
図７は、本実施形態の光ファイバ側方入出力装置３０２を説明する図である。図７（Ａ）は曲げを付与してない状態であり、図７（Ｂ）は曲げを付与した状態である。図２の光ファイバ側方入出力装置３０１は側方光入出力部１１と損失モニタ部１２とが別体で構成していたが、光ファイバ側方入出力装置３０２は、側方光入出力部１１と損失モニタ部１２を同一の治具で形成している。具体的には、側方光入出力部１１の凹部３２が損失モニタ部１２の曲げ付与部２１を兼ねる形状をしている。

光ファイバ側方入出力装置３０２の光ファイバ側方入出力方法は、図２の光ファイバ側方入出力装置３０１と同様である。

（実施形態３）
図８は、本実施形態の光ファイバ側方入出力装置３０３を説明する図である。図８（Ａ）は曲げを付与してない状態であり、図８（Ｂ）は曲げを付与した状態である。光ファイバ側方入出力装置３０３と図７の光ファイバ側方入出力装置３０２との相違点は、プローブ光ファイバ５０の向きである。光ファイバ側方入出力装置３０３のようにプローブ光ファイバ５０が曲げ付与部２１側にある場合、プローブ光ファイバ５０が入出力する光が損失モニタ部１２の曲げ損失の影響を受けないという効果がある。

（実施形態４）
図９は、本実施形態の光ファイバ側方入出力装置３０４を説明する図である。光ファイバ側方入出力装置３０４と図３の光ファイバ側方入出力装置３０１との相違点は、光ファイバ１０１が、N本（Nは２以上の整数）の心線が並列するテープファイバである点である。そして、損失モニタ部１２は、前記Ｎ本の心線のそれぞれに対応するＮ本の受光ファイバ５５を備え、それぞれの心線からの漏洩光を受光し、全ての前記心線の前記光の損失を測定する。本実施形態の制御部１３は、前記差分を前記心線毎に取得し、前記差分のうちの最大値が所定の範囲内に収まるように、光ファイバ１０１の曲げを側方光入出力部１１に調整させる。

光ファイバ側方入出力装置３０４は、テープファイバのN心の素線それぞれの損失をモニタする。そして、制御部１３は、側方光入出力部１１に対し、N心の素線の損失の差分のうち最大値が規定範囲に収まるように曲げを制御する。

図３の光ファイバ側方入出力装置３０１を用いてテープファイバのいずれか１本の心線からの漏洩光で曲げを制御することも可能である。光ファイバ側方入出力装置３０４は光ファイバ側方入出力装置３０１より構成が複雑だが、テープファイバの各素線をモニタできるためテープファイバの曲げを制御する精度は高い。

（発明の効果）
本発明に係る光ファイバ側方入出力装置とその方法は、現用通信に影響を与えずに挿入損失をモニタしながら曲げを急峻に（または側圧をかけて）していき、規定の損失以下かつ規定値付近となるように曲げを付与する機能を備え、次のような効果を得られる。
（１）現用通信に影響を与えずに挿入損失を制御でき、規格値以下とすることで通信への影響を低減できる。
（２）ＭＦＤや特性の異なる光ファイバに対しても所定の曲げ損失が得られ、安定した結合効率が得られる。

１１：側方光入出力部
１２：損失モニタ部
１３：制御部
２１：曲げ付与部
２２：フォトディテクタ
２３：パワーメータ
３１：凸部
３２：凹部
５０：プローブ光ファイバ
５５：受光ファイバ
１０１：光ファイバ
３０１〜３０４：光ファイバ側方入出力装置

Claims (7)

1. 光ファイバに曲げを付与し、前記光ファイバの側方から光を入出力する側方光入出力部と、
   前記側方光入出力部内の前記光ファイバを伝搬する光の損失を測定する損失モニタ部と、
   前記光ファイバに曲げを付与する前の前記光の損失を前記損失モニタ部に測定させ、前記側方光入出力部に前記光ファイバに曲げを付与させて前記光の損失を前記損失モニタ部に測定させ、前記光ファイバに曲げを付与する前後の前記光の損失の差分が所定の範囲内に収まるように、前記光ファイバの曲げを前記側方光入出力部に調整させる制御部と、
   を備える光ファイバ側方入出力装置。
2. 前記損失モニタ部は、
   前記光ファイバに曲げを付与する曲げ付与部と、
   前記曲げ付与部で曲げを付与された前記光ファイバの漏洩光を受光するフォトディテクタと、
   前記フォトディテクタで受光した漏洩光の強度を測定するパワーメータと、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ側方入出力装置。
3. 前記側方光入出力部は、
   凸部と凹部とで前記光ファイバを挟み、前記凸部と前記凹部を近接させる押圧力で前記光ファイバを押圧して曲げを付与しており、前記制御部からの制御信号に基づいて前記押圧力を調整する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバ側方入出力装置。
4. 前記側方光入出力部は、
   凸部と凹部とで前記光ファイバを挟み、前記凸部と前記凹部を近接させて前記光ファイバに曲げを付与しており、前記制御部からの制御信号に基づいて前記凸部と前記凹部を近接させる距離を調整する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバ側方入出力装置。
5. 前記光ファイバが、N本（Nは２以上の整数）の心線が並列するテープファイバであり、
   前記損失モニタ部は、全ての前記心線の前記光の損失を測定し、
   前記制御部は、前記差分を前記心線毎に取得し、前記差分のうちの最大値が所定の範囲内に収まるように、前記光ファイバの曲げを前記側方光入出力部に調整させる
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光ファイバ側方入出力装置。
6. 光ファイバに曲げを付与し、前記光ファイバの側方から光を入出力する側方光入出力部と、前記側方光入出力部内の前記光ファイバを伝搬する光の損失を測定する損失モニタ部と、を前記光ファイバに配置する設置工程と、
   前記光ファイバに曲げを付与する前の前記光の損失を前記損失モニタ部に測定させ、前記側方光入出力部に前記光ファイバに曲げを付与させて前記光の損失を前記損失モニタ部に測定させ、前記光ファイバに曲げを付与する前後の前記光の損失の差分が所定の範囲内に収まるように、前記光ファイバの曲げを前記側方光入出力部に調整させる制御工程と、
   を行う光ファイバ側方入出力方法。
7. 前記光ファイバが、N本（Nは２以上の整数）の心線が並列するテープファイバであり、
   前記制御工程は、前記損失モニタ部で全ての前記心線の前記光の損失を測定して前記差分を前記心線毎に取得し、前記差分のうちの最大値が所定の範囲内に収まるように、前記光ファイバの曲げを前記側方光入出力部に調整させる
   ことを特徴とする請求項６に記載の光ファイバ側方入出力方法。

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