JP3063337B2 - Active coupler and optical signal amplification method using the same - Google Patents
Active coupler and optical signal amplification method using the sameInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、光データリンクシス
テムに用いるアクティブカプラ及びそれを用いた光信号
増幅方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active coupler used in an optical data link system and an optical signal amplification method using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】図13は、この発明の背景技術となる光
データリンクシステムの一例を示す模式図である。この
光データリンクシステムでは、同図に示すように、4つ
の端末A〜Dが4×4チャンネルのスターカプラSCに
よって相互に連結されている。すなわち、スターカプラ
SCには、4つの入力用チャンネルが設けられており、
端末A〜Dの送信部TXA 〜TXD にそれぞれ接続され
ている。また、出力用チャンネルが4つ設けられ、端末
A〜Dの受信部RXA 〜RXD にそれぞれ接続されてい
る。FIG. 13 is a schematic diagram showing an example of an optical data link system as a background art of the present invention. In this optical data link system, as shown in the figure, four terminals A to D are interconnected by a 4 × 4 channel star coupler SC. That is, the star coupler SC is provided with four input channels,
They are respectively connected to the transmission section TX A ~TX D terminal to D. Further, the output channel is provided four, are connected to the receiver unit RX A to Rx D terminal to D.
【0003】このため、ある端子、例えば端子Aから光
信号PSが送信された場合、単に各端子B〜Dでその光
信号PSが受信されるだけでなく、端子Aでもその光信
号PSを受信することができる。For this reason, when an optical signal PS is transmitted from a certain terminal, for example, a terminal A, the optical signal PS is not only received at each of the terminals BD but also received at the terminal A. can do.
【0004】上記機能を有するスターカプラSCの一例
として、例えば図14に示すものがある。同図に示すよ
うに、このスターカプラSCでは、ミキシングロッド1
の両端1a,1bに多数のプラスチックファイバ2,3
がそれぞれ光学的に結合される。このため、プラスチッ
クファイバ2のうちの一本に所定情報に関連した光信号
を入力すると、その情報に関連した光信号が各プラスチ
ックファイバ3からそれぞれ分岐出力される。すなわ
ち、このスターカプラSCでは、プラスチックファイバ
2が入力用チャンネルとして、またプラスチックファイ
バ3が出力用チャンネルとして機能する。FIG. 14 shows an example of a star coupler SC having the above function. As shown in the figure, in this star coupler SC, the mixing rod 1
A large number of plastic fibers 2 and 3 at both ends 1a and 1b
Are optically coupled. Therefore, when an optical signal related to predetermined information is input to one of the plastic fibers 2, the optical signal related to the information is branched and output from each plastic fiber 3. That is, in the star coupler SC, the plastic fiber 2 functions as an input channel, and the plastic fiber 3 functions as an output channel.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来例
では、熱膨張係数が相互に異なるミキシングロッド1と
プラスチックファイバ2,3とによりスターカプラSC
が構成されているので、スターカプラSCの周辺温度が
変化すると、それに応じてスターカプラSCの特性が大
きく変化する。これは、周辺温度の変化にともなうミキ
シングロッド1の膨張(あるいは収縮)の割り合いがプ
ラスチックファイバ2,3のそれと異なることに起因す
る。また、ミキシングロッド1とプラスチックファイバ
2,3とは単に光学的に結合されているにすぎないため
に、結合部分での損失が大きく、しかもスターカプラS
Cに振動が加わることによって、プラスチックファイバ
2,3がミキシングロッド1に対しずれたり、ミキシン
グロッド1からはずれたりするという問題が生じること
もある。さらに、端末A〜D間の距離が広がり、遠距離
光通信が必要となった場合には、光データリンクシステ
ムの一部に中間増幅器をさらに設けなければならない。By the way, in the above conventional example, the star coupler SC is formed by the mixing rod 1 and the plastic fibers 2 and 3 having different thermal expansion coefficients.
Therefore, when the ambient temperature of the star coupler SC changes, the characteristics of the star coupler SC change greatly. This is because the rate of expansion (or contraction) of the mixing rod 1 due to the change in the ambient temperature is different from that of the plastic fibers 2 and 3. Further, since the mixing rod 1 and the plastic fibers 2 and 3 are merely optically coupled, a large loss occurs at the coupling portion, and the star coupler S
When vibration is applied to C, there may be a problem that the plastic fibers 2 and 3 are shifted with respect to the mixing rod 1 and are shifted from the mixing rod 1. Further, when the distance between the terminals A to D is widened and long-distance optical communication is required, an intermediate amplifier must be further provided in a part of the optical data link system.
【0006】そこで、上記の状況を考慮して、図15に
示すアクティブカプラが提案されている。この4×4チ
ャンネルアクティブカプラでは、入力チャンネルに対応
して光電変換器5a,5b,5c,5dが設けられ、例
えば光電変換器5aに端末Aからの光信号PSが入力さ
れると、その光信号PSは電気信号ESに変換され、増
幅器6に与えられる。そして、この電気信号ESは増幅
器6によって増幅された後、各光電変換器7a,7b,
7c,7dに与えられ、光信号PS′に再変換される。
こうして、微弱な光信号PSが増幅され、その増幅光信
号PS′が各光電変換器7a,7b,7c,7dを介し
て各端末A〜Dに出力される。In view of the above situation, an active coupler shown in FIG. 15 has been proposed. In this 4 × 4 channel active coupler, photoelectric converters 5a, 5b, 5c and 5d are provided corresponding to the input channels. For example, when the optical signal PS from the terminal A is input to the photoelectric converter 5a, the light The signal PS is converted into an electric signal ES and supplied to the amplifier 6. After this electric signal ES is amplified by the amplifier 6, each of the photoelectric converters 7a, 7b,
7c and 7d, and are reconverted into an optical signal PS '.
Thus, the weak optical signal PS is amplified, and the amplified optical signal PS 'is output to each of the terminals A to D via each of the photoelectric converters 7a, 7b, 7c, 7d.
【0007】しかしながら、上記のように構成されたア
クティブカプラ(図15)には、以下の問題点がある。
すなわち、チャンネル数をnとすれば、2・n個の光電
変換器が必要となり、アクティブカプラのコストが上昇
する。また、増幅器6への電力供給が中断したり、増幅
器6自体が故障すると、光データリンクシステム内での
光通信を行うことができなくなり、信頼性に欠けるとい
う問題もあった。However, the active coupler (FIG. 15) configured as described above has the following problems.
That is, assuming that the number of channels is n, 2 · n photoelectric converters are required, and the cost of the active coupler increases. Further, if the power supply to the amplifier 6 is interrupted or the amplifier 6 itself breaks down, optical communication within the optical data link system cannot be performed, and there is a problem that reliability is lacking.
【0008】この発明は上記問題点を解決するためにな
されたもので、信頼性が高く、遠距離通信が可能で、し
かも低コストおよび低損失のアクティブカプラ及びそれ
を用いた光信号増幅方法を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide an active coupler which has high reliability, enables long-distance communication, has low cost and low loss, and an optical signal amplification method using the same. The purpose is to provide.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、上記
目的を達成するために、2本のプラチックファイバの中
間部を相互に溶着してなる光分岐部分と、入力チャンネ
ルとして機能する前記光分岐部分の一方端から伸びる第
1及び第2の入力ファイバ端部と、出力チャンネルとし
て機能する前記光分岐部分の他方端から伸びる第1及び
第2の出力ファイバ端部とからなる光学素子を、複数個
組み合わせて構成された2 n ×2 n チャンネルスターカ
プラ部と、前記スターカプラ部の前記出力ファイバ端部
のうち信号取り出し用として機能する信号取り出し用フ
ァイバ端部と、前記入力ファイバ端部のうち増幅信号導
入用として機能する増幅信号導入用ファイバ端部とに接
続され、前記信号取り出し用ファイバ端部からの信号を
増幅し、その増幅信号を前記増幅信号導入用ファイバ端
部を介して前記スターカプラ部に入力する信号増幅ユニ
ットとを備え、前記信号増幅ユニットが作動していると
きには光信号を増幅して光通信を行う一方、前記信号増
幅ユニットが停止しているときには前記光信号を増幅せ
ずに光通信を行うものである。Means for Solving the Problems of claims 1 invention, in order to achieve the above object, in a two plug tic fiber
An optical branch portion formed by welding the intervening portions to each other; and a second optical branch portion extending from one end of the optical branch portion functioning as an input channel .
First and second input fiber ends, and first and second ends extending from the other ends of the optical branching portions functioning as output channels.
A plurality of optical elements comprising the second output fiber end ;
A 2 n × 2 n- channel star coupler section configured in combination, a signal extraction fiber end functioning as a signal extraction section of the output fiber end section of the star coupler section, and an amplification section of the input fiber end section The star coupler is connected to an amplified signal introduction fiber end functioning as a signal introduction, amplifies a signal from the signal extraction fiber end, and amplifies the amplified signal through the amplified signal introduction fiber end. And a signal amplifying unit for inputting to the unit , wherein the signal amplifying unit is operating
In this case, the optical signal is amplified to perform optical communication, while the signal
When the width unit is stopped, the light signal is amplified.
Optical communication without using
【0010】請求項2の発明は、前記スターカプラ部
を、前記光分岐部分での光分配比がr:(1−r)であ
る光学素子を、複数個組み合わせて構成された2n ×2
n チャンネルスターカプラ部とし、しかも前記信号取り
出し用ファイバ端部を、前記出力ファイバ端部のうち前
記増幅信号導入用ファイバ端部に光信号を入力したとき
光出力が最小となるファイバ端部としている。[0010] According to a second aspect of the invention, the star coupler unit, the light distribution ratio of the previous SL light branching part r: the optical element is a (1-r), 2 n × constructed by combining a plurality 2
An n- channel star coupler unit, and the signal extraction fiber end is a fiber end that minimizes optical output when an optical signal is input to the amplified signal introduction fiber end of the output fiber end. .
【0011】請求項3の発明は、前記請求項2のアクテ
ィブカプラが、 0.5 ≦ r ≦ 0.518 で表される不等式を満足するように構成している。According to a third aspect of the present invention, the active coupler of the second aspect satisfies an inequality represented by 0.5 ≦ r ≦ 0.518.
【0012】請求項4の発明は、前記信号増幅ユニット
を、前記信号取り出し用ファイバ端部からの光信号を電
気信号に変換する第1光電変換器と、任意の増幅率で前
記第1光電変換器からの電気信号を増幅する増幅回路
と、前記増幅回路から出力される増幅信号を光信号に変
換する第2光電変換器とで構成している。According to a fourth aspect of the present invention, the signal amplifying unit comprises: a first photoelectric converter for converting an optical signal from the end of the signal extracting fiber into an electric signal; and the first photoelectric converter with an arbitrary amplification factor. An amplifier circuit for amplifying an electric signal from the device and a second photoelectric converter for converting an amplified signal output from the amplifier circuit to an optical signal.
【0013】請求項5の発明は、請求項1のアクティブ
カプラを用いた光信号増幅方法であって、上記目的を達
成するために、前記入力ファイバ端部のうち前記増幅信
号導入用ファイバ端部と異なる任意のファイバ端部に光
信号を入力して、前記出力ファイバ端部にその光信号を
分配出力するとともに、前記出力ファイバ端部のうち前
記増幅信号導入用ファイバ端部に光信号を入力したとき
光出力が最小となるファイバ端部から光信号を取り出
し、その光信号を増幅した後、その増幅光信号を前記増
幅信号導入用ファイバ端部に入力して前記出力ファイバ
端部に増幅光信号をさらに分配出力している。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an optical signal amplifying method using the active coupler according to the first aspect of the present invention. An optical signal is input to an arbitrary fiber end different from the above, and the optical signal is distributed and output to the output fiber end, and an optical signal is input to the amplified signal introducing fiber end of the output fiber end. Then, an optical signal is taken out from the end of the fiber where the optical output becomes minimum, and after amplifying the optical signal, the amplified optical signal is input to the end of the fiber for introducing an amplified signal, and the amplified light The signal is further distributed and output.
【0014】[0014]
【作用】請求項1の発明では、信号取り出し用ファイバ
端部からの信号が信号増幅ユニットによって増幅された
後、増幅信号導入用ファイバ端部を介してスターカプラ
部に戻される。この際、信号増幅ユニットが作動してい
るときには光信号を増幅して光通信を行うことで遠距離
光通信が可能となる。一方、信号増幅ユニットへの電力
供給が停止して、信号増幅ユニットが停止しているとき
には、光信号を増幅せずに光通信を行うことで、出力レ
ベルは低くなるものの、光通信自体は可能となる。 According to the first aspect of the present invention, the signal from the signal extraction fiber end is amplified by the signal amplifying unit and then returned to the star coupler via the amplified signal introduction fiber end. At this time, if the signal amplification unit is
Amplifying the optical signal when performing optical communication
Optical communication becomes possible. Meanwhile, the power to the signal amplification unit
When the supply is stopped and the signal amplification unit is stopped
Optical communication without amplifying the optical signal,
Although the bell is low, optical communication itself is possible.
【0015】請求項2の発明では、スターカプラ部が光
分配比r:(1−r)の光学素子を複数個組み合わせて
構成され、しかも信号取り出し用ファイバ端部は出力フ
ァイバ端部のうち増幅信号導入用ファイバ端部に光信号
を入力したとき光出力が最小となるファイバ端部である
ために、最も効率よく各出力ファイバ端部より光信号を
出力することができる。According to the second aspect of the present invention, the star coupler section is constituted by combining a plurality of optical elements having a light distribution ratio r: (1-r), and the signal extraction fiber end is an amplification section of the output fiber end. Since the optical output is minimized when an optical signal is input to the end of the signal introducing fiber, the optical signal can be output from each output fiber end most efficiently.
【0016】請求項3の発明では、前記請求項2のアク
ティブカプラが、 0.5 ≦ r ≦ 0.518 で表される不等式を満足するために、前記出力ファイバ
端部からの光強度がほぼ均等になる。According to the third aspect of the present invention, since the active coupler of the second aspect satisfies the inequality represented by 0.5 ≦ r ≦ 0.518, the light intensity from the end of the output fiber is substantially reduced. Be even.
【0017】請求項4の発明では、信号取り出し用ファ
イバ端部からの光信号が電気信号に変換され、さらに増
幅回路によって任意の増幅倍率で増幅された後、再度光
信号に変換されてスターカプラ部に戻される。According to the fourth aspect of the present invention, the optical signal from the end of the signal extraction fiber is converted into an electric signal, further amplified by an amplifier circuit at an arbitrary amplification factor, and then converted again into an optical signal, and then converted into a star coupler. Returned to the department.
【0018】請求項5の発明では、前記入力ファイバ端
部のうち前記増幅信号導入用ファイバ端部と異なる任意
のファイバ端部に光信号が入力されて、前記出力ファイ
バ端部に分配出力される。また、前記出力ファイバ端部
のうち前記増幅信号導入用ファイバ端部に光信号を入力
したとき光出力が最小となるファイバ端部から光信号が
取り出され、増幅された後、その増幅光信号が前記増幅
信号導入用ファイバ端部に入力される。そのため、前記
出力ファイバ端部には、上記分配光信号のみならず、増
幅光信号がさらに分配出力されて、各出力ファイバ端部
からの光信号が増幅される。According to the fifth aspect of the present invention, an optical signal is input to an arbitrary fiber end of the input fiber end that is different from the amplified signal introduction fiber end, and is distributed and output to the output fiber end. . Further, when an optical signal is input to the amplified signal introducing fiber end of the output fiber end, an optical signal is extracted from the fiber end where the optical output is minimized, and after being amplified, the amplified optical signal is The signal is input to the end of the amplified signal introducing fiber. Therefore, not only the distributed optical signal but also the amplified optical signal is further distributed and output to the output fiber end, and the optical signal from each output fiber end is amplified.
【0019】[0019]
【実施例】図1は、この発明にかかるアクティブカプラ
の第1実施例を示す図である。このアクティブカプラ
は、同図に示すように、23 ×23 チャンネルスターカ
プラ部10と、信号増幅ユニット20とで構成されてい
る。このスターカプラ部10は後述するようにして形成
され、入力チャンネルとして機能する8本の入力ファイ
バ端部11a〜11hと、出力チャンネルとして機能す
る8本の出力ファイバ端部12a〜12hと、1本の入
力ファイバ端部に入力された光信号を8個の光信号に分
配し、各出力ファイバ端部12a〜12hに出力する光
分岐部13とを有している。FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the active coupler according to the present invention. The active coupler, as shown in the figure, and 2 3 × 2 3-channel star coupler unit 10, and a signal amplifier unit 20. The star coupler unit 10 is formed as described below, and includes eight input fiber ends 11a to 11h functioning as input channels, eight output fiber ends 12a to 12h functioning as output channels, and one And an optical branching unit 13 for distributing the optical signal input to the end of the input fiber into eight optical signals and outputting the same to the output fiber ends 12a to 12h.
【0020】また、信号増幅ユニット20は、2つの光
電変換器21、23と、増幅器22とで構成されてい
る。この信号増幅ユニット20では、光電変換器21が
出力ファイバ端部12hと接続されており、この光電変
換器21によって出力ファイバ端部12hからの光信号
PHh が電気信号に変換され、増幅器22に入力され
る。そして、増幅器22によって増幅された増幅電気信
号が光電変換器23に与えられ、光信号PHm に変換さ
れた後、入力ファイバ端部11hを介して光分岐部13
に入力される。このように出力ファイバ端部12h,信
号増幅ユニット20および入力ファイバ端部11hによ
り正帰還ループが形成されている。The signal amplifying unit 20 is composed of two photoelectric converters 21 and 23 and an amplifier 22. In the signal amplification unit 20, the photoelectric converter 21 is connected to the output fiber end 12h, the optical signal PH h from the output fiber end 12h by the photoelectric converter 21 is converted into an electric signal, an amplifier 22 Is entered. The amplified electrical signal amplified by the amplifier 22 is supplied to the photoelectric converter 23, converted into an optical signal PH m, via the input fiber end 11h light branching section 13
Is input to Thus, a positive feedback loop is formed by the output fiber end 12h, the signal amplification unit 20, and the input fiber end 11h.
【0021】次に、アクティブカプラの動作説明に先立
って、スターカプラ部10の製造手順の一例を図2ない
し図7を参照しつつ説明し、その構造の特徴を明らかに
する。Next, prior to the description of the operation of the active coupler, an example of a manufacturing procedure of the star coupler unit 10 will be described with reference to FIGS. 2 to 7 to clarify the features of the structure.
【0022】まず、2本のプラスチックファイバF1 ,
F2 を図2に示すように平行配置する。そして、所定長
さLにわたってプラスチックファイバF1 ,F2 の中間
部(点線で囲った領域)を相互に溶着する。溶着方法と
しては、例えば本願出願人が先の出願(特願平2−17
554号)に開示した超音波溶着法がある。First, two plastic fibers F 1 ,
The F 2 parallel arranged as shown in FIG. Then, the intermediate portions (regions surrounded by dotted lines) of the plastic fibers F 1 and F 2 are welded to each other over a predetermined length L. As a welding method, for example, the present applicant has filed a prior application (Japanese Patent Application No. 2-17 / 1990).
No. 554) discloses an ultrasonic welding method.
【0023】こうして、図3に示すように、光分岐部分
15と、その光分岐部分15の一方端からプラスチック
ファイバF1 ,F2 の長手方向Xに伸びるファイバ端部
11a,11bと、他方端から方向Xに伸びるファイバ
端部16a,16bとが形成される。こうして製造され
た2×2チャンネルスターカプラ30では、例えばファ
イバ端部11aに光信号PHを入力すると、その光信号
PHがファイバ端部11aに対向するファイバ端部16
a,16bからr:(1−r)の分配比で分岐出力され
る。[0023] Thus, as shown in FIG. 3, an optical branching part 15, while the plastic fibers F 1 from the end, F 2 in the longitudinal extending direction X fiber end 11a of the optical splitter 15, and 11b, the other end And fiber ends 16a, 16b extending in the direction X from. In the 2 × 2 channel star coupler 30 thus manufactured, for example, when an optical signal PH is input to the fiber end 11a, the optical signal PH is transmitted to the fiber end 16a facing the fiber end 11a.
The signals are branched and output from a and 16b at a distribution ratio of r: (1-r).
【0024】次に、上記のようにして製造された2×2
チャンネルスターカプラ30A,30Bを準備し、それ
ら2×2チャンネルスターカプラ30A,30Bを並列
配置する(図4)。そして、スターカプラ30A,30
Bのファイバ端部16a,16dの中間部同士を、また
ファイバ端部16b,16cの中間部同士を相互に溶着
する(図5)。こうして、入力チャンネルとして機能す
る22 本の入力ファイバ端部11a,11b,11c,
11dと、出力チャンネルとして機能する22 本の出力
ファイバ端部17a,17b,17c,17dとを有す
る22 ×22 チャンネルスターカプラ40が形成され
る。Next, the 2 × 2 manufactured as described above
The channel star couplers 30A and 30B are prepared, and the 2 × 2 channel star couplers 30A and 30B are arranged in parallel (FIG. 4). Then, the star couplers 30A, 30
The intermediate portions of the fiber ends 16a and 16d of B and the intermediate portions of the fiber ends 16b and 16c are welded to each other (FIG. 5). Thus, 2 two input fiber ends 11a serving as an input channel, 11b, 11c,
And 11d, 2 2 output fibers ends 17a which functions as an output channel, 17b, 17c, 2 2 × 2 2 -channel star coupler 40 and a 17d is formed.
【0025】さらに、上記のようにして製造された22
×22 チャンネルスターカプラ40A,40Bを準備
し、それらスターカプラ40A,40Bを並列配置する
(図6)。そして、ファイバ端部17a,17fの中間
部同士を、ファイバ端部17b,17eの中間部同士
を、ファイバ端部17c,17hの中間部同士を、また
ファイバ端部17d,17gの中間部同士をそれぞれ相
互に溶着する(図7)。こうして、8本の入力ファイバ
端部11a〜11hと、8本の出力ファイバ端部12a
〜12hと、12個の光分岐部15からなる光分岐部1
3とを備えたスターカプラ部10が形成される。Further, the 2 2 produced as described above
A × 2 two- channel star coupler 40A, 40B is prepared, and the star couplers 40A, 40B are arranged in parallel (FIG. 6). The middle portions of the fiber ends 17a and 17f, the middle portions of the fiber ends 17b and 17e, the middle portions of the fiber ends 17c and 17h, and the middle portions of the fiber ends 17d and 17g. They are mutually welded (FIG. 7). Thus, the eight input fiber ends 11a to 11h and the eight output fiber ends 12a
To 12h and an optical branching unit 1 including 12 optical branching units 15
3 is formed.
【0026】次に、図1に戻って、アクティブカプラの
動作について説明する。ここでは、入力ファイバ端部1
1aに光信号PHを入力し、出力ファイバ端部12a〜
12gから光信号を出力する場合について説明する。Next, returning to FIG. 1, the operation of the active coupler will be described. Here, the input fiber end 1
1a, an optical signal PH is input to the output fiber ends 12a to 12a.
A case where an optical signal is output from 12g will be described.
【0027】入力ファイバ端部11aに入力された光信
号PHは光分岐部13によって適当な分配比で分配され
た後、各出力ファイバ端部12a〜12hに伝送され
る。そして、増幅器22への電力供給が停止されて信号
増幅ユニット20が作動していない時(以下「パッシブ
状態」という)には、出力ファイバ端部12a〜12g
から分配された光信号がそのまま出力される。一方、信
号増幅ユニット20が作動している時(以下「アクティ
ブ状態」という)には、以下のようにして光信号が増幅
され、各出力ファイバ端部12a〜12gからそれぞれ
出力される。The optical signal PH input to the input fiber end 11a is distributed by the optical splitter 13 at an appropriate distribution ratio, and then transmitted to the output fiber ends 12a to 12h. When the power supply to the amplifier 22 is stopped and the signal amplification unit 20 is not operating (hereinafter, referred to as “passive state”), the output fiber ends 12 a to 12 g
Is output as it is. On the other hand, when the signal amplifying unit 20 is operating (hereinafter, referred to as “active state”), the optical signal is amplified as described below and output from each of the output fiber ends 12a to 12g.
【0028】すなわち、入力ファイバ端部11aに入力
された光信号PHの一部PHh が出力ファイバ端部12
hから取り出される。なお、以下の説明の便宜から、こ
のようにスターカプラ部10から入力光信号PHの一部
を取り出すという機能を有するファイバ端部、つまりこ
の実施例ではファイバ端部12hを「信号取り出し用フ
ァイバ端部」と称する。アクティブ状態においては、こ
の信号取り出し用ファイバ端部12hからの光信号PH
h は光電変換器21により電気信号に変換され、さらに
増幅器22において増幅される。そして、増幅電気信号
が光電変換器23に入力され、光信号PHm に変換され
る。こうして作成された同期光信号PHm は、さらに入
力ファイバ端部11hを介してスターカプラ部10に戻
される。なお、このように増幅された光信号PHm をス
ターカプラ部10に戻すという機能を有するファイバ端
部、つまりこの実施例ではファイバ端部11hを「増幅
信号導入用ファイバ端部」と称する。[0028] That is, a portion PH h of input to the input fiber end 11a the optical signal PH is output fiber end 12
h. For the sake of convenience in the following description, the fiber end having the function of extracting a part of the input optical signal PH from the star coupler unit 10 as described above, that is, in this embodiment, the fiber end 12h is referred to as a “signal extraction fiber end”. Unit ". In the active state, the optical signal PH from the signal extraction fiber end 12h
h is converted into an electric signal by the photoelectric converter 21 and further amplified by the amplifier 22. The amplified electrical signal is input to the photoelectric converter 23, is converted into an optical signal PH m. Synchronous optical signal PH m thus created is returned to the star coupler unit 10 further through the input fiber end 11h. Incidentally, it referred thus the amplified optical signal PH m fiber end portion having a function of returning to the star coupler unit 10, i.e. the "amplified signal introducing fiber ends" the fiber ends 11h in this embodiment.
【0029】光信号PHm は光分岐部13によって適当
な分配比で分配されて各出力ファイバ端部12a〜12
hに伝送される。このため、各出力ファイバ端部12a
〜12gから出力される光信号は、光信号PHを分配し
て出力される信号と、再入力された同期光信号PHm を
分配して出力される信号との和となり、出力レベルが高
くなる。The optical signal PH m each output fiber ends are distributed at an appropriate distribution ratio by the light branching portion 13 12A~12
h. Therefore, each output fiber end 12a
Optical signal output from the ~12g includes a signal output by distributing the optical signal PH, the sum of the signals output by distributing the synchronization optical signal PH m, which is re-entered, the output level becomes higher .
【0030】次に、未架橋ポリメチルメタクリレート系
プラスチックファイバ製のアクティブカプラの具体例を
示し、その特性について説明する。Next, a specific example of an active coupler made of uncrosslinked polymethyl methacrylate-based plastic fiber will be shown, and its characteristics will be described.
【0031】本願発明者は、超音波溶着法によってスタ
ーカプラ部10を製造すべく、以下の条件で超音波溶着
法により各光分岐部分15を形成した。すなわち、その
条件は、 (押圧力)=10kgf (振動周波数)=15kHz (振動振幅)=40μm (振動印加時間)=0.5秒 (光分岐部15の長さ)L=20mm である。The inventor of the present application formed each light splitting portion 15 by ultrasonic welding under the following conditions in order to manufacture the star coupler section 10 by ultrasonic welding. That is, the conditions are as follows: (pressing force) = 10 kgf (vibration frequency) = 15 kHz (vibration amplitude) = 40 μm (vibration application time) = 0.5 second (length of the light splitting section 15) L = 20 mm.
【0032】そして、光パワー測定系を用いて、上記超
音波溶着法によって製造されたスターカプラ部10を備
えたアクティブカプラの特性評価をアクティブ状態およ
びパッシブ状態においてそれぞれ行った。具体的には、
光パワー測定系の光源から出射された波長660nm の赤色
光(光強度PI =15.4μW)を、スターカプラ部10の
入力ファイバ端部11aに入力する一方、出力ファイバ
端部12a〜12gから出射される光を直接受光し、各
出力ファイバ端部12a〜12gの出力値Pa 〜Pg を
それぞれ測定した。Then, using an optical power measurement system, the characteristics of the active coupler having the star coupler section 10 manufactured by the ultrasonic welding method were evaluated in the active state and the passive state, respectively. In particular,
Red light (light intensity P I = 15.4 μW) having a wavelength of 660 nm emitted from the light source of the optical power measurement system is input to the input fiber end 11a of the star coupler unit 10 and emitted from the output fiber ends 12a to 12g. the light received directly is, the output value P a to P g of the output fiber ends 12a~12g were measured.
【0033】その結果、パッシブ状態では、出力値Pa
〜Pg はそれぞれ1.32μW, 1.33μW, 1.28 μW,
1.30μW,1.20μW, 1.35 μW,1.50μWであった。
また、この場合の過剰損失LSは、 LS=-10 ・log((1.32+1.33+1.28+1.30+1.20+1.35+1.50)/15.4) =2.19 (dB) であり、挿入損失の平均値は10.73(dB) であった。As a result, in the passive state, the output value P a
~P g each 1.32μW, 1.33μW, 1.28 μW,
1.30 μW, 1.20 μW, 1.35 μW, 1.50 μW.
The excess loss LS in this case is LS = −10 · log ((1.32 + 1.33 + 1.28 + 1.30 + 1.20 + 1.35 + 1.50) /15.4) = 2.19 (dB), and the average value of the insertion loss is 10.73. (dB).
【0034】一方、アクティブ状態では、出力値Pa 〜
Pg はそれぞれ2.51μW, 2.55 μW, 2.54 μW,2.
47μW,2.34μW, 2.55 μW,2.97μWであった。ま
た、挿入損失の平均値は7.82(dB)であった。なお、この
ときの増幅器22の消費電流は約35mAであった。[0034] On the other hand, in the active state, the output value P a ~
P g is 2.51 μW, 2.55 μW, 2.54 μW, 2.
The values were 47 μW, 2.34 μW, 2.55 μW, and 2.97 μW. The average value of the insertion loss was 7.82 (dB). At this time, the current consumption of the amplifier 22 was about 35 mA.
【0035】以上のように、この実施例にかかるアクテ
ィブカプラでは、スターカプラ部10に入力された光信
号PHの一部PHh を取り出し、増幅した後、その同期
光信号PHm をスターカプラ部10に戻すようにしてい
るので、スターカプラ部10からの光信号の出力レベル
が上がり、遠距離光通信が可能となる。また、信号増幅
ユニット20への電力供給が停止しても、アクティブカ
プラはパッシブ状態となり、その出力レベルはアクティ
ブ状態での出力レベルに比べて低いものの、光通信自体
は可能である。[0035] As described above, in the active coupler according to this embodiment, taking out a portion PH h of the optical signal PH input to the star coupler unit 10, after amplifying, a star coupler portion its synchronous optical signal PH m 10, the output level of the optical signal from the star coupler unit 10 increases, and long-distance optical communication becomes possible. Further, even when the power supply to the signal amplification unit 20 is stopped, the active coupler is in a passive state, and although its output level is lower than the output level in the active state, optical communication itself is possible.
【0036】また、この実施例において必要となる光電
変換器はチャンネル数に拘らず常に一対である。したが
って、アクティブカプラのコストを低く抑えることがで
きる。また、低消費電力でアクティブカプラを動作させ
ることができる。The number of photoelectric converters required in this embodiment is always one, regardless of the number of channels. Therefore, the cost of the active coupler can be kept low. Further, the active coupler can be operated with low power consumption.
【0037】さらに、この実施例によれば、プラスチッ
クファイバのみによりスターカプラ部が構成されている
ため、スターカプラ部の各部における熱膨脹係数は均一
である。そのため、アクティブカプラの使用環境の温度
は変化しても、各部が同じ割り合いで膨脹(あるいは収
縮)する。その結果、温度変化によるアクティブカプラ
の特性変化は少なくなる。また、スターカプラ部10の
光分岐部13はいずれも溶着されているために、光分岐
部分13(15)において十分な強度が得られる。Further, according to this embodiment, since the star coupler section is constituted only by the plastic fiber, the coefficient of thermal expansion in each section of the star coupler section is uniform. Therefore, even if the temperature of the use environment of the active coupler changes, each part expands (or contracts) at the same rate. As a result, the characteristic change of the active coupler due to the temperature change is reduced. Further, since the light branching portions 13 of the star coupler portion 10 are all welded, a sufficient strength is obtained in the light branching portion 13 (15).
【0038】なお、上記実施例においては、入力ファイ
バ端部11a〜11hのうち任意の1つ(実施例ではフ
ァイバ端部11h)を増幅信号導入用ファイバ端部と
し、また同様に、出力ファイバ端部12a〜12hのう
ち任意の1つ(実施例ではファイバ端部12h)を信号
取り出し用ファイバ端部とした。しかしながら、エネル
ギー効率を考えた場合、増幅信号導入用ファイバ端部に
戻された光信号の大部分が信号取り出し用ファイバ端部
以外のファイバ端部から出力されるように構成すること
が望ましい。すなわち、増幅信号導入用ファイバ端部に
光信号PHm を戻したとき、各出力ファイバ端部12a
〜12hのうち出力レベルが最も低いファイバ端部を信
号取り出し用ファイバ端部とすることが好ましい。In the above embodiment, any one of the input fiber ends 11a to 11h (fiber end 11h in the embodiment) is used as an amplified signal introducing fiber end, and similarly, the output fiber end is used. Any one of the portions 12a to 12h (the fiber end 12h in the embodiment) was used as a signal extraction fiber end. However, from the viewpoint of energy efficiency, it is desirable that most of the optical signal returned to the end of the amplified signal introducing fiber is output from the end of the fiber other than the end of the fiber for taking out the signal. That is, when returning the optical signal PH m to the fiber end portion for amplifying signals introduced, each output fiber ends 12a
It is preferable that the fiber end having the lowest output level of the signal output to 12h be the fiber end for signal extraction.
【0039】例えば、上記のようにして形成されたスタ
ーカプラ部10(図7)について考えてみる。図8に示
すように、入力ファイバ端部11hにエネルギー値が1
00の光信号を入力すると、各光分岐部15の分配比が
1:1.4のとき、各出力ファイバ端部12a〜12h
からの出力エネルギー値は、それぞれ14.4,21.6,9.6
,14.4,6.4 ,9.6 ,9.6 ,14.4となり、ファイバ端
部12eが最も小さくなる。したがって、入力ファイバ
端部11hを増幅信号導入用ファイバ端部とすれば、そ
れに対応して出力ファイバ端部12eを信号取り出し用
ファイバ端部とすることが好ましい。なお、分配比と各
出力ファイバ端部からの光強度の関係については後で詳
説するそこで、上記のようにして製造されたスターカプ
ラ部10のファイバ11h,12eを信号増幅ユニット
20に接続することによって形成されたアクティブカプ
ラの特性を検証した。すなわち、光パワー測定系の光源
から出射された波長660nm の赤色光(光強度PI =26.4
μW)を、スターカプラ部10の入力ファイバ端部11
aに入力する。一方、出力ファイバ端部12a,12
b,12c,12d,12f,12g,12hから出射
される光を直接受光し、各出力値Pa ,Pb ,Pc ,P
d ,Pf ,Pg ,Ph をそれぞれ測定した。For example, consider the star coupler unit 10 (FIG. 7) formed as described above. As shown in FIG. 8, the energy value of the input fiber end 11h is 1
When the optical signal of 00 is input, when the distribution ratio of each optical branching unit 15 is 1: 1.4, each of the output fiber ends 12a to 12h
Output energy values are 14.4, 21.6, and 9.6, respectively.
, 14.4, 6.4, 9.6, 9.6, and 14.4, and the fiber end 12e is the smallest. Therefore, if the input fiber end 11h is an amplified signal introducing fiber end, it is preferable that the output fiber end 12e be a signal extraction fiber end correspondingly. The relationship between the distribution ratio and the light intensity from the end of each output fiber will be described in detail later. Therefore, the fibers 11h and 12e of the star coupler 10 manufactured as described above must be connected to the signal amplification unit 20. The characteristics of the active coupler formed by the method were verified. That is, red light (wavelength P I = 26.4) having a wavelength of 660 nm emitted from the light source of the optical power measurement system.
μW) to the input fiber end 11 of the star coupler unit 10.
Input to a. On the other hand, the output fiber ends 12a, 12a
b, 12c, 12d, 12f, 12g, and directly receives light emitted from 12h, the output value P a, P b, P c , P
d, was measured P f, P g, the P h, respectively.
【0040】その結果、パッシブ状態では、出力値
Pa ,Pb ,Pc ,Pd ,Pf ,Pg ,Ph はそれぞれ
2.49μW,3.42μW,2.16μW,2.61μW,1.90μW,
1.69μW,2.36μWであった。また、この場合の過剰損
失LSは、 LS=-10 ・log((2.49+3.42+2.16+2.61+1.90+1.69+2.36)/26.4) =2.01 (dB) であり、挿入損失の平均値は10.46(dB) であった。[0040] As a result, in the passive state, the output value P a, P b, P c , P d, P f, P g, P h , respectively
2.49μW, 3.42μW, 2.16μW, 2.61μW, 1.90μW,
1.69 μW and 2.36 μW. The excess loss LS in this case is LS = −10 · log ((2.49 + 3.42 + 2.16 + 2.61 + 1.90 + 1.69 + 2.36) /26.4) = 2.01 (dB), and the average value of the insertion loss is 10.46. (dB).
【0041】一方、アクティブ状態では、出力値Pa ,
Pb ,Pc ,Pd ,Pf ,Pg ,Ph はそれぞれ4.05μ
W,5.20μW,5.03μW,5.59μW,3.45μW,3.86μ
W,4.45μWであった。また、挿入損失の平均値は7.67
(dB)であった。なお、このときの増幅器22の消費電流
は約35mAであった。On the other hand, in the active state, the output values P a ,
P b, P c, P d , P f, P g, P h each 4.05μ
W, 5.20μW, 5.03μW, 5.59μW, 3.45μW, 3.86μ
W, 4.45 μW. The average insertion loss is 7.67
(dB). At this time, the current consumption of the amplifier 22 was about 35 mA.
【0042】また、同様にして製造した別のアクティブ
カプラの特性を検証した。すなわち、光パワー測定系の
光源から出射された波長660nm の赤色光(光強度PI =
26.4μW)を、スターカプラ部10の入力ファイバ端部
11aに入力する。一方、出力ファイバ端部12a,1
2b,12c,12d,12f,12g,12hから出
射される光を直接受光し、各出力値Pa ,Pb ,Pc ,
Pd ,Pf,Pg ,Ph をそれぞれ測定した。The characteristics of another active coupler manufactured in the same manner were verified. That is, the red light of 660 nm wavelength emitted from the light source of the optical power measuring system (light intensity P I =
26.4 μW) is input to the input fiber end 11 a of the star coupler unit 10. On the other hand, the output fiber ends 12a, 1
2b, 12c, 12d, 12f, 12g, and directly receives light emitted from 12h, the output value P a, P b, P c ,
P d, P f, P g , the P h was measured, respectively.
【0043】その結果、パッシブ状態では、出力値
Pa ,Pb ,Pc ,Pd ,Pf ,Pg ,Ph はそれぞれ
3.42μW,2.49μW,1.90μW,2.36μW,1.69μW,
2.16μW,2.61μWであった。また、この場合の過剰損
失LSは、 LS=-10 ・log((3.42+2.49+1.90+2.36+1.69+2.16+2.61)/26.4) =2.01 (dB) であり、挿入損失の平均値は10.46(dB) であった。[0043] As a result, in the passive state, the output value P a, P b, P c , P d, P f, P g, P h , respectively
3.42μW, 2.49μW, 1.90μW, 2.36μW, 1.69μW,
2.16 μW and 2.61 μW. The excess loss LS in this case is LS = −10 · log ((3.42 + 2.49 + 1.90 + 2.36 + 1.69 + 2.16 + 2.61) /26.4) = 2.01 (dB), and the average value of the insertion loss is 10.46. (dB).
【0044】一方、アクティブ状態では、出力値Pa ,
Pb ,Pc ,Pd ,Pf ,Pg ,Ph はそれぞれ5.20μ
W,4.05μW,3.45μW,4.45μW,3.86μW,5.59μ
W,5.03μWであった。また、挿入損失の平均値は7.67
(dB)であった。なお、このときの増幅器22の消費電流
は約35mAであった。On the other hand, in the active state, the output values P a ,
P b, P c, P d , P f, P g, P h each 5.20μ
W, 4.05μW, 3.45μW, 4.45μW, 3.86μW, 5.59μ
W, 5.03 μW. The average insertion loss is 7.67
(dB). At this time, the current consumption of the amplifier 22 was about 35 mA.
【0045】次に、分配比と各出力ファイバ端部からの
光強度との関係について検討する。今、図7のスターカ
プラ部10の光分岐部15の分配比が r:(1−r) ただし、r≧0.5 であるとし、強度が1の光信号を入力ファイバ端部11
aに入力した場合について考えてみる。この場合、過剰
損失はないものとすれば、各出力ファイバ端部12a〜
12hからの光強度は、図9に示すように、それぞれr
3 ,(1−r)r2 、(1−r)r2 ,r(1−
r)2 ,r(1−r)2 ,(1−r)3 ,(1−r)r
2 ,r(1−r)2 となる。つまり、出力ファイバ端部
12fの出力レベルが最も低く、これを信号取り出し用
ファイバ端部とするのが最適であることがわかる。Next, the relationship between the distribution ratio and the light intensity from the end of each output fiber will be discussed. Now, it is assumed that the distribution ratio of the optical branching unit 15 of the star coupler unit 10 in FIG.
Let us consider the case of inputting to a. In this case, if there is no excess loss, each of the output fiber ends 12a to 12a
The light intensity from 12h is, as shown in FIG.
3, (1-r) r 2, (1-r) r 2, r (1-
r) 2 , r (1-r) 2 , (1-r) 3 , (1-r) r
2 , r (1−r) 2 . That is, it is understood that the output level of the output fiber end 12f is the lowest, and it is optimal to use this as the signal extraction fiber end.
【0046】そこで、この信号取り出し用ファイバ端部
12fからの光信号を光強度1まで増幅し、その増幅光
信号を増幅信号導入用ファイバ端部(入力ファイバ端
部)11aに戻すと、その増幅光信号はスターカプラ部
10で分配されて、信号取り出し用ファイバ端部12f
以外の出力ファイバ端部12a〜12e,12g,12
hに、光強度がそれぞれr3 ,(1−r)r2 、(1−
r)r2 ,r(1−r)2 ,r(1−r)2 ,(1−
r)r2 ,r(1−r)2 の光信号が付加されて、各出
力ファイバ端部12a〜12e,12g,12hの出力
レベルが増大する。ここで、パッシブ状態及びアクティ
ブ状態において各出力ファイバ端部12a〜12e,1
2g,12hから出力される光信号の強度をまとめる
と、次表のようになる。Then, the optical signal from the signal extraction fiber end 12f is amplified to a light intensity of 1, and the amplified optical signal is returned to the amplified signal introduction fiber end (input fiber end) 11a. The optical signal is distributed by the star coupler unit 10, and the signal extraction fiber end 12f
Output fiber ends 12a to 12e, 12g, 12
h, the light intensities are r 3 , (1-r) r 2 , and (1-
r) r 2, r (1 -r) 2, r (1-r) 2, (1-
r) r 2, r (1 -r) 2 of the optical signal is added, the output fiber end 12a to 12e, 12 g, the output level of 12h increases. Here, in the passive state and the active state, each output fiber end 12a to 12e, 1
The following table summarizes the intensities of the optical signals output from 2g and 12h.
【0047】[0047]
【表1】 [Table 1]
【0048】なお、表1において、「PORT」はファイバ
端部を示し、各欄の上段はパッシブ状態での光強度を、
また下段のカッコ中はアクティブ状態での光強度を示し
ている。また、記号A〜Dは A:r3 B:(1−r)r2 C:r(1−r)2 D:(1−r)3 を意味する。上記のようにr≧0.5であることからこ
れらの値の大小関係は r3 > (1−r)r2 > r(1−r)2 > (1−r)3 であるので、アクティブ状態において光強度の最大値
は”A+A”、つまり r3 +r3 である一方、最小値は”C+DあるいはD+C”、つま
り r(1−r)2 +(1−r)3 である。したがって、光強度比f(r)の最大値は f(r)=(r3 +r3 )/{r(1−r)2 +(1−r)3 } となる。この光強度比f(r)は値rの関数となってお
り、両者の関係は図10となる。In Table 1, "PORT" indicates the end of the fiber, and the upper part of each column indicates the light intensity in the passive state.
The light in the lower bracket indicates the light intensity in the active state. The symbols A to D mean A: r 3 B: (1-r) r 2 C: r (1-r) 2 D: (1-r) 3 . As described above, since r ≧ 0.5, the magnitude relation between these values is r 3 > (1-r) r 2 > r (1-r) 2 > (1-r) 3 , so that In the state, the maximum value of the light intensity is “A + A”, that is, r 3 + r 3 , while the minimum value is “C + D or D + C”, that is, r (1-r) 2 + (1-r) 3 . Therefore, the maximum value of the light intensity ratio f (r) becomes f (r) = (r 3 + r 3) / {r (1-r) 2 + (1-r) 3}. This light intensity ratio f (r) is a function of the value r, and the relationship between them is shown in FIG.
【0049】ところで、この発明の技術分野(プラスチ
ックファイバ)では、出力差が1dB以内に収まってい
る場合に、このアクティブカプラによって光信号が均等
分配されていると考えられている。したがって、この条
件を満足するためには、光強度比f(r)が 1≦ f(r) ≦ 1.2 を満足するように設計する必要がある。すなわち、値r
を 0.5 ≦ r ≦ 0.518 に設定する、つまり光分岐部分15の分配比を1:1な
いし1.07:1に設定すればよい。By the way, in the technical field (plastic fiber) of the present invention, when the output difference is within 1 dB, it is considered that the optical signal is evenly distributed by the active coupler. Therefore, in order to satisfy this condition, it is necessary to design so that the light intensity ratio f (r) satisfies 1 ≦ f (r) ≦ 1.2. That is, the value r
May be set to 0.5 ≦ r ≦ 0.518, that is, the distribution ratio of the light branching portion 15 may be set to 1: 1 to 1.07: 1.
【0050】また、スターカプラ部10からの光信号P
Hh の取り出しから同期光信号PHm のスターカプラ部
10への再入力までの時間が長くなると、各出力ファイ
バ端部から出力される光信号のパルス波形が大きく変形
することがある。したがって、信号取り出し用ファイバ
端部,信号増幅ユニット20および増幅信号導入用ファ
イバ端部で構成される正帰還ループの光導波経路が最短
距離となるように構成するのが望ましい。The optical signal P from the star coupler 10 is
When the time from extraction of H h to re-input to the star coupler unit 10 of the synchronous optical signal PH m long, there is a pulse waveform of the optical signal output from the output fiber end is largely deformed. Therefore, it is desirable that the optical waveguide path of the positive feedback loop composed of the signal extraction fiber end, the signal amplification unit 20 and the amplified signal introduction fiber end be the shortest distance.
【0051】ところで、各出力ファイバ端部に接続さ
れ、各出力ファイバ端部からの光信号を受信する光受信
モジュール(図示省略)はダイナミックレンジを有して
いる。このダイナミックレンジとは、光受信モジュール
に設けられた受信素子が入射光を検知することができる
最低レベルから素子飽和に至る手前の最大レベルまでの
範囲をいうものである。したがって、光データリンクシ
ステムの設計時やシステムを構築した後で、出力ファイ
バ端部からの出力レベルがこのダイナミックレンジ内に
おさまるように調整する必要がある。特に、システム構
築後でのレベル調整が切望されていたが、従来例ではこ
のような要望を満足するものはなかった。そこで、本願
発明者は図1に示すアクティブカプラの増幅ユニット2
0を以下のように構成し、上記要望を満足することがで
きるアクティブカプラを発明した。Incidentally, an optical receiving module (not shown) connected to each output fiber end and receiving an optical signal from each output fiber end has a dynamic range. The dynamic range refers to a range from a minimum level at which a receiving element provided in the optical receiving module can detect incident light to a maximum level before the element reaches saturation. Therefore, it is necessary to adjust the output level from the end of the output fiber within the dynamic range when designing the optical data link system or after constructing the system. In particular, there has been a long-awaited need for level adjustment after system construction, but none of the conventional examples satisfy such a demand. Therefore, the inventor of the present application has proposed the amplification unit 2 of the active coupler shown in FIG.
0 was constructed as follows, and an active coupler capable of satisfying the above demand was invented.
【0052】図11は、信号増幅ユニットの改良例を示
すブロック図である。この改良された信号増幅ユニット
20′では、同図に示すように、フォトダイオードを含
む光電変換回路25が信号取り出し用ファイバ端部12
hと接続されており、ファイバ端部12hからの光信号
PHh が電気信号に変換される。FIG. 11 is a block diagram showing an improved example of the signal amplifying unit. In this improved signal amplifying unit 20 ', as shown in FIG.
h and is connected, an optical signal PH h from the fiber end 12h is converted into an electric signal.
【0053】そして、その電気信号は入力制限回路26
に入力され、その電圧値が、電圧増幅アンプ27がリニ
アに動作する電圧範囲内の値をとるように、変換され
る。それに続いて、増幅アンプ27による増幅処理が実
行された後、駆動回路28に入力される。この駆動回路
28では、入力された信号に基づいて電流増幅が行わ
れ、光電変換回路29を駆動させて、電気信号を光信号
PHm に変換する。The electric signal is input to an input limiting circuit 26.
And the voltage value is converted so as to take a value within a voltage range in which the voltage amplification amplifier 27 operates linearly. Subsequently, after the amplification process by the amplification amplifier 27 is performed, the signal is input to the drive circuit 28. In the driving circuit 28, current amplification is performed based on the input signal, drives the photoelectric conversion circuit 29 converts the electrical signal into an optical signal PH m.
【0054】この改良にかかる信号増幅ユニット20′
は以上のように構成されており、増幅アンプ27の増幅
率を変化させることができる。そのため、アクティブカ
プラをシステムに組み込む前あるいは組み込んだ後で
も、増幅アンプ27の増幅率を変化させることによって
ユニット20′からの光信号PHm のレベルを変化させ
てアクティブカプラから出力される光信号の出力レベル
を容易に調整することができる。The signal amplification unit 20 'according to this improvement
Is configured as described above, and the amplification factor of the amplification amplifier 27 can be changed. Therefore, even after that before or incorporate incorporate active coupler system of varying the level of the optical signal PH m optical signal output from the active coupler from unit 20 'by causing the amplification factor is changed in the amplifier 27 The output level can be easily adjusted.
【0055】なお、上記実施例では、スターカプラ部1
0として23 ×23 チャンネルスターカプラを用いた例
について説明したが、これに限定されるものではなく、
図5に示す22 ×22 チャンネルスターカプラを用いて
もよい。また、n本(n≧3)のプラスチックファイバ
の中間部を所定長さにわたって相互に溶着してなるn×
nチャンネルのものを用いてもよい。さらに、図12に
示すように、複数のプラスチックファイバF1 〜F8 を
上流側(同図の左手側)から下流側(同図の右手側)に
向けて枝分かれ状に配列し、それぞれの枝分かれ部Bに
おいて溶着してなる2×8チャンネルスターカプラを用
いてもよい。また、上記と同様にして8×2チャンネル
スターカプラ部を形成し、それを用いてもよい。要は、
複数本のプラスチックファイバを相互に溶着することに
よって入力チャンネルとして機能するm本(m≧2)の
入力ファイバ端部と、出力チャンネルとして機能するn
本(n≧3)の出力ファイバ端部とを有する光学素子に
よって、あるいは逆にn本の入力ファイバ端部と、m本
の出力ファイバ端部とを有する光学素子によってスター
カプラ部10を構成すればよい。In the above embodiment, the star coupler 1
Although an example using a 2 3 × 2 3 channel star coupler as 0 has been described, the present invention is not limited to this.
The 2 2 × 2 2- channel star coupler shown in FIG. 5 may be used. Further, nx formed by mutually welding the intermediate portions of n (n ≧ 3) plastic fibers over a predetermined length.
An n-channel type may be used. Further, as shown in FIG. 12, a plurality of plastic fibers F 1 to F 8 are arranged in a branched manner from the upstream side (the left-hand side in the figure) to the downstream side (the right-hand side in the figure). A 2 × 8 channel star coupler welded in the part B may be used. Further, an 8 × 2 channel star coupler may be formed in the same manner as described above and used. In short,
By welding a plurality of plastic fibers to each other, m (m ≧ 2) input fiber ends functioning as input channels and n functioning as output channels
The star coupler unit 10 is constituted by an optical element having n (n ≧ 3) output fiber ends, or conversely, an optical element having n input fiber ends and m output fiber ends. I just need.
【0056】[0056]
【発明の効果】請求項1及び2の発明によれば、スター
カプラ部の出力ファイバ端部のうち信号取り出し用とし
て機能する信号取り出し用ファイバ端部と、入力ファイ
バ端部のうち増幅信号導入用として機能する増幅信号導
入用ファイバ端部とを信号増幅ユニットに接続し、前記
信号取り出し用ファイバ端部からの光信号を増幅した
後、前記増幅信号導入用ファイバ端部を介して前記スタ
ーカプラ部に入力するようにしている。この際、信号増
幅ユニットが作動しているときには光信号を増幅して光
通信を行うことで遠距離光通信が可能となる。一方、信
号増幅ユニットへの電力供給が停止して、信号増幅ユニ
ットが停止しているときには、光信号を増幅せずに光通
信を行うことで、出力レベルは低くなるものの、光通信
自体は可能となる。また、チャンネル数に拘らず、必要
な光電変換器は前記信号取り出し用ファイバ端部からの
光信号を電気信号に変換するためのものと、増幅された
電気信号を光信号に変換するためのものとの2つである
ので、アクティブカプラのコストを低く抑えることがで
きる。According to the first and second aspects of the present invention, a signal extracting fiber end functioning as a signal extracting end of the output fiber end of the star coupler section and an amplified signal introducing end of the input fiber end are provided. After connecting the amplified signal introducing fiber end functioning as a signal amplifying unit and amplifying the optical signal from the signal extracting fiber end, the star coupler section through the amplified signal introducing fiber end. To be entered. At this time,
When the width unit is operating, the light signal is amplified to
By performing communication, long-distance optical communication becomes possible. On the other hand,
Power supply to the signal amplification unit
When the power is off, the optical signal is not amplified
Communication, the output level is reduced, but optical communication
It is possible. Further, regardless of the number of channels, necessary photoelectric converter for converting the one and, the electrical signal amplified for converting an optical signal into an electrical signal from said signal extraction fiber ends to the optical signal Therefore, the cost of the active coupler can be reduced.
【0057】また、請求項3の発明によれば、前記請求
項2のアクティブカプラが、 0.5 ≦ r ≦ 0.518 で表される不等式を満足するように構成しているので、
前記出力ファイバ端部からの光強度をほぼ均等にするこ
とができる。According to the invention of claim 3, since the active coupler of claim 2 is configured to satisfy the inequality represented by 0.5 ≦ r ≦ 0.518,
The light intensity from the output fiber end can be made substantially uniform.
【0058】また、請求項4の発明によれば、光信号の
増幅率を任意に変換させることができるように構成され
ているので、アクティブカプラの汎用性が高まる。According to the fourth aspect of the present invention, the configuration is such that the amplification factor of the optical signal can be arbitrarily converted, so that the versatility of the active coupler is enhanced.
【0059】さらに、請求項5の発明によれば、入力フ
ァイバ端部のうち増幅信号導入用ファイバ端部と異なる
任意のファイバ端部に光信号を入力して、出力ファイバ
端部にその光信号を分配出力するとともに、前記出力フ
ァイバ端部のうち前記増幅信号導入用ファイバ端部に光
信号を入力したとき光出力が最小となるファイバ端部か
ら光信号を取り出し、その光信号を増幅した後、その増
幅光信号を前記増幅信号導入用ファイバ端部に入力して
前記出力ファイバ端部に増幅光信号をさらに分配出力す
るようにしているので、スターカプラ部からの光信号の
出力レベルが上がり、上記請求項1と同様の効果が得ら
れる。Further, according to the fifth aspect of the present invention, an optical signal is input to an arbitrary fiber end of the input fiber which is different from the amplified signal introducing fiber end, and the optical signal is input to the output fiber end. Along with distributing and outputting, when an optical signal is input to the amplified signal introducing fiber end of the output fiber end, an optical signal is taken out from the fiber end where the optical output is minimized, and the optical signal is amplified. Since the amplified optical signal is input to the end of the amplified signal introduction fiber and the amplified optical signal is further distributed and output to the output fiber end, the output level of the optical signal from the star coupler increases. The same effects as those of the first aspect can be obtained.
【図1】この発明にかかるアクティブカプラの一実施例
を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of an active coupler according to the present invention.
【図2】スターカプラ部の製造手順を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a manufacturing procedure of a star coupler unit.
【図3】スターカプラ部の製造手順を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a procedure for manufacturing a star coupler unit.
【図4】スターカプラ部の製造手順を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a procedure for manufacturing a star coupler.
【図5】スターカプラ部の製造手順を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a manufacturing procedure of a star coupler.
【図6】スターカプラ部の製造手順を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a manufacturing procedure of a star coupler unit.
【図7】スターカプラ部の製造手順を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a manufacturing procedure of the star coupler.
【図8】スターカプラ部の光分配状態を模式的に示した
図である。FIG. 8 is a diagram schematically illustrating a light distribution state of a star coupler unit.
【図9】分配比と各出力ファイバ端部からの光強度との
関係を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the distribution ratio and the light intensity from each output fiber end.
【図10】分配比と光強度比との関係を示すグラフであ
る。FIG. 10 is a graph showing a relationship between a distribution ratio and a light intensity ratio.
【図11】信号増幅ユニットの改良例を示すブロック図
である。FIG. 11 is a block diagram illustrating an improved example of a signal amplification unit.
【図12】2×8チャンネルスターカプラを示す図であ
る。FIG. 12 is a diagram showing a 2 × 8 channel star coupler.
【図13】この発明の背景技術となる通信ネットワーク
の一例を示す模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram showing an example of a communication network as a background art of the present invention.
【図14】従来のスターカプラを示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a conventional star coupler.
【図15】アクティブカプラの提案例を示す図である。FIG. 15 is a diagram illustrating a proposed example of an active coupler.
10 スターカプラ部 11a〜11h 入力ファイバ端部 12a〜12h 出力ファイバ端部 15 光分岐部 20 信号増幅ユニット 21,23 光電変換器 22 増幅器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Star coupler part 11a-11h Input fiber end part 12a-12h Output fiber end part 15 Optical branching part 20 Signal amplification unit 21, 23 Photoelectric converter 22 Amplifier
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04B 10/00 - 10/28 H04J 14/00 - 14/08 H04L 12/28 - 12/44 G02F 1/29 - 7/00 G02B 6/28 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H04B 10/00-10/28 H04J 14/00-14/08 H04L 12/28-12/44 G02F 1 / 29-7/00 G02B 6/28
Claims (5)
互に溶着してなる光分岐部分と、入力チャンネルとして
機能する前記光分岐部分の一方端から伸びる第1及び第
2の入力ファイバ端部と、出力チャンネルとして機能す
る前記光分岐部分の他方端から伸びる第1及び第2の出
力ファイバ端部とからなる光学素子を、複数個組み合わ
せて構成された2 n ×2 n チャンネルスターカプラ部
と、 前記スターカプラ部の前記出力ファイバ端部のうち信号
取り出し用として機能する信号取り出し用ファイバ端部
と、前記入力ファイバ端部のうち増幅信号導入用として
機能する増幅信号導入用ファイバ端部とに接続され、前
記信号取り出し用ファイバ端部からの信号を増幅し、そ
の増幅信号を前記増幅信号導入用ファイバ端部を介して
前記スターカプラ部に入力する信号増幅ユニットとを備
え、 前記信号増幅ユニットが作動しているときには光信号を
増幅して光通信を行う一方、前記信号増幅ユニットが停
止しているときには前記光信号を増幅せずに光通信を行
う ことを特徴とするアクティブカプラ。1. An intermediate part of two plastic fibers is phased.
An optical branch portion welded to each other, and first and second optical branch portions extending from one ends of the optical branch portion functioning as input channels .
And a plurality of optical elements each including an input fiber end portion and a first and a second output fiber end portion extending from the other end of the optical branch portion functioning as an output channel.
A 2 n × 2 n- channel star coupler section, a signal extraction fiber end section that functions as a signal extraction section of the output fiber end section of the star coupler section, and an amplification section of the input fiber end section. The star coupler is connected to an amplified signal introduction fiber end functioning as a signal introduction, amplifies a signal from the signal extraction fiber end, and amplifies the amplified signal through the amplified signal introduction fiber end. and a signal amplifying unit for inputting the section, the optical signal when said signal amplifying unit is operating
While amplifying and performing optical communication, the signal amplification unit is stopped.
When stopped, optical communication is performed without amplifying the optical signal.
Cormorants active coupler, characterized in that.
での光分配比がr:(1−r)である光学素子を、複数
個組み合わせて構成された2n ×2n チャンネルスター
カプラ部であり、しかも前記信号取り出し用ファイバ端
部は、前記出力ファイバ端部のうち前記増幅信号導入用
ファイバ端部に光信号を入力したとき光出力が最小とな
るファイバ端部である請求項1記載のアクティブカプ
ラ。Wherein said star coupler unit, the light distribution ratio of the previous SL light branching part r: (1-r) of the optical element is a plurality combination 2 is configured by n × 2 n-channel star coupler 2. The signal output fiber end, wherein the signal output fiber end has a minimum optical output when an optical signal is input to the amplified signal introduction fiber end of the output fiber end. Active coupler as described.
ブカプラ。3. The active coupler according to claim 2, wherein an inequality represented by 0.5 ≦ r ≦ 0.518 is satisfied.
出し用ファイバ端部からの光信号を電気信号に変換する
第1光電変換器と、任意の増幅率で前記第1光電変換器
からの電気信号を増幅する増幅回路と、前記増幅回路か
ら出力される増幅信号を光信号に変換する第2光電変換
器とからなる請求項1記載のアクティブカプラ。4. The signal amplification unit converts a light signal from the end of the signal extraction fiber into an electric signal, and an electric signal from the first photoelectric converter at an arbitrary amplification factor. 2. The active coupler according to claim 1, comprising: an amplifier circuit for amplifying the signal; and a second photoelectric converter for converting an amplified signal output from the amplifier circuit into an optical signal.
信号増幅方法であって、 前記入力ファイバ端部のうち前記増幅信号導入用ファイ
バ端部と異なる任意のファイバ端部に光信号を入力し
て、前記出力ファイバ端部にその光信号を分配出力する
とともに、 前記出力ファイバ端部のうち前記増幅信号導入用ファイ
バ端部に光信号を入力したとき光出力が最小となるファ
イバ端部から光信号を取り出し、その光信号を増幅した
後、その増幅光信号を前記増幅信号導入用ファイバ端部
に入力して前記出力ファイバ端部に増幅光信号をさらに
分配出力することを特徴とする光信号増幅方法。5. An optical signal amplification method using an active coupler according to claim 1, wherein an optical signal is input to an arbitrary fiber end of the input fiber end that is different from the amplified signal introduction fiber end. And distributes and outputs the optical signal to the output fiber end, and outputs the optical signal from the fiber end where the optical output is minimized when the optical signal is input to the amplified signal introduction fiber end of the output fiber end. Extracting the signal, amplifying the optical signal, inputting the amplified optical signal to the end of the fiber for introducing the amplified signal, and further distributing and outputting the amplified optical signal to the end of the output fiber. Amplification method.
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|---|---|---|---|
| CA002071037A CA2071037A1 (en) | 1991-06-14 | 1992-06-11 | Active optical coupler |
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