JP4140334B2 - 光分配器及び光分配システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力された光信号を分岐して出力する光分配器およびこれを用いた光分配システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバに接続された複数の装置に光信号を伝送する光ネットワークシステムでは、従来から、それぞれの装置に光信号を分岐して伝送するための光分岐装置（光分配器）が各所に設けられている。光信号は、この分岐装置を介して所望の装置に取り入れられる。この種の分岐装置に関しては、例えば次のようなものが知られている。
【０００３】
【非特許文献１】
F. Auracher and H.-H. Witte, "Optimized layout for a data bus system based on a new planar access coupler", APPLIED OPTICS, Vol. 16, No. 12, 3140-3142, December 1977
非特許文献１には、幹線ファイバとの間で光信号を結合または分岐するためのカプラが開示されている（Ｆｉｇ．１）。このカプラは、幹線ファイバの結合部をずらし、その結合部に分岐用ファイバを接続することで実現される。
【０００４】
【非特許文献２】
Marshall C. Hudson and Frank L. Thiel, "The Star Coupler: A Unique Interconnection Component for Multimode Optical Waveguide Communications Systems", APPLIED OPTICS, Vol. 13, No. 11, 2540-2545, November 1974非特許文献２には、幹線ファイバとの間で光信号を結合または分岐するための光カプラが開示されている（Ｆｉｇ．１）。ここでは、スターカプラ等の多対多の光カプラが用いられている。光カプラの他の形態として、反射型の光カプラを用いることができる（Ｆｉｇ．２）。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６２−０１４５３８号公報
特許文献１には、光データウエイ端末装置が開示されている。この装置は、ループ状または直線状に配置した１本の光ファイバ伝送路からの信号の分岐を、光スイッチと分岐比が可変な分岐部を用いて行うものである。
【０００６】
【特許文献２】
特開昭６３−００１２２３号公報
特許文献２には、光ファイバ線路と光カプラで構成される光バス方式が開示されている。ここで、光カプラの分岐比は、各分岐先の光レベルがほぼ等しくなるように光ファイバ線路の始端から順次大きくなるようにされる。
【０００７】
【特許文献３】
特開平０１−２２２５３３号公報
特許文献３には、バス方式光ネットワークシステムが開示されている。このシステムは、一端を互いに接続された基幹伝送路用の２本の光ファイバケーブルと、通信制御装置からの出力信号と通信制御装置への入力信号とを前記２本の光ファイバケーブルに別々に接続する光２分岐結合器とを有するものである。
【０００８】
【特許文献４】
特開２００１−１６７１７７号公報
特許文献４には、光分岐装置及び光ネットワークが開示されている。この光分岐装置は、第１の端面と第２の端面を有する透光性媒体と、第１の端面に設けられた光拡散部とを備える。この装置は、第１の端面と第２の端面間の距離、光入射位置、及び光拡散角のいずれかを変化させることにより、透光性媒体の出射側の端面での光強度分布を変え、出力部における光信号の分岐比を変えるものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光ファイバに接続された複数の装置に光信号を伝送するシステムにおいては、それぞれの装置に所望のレベルで光信号を分配することが望まれる場合がある。例えば、ホテル等の建物内において、映像出力装置から各階の各部屋に設けられた受像機に映像情報を伝送する場合である。映像出力装置から各受像機への映像情報の配信は、例えば、映像出力装置の光送信ユニットとそれぞれの受像機の光受信ユニット間を光ファイバで個別に接続して行うことが考えられるが、この場合、敷設ファイバ本数が受像機の数だけ必要となり、配線コストが高くなる。そこで、例えば、各階毎に光カプラを置いて、光送信ユニットからの光信号を光カプラで分岐して各光受信ユニットに伝送することが考えられる。しかしながら、光カプラで光信号を分岐すると、分岐数に応じて光信号レベルが低下するため、各受像機の光受信ユニットに十分なレベルの光信号を伝送することができないという問題がある。この種の問題は、上述の例に限定されるものではなく、光信号を光ファイバなどを介して複数の装置に伝送するシステムにおいて生じ得るものである。
【００１０】
従って本発明の目的は、出力レベルを調整することができる光分配器およびそれを用いた光分配システムを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、少なくとも１つの光信号入力ポートと、光信号入力ポートに入力される光信号を電気信号に変換する受光装置と、電気信号を光信号に変換する発光装置と、変換された光信号を複数の光信号に分岐する光分岐装置と、分岐された光信号を出力する複数の光信号出力ポートとを備えた光分配器により、達成される。また上記目的は、少なくとも１つの光信号入力ポートと、光信号入力ポートに入力される光信号を増幅する光増幅器と、増幅された光信号を複数の光信号に分岐する光分岐装置と、分岐された光信号を出力する複数の光信号出力ポートとを備えた光分配器により、達成される。
【００１２】
ここで、光分岐装置は、一端に設けられた入射部に入射された光信号を他端に設けられた出射部のほぼ全体から出力する透光性媒体、または、一端に設けられた入射部に入射された光信号を他端に設けられた階段状の段差部に形成された複数の出射部から出力する透光性媒体を備えることができる。この場合、透光性媒体に光を拡散する光拡散手段を設けることができる。これは透光性媒体内全体で光を拡散するものである。例えばオパールガラスのようなものを用いることができる。また、光を拡散する光拡散部を透光性媒体の入射部に設けることができる。
また、光分岐装置は、一端に設けられた入射部に入射された光信号を他端に設けられた光反射部で反射させて、入射部と同じ一端に設けられた出射部のほぼ全体から出力する透光性媒体を備えることができ、または、一端に設けられた入射部に入射された光信号を他端に設けられた光反射部で反射させて、入射部と同じ一端に設けられた出射部から、出射し、その出射光量は、光分岐のほぼ全体から出力する透光性媒体を備え、前記入射光は透光性媒体に設けられた光拡散手段によって拡散されるようにすることができる。
また、光分岐装置は、一端に設けられた入射部に入射された光信号を他端に設けられた光反射拡散部で反射拡散させて、入射部と同じ一端に設けられた出射部のほぼ全体から出力する透光性媒体、または、一端に設けられた階段状の複数の段差部の少なくとも１つに形成された入射部に入射された光信号を他端に設けられた光反射拡散部で反射拡散させて、前記階段状の複数の段差部に形成された複数の出射部から出力する透光性媒体を備えることができる。
また、光分岐装置は、一端に設けられた階段状の複数の段差部の少なくとも１つに形成された入射部に入射された光信号を他端に設けられた光反射部で反射させて、前記階段状の複数の段差部に形成された複数の出射部から出力する透光性媒体を備えることができ、または、一端に設けられた階段状の複数の段差部の少なくとも１つに形成された入射部に入射された光信号を他端に設けられた光反射部で反射させて、前記階段状の複数の段差部に形成された複数の出射部から出力する透光性媒体を備え、前記入射光は透光性媒体に設けられた光拡散手段によって拡散されるようにすることができる。
また、光信号入力ポートおよび光信号出力ポートの少なくとも１つは、光ファイバ接続用のコネクタを有することができる。
【００１３】
本発明に係る光分配システムは、上述の光分配器を複数接続した光分配器群と、光分配器群の最上流に接続された光分配器に光信号を送信する送信ユニットと、最上流に接続された光分配器あるいはそれよりも下流に接続された１つまたは複数の光分配器から光信号をそれぞれ受信する１つまたは複数の受信ユニットとを備えて構成される。ここで、光分配器群は、少なくとも１つの光信号入力ポートおよび２つの光信号出力ポートを有する複数の光分配器から構成することができる。また、光分配器群は、少なくとも１つの光信号入力ポートおよび２つの光信号出力ポートを有する１つまたは複数の第１の光分配器と、少なくとも１つの光信号入力ポートおよび３つ以上の光信号出力ポートを有する１つまたは複数の第２の光分配器とから構成することができ、この場合、受信ユニットは第２の光分配器から光信号を受信する。送信ユニットから送信される光信号は映像情報を含むことができる。
このように構成することにより、分岐される光信号の出力レベルを調整（増幅を含む）することができるので、光ファイバなどで接続された複数の装置に光信号を伝送するシステムにおいて、それぞれの装置に所望のレベルで光信号を分配することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る光分配器の一実施例を示す図である。図示のように、光分配器１０は、光信号入力ポート１１と、光信号入力ポートに入力される光信号を電気信号に変換する受光装置１２と、この電気信号を光信号に変換する発光装置１３と、変換された光信号を２つの光信号に分岐する光分岐装置１４と、分岐された光信号を出力する２つの光信号出力ポート１５ａ、１５ｂとを備える。光信号入力ポート１１および光信号出力ポート１５ａ、１５ｂは、それぞれ光ファイバ１６、１７ａ、１７ｂとの接続用のコネクタを有する。受光装置１２は、フォトダイオードなどの受光素子１２１、プリアンプ１２２、およびリミッティングアンプ１２３を有する。発光装置１３は、レーザーダイオードドライバなどの光源駆動素子１３１、およびレーザーダイオードなどの発光素子１３２を有する。光分岐装置１４の具体例については後述する。本実施例では、受光装置１２、発光装置１３および光分岐装置１４がモジュール基板１８に配置されている。
【００１５】
光分配器１０は次のように動作する。まず、光信号が光ファイバ１６を介して光信号入力ポート１１に入力されると、受光素子１２１はこの光信号を受光して電気信号に変換する。この電気信号はプリアンプ１２２で増幅され、さらにリミッティングアンプ１２３により増幅および２値化／波形整形が行われる。この電気信号に基づいて光源駆動素子１３１は発光素子１３２を駆動する。発光素子１３２からは、入力された光信号を調整した光信号が出力される。例えば、発光素子１３２は、受光素子１２１に入力された光信号のレベル１０μＷ〜５０μＷを、０．５ｍＷ〜１２ｍＷに調整（増幅）して出射することができる。発光素子１３２から出射された光信号は光分岐装置１４で２つに分岐され、それぞれ光信号出力ポート１５ａ、１５ｂを介して光ファイバ１７ａ、１７ｂに出力される。本実施例では、光分配器１０の入力ポート数を１つ、出力ポート数（分岐数）を２つにしているが、これに限定されることなく、入力ポート数は１以上、また出力ポート数は２以上とすることができる。
【００１６】
図２は、本発明に係る光分配器の他の実施例を示す図である。図示のように、光分配器２０は、光信号入力ポート２１と、光信号入力ポートに入力される光信号を電気信号に変換する受光装置２２と、この電気信号を波形整形する波形整形装置２９と、この電気信号を光信号に変換する発光装置２３と、変換された光信号を４つの光信号に分岐する光分岐装置２４と、分岐された光信号を出力する４つの光信号出力ポート２５ａ〜２５ｄとを備える。光信号入力ポート２１および光信号出力ポート２５ａ〜２５ｄは、それぞれ光ファイバ２６、２７ａ〜２７ｄとの接続用のコネクタを有する。受光装置２２は、フォトダイオードなどの受光素子２２１、プリアンプ２２２、およびポストアンプ２２３を有する。発光装置２３は、レーザーダイオードドライバなどの光源駆動素子２３１、およびレーザーダイオードなどの発光素子２３２を有する。光分岐装置２４の具体例については後述する。本実施例では、受光装置２２、波形整形装置２９、発光装置２３および光分岐装置２４がモジュール基板２８に配置されている。
【００１７】
光分配器２０は次のように動作する。まず、光信号が光ファイバ２６を介して光信号入力ポート２１に入力されると、受光素子２２１はこの光信号を受光して電気信号に変換する。この電気信号はプリアンプ２２２で増幅され、さらにポストアンプ２２３で増幅される。波形整形装置２９は、この電気信号についてクロックリタイミングおよび波形整形を行う。この場合の波形整形は、電気信号を２値化し、デューティを整えるものである。光源駆動素子２３１は、この電気信号に基づいて発光素子２３２を駆動する。発光素子２３２からは、入力された光信号を調整（増幅を含む）した光信号が出力される。発光素子２３２から出射された光信号は光分岐装置２４で４つに分岐され、それぞれ光信号出力ポート２５ａ〜２５ｄを介して光ファイバ２７ａ〜２７ｄに出力される。本実施例では、光分配器２０の入力ポート数を１つ、出力ポート数（分岐数）を４つにしているが、入力ポート数および出力ポート数はこれに限定されるものではない。
【００１８】
図３は、本発明に係る光分配器のさらに他の実施例を示す図である。上述の２つの実施例はいずれも、入力された光信号を一旦電気信号に変換し、この電気信号をさらに光信号に変換して出力する過程を有するものであるが、本実施例は光信号を直接増幅して出力するものである。図示のように、光分配器３０は、光信号入力ポート３１と、光信号入力ポートに入力される光信号を直接増幅する光増幅器３２と、増幅された光信号を２つの光信号に分岐する光分岐装置３４と、分岐された光信号を出力する２つの光信号出力ポート３５ａ、３５ｂとを備える。光信号入力ポート３１および光信号出力ポート３５ａ、３５ｂは、それぞれ光ファイバ３６、３７ａ、３７ｂとの接続用のコネクタを有する。光増幅器３２は、エルビウムドープ光ファイバ３２１および励起光伝送用光ファイバ３２２を有する。光分岐装置３４の具体例については後述する。本実施例では、光増幅器３２および光分岐装置３４がモジュール基板３８に配置されている。
【００１９】
光分配器３０は次のように動作する。まず、光信号が光ファイバ３６および光信号入力ポート３１を介してエルビウムドープ光ファイバ３２１に入力されると、エルビウムドープ光ファイバ３２１では励起光伝送用光ファイバ３２２から伝送される励起光によりポンピングされた状態で、光信号を誘導放出によって光増幅する。増幅された光信号は光分岐装置３４で２つに分岐され、それぞれ光信号出力ポート３５ａ、３５ｂを介して光ファイバ３７ａ、３７ｂに出力される。本実施例では、光増幅器３２としてエルビウムドープ光ファイバを用いたが、これに限定されるものではない。例えば、他の光ファイバ増幅器を用いることができ、また半導体レーザを用いた共振器型光増幅器等の半導体光増幅器を用いることもできる。また、本実施例では、光分配器３０の入力ポート数を１つ、出力ポート数（分岐数）を２つにしているが、入力ポート数および出力ポート数はこれに限定されるものではない。
【００２０】
図４（ａ）〜（ｄ）および図５（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ本発明に用いられる光分岐装置の具体例を示す図である。図４（ａ）、（ｂ）は２分岐で拡散部を有しない例、同図（ｃ）、（ｄ）は２分岐で拡散部を有する例、図５（ａ）、（ｂ）は２分岐の反射型の例、同図（ｃ）は４分岐の透過型の例、同図（ｄ）は３分岐の反射型の例をそれぞれ示す。
なお、拡散手段は、出願人が既に出願している特開平１０−１２３３５０号公報に記載の図６に示すように、透光性媒体内に光散乱体を散在させることによって実現することもできる。
【００２１】
図４（ａ）に示す光分岐装置４０ａは、一端に設けられた入射部４１ａに入射された光信号を他端に設けられた階段状の段差部に形成された２つの出射部４２ａ、４３ａから出力する透光性媒体４４ａを備える。入射部４１ａには、光ファイバ４５ａを介してまたは直接、前述の光分配器の発光素子または光増幅器から光信号が入射される。入射された光信号は、入射部４１ａに形成された４５度面を介して透光性媒体４４ａ内に導入され、その内面で反射しながら他端に設けられた階段状の段差部方向へ伝送される。この光信号は、出射部４２ａ、４３ａに形成された４５度面を介して２つの光ファイバ４６ａ、４７ａに分岐して伝送される。
【００２２】
図４（ｂ）に示す光分岐装置４０ｂは、一端に設けられた入射部４１ｂに入射された光信号を他端に設けられた出射部４２ｂのほぼ全体から出力する透光性媒体４３ｂを備える。入射部４１ｂには、光ファイバ４４ｂを介してまたは直接、前述の光分配器の発光素子または光増幅器から光信号が入射される。入射された光信号は、透光性媒体４３ｂの内面で反射しながら他端に設けられた出射部４２ｂ方向へ伝送される。この光信号は、出射部４２ｂを介して２つの光ファイバ４５ｂ、４６ｂに分岐して伝送される。
【００２３】
図４（ｃ）に示す光分岐装置４０ｃは、光を拡散する光拡散部４８ｃを備える以外は、図４（ａ）に示す光分岐装置４０ａと同様な構成である。この場合、光ファイバ４５ｃを介して入射された光信号は、入射部４１ｃに設けられた光拡散部４８ｃで拡散され、この拡散光が入射部４１ｃに形成された４５度面を介して透光性媒体４４ｃ内に導入され、その内面で反射しながら他端に設けられた階段状の段差部方向へ伝送される。この光信号は、出射部４２ｃ、４３ｃに形成された４５度面を介して２つの光ファイバ４６ｃ、４７ｃに分岐して伝送される。光拡散部４８ｃを備えることにより、２つの光ファイバ４６ｃ、４７ｃへ伝送される光信号の均一性を向上させることができる。
【００２４】
図４（ｄ）に示す光分岐装置４０ｄは、光を拡散する光拡散部４８ｄを備える以外は、図４（ｂ）に示す光分岐装置４０ｂと同様な構成である。この場合、光ファイバ４４ｄを介して入射された光信号は、入射部４１ｄに設けられた光拡散部４８ｄで拡散され、この拡散光が透光性媒体４３ｄの内面で反射しながら他端に設けられた出射部４２ｄ方向へ伝送される。この光信号は、出射部４２ｄを介して２つの光ファイバ４５ｄ、４６ｄに分岐して伝送される。光拡散部４８ｄを備えることにより、２つの光ファイバ４５ｄ、４６ｄへ伝送される光信号の均一性を向上させることができる。
【００２５】
図５（ａ）に示す光分岐装置５０ａは、一端に設けられた入射部５１ａに入射された光信号を他端に設けられた光反射部（または光反射拡散部）５２ａで反射（または反射拡散）させて、入射部と同じ一端に設けられた出射部５３ａのほぼ全体から出力する透光性媒体５４ａを備える。入射部５１ａには、光ファイバ５５ａを介してまたは直接、前述の光分配器の発光素子または光増幅器から光信号が入射される。入射された光信号は、透光性媒体５４ａ内を伝播し他端に設けられた光反射部（または光反射拡散部）５２ａで反射（または反射拡散）され、出射部５３ａ方向へ伝送される。この光信号は、出射部５３ａを介して２つの光ファイバ５６ａ、５７ａに分岐して伝送される。
【００２６】
図５（ｂ）に示す光分岐装置５０ｂは、一端に設けられた階段状の複数の段差部の１つに形成された入射部５１ｂに入射された光信号を他端に設けられた光反射部（または光反射拡散部）５２ｂで反射（または反射拡散）させて、前記階段状の複数の段差部に形成された複数の出射部５３ｂ、５４ｂから出力する透光性媒体５５ｂを備える。入射部５１ｂには、光ファイバ５６ｂを介してまたは直接、前述の光分配器の発光素子または光増幅器から光信号が入射される。入射部５１ｂの４５度面を介して入射された光信号は、透光性媒体５５ｂ内を伝播し他端に設けられた光反射部（または光反射拡散部）５２ｂで反射（または反射拡散）され、出射部５３ｂ、５４ｂ方向へ伝送される。この光信号は、出射部５３ｂ、５４ｂの４５度面を介して２つの光ファイバ５７ａ、５８ａに分岐して伝送される。
【００２７】
図５（ｃ）に示す光分岐装置５０ｃは、光分岐数が４つである以外は、図４（ｂ）に示す光分岐装置４０ｂと同様な構成である。入射部５１ｃには、光ファイバ５４ｃを介してまたは直接、前述の光分配器の発光素子または光増幅器から光信号が入射される。入射部５１ｃを介して入射された光信号は、透光性媒体５３ｃの内面で反射しながら他端に設けられた出射部５２ｃ方向へ伝送される。この光信号は、出射部５２ｃを介して４つの光ファイバ５５ｃ〜５８ｃに分岐して伝送される。
【００２８】
図５（ｄ）に示す光分岐装置５０ｄは、光分岐数が３つである以外は、図５（ｂ）に示す光分岐装置５０ｂと同様な構成である。入射部５１ｄには、光ファイバ５７ｄを介してまたは直接、前述の光分配器の発光素子または光増幅器から光信号が入射される。入射部５１ｄの４５度面を介して入射された光信号は、透光性媒体５６ｄ内を伝播し他端に設けられた光反射部（または光反射拡散部）５２ｄで反射（または反射拡散）され、出射部５３ｄ〜５５ｄ方向へ伝送される。この光信号は、出射部５３ｄ〜５５ｄの４５度面を介して３つの光ファイバ５８ｄ〜６０ｄに分岐して伝送される。
【００２９】
図６（ａ）、（ｂ）はそれぞれ光分岐装置と光ファイバとの接続方法の例を示す図である。
図６（ａ）は、図４（ａ）に示す光分岐装置４０ａを用いた場合の例である。本例では、透光性媒体４４ａは媒体保持部６１ａに保持されている。入射部４１ａおよび出射部４２ａ、４３ａに対応する部分には、それぞれ光ファイバ接続用のコネクタ６２ａ〜６４ａが設けられており、これらはコネクタ保持部６５ａに保持されている。入射部４１ａはコネクタ６２ａを用いて光ファイバ４５ａと光学的に結合され、出射部４２ａ、４３ａはコネクタ６３ａ、６４ａを用いてそれぞれ光ファイバ４６ａ、４７ａと光学的に結合される。
【００３０】
図６（ｂ）は、図４（ｄ）に示す光拡散部４８ｄを有する光分岐装置４０ｄを用いた場合の例である。本例では、透光性媒体４３ｄは媒体保持部６１ｂに保持されている。光信号の入射用の光ファイバ４４ｄおよび出射用の光ファイバ４５ｄ、４６ｄに対応する部分には、それぞれ光ファイバ接続用のコネクタ６２ｂ〜６４ｂが設けられており、これらはコネクタ保持部６５ｂに保持されている。入射用の光ファイバ４４ｄはコネクタ６２ｂを用いて光ファイバ６６ｂと光学的に結合され、出射用の光ファイバ４５ｄ、４６ｄはコネクタ６３ｂ、６４ｂを用いてそれぞれ光ファイバ６７ｂ、６８ｂと光学的に結合される。
図６（ａ）ならびに図６（ｂ）において、コネクタ６２ａから６４ａはコネクタ保持部６５ａに、コネクタ６２ｂから６４ｂはコネクタ保持部６５ｂに保持されているが、図６のように一体に保持せず、コネクタ６２ａから６４ａ、あるいはコネクタ６２ｂから６４ｂがそれぞれ個別に抜き差しできる構造であってもかまわない。あるいはコネクタのいくつかが一体で、いくつかが独立に抜き差しできる構造であってもかまわない。
以下、上述の光分配器を用いて構成した光分配システムの実施例について説明する。
【００３１】
図７は、本発明に係る光分配システムの一実施例を示す図である。本実施例は、例えば、ホテル等の建物内で、上述した１つの光信号入力ポートおよび２つの光信号出力ポートを有する光分配器（以下、２分岐リピータという）を複数用いて、映像出力装置から各階の各部屋に設けられた受像機に映像情報を含む信号を伝送する映像分配システムを示す。伝送される信号は、映像情報のほか、音声情報、制御情報、およびその他の信号を含むことができる。具体的には、例えばＴＭＤＳ（Transmission Minimized differential Signaling）信号を用いることができる。
【００３２】
本光分配システムは、上述の２分岐リピータ７１を光ファイバ７２を介して複数接続した２分岐リピータ群と、２分岐リピータ群の最上流に接続された２分岐リピータ７１ａに光ファイバ７２ａを介して光信号を送信する送信ユニット７３と、２分岐リピータ７１ａよりも下流に接続された１つまたは複数の２分岐リピータ７１ｂから光ファイバ７２ｂを介して光信号をそれぞれ受信する１つまたは複数の受信ユニット７４とを備える。送信ユニット７３には、映像出力装置７５が電気配線で接続されている。また、各受信ユニット７４には、受像機７６がそれぞれ電気配線で接続されている。本実施例では、複数の２分岐リピータ７１、７１ａ、７１ｂが、建物の１階（１Ｆ）〜４階（４Ｆ）の各階毎に枝分かれして配置されているが、本発明はこれに限定されず、平面的に配置されている場合も当然適用可能である。
【００３３】
本光分配システムでは、次のようにして各受像機に映像情報を含む信号が配信される。まず、映像出力装置７５から出力された電気信号は送信ユニット７３により光信号に変換される。この光信号は光ファイバ７２ａを介して最上流に接続された２分岐リピータ７１ａに送信される。２分岐リピータ７１ａでは、入力した光信号を所定レベルの光信号に調整（増幅を含む、以下同様）し、２つの出力ポートに分岐して出力する。次段以降の分岐リピータ７１（または７１ｂ）も同様に、入力した光信号を所定レベルの光信号に調整し、２つの出力ポートに分岐して出力する。これにより、分岐リピータ７１ｂの出力ポートに接続された受信ユニット７４には、建物内の設置位置に関係なく、所定レベルに調整された光信号が伝達される。これにより、各受信ユニット７４に接続されたそれぞれの受像機７６で正常な映像を見ることができる。
【００３４】
図８は、本発明に係る光分配システムの他の実施例を示す図である。本実施例は、図７の実施例における２分岐リピータ群の一部を、１つの光信号入力ポートおよび３つ以上の光信号出力ポートを有する光分配器（以下、ハブという）に代えた点以外は、図７の実施例と同様の構成である。
【００３５】
本光分配システムは、光ファイバ８２により縦列接続された複数の２分岐リピータ８１、８１ａおよび各２分岐リピータ８１、８１ａにそれぞれ接続された複数のハブ（ＨＵＢ）８７を備える。本実施例では、ハブ８７は、建物の１階（１Ｆ）〜４階（４Ｆ）の各階毎に配置されている。縦列接続された２分岐リピータの最上流の２分岐リピータ８１ａには、光ファイバ８２ａを介して光信号を送信する送信ユニット８３が接続される。各ハブ８７には、光ファイバ８２ｂを介して光信号をそれぞれ受信する受信ユニット８４が接続される。送信ユニット８３には、映像出力装置８５が電気配線で接続されている。また、各受信ユニット８４には、受像機８６がそれぞれ電気配線で接続されている。
【００３６】
本光分配システムでは、次のようにして各受像機に映像情報を含む信号が配信される。まず、映像出力装置８５から出力された電気信号は送信ユニット８３により光信号に変換される。この光信号は光ファイバ８２ａを介して最上流に接続された２分岐リピータ８１ａに送信される。２分岐リピータ８１ａでは、入力した光信号を所定レベルの光信号に調整（増幅を含む、以下同様）し、２つの出力ポートに分岐して出力する。２分岐リピータ８１ａの一方の出力ポートには、ハブが接続される。このハブは、入力した光信号を所定レベルの光信号に調整し、複数（この場合は４つ）の出力ポートに分岐して出力する。一方、２分岐リピータ８１ａの他方の出力ポートには、次段の２分岐リピータ８１が接続され、上記と同様にして、入力した光信号を所定レベルの光信号に調整し、２つの出力ポートに分岐して出力する。各出力ポートにはハブと次段の２分岐リピータ８１がそれぞれ接続される。この接続関係を各階で順次繰り返す。これにより、ハブ８７の出力ポートに光ファイバ８２ｂを介して接続された受信ユニット８４には、建物内の設置位置に関係なく、所定レベルに調整された光信号が伝達される。これにより、各受信ユニット８４に接続されたそれぞれの受像機８６で正常な映像を見ることができる。
【００３７】
以上の実施例では、映像情報を含む光信号を伝送する映像分配システムについて述べたが、本発明はこれに限定されることなく、他の光分配システムに適用することができる。
このように、本発明に係る光分配システムは、２分岐リピータやハブのような１入力多分岐の光分配器を複数用いて構成しているので、光ファイバによる配線が簡易となり、信号の高速伝送が可能な光システムを低コストで構築することができる。また、１入力多分岐の光分配器が、出力レベルを調整可能に構成されているので、その分岐数、接続数または設置場所に関わらず、ネットワークに接続される末端の装置にまで十分なレベルの光信号を伝送することができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、出力レベルを調整することができる光分配器およびそれを用いた光分配システムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光分配器の一実施例を示す図である。
【図２】本発明に係る光分配器の他の実施例を示す図である。
【図３】本発明に係る光分配器のさらに他の実施例を示す図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ本発明に用いられる光分岐装置の具体例を示す図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ本発明に用いられる光分岐装置の具体例を示す図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ光分岐装置と光ファイバとの接続方法の例を示す図である。
【図７】本発明に係る光分配システムの一実施例を示す図である。
【図８】本発明に係る光分配システムの他の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１０ 光分配器
１１ 光信号入力ポート
１２ 受光装置
１３ 発光装置
１４ 光分岐装置
１５ａ、１５ｂ 光信号出力ポート
１６、１７ａ、１７ｂ 光ファイバ
１８ モジュール基板
１２１ 受光素子
１２２ プリアンプ
１２３ リミッティングアンプ
１３１ 光源駆動素子
１３２ 発光素子
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力された光信号を分岐して出力する光分配器およびこれを用いた光分配システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバに接続された複数の装置に光信号を伝送する光ネットワークシステムでは、従来から、それぞれの装置に光信号を分岐して伝送するための光分岐装置（光分配器）が各所に設けられている。光信号は、この分岐装置を介して所望の装置に取り入れられる。この種の分岐装置に関しては、例えば次のようなものが知られている。
【０００３】
【非特許文献１】
F. Auracher and H.-H. Witte, "Optimized layout for a data bus system based on a new planar access coupler", APPLIED OPTICS, Vol. 16, No. 12, 3140-3142, December 1977
非特許文献１には、幹線ファイバとの間で光信号を結合または分岐するためのカプラが開示されている（Ｆｉｇ．１）。このカプラは、幹線ファイバの結合部をずらし、その結合部に分岐用ファイバを接続することで実現される。
【０００４】
【非特許文献２】
Marshall C. Hudson and Frank L. Thiel, "The Star Coupler: A Unique Interconnection Component for Multimode Optical Waveguide Communications Systems", APPLIED OPTICS, Vol. 13, No. 11, 2540-2545, November 1974非特許文献２には、幹線ファイバとの間で光信号を結合または分岐するための光カプラが開示されている（Ｆｉｇ．１）。ここでは、スターカプラ等の多対多の光カプラが用いられている。光カプラの他の形態として、反射型の光カプラを用いることができる（Ｆｉｇ．２）。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６２−０１４５３８号公報
特許文献１には、光データウエイ端末装置が開示されている。この装置は、ループ状または直線状に配置した１本の光ファイバ伝送路からの信号の分岐を、光スイッチと分岐比が可変な分岐部を用いて行うものである。
【０００６】
【特許文献２】
特開昭６３−００１２２３号公報
特許文献２には、光ファイバ線路と光カプラで構成される光バス方式が開示されている。ここで、光カプラの分岐比は、各分岐先の光レベルがほぼ等しくなるように光ファイバ線路の始端から順次大きくなるようにされる。
【０００７】
【特許文献３】
特開平０１−２２２５３３号公報
特許文献３には、バス方式光ネットワークシステムが開示されている。このシステムは、一端を互いに接続された基幹伝送路用の２本の光ファイバケーブルと、通信制御装置からの出力信号と通信制御装置への入力信号とを前記２本の光ファイバケーブルに別々に接続する光２分岐結合器とを有するものである。
【０００８】
【特許文献４】
特開２００１−１６７１７７号公報
特許文献４には、光分岐装置及び光ネットワークが開示されている。この光分岐装置は、第１の端面と第２の端面を有する透光性媒体と、第１の端面に設けられた光拡散部とを備える。この装置は、第１の端面と第２の端面間の距離、光入射位置、及び光拡散角のいずれかを変化させることにより、透光性媒体の出射側の端面での光強度分布を変え、出力部における光信号の分岐比を変えるものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光ファイバに接続された複数の装置に光信号を伝送するシステムにおいては、それぞれの装置に所望のレベルで光信号を分配することが望まれる場合がある。例えば、ホテル等の建物内において、映像出力装置から各階の各部屋に設けられた受像機に映像情報を伝送する場合である。映像出力装置から各受像機への映像情報の配信は、例えば、映像出力装置の光送信ユニットとそれぞれの受像機の光受信ユニット間を光ファイバで個別に接続して行うことが考えられるが、この場合、敷設ファイバ本数が受像機の数だけ必要となり、配線コストが高くなる。そこで、例えば、各階毎に光カプラを置いて、光送信ユニットからの光信号を光カプラで分岐して各光受信ユニットに伝送することが考えられる。しかしながら、光カプラで光信号を分岐すると、分岐数に応じて光信号レベルが低下するため、各受像機の光受信ユニットに十分なレベルの光信号を伝送することができないという問題がある。この種の問題は、上述の例に限定されるものではなく、光信号を光ファイバなどを介して複数の装置に伝送するシステムにおいて生じ得るものである。
【００１０】
従って本発明の目的は、出力レベルを調整することができる光分配器およびそれを用いた光分配システムを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、少なくとも１つの光信号入力ポートと、光信号入力ポートに入力される光信号を電気信号に変換する受光装置と、電気信号を光信号に変換する発光装置と、変換された光信号を複数の光信号に分岐する光分岐装置と、分岐された光信号を出力する複数の光信号出力ポートとを備えた光分配器により、達成される。また上記目的は、少なくとも１つの光信号入力ポートと、光信号入力ポートに入力される光信号を増幅する光増幅器と、増幅された光信号を複数の光信号に分岐する光分岐装置と、分岐された光信号を出力する複数の光信号出力ポートとを備えた光分配器により、達成される。
【００１２】
ここで、光分岐装置は、一端に設けられた入射部に入射された光信号を他端に設けられた出射部のほぼ全体から出力する透光性媒体、または、一端に設けられた入射部に入射された光信号を他端に設けられた階段状の段差部に形成された複数の出射部から出力する透光性媒体を備えることができる。この場合、透光性媒体に光を拡散する光拡散手段を設けることができる。これは透光性媒体内全体で光を拡散するものである。例えばオパールガラスのようなものを用いることができる。また、光を拡散する光拡散部を透光性媒体の入射部に設けることができる。
また、光分岐装置は、一端に設けられた入射部に入射された光信号を他端に設けられた光反射部で反射させて、入射部と同じ一端に設けられた出射部のほぼ全体から出力する透光性媒体を備えることができ、または、一端に設けられた入射部に入射された光信号を他端に設けられた光反射部で反射させて、入射部と同じ一端に設けられた出射部から、出射し、その出射光量は、光分岐のほぼ全体から出力する透光性媒体を備え、前記入射光は透光性媒体に設けられた光拡散手段によって拡散されるようにすることができる。
また、光分岐装置は、一端に設けられた入射部に入射された光信号を他端に設けられた光反射拡散部で反射拡散させて、入射部と同じ一端に設けられた出射部のほぼ全体から出力する透光性媒体、または、一端に設けられた階段状の複数の段差部の少なくとも１つに形成された入射部に入射された光信号を他端に設けられた光反射拡散部で反射拡散させて、前記階段状の複数の段差部に形成された複数の出射部から出力する透光性媒体を備えることができる。
また、光分岐装置は、一端に設けられた階段状の複数の段差部の少なくとも１つに形成された入射部に入射された光信号を他端に設けられた光反射部で反射させて、前記階段状の複数の段差部に形成された複数の出射部から出力する透光性媒体を備えることができ、または、一端に設けられた階段状の複数の段差部の少なくとも１つに形成された入射部に入射された光信号を他端に設けられた光反射部で反射させて、前記階段状の複数の段差部に形成された複数の出射部から出力する透光性媒体を備え、前記入射光は透光性媒体に設けられた光拡散手段によって拡散されるようにすることができる。
また、光信号入力ポートおよび光信号出力ポートの少なくとも１つは、光ファイバ接続用のコネクタを有することができる。
【００１３】
本発明に係る光分配システムは、上述の光分配器を複数接続した光分配器群と、光分配器群の最上流に接続された光分配器に光信号を送信する送信ユニットと、最上流に接続された光分配器あるいはそれよりも下流に接続された１つまたは複数の光分配器から光信号をそれぞれ受信する１つまたは複数の受信ユニットとを備えて構成される。ここで、光分配器群は、少なくとも１つの光信号入力ポートおよび２つの光信号出力ポートを有する複数の光分配器から構成することができる。また、光分配器群は、少なくとも１つの光信号入力ポートおよび２つの光信号出力ポートを有する１つまたは複数の第１の光分配器と、少なくとも１つの光信号入力ポートおよび３つ以上の光信号出力ポートを有する１つまたは複数の第２の光分配器とから構成することができ、この場合、受信ユニットは第２の光分配器から光信号を受信する。送信ユニットから送信される光信号は映像情報を含むことができる。
このように構成することにより、分岐される光信号の出力レベルを調整（増幅を含む）することができるので、光ファイバなどで接続された複数の装置に光信号を伝送するシステムにおいて、それぞれの装置に所望のレベルで光信号を分配することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る光分配器の一実施例を示す図である。図示のように、光分配器１０は、光信号入力ポート１１と、光信号入力ポートに入力される光信号を電気信号に変換する受光装置１２と、この電気信号を光信号に変換する発光装置１３と、変換された光信号を２つの光信号に分岐する光分岐装置１４と、分岐された光信号を出力する２つの光信号出力ポート１５ａ、１５ｂとを備える。光信号入力ポート１１および光信号出力ポート１５ａ、１５ｂは、それぞれ光ファイバ１６、１７ａ、１７ｂとの接続用のコネクタを有する。受光装置１２は、フォトダイオードなどの受光素子１２１、プリアンプ１２２、およびリミッティングアンプ１２３を有する。発光装置１３は、レーザーダイオードドライバなどの光源駆動素子１３１、およびレーザーダイオードなどの発光素子１３２を有する。光分岐装置１４の具体例については後述する。本実施例では、受光装置１２、発光装置１３および光分岐装置１４がモジュール基板１８に配置されている。
【００１５】
光分配器１０は次のように動作する。まず、光信号が光ファイバ１６を介して光信号入力ポート１１に入力されると、受光素子１２１はこの光信号を受光して電気信号に変換する。この電気信号はプリアンプ１２２で増幅され、さらにリミッティングアンプ１２３により増幅および２値化／波形整形が行われる。この電気信号に基づいて光源駆動素子１３１は発光素子１３２を駆動する。発光素子１３２からは、入力された光信号を調整した光信号が出力される。例えば、発光素子１３２は、受光素子１２１に入力された光信号のレベル１０μＷ〜５０μＷを、０．５ｍＷ〜１２ｍＷに調整（増幅）して出射することができる。発光素子１３２から出射された光信号は光分岐装置１４で２つに分岐され、それぞれ光信号出力ポート１５ａ、１５ｂを介して光ファイバ１７ａ、１７ｂに出力される。本実施例では、光分配器１０の入力ポート数を１つ、出力ポート数（分岐数）を２つにしているが、これに限定されることなく、入力ポート数は１以上、また出力ポート数は２以上とすることができる。
【００１６】
図２は、本発明に係る光分配器の他の実施例を示す図である。図示のように、光分配器２０は、光信号入力ポート２１と、光信号入力ポートに入力される光信号を電気信号に変換する受光装置２２と、この電気信号を波形整形する波形整形装置２９と、この電気信号を光信号に変換する発光装置２３と、変換された光信号を４つの光信号に分岐する光分岐装置２４と、分岐された光信号を出力する４つの光信号出力ポート２５ａ〜２５ｄとを備える。光信号入力ポート２１および光信号出力ポート２５ａ〜２５ｄは、それぞれ光ファイバ２６、２７ａ〜２７ｄとの接続用のコネクタを有する。受光装置２２は、フォトダイオードなどの受光素子２２１、プリアンプ２２２、およびポストアンプ２２３を有する。発光装置２３は、レーザーダイオードドライバなどの光源駆動素子２３１、およびレーザーダイオードなどの発光素子２３２を有する。光分岐装置２４の具体例については後述する。本実施例では、受光装置２２、波形整形装置２９、発光装置２３および光分岐装置２４がモジュール基板２８に配置されている。
【００１７】
光分配器２０は次のように動作する。まず、光信号が光ファイバ２６を介して光信号入力ポート２１に入力されると、受光素子２２１はこの光信号を受光して電気信号に変換する。この電気信号はプリアンプ２２２で増幅され、さらにポストアンプ２２３で増幅される。波形整形装置２９は、この電気信号についてクロックリタイミングおよび波形整形を行う。この場合の波形整形は、電気信号を２値化し、デューティを整えるものである。光源駆動素子２３１は、この電気信号に基づいて発光素子２３２を駆動する。発光素子２３２からは、入力された光信号を調整（増幅を含む）した光信号が出力される。発光素子２３２から出射された光信号は光分岐装置２４で４つに分岐され、それぞれ光信号出力ポート２５ａ〜２５ｄを介して光ファイバ２７ａ〜２７ｄに出力される。本実施例では、光分配器２０の入力ポート数を１つ、出力ポート数（分岐数）を４つにしているが、入力ポート数および出力ポート数はこれに限定されるものではない。
【００１８】
図３は、本発明に係る光分配器のさらに他の実施例を示す図である。上述の２つの実施例はいずれも、入力された光信号を一旦電気信号に変換し、この電気信号をさらに光信号に変換して出力する過程を有するものであるが、本実施例は光信号を直接増幅して出力するものである。図示のように、光分配器３０は、光信号入力ポート３１と、光信号入力ポートに入力される光信号を直接増幅する光増幅器３２と、増幅された光信号を２つの光信号に分岐する光分岐装置３４と、分岐された光信号を出力する２つの光信号出力ポート３５ａ、３５ｂとを備える。光信号入力ポート３１および光信号出力ポート３５ａ、３５ｂは、それぞれ光ファイバ３６、３７ａ、３７ｂとの接続用のコネクタを有する。光増幅器３２は、エルビウムドープ光ファイバ３２１および励起光伝送用光ファイバ３２２を有する。光分岐装置３４の具体例については後述する。本実施例では、光増幅器３２および光分岐装置３４がモジュール基板３８に配置されている。
【００１９】
光分配器３０は次のように動作する。まず、光信号が光ファイバ３６および光信号入力ポート３１を介してエルビウムドープ光ファイバ３２１に入力されると、エルビウムドープ光ファイバ３２１では励起光伝送用光ファイバ３２２から伝送される励起光によりポンピングされた状態で、光信号を誘導放出によって光増幅する。増幅された光信号は光分岐装置３４で２つに分岐され、それぞれ光信号出力ポート３５ａ、３５ｂを介して光ファイバ３７ａ、３７ｂに出力される。本実施例では、光増幅器３２としてエルビウムドープ光ファイバを用いたが、これに限定されるものではない。例えば、他の光ファイバ増幅器を用いることができ、また半導体レーザを用いた共振器型光増幅器等の半導体光増幅器を用いることもできる。また、本実施例では、光分配器３０の入力ポート数を１つ、出力ポート数（分岐数）を２つにしているが、入力ポート数および出力ポート数はこれに限定されるものではない。
【００２０】
図４（ａ）〜（ｄ）および図５（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ本発明に用いられる光分岐装置の具体例を示す図である。図４（ａ）、（ｂ）は２分岐で拡散部を有しない例、同図（ｃ）、（ｄ）は２分岐で拡散部を有する例、図５（ａ）、（ｂ）は２分岐の反射型の例、同図（ｃ）は４分岐の透過型の例、同図（ｄ）は３分岐の反射型の例をそれぞれ示す。
なお、拡散手段は、出願人が既に出願している特開平１０−１２３３５０号公報に記載の図６に示すように、透光性媒体内に光散乱体を散在させることによって実現することもできる。
【００２１】
図４（ａ）に示す光分岐装置４０ａは、一端に設けられた入射部４１ａに入射された光信号を他端に設けられた階段状の段差部に形成された２つの出射部４２ａ、４３ａから出力する透光性媒体４４ａを備える。入射部４１ａには、光ファイバ４５ａを介してまたは直接、前述の光分配器の発光素子または光増幅器から光信号が入射される。入射された光信号は、入射部４１ａに形成された４５度面を介して透光性媒体４４ａ内に導入され、その内面で反射しながら他端に設けられた階段状の段差部方向へ伝送される。この光信号は、出射部４２ａ、４３ａに形成された４５度面を介して２つの光ファイバ４６ａ、４７ａに分岐して伝送される。
【００２２】
図４（ｂ）に示す光分岐装置４０ｂは、一端に設けられた入射部４１ｂに入射された光信号を他端に設けられた出射部４２ｂのほぼ全体から出力する透光性媒体４３ｂを備える。入射部４１ｂには、光ファイバ４４ｂを介してまたは直接、前述の光分配器の発光素子または光増幅器から光信号が入射される。入射された光信号は、透光性媒体４３ｂの内面で反射しながら他端に設けられた出射部４２ｂ方向へ伝送される。この光信号は、出射部４２ｂを介して２つの光ファイバ４５ｂ、４６ｂに分岐して伝送される。
【００２３】
図４（ｃ）に示す光分岐装置４０ｃは、光を拡散する光拡散部４８ｃを備える以外は、図４（ａ）に示す光分岐装置４０ａと同様な構成である。この場合、光ファイバ４５ｃを介して入射された光信号は、入射部４１ｃに設けられた光拡散部４８ｃで拡散され、この拡散光が入射部４１ｃに形成された４５度面を介して透光性媒体４４ｃ内に導入され、その内面で反射しながら他端に設けられた階段状の段差部方向へ伝送される。この光信号は、出射部４２ｃ、４３ｃに形成された４５度面を介して２つの光ファイバ４６ｃ、４７ｃに分岐して伝送される。光拡散部４８ｃを備えることにより、２つの光ファイバ４６ｃ、４７ｃへ伝送される光信号の均一性を向上させることができる。
【００２４】
図４（ｄ）に示す光分岐装置４０ｄは、光を拡散する光拡散部４８ｄを備える以外は、図４（ｂ）に示す光分岐装置４０ｂと同様な構成である。この場合、光ファイバ４４ｄを介して入射された光信号は、入射部４１ｄに設けられた光拡散部４８ｄで拡散され、この拡散光が透光性媒体４３ｄの内面で反射しながら他端に設けられた出射部４２ｄ方向へ伝送される。この光信号は、出射部４２ｄを介して２つの光ファイバ４５ｄ、４６ｄに分岐して伝送される。光拡散部４８ｄを備えることにより、２つの光ファイバ４５ｄ、４６ｄへ伝送される光信号の均一性を向上させることができる。
【００２５】
図５（ａ）に示す光分岐装置５０ａは、一端に設けられた入射部５１ａに入射された光信号を他端に設けられた光反射部（または光反射拡散部）５２ａで反射（または反射拡散）させて、入射部と同じ一端に設けられた出射部５３ａのほぼ全体から出力する透光性媒体５４ａを備える。入射部５１ａには、光ファイバ５５ａを介してまたは直接、前述の光分配器の発光素子または光増幅器から光信号が入射される。入射された光信号は、透光性媒体５４ａ内を伝播し他端に設けられた光反射部（または光反射拡散部）５２ａで反射（または反射拡散）され、出射部５３ａ方向へ伝送される。この光信号は、出射部５３ａを介して２つの光ファイバ５６ａ、５７ａに分岐して伝送される。
【００２６】
図５（ｂ）に示す光分岐装置５０ｂは、一端に設けられた階段状の複数の段差部の１つに形成された入射部５１ｂに入射された光信号を他端に設けられた光反射部（または光反射拡散部）５２ｂで反射（または反射拡散）させて、前記階段状の複数の段差部に形成された複数の出射部５３ｂ、５４ｂから出力する透光性媒体５５ｂを備える。入射部５１ｂには、光ファイバ５６ｂを介してまたは直接、前述の光分配器の発光素子または光増幅器から光信号が入射される。入射部５１ｂの４５度面を介して入射された光信号は、透光性媒体５５ｂ内を伝播し他端に設けられた光反射部（または光反射拡散部）５２ｂで反射（または反射拡散）され、出射部５３ｂ、５４ｂ方向へ伝送される。この光信号は、出射部５３ｂ、５４ｂの４５度面を介して２つの光ファイバ５７ａ、５８ａに分岐して伝送される。
【００２７】
図５（ｃ）に示す光分岐装置５０ｃは、光分岐数が４つである以外は、図４（ｂ）に示す光分岐装置４０ｂと同様な構成である。入射部５１ｃには、光ファイバ５４ｃを介してまたは直接、前述の光分配器の発光素子または光増幅器から光信号が入射される。入射部５１ｃを介して入射された光信号は、透光性媒体５３ｃの内面で反射しながら他端に設けられた出射部５２ｃ方向へ伝送される。この光信号は、出射部５２ｃを介して４つの光ファイバ５５ｃ〜５８ｃに分岐して伝送される。
【００２８】
図５（ｄ）に示す光分岐装置５０ｄは、光分岐数が３つである以外は、図５（ｂ）に示す光分岐装置５０ｂと同様な構成である。入射部５１ｄには、光ファイバ５７ｄを介してまたは直接、前述の光分配器の発光素子または光増幅器から光信号が入射される。入射部５１ｄの４５度面を介して入射された光信号は、透光性媒体５６ｄ内を伝播し他端に設けられた光反射部（または光反射拡散部）５２ｄで反射（または反射拡散）され、出射部５３ｄ〜５５ｄ方向へ伝送される。この光信号は、出射部５３ｄ〜５５ｄの４５度面を介して３つの光ファイバ５８ｄ〜６０ｄに分岐して伝送される。
【００２９】
図６（ａ）、（ｂ）はそれぞれ光分岐装置と光ファイバとの接続方法の例を示す図である。
図６（ａ）は、図４（ａ）に示す光分岐装置４０ａを用いた場合の例である。本例では、透光性媒体４４ａは媒体保持部６１ａに保持されている。入射部４１ａおよび出射部４２ａ、４３ａに対応する部分には、それぞれ光ファイバ接続用のコネクタ６２ａ〜６４ａが設けられており、これらはコネクタ保持部６５ａに保持されている。入射部４１ａはコネクタ６２ａを用いて光ファイバ４５ａと光学的に結合され、出射部４２ａ、４３ａはコネクタ６３ａ、６４ａを用いてそれぞれ光ファイバ４６ａ、４７ａと光学的に結合される。
【００３０】
図６（ｂ）は、図４（ｄ）に示す光拡散部４８ｄを有する光分岐装置４０ｄを用いた場合の例である。本例では、透光性媒体４３ｄは媒体保持部６１ｂに保持されている。光信号の入射用の光ファイバ４４ｄおよび出射用の光ファイバ４５ｄ、４６ｄに対応する部分には、それぞれ光ファイバ接続用のコネクタ６２ｂ〜６４ｂが設けられており、これらはコネクタ保持部６５ｂに保持されている。入射用の光ファイバ４４ｄはコネクタ６２ｂを用いて光ファイバ６６ｂと光学的に結合され、出射用の光ファイバ４５ｄ、４６ｄはコネクタ６３ｂ、６４ｂを用いてそれぞれ光ファイバ６７ｂ、６８ｂと光学的に結合される。
図６（ａ）ならびに図６（ｂ）において、コネクタ６２ａから６４ａはコネクタ保持部６５ａに、コネクタ６２ｂから６４ｂはコネクタ保持部６５ｂに保持されているが、図６のように一体に保持せず、コネクタ６２ａから６４ａ、あるいはコネクタ６２ｂから６４ｂがそれぞれ個別に抜き差しできる構造であってもかまわない。あるいはコネクタのいくつかが一体で、いくつかが独立に抜き差しできる構造であってもかまわない。
以下、上述の光分配器を用いて構成した光分配システムの実施例について説明する。
【００３１】
図７は、本発明に係る光分配システムの一実施例を示す図である。本実施例は、例えば、ホテル等の建物内で、上述した１つの光信号入力ポートおよび２つの光信号出力ポートを有する光分配器（以下、２分岐リピータという）を複数用いて、映像出力装置から各階の各部屋に設けられた受像機に映像情報を含む信号を伝送する映像分配システムを示す。伝送される信号は、映像情報のほか、音声情報、制御情報、およびその他の信号を含むことができる。具体的には、例えばＴＭＤＳ（Transmission Minimized differential Signaling）信号を用いることができる。
【００３２】
本光分配システムは、上述の２分岐リピータ７１を光ファイバ７２を介して複数接続した２分岐リピータ群と、２分岐リピータ群の最上流に接続された２分岐リピータ７１ａに光ファイバ７２ａを介して光信号を送信する送信ユニット７３と、２分岐リピータ７１ａよりも下流に接続された１つまたは複数の２分岐リピータ７１ｂから光ファイバ７２ｂを介して光信号をそれぞれ受信する１つまたは複数の受信ユニット７４とを備える。送信ユニット７３には、映像出力装置７５が電気配線で接続されている。また、各受信ユニット７４には、受像機７６がそれぞれ電気配線で接続されている。本実施例では、複数の２分岐リピータ７１、７１ａ、７１ｂが、建物の１階（１Ｆ）〜４階（４Ｆ）の各階毎に枝分かれして配置されているが、本発明はこれに限定されず、平面的に配置されている場合も当然適用可能である。
【００３３】
本光分配システムでは、次のようにして各受像機に映像情報を含む信号が配信される。まず、映像出力装置７５から出力された電気信号は送信ユニット７３により光信号に変換される。この光信号は光ファイバ７２ａを介して最上流に接続された２分岐リピータ７１ａに送信される。２分岐リピータ７１ａでは、入力した光信号を所定レベルの光信号に調整（増幅を含む、以下同様）し、２つの出力ポートに分岐して出力する。次段以降の分岐リピータ７１（または７１ｂ）も同様に、入力した光信号を所定レベルの光信号に調整し、２つの出力ポートに分岐して出力する。これにより、分岐リピータ７１ｂの出力ポートに接続された受信ユニット７４には、建物内の設置位置に関係なく、所定レベルに調整された光信号が伝達される。これにより、各受信ユニット７４に接続されたそれぞれの受像機７６で正常な映像を見ることができる。
【００３４】
図８は、本発明に係る光分配システムの他の実施例を示す図である。本実施例は、図７の実施例における２分岐リピータ群の一部を、１つの光信号入力ポートおよび３つ以上の光信号出力ポートを有する光分配器（以下、ハブという）に代えた点以外は、図７の実施例と同様の構成である。
【００３５】
本光分配システムは、光ファイバ８２により縦列接続された複数の２分岐リピータ８１、８１ａおよび各２分岐リピータ８１、８１ａにそれぞれ接続された複数のハブ（ＨＵＢ）８７を備える。本実施例では、ハブ８７は、建物の１階（１Ｆ）〜４階（４Ｆ）の各階毎に配置されている。縦列接続された２分岐リピータの最上流の２分岐リピータ８１ａには、光ファイバ８２ａを介して光信号を送信する送信ユニット８３が接続される。各ハブ８７には、光ファイバ８２ｂを介して光信号をそれぞれ受信する受信ユニット８４が接続される。送信ユニット８３には、映像出力装置８５が電気配線で接続されている。また、各受信ユニット８４には、受像機８６がそれぞれ電気配線で接続されている。
【００３６】
本光分配システムでは、次のようにして各受像機に映像情報を含む信号が配信される。まず、映像出力装置８５から出力された電気信号は送信ユニット８３により光信号に変換される。この光信号は光ファイバ８２ａを介して最上流に接続された２分岐リピータ８１ａに送信される。２分岐リピータ８１ａでは、入力した光信号を所定レベルの光信号に調整（増幅を含む、以下同様）し、２つの出力ポートに分岐して出力する。２分岐リピータ８１ａの一方の出力ポートには、ハブが接続される。このハブは、入力した光信号を所定レベルの光信号に調整し、複数（この場合は４つ）の出力ポートに分岐して出力する。一方、２分岐リピータ８１ａの他方の出力ポートには、次段の２分岐リピータ８１が接続され、上記と同様にして、入力した光信号を所定レベルの光信号に調整し、２つの出力ポートに分岐して出力する。各出力ポートにはハブと次段の２分岐リピータ８１がそれぞれ接続される。この接続関係を各階で順次繰り返す。これにより、ハブ８７の出力ポートに光ファイバ８２ｂを介して接続された受信ユニット８４には、建物内の設置位置に関係なく、所定レベルに調整された光信号が伝達される。これにより、各受信ユニット８４に接続されたそれぞれの受像機８６で正常な映像を見ることができる。
【００３７】
以上の実施例では、映像情報を含む光信号を伝送する映像分配システムについて述べたが、本発明はこれに限定されることなく、他の光分配システムに適用することができる。
このように、本発明に係る光分配システムは、２分岐リピータやハブのような１入力多分岐の光分配器を複数用いて構成しているので、光ファイバによる配線が簡易となり、信号の高速伝送が可能な光システムを低コストで構築することができる。また、１入力多分岐の光分配器が、出力レベルを調整可能に構成されているので、その分岐数、接続数または設置場所に関わらず、ネットワークに接続される末端の装置にまで十分なレベルの光信号を伝送することができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、出力レベルを調整することができる光分配器およびそれを用いた光分配システムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光分配器の一実施例を示す図である。
【図２】本発明に係る光分配器の他の実施例を示す図である。
【図３】本発明に係る光分配器のさらに他の実施例を示す図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ本発明に用いられる光分岐装置の具体例を示す図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ本発明に用いられる光分岐装置の具体例を示す図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ光分岐装置と光ファイバとの接続方法の例を示す図である。
【図７】本発明に係る光分配システムの一実施例を示す図である。
【図８】本発明に係る光分配システムの他の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１０ 光分配器
１１ 光信号入力ポート
１２ 受光装置
１３ 発光装置
１４ 光分岐装置
１５ａ、１５ｂ 光信号出力ポート
１６、１７ａ、１７ｂ 光ファイバ
１８ モジュール基板
１２１ 受光素子
１２２ プリアンプ
１２３ リミッティングアンプ
１３１ 光源駆動素子
１３２ 発光素子
Claims (16)
- 光分配器を複数接続した光分配器群と、光分配器群の最上流に接続された光分配器に光信号を送信する送信ユニットと、最上流に接続された光分配器あるいはそれよりも下流に接続された１つまたは複数の光分配器から光信号をそれぞれ受信する１つまたは複数の受信ユニットとを備え、前記光分配器が少なくとも１つの光信号入力ポートと、光信号入力ポートに入力される光信号を電気信号に変換する受光装置と、電気信号を光信号に変換する発光装置と、変換された光信号を複数の光信号に分岐する光分岐装置と、分岐された光信号を出力する複数の光信号出力ポートと、前記受光装置、発光装置および光分岐装置を配置したモジュール基板とを備えたことを特徴とする光分配システム。
- 光分配器を複数接続した光分配器群と、光分配器群の最上流に接続された光分配器に光信号を送信する送信ユニットと、最上流に接続された光分配器あるいはそれよりも下流に接続された１つまたは複数の光分配器から光信号をそれぞれ受信する１つまたは複数の受信ユニットとを備え、前記光分配器が少なくとも１つの光信号入力ポートと、光信号入力ポートに入力される光信号を増幅する光増幅器と、増幅された光信号を複数の光信号に分岐する光分岐装置と、分岐された光信号を出力する複数の光信号出力ポートと、前記光増幅器および光分岐装置を配置したモジュール基板とを備えたことを特徴とする光分配システム。
- 光分岐装置が、一端に設けられた入射部に入射された光信号を他端に設けられた出射部のほぼ全体から出力する透光性媒体を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の光分配システム。
- 光分岐装置が、一端に設けられた入射部に入射された光信号を他端に設けられた階段状の段差部に形成された複数の出射部から出力する透光性媒体を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の光分配システム。
- 透光性媒体に光を拡散する光拡散手段が設けられたことを特徴とする請求項３または４記載の光分配システム。
- 光を拡散する光拡散部が、透光性媒体の入射部に設けられたことを特徴とする請求項３または４記載の光分配システム。
- 光分岐装置が、一端に設けられた入射部に入射された光信号を他端に設けられた光反射部で反射させて、入射部と同じ一端に設けられた出射部のほぼ全体から出力する透光性媒体を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の光分配システム。
- 光分岐装置が、一端に設けられた入射部に入射された光信号を他端に設けられた光反射部で反射させて、入射部と同じ一端に設けられた出射部から、出射し、その出射光量は、光分岐のほぼ全体から出力する透光性媒体を備え、前記入射光は透光性媒体に設けられた光拡散手段によって拡散されることを特徴とする請求項１または２記載の光分配システム。
- 光分岐装置が、一端に設けられた入射部に入射された光信号を他端に設けられた光反射拡散部で反射拡散させて、入射部と同じ一端に設けられた出射部のほぼ全体から出力する透光性媒体を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の光分配システム。
- 光分岐装置が、一端に設けられた階段状の複数の段差部の少なくとも１つに形成された入射部に入射された光信号を他端に設けられた光反射部で反射させて、前記階段状の複数の段差部に形成された複数の出射部から出力する透光性媒体を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の光分配システム。
- 光分岐装置が、一端に設けられた階段状の複数の段差部の少なくとも１つに形成された入射部に入射された光信号を他端に設けられた光反射部で反射させて、前記階段状の複数の段差部に形成された複数の出射部から出力する透光性媒体を備え、前記入射光は透光性媒体に設けられた光拡散手段によって拡散されることを特徴とする請求項１または２記載の光分配システム。
- 光分岐装置が、一端に設けられた階段状の複数の段差部の少なくとも１つに形成された入射部に入射された光信号を他端に設けられた光反射拡散部で反射拡散させて、前記階段状の複数の段差部に形成された複数の出射部から出力する透光性媒体を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の光分配システム。
- 光信号入力ポートおよび光信号出力ポートの少なくとも１つが、光ファイバ接続用のコネクタを有することを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の光分配システム。
- 光分配器群が、少なくとも１つの光信号入力ポートおよび２つの光信号出力ポートを有する複数の光分配器から構成されることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の光分配システム。
- 光分配器群が、少なくとも１つの光信号入力ポートおよび２つの光信号出力ポートを有する１つまたは複数の第１の光分配器と、少なくとも１つの光信号入力ポートおよび３つ以上の光信号出力ポートを有する１つまたは複数の第２の光分配器とから構成され、受信ユニットが第２の光分配器から光信号を受信することを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の光分配システム。
- 送信ユニットから送信される光信号が映像情報を含むことを特徴とする請求項１４または１５記載の光分配システム。
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