(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチモード光ファイバに向けて光信号を送信する光送信器であって、
発光素子と、
前記発光素子を搭載する素子搭載基板と、
一端側に外部インターフェースと接続される電極端子を設けた本体基板と、
内部に前記素子搭載基板と前記本体基板が設置され、前記本体基板が固定されるハウジングと、
前記素子搭載基板と前記本体基板の他端側とを接続するフレキシブル基板と、
前記発光素子の光軸を前記マルチモード光ファイバの光軸に対して交差する方向に相対的に任意量にて移動させる調整機構とを備え、
前記調整機構は、前記本体基板と前記素子搭載基板の間の距離を調整するアクチュエータを有する、
光送信器。
【請求項２】
前記アクチュエータは、前記本体基板に固定される本体と、前記本体から延びており前記素子搭載基板に固定される可動ロッドとを有し、
前記可動ロッドは、軸線方向にて往復動可能である、
請求項１に記載の光送信器。
【請求項３】
マルチモード光ファイバに向けて光信号を送信する光送信器であって、発光素子と、前記発光素子の光軸を前記マルチモード光ファイバの光軸に対して交差する方向に相対的に任意量にて移動させる調整機構とを備える光送信器とともに用いられるネットワーク機器であって、
検査信号を生成する検査信号生成部と、
前記マルチモード光ファイバを伝搬した後の前記検査信号の状態を検出する検査信号状態検出部と、
前記検査信号状態検出部によって検出された前記検査信号の状態に基づいて、前記調整機構の操作量を決定する調整機構操作量決定部と、
前記調整機構操作量決定部によって決定された操作量に基づいて、前記調整機構を駆動する調整機構駆動部と
を備えるネットワーク機器。
【請求項４】
前記検査信号状態検出部は、前記検査信号の状態として、前記検査信号の符号誤り率及びアイ開口率のうち一方を検出する、請求項３に記載のネットワーク機器。
【請求項５】
前記検査信号生成部は、自局宛の検査信号を生成する、
請求項３又は４に記載のネットワーク機器。
【請求項６】
前記光送信器が接続される送受信ポートと、
前記送受信ポートに接続され、ＯＳＩ参照モデルにおける物理層でのデータ処理を行うＰＨＹ−ＬＳＩとを備え、
前記ＰＨＹ−ＬＳＩは、前記検査信号状態検出部を有する、
請求項３乃至５のいずれか１項に記載のネットワーク機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は軸ずれ量調整機能を有する光送信器、該光送信器とともに用いられるネットワーク機器、及び、該光送信器の軸ずれ量調整システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばイーサネット（登録商標）等のネットワークシステムでは、伝送媒体として、メタル線の外に、光ファイバも用いられている。
光ファイバを用いる場合、電気信号を光信号に変換する光送信器が用いられる。光送信器は発光素子を有し、発光素子は、光ファイバに向けて光信号を出射する。
【０００３】
光ファイバには、大別してＳＭＦ（シングルモード光ファイバ）とＭＭＦ（マルチモード光ファイバ）がある。ＭＭＦにおいては、光信号が複数のモードにて伝搬するが、ＭＭＦの有するモード分散によって、光信号が劣化してしまう。
そこで例えば特許文献１には、偏心キャピラリを用いて、ＳＭＦの光軸とＭＭＦの光軸をずらした状態で、ＳＭＦとＭＭＦを突き合わせて接続したモードコンディショナ付き光送信器が記載されている。このモードコンディショナ付き光送信器によれば、ＭＭＦのモード分散による光信号の劣化が低減される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１４７３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＭＭＦの屈折率分布は、仕様が異なる場合は勿論、同じ仕様であっても個体毎に異なる。よって、モード分散の影響を最小に抑制することができる軸ずれ量は、使用するＭＭＦ毎に異なる。このため、使用するＭＭＦに対応して、ＭＭＦに入射する光の光軸とＭＭＦの光軸の軸ずれ量を任意に調整できることが望ましい。
【０００６】
しかしながら、特許文献１が開示するモードコンディショナ付き光送信器では、ＳＭＦの光軸とＭＭＦの光軸の軸ずれ量は、偏心キャピラリの構造、ＳＭＦにおけるコアの位置、又は、ＳＭＦの出射端面の傾きにより、一意に決定される。このため、このモードコンディショナ付き光送信器にあっては、一度組み立てられた後に、軸ずれ量を調整することはできない。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされ、その目的とするところは、ＭＭＦの光軸と発光素子の光軸の軸ずれ量が可変であり、軸ずれ量の調整によりＭＭＦでの光信号の劣化が抑制される光送信器、該光送信器とともに用いられるネットワーク機器、及び、該光送信器の軸ずれ量調整システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の一態様によれば、マルチモード光ファイバに向けて光信号を送信する光送信器であって、発光素子と、前記発光素子の光軸を前記マルチモード光ファイバの光軸に対して交差する方向に相対的に任意量にて移動させる調整機構とを備える光送信器が提供される。
【０００９】
また、本発明の一態様によれば、マルチモード光ファイバに向けて光信号を送信する光送信器であって、発光素子と、前記発光素子の光軸を前記マルチモード光ファイバの光軸に対して交差する方向に相対的に任意量にて移動させる調整機構とを備える光送信器とともに用いられるネットワーク機器であって、検査信号を生成する検査信号生成部と、前記マルチモード光ファイバを伝搬した後の前記検査信号の状態を検出する検査信号状態検出部と、前記検査信号状態検出部によって検出された前記検査信号の状態に基づいて、前記調整機構の操作量を決定する調整機構操作量決定部と、前記調整機構操作量決定部によって決定された操作量に基づいて、前記調整機構を駆動する調整機構駆動部とを備えるネットワーク機器が提供される。
【００１０】
更に、本発明の一態様によれば、マルチモード光ファイバに向けて光信号を送信する光送信器であって、発光素子と、前記発光素子の光軸を前記マルチモード光ファイバの光軸に対して交差する方向に相対的に任意量にて移動させる調整機構とを備える光送信器の軸ずれ量調整システムであって、検査信号を生成する検査信号生成部と、前記マルチモード光ファイバを伝搬した後の前記検査信号の状態を検出する検査信号状態検出部と、前記検査信号状態検出部によって検出された前記検査信号の状態に基づいて、前記調整機構の操作量を決定する調整機構操作量決定部と、前記調整機構操作量決定部によって決定された操作量に基づいて、前記調整機構を駆動する調整機構駆動部とを備える光送信器の軸ずれ量調整システムが提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ＭＭＦの光軸と発光素子の光軸の軸ずれ量が可変であり、軸ずれ量の調整によりＭＭＦでの光信号の劣化が抑制される光送信器、該光送信器とともに用いられるネットワーク機器、及び、該光送信器の軸ずれ量調整システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態の軸ずれ量調整システムの外観を概略的に示す斜視図である。
【図２】図１の軸ずれ量調整システムの構成を概略的に示すブロック図である。
【図３】図１中の光送信器の概略的な構成を示す縦断面図である。
【図４】図３中の領域ＩＶの拡大図である。
【図５】第２実施形態の軸ずれ量調整システムの外観を概略的に示す斜視図である。
【図６】図５の軸ずれ量調整システムの構成を概略的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態に係る、軸ずれ量調整システム１の外観を概略的に示す斜視図である、軸ずれ量調整システム１は、軸ずれ量調整機能付きの光送信器１０における、軸ずれ量調整のために使用される。
光送信器１０は、光ケーブル１２の一端に取り付けられ、光ケーブル１２の他端には光受信器１４が取り付けられている。光送信器１０、光受信器１４及び光ケーブル１２は、１つの光アクティブケーブル１６を構成している。
【００１４】
なお、光アクティブケーブル１６は、実際には、双方向での通信を可能とすべく、光ケーブル１２の両端にそれぞれ、送信機能と受信機能を有する光トランシーバ１０，１４が取り付けられている。本実施形態の説明では、簡略化のため、光トランシーバ１０を光送信器１０として送信機能に限定して説明し、光トランシーバ１４を光受信器１４として受信機能に限定して説明する。
光トランシーバ１０の受信機能を実現するための構成は、光受信器１４と同様に、公知の構成を用いることができる。光トランシーバ１４の送信機能を実現するための構成は、光送信器１０の送信機能を実現するための構成と同じ構成を用いることができる。
【００１５】
軸ずれ量調整システム１において、光送信器１０は、軸ずれ量調整機能対応の例えばスイッチングハブ（フレーム中継装置）１８の送受信ポート２０に接続される。そして、光受信器１４は、軸ずれ量調整装置２２の受信ポート２４に接続される。
また、スイッチングハブ１８及び軸ずれ量調整装置２２は、外部インターフェース２６，２８として、例えばＲＳ２３２Ｃポートをそれぞれ有し、通信ケーブル３０としてのＲＳ２３２Ｃケーブルによって相互に接続される。
【００１６】
図２は、光送信器１０とともに軸ずれ量調整システム１の概略的な構成を示すブロック図である。
光送信器１０は、例えばＬＤ（レーザダイオード）からなる発光素子３２、発光素子３２を駆動するための発光素子駆動回路３４、及び、発光素子３２を移動させるためのアクチュエータ３６を有する。
【００１７】
〔スイッチングハブ〕
スイッチングハブ１８では、送受信ポート２０がＰＨＹ−ＬＳＩ（大規模集積回路）４０に接続されている。ＰＨＹ−ＬＳＩ４０は、ＯＳＩ（Ｏｐｅｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）参照モデルにおける物理層でのデータ処理を担当する。
【００１８】
ＰＨＹ−ＬＳＩ４０は、ＭＡＣ−ＬＳＩ４２に接続され、ＭＡＣ−ＬＳＩ４２は、ＯＳＩ参照モデルにおけるデータリンク層でのデータ処理を担当する。すなわちＭＡＣ−ＬＳＩ４２は、メモリ４４と協働して、フレームの転送処理を担当する。
【００１９】
また、スイッチングハブ１８は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）４６を有し、ＣＰＵ４６は、機能としてみたとき、検査信号生成部４８を有する。検査信号生成部４８は、例えば外部からの命令をトリガとして、軸ずれ量の調整に用いられる検査信号としての電気的な論理信号を生成する。ＰＨＹ−ＬＳＩ４０は、検査信号生成部４８が生成した論理信号を符号化してからパルス信号に変換し、発光素子駆動回路３４はパルス信号に基づいて発光素子３２を駆動する。これにより発光素子３２は、検査信号としてのパルス信号を出射する。
【００２０】
更に、スイッチングハブ１８は、外部インターフェース２６に接続されたアクチュエータ駆動部５０を有する。アクチュエータ駆動部５０は、送受信ポート２０を通じて、光送信器１０のアクチュエータ３６に接続されており、アクチュエータ３６の動作の制御を担当する。
【００２１】
〔軸ずれ量調整装置〕
軸ずれ量調整装置２２は、受信ポート２４に接続された検査信号状態検出部５２を有する。検査信号状態検出部５２は、パルス信号を受信すると、符号誤り率を検出する。
また、軸ずれ量調整装置２２は、アクチュエータ操作量決定部５４を有する。アクチュエータ操作量決定部５４は、検査信号状態検出部５２によって検出された符号誤り率に基づいて、アクチュエータ３６の操作量を決定する。
【００２２】
アクチュエータ操作量決定部５４によって決定されたアクチュエータ３６の操作量は、外部インターフェース２８及び通信ケーブル３０を通じて、スイッチングハブ１８の外部インターフェース２６に入力される。スイッチングハブ１８のアクチュエータ駆動部５０は、アクチュエータ操作量決定部５４によって決定された操作量に基づいて、アクチュエータ３６を動作させる。
例えば、軸ずれ量調整装置２２は、アクチュエータ３６を段階的に動作させ、各段階で符号誤り率を検出し、符号誤り率が最小になる操作量（最適操作量）を決定する。そして、最適操作量の決定後、アクチュエータ駆動部５０は、アクチュエータ３６の操作量を最適操作量に固定する。
【００２３】
〔光送信器〕
図３は、光送信器１０の概略的な構成を示す縦断面図である。
光送信器１０は、例えば、金属製のハウジング６０を有し、ハウジング６０は、相互に分離可能な第１ケース６２及び第２ケース６４からなる。ハウジング６０の端部には、ゴム製のブーツ６６が嵌められ、ブーツ６６を通じて、光ケーブル１２の芯線であるＭＭＦ（マルチモード光ファイバ）６８がハウジング６０内まで延びている。ＭＭＦ６８の先端部は、例えばセラミック製のガイド部材７０によって保持されている。
【００２４】
一方、ハウジング６０内には、リジッドな回路基板（本体基板）７２が設置されている。ハウジング６０は、ブーツ６６とは反対側に開口端を有し、ハウジング６０の開口端内に、回路基板７２の一端部が位置付けられている。回路基板７２の一端部には、図示しないけれども、送受信ポート２０と接続される電極端子が設けられている。
【００２５】
本体基板７２の他端側は、図４に拡大して示したように、可撓性を有するＦＰＣ基板（フレキシブルプリント回路基板）７４の一端側に接続され、ＦＰＣ基板７４の他端側は、リジッドな回路基板（素子搭載基板）７６に接続されている。
また、本体基板７２の他端側には、アクチュエータ３６の本体７８が固定されている。アクチュエータ３６の本体７８からは、可動ロッド８０が延びており、可動ロッド８０の先端部は、素子搭載基板７６に固定されている。可動ロッド８０は、可動ロッド８０の軸線方向にて往復動可能であり、これにより、本体基板７２に対し、素子搭載基板７６は接近又は離間する。つまり本体基板７２は固定基板であり、素子搭載基板７６は可動基板である。
なお、アクチュエータ３６は、例えば電磁ソレノイド式であり、本体７８に供給される電力に応じて、可動ロッド８０の位置が変化する。
【００２６】
素子搭載基板７６には、例えばＬＤ（レーザダイオード）からなる発光素子３２、及び、発光素子駆動回路３４を構成するＩＣチップ８４が実装されている。ＩＣチップ８４は、発光素子３２に電気的に接続されるとともに、ＦＰＣ基板７４を介して、本体基板７２の電極端子に電気的に接続されている。
発光素子３２は例えば、面発光素子であり、素子搭載基板７６とは反対側に発光面を有する。従って、発光素子３２は、素子搭載基板７６に対し垂直な光軸８６を有する。
【００２７】
また、素子搭載基板７６には発光素子３２の光軸上にレンズ８８を有するレンズ部材が実装されている。そして、レンズ８８を介して発光素子３２と対向するように、ＭＭＦ６８の端面が配置されている。
従って、ＭＭＦ６８のコア９０の中央から延びるＭＭＦ６８の光軸９２は、発光素子３２の光軸８６と平行である。そして、アクチュエータ３６の可動ロッド８０の位置、即ち、アクチュエータ３６の操作量によって、発光素子３２の光軸８６とＭＭＦ６８の光軸９２との間における、これら光軸８６，９２と交差する方向、具体的には直交する方向での軸ずれ量が決定される。
つまり、アクチュエータ３６は、発光素子３２の光軸８６をコア９０の光軸９２に対し、これら光軸８６，９２と交差する方向に相対的に任意量にて変位させる調整機構を構成している。
【００２８】
上述した第１実施形態の軸ずれ量調整システム１によれば、光送信器１０の組み立て後において、任意の時期に、符号誤り率を指標として、発光素子３２の光軸８６とＭＭＦ６８の光軸９２との間における軸ずれ量を調整可能である。このため、ＭＭＦ６８の屈折率分布の仕様や個体差に応じて、軸ずれ量を最適な値に設定することが可能である。
【００２９】
そして、軸ずれ量が最適化された光送信器１０によれば、ＭＭＦ６８のモード分散の影響が最小に抑制され、ＭＭＦ６８での光信号の劣化が抑制される。このため、この光送信器１０によれば、例えば、ＭＭＦ６８の長さが１００ｍ程度であっても、１０Ｇｂｐｓを超える伝送レートで安定に通信を行うことができる。
【００３０】
〔第２実施形態〕
図５は、第２実施形態に係る軸ずれ量調整システム１００の外観を概略的に示す斜視図である。なお、第１実施形態と共通の機能を有する部分に関しては、同一の符号を付して説明を省略する。
軸ずれ量調整システム１００においては、２つのスイッチングハブ１０２が、１本の光アクティブケーブル１６を用いて接続されている。
【００３１】
図６は、軸ずれ量調整システム１００の概略的な構成を示すブロック図である。
光アクティブケーブル１６は、光ケーブル１２の両端にそれぞれ、送信機能と受信機能を有する光トランシーバ１０，１４が取り付けられて、構成される。光トランシーバ１０は、光送信機能を実現する光送信器１０−１と、光受信機能を実現する光受信器１０−２とを有する。光トランシーバ１４は、光送信機能を実現する光送信器１４−１と、光受信機能を実現する光受信器１４−２とを有する。
【００３２】
光送信器１０−１と光受信器１４−２とは、光ケーブル１２を介して接続されている。同様に、光受信器１０−２と光送信器１４−１とは、光ケーブル１２を介して接続されている。光送信器１０−１，１４−１は、第１実施形態の光送信器１０と同様の構成を有する。
【００３３】
スイッチングハブ１０２の検査信号生成部４８は、自局宛の検査信号を生成する。スイッチングハブ１０２のＰＨＹ−ＬＳＩ４０は検査信号状態検出部１０４を有し、検査信号状態検出部１０４は、対向するスイッチングハブ１０２から返信された検査信号の状態、則ち符号誤り率を検出する。
【００３４】
スイッチングハブ１０２のＣＰＵ４６は、機能でみたとき、アクチュエータ操作量決定部１０６を有し、アクチュエータ操作量決定部１０６は、検査信号状態検出部１０４によって検出された符号誤り率に基づいて、アクチュエータ３６の操作量を決定する。そして、アクチュエータ駆動部５０は、アクチュエータ操作量決定部１０６によって決定された操作量に基づいて、アクチュエータ５０を駆動する。
【００３５】
第２実施形態に係る軸ずれ量調整システム１００においても、光送信器１０−１，１４−１の組み立て後において、任意の時期に、符号誤り率を指標として、発光素子３２の光軸８６とＭＭＦ６８の光軸９２との間における軸ずれ量を調整可能である。このため、ＭＭＦ６８の屈折率分布の仕様や個体差に応じて、軸ずれ量を最適な値に設定することが可能である。
【００３６】
また、第２実施形態に係る軸ずれ量調整システム１００によれば、スイッチングハブ１０２及び光送信器１０−１，１４−１は、独立した軸ずれ量調整装置２２を必要としない。このため、スイッチングハブ１０２及び光送信器１０−１，１４−１を運用中のネットワークに適用した後でも、任意の時期に、軸ずれ量を最適な値に設定することが可能である。つまり、軸ずれ量調整システム１００によれば、ネットワークを停止させることなく、ネットワーク中の光送信器１０−１，１４−１の軸ずれ量を調整可能である。
【００３７】
本発明は、上述した第１実施形態及び第２実施形態に限定されることはなく、これら実施形態に変更を加えた形態も含む。
例えば、光送信器１０のアクチュエータ３６は、光軸８６と直交する方向、即ち、コア９０の半径方向にのみ往復動可能であったが、更に、コア９０と発光素子３２との間の距離を調整するために、コア９０の軸線方向に往復動可能なアクチュエータを設けてもよい。
また、アクチュエータ３６の本体７８は、本体基板７２に固定されていたが、ハウジング６０に固定されていてもよい。
【００３８】
そして、光送信器１０においては、ＭＭＦ６８の先端部が取り外し不能に固定されていたが、ＭＴ（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｌｙ  Ｔｒａｎｓｆｅｒａｂｌｅ）フェルール等を用いて、ＭＭＦ６８の先端部を脱着可能にしてもよい。
また、光送信器１０では、発光素子３２とコア９０の間にレンズ８８が介挿されていたが、発光素子３２とコア９０の距離に応じて、レンズ８８を省略してもよい。
【００３９】
上述した第１実施形態及び第２実施形態では、光送信器１０，１０−１，１４−１は、スイッチングハブ１８，１０２と別体であったけれども、スイッチングハブ１８，１０２に一体に内蔵されていてもよい。
あるいは、光送信器１０が、検査信号生成部、検査信号状態検出部、アクチュエータ操作量決定部及びアクチュエータ駆動部のうち一つ以上を内蔵していてもよい。
【００４０】
一方、上述した第１実施形態及び第２実施形態では、検査信号状態検出部５２，１０４が、検査信号の状態として、符号誤り率を検出したけれども、他の状態を検出してもよい。例えば、検査信号状態検出部５２，１０４は、検査信号のアイ開口率を検出してもよい。
【００４１】
この場合、アクチュエータ操作量決定部５４，１０６は、アイ開口率に基づいて操作量を決定し、アクチュエータ駆動部５０は、決定された操作量に基づいてアクチュエータ３６を駆動する。そして、検査信号生成部４８は、アイ開口率を測定するための検査信号を生成する。
【００４２】
また、上述した第２実施形態の軸ずれ量調整システム１００においては、アクチュエータ３６の軸ずれ量を調整しようとしているスイッチングハブ１０２が、検査信号を対向するスイッチングハブ１０２宛に送信し、対向するスイッチングハブ１０２において、アクチュエータ３６の操作量を決定してもよい。
【００４３】
この場合、対向するスイッチングハブ１０２は、決定した操作量を情報として含むフレーム（操作量信号）を生成して、検査信号を送ってきたスイッチングハブ１０２に向けて返信する。そして、操作量信号を受信したスイッチングハブ１０２のアクチュエータ駆動部５０は、操作量信号に基づいてアクチュエータ３６を駆動する。
最後に、光送信器１０が適用されるネットワーク機器は、スイッチングハブに限定されることはなく、ルータやメディアコンバータ等であってもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１，１００      軸ずれ量調整システム
１０            光送信器
１８，１０２    スイッチングハブ（ネットワーク機器）
２２            軸ずれ量調整装置
３２            発光素子
３６            アクチュエータ（調整機構）
４８            検査信号生成部
５０            アクチュエータ駆動部（調整機構駆動部）
５２            検査信号状態検出部
５４            アクチュエータ操作量決定部（調整機構操作量決定部）
６８            ＭＭＦ
７２            本体基板
７４            ＦＰＣ基板（フレキシブル基板）
７６            素子搭載基板
８６            発光素子の光軸
９２            ＭＭＦの光軸
【図１】
0005549609.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005549609.tif 000004
【図４】
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【図５】
0005549609.tif 000006
【図６】
0005549609.tif 000007