(57)【要約】【課題】  局を介すことなく、加入者同士の双方向通信を可能とし、かつ低損失な光通信網を提供する。【解決手段】  第１又は第２の光ポートからの入射光を第３及び第４の光ポートに分岐出射し、第３及び第４の光ポートからの入射光を第１及び第２の光ポートに分岐出射する４ポートの方向性光結合器を複数個相互接続してなる双方向光通信網であって、それぞれ第１の光ポートを全反射終端とした２個の方向性光結合器（２×２光カプラ１１５，１１６）の第２の光ポート同士を相互接続し、それら全反射終端を有する２個の方向性光結合器（２×２光カプラ１１５，１１６）のそれぞれ第３及び第４の光ポートに、無反射終端を有する方向性光結合器（２×２光カプラ１１１〜１１４）をツリー状に多段接続する。方向性光結合器の段数を従来よりも少なくすることができ、よってその分信号の減衰を低減できる。【選択図】  図１
2006262381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１又は第２の光ポートからの入射光を第３及び第４の光ポートに分岐出射し、第３又は第４の光ポートからの入射光を第１及び第２の光ポートに分岐出射する４ポートの方向性光結合器を複数個相互接続してなる双方向光通信網であって、
それぞれ第１の光ポートが全反射終端とされた２個の上記方向性光結合器の第２の光ポート同士が相互接続され、
それら全反射終端を有する２個の方向性光結合器のそれぞれ第３及び第４の光ポートに、無反射終端を有する上記方向性光結合器がツリー状に多段接続されてなることを特徴とする双方向光通信網。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は光ファイバを用いた光通信網に関し、特に複数の加入者同士で双方向の通信を行うことができる双方向光通信網に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２は現在、公衆通信で用いられている光通信網の概要を示したものであり、図中、１１は２×２光カプラを示し、１２は加入者を示す。また、１３は局（センター）を示す。
この例では複数の２×２光カプラ１１が多段に従属接続されてツリー形の光通信網が構成されており、頂点に位置する２×２光カプラ１１に局１３が接続され、末端に位置する２×２光カプラ１１に加入者１２がそれぞれ接続されている。
４ポートの方向性光結合器として用いられている２×２光カプラ１１は第１又は第２の光ポートからの入射光を第３及び第４の光ポートに分岐出射し、第３又は第４の光ポートからの入射光を第１及び第２の光ポートに分岐出射するもので、具体的には例えば２×２光ファイバカプラとされる。各２×２光カプラ１１の４つの光ポートのうちの１つ（第１光ポート）は無反射終端とされている。
【０００３】
このような光通信網はいわゆるＰＯＮ（Passive Optical Network）と呼ばれているもので、矢印２１で示したように局１３からの情報は２×２光カプラ１１をいくつか介して加入者１２に多分岐される。一方、加入者１２間の双方向通信は局１３を介すことによって行われ、即ちこの例では加入者１２同士の双方向通信は局１３を介さなければ実現できないものとなっている。
これに対し、局（センター）を介さないで加入者同士の双方向通信を可能とする双方向光通信網が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載されている双方向光通信網は図２と同様のツリー形光通信網において、双方向通信すべき（双方向通信を必要とする）複数の加入者をカバーして頂点に位置する１個の２×２光カプラが全反射膜付きの終端ポートを備えるように構成されたもので、例えば図３に示したような構成とされる。
【０００４】
図３は８加入者間での双方向通信を例として示したものであり、図中、８加入者を１２１〜１２８とし、ツリー形光通信網を構成する７個の２×２光カプラを１１１〜１１７とする。この例では８加入者１２１〜１２８をカバーして頂点に位置する２×２光カプラ１１７が全反射膜付きの終端ポートを備えるものとされる。図中、１４は２×２光カプラ１１７の第１光ポート１１７−１に配設された全反射膜を示す。
この図３に示した光通信網では例えば矢印２２で示したように加入者１２１から発信された情報は２×２光カプラ１１７の第１光ポート１１７−１の全反射膜１４によって全反射され、矢印２１で示したように折り返されて各加入者１２１〜１２８に発信される。同様に、他の加入者１２２〜１２８から発信された情報も全反射膜１４によって全反射されて各加入者１２１〜１２８に発信され、従って局を介すことなく、８加入者１２１〜１２８間で双方向通信を行えるものとなっている。なお、図２と同様、局がある場合には２×２光カプラ１１７の第２光ポート１１７−２の先に（上り方向に）局が存在することになる。
【０００５】
図３では８加入者間で双方向通信を行う場合を例に説明したが、この場合、２×２光カプラは３段７個使用することになる。なお、加入者数が多くなれば、それに応じて使用する２×２光カプラの段数と数量はさらに増える。
【特許文献１】特公平７−７７３６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述したような２×２光カプラを多段、従属接続してなるツリー形の光通信網では信号は１個の２×２光カプラを介する毎に半分に（３ｄＢ）減衰するため、２×２光カプラの段数の増加に伴い、損失が増大し、通信品質が劣化することになる。
例えば図３に示した双方向光通信網において、加入者１２１から加入者１２２へ通信を行う場合を例にとると、介する２×２光カプラは１１１，１１５，１１７＜全反射＞１１７，１１５，１１１となり、全部で６個の２×２光カプラを介することになり、この場合、信号は１８ｄＢも減衰することになる。
【０００７】
この発明の目的はこの問題に鑑み、局を使用せず、加入者同士の双方向通信を可能とするものであって、同じ加入者数で比較すると従来よりも方向性光結合器（２×２光カプラ）の段数を少なくすることができ、よって低損失とすることができる双方向光通信網を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明によれば、第１又は第２の光ポートからの入射光を第３及び第４の光ポートに分岐出射し、第３又は第４の光ポートからの入射光を第１及び第２の光ポートに分岐出射する４ポートの方向性光結合器を複数個相互接続してなる双方向光通信網は、それぞれ第１の光ポートが全反射終端とされた２個の方向性光結合器の第２の光ポート同士が相互接続され、それら全反射終端を有する２個の方向性光結合器のそれぞれ第３及び第４の光ポートに、無反射終端を有する方向性光結合器がツリー状に多段接続されてなるものとされる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明では上記構成を採用したことにより、局を介すことなく、加入者同士の双方向通信を行うことができ、かつ従来よりも使用する方向性光結合器の段数を少なくすることができるため、その分低損失化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
この発明の実施形態を図面を参照して実施例により説明する。
図１は図３に示した従来の双方向光通信網と同様、加入者を８加入者として、この発明の実施例を示したものであり、この例では方向性光結合器として６個の２×２光カプラ１１１〜１１６を使用するものとなっている。
６個の２×２光カプラ１１１〜１１６のうち、２個の２×２光カプラ１１５，１１６のそれぞれ第１の光ポート１１５−１，１１６−１には全反射膜１４が配置され、即ちこれら２個の２×２光カプラ１１５，１１６は全反射終端をそれぞれ有するものとされる。また、この例ではこれら２個の２×２光カプラ１１５，１１６の第２の光ポート１１５−２，１１６−２同士が互いに接続される。図１中、１５はその接続光ファイバを示す。
【００１１】
２×２光カプラ１１５，１１６の第３及び第４の光ポートには無反射終端を有する２×２光カプラ１１１〜１１４がそれぞれ接続され、それら２×２光カプラ１１１〜１１４の第３及び第４の光ポートに加入者１２１〜１２８がそれぞれ接続される。
この例では例えば矢印２２で示したように加入者１２１から発信された情報は２×２光カプラ１１５の第１及び第２の光ポート１１５−１，１１５−２に至り、一方は全反射膜１４によって全反射され、他方は光ファイバ１５を介して２×２光カプラ１１６の第２の光ポート１１６−２に至る。全反射膜１４で全反射された情報は矢印２１で示したように加入者１２１〜１２４に発信され、また２×２光カプラ１１６に至った情報も矢印２１で示したように加入者１２５〜１２８に発信される。従って、加入者１２１から発信された情報は全ての加入者１２１〜１２８に発信されるものとなっており、同様に他の加入者１２２〜１２８から発信された情報も各加入者１２１〜１２８に発信され、８加入者１２１〜１２８間で双方向通信を行えるものとなっている。
【００１２】
この図１に示した双方向光通信網において、例えば加入者１２１から加入者１２２へ通信する場合の信号損失を計算すると、介する２×２光カプラは１１１，１１５＜全反射＞１１５，１１１の４個となるため、損失は１２ｄＢとなる。一方、加入者１２１から例えば加入者１２８へ通信する場合の信号損失を計算すると、介する２×２光カプラは１１１，１１５，１１６，１１４となって同様に４個となり、よって損失も同じ１２ｄＢとなる。
つまり、この例では図３に示した従来の双方向光通信網と同様、８加入者１２１〜１２８間の双方向通信を可能とする構成において、加入者１２１〜１２８間の通信における損失は１２ｄＢとなっており、よって従来の損失が１８ｄＢであったことと比較すると、損失を６ｄＢも小さくすることができ、低損失化を図ることができる。
【００１３】
なお、図１に示した構成において、全反射膜１４には例えば誘電体多層膜が用いられ、第１光ポート１１５−１，１１６−１より延びる光ファイバの垂直切断面に使用波長のすべてにわたって全反射特性を有する誘電体多層膜をそれぞれ成膜形成することによって配置される。
ここで、図１に示した双方向光通信網を試作して信号損失を実際に測定した結果について説明する。
光波長１．３μｍ用のコア径１０μｍ、クラッド径１２５μｍのシングルモード光ファイバと、そのシングルモード光ファイバを用いて作製した融着延伸型の２×２光カプラ（光ファイバカプラ）１１１〜１１６を使用した。全反射膜１４として光波長１．３μｍで反射率１００％の誘電体多層膜を光ファイバ端面に形成した。各２×２光カプラ１１１〜１１６間を接続する光ファイバの長さはすべて１０ｃｍ程度とした。
【００１４】
損失の測定は加入者１２１から全加入者１２１〜１２８へ通信を行う場合について行った。実測の結果を以下に示す。
加入者１２１ → 加入者１２１の損失 ： １２．４２ｄＢ
→ 加入者１２２の損失 ： １２．４７ｄＢ
→ 加入者１２３の損失 ： １２．３４ｄＢ
→ 加入者１２４の損失 ： １２．４２ｄＢ
→ 加入者１２５の損失 ： １２．３４ｄＢ
→ 加入者１２６の損失 ： １２．３１ｄＢ
→ 加入者１２７の損失 ： １２．３５ｄＢ
→ 加入者１２８の損失 ： １２．３１ｄＢ
上記の通り、損失は理論値とほぼ一致しており、この発明の実現性が実証できた。ここで、理論値１２ｄＢより少し損失が大きいのは、２×２光カプラ自体の過剰損失と２×２光カプラ同士を接続した際に発生した接続損失が含まれているためである。
【００１５】
以上、８加入者間で双方向通信を行う場合を例に説明したが、加入者数がさらに多くなれば、全反射終端をそれぞれ有し、かつ相互接続された２個の２×２光カプラをそれぞれ頂点として２×２光カプラをツリー状に多段、従属接続すればよく、言い換えればこの発明は複数の２×２光カプラを多段、従属接続して２つのツリー形光通信網を構成し、それら２つのツリー形光通信網の頂点に位置する２個の２×２光カプラ同士を接続すると共に、それらがそれぞれ全反射終端を有するものとなっている。
このような構成としたことにより、この発明では図３に例示して説明した従来例と比較して、同じ加入者数であっても加入者同士の双方向通信において使用する２×２光カプラの段数を２段少なくすることができ、よって信号損失を６ｄＢ低減することができる。
【００１６】
なお、方向性光結合器として用いる２×２光カプラは具体的には２×２光ファイバカプラを用いるのが好ましいが、これに限らず、例えば基板型光導波路を用いる構成のものであってもよい。
上述したような双方向光通信網は例えば航空機において搭載される複数のＩＭＥ（Inertial Measurement Equipment：慣性計測装置）、オートパイロット装置、航法に必要な各種制御部等を相互に接続する航空機制御用のデータバス等に用いることができる。
なお、ＣＡＴＶ網等のネットワークに用いることもでき、この場合、ネットワークに必要なセンター（局）は任意の加入者の位置に位置され、つまり２つのツリー形光通信網の末端のいずれかの位置に接続される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明による双方向光通信網の一実施例を示す図。
【図２】光通信網の一般的な構成例を示す図。
【図３】局を介さない双方向光通信網の従来構成例を示す図。
【図１】
2006262381.tif 000003
【図２】
2006262381.tif 000004
【図３】
2006262381.tif 000005