(57)【要約】【課題】ＭＭＦを用いた光伝送においてモード分散を抑圧して高速化と伝送距離拡大を可能にする。【解決手段】円錐面を対向させて配置した２つのアキシコンレンズ２６，２８を用いたモード選択素子２０により低次モードを除去することによって、モード分散を抑圧し、高速化と伝送距離拡大を可能にする。品質評価部２２においてアイ開口度、ビット誤り率などの受信品質を評価し、それが良好となるように制御部２４およびアクチュエータ３０によりアキシコンレンズ間の距離を制御することにより、モード分散を一層抑圧することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチモードファイバからの光のうち高次モードの光を優先的に透過させるモード選択素子と、
該モード選択素子を透過した光信号を電気信号に変換する受光素子とを具備し、
前記モード選択素子は、光軸が一致し円錐面が対向するように配置された２つのアキシコンレンズを含む光受信器。
【請求項２】
前記２つのアキシコンレンズは、円錐状の端面を有し、該円錐状の端面が対向するように配置された２つのファイバチップにより実現される請求項１記載の光受信器。
【請求項３】
前記受光素子から出力される電気信号の品質を評価する品質評価部と、
該品質評価部の評価がより良好になるように前記２つのアキシコンレンズの間の距離を制御する距離制御部とをさらに具備する請求項１記載の光受信器。
【請求項４】
円錐状の端面を有し、該円錐状の端面が対向するように配置された２つのファイバチップと、
該２つのファイバチップの他端にそれぞれ結合された２つのマルチモードファイバ用コネクタとを具備するモード選択用接続部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマルチモードファイバ（ＭＭＦ）を伝送路とした高速光伝送に適した光受信器、および、そのような光受信器に接続されるに適した接続部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のＦＴＴＨ（Fiber to The Home）やＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）など数〜１００Mbit／ｓ程度の帯域を持った高速アクセス網や、波長多重技術を用いた超大容量な光基幹網などのテレコム（遠隔通信）系での光通信システムが大きく発展している。一方、データコム（データ通信）系として、ギガビット・イーサによる高速データ伝送が普及し、現在では、１０ギガビット・イーサの需要が高まってきている。さらに、（個々のマシンのリソースが複数のマシンで共有される）ストレージ系では、ギガビットのファイバ・チャネルから、２，４，８ギガビットへの高速化が検討されている。しかしながら、テレコム系とは異なり、ストレージ系においては、１０ギガ・イーサや、ファイバ・チャネルにおいて、シングルモード・ファイバ（ＳＭＦ）とともに、マルチモード・ファイバ（ＭＭＦ）も使用されている。ＭＭＦの伝送距離は、数１０ｍから３００ｍ程度である。テレコム系では、ＳＭＦを用いて１０Gb／ｓの高速信号を数１０km以上の長距離で伝送する技術が発展してきたが、ＭＭＦでの高速伝送技術には適用できない。従って、ＭＭＦを用いて、１０Gb／ｓの信号を数百ｍ伝送させる技術が重要となっている。
【０００３】
図１に、従来技術による光受信器の構成例を示す。光受信器１０は、ＭＭＦ１２からの光信号をレンズ１４で受光素子１６に集光し、受光素子１６で電気信号に変換し、プリアンプ１８で電気信号を増幅し、電気信号を出力するものである。
【０００４】
図１の構成では、ＭＭＦ１２のモード分散により信号帯域が制限されている。一般的なＭＭＦでは、５００MHz・km程度の特性を有しており、３００ｍ伝送では、１．７GHz程度の帯域になるので、３Gb／ｓ程度の速度しか伝送できない。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１４５７５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、ＭＭＦ伝送において、モード分散を抑圧して、高速化と伝送距離を拡大することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、マルチモードファイバからの光のうち高次モードの光を優先的に透過させるモード選択素子と、該モード選択素子を透過した光信号を電気信号に変換する受光素子とを具備し、前記モード選択素子は、例えば、光軸が一致し円錐面が対向するように配置された２つのアキシコンレンズを含む光受信器が提供される。
【０００８】
モード選択素子により低次モードを除去し、高次モードを優先的に透過させることで、モード分散を抑圧して高速化および伝送距離の拡大が可能になる。
【０００９】
前記２つのアキシコンレンズは、円錐状の端面を有し、該円錐状の端面が対向するように配置された２つのファイバチップにより実現することも可能である。
【００１０】
低次モードの光はエネルギがファイバの中心部に集中しているので、円錐面が対向して配置されたアキシコンレンズまたはファイバチップを用いてファイバ中心部の光の透過を阻止することにより、低次モードを除去し、高次モードを優先的に透過させることができる。
【００１１】
この光受信器は前記受光素子から出力される電気信号の品質を評価する品質評価部と、該品質評価部の評価がより良好になるように前記２つのアキシコンレンズの間の距離を制御する距離制御部とをさらに具備することが好適である。
【００１２】
除去される範囲は円錐面間の距離に応じて変化するので、信号品質の評価結果に応じて距離を制御することによりモード分散が一層抑圧される。
【００１３】
本発明によれば、円錐状の端面を有し、該円錐状の端面が対向するように配置された２つのファイバチップと、該２つのファイバチップの他端にそれぞれ結合された２つのマルチモードファイバ用コネクタとを具備するモード選択用接続部材もまた提供される。
【００１４】
この接続部材をマルチモードファイバ伝送路の途中に挿入することにより、モード分散を抑圧することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図２は本発明の一実施形態に係る光受信器の構成を示す。図１と同様の構成要素には同一の参照番号が付されている。図２において、ＭＭＦ１２とレンズ１４の間にモード選択素子２０が挿入される。モード選択素子２０はＭＭＦ１２からの光のうち低次モードを除去し高次のモードを優先的に透過させるものである。
【００１６】
ＭＭＦ１２からの光には、数１００程度のモードが含まれており、モード選択素子２０で低次モードを除去し、高次のモードを多く含むようにすることで、モード分散を抑圧することが可能になる。そして好ましくは、品質評価部２２において受信信号の品質を評価し、評価結果に基いて制御部２４がモード選択素子２０を制御することで、モード分散をさらに抑圧することが可能になる。ここで品質評価部２２が評価する品質の例としては、アイ開口度、ビット誤り率などが挙げられる。
【００１７】
図３は、モード選択素子２０として、アキシコンレンズ（円錐レンズ）２６，２８を対向配置し、高次モードを選択的に結合させる光学系を採用したものを示す。制御部２４はアクチュエータ３０に制御電圧を与えてアクチュエータに取り付けられたアキシコンレンズ２６，２８の間の距離を制御する。
【００１８】
アキシコンレンズは、その平面側からの入射光を光軸からの距離に応じた位置に集光する特性を有している。図４に示すように、アキシコンレンズ２６の平面側からの、光軸からの距離ｒ1の入射光はｆ1の位置に焦点を結び、光軸からの距離ｒ2の入射光はｆ2の位置に焦点を結ぶ。図４に示すように、２つのアキシコンレンズ２６，２８をそれらの円錐面が対向するように配置することで、光軸からｒ1だけ離れた入射光はアキシコンレンズ２８へ入射することができて、このモード選択素子を透過することができるが、光軸からｒ2だけ離れた入射光は、アキシコンレンズ２８へ入射することができず、このモード選択素子を透過することができない。すなわち、図３および図４に示したアキシコンレンズの対は、光軸からの距離が閾値ｒ0以上である入射光を透過させ、ｒ0以下の入射光を遮断する。一方、ＭＭＦ中の０次モードの光のエネルギは図５に示すようにファイバ中心の近傍に集中し、高次モードの光のエネルギは図６に示すようにファイバ中心からの距離によらず分布している。したがって、アキシコンレンズ２６，２８により、中心からの距離が閾値ｒ0以下の入射光を遮断することによって低次モードの光をより多く除去し高次モードの光を優先的に透過させることでモード分散が抑圧される。また、この閾値ｒ0はアキシコンレンズ２６，２８間の距離を変えることで変化し得るので、品質評価部２２において評価された信号品質（アイ開口度、ビット誤り率など）が改善されるようにアクチュエータ３０を制御することで、モード分散を一層抑圧することができる。なお、このモード選択素子２０により高次モードの光も一定程度減衰するが、ＭＭＦが使用される適用分野においては、信号の減衰は他の手段で救済し得るので問題とはならない。
【００１９】
アクチュエータ３０によりアキシコンレンズ２６，２８間の距離を制御する構成は、例えば、中空円筒型のピエゾアクチュエータの両側にアキシコンレンズを取り付けることにより実現することができる。制御部２４は、例えば、アクチュエータ３０へ与える駆動電圧を微少に変化させることにより品質評価部２２の評価結果が最良になる点を見い出す。
【００２０】
図７はアキシコンレンズの代わりに、ＧＩ（Graded Index）ファイバの先端を円錐形に加工したファイバチップ３２，３４を用いた例を示す。ファイバチップ３２，３４はスリーブ３６で保持され、それらの間隔は、固定、または、半固定としてフィードバックをかけることを行わずに、ある程度のモード分散抑圧を行うものである。また、図８に示すようにプリアンプ１８にＥＤＣ（電気段による分散補償）３８を設けてモード分散抑圧を行うこともできる。ファイバ先端の円錐状の加工は、例えば、ファイバ先端に球面レンズを形成したテーパ先球ファイバを得る技術を応用して実現することができる。
【００２１】
図９は本発明の他の実施形態に係る、ＭＭＦ伝送路の途中に挿入されてモード分散を抑圧するコネクタインターフェースの構成を示す。ＧＩファイバの先端を円錐形に加工したファイバチップ３２，３４が円錐形の先端が向き合うように配置され、スリーブ３６で固定される。ファイバチップ３２，３４の他端にはＭＭＦと接続するためのＭＭＦ用コネクタ３８，４０がそれぞれ結合される。
【００２２】
図１０には、ファイバチップ３２，３４とＭＭＦ用コネクタ３８，４０の間にＭＭＦ４２，４４を介在させてパッチコードとした例を示す。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】ＭＭＦを用いた光伝送における従来の光受信器の構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る光受信器の構成を示す図である。
【図３】モード選択素子として円錐面を対向して配置した２つのアキシコンレンズを用いた構成を示す図である。
【図４】アキシコンレンズによるモード選択の原理を説明する図である。
【図５】０次モードの光の強度分布を示す図である。
【図６】高次モードの光の強度分布を示す図である。
【図７】モード選択素子として先端を円錐形に加工したファイバチップを用いる例を示す図である。
【図８】さらにＥＤＣ（電気的な分散補償）を設けた例を示す図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係るコネクタインターフェースの構成の一例を示す図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施形態に係るパッチコードの構成を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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