(57)【要約】【課題】２系統の光信号出力のいずれかを選択して使用するに際して、選択されない側の光出力を効率よく拡散、減衰、吸収して、発熱による劣化、信頼性低下を低減した光スイッチ装置を提供する。【解決手段】第１の光線路１１ｂと第２の光線路１２ｂからの光信号を入力し、第３の光線路１３ａに切替可能に出力する光スイッチ装置であって、第１の光線路１１ｂと第２の光線路１２ｂのうち第３の光線路１３ａに接続されない光線路からの光信号を出力する第４の光線路１４ａを有し、該第４の光線路１４ａの一端に光エネルギーを低減する光終端部１４を備えている。光終端部１４は、光拡散部材、複数の屈曲部により光減衰量を大きくした光ファイバ、コア部に光信号を減衰させるドーパントを含有させた光減衰性光ファイバで形成することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光線路と第２の光線路からの光信号を入力し、第３の光線路に切替可能に出力する光スイッチ装置であって、
前記第１の光線路と前記第２の光線路のうち前記第３の光線路に接続されない光線路からの光信号を出力する第４の光線路を有し、前記第４の光線路の一端に光エネルギーを低減する光終端部を備えていることを特徴とする光スイッチ装置。
【請求項２】
前記光終端部は、光拡散部材で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光スイッチ装置。
【請求項３】
前記光終端部は、複数の屈曲部により光減衰量を大きくした光ファイバで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光スイッチ装置。
【請求項４】
前記光終端部は、コア部に光信号を減衰させるドーパントを含有させた光減衰性光ファイバで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光スイッチ装置。
【請求項５】
前記第１の光線路と前記第２の光線路から入力される光信号が１００ｍＷ以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光スイッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高出力の光ファイバ信号の切替に用いられる光スイッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバを用いた映像配信で、映像信号の光増幅、分配、伝送に関する種々の開発が進められている。特に光増幅器は多分配伝送の増大に備えて高出力化が進められている。映像配信用途の光増幅器の光信号出力は、現在２７ｄＢｍ（５００ｍＷ)以上も存在しており、今後はさらなる映像信号の多数分配と様々なシステム構成に対応するための高出力化が想定される。また、映像配信の高信頼性の点から、信号伝送が中断されることなく配信されることが必要とされ、障害発生に備えて予備の光増幅手段を備えることが要求されている。この場合、２組の高出力の光増幅手段を備え、一方が故障の場合に切替えて使用することとなる。
【０００３】
光信号出力の切替えには、光スイッチを用いることになるが、これには、２入力１出力の光スイッチが考えられ、例えば、特許文献１に開示のような１入力２出力の光スイッチの入出力を反対にして用いることができる。また、特許文献１には、光スイッチをオフとしたときに光源装置の出力を外部に出力しないように、光スイッチの２出力の一方に光終端器を接続して終端させることも開示されている。
【０００４】
また、光ファイバの光終端器には種々の形態のものが知られている。例えば、光コネクタ等を用いて、光ファイバの終端に光拡散部材やコアレス光ファイバを接続して光ファイバ終端からの光を拡散・吸収する方法（例えば、特許文献２参照）がある。また、光ファイバの終端部を曲げ径を小さくした波型部材又はコイルバネ部材で、所定長さに亘って屈曲させて光を高減衰させる方法（例えば、特許文献３参照）がある。
【０００５】
さらに、光ファイバの終端に、光ファイバのコア部に光信号を減衰させるドーパントをドープした光減衰ファイバを接続して光ファイバ終端での光を減衰させる方法（例えば、特許文献４参照）がある。
【特許文献１】特開平８−４６２９７号公報
【特許文献２】特開２００３−４３２６４号公報
【特許文献３】特開平７−２４３９４２号公報
【特許文献４】特許第３２０９４９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
光出力の切替えに、２入力１出力の光スイッチを用いる場合、選択されない入力側ポートからの光出力は、光スイッチ内で散乱して熱エネルギーに変換され、光スイッチの筐体等を介して放熱或いは吸収される。光出力が２０ｄＢｍ以下の比較的小さい場合は、光スイッチ内で光出力を放散、吸収させたとしても、あまり大きな問題は生じない。しかしながら、光スイッチで選択されていないポート側の光信号が２０ｄＢｍ（１００ｍＷ）を超えるような高出力になると、光スイッチ内に放散された光の熱エネルギーにより、光スイッチの温度上昇は３０℃になる例もある。このような温度上昇があると、光スイッチの機械的劣化を招きやすく、光スイッチとしての信頼性に影響し無視することができないものとなる。このため、光スイッチの放熱性を高めるなどの方法が考えられるが、光スイッチが大型化する等の問題が生じる。
【０００７】
なお、１入力２出力の光スイッチを用いて、光源装置の出力を光スイッチのオフの時に光終端器に終端させて外部に出力させないようにすることは、上記特許文献１に開示されているが、２入力１出力の対応については開示されていない。この光終端器は、１入力２出力の光スイッチにおいて、単に反射光の抑制のために光終端器を使用しているものであり、光スイッチ内部での温度上昇を抑制することは想定されていない。
【０００８】
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、２系統の光信号出力のいずれかを選択して使用するに際して、選択されない側の光出力を効率よく拡散、減衰、吸収して、発熱による劣化、信頼性低下を低減した光スイッチ装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による光スイッチ装置は、第１の光線路と第２の光線路からの光信号を入力し、第３の光線路に切替可能に出力する光スイッチ装置であって、第１の光線路と第２の光線路のうち第３の光線路に接続されない光線路からの光信号を出力する第４の光線路を有し、該第４の光線路の一端に光エネルギーを低減する光終端部を備えている。
光終端部は、光拡散部材、複数の屈曲部により光減衰量を大きくした光ファイバ、コア部に光信号を減衰させるドーパントを含有させた光減衰性光ファイバで形成することができる。なお、第１の光線路と第２の光線路から入力される光信号が１００ｍＷ以上の場合に有用性が高くなる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、２系統の光信号を伝送する光線路のうちの一方を光スイッチで選択して出力する場合に、選択されなかった光線路からの光信号を、出力側の光線路の外部端末に設けた光終端部で効果的に拡散、減衰、吸収等により低減させることができる。この結果、光スイッチ内での光信号による発熱を防止できるため、光スイッチの大型化を抑制するとともに、信頼性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１より本発明の概略を説明する。図中、１，２は光スイッチの入力側ポート、３，４は光スイッチの出力側ポート、５は光路切替手段、９は光信号の光線路、１０は光分岐器、１１，１２は光増幅器、１１ａ，１２ａは分岐光線路、１１ｂ，１２ｂは出力光線路、１３は多分岐配信手段、１３ａは選択光線路、１４は光終端器、１４ａは終端光線路、１５は光スイッチを示す。
【００１２】
本発明における光スイッチ１５は、図１に示すように、２つの入力側ポート１，２と２つの出力側ポート３，４を有し、通常、２×２光スイッチと呼ばれている光スイッチ構造によって構成される。光スイッチ１５の光路の切替は、光路切替手段５によって行われる。例えば、入力側ポート１が出力側ポート３に接続されているとき、入力側ポート２は出力側ポート４に接続し、入力側ポート１が出力側ポート４に接続されているときは、入力側ポート２は出力側ポート３に接続されるように構成される。これらの光路の切替は、マグネットを用いたり、反射ミラーを用いたりした周知のメカニカルな方法により、光路変更で実現することができる。
【００１３】
図１において、光線路９を経て送信された光信号は、光分岐器１０により２系統の分岐光線路１１ａと１２ａに分岐される。分岐された２つの光信号は、光増幅器１１と１２でそれぞれ増幅されて光信号出力として、出力光線路１１ｂ，１２ｂを経て光スイッチ１５の２つの入力側ポート１，２に入力される。光増幅器１１と１２で増幅された光信号は、同じ強さの光信号出力とされ、他方を予備信号光源あるいはバックアップ信号光源として、光スイッチ１５により一方の信号光源に不測の事態が生じた場合でも他方に切替えて、光信号が途絶えることなく送出できるようにしている。
【００１４】
光スイッチ装置の出力側ポートの一方、例えば、出力側ポート３には、選択光線路１３ａを経て多分岐配信手段１３が接続され、他方の出力側ポート４には、終端光線路１４ａを経て光終端器１４が接続される。多分岐配信手段１３では、多数の光分岐器を組合わせるなどして、所定の光信号出力を複数に小分けして多数のユーザに分配される。出力側ポート４に接続された光終端器１４は、選択されなかった入力側ポートからの信号光を処理するためのもので、後述する各種の光終端方法によって、光スイッチ１５内に導入された光信号を拡散、減衰、吸収するなどして終端させる。
【００１５】
上述した光スイッチ１５を用いて２入力の光信号のいずれかを選択して出力させる形態として、例えば、光増幅器１１側の光信号出力を、出力光線路１１ｂ→入力側ポート１→光路切替手段５→出力側ポート３→選択光線路１３ａ→多分岐配信手段１３で光信号が供給されているものとする。この場合、選択されていない光増幅器１２側の光信号出力は、出力光線路１２ｂ→入力側ポート２→光路切替手段５→出力側ポート４→終端光線路１４ａ→光終端器１４で終端処理される。
【００１６】
上記の状態から、光増幅器１１側に何らかの障害が発生したとすると、光路切替手段５を切替て（点線で示す）、光増幅器１２側の光信号出力を光終端器１４から多分岐配信手段１３に切替える。この場合、光増幅器１２側の光信号出力は、出力光線路１２ｂ→入力側ポート２→光路切替手段５→出力側ポート３→選択光線路１３ａ→多分岐配信手段１３で光信号が供給される。そして、光増幅器１１側の光信号出力は、出力光線路１１ｂ→入力側ポート１→光路切替手段５→出力側ポート４→終端光線路１４ａ→光終端器１４で終端処理される。
【００１７】
光終端器１４は、光スイッチ１５の外部に分離可能に設置するようにされ、選択されなかった入力側ポートの光信号出力を熱エネルギーに変換するとしても、光スイッチ装置１５の外部で放散させることができる。このため、光スイッチ１５内で発熱が生じないようにすることができ、これによりスイッチ機構並びに性能的な面での劣化を引き起こすことが低減される。また、光スイッチ自体を熱放散しやすい構造としたり大型化する必要がなく、従来と同様な小型なもので構成することができる。さらに、光終端器１４は、光信号出力に応じて光減衰量、吸収量を設定したものを複数用意することが可能で、着脱可能に取り付ける構造とすることにより、光信号出力の大きさに対応させることができる。
【００１８】
図２は、本発明で使用する光終端器の一例を説明する図である。この例は、上述した特許文献２に開示のもので、光コネクタ等を用いて光ファイバの終端に光拡散部材やコアレス光ファイバを接続して光ファイバ終端からの光を拡散・吸収する方法である。この光終端器は、例えば、図２（Ａ）に示すように、ＳＣ光コネクタのフェルール形状をした先端面２１ａ、円柱側面２１ｂ、後端面２１ｃからなる光拡散部材２１を用いて形成され、光スイッチ側に設けた光コネクタ２０からの入射光を効果的に拡散させる。また、光拡散部材２１の円柱側面２１ｂ及び後端面２１ｃは、光吸収層２２で覆い拡散された光を吸収させる。光吸収層２２は、光吸収性を有する有機又は無機の顔料等を混入分散した樹脂材で形成することができる。
【００１９】
図２（Ｂ）は、ＳＣ光コネクタのフェルール本体２３に光拡散部材として、コアレスファイバ２４を収納する例を示し、その接着固定に光吸収性を有する有機又は無機の顔料を混入分散させた接着剤層２５を用いる。また、フェルール本体２３の後端面に露出するコアレスファイバ２４の端面を光吸収層２６で覆う。コアレスファイバ２４としては、コア部を有しない光ファイバで、通常の光ファイバと同じ１２５μｍの外径のガラスで形成し、フェルール本体２３のファイバ挿通孔に装着される。
【００２０】
図２（Ｃ）は、図２（Ａ）又は図２（Ｂ）で形成されたフェルール状の光拡散部材２１又はコアレスファイバを収納したフェルール本体２３にフランジ部２７を設けて、雌型のＳＣ光コネクタ内に収納保持させて光終端器３０とした例を示す図である。光終端器３０は、プラグフレーム３１と、このプラグフレーム３１内に収納される光拡散部材２１やフェルール本体２３を軸方向に押圧するバネ部材３２と、バネ部材３２を押えるストップリング３３と、プラグフレーム３１上に装着されたツマミ３５と、ツマミ３５の後端部を閉塞するキャップ３４とを有している。
【００２１】
以上のように構成された光終端器３０は、本発明による光スイッチ装置の、出力側ポート４の外側に表出するように設けられる光コネクタ２０に、通常の光コネクタを接続するのと同様な形態で、簡単に接続することができる。
【００２２】
図３は、本発明で使用する光終端器の他の例を示す図である。この例は、上述した特許文献３に開示のもので、光ファイバの終端を凹凸の曲げ径を小さくした波型部材又はコイルバネ部材で、所定長さに亘って屈曲させて光を減衰させる方法である。図３（Ａ）は、光ファイバを波型に屈曲させた例を示し、例えば、１対の波型部材４１と４２を用いて光ファイバ４０を波型に屈曲保持して構成される。波形の屈曲径や長さを選定することにより、光損失を大きくして所定の光減衰量を得る。
【００２３】
図３（Ｂ）は、光ファイバをコイル状に屈曲させる例を示し、例えば、外力付与機構４４により引き延ばした状態のコイルバネ４３の外周に光ファイバ４０を巻付け、次いでコイルバネの引き延ばし状態を解除することにより、光ファイバ４０をコイル状にする。また、この他に形状記憶合金を用いて、光ファイバ４０に所定の曲げ径でコイルにすることにより、光損失を与えて所定の光減衰量を得ることができる。
【００２４】
図４は、本発明で使用する光終端器のその他の例を示す図である。この例は、光ファイバの終端に、光ファイバのコア部に光信号を減衰させるドーパントをドープした光減衰ファイバを接続して光ファイバ終端部での光を減衰させる方法である。光ファイバのコア部に、コバルト（Ｃｏ）、クロム（Ｃｒ）、バナジウム（Ｖ）等の金属をドープすることにより、光減衰性を有する光ファイバとすることができる。この光減衰性光ファイバ５２を、図２で説明したのと同様なフェルール５１内に収納し、筐体５３とスリーブ５４から成る雌形の光コネクタ形状をした光終端器５０とすることができる。
【００２５】
本発明の光スイッチ装置は、２つの入力側ポートから常時入力される光信号のうち、選択されていない一方の光信号を、図２〜図４で例示したような光終端器又は光終端方法を用いて処理することにより、光スイッチ装置内での発熱を効果的に抑制することができる。特に２０ｄＢｍ（１００ｍＷ）を超える高出力の光信号の場合は、光スイッチ内部で単に光信号を終端させると、発熱量が大きく機械的劣化を引き起こす。このため、光スイッチを大きな筐体等に入れて放熱を高めるような構成が必要となるが、本発明のように光スイッチの外に光終端部を備えることにより、光スイッチ装置の形状を大きくすることなく、効果的に高出力の光エネルギーを低減して終端させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明による光スイッチ装置の概略を説明する図である。
【図２】本発明で使用する光終端器の一例を説明する図である。
【図３】本発明で使用する光終端器の他の例を説明する図である。
【図４】本発明で使用する光終端器のその他の例を説明する図である。
【符号の説明】
【００２７】
１，２…光スイッチの入力側ポート、３，４…光スイッチの出力側ポート、５…光路切替手段、９…光信号の光線路、１０…光分岐器、１１，１２…光増幅器、１１ａ，１２ａ…分岐光線路、１１ｂ，１２ｂ…出力光線路、１３…多分岐配信手段、１３ａ…選択光線路、１４…光終端器、１４ａ…終端光線路、１５…光スイッチ、２０…光コネクタ、２１…光拡散部材、２２…光吸収層、２３…フェルール本体、２４…コアレスファイバ、２５…接着剤層、２６…光吸収層、２７…フランジ部、３０…光終端器、３２…バネ部材、３３…ストップリング、３４…キャップ、３５…ツマミ、４０…光ファイバ、４１，４２…波型部材、５１…フェルール、５２…光減衰性光ファイバ、５３…筐体、５４…スリーブ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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