(57)【要約】【課題】試験光及び戻り光と、モニタ通信光とを単体で送受光して、光パルス試験器（ＯＴＤＲ）の小型化を図る。【解決手段】モニタ通信光を受光するとともに、ＰＯＮ内の光ファイバ６の障害検知のために短い波長の試験光を送受光する光モジュール２１が、試験光を出射する半導体コリメータ３１と、その戻り光を受光するＡＰＤ３２と、モニタ通信光を受光するＰＤ３３と、モニタ通信光と戻り光が入射し、半導体コリメータ３１からの試験光を光ファイバ６に出射する入射部３４と、入射部３４からのモニタ通信光をＰＤ３３に出射し、戻り光を他の光路４４に分離して出射し、且つ半導体コリメータ３１からの試験光を入射部３４に出射するダイクロイックミラー３５と、半導体コリメータ３１からの試験光をダイクロイックミラー３５に出射し、ダイクロイックミラー３５によって分離された戻り光をＡＰＤ３２に出射するハーフミラー３６とからなる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＯＮの通信光を受光するとともに、該ＰＯＮ内の光線路（６）の障害を検知するために前記ＰＯＮの通信光より短い波長に設定された光を試験光として送受光する光モジュール（２１）であって、
前記試験光を出射する半導体コリメータ（３１）と、
前記試験光の戻り光を受光する短波長受光器（３２）と、
前記ＰＯＮの通信光を受光する長波長受光器（３３）と、
前記ＰＯＮの通信光と前記戻り光が入射するとともに、前記半導体コリメータから出射された前記試験光を前記ＰＯＮ内の光線路に出射する入射部（３４）と、
前記入射部からの前記ＰＯＮの通信光を前記長波長受光器に出射するとともに、前記戻り光を他の光路（４４）に分離して出射し、且つ該他の光路から入射する前記半導体コリメータから出射された前記試験光を前記入射部に出射する第１のビームスプリッタ（３５）と、
前記半導体コリメータから出射された前記試験光を前記第１のビームスプリッタに出射するとともに、前記第１のビームスプリッタによって分離された前記戻り光を前記短波長受光器に出射する第２のビームスプリッタ（３６）と、
から構成されることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記第１のビームスプリッタ（３５）がダイクロイックミラーからなり、前記第２のビームスプリッタ（３６）がハーフミラーからなることを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項３】
前記試験光及び前記戻り光が０．６５μｍ波長光であることを特徴とする請求項１又は２記載の光モジュール。
【請求項４】
前記試験光及び前記戻り光が０．７８μｍ波長光であることを特徴とする請求項１又は２記載の光モジュール。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１つに記載の光モジュール（２１）を備えることを特徴とする光パルス試験器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センタ局側の伝送装置から光分岐器を経由し、ユーザ光端末までの間に光線路として敷設された光ファイバを介して信号光を伝送するネットワーク（ＰＯＮ；Passive Optical Network ）内において、光ファイバの障害検知をユーザ光端末側から行うためにＰＯＮの通信光より短い波長の試験光を送受光する光モジュールと、この光モジュールを用いた光パルス試験器（ＯＴＤＲ；Optical Time Domain Reflectometer ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述したＰＯＮ内における光分岐器からユーザ光端末までの間の光ファイバの障害をユーザ光端末側から検知する手段として、下記特許文献１に開示される障害探索システムがある。
【０００３】
図５は下記特許文献１において光ファイバの障害検知に使用するＯＴＤＲの構成を示す機能ブロック図である。図示のように、ＯＴＤＲ１００は、操作部１０１と、タイミング発生器１０２と、光源１０３と、光結合器１０４と、受光器１０５と、増幅器１０６と、Ａ／Ｄ変換器１０７と、処理部１０８と、表示部１０９とから略構成されている。
【０００４】
操作部１０１は、操作者の操作により光源１０３から出射された光の波長を所望の値に設定するとともに、その繰り返し周期に関するデータが入力される。
【０００５】
タイミング発生器１０２は、操作部１０１から入力された設定に関するデータに基づいて、光源１０３から所定の波長及びパルス幅を有した光が所定の繰り返し周期で発生するように、タイミング信号を光源１０３に出力する。
【０００６】
光源１０３は、例えばレーザダイオード（ＬＤ）からなり、入力された波長及びパルス幅を設定するデータに対応する波長及びパルス幅を有する光を、入力された繰り返し周期を設定するデータに対応する繰り返し周期で発生して、光結合部１０４を介して光ファイバの一端に試験光として出射する。
【０００７】
このとき、測定対象の光ファイバに入射された試験光は、ＰＯＮの光ファイバ内を光分岐器に向けて伝播していく。その伝播過程において、光ファイバ内では後方散乱やフレネル反射に起因する戻り光が発生する。この戻り光は、光ファイバ内を伝播して、光ファイバの一端からＯＴＤＲ１００内に入射する。光結合器１０４は、ＯＴＤＲ１００内に入射された戻り光を受光器１０５に出射する。
【０００８】
受光器１０５は、光ファイバから戻ってきた戻り光を受光し、戻り光を電気信号に変換し、この電気信号を増幅器１０６に出力する。
【０００９】
増幅器１０６は、受光器１０５から出力された電気信号を増幅するとともに、増幅した電気信号をＡ／Ｄ変換器１０７に出力する。
【００１０】
Ａ／Ｄ変換器１０７は、増幅器１０６から出力された電気信号をＡ／Ｄ変換するとともに、Ａ／Ｄ変換した電気信号を処理部１０８に出力する。
【００１１】
処理部１０８は、タイミング発生器１０２から入力されたパルスに同期するトリガを受け取り、Ａ／Ｄ変換器１０７から出力された電気信号に含まれる測定データを平均化する処理を行った後、対数変換し、試験光に対する光ファイバの伝播特性を算出する機能と、算出した光ファイバの伝播特性を表示部１０９に表示させる機能とを有している。
【００１２】
なお、図５では省略しているが、上述したＯＴＤＲ１００には、試験光以外にも光ファイバ内を伝送する通常の通信光をモニタするために通信光モニタ用の受光器１２０が組み込まれている。通信光モニタ受光器１２０は、図６（ａ）に示すように、上述した光結合部１０４とは別のコネクタから光ファイバに接続されるとともに、モニタ通信光専用の信号処理部に接続されている。さらに、信号処理部は、上述した表示部１０９に接続されており、モニタ通信光の伝播特性を図５に示す表示部１０９に表示させることができる。
【００１３】
また、図６（ｂ）に示すように、ＯＴＤＲ１００内に更に切換えスイッチ１３０を設け、この切換えスイッチ（光スイッチ）１３０に光結合器１０４と、通信光モニター受光器１２０とが接続され、用途に応じて光結合器１０４と通信光モニタ受光器１２０を切り換えるように構成することもできる。
【００１４】
さらに、図６（ｃ）に示すように、ＯＴＤＲ１００内に光カプラ１４０を設け、この光カプラ１４０に光結合器１０４と、通信光モニタ受光器１２０とが接続される構成も考えられる。
【特許文献１】ＷＯ２００５／００３７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところが、図６（ａ）に示すような構成では、ＯＴＤＲ１００内に通信光モニタ受光器１２０が組み込まれることに加えて、光結合器１０４と通信光モニタ受光器１２０のそれぞれに光ファイバを接続するためのコネクタが必要となり、ＯＴＤＲ１００の構成が複雑になるとともに、ＯＴＤＲ１００（筐体１０１）が大型化するという問題がある。
【００１６】
また、図６（ｂ）に示すような構成では、光ファイバを接続するためのコネクタは一つだが、光スイッチ１３０が搭載されているのでＯＴＤＲ１００内は依然として複雑な構成であり、さらには、この光スイッチ１３０が高価であるのでコストが高くなるという問題も生じてしまう。
【００１７】
さらに、図６（ｃ）に示すような構成は、光スイッチ１３０に替えて光カプラ１４０を搭載しているので（ｂ）と同じように構成が複雑という問題がある。また、一般に、光カプラは光スイッチに比べて安価であるため、光カプラを採用した図６（ｃ）の構成は光スイッチを採用した図（ｂ）の構成に比べてコストが低いという利点があるが、光カプラの分岐損失による受光感度の損失が大きい（例えば、分岐比５０％：５０％の光カプラで３ｄＢ程度低下する）という問題もある。
【００１８】
そこで本発明は、上記問題点を解消するために、試験光及びその戻り光と、モニタ通信光とを単体で送受光することができる光モジュールと、この光モジュールが組み込まれることで小型化を図ることができる光パルス試験器（ＯＴＤＲ）を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
次に、上記の課題を解決するための手段を、実施の形態に対応する図面を参照して説明する。
本発明の請求項１記載の光モジュールは、ＰＯＮの通信光を受光するとともに、該ＰＯＮ内の光線路６の障害を検知するために前記ＰＯＮの通信光より短い波長に設定された光を試験光として送受光する光モジュール２１であって、
前記試験光を出射する半導体コリメータ３１と、
前記試験光の戻り光を受光する短波長受光器３２と、
前記ＰＯＮの通信光を受光する長波長受光器３３と、
前記ＰＯＮの通信光と前記戻り光が入射するとともに、前記半導体コリメータ３１から出射された前記試験光を前記ＰＯＮ内の光線路６に出射する入射部３４と、
前記入射部３４からの前記ＰＯＮの通信光を前記長波長受光器３３に出射するとともに、前記戻り光を他の光路４４に分離して出射し、且つ該他の光路４４から入射する前記半導体コリメータ３１から出射された前記試験光を前記入射部３４に出射する第１のビームスプリッタ３５と、
前記半導体コリメータ３１から出射された前記試験光を前記第１のビームスプリッタ３５に出射するとともに、前記第１のビームスプリッタ３５によって分離された前記戻り光を前記短波長受光器３２に出射する第２のビームスプリッタ３６と、
から構成されることを特徴としている。
【００２０】
請求項２記載の光モジュールは、前記第１のビームスプリッタ３５がダイクロイックミラーからなり、前記第２のビームスプリッタ３６がハーフミラーからなることを特徴としている。
【００２１】
請求項３記載の光モジュールは、前記試験光及び前記戻り光が０．６５μｍ波長光であることを特徴としている。
【００２２】
請求項４記載の光モジュールは、前記試験光及び前記戻り光が０．７８μｍ波長光であることを特徴としている。
【００２３】
請求項５記載の光パルス試験器は、請求項１〜４の何れか１つに記載の光モジュール２１を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２４】
本発明による請求項１記載の光モジュールによれば、ユーザ光端末からセンタ局に向かう上り方向の光に対して第１のビームスプリッタは、半導体コリメータから出射された試験光（短波長光）を光線路に向けて出射し、センタ局からユーザ光端末に向かう下り方向の光に対しては、長短の波長光を分離して、ＰＯＮの通信光（長波長光）を長波長受光器に出射するとともに、試験光の戻り光（短波長光）を他の光路を介して第２のビームスプリッタに向けて出射する。また、上り方向の光に対して第２のビームスプリッタは、半導体コリメータから出射された試験光を第１のビームスプリッタに向けて出射し、下り方向の光に対しては、第１のビームスプリッタによって分離された戻り光を短波長受光器に向けて出射する。これにより、長波長光であるＰＯＮの通信光と、短波長光である試験光及びその戻り光とを単体で送受光できるようになる。
【００２５】
また、第１のビームスプリッタがダイクロイックミラーからなることで、特定波長の光を任意の方向に反射可能となり、試験光又はその戻り光だけを容易に他の光路に分離できるようになる。また、第２のビームスプリッタがハーフミラーからなることで、半導体コリメータから出射された試験光（上り方向の光）の一部が透過するとともに、その戻り光（下り方向の光）の一部がハーフミラーで反射して光路が変わり、短波長受光器に入射するようになる。
【００２６】
さらに、試験光及びその戻り光が０．６５μｍ又は０．７８μｍ波長光であることは、一般的なＰＯＮの通信光（例えば、上り方向が１．３１μｍ波長光、下り方向が１．５５μｍ波長光）より短い波長となるため通信光に影響を与えず、且つセンタ局側から伝送試験用に送信される１．６５μｍ波長光を除去するためにユーザ宅側の光線路に設置される光フィルタによってもカットされないので、試験光として好適となる。
【００２７】
また、光パルス試験器（ＯＴＤＲ）が、長短の波長光を単体で送受光可能な光モジュールを備えることによって、小型化を図れるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して具体的に説明する。
図１はＰＯＮ方式のＦＴＴＨ（；Fiber to the Home ）の一例を示す説明図である。
【００２９】
図１に示すように、ＦＴＴＨ１は、通信業者側にあるセンタ局２と、第１の光分岐器３と、第２の光分岐器４と、ユーザ光端末５とから構成されており、それぞれが互いに光ファイバ６で接続されている。なお、図１では説明を簡略化するため、５番目の第２の光分岐器４Ｅに接続されたユーザ光端末５Ｅａ〜５Ｅｄ以外のユーザ光端末を省略している。
【００３０】
このＦＴＴＨ１では、例えば、上り方向における通信光を１．３１μｍ波長光とし、下り方向における通信光を１．５５μｍ波長光としている。なお、上り方向とは各ユーザ光端末５からセンタ局２に向かう向きであり、下り方向とはセンタ局２から各ユーザ光端末５に向かう向きである。
【００３１】
センタ局２は、１．５５μｍ波長の下り通信光を第１の光分岐器３に出射するとともに、第１の光分岐器３から出射された１．３１μｍ波長の上り通信光を受光する。
【００３２】
第１の光分岐器３は、センタ局２からの１．５５μｍ波長の下り通信光を受光するとともに、この通信光を分岐して各第２の光分岐器４Ａ〜４Ｈに出射する。また、第１の光分岐器３は、各第２の光分岐器４Ａ〜４Ｈから出射された１．３１μｍ波長の上り通信光を受光するとともに、この通信光をセンタ局２に出射する。
【００３３】
第２の光分岐器４（４Ｅ）は、各ユーザ宅の近傍（例えば電柱など）に設けられており、第１の光分岐器３から出射された１．５５μｍ波長の下り通信光を分岐して、各ユーザ光端末５（５Ｅａ〜５Ｅｄ）に出射する。また、第２の光分岐器４（４Ｅ）は、各ユーザ光端末５（５Ｅａ〜５Ｅｄ）から出射された１．３１μｍ波長の上り通信光を受光するとともに、この通信光を第１の光分岐器３に出射する。
【００３４】
図１に示すＦＴＴＨ１の場合、合計３２台の各ユーザ光端末５は、それぞれ各ユーザ宅内に設置されており、各第２の光分岐器４Ａ〜４Ｈから出射された１．５５μｍ波長の下り通信光を受光するとともに、受光した通信光を光電変換し、これにより得られたデジタル信号を図示しない各ユーザのコンピュータ（ＰＣ）に出力する。
【００３５】
次に、各ユーザ宅内に設置されるユーザ光端末について説明する。
図２はユーザ光端末の一例を示す説明図であり、上述した合計３２台の各ユーザ光端末５は、４台ごとに第２の光分岐器４Ａ〜４Ｈに接続された光ファイバ６を内部に挿通させている。
【００３６】
図２に示すように、ユーザ光端末５は、略直方体状の筐体１０と、基端部が図１に示す第２の光分岐器４に接続された光ファイバ６と、メカニカルスプライス１１と、光ファイバ６の終端部に接続されたコネクタ１２と、光送受信部１３と、インターフェイス回路１４とから構成されている。
【００３７】
筐体１０は、その内部に光送受信部１３と、インターフェイス回路１４とを収容するとともに、光ファイバ６を巻回して収容している。
【００３８】
光ファイバ６は、上述したように、基端部が第２の光分岐器４に接続されており、終端部が筐体１０内に収容されている。
【００３９】
メカニカルスプライス１１は、筐体１０内で二つの光ファイバ６ａ，６ｂの各端部間を機械的に挟み込んで接合する部材である。
【００４０】
コネクタ１２は、ユーザ光端末５内における光ファイバ６の終端部に接続され、また、光送受信部１３にも接続されている。なお、コネクタ１２には、図１に示すセンタ局２側から行われる光ファイバ６の伝送試験に使用される１．６５μｍ波長光を除去するための図示しないフィルタが内蔵されている。
【００４１】
光送受信部１３は、光ファイバ６からの光信号をデジタル信号に変換するとともに、このデジタル信号をインターフェイス回路１４に出力する。また、光送受信部１３は、インターフェイス回路１４を介してＰＣから出力されたデータ信号を光信号に変換するとともに、この光信号をコネクタ１２に出力する。
【００４２】
インターフェイス回路１４は、光送受信部１３から出力されたデジタル信号を図示しないＬＡＮを介して接続されたユーザ側のＰＣに出力する。さらに、インターフェイス回路１４は、ＰＣから出力されたデータ信号を光送受信部１３に出力する。
【００４３】
次に、光モジュールと、この光モジュールが組み込まれた光パルス試験器（ＯＴＤＲ）について説明する。
図３は本発明による光モジュール及びＯＴＤＲの一実施の形態を示す機能ブロック図、図４は同光モジュールの一実施の形態を示す正断面図である。
【００４４】
図３のＯＴＤＲ２０は、上述したＰＯＮ内における第２の光分岐器４からユーザ光端末５までの間の光ファイバ６の障害をユーザ光端末５側から検知するための機器である。なお、以下で説明するＯＴＤＲ２０について、図５に示した従来のＯＴＤＲ１００と同等の機能を有する箇所には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４５】
図３に示すように、ＯＴＤＲ２０は、操作部１０１と、タイミング発生器１０２と、光結合器１０４と、受光器１０５と、増幅器１０６と、Ａ／Ｄ変換器１０７と、処理部１０８と、表示部１０９と、光モジュール２１と、信号処理部３７とから構成されている。
【００４６】
なお、ＯＴＤＲ２０の試験光は、ＰＯＮの通信光（１．３１μｍ、１．５５μｍ）より短い波長に設定されており、特に好ましいのは０．６５μｍ、又は０．７８μｍ波長光である。
【００４７】
図３に示すように、光モジュール２１は、半導体コリメータ３１と、短波長受光器３２と、長波長受光器３３と、入射部３４と、第１のビームスプリッタ３５と、第２のビームスプリッタ３６とから構成されている。
【００４８】
半導体コリメータ３１は、上述した試験光を平行光にして第２のビームスプリッタへ出射する。
【００４９】
短波長受光器３２としてのアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）は、試験光の戻り光を受光し、戻り光を電気信号に変換し、この電気信号を増幅器１０６に出力する。
【００５０】
長波長受光器３３としてのフォトダイオード（ＰＤ）は、ＰＯＮの通信光をモニタ通信光として受光し、この通信光を電気信号に変換する。
【００５１】
入射部３４は、光ファイバ６からのモニタ通信光と、戻り光とが入射するとともに、試験光を光ファイバ６に出射する。
【００５２】
第１のビームスプリッタ３５はダイクロイックミラーからなり、入射部３４から入射されたモニタ通信光をＰＤ３３に出射するとともに、同じく入射部３４から入射された戻り光を他の光路に分離して出射する。また、他の光路から入射される試験光を入射部３４に出射する。
【００５３】
第２のビームスプリッタ３６はハーフミラーからなり、半導体コリメータ３１から出射された試験光を他の光路を介してダイクロイックミラー３５に出射するとともに、ダイクロイックミラー３５によって分離された戻り光をＡＰＤ３２に出射する。
【００５４】
信号処理部３７は、ＰＤ３３からの電気信号を増幅、Ａ／Ｄ変換した後に、伝播特性を算出して、その結果を表示部１０９に表示させる。
【００５５】
次に、図４を参照して光モジュールの構造を具体的に説明する。
図４に示すように、この光モジュール２１は、横長の略矩形ブロック状の本体４１を有している。本体４１の図中左側の端部には、モニタ通信光（長波長光）の光路４２が本体４１の上面から下面にかけて貫通して設けられている。この光路４２の上下面の開口部には、入射部３４と長波長受光器３３（ＰＤ）が同軸状に設けられている。
【００５６】
また、本体４１の図中右側の端部には、戻り光（短波長光）の光路４３が前記光路４２と平行に設けられている。この光路４３の本体４１下面にある開口部には、短波長受光部３２（ＡＰＤ）が設けられている。
【００５７】
さらに、本体４１には、前記二つの光路４２，４３を本体４１内で接続するように、二つの光路４２，４３と直交する他の光路４４が設けられており、その開口部には、半導体コリメータ３１が設けられている。
【００５８】
光路４２と他の光路４４の接続位置には、第１のビームスプリッタ３５（ダイクロイックミラー）が所定の傾きを有して設けられている。また、光路４３と他の光路４４の接続位置には、第２のビームスプリッタ３６（ハーフミラー）が同じく所定の傾きを有して設けられている。
【００５９】
図４に示すように、光モジュール２１において、半導体コリメータ３１から出射された試験光は、ハーフミラー３６を透過して他の光路４４を直進し、ダイクロイックミラー３５によって略直角に反射して入射部３４に入射し、入射部３４から光ファイバ６に出射される。
【００６０】
また、光ファイバ６からの戻り光は、入射部３４に入射した後、ダイクロイックミラー３５に出射され、ダイクロイックミラー３５によって略直角に反射してハーフミラー３６に入射し、ハーフミラー３６によって戻り光の一部が略直角に反射してＡＰＤ３２に入射する。
【００６１】
さらに、光ファイバ６からのモニタ通信光は、入射部３４へ入射した後、入射部３４からダイクロイックミラー３５に出射され、ダイクロイックミラー３５を透過してＰＤ３３に入射する。
【００６２】
上述した実施の形態によれば、ダイクロイックミラー３５は、半導体コリメータ３１から出射された試験光を光ファイバ６に出射し、光ファイバからのモニタ通信光をＰＤ３３に出射するとともに、同じく光ファイバからの戻り光を他の光路４４を介してハーフミラー３６に出射する。また、ハーフミラー３６は、半導体コリメータ３１から出射された試験光をダイクロイックミラー３５に出射し、ダイクロイックミラー３５によって分離された戻り光をＡＰＤ３２に出射する。これにより、光モジュール２１は、モニタ通信光と、試験光及びその戻り光とを単体で送受光できるようになる。
【００６３】
また、ダイクロイックミラー３５によって、特定波長の光を任意の方向に反射可能となり、上り方向の光から戻り光だけを容易に分離できるようになる。さらに、ハーフミラー３６によって、半導体コリメータ３１から出射された試験光の一部が透過するとともに、その戻り光の一部は略直角に反射するため、戻り光だけがＡＰＤ３２へ入射するようになる。
【００６４】
さらに、試験光及びその戻り光が０．６５μｍ又は０．７８μｍ波長光であるため通信光に影響を与えず、且つセンタ局側から伝送試験用に送信される１．６５μｍ波長光を除去するためにユーザ宅側の光線路に設置される光フィルタによってもカットされないので、試験光として好適となる。
【００６５】
また、ＯＴＤＲ２０が、長短の波長光を単体で送受光可能な光モジュール２１を備えることによって、小型化を図れるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】ＰＯＮ方式のＦＴＴＨの一例を示す説明図である。
【図２】ユーザ光端末の一例を示す説明図である。
【図３】本発明による光モジュール及び光パルス試験器を示す機能ブロック図である。
【図４】本発明による光モジュールを示す正断面図である。
【図５】従来の光パルス試験器を示す機能ブロック図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）従来の光パルス試験器の一部を示す機能ブロック図である。
【符号の説明】
【００６７】
６…光線路（光ファイバ）
２０…光パルス試験器（ＯＴＤＲ）
２１…光モジュール
３１…半導体コリメータ
３２…短波長受光器（ＡＰＤ）
３３…長波長受光器（ＰＤ）
３４…入射部
３５…第１のビームスプリッタ（ダイクロイックミラー）
３６…第２のビームスプリッタ（ハーフミラー）
４４…他の光路
【図１】
2009055556.tif 000003
【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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