情報通信

各種光接続インターフェイスとの互換性を有する防水光コネクタ
Waterproof Optical Connector with Multiple Interfaces
＊鈴木裕司

岡木村元佳

大塚

Yuji Suzuki

Motoyoshi Kimura

道志

福井

Masashi Oka

潤治

Junji Fukui

健一郎

Kenichiro Ohtsuka

移動体通信網の発達やM2M、IoTの普及に伴い光通信機器の設置環境は多様化してきており、屋外においても装置との接続は様々な光接続インターフェースが用いられるようになった。今回、屋外環境下に適し且つ様々な光接続インターフェースと互換性を有する防水光コネクタを開発した。本コネクタは、光コネクタで代表的なSCコネクタ、LCコネクタ、及びMPOコネクタや、光デバイスであるSFPトランシーバーと容易に接続を行うことができる。また、コネクタの保護等級（防塵・防水等級）はIP68を実現している。
With the development of mobile networking along with the spread of machine-to-machine communication and the internetof things concept, optical communication devices have been used in various environments including outdoors. This hascreated the need for optical connectors that can withstand harsh environments while supporting multiple interfaces. To meetthis demand, we have developed a waterproof optical connector that is compatible with multiple interfaces. Coming with theIP68 rating, the connector is highly resistant to dust and water, and thus suitable for outdoor use. The product can also beconnected easily to SC, LC, and MPO (multi-fiber push on) connectors, as well as to SFP (small form-factor pluggable)transceivers.
キーワード：移動体通信網、防水光コネクタ、SCコネクタ、LCコネクタ、MPOコネクタ

1.

緒言Pluggable）トランシーバー）と直接接続する防水光コFTTH（Fiber To The Home）、携帯等、インターネッ

ネクタは、トランシーバーの装置内の据え付け位置にトの普及に伴い伝送容量が増大しており、多くの屋外通信バラツキがあり、確実に嵌合させるため、嵌合までの装置が導入されている。

操作ステップを複数踏む必要がある。

従来は、筐体内に光ケーブルを引込み、光コネクタ付き③部 品が専用化されているため、各種光接続インターファイバに融着し装置内機器と光コネクタ付きコードで接フェースと互換性がなく、製品メニューが限られて続していたが、最近、装置の小型化の観点で光コネクタ付いる。

きケーブルを直接装置に接続する要求が出てきている。
そのためには①装置インターフェースとしてSC（Singlefiber Coupling）、LC（Little Connectors）、MPO（Multifiber Push On）コネクタ等が使用されており、これらと適合すること、②防水性を有することが必要であり、今回これら光接続インターフェースと互換性を有する防水光コネクタを開発したので報告する。

3.

開発した防水光コネクタの構造・機能

従来の防水光コネクタの課題を解決するため、今回開発した防水光コネクタの外観を図1に示す。
本コネクタとレセプタクルの光接続部は標準の光コネクタとアダプタを採用（図1中A）し、その周りを防水型シェルで覆う構造（図1中B）とした。この防水型シェルは、ク

2.

従来防水光コネクタの課題

従来の防水光コネクタに関しては以下のような要望や課題が出ていた。
①屋外対応として、フェルールを除くすべての部品が金属の専用部品となっており、丈夫である反面、重く操作性が悪い。
②近年普及しつつある光デバイス（SFP（Small Form Factor

ロージャー等で使用されている耐候性に優れた類似の樹脂を採用し、同等サイズの従来コネクタ比重を51％削減し軽量化を実現した。
コネクタの寸法は屋外での操作性を重視し小型化せず、全長を約114mm、外径を約ø20mmで設計し、光ケーブルサイズはø5～10mmまで幅広く対応している。
嵌合方式はバヨネットロック※1 構造（図1中C）とし、片手で容易に接続可能となっている。

2016 年 7 月・S E I テクニカルレビュー・第 189 号

37防水構造は一般に実績の高いOリング方式（図1中D）をSTEP1採用し、部品の結合箇所に装着することで防水性はIP68

レセプタクルをベゼルに相当の試験（水深5m×3時間）もクリアしている。

取付ける

コネクタ端面は防水型シェルの内奥に配置して保護し、STEP2防水型シェルとレセプタクルの嵌合では正しい位置でしか光コネクタをレセプタクル挿入出来ない誤接続防止構造（図1中E）としたことで、誰内のSFPと嵌合させるでも安心して取り扱える。

STEP3
防水光コネクタ

本体をレセプタクルにD

約Φ20mm

取付ける

BA
STEP4
バヨネットを回しレセプ

C

タクルとロックする
全長約 114mm

STEP5E

ケーブルを固定するD

レセプタクル

図1

3－1

ケーブルクランプを回し防水光コネクタの外観

図3

SFPトランシーバーとの嵌合の容易性

図2に示す通り、通信装置に内蔵されるSFPトランシーバーの取付位置は、装置筐体（ベゼル）と基板の位置及び、基板に取り付けるSFP収納ケース（ケージ）で決まっている。

SFPトランシーバーとの一般的な嵌合操作

これは主にZ軸方向の位置バラツキに起因しており、確実な嵌合と、嵌合後の押圧を回避するための対応となっている。
そこで開発したコネクタでは、Z軸方向の位置バラツキを防水光コネクタで吸収させる構造検討を行い、コネクタ

このため、X,Y,Z軸方向に各部品の公差積み上げ分だけインターフェース自体をZ軸方向に可動する機構を取り入

位置バラツキを持っており、嵌合に用いるレセプタクルとれた。図4に当社防水光コネクタの構造を、図5に嵌合構

防水光コネクタでその位置バラツキを吸収する必要があ造を示す。

る。図3にSFPトランシーバーとの一般的な嵌合操作を紹介するが、およそ5ステップの嵌合操作を要している。

ベゼル

Y方向
Z方向

基板

ケージ
X方向

Z方向に可動SFPトランシーバー

図238

SFPトランシーバーの取付位置

各種光接続インターフェイスとの互換性を有する防水光コネクタ

図4

SFP用防水光コネクタの構造

本体

LC型

バネ

図74.
バネで本体を押し返す構造

図5

SFPトランシーバーと防水光コネクタの嵌合構造

MPO型

SC型

防水光コネクタのインターフェース

試作評価結果開発した防水光コネクタ（代表例としてLCコネクタ型）を2心ケーブル（SMF：ITU-T G.657.A1）に取付けた際の光学初期特性（挿入損失、反射減衰量<UPC ※2>）の結果を図8に、ヒートサイクル試験結果を図9に示す。また、
Telcordia GR-326-CORE issue3に準ずる試験を実施した結果を表1にまとめる。いずれもコネクタ性能として十レセプタクルにはバネを内蔵させ、SFPトランシーバー分規格を満たす結果が得られている。とコネクタの嵌合後、防水光コネクタ本体を押し下げる機構としSFPへの押圧を回避する構造とした。
こ れ に よ り、SFPト ラ ン シ ー バ ー と の 嵌 合 操 作 を3ス
100%

STEP1

λ=1.31um

0.07dB

λ=1.55um

1.55um

0.05dB

80%

60%
40%

λ=1.31um

55.5dB

λ=1.55um

1.55um60.7dB

60%
40%
20%

20%

レセプタクルをベゼルに取付ける

平均値
1.31um

100%

頻度

頻度80%

平均値
1.31um0%0%50 52 54 56 58 60 62 64 66

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30

反射<UPC>:RL(dB)

挿入損失：IL(dB)

STEP2

図8

本体をレセプタクルに挿入する

ΔIL［dB］

バヨネットを回し、レセプタクルとロックする

SC1

ヒートサイクル（-40～75℃、168hr、λ=1.31um）

500

SC20.2400

SC30.1300

LC1-①0200-0.1

100-0.2

0LC3-①-100LC3-②0.3STEP3

防水光コネクタの光学初期特性（LC型）-0.30816

24324048566472808896104112120128136

144152160

168

温度［℃］

テップで行うことを可能にした（図6）。

温度

3－2

インターフェースとの互換性

500

SC20.2400SC30.1

300

LC1-①0200-0.1

100-0.2

0LC3-①-100LC3-②-0.30816

光接続インターフェースと互換性を実現した（図7）。

2432404856647280

8896

104

112120128136

144152160

168

時間［hr］

防水型シェルを光コネクタに関わらず共通化したことで、標準の光コネクタ、アダプタを入れ替えるだけで各種

SC1

ヒートサイクル（-40～75℃、168hr、λ=1.55um）

温度［℃］

SFPトランシーバーと開発した防水コネクタの嵌合操作
ΔIL［dB］

図6

LC2-①
LC2-②

時間［hr］0.3

LC1-②

ΔILmax(131)ΔILmax(155)

図9

LC1-①
0.047
0.082

LC1-②
0.103
0.084

LC2-①
0.113
0.171

LC2-②
0.059
0.088

LC3-①
0.076
0.17

LC1-②
LC2-①
LC2-②

温度

［単位:dB］
LC3-②
0.037
0.097

防水光コネクタのヒートサイクル試験結果（LC型）

2016 年 7 月・S E I テクニカルレビュー・第 189 号

39

表1

防水光コネクタの信頼性試験結果（LC型）

Mechanical Tests

Temperature and Humidity TestsItemCondition

執Criteria(Requirements)

Result

Thermal Aging(7 days)

85 deg C

Loss Increase: 0.30dB

0.16 dB

Thermal Cycling(7 days)-40 to 75 deg C
8hrs/cyc

Loss Increase: 0.30dB

0.17 dB

Humidity Aging(7 days)

75 deg C, 95%

Loss Increase: 0.30dB

0.22 dB

Humidity Condensation
Cycling (7 days)-10 to 65 deg C
12hrs/cyc

Loss Increase: 0.30dB

0.18 dB

Dry-out Step
(1 day)75 deg Cn/aVibration

10-55Hz, 1.5mm (p-p) Loss Increase: 0.30dB
RL: 40dB (UPC)
3 axes, 2 hrs/axis

ΔIL 0.02dB
min RL 52.5 dB

Flex

0.9kgf, +/-90deg,
100cycles

Loss Increase: 0.30dB
RL: 40dB (UPC)

ΔIL 0.04dB
min RL 52.0 dB

Twist

Media Type I:
1.35kgf, +/-2.5turns,
10cycsMedia Type II:
0.75kgf, +/-1.5turns,
10cycsLoss Increase: 0.30dB
RL: 40dB (UPC)

ΔIL 0.08dB
min RL 51.1 dB

Straight Pull:
4.5 kgf (R) 6.8 kgf (O)Proof
Loss Increase: 0.30dB
Side Pull:(Media Type I only)
RL:40dB (UPC)
2.3 kgf (R) 3.4 kgf (O)Straight PullΔIL 0.08 dB
min RL 55.0 dB
Side Pull
ΔIL 0.09 dB
min RL 53.7 dB

1.5m hight, 8 times

Loss Increase: 0.30dB
RL: 40dB (UPC)

ΔIL 0.05dB
min RL 53.1 dB

Durability

200 insertions

Loss Increase: 0.30dB
RL: 40dB (UPC)

ΔIL 0.17dB
min RL 53.7 dB

Waterproofing

IP68(The depth of thewater 5m×3hr)

no leak of waterno leak of water

結言

屋外用途で様々な光接続インターフェースと互換性を有する防水光コネクタを開発し製品化した。今後、本設計要素を展開した現地組立型の防水光コネクタの開発も着手し、より多くの製品ラインナップを揃え、市場ニーズに応えていく。

用 語 集 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー※1

バヨネットロック

凸部を持つ部品とそれに沿う凹部を持つ部品の2部品で、一方を回転させることで固定、取り外しが容易に行える構造で、カメラレンズマウントに多く用いられている。
※2

UPC

Ultra Polished Physical Contact：光コネクタの球面研磨方法の一種。一般に50dB以上の反射減衰量に対応する。

40

者 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー＊裕司：SEIオプティフロンティア㈱岡道志：SEIオプティフロンティア㈱福井潤治：SEIオプティフロンティア㈱

主事

木村元佳

：日本通信電材㈱技師

参事－Impact

5.

筆鈴木

各種光接続インターフェイスとの互換性を有する防水光コネクタ

大塚健一郎

開発部

：SEIオプティフロンティア㈱----------------------------------------------------------------------------------------------------------＊主執筆者