JP3521111B2 - 単一ファイバ双方向データリンク - Google Patents
単一ファイバ双方向データリンクInfo
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- light
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/40—Transceivers
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4246—Bidirectionally operating package structures
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は光伝送システムに
関する。
関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバによるポイントからポイント
へのデータの受け渡し（リンク）は、急速に拡大してい
る市場において、銅線の相互接続に代わる、コスト効率
の良い、機能的に優れた代替物を提供する。その市場と
は、たとえば、オフィス通信、コンピュータ相互接続、
ローカルエリアネットワーク、ファクトリーオートメー
ションなどの市場である。
へのデータの受け渡し（リンク）は、急速に拡大してい
る市場において、銅線の相互接続に代わる、コスト効率
の良い、機能的に優れた代替物を提供する。その市場と
は、たとえば、オフィス通信、コンピュータ相互接続、
ローカルエリアネットワーク、ファクトリーオートメー
ションなどの市場である。
【０００３】マルチモード光ファイバデータリンクは、
距離が比較的短く（長さ数キロメートル以内）、コスト
と寸法と信頼性が重要な場合の用途を意図するものであ
る。そのような要件は、ローカルエリアネットワークや
キャンパス計算施設に適合するものであって、そこで
は、相当量の情報が、数箇所の間で伝送される。これ
は、超大容量や遠距離を含む遠距離伝送の市場とは対照
的である。要求が異なる結果、近距離データリンクは一
般に、低コスト発光ダイオード（ＬＥＤ）光源と、マル
チモードファイバと、簡単な結合光検出器を使用する。
一方、遠距離の用途には、半導体レーザ、単一モードフ
ァイバ、そして、より複雑な受光器を使用する。
距離が比較的短く（長さ数キロメートル以内）、コスト
と寸法と信頼性が重要な場合の用途を意図するものであ
る。そのような要件は、ローカルエリアネットワークや
キャンパス計算施設に適合するものであって、そこで
は、相当量の情報が、数箇所の間で伝送される。これ
は、超大容量や遠距離を含む遠距離伝送の市場とは対照
的である。要求が異なる結果、近距離データリンクは一
般に、低コスト発光ダイオード（ＬＥＤ）光源と、マル
チモードファイバと、簡単な結合光検出器を使用する。
一方、遠距離の用途には、半導体レーザ、単一モードフ
ァイバ、そして、より複雑な受光器を使用する。
【０００４】単一モードファイバ伝送システムは、双方
向通信を達成するために、しばしば１本のファイバと、
何らかの方式の光学的または電子的な双方向性を利用す
る。これとは対照的に、近距離データリンクを通じての
双方向通信は、現在のところ、１対のマルチモードファ
イバを使用し、各方向の通信に１本ずつのファイバを割
り当てて実現している。最も普通には、両方のファイバ
に二つの同じＬＥＤ発光器が使用され、両方のファイバ
が同じ波長の光を伝送する。一般に使用されている波長
は、ガリウムアルミニウムひ素（ＧａＡｌＡｓ）ダイオ
ードから発光される０．８７μｍ波長の放射か、インジ
ウムガリウムひ素リン（ＩｎＧａＡｓＰ）ダイオードか
ら発光される１．３μｍ波長の放射である。
向通信を達成するために、しばしば１本のファイバと、
何らかの方式の光学的または電子的な双方向性を利用す
る。これとは対照的に、近距離データリンクを通じての
双方向通信は、現在のところ、１対のマルチモードファ
イバを使用し、各方向の通信に１本ずつのファイバを割
り当てて実現している。最も普通には、両方のファイバ
に二つの同じＬＥＤ発光器が使用され、両方のファイバ
が同じ波長の光を伝送する。一般に使用されている波長
は、ガリウムアルミニウムひ素（ＧａＡｌＡｓ）ダイオ
ードから発光される０．８７μｍ波長の放射か、インジ
ウムガリウムひ素リン（ＩｎＧａＡｓＰ）ダイオードか
ら発光される１．３μｍ波長の放射である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】マルチモードデータリ
ンクの機器と運用は比較的安価であるのに対して、単一
モードファイバ伝送システムは高価である。しかし、近
距離データリンクのこのコスト上の利点のいく分かは、
双方向通信システムを実現するために二つのデータリン
クが必要になるということから、差し引かれてしまう。
この利点の差し引きを回避することができれば望まし
い。
ンクの機器と運用は比較的安価であるのに対して、単一
モードファイバ伝送システムは高価である。しかし、近
距離データリンクのこのコスト上の利点のいく分かは、
双方向通信システムを実現するために二つのデータリン
クが必要になるということから、差し引かれてしまう。
この利点の差し引きを回避することができれば望まし
い。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記要望お
よびその他の要望に応えるものであって、従来技術の問
題点を解決するものである。本発明によれば、一般に、
双方向光データリンクは、１本の波長分割多重マルチモ
ードファイバを使用して構成される。そのようなリンク
は、マルチモードファイバと、第１および第２の光送受
信器からなる。
よびその他の要望に応えるものであって、従来技術の問
題点を解決するものである。本発明によれば、一般に、
双方向光データリンクは、１本の波長分割多重マルチモ
ードファイバを使用して構成される。そのようなリンク
は、マルチモードファイバと、第１および第２の光送受
信器からなる。
【０００７】第１の光送受信器は、ファイバの第１の端
部に光学的に結合される第１の波長（たとえば０．８５
μｍ）を有する光を生成する第１の発光ダイオード（Ｌ
ＥＤ）と、ファイバの第１の端部に光学的に結合され
る、第１の波長とは異なる第２の波長（たとえば１．３
μｍ）を有する光を検出する第１の光検出器と、を有す
る。第２の光送受信器は、ファイバの第２の端部に光学
的に結合される第２の波長を有する光を生成する第２の
ＬＥＤと、ファイバの第２の端部に光学的に結合され
る、第１の波長を有する光を検出する第２の光検出器
と、を有する。
部に光学的に結合される第１の波長（たとえば０．８５
μｍ）を有する光を生成する第１の発光ダイオード（Ｌ
ＥＤ）と、ファイバの第１の端部に光学的に結合され
る、第１の波長とは異なる第２の波長（たとえば１．３
μｍ）を有する光を検出する第１の光検出器と、を有す
る。第２の光送受信器は、ファイバの第２の端部に光学
的に結合される第２の波長を有する光を生成する第２の
ＬＥＤと、ファイバの第２の端部に光学的に結合され
る、第１の波長を有する光を検出する第２の光検出器
と、を有する。
【０００８】この発明の双方向光データリンクでは１本
だけのファイバが使用されるので、従来の近距離データ
リンクで経験された単一モード伝送システムに対比した
場合の利点が差し引かれずにすむ。またこの発明では、
マルチモード伝送技術ですでに採用されている安価な部
品を使用できるので、マルチモードシステムが単一モー
ドシステムに比べて有するコスト面の優位性がさらに強
化される。この発明では従来のマルチモードファイバを
使用するので、既設のマルチモード伝送システムにその
まま適用して、そのデータ伝送容量をすぐに２倍にする
ことができる。また、新たなデータリンクの設置におい
ては、本発明により、各データリンクのコストをほぼ半
分に削減することができる。
だけのファイバが使用されるので、従来の近距離データ
リンクで経験された単一モード伝送システムに対比した
場合の利点が差し引かれずにすむ。またこの発明では、
マルチモード伝送技術ですでに採用されている安価な部
品を使用できるので、マルチモードシステムが単一モー
ドシステムに比べて有するコスト面の優位性がさらに強
化される。この発明では従来のマルチモードファイバを
使用するので、既設のマルチモード伝送システムにその
まま適用して、そのデータ伝送容量をすぐに２倍にする
ことができる。また、新たなデータリンクの設置におい
ては、本発明により、各データリンクのコストをほぼ半
分に削減することができる。
【０００９】本発明の他の態様によれば、１本のマルチ
モードファイバを有する、双方向光データリンク用の光
送受信器は、第１の波長を有する光を生成し、その生成
された光をファイバへ伝送するＬＥＤと、ファイバから
受信され前記第１の波長とは異なる第２の波長を有する
光を検出する光検出器と、を有する。この送受信器は、
単一の集積回路デバイスとして製造されるのが望まし
く、それにより、回路パックに簡単に組み込むことので
きる小型で安価な送受信器を提供できる。
モードファイバを有する、双方向光データリンク用の光
送受信器は、第１の波長を有する光を生成し、その生成
された光をファイバへ伝送するＬＥＤと、ファイバから
受信され前記第１の波長とは異なる第２の波長を有する
光を検出する光検出器と、を有する。この送受信器は、
単一の集積回路デバイスとして製造されるのが望まし
く、それにより、回路パックに簡単に組み込むことので
きる小型で安価な送受信器を提供できる。
【００１０】本発明のさらに他の態様によれば、双方向
光データリンクで、光送受信器をマルチモードファイバ
に結合するために光結合器が使用され、その光結合器
は、一つの光導管を有する。この光導管は、その長手方
向に沿って、対応するＬＥＤの放射部分と対応する光検
出器の検出部分とに隣接する位置に第１の面を定義し、
対応するＬＥＤの放射部分と対応する光検出器の検出部
分との前方の位置の一端に、第１の面と約４５度をなす
ように、反射する第２の面を定義し、また他の一端に、
放射された光をマルチモードファイバの一端へ光結合
し、そしてマルチモードファイバの一端から検出された
光を光結合するためのレンズを定義するものである。こ
のような構成により、光送受信器の送信器および受信器
の両方をマルチモードファイバへ結合するために、比較
的安価で、製造・設置が容易な簡単な単一レンズ光結合
器を採用することができる。
光データリンクで、光送受信器をマルチモードファイバ
に結合するために光結合器が使用され、その光結合器
は、一つの光導管を有する。この光導管は、その長手方
向に沿って、対応するＬＥＤの放射部分と対応する光検
出器の検出部分とに隣接する位置に第１の面を定義し、
対応するＬＥＤの放射部分と対応する光検出器の検出部
分との前方の位置の一端に、第１の面と約４５度をなす
ように、反射する第２の面を定義し、また他の一端に、
放射された光をマルチモードファイバの一端へ光結合
し、そしてマルチモードファイバの一端から検出された
光を光結合するためのレンズを定義するものである。こ
のような構成により、光送受信器の送信器および受信器
の両方をマルチモードファイバへ結合するために、比較
的安価で、製造・設置が容易な簡単な単一レンズ光結合
器を採用することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は、単一ファイバ双方向デー
タリンクの断面図を示す。データリンクは、１本のマル
チモード光ファイバ１３０と、１対の光送受信器１０
０、１５０と、１対の光結合器１１１、１６１とを有す
る。光結合器１１１、１６１はそれぞれ、光送受信器１
００、１５０の一方と、ファイバ１３０の異なる端部と
を結合する。光ファイバ１３０は、従来技術により、コ
ア１３２とそれを包囲するクラッディング１３１とから
なる。
タリンクの断面図を示す。データリンクは、１本のマル
チモード光ファイバ１３０と、１対の光送受信器１０
０、１５０と、１対の光結合器１１１、１６１とを有す
る。光結合器１１１、１６１はそれぞれ、光送受信器１
００、１５０の一方と、ファイバ１３０の異なる端部と
を結合する。光ファイバ１３０は、従来技術により、コ
ア１３２とそれを包囲するクラッディング１３１とから
なる。
【００１２】送受信器１００は、光送信器である表面発
光の発光ダイオード（ＬＥＤ）１０１と、光受信器であ
る大型（たとえば約１ｍｍ2以上）の光検出ダイオード
１０２と、誘電体光フィルタ１０３とからなる。ＬＥＤ
１０１は波長約０．８５μｍの光を放射し、光フィルタ
１０３は、波長約１．３μｍの光透過帯を有し、波長約
０．８５μｍの光を阻止する。
光の発光ダイオード（ＬＥＤ）１０１と、光受信器であ
る大型（たとえば約１ｍｍ2以上）の光検出ダイオード
１０２と、誘電体光フィルタ１０３とからなる。ＬＥＤ
１０１は波長約０．８５μｍの光を放射し、光フィルタ
１０３は、波長約１．３μｍの光透過帯を有し、波長約
０．８５μｍの光を阻止する。
【００１３】送受信器１５０も同様に、光送信器である
表面発光ＬＥＤ１５１と、光受信器である大型の光検出
ダイオード１５２と、誘電体光フィルタ１５３とからな
る。しかし、送受信器１５０では送受信器１００とは逆
に、ＬＥＤ１５１は波長約１．３μｍの光を放射し、光
フィルタ１５３は、波長約０．８５μｍの光透過帯を有
し、波長約１．３μｍの光を阻止する。
表面発光ＬＥＤ１５１と、光受信器である大型の光検出
ダイオード１５２と、誘電体光フィルタ１５３とからな
る。しかし、送受信器１５０では送受信器１００とは逆
に、ＬＥＤ１５１は波長約１．３μｍの光を放射し、光
フィルタ１５３は、波長約０．８５μｍの光透過帯を有
し、波長約１．３μｍの光を阻止する。
【００１４】その結果として、マルチモードファイバ１
３０は、波長分割多重化され、そのコア１３２は、波長
約０．８５μｍの光と波長約１．３μｍの光を互いに反
対方向に伝送する。ＬＥＤ１０１から放射される波長領
域は約１００μｍであり、ＬＥＤ１５１から放射される
波長領域は約１１０μｍである。その結果、ファイバ１
３０によって反対向きに伝送される二つの光波スペクト
ラムの間は約３５０μｍ離れており、それにより、二つ
のスペクトラムが互いに干渉しないことが保証される。
３０は、波長分割多重化され、そのコア１３２は、波長
約０．８５μｍの光と波長約１．３μｍの光を互いに反
対方向に伝送する。ＬＥＤ１０１から放射される波長領
域は約１００μｍであり、ＬＥＤ１５１から放射される
波長領域は約１１０μｍである。その結果、ファイバ１
３０によって反対向きに伝送される二つの光波スペクト
ラムの間は約３５０μｍ離れており、それにより、二つ
のスペクトラムが互いに干渉しないことが保証される。
【００１５】ＬＥＤ１０１、１５１と検出器１０２、１
５２とフィルタ１０３、１５３とは、分離した別々の機
器であってもよい。しかし、製造・組み立ての容易性お
よび低コストのために、また、送受信器によって占めら
れる回路パックの「面積」を最小にするために、送受信
器１００および１５０は、従来から知られた集積回路
（ＩＣ）製造プロセスによって、それぞれ一つの共通基
板１０４、１５４の上に集積されたデバイスとして製造
されるのが望ましい。
５２とフィルタ１０３、１５３とは、分離した別々の機
器であってもよい。しかし、製造・組み立ての容易性お
よび低コストのために、また、送受信器によって占めら
れる回路パックの「面積」を最小にするために、送受信
器１００および１５０は、従来から知られた集積回路
（ＩＣ）製造プロセスによって、それぞれ一つの共通基
板１０４、１５４の上に集積されたデバイスとして製造
されるのが望ましい。
【００１６】送受信器１００および１５０への電気的接
続は、導線１０５―１０６および１５５―１５６を通じ
てそれぞれなされる。これらの導線はまた、送受信器１
００および１５０をプリント回路配線ボードの上に取り
付けるのにも役立つ。表面取付けと貫通孔取付けのどち
らも適用できる。
続は、導線１０５―１０６および１５５―１５６を通じ
てそれぞれなされる。これらの導線はまた、送受信器１
００および１５０をプリント回路配線ボードの上に取り
付けるのにも役立つ。表面取付けと貫通孔取付けのどち
らも適用できる。
【００１７】送受信器１００、１５０は、それぞれの光
結合器１１０、１６０によって、マルチモードファイバ
１３０と光学的に結合されている。光結合器１１０は、
図３からわかるように、その長さ方向に沿って（すなわ
ち断面が）ほぼ半円形状のガラスロッドである。その平
坦な側面１１４は、フィルタ１０３およびＬＥＤ１０１
の放射表面の上に（たとえば接着されて）配置される。
結合器１１０、１６０によって、マルチモードファイバ
１３０と光学的に結合されている。光結合器１１０は、
図３からわかるように、その長さ方向に沿って（すなわ
ち断面が）ほぼ半円形状のガラスロッドである。その平
坦な側面１１４は、フィルタ１０３およびＬＥＤ１０１
の放射表面の上に（たとえば接着されて）配置される。
【００１８】図２からわかるように、フィルタ１０３お
よびＬＥＤ１０１の上方に位置するガラスロッドの端部
は、平坦な側面１１４と４５°をなす平面で切られてお
り、平坦な光反射表面１１１を形成する。この光反射表
面１１１は、ＬＥＤ１０１から放射された光１２２を反
射して、光導管１１２として作用するガラスロッドの本
体内部へ導き、また、光導管１１２からの光１２１を反
射してフィルタ１０３へ、そしてさらに、フィルタ１０
３を通して検出器１０２へと向かわせる。
よびＬＥＤ１０１の上方に位置するガラスロッドの端部
は、平坦な側面１１４と４５°をなす平面で切られてお
り、平坦な光反射表面１１１を形成する。この光反射表
面１１１は、ＬＥＤ１０１から放射された光１２２を反
射して、光導管１１２として作用するガラスロッドの本
体内部へ導き、また、光導管１１２からの光１２１を反
射してフィルタ１０３へ、そしてさらに、フィルタ１０
３を通して検出器１０２へと向かわせる。
【００１９】ＬＥＤ１０１から放射され表面１１１で反
射されてフィルタ１０３へ向かう光はすべて、フィルタ
１０３により、検出器１０２への到達を阻止される。こ
れにより、局所的光送信器からの送信が、遠隔伝送の局
所的検出と干渉しないことが保証される。
射されてフィルタ１０３へ向かう光はすべて、フィルタ
１０３により、検出器１０２への到達を阻止される。こ
れにより、局所的光送信器からの送信が、遠隔伝送の局
所的検出と干渉しないことが保証される。
【００２０】光結合器１１０のガラスロッドのもう一方
の端部は凸レンズ１１３を形成し、そのレンズ１１３
は、マルチモードファイバ１３０の一端部に対向し、そ
のファイバ１３０の一端部が、そのレンズ１１３の焦点
１１５の位置になるように、マルチモードファイバ１３
０が配置される。レンズ１１３は、たとえば、ガラスロ
ッドの端部を円弧状にする(arcing)（溶かす）従来の処
理によって形成される。レンズ１１３は、ＬＥＤ１０１
から放射され光導管１１２を通して到達した光１２２
を、ファイバのコア１３１に収束させ、また、ファイバ
１３０から放射された光１２１をファイバ１３０から光
導管１１２へと集光し、その検出器１０２へと伝える。
の端部は凸レンズ１１３を形成し、そのレンズ１１３
は、マルチモードファイバ１３０の一端部に対向し、そ
のファイバ１３０の一端部が、そのレンズ１１３の焦点
１１５の位置になるように、マルチモードファイバ１３
０が配置される。レンズ１１３は、たとえば、ガラスロ
ッドの端部を円弧状にする(arcing)（溶かす）従来の処
理によって形成される。レンズ１１３は、ＬＥＤ１０１
から放射され光導管１１２を通して到達した光１２２
を、ファイバのコア１３１に収束させ、また、ファイバ
１３０から放射された光１２１をファイバ１３０から光
導管１１２へと集光し、その検出器１０２へと伝える。
【００２１】光結合器１６０は、光結合器１１０と同様
のものであって一つの半円状のガラスロッドからなり、
このガラスロッドは、平坦表面１６４と、反射表面１６
１と、光導管１６２と、凸レンズ１６３とを有する。凸
レンズ１６３の焦点１６５に、ファイバ１３０の他の端
部が位置する。
のものであって一つの半円状のガラスロッドからなり、
このガラスロッドは、平坦表面１６４と、反射表面１６
１と、光導管１６２と、凸レンズ１６３とを有する。凸
レンズ１６３の焦点１６５に、ファイバ１３０の他の端
部が位置する。
【００２２】現状の技術では、ＬＥＤは約１４ｍＷのパ
ワーすなわち約１１．５ｄＢｍを出力する高出力デバイ
スである。送受信器１００、１５０とファイバ１３０と
の間の結合損失は、各端で約６ｄＢである。ファイバ１
３０内の損失は、最悪の場合で（波長０．８５μｍで）
約２ｄＢ／ｋｍである。表面１１１、１６１で、受信し
た光の一部分しか検出器１０２、１５２へ投影されない
ということによる損失は、約１２ｄＢと見積もられる。
（ただし、検出器１０２、１５２の検出表面積は反射表
面１１１、１６１の約１／１６と仮定する。）
ワーすなわち約１１．５ｄＢｍを出力する高出力デバイ
スである。送受信器１００、１５０とファイバ１３０と
の間の結合損失は、各端で約６ｄＢである。ファイバ１
３０内の損失は、最悪の場合で（波長０．８５μｍで）
約２ｄＢ／ｋｍである。表面１１１、１６１で、受信し
た光の一部分しか検出器１０２、１５２へ投影されない
ということによる損失は、約１２ｄＢと見積もられる。
（ただし、検出器１０２、１５２の検出表面積は反射表
面１１１、１６１の約１／１６と仮定する。）
【００２３】ファイバ１３０の長さを３ｋｍと仮定する
と、検出器１０２、１５２は、（１１．５ｄＢｍ−６ｄ
Ｂ−６ｄＢ−６ｄＢ−１２ｄＢ）または−１８．５ｄＢ
ｍの光パワーを見る。典型的な光検出器の感度は約―３
０ｄＢｍであるから、これは、検出器１０２および１５
２による有効信号検出における十分以上の安全余裕であ
る約１１．５ｄＢを提供する。
と、検出器１０２、１５２は、（１１．５ｄＢｍ−６ｄ
Ｂ−６ｄＢ−６ｄＢ−１２ｄＢ）または−１８．５ｄＢ
ｍの光パワーを見る。典型的な光検出器の感度は約―３
０ｄＢｍであるから、これは、検出器１０２および１５
２による有効信号検出における十分以上の安全余裕であ
る約１１．５ｄＢを提供する。
【００２４】ここに記載した実施の形態について、種々
の変形・改良が、当業者にとって明らかなことはいうま
でもない。たとえば、波長として、０．８５μｍまたは
１．３μｍ以外を使用することもできる。特に、１．５
５μｍの波長は、ファイバ内伝搬中の減衰が小さいとい
う利点がある。ただし、１．５μｍＬＥＤは今のところ
比較的高価である。さらに、マルチモードファイバとし
ては、段階屈折率型ファイバでも、分布屈折率型ファイ
バでもよく、段階屈折率型ファイバは、約２ｋｍまでの
きわめて近距離で使用され、分布屈折率型ファイバは、
約２０ｋｍまでのより遠距離で使用される。さらに、約
１００ｍまでのごく短い距離では、プラスチックファイ
バが、波長６５０ｎｍおよび８５０ｎｍで動作する光源
とともに使用できる。
の変形・改良が、当業者にとって明らかなことはいうま
でもない。たとえば、波長として、０．８５μｍまたは
１．３μｍ以外を使用することもできる。特に、１．５
５μｍの波長は、ファイバ内伝搬中の減衰が小さいとい
う利点がある。ただし、１．５μｍＬＥＤは今のところ
比較的高価である。さらに、マルチモードファイバとし
ては、段階屈折率型ファイバでも、分布屈折率型ファイ
バでもよく、段階屈折率型ファイバは、約２ｋｍまでの
きわめて近距離で使用され、分布屈折率型ファイバは、
約２０ｋｍまでのより遠距離で使用される。さらに、約
１００ｍまでのごく短い距離では、プラスチックファイ
バが、波長６５０ｎｍおよび８５０ｎｍで動作する光源
とともに使用できる。
【００２５】
【発明の効果】この発明の双方向光データリンクでは１
本だけのファイバが使用されるので、従来の近距離デー
タリンクで経験された単一モード伝送システムに対比し
た場合の利点が差し引かれずにすむ。またこの発明で
は、マルチモード伝送技術ですでに採用されている安価
な部品を使用できるので、マルチモードシステムが単一
モードシステムに比べて有するコスト面の優位性がさら
に強化される。この発明では従来のマルチモードファイ
バを使用するので、既設のマルチモード伝送システムに
そのまま適用して、そのデータ伝送容量をすぐに２倍に
することができる。また、新たなデータリンクの設置に
おいては、本発明により、各データリンクのコストをほ
ぼ半分に削減することができる。
本だけのファイバが使用されるので、従来の近距離デー
タリンクで経験された単一モード伝送システムに対比し
た場合の利点が差し引かれずにすむ。またこの発明で
は、マルチモード伝送技術ですでに採用されている安価
な部品を使用できるので、マルチモードシステムが単一
モードシステムに比べて有するコスト面の優位性がさら
に強化される。この発明では従来のマルチモードファイ
バを使用するので、既設のマルチモード伝送システムに
そのまま適用して、そのデータ伝送容量をすぐに２倍に
することができる。また、新たなデータリンクの設置に
おいては、本発明により、各データリンクのコストをほ
ぼ半分に削減することができる。
【００２６】本発明の他の態様によれば、送受信器は、
単一の集積回路デバイスとして製造されるのが望まし
く、それにより、回路パックに簡単に組み込むことので
きる小型で安価な送受信器を提供できる。
単一の集積回路デバイスとして製造されるのが望まし
く、それにより、回路パックに簡単に組み込むことので
きる小型で安価な送受信器を提供できる。
【００２７】本発明のさらに他の態様によれば、双方向
光データリンクで、光送受信器の送信器および受信器の
両方をマルチモードファイバへ結合するために、比較的
安価で、製造・設置が容易な簡単な単一レンズ光結合器
を採用することができる。
光データリンクで、光送受信器の送信器および受信器の
両方をマルチモードファイバへ結合するために、比較的
安価で、製造・設置が容易な簡単な単一レンズ光結合器
を採用することができる。
【図１】本発明の実施の形態の双方向光データリンクの
断面図。
断面図。
【図２】図１のデータリンクの光結合器・送受信器の平
面図。
面図。
【図３】図２の光結合器・送受信器の正面図。
１００ 光送受信器
１０１ 表面発光発光ダイオード（ＬＥＤ）
１０２ 光検出ダイオード
１０３ 誘電体光フィルタ
１０４ 基板
１０５ 導線
１０６ 導線
１１０ 光結合器
１１１ 反射面
１１２ 光導管
１１３ 凸レンズ
１１４ 平坦側面
１１５ 焦点
１２０ 光
１２１ 光
１２２ 光
１３０ 光ファイバ
１３１ クラッディング
１３２ コア
１５０ 光送受信器
１５１ 表面発光発光ダイオード（ＬＥＤ）
１５２ 光検出ダイオード
１５３ 誘電体光フィルタ
１５４ 基板
１５５ 導線
１５６ 導線
１６０ 光結合器
１６１ 反射面
１６２ 光導管
１６３ 凸レンズ
１６４ 平坦側面
１６５ 焦点
フロントページの続き
(72)発明者 デビッド エー．ノート
アメリカ合衆国、80021 コロラド、ウ
ェストミンスター、ナンバー933、ナイ
ンティス アベニュー 6969 ダブリ
ュ.
(56)参考文献 特開 平８−130508（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−237205（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−361208（ＪＰ，Ａ)
実開 平４−51447（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭63−192745（ＪＰ，Ｕ)
Claims (9)
- 【請求項１】 １本のマルチモードファイバと、第１の
光送受信器と、第２の送受信器、及び、第１の光結合器
と、第２の光結合器とを具備する双方向光データリンク
において、 前記第１の光送受信器は、 前記ファイバの第１の端部に光学的に結合される第１の
波長を有する光を生成する第１の発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）と、 前記ファイバの第１の端部に光学的に結合される、第１
の波長とは異なる第２の波長を有する光を検出する第１
の光検出器とを有し、 前記第２の光送受信器は、 前記ファイバの第２の端部に光学的に結合される第２の
波長を有する光を生成する第２のＬＥＤと、 前記ファイバの第２の端部に光学的に結合される、前記
第１の波長を有する光を検出する第２の光検出器とを有
し、 前記第１の光結合器は、前記第１のＬＥＤ及び第１の光
検出器を前記ファイバの第１の端部に光学的に結合さ
せ、 前記第２の光結合器は、前記第２のＬＥＤ及び第２の光
検出器を前記ファイバの第２の端部に光学的に結合さ
せ、 前記各光結合器は、一つの光導管を有し、この光導管
は、その長手方向に沿って、対応するＬＥＤの放射部分
と対応する光検出器の検出部分とに隣接して位置づけら
れた第１の面を定義し、及び、その一端には、前記第１
の面と約４５度をなすように、対応するＬＥＤの放射部
分と対応する光検出器の検出部分の前方に位置づけられ
た反射する第２の面を定義し、また他の一端には、前記
光ファイバの対応する端部と前記光結合器とを光結合す
るためのレンズを配置するものであること、 を特徴とする、データリンク。 - 【請求項２】 前記第１の波長は約０．８５μｍであ
り、 前記第２の波長は約１．３μｍであること、 を特徴とする請求項１のデータリンク。 - 【請求項３】 請求項１のデータリンクにおいて、 各光検出器は、 光検出デバイスに衝突する光を検出する光検出デバイス
と、 前記衝突する光の通路内に配置され、その光検出デバイ
スによって検出されるべき光の波長の光学的透過帯を有
する光フィルタと、 を有すること、 を特徴とするデータリンク。 - 【請求項４】 各光送受信器は単一の集積回路デバイス
であること、を特徴とする請求項３のデータリンク。 - 【請求項５】 １本のマルチモードファイバを有する、
双方向光データリンク用の光送受信器であって、 第１の波長を有する光を生成し、その生成された光を前
記ファイバへ伝送する発光ダイオードと、 前記ファイバから受信された前記第１の波長と異なる第
２の波長を有する光を検出する光検出器とを有し、 さらに、光導管を有し、この光導管は、その長手方向に
沿って、対応するＬＥＤの放射部分と対応する光検出器
の検出部分とに隣接して位置づけられた第１の面を定義
し、及び、その一端には、前記第１の面と約４５度をな
すように、対応するＬＥＤの放射部分と対応する光検出
器の検出部分の前方に位置づけられた反射する第２の面
を定義し、また他の一端には、前記光ファイバの対応す
る端部と前記光結合器とを光結合するためのレンズを定
義することを特徴とする、光送受信器。 - 【請求項６】 各光送受信器は単一の集積回路デバイス
であること、を特徴とする請求項５の送受信器。 - 【請求項７】 請求項６の送受信器において、 前記光検出器は、 光検出要素に衝突する光を検出するその光検出要素と、 前記衝突する光の通路に配置され、前記第２の波長の光
透過帯を有する光フィルタと、 を有すること、を特徴とする送受信器。 - 【請求項８】 前記第１又は第２の波長野一方は約０．
８５μｍであり、他方の波長は１．３μｍであること、 を特徴とする請求項７の送受信器。 - 【請求項９】 双方向光データリンクで、光送受信器を
マルチモードファイバに結合する光結合器において、 その光結合器は、一つの光導管を有し、この光導管は、
その長手方向に沿って、対応するＬＥＤの放射部分と対
応する光検出器の検出部分とに隣接して位置づけられた
第１の面を定義し、及び、その一端には、前記第１の面
と約４５度をなすように、対応するＬＥＤの放射部分と
対応する光検出器の検出部分の前方に位置づけられた反
射する第２の面を定義し、また他の一端には、前記光フ
ァイバの対応する端部と前記光結合器とを光結合するた
めのレンズを定義するものであること、 を特徴とする光結合器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/790,773 US5963349A (en) | 1997-01-27 | 1997-01-27 | Inexpensive single-fiber bidirectional data link |
| US08/790773 | 1997-01-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10224326A JPH10224326A (ja) | 1998-08-21 |
| JP3521111B2 true JP3521111B2 (ja) | 2004-04-19 |
Family
ID=25151706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01460998A Expired - Fee Related JP3521111B2 (ja) | 1997-01-27 | 1998-01-27 | 単一ファイバ双方向データリンク |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5963349A (ja) |
| JP (1) | JP3521111B2 (ja) |
| CA (1) | CA2222845C (ja) |
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| KR101478996B1 (ko) | 2013-02-25 | 2015-01-05 | 주식회사 레이칸 | 양방향 송수신 소자 |
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1998
- 1998-01-27 JP JP01460998A patent/JP3521111B2/ja not_active Expired - Fee Related
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