(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１受信機と第１送信機を含む第１トランシーバと、
第２受信機と第２送信機を含む第２トランシーバと、
両端が第１トランシーバと第２トランシーバに夫々接続され、複数の光ファイバを介して前記第１トランシーバから前記第２トランシーバへとデータ伝送するための第１光ファイバ・ケーブルと、
両端が第１トランシーバと第２トランシーバに夫々接続され、複数の光ファイバを介して第２トランシーバから第１トランシーバへとデータ伝送するための第２光ファイバ・ケーブルと、
を含む、光ファイバ・データ伝送システムにおいて、光ファイバ・ケーブルにおける故障時に、前記第１送信機又は前記第２送信機から出力されるレーザ光パワーの総計が所定の安全レベルを超えないようにする方法であって、
前記複数の光ファイバの組の各々が、予め指定され且つ光パワーが所定の安全レベルに設定された１の光ファイバ（「安全チャンネル」）を含み、
前記第１受信機は第１信号検出器を含み、及び前記第２受信機は第２信号検出器を含み、
前記第１又は第２受信機において、前記第２又は第１光ファイバ・ケーブルにおける故障により発生する信号損失を検出するステップと、
前記第１信号検出器は第１送信機に所定の信号を送信し、又は、前記第２信号検出器は第２送信機に所定の信号を送信するステップと、
前記信号に応答して前記第１又は第２送信機が、前記安全チャンネル以外の光ファイバを全てディスエーブルし、前記安全チャンネルのみをイネーブルにとどめるステップと、
前記第１又は第２送信機が、前記安全チャンネルを介してデータを伝送するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記信号検出器が２つの同一な検出器から構成され、該２つの検出器の一方が故障した場合にも、前記第１送信機又は前記第２送信機から出力されるレーザ光パワーの総計が所定の安全レベルを超えないことを保証することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第１トランシーバと前記第２トランシーバの各々が、前記安全チャネルのレーザの電流を前記安全レベルに対応する閾電流と比較するためのレーザ電流比較手段を含み、
前記方法が、前記安全チャネルのレーザ電流が、前記閾電流を超えた場合に前記安全チャネルをディスエーブルするステップをさらに含み、これにより、前記安全チャンネルを伝送されるレーザ光パワーが所定の安全レベルを超えないように保証することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
第１受信機と第１送信機を含む第１トランシーバと、
第２受信機と第２送信機を含む第２トランシーバと、
両端が第１トランシーバと第２トランシーバに夫々接続され、複数の光ファイバを介して前記第１トランシーバから前記第２トランシーバへとデータ伝送するための第１光ファイバ・ケーブルと、
両端が第１トランシーバと第２トランシーバに夫々接続され、複数の光ファイバを介して第２トランシーバから第１トランシーバへとデータ伝送するための第２光ファイバ・ケーブルと、
を含む、光ファイバ・データ伝送システムにおいて、
前記複数の光ファイバの組の各々が、予め指定され且つ光パワーが所定の安全レベルに設定された１の光ファイバ（「安全チャンネル」）を含み、
前記第１受信機は第１信号検出器を含み、及び前記第２受信機は第２信号検出器を含み、
前記第１又は第２受信機において、前記第２又は第１光ファイバ・ケーブルにおける故障により発生する信号損失が検出されたときに、前記第１信号検出器は第１送信機に所定の信号を送信し、又は、前記第２信号検出器は第２送信機に所定の信号を送信し、
前記信号に応答して前記第１又は第２送信機が、前記安全チャンネル以外の光ファイバを全てディスエーブルし、前記安全チャンネルのみをイネーブルにとどめ、前記安全チャンネルを介してデータを伝送し、
これにより、光ファイバ・ケーブルにおける故障時に、前記第１送信機又は前記第２送信機から出力されるレーザ光パワーの総計が所定の安全レベルを超えないようにすることを特徴とする光ファイバ・データ伝送システム。
【請求項５】
前記信号検出器が２つの同一な検出器から構成され、該２つの検出器の一方が故障した場合にも、前記第１送信機又は前記第２送信機から出力されるレーザ光パワーの総計が所定の安全レベルを超えないことを保証することを特徴とする請求項４記載の光ファイバ・データ伝送システム。
【請求項６】
第１および第２送信機が、夫々、各光ファイバ毎の閾電流調整DAコンバータとレーザドライバとを含み、前記安全チャンネル以外のチャネルを全てディスエーブルすることが、少なくとも１の信号検出器から出力される所定の信号に応答して、前記安全チャンネル以外のチャネルの閾電流調整DAコンバータ及びレーザドライバの少なくとも一方にシャットダウン信号が入力されることによって行われることを特徴とする請求項５記載の光ファイバ・データ伝送システム。
【請求項７】
前記第１トランシーバと前記第２トランシーバの各々が、前記安全チャネルのレーザの電流を前記安全レベルに対応する閾電流と比較するためのレーザ電流比較手段と、前記安全チャネルのレーザ電流が、前記閾電流を超えた場合に前記安全チャネルをディスエーブルする手段とをさらに含み、これにより、前記安全チャンネルを伝送されるレーザ光パワーが所定の安全レベルを超えないようにすることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項記載の光ファイバ・データ伝送システム。
【請求項８】
前記所定の安全レベルがIECクラス１に従うレベルであることを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項記載の光ファイバ・データ伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ファイバ・データ通信の分野に関し、詳細にいえばデュプレックス・オープン・ループ並列光リンクにおけるレーザ安全用の故障検出構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザ・ベースのデバイスおよびシステムは、たとえば、通信、コンピューティング技術あるいは医療技術の分野で広く使用されている。これらのシステムに利用されているレーザは、人間と機器の両方に潜在的に有害である出力光パワーを有している。たとえば、これらのレーザは、人間の眼が露光された時に損傷をもたらす効果を有する電力で駆動される。開発された安全方法およびシステムのうち、参照により本明細書に組み込まれる関係特許である米国特許第５９９９５４９号［フレイタッグ（Freitag）他］に記載された「レーザ安全用の方法および装置（Method and Apparatus for Laser Safety）」では、レーザがオンにされた後の所定リセット時間内に第２のレーザの故障状態が検出されない場合に、レーザ故障カウンタをリセットする。
【０００３】
光ファイバ・データ通信の分野において、光ファイバ・データ通信リンクは、人間と装置の両方に対する前述の潜在的な害を避けるために、該リンクにおける単一故障の場合にレーザによって伝送される光パワーが定義されたレベルまたは「安全」レベルの下にあることを保証しなければならない。「安全」レベルは、たとえば、業界および政府あるいはその両方の規制で確立された標準を含む。
【０００４】
シリアル光リンクの場合、レーザ駆動光パワーが関連「安全」レベルを超えないことを保証し、したがってユーザおよび周囲人間の安全を保証し、ならびにレーザ光パワーによる装置に対するあらゆる損害を防止する方法の例が少なくとも２つある。第１例の方法は、レーザにより伝達される光パワーを「安全」レベルより十分に低いレベルに設定すること、ならびに、光パワー・レベルが安全レベルを超えた時期を検出するために送信機ＩＣの回路を利用することを含む。シリアル光リンクの光パワーはモニタ・フォト・ダイオード制御ループによって最も頻繁に制御されるので、レーザ平均光パワーが判る。したがって、故障検出回路は平均光パワーが閾限界を超えた時期を簡単に決定できる。すなわち、モニタ・フォトダイオードの電流はレーザによる光パワー出力に比例しているため、送信機はモニタ・フォトダイオード電流が閾限界を超えた時期を検出できる。
【０００５】
レーザ駆動光パワーがシリアル光リンクにおける安全レベルを超えないことを保証する第２の方法例は、Open Fiber Control（ＯＦＣ）ハンドシェーク・プロトコルを含む。この例のプロトコルは、正規データ・モードにおけるレーザ駆動光パワーが安全レベルの上に設定されている時に使用される。したがって、シリアル光リンク・ファイバが引っ張られた時、ＯＦＣプロトコルにしたがって、平均レーザ光パワーが安全レベルを超えないことを保証するために極めて低いデューティ・サイクル（約１５０ピコ秒のオン、約１０秒のオフ）でレーザ光をパルスする。第１の方法と同様、送信機側の故障検出回路も、対応するレーザ駆動回路の故障によって光パワーが安全レベルを超えないことを保証する。
【０００６】
しかし、レーザ光パワーが安全レベルに、あるいはその下にとどまることを保証するこのような方法例は、オープン・ループ並列光リンクに適用できない。すなわち、オープン・ループ並列光リンクにおいて、モニタ・フォトダイオードがなく、また複数のレーザが同時に光を放出するため、平均光パワーは判らない。すなわち、上記で説明した例の故障検出法は、オープン・ループ並列光リンクにおける総計の光パワーが安全レベルを上回り、シリアル・リンクのものよりはるかに高いものであるため不適切である。
【０００７】
たとえば、図３および図４は、Ｎ個のチャネルを含むオープン・ループ並列光送信機を示す。並列光送信機２００は、大域温度係数調整ＤＡＣ（ＴＥＭＰＣＯＤＡＣ）２１０と、ＴＥＭＰＣＯ  ＤＡＣ２１０のビットを保持する大域温度係数調整シフト・レジスタ（ＴＥＭＰＣＯ  シフト・レジスタ）２２０とを含む。チャネル０からチャネルＮまでのそれぞれは、それぞれのレーザ・ドライバ２３０と、閾電流調整ＤＡＣ２４０と、変調電流調整ＤＡＣ２５０と、各ＤＡＣのビットを保持するためのシフト・レジスタ２６０を含む。ＥＥＰＲＯＭ２７０は、並列送信機がオフにされた時に、不揮発性メモリのビットを格納する。しかし、この並列送信機では、チャネル０からＮまでのレーザからの総計光パワーが「安全」レベルを超えるのを防止する方法が示されていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、レーザ光パワーがオープン・ループ並列光リンクで「安全」レベルを超えないことを保証する方法および装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明は、送信機と受信機の対と、分割できない指定数Ｎ個のチャネルのを含む光ファイバ・リボンとを有するデュプレックス並列光リンクを含む。デュプレックス・トランシーバは、対応する送信機と受信機を含み、これらは、互いに物理的に接続されており、かつ外すことができないので、レーザ光パワーが安全であることを保証する。
【００１０】
すなわち、各デュプレックス・トランシーバは、ファイバ・リボン・ケーブルと共にパッケージされた並列光送信機と並列光受信機の両方を含み、レーザ伝送の両方向は共に固定されている。ファイバ・リボン・ケーブルは、一体に束にされ、したがって互いに分割できないＮ個のチャネルを含む。送信機側と受信機側両方で、チャネル０からＮは、安全チャネルとして指定された１本のチャネルを含む。ファイバ・リボンがリンクの両端で、すなわち両トランシーバの間に接続された時、送信機側と受信機側両方で指定された安全チャネルが正規のデータ・チャネルとして機能する。しかし、ファイバ・リボンが引っ張られるか、さもなければ切断された時、受信機の信号検出器は「信号損失（loss of signal）」状態をそれぞれの送信機に送る。「信号損失」信号は、送信機の、指定された安全チャネル以外の、チャネル０からＮまでの全てをシャットダウンさせる。すなわち、指定された安全チャネルだけがイネーブルのままである。
【００１１】
指定された安全チャネルの光パワーは、製造時に、前もって決定された安全レベルに設定される。しかし、ファイバが引っ張られるか、切断された時、レーザ・ドライバ回路の故障によって高い電流がレーザに流れ、光パワーが安全レベルを超えるようになる可能性がある。したがって、故障検出回路は、指定された安全チャネルが単一の故障の場合に安全でない光パワーをランチ（launch）するのを防がなければならない。
【００１２】
デュプレックス・トランシーバのそれぞれは、故障検出回路を含むオープン・ループ並列光送信機を含む。故障検出器回路は、リボン・ファイバが引っ張られるか、さもなければ切断された時、光パワーが安全レベルを超えるようにする高電流状態を検出するものである。
【００１３】
リボン・ファイバが引っ張られるか、さもなければ切断された場合、並列リンクの総計電力が安全限界を超えるので、指定された安全チャネル以外のチャネル０からＮまでの全てを、冗長構成とみなされる２つの機構によってディスエーブルしなければならない。すなわち、指定された安全チャネル以外のチャネル０からＮまでのレーザをディスエーブルするため１つの機構のみを使用する場合、レーザ・シャットダウン機構での単一の故障は光パワーが安全レベルを超えることを可能にする。したがって、その出力がスタック・ハイ（stuck high）とされ、信号が存在していることを示す、受信機側の１つの信号検出器だけを有する構成において、総計光パワーは、ファイバ・リボンが引っ張られるか、さもなければ切断される場合に、限界を超える。
【００１４】
本発明は、レーザ電流比較機能を含む安全方式の別の冗長部分も含む。指定された安全チャネルのレーザにおける閾電流および変調電流を冗長閾電流参照および冗長変調電流参照と比較するレーザ故障検出回路が提供される。このような冗長は、閾電流と変調電流とを発生する回路によって高レーザ電流が引き起こされる場合に、これらの値をやはりこの故障電流発生器から発生する電流と比較することによって指定された安全チャネルのレーザの光パワーが安全でないレベルにとどまるように、提供される。したがって、指定された安全チャネルおよび比較電流のレーザにおける閾電流と変調電流は独立したソースから生じる。
【００１５】
安全方式のさらに別の冗長部分は、電源投入時にＥＥＰＲＯＭからシフト・レジスタへ閾ＤＡＣコードと変調ＤＡＣコードを読み込むことを含む。すなわち、ＥＥＰＲＯＭデータの一部だけがシフト・レジスタへ読み込まれた場合、閾電流または変調電流が大きくなり過ぎて、指定された安全チャネルのレーザで伝送される光パワーが安全レベルを上まわるようになる。したがって、本発明は２つの安全機構をさらに含み、それらは、データの全てがシフト・レジスタに読み込まれたことを保証するため実施されるものである。使用される第１方法は、シフト・レジスタの最後のビットが論理０でロードされることを保証する。電源投入時に、シフト・レジスタは全てが論理１である状態に設定される。ＥＥＰＲＯＭの最初のビット・アウトは論理０であり、これはシフト・レジスタの最後のビットに最終的にシフトする。シフト・レジスタが正しくロードされたことを保証する第２の方法は、最後のシフト・レジスタ位置へ論理０をシフトするのに必要なクロック・サイクル数をカウントすることである。シフト・レジスタは、シフト・レジスタの最後の位置が論理０であり、かつクロック・サイクルのカウントが正しい時に、正しくロードされる。
【００１６】
本発明によって提供されるさらに他の安全考慮事項はＰＦＥＴ  Ｐ１  ３３０である。ＰＯＲ回路をトリップさせるのに十分低い送信機への電源にグリッチ（glitch）がある場合、シフト・レジスタは全て「１」の状態に設定される。この電源グリッチによりＥＥＰＲＯＭのメモリ・ポインタがメモリ位置０にリセットされない場合（最初のビット・アウトは冗長シフト・レジスタ読込み操作に対して論理０でなければならない）、データは正しくないメモリ位置から始まるシフト・レジスタに読み込まれ、レーザ電流がおそらく指定された安全チャネルで高過ぎるものになる。これらの大きい電流により光パワーは安全レベルを上まわるようになる。したがって、ＰＦＥＴ  Ｐ１  ３３０の限界によって、電源グリッチが送信機に起こった時、ＥＥＰＲＯＭへの電源をディスエーブルする。
【００１７】
故障検出器回路は、指定された安全チャネルのレーザにおける電圧が参照電圧を超えた場合に論理「１」値になる出力を持つ電圧比較器を含む。閾電流比較器は、指定された安全チャネルの閾電流が冗長電流閾を超えた時その出力を論理「１」にする。変調電流比較器は、指定された安全チャネルの変調電流が冗長電流閾を超えた時その出力を論理「１」にする。マルチプレクサは、電圧比較器が製造テスト中に正しく機能することを保証する。参照上の障害電圧は、その出力を論理「１」値にするため比較器に送られる。レーザ故障は、比較器のいずれか１つの出力が論理「１」値になった場合に示される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の詳細な説明を始める前に、適切な場合に、同様な参照番号および文字が異なる図面における同一の、対応するまたは類似の構成要素を示すために使用されることに留意されたい。
【００１９】
安全光パワーが常にオープン・ループ並列光リンクで伝送されることを保証するために、図１に示すように、オープン・ループ並列光リンクがデュプレックス・トランシーバ１０の対の間に確立される。各デュプレックス・トランシーバ１０は、並列光送信機２０および２０'と並列光受信機３０および３０'の両方を含み、これらはファイバ・リボン・ケーブル４０と共にパッケージされており、ここで光移動の両方向は共に固定されている。ファイバ・リボン・ケーブル４０は、一体に束にされており、これから分離できないＮ本のファイバを含む。送信機側と受信機側両方のチャネル０からＮは、安全チャネルとして指定される１本のチャネルを含む。ファイバ・リボン４０がリンクの両端に、すなわち両トランシーバ１０と１０'の間に接続された時、送信機側と受信機側両方の指定された安全チャネルは正規のデータ・チャネルとして機能する。しかし、ファイバ・リボン４０が引っ張られるか、さもなければ切断された時、受信機３０および３０'における信号検出器５０および５０'は、それぞれの送信機２０および２０'に「信号損失」（ＬＯＳ１およびＬＯＳ２）５５および５５'状態を送る。ＬＯＳ１またはＬＯＳ２によって、トランシーバ１０および１０'の送信機の指定された安全チャネル以外のチャネル０からＮまでの全てがシャットダウンされる。すなわち、指定された安全チャネルだけがイネーブルにとどまる。
【００２０】
指定された安全チャネルにおける光パワーは、その製造時に政府または業界で実施される安全レベルに設定される。しかし、ファイバ４０が引っ張られるか、さもなければ切断された時、レーザ・ドライバ回路における故障によって高い電流がレーザに流れる可能性がある。次いで、これにより、トランシーバ１０および１０'の送信機部分の指定された安全チャネルの光パワーが安全限界を超える場合がある。したがって、故障検出器回路は、単一の故障の場合に、指定された安全チャネルが安全でない光パワーをランチすることから守らなければならない。
【００２１】
上記のように、図３および図４に示す並列送信機では、チャネル０からＮまでからの総計光パワーが安全レベルを超えるのを防止する何らかの方法を示していない。したがって、本発明によるデュプレックス・トランシーバ１０および１０'のそれぞれは、オープン・ループ並列光送信機２０および２０'を含み、これらは故障検出器回路を含み、それにより、リボン・ファイバ４０が引っ張られるか、さもなければ切断される場合、安全レベルを超える高電流状態を検出する。
【００２２】
そこで、図５、図６および図７に、リボン・ファイバ４０が引っ張られるか、切断された時光パワーが安全レベルを超えるようになる高電流状態を検出する、本発明の例示実施形態による並列光送信機を示す。本発明による並列光送信機の例示実施形態は、図３および図４に示す従来技術例の要素の全てを含み、レーザ故障検出回路３００、安全論理回路３１０、冗長電流ＤＡＣ３２０、ＰＦＥＴ  Ｐ１  ３３０およびＰＯＲ３４０をさらに含む。
【００２３】
ファイバ・リボン４０が引っ張られるかさもなければ切断された時、指定された安全チャネルが動作しなければならない安全レベルの例として、ＩＥＣクラス１安全では、光パワーがリンクのどこかで起きた１つの故障の場合に限界の下にとどまることを必要とする。並列リンクの集合電力が安全限界を超えるので、指定された安全チャネル以外のチャネル０からＮまでの全てを、図５、図６および図７のＳＨＵＴＤＯＷＮ１信号およびＳＨＵＴＤＯＷＮ２信号によって示される２つの機構によってディスエーブルしなければならない。「シャットダウン（shutdown）」が、指定された安全チャネルをディスエーブルするために使用される。「シャットダウン」は、１つの故障が既に存在していることを意味する故障検出ブロックによってアサート（assert）される。「Shutdown（シャットダウン）」が失敗した場合、これは第２の故障となり、これに対する安全機能（safeguard）は確立された安全標準によって必要とされない。この構成は冗長構成であるとみなされる。すなわち、１つの機構だけ使用して、指定された安全チャネル以外のチャネル０からＮまでの全てで伝送されるレーザをディスエーブルした場合、レーザ・シャットダウン機構における単一の故障により光パワーが安全レベルを超えるようイネーブルする。
【００２４】
安全方式の別の冗長部分にはレーザ電流比較機能が含まれる。図５、図６および図７は、指定された安全チャネルのレーザの閾電流および変調電流を冗長閾電流参照および冗長変調電流参照と比較するレーザ故障検出回路３００を示す。このような冗長に対する根本的理由は、高レーザ電流が閾電流および変調電流を発生する回路によって引き起こされる場合、これらの値をやはりこの故障電流発生器によって発生される電流と比較することにより指定された安全チャネルのレーザの光パワーが安全でないレベルにとどまることにある。したがって、指定された安全チャネルのレーザにおける閾電流および変調電流と比較電流は、独立のソースから生じる。比較電流は冗長電流ＤＡＣ３２０によって発生する。
【００２５】
安全方式の別の冗長部分には、電源投入時にＥＥＰＲＯＭ２７０からシフト・レジスタへ閾ＤＡＣコードと変調ＤＡＣコードを読み込むことが含まれる。ＥＥＰＲＯＭデータの一部だけがシフト・レジスタ２６０に読み込まれた場合、閾電流または変調電流が大きくなり過ぎ、したがって指定された安全チャネルのレーザで伝送される光パワーが安全レベルを上回るようになる。
【００２６】
したがって、本発明は、データの全てがシフト・レジスタ２６０に読み込まれたことを保証するため実施される２つの安全機構を含む。使用される第１の方法は、シフト・レジスタの最後のビットが論理０でロードされることを保証するものである。電源投入時に、シフト・レジスタ２６０は全てが論理１である状態に設定される。ＥＥＰＲＯＭ２７０からの最初のビット・アウトは論理０であり、最終的にシフト・レジスタ２６０の最後のビットにシフトする。シフト・レジスタ２６０が正しくロードされたことを保証する第２の方法は、論理０を最後のシフト・レジスタ位置へシフトするのに必要なクロック・サイクル数をカウントすることである。シフト・レジスタ２６０は、シフト・レジスタの最後の位置が論理０であり、かつクロック・サイクル・カウントが正しい時正しくロードされる。この機能の論理は、図５、図６および図７の安全論理回路３１０に含まれる。
【００２７】
図５、図６および図７に述べられている別の安全機能は、ＰＦＥＴ  Ｐ１  ３３０の目的となる。送信機の電源電圧が一時的に、ＰＯＲ回路に低電源状態を示させるように十分に低下（しばしば「グリッチ（glitch）」といわれる）した場合、シフト・レジスタ２６０は全てが「１」である状態に設定される。この電源グリッチがＥＥＰＲＯＭ２７０もリセットしない場合（ＥＥＰＲＯＭ２７０の最初のビット・アウトは冗長シフト・レジスタ読込み操作に対して論理０でなければならない）、データはＥＥＰＲＯＭ２７０の正しくないポイントから始まるシフト・レジスタ２６０に読み込まれ、したがってレーザ電流が指定された安全チャネルで高過ぎるものになる。これらの大きい電流により光パワーが安全レベルを上回る可能性がある。したがって、ＰＦＥＴ  Ｐ１  ３３０は、電源グリッチが送信機で起こった時ＥＥＰＲＯＭ２７０に対する電力をディスエーブルする。
【００２８】
故障検出器回路３００の詳細を図９に示す。故障検出器回路３００は電圧比較器ＣＭＰ５０１を含み、これは、指定された安全チャネルのレーザにおける電圧が参照電圧ＶＬＡＳＮＲＥＦ５０２を超えた場合に論理「１」値になる出力を有する。閾電流比較器５０３は、指定された安全チャネルの閾電流ＩＴＨＲＥＳＮ５０５が、ＩＴＨＲＥＳＲＥＤ（５０４）によって表される冗長電流閾を超えた時その出力を論理「１」にする。変調電流比較器５０６は、指定された安全チャネルの変調電流がＩＭＯＤＲＥＤ５０７で表される冗長電流閾を超えた時その出力を論理「１」にする。マルチプレクサ（ＭＵＸ）５０９は、電圧比較器５０１が製造テスト中正しく機能することを保証する。ＶＬＡＳＮＲＥＦ５１０の上の障害電圧は、その出力を論理「１」値にするためＣＭＰ５０１に送られる。レーザ故障は、比較器のいずれか１つの出力が論理「１」値になった場合に示される。
【００２９】
記載される最後の安全機能は、図８に示す冗長信号損失検出機能である。図８は、いくつかのゲイン・バッファ、２つの信号損失（ＬＯＳ）検出器、およびスタック故障検出器を示す。２つのＬＯＳ検出器が必要であるが、それは一方の検出器がスタック・ハイとなる可能性があるからである。これは、検出器がファイバを引っ張ったり、切断したりしても信号が存在していることを常に示していることを意味する。したがって、対応する送信機は安全限界を超えて、Ｎ個のチャネルの全てで光を放出し続ける。２つの検出器が、検出器の一方が故障した場合に信号損失状態を示すため必要である。スタック故障検出器は、ＬＯＳ検出器が信号損失状態を示さなくする状態に差動信号路（differential signal path）がスタック（stuck）する場合にＬＯＳ状態を示す。スタック故障検出器は、単一の故障がスタック差動信号路によって引き起こされるため冗長である必要はない。
【００３０】
図１０、図１１および図１２は、図５、図６および図７の安全論理ブロック３１０を詳細に示す。安全論理ブロック３１０はタイマ６５０、６６０および６９０と、カウンタと、組合せ論理を含む。
【００３１】
以下の表は入力および出力のそれぞれの機能をリストしたものである。
【００３２】
【表１】
0003714605.tif 000002
【００３３】
並列光リンクの電源投入中に、ＰＯＲタイマ６５０は、電源が作動閾レベルを横切る時間からの遅延を提供する。この遅延により、送信機２０および２０'のチップにおける全ての回路が十分な時間で電源投入されることが可能になる。ＰＷＲＧＯＯＤ信号４およびＰＷＲＢＡＤ信号４'は、ＰＯＲタイマ６５０の可能な出力である。ＰＷＲＧＯＯＤ４は、電源電圧が作動閾レベルの上にある時、論理「１」レベルとなる。故障タイマ６６０は、レーザ故障がその入力で示された時間からの遅延を提供する。故障タイマ６６０は、その入力での故障が故障タイマ６６０内のカウンタによって設定される時間で存在するまでその出力で故障を示さないことにより、実故障が存在していることを保証する。
【００３４】
「２ストライク回路（Two Strike circuit））」６９０は、「送信機ディスエーブル」信号ＴＸＤＳＢＬ５'の障害エッジ（failing edge）から指定時間内に第２の故障が起こらない限り、該「送信機ディスエーブル」信号ＴＸＤＳＢＬ５'がＴＸＦＡＵＬＴ１２'におけるレーザ故障指示をクリアするようにさせる。レーザ故障がこの指定時間内に起こった場合、ＴＸＤＳＢＬ５'信号はＴＸＦＡＵＬＴ１２'における故障指示をクリアしない。これにより、平均光パワーが安全閾を上回るようにする頻度（frequency）でレーザ光パワーがトグル（toggling）するのを防止する。
【００３５】
組合せ安全論理において、ＮＯＲゲート１および５は、シフト・レジスタからのデータをロードする間に故障が表示されるのを防止する。シフト・レジスタが図５、図６および図７のＥＥＰＲＯＭ２７０からのロードを終了した後、ＮＯＲゲート５およびＯＲゲート９は、「２ストライク」回路６９０のストライク２出力が低い限り、ＴＸＤＳＢＬ５'が故障タイマ６６０への入力における故障をクリアするようにさせる。ＸＯＲゲート２は、ＥＥＰＲＯＭ２７０が故障を故障タイマ６６０に読み込むことを示している。ＮＡＮＤゲート３とインバータ７は、ＥＥＰＲＯＭ２７０からのデータをシフト・レジスタ２６０に読み込みながら、信号のＳＨＵＴＤＯＷＮ、ＳＨＵＴＤＯＷＮ１およびＳＨＵＴＤＯＷＮ２によりレーザ０からの全てをシャットダウンする。
【００３６】
ＯＲゲート６は、図５、図６および図７における故障検出器３００からの故障指示をＸＯＲゲート２からのシフト・レジスタ読み込み故障指示でＯＲする。故障タイマ６６０の入力における故障を示すため、ＰＷＲＧＯＯＤは高でなければならず、ＯＲゲート６の出力は高でなければならず、ＯＲゲート９の出力は高でなければならない。故障タイマ６６０の遅延出力は、故障原因が直されても故障が示されるのを保証するため、ＳＲラッチ７００によってラッチされる。ＳＲラッチ７００は、ＰＷＲＧＯＯＤ信号が低く、したがって電源が低いことを示している場合にのみリセットできる。ＳＲラッチ７００は、「２ストライク」回路６９０が故障を２つ示していない、すなわちＳＴＲＩＫＥ２が低い限り、ＴＸＤＳＢＬが高である場合にもリセットされる。インバータ１７およびＮＯＲゲート１９は、ＦＬＴＤＳＢＬ信号によってＴＸＦＡＵＬＴ信号がテスト用に低くなることを可能にする。ＯＲゲート２０は、ＦＬＴＤＳＢＬが低い限り、電源が低い（ＰＷＲＢＡＤ＝論理「１」）か、故障がＳＲラッチ７００にラッチされている場合にＴＸＦＡＵＬＴ出力を高にする。インバータ１５、ＮＡＮＤゲート１６、およびＮＡＮＤゲート１８は、「２ストライク」回路６９０によって１つの故障だけが示され、かつ（２つの故障ではない）電源が閾を超えている限り、ＴＸＤＳＢＬが高である場合に、図５、図６および図７のシフト・レジスタ２６０を全てが論理「１」である状態に設定する。電源が低い場合、シフト・レジスタ２６０を全てが論理「１」である状態に設定する。
【００３７】
ＬＯＳ１かＬＯＳ２が論理「１」状態であることにより受信機３０および３０'によって信号損失状態が示された場合、指定された安全チャネル以外のチャネル０からＮまでの全てがＳＨＵＴＤＯＷＮ１信号およびＳＨＵＴＤＯＷＮ２信号によってディスエーブルされる。
【００３８】
ＴＸＦＡＵＬＴ信号は、レーザ・ドライバに問題があることをホスト・コンピュータに示す。次ぎにホストは、上記の「２ストライク」回路の説明に従ってＴＸＤＳＢＬを高にすることにより故障をクリアしようと試みることができる。光リンクのオープン・ループおよび並列的な特質においては、並列送信機の光パワーが安全限界を超えないことを保証認するため特殊な故障検出回路と安全論理回路が必要となる。上述の本発明はこの安全方式を実施する。
【００３９】
以上で、例示実施形態の説明を終了する。本発明はその例示実施形態を参照して説明したが、本発明の原理の範囲および精神内に属する各種のその他の変形や実施形態を工夫できることが当分野の技術者には理解されよう。詳細には、妥当な改変や変形が本発明の精神を逸脱することなく、上述の開示、図面および首記請求の範囲内の、主題となる組合せ配置での構成要素部品および配置あるいはその両方に対して可能である。構成要素部品および配置あるいはその両方の改変および変形に加えて、別の用途も当分野の技術者には明らかであろう。
【００４０】
まとめとして、本発明の構成に関して以下の事項を開示する。
【００４１】
（１）オープン・ファイバの発生時にオープン・ループ並列光リンクで光パワーを調整する方法であって、
第１トランシーバおよび第２トランシーバの間におけるオープン・ループ並列ファイバ光リンクでオープン・ファイバを検出するステップであって、前記ファイバ光リンクがＮ個のチャネルを含むステップと、
前記第１トランシーバと前記第２トランシーバの間における１つの指定安全チャネル以外のチャネル０からＮまでの全てにおけるデータ伝送をディスエーブルするステップと、
閾光パワー・レベルまたはその下のレベルで、前記安全チャネルにて前記第１トランシーバまたは前記第２トランシーバのいずれかからデータを伝送するステップと
を含む方法。
（２）前記第１トランシーバと前記第２トランシーバの両方が、接続された送信機および受信機を有するデュプレックス・トランシーバを含む、上記（１）に記載の方法。
（３）前記第１トランシーバと前記第２トランシーバの間における前記ファイバ光リンクでの前記オープン・ファイバが、前記第１トランシーバおよび前記第２トランシーバのいずれかの受信機によって検出される、上記（２）に記載の方法。
（４）前記第１トランシーバおよび前記第２トランシーバの間における前記ファイバ光リンクでの前記オープン・ファイバを検出する前記受信機が、信号損失を前記接続された送信機に知らせる、上記（３）に記載の方法。
（５）前記第１トランシーバと前記第２トランシーバ両方の前記受信機が、冗長信号損失検出器を含む、上記（１）に記載の方法。
（６）前記第１トランシーバと前記第２トランシーバの間における１指定安全チャネル以外のチャネル０からＮまでの全てにおけるデータ伝送をディスエーブルするステップが、冗長ディスエーブル機構によって行われる冗長プロセスである、上記（１）に記載の方法。
（７）前記閾電力レベルまたはその下のレベルで、前記第１トランシーバと前記第２トランシーバ間でデータを伝送するステップが、
前記指定された安全チャネルのレーザにおける閾電流および変調電流を、冗長閾電流参照および冗長変調電流参照と比較するステップを含み、
前記冗長閾電流参照と前記冗長変調参照電流が独立したソースによって発生し、さらに、
前記閾電流および前記変調電流のいずれかが、それぞれ、前記指定された安全チャネルの前記レーザにおける前記冗長閾電流参照および冗長閾変調電流参照を超えた場合、前記第１トランシーバと前記第２トランシーバの間の前記指定された安全チャネルにおけるデータ伝送をディスエーブルするステップを含む、
上記（１）に記載の方法。
（８）前記閾電力レベルまたはその下のレベルで、前記第１トランシーバと前記第２トランシーバの間でデータを伝送するステップが、データの全てを不揮発性メモリからシフト・レジスタに読み込むことを決定するステップを含む、上記（１）に記載の方法。
（９）オープン・ファイバの発生時に調整される光パワーを内部に有するオープン・ループ並列光リンクであって、
第１トランシーバと
第２トランシーバと、
第１トランシーバを前記第２トランシーバに接続するＮ個のチャネルを含むファイバ光リンクとを備え、
前記第１トランシーバか前記第２トランシーバのいずれかによって、前記ファイバ光リンクがオープン・ファイバを有していることを検出した時に、１つの指定安全チャネル以外のチャネル０からＮまでの全てにおけるデータ伝送が前記ファイバ光リンクでディスエーブルされ、
前記ファイバ光リンクにおける前記１指定安全チャネル以外のチャネル０からＮまでの全てにおけるデータ伝送のディスエーブル時に、データが閾電力レベルまたはその下のレベルで、前記安全チャネルにて前記第１トランシーバおよび前記第２トランシーバいずれかから伝送される
オープン・ループ並列光リンク。
（１０）前記第１トランシーバと前記第２トランシーバの両方が、接続された送信機および受信機を有するデュプレックス・トランシーバを含む、上記（９）に記載のオープン・ループ並列光リンク。
（１１）前記第１トランシーバと前記第２トランシーバの間の前記ファイバ光リンクにおける前記オープン・ファイバが、前記第１トランシーバおよび前記第２トランシーバのいずれかの受信機によって検出される、上記（１０）に記載のオープン・ループ並列光リンク。
（１２）前記第１トランシーバと前記第２トランシーバの間の前記ファイバ光リンクにおける前記オープン・ファイバを検出する前記受信機が、信号損失を前記接続された送信機に知らせる、上記（１１）に記載のオープン・ループ並列光リンク。
（１３）前記第１トランシーバと前記第２トランシーバの両方の前記受信機が、冗長信号損失検出器を含む、上記（９）に記載のオープン・ループ並列光リンク。
（１４）前記第１トランシーバおよび前記第２トランシーバの間における前記１指定安全チャネル以外のチャネル０からＮまでの全てにおけるデータ伝送をディスエーブルするステップが、冗長ディスエーブル機構によって行われる冗長プロセスである、上記（９）に記載のオープン・ループ並列光リンク。
（１５）前記閾電力レベルまたはその下のレベルで前記第１トランシーバと前記第２トランシーバの間でデータを伝送するステップが、
前記指定安全チャネルのレーザにおける閾電流および変調電流を冗長閾電流参照および冗長変調電流参照と比較するステップを含み、
前記冗長閾電流参照および前記冗長変調電流参照が独立ソースによって発生し、さらに、
前記閾電流および前記変調電流のいずれかがそれぞれ、前記指定安全チャネルのレーザにおける前記冗長閾電流参照および冗長閾変調電流参照を超えた場合に、前記第１トランシーバと前記第２トランシーバの間における前記指定安全チャネルでデータ伝送をディスエーブルする、
上記（９）に記載のオープン・ループ並列光リンク。
（１６）前記閾電力レベルまたはその下のレベルで前記第１トランシーバと前記第２トランシーバの間でデータを伝送するステップが、データの全てを不揮発性メモリからシフト・レジスタへ読み込むことを決定するステップを含む、上記（９）に記載のオープン・ループ並列光リンク。
（１７）前記不揮発性メモリがＥＥＰＲＯＭである、上記（８）に記載の方法。
（１８）前記不揮発性メモリがＥＥＰＲＯＭである、上記（１６）に記載のオープン・ループ並列光リンク。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例によるデュプレックス・トランシーバの間のオープン・ループ並列光リンクを示す図である。
【図２】本発明の一例によるデュプレックス・トランシーバの間のオープン・ループ並列光リンクを示す図である。
【図３】従来技術によるオープン・ループ並列光送信機の一例を示す図である。
【図４】従来技術によるオープン・ループ並列光送信機の一例を示す図である。
【図５】本発明によるオープン・ループ並列光送信機の一例を示す図である。
【図６】本発明によるオープン・ループ並列光送信機の一例を示す図である。
【図７】本発明によるオープン・ループ並列光送信機の一例を示す図である。
【図８】本発明による、図１に示すデュプレックス送信機の光受信機部分の一例を示す図である。
【図９】本発明による、図５、図６および図７の例示実施形態における故障検出ブロックの一例を示す図である。
【図１０】本発明による、図５、図６および図７の例示実施形態における安全論理ボックスの一例を示す図である。
【図１１】本発明による、図５、図６および図７の例示実施形態における安全論理ボックスの一例を示す図である。
【図１２】本発明による、図５、図６および図７の例示実施形態における安全論理ボックスの一例を示す図である。
【符号の説明】
１  ＮＯＲゲート
２  ＸＯＲゲート
３  ＮＡＮＤゲート
４  ＰＷＲＧＯＯＤ
４'  ＰＷＲＦＡＵＬＴ
５  ＮＯＲゲート
５'  ＴＸＤＳＢＬ
６  ＯＲゲート
７  インバータ
９  ＯＲゲート
１０  デュプレックス・トランシーバ
１０'  デュプレックス・トランシーバ
１２'  ＴＸＦＡＵＬＴ
１５  インバータ
１６  ＮＡＮＤゲート
１７  インバータ
１８  ＮＡＮＤゲート
１９  ＮＯＲゲート
２０  並列光送信機、ＯＲゲート
２０'  並列光送信機
３０  並列光受信機
３０'  並列光受信機
４０  ファイバ・リボン・ケーブル
５０  信号検出器
５０'  信号検出器
５５  ＬＯＳ１
５５'  ＬＯＳ２
２００  並列光送信機
２１０  ＴＥＭＰＣＯ  ＤＡＣ
２２０  ＴＥＭＰＣＯシフト・レジスタ
２６０  シフト・レジスタ
２７０  ＥＥＰＲＯＭ
３００  レーザ故障検出回路
３１０  安全論理回路
３２０  冗長電流ＤＡＣ
３３０  ＰＦＥＴ  Ｐ１
３４０  ＰＯＲ
５０１  電圧比較器
５０２  参照電圧
５０３  閾電流比較器
５０４  冗長電流閾
５０５  閾電流
５０６  変調電流比較器
５０７  冗長電流閾
５０８  変調電流
５０９  マルチプレクサ
５１０  ＶＬＡＳＮ
６５０  タイマ
６６０  タイマ
６９０  タイマ
７００  ＳＲラッチ
【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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【図１１】
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【図１２】
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