(57)【要約】【課題】動作条件に適した制御状態で動作することができる光学装置を提供すること。【解決手段】光が入力され、該光に所定の処理を行って出力する光学部と、前記光学部に入力される前記光の強度をモニタする入力モニタ部と、前記光学部から出力される前記光の強度をモニタする出力モニタ部と、前記入力および出力モニタ部の強度モニタ結果の少なくとも一方に基づいて、所定の制御値を設定して、前記光学部の光学特性を制御する制御部と、前記光学部が動作すべき動作条件の変化を検知する動作条件変化検知部と、を備え、前記制御部は、前記動作条件変化検知部の検知結果に基づいて、前記光学部の制御状態を切り換える光学装置。【選択図】図１
2014155127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光が入力され、該光に所定の処理を行って出力する光学部と、
前記光学部に入力される前記光の強度をモニタする入力モニタ部と、
前記光学部から出力される前記光の強度をモニタする出力モニタ部と、
前記入力および出力モニタ部の強度モニタ結果の少なくとも一方に基づいて、所定の制御値を設定して、前記光学部の光学特性を制御する制御部と、
前記光学部が動作すべき動作条件の変化を検知する動作条件変化検知部と、
を備え、前記制御部は、前記動作条件変化検知部の検知結果に基づいて、前記光学部の制御状態を切り換えることを特徴とする光学装置。
【請求項２】
前記動作条件変化検知部が検知する動作条件は、前記入力および出力モニタ部の強度モニタ結果の少なくとも一方、前記制御設定値、シャットダウン命令、および警報発出・復旧命令の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記動作条件変化検知部は、前記入力モニタ部の強度モニタ結果と、入力閾値とを比較し、その比較結果に基づいて前記動作条件の変化を検知することを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項４】
前記動作条件変化検知部は、前記出力モニタ部の強度モニタ結果と、出力閾値とを比較し、その比較結果に基づいて前記動作条件の変化を検知することを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記動作条件変化検知部の検知結果に基づいて、前記光学部の制御状態を、制御クロックの周波数が異なる複数の制御状態のいずれかに切り換えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光学装置。
【請求項６】
前記複数の制御状態は、過渡制御状態および安定制御状態の２つの制御状態を含むことを特徴とする請求項５に記載の光学装置。
【請求項７】
前記制御部が、前記動作条件変化検知部の検知結果に基づいて、前記光学部の制御状態をシャットダウン制御状態に切り換える場合に、当該シャットダウン制御状態の期間中は、前記制御クロックの一部を停止することを特徴とする請求項５または６に記載の光学装置。
【請求項８】
前記光学部は、前記入力された光に光増幅を行うための光増幅媒体と、前記制御部に制御されて前記光増幅媒体に励起光を供給する励起光源とを備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の光学装置。
【請求項９】
前記光学部は、前記制御部に制御されて前記入力された光に光減衰を行うための可変光減衰器を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の光学装置。
【請求項１０】
前記制御部は、フィードバック制御およびフィードフォワード制御の少なくともどちらか一方の制御を行い、前記制御の制御周期に応じて前記フィードバック制御または前記フィードフォワード制御の制御パラメータを変更することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、おもに光通信用に用いられる光学装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
たとえば波長分割多重方式を採用した光通信システムにおいて、特に光伝送路に配置される光学装置については、システムの運用中に予告なく光信号チャネルのＡＤＤ／ＤＲＯＰによる光信号入力数の増減が起こり、トランジェント（過渡）状態となる場合がある。たとえば、光学装置が光増幅装置である場合に、ＤＲＯＰによる過渡状態の間は、光増幅装置に入力する光信号のトータルの強度が変化するので、ＤＲＯＰされずに残留したチャネルの光信号の利得が一定ではなくなり変化する。これに対して、光増幅用の励起光の強度を高速に制御することで、過渡状態においても利得を一定に制御できる。一方、光信号チャネルのＡＤＤ／ＤＲＯＰなどの、入力する光信号の強度の急激な変化がなく安定しているときは、過渡状態のような高速制御は不要である。
【０００３】
しかし、光信号チャネルのＡＤＤ／ＤＲＯＰは、いつ発生するかが予測できないため、光増幅器の利得を一定に制御するには、常に過渡状態に対応できる高速な制御を行う必要がある。なお、光伝送路に配置される光学装置が、入力される光信号に与える損失を制御する可変光減衰装置である場合も、同様の制御が必要になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−９６４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、光信号チャネルのＡＤＤ／ＤＲＯＰなどで、入力される光信号の変化が発生する期間は非常に短く、運用時のほとんどの期間は、入力光信号は安定的である。しかしながら、入力光信号の変化はいつ発生するか予測できないため、これに対応するには、光学装置において、常に過渡状態に対応できる高速な制御を行う必要がある。高速な制御を行うには、制御周期を高速にする方法があるが、一般的に、制御周期が高速なほど、制御回路の消費電力が高くなるという問題がある。このように、光学装置は、好ましい制御状態が動作条件によって異なる場合がある。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、動作条件に適した制御状態で動作することができる光学装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光学装置は、光が入力され、該光に所定の処理を行って出力する光学部と、前記光学部に入力される前記光の強度をモニタする入力モニタ部と、前記光学部から出力される前記光の強度をモニタする出力モニタ部と、前記入力および出力モニタ部の強度モニタ結果の少なくとも一方に基づいて、所定の制御値を設定して、前記光学部の光学特性を制御する制御部と、前記光学部が動作すべき動作条件の変化を検知する動作条件変化検知部と、を備え、前記制御部は、前記動作条件変化検知部の検知結果に基づいて、前記光学部の制御状態を切り換えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る光学装置は、上記発明において、前記動作条件変化検知部が検知する動作条件は、前記入力および出力モニタ部の強度モニタ結果の少なくとも一方、前記制御設定値、シャットダウン命令、および警報発出・復旧命令の少なくとも一つを含むことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る光学装置は、上記発明において、前記動作条件変化検知部は、前記入力モニタ部の強度モニタ結果と、入力閾値とを比較し、その比較結果に基づいて前記動作条件の変化を検知することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る光学装置は、上記発明において、前記動作条件変化検知部は、前記出力モニタ部の強度モニタ結果と、出力閾値とを比較し、その比較結果に基づいて前記動作条件の変化を検知することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る光学装置は、上記発明において、前記制御部は、前記動作条件変化検知部の検知結果に基づいて、前記光学部の制御状態を、制御クロックの周波数が異なる複数の制御状態のいずれかに切り換えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る光学装置は、上記発明において、前記複数の制御状態は、過渡制御状態および安定制御状態の２つの制御状態を含むことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る光学装置は、上記発明において、前記制御部が、前記動作条件変化検知部の検知結果に基づいて、前記光学部の制御状態をシャットダウン制御状態に切り換える場合に、当該シャットダウン制御状態の期間中は、前記制御クロックの一部を停止することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る光学装置は、上記発明において、前記光学部は、前記入力された光に光増幅を行うための光増幅媒体と、前記制御部に制御されて前記光増幅媒体に励起光を供給する励起光源とを備えることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る光学装置は、上記発明において、前記光学部は、前記制御部に制御されて前記入力された光に光減衰を行うための可変光減衰器を備えることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る光学装置は、上記発明において、前記制御部は、フィードバック制御およびフィードフォワード制御の少なくともどちらか一方の制御を行い、前記制御の制御周期に応じて前記フィードバック制御または前記フィードフォワード制御の制御パラメータを変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、動作条件に適した制御状態で動作することができる光学装置を実現できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、実施の形態１に係る光学装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１に示す光学装置における制御状態の状態遷移図および各制御状態での制御クロックを示す図である。
【図３】図３は、図１に示す光学装置における入力変化時の制御状態の遷移の一例を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態２に係る光学装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、図４に示す光学装置における制御状態の状態遷移図および各制御状態での制御クロックを示す図である。
【図６】図６は、図４に示す入力変化検知部の構成を示す図である。
【図７】図７は、入力変化検知部の構成の変形例１を示す図である。
【図８】図８は、入力変化検知部の構成の変形例２を示す図である。
【図９】図９は、実施の形態３に係る光学装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、実施の形態４に係る光学装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、図面を参照して本発明に係る光学装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、各図面において、同一または対応する要素には適宜同一の符号を付している。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る光学装置の構成を示すブロック図である。この光学装置１００は、光増幅装置であって、入力モニタ部１０と、光増幅処理を行う光増幅部である光学部２０と、出力モニタ部３０と、制御部４０とを備えている。
【００２１】
入力モニタ部１０は、光カプラ１１と、入力モニタＰＤ（Photo  Diode）１２と、ＰＤモニタ回路１３と、ＡＤコンバータ１４とを備える。
【００２２】
光学部２０は、励起光源としての半導体ＬＤ（Laser  Diode）２１と、ＷＤＭ（Wavelength  Division  Multiplex）カプラ２２と、光増幅媒体としての増幅用光ファイバ２３と、ＬＤドライバ回路２４と、ＤＡコンバータ２５とを備える。
【００２３】
出力モニタ部３０は、光カプラ３１と、出力モニタＰＤ３２と、ＰＤモニタ回路３３と、ＡＤコンバータ３４とを備える。
【００２４】
制御部４０は、アンプ制御部４１と、動作条件変化検知部４２と、制御周期変更部４３とを備える。
【００２５】
光学装置１００の基本動作について説明する。まず、光信号Ｌ１が入力されると、入力モニタ部１０において、光カプラ１１は光信号Ｌ１の大部分を通過し、一部を入力モニタＰＤ１２に分岐する。入力モニタＰＤ１２は光信号Ｌ１の一部を受光してその受光強度に応じた値の電流をＰＤモニタ回路１３に出力する。ＰＤモニタ回路１３は電流を受付けて、光学部２０に入力される光信号Ｌ１の強度を表すアナログ信号であるモニタ値（入力モニタ値）をＡＤコンバータ１４に出力する。ＡＤコンバータ１４は入力モニタ値をデジタル信号に変換して制御部４０に出力する。
【００２６】
光学部２０において、半導体ＬＤ２１は、増幅用光ファイバ２３を光励起できる波長の励起光を、増幅用光ファイバ２３に供給するために出力する。ＷＤＭカプラ２２は、光カプラ１１を通過した光信号Ｌ１と励起光とを合波し、増幅用光ファイバ２３に出力する。増幅用光ファイバ２３は、たとえばエルビウムを添加したＥＤＦ（Erbium  Doped  Fiber）であるが、特に限定はされない。たとえば、増幅用光ファイバ２３は、ラマン増幅用光ファイバでもよい。増幅用光ファイバ２３は励起光で光励起されることによって、入力された光信号Ｌ１に光増幅を行って出力する。半導体ＬＤ２１から出力される励起光の強度は駆動電流に応じた値となる。半導体ＬＤ２１はＬＤドライバ回路２４によってその駆動電流が制御される。なお、ＬＤドライバ回路２４は、ＬＤ制御値が与えられて所定の駆動電流を出力するように制御される。ＬＤ制御値は、制御部４０から出力されたデジタル制御信号をＤＡコンバータ２５がアナログ制御値に変換したものである。たとえば、半導体ＬＤ２１は、光学部２０が所定の利得（自動利得制御（ＡＧＣ））もしくは出力光強度（自動レベル制御(ＡＬＣ)）となるように駆動電流が制御される。
【００２７】
出力モニタ部３０において、光カプラ３１は、増幅されて光学部２０から出力された光信号Ｌ２の大部分を通過し、一部を出力モニタＰＤ３２に分岐する。出力モニタＰＤ３２は光信号Ｌ２の一部を受光してその受光強度に応じた値の電流をＰＤモニタ回路３３に出力する。ＰＤモニタ回路３３は電流を受付けて、光学部２０から出力される光信号Ｌ２の強度を表すアナログ信号であるモニタ値（出力モニタ値）をＡＤコンバータ３４に出力する。ＡＤコンバータ３４は出力モニタ値をデジタル信号に変換して制御部４０に出力する。
【００２８】
デジタル制御部である制御部４０は、所定の周期の制御クロックで動作しており、光学部２０の光増幅特性（利得等）を制御するアンプ制御部４１においてＡＤコンバータ１４から入力モニタ値を受け取り、ＡＤコンバータ３４から出力モニタ値を受け取り、ＤＡコンバータ２５にＬＤ制御値となるデジタル制御信号を出力する。ＬＤ制御値は例えば入力モニタ値および出力モニタ値の少なくとも一方に基づいて設定される。
【００２９】
さらに、制御部４０は、動作条件変化検知部４２と、制御周期変更部４３とを備えている。動作条件変化検知部４２は、光学部２０が動作すべき動作条件の変化を検知する部分であり、例えば、光学部２０が動作すべき動作条件に影響を与える入力モニタ値、出力モニタ値、光学部２０の利得目標値（または半導体ＬＤ２１の励起光の出力目標値）、動作モード変更信号、ＡＰＲ（Automatic  Power  Reduction）制御信号、シャットダウン（ＳＤ）制御信号などが入力される。動作モード変更信号とは、光学部２０の動作モードを、たとえばＡＧＣ動作モードやＡＬＣ動作モードなどの動作モード間で変更するための信号である。ＡＰＲ制御信号とは、光学装置１００から出力される光信号Ｌ２の強度レベルを所定の値に低下させるＡＰＲ機能を実現するための制御信号である。
【００３０】
図２は、光学装置１００における制御状態の状態遷移図および各制御状態での制御クロックを示す図である。光学装置１００における制御状態には、たとえば起動状態、ＳＤ制御状態、過渡制御状態、安定制御状態等、複数の制御状態が有る。図中、制御クロックとは、アンプ制御部４１がＬＤ制御値を演算する際のクロックであり、ＡＤＣクロックとは、ＡＤコンバータ１４、３４の動作クロックであり、ＤＡＣクロックとは、ＤＡコンバータ２５の動作クロックである。動作条件変化検知部４２は、光学部２０が動作すべき動作条件の変化を検知し、図２に示すような起動状態以外の制御状態の判定と遷移を行う。
【００３１】
動作条件変化検知部４２は、具体的には以下のように動作する。
１）動作条件変化検知部４２は、入力モニタ値を、制御部４０内部に記憶している入力増加判定閾値や入力減少判定閾値と常に比較している。入力モニタ値が入力増加判定閾値と入力減少判定閾値との間にあるときは、アンプ制御部４１は安定制御状態で動作する。そして、光信号Ｌ１の強度の変化等によって、入力モニタ値が入力増加判定閾値を上回るかまたは入力減少判定閾値を下回るとき、動作条件変化検知部４２は、光学部２０が動作すべき動作条件の変化を検知し、過渡制御状態で動作すべきであると判定し、制御周期変更部４３へ制御状態判定値の信号を通知する。制御周期変更部４３は、図２に示すような各制御状態において適切な周期の制御クロックとなるようにアンプ制御部４１のクロックを設定する。たとえば、制御状態が安定制御状態から過渡制御状態に遷移するときには、制御クロックおよびＤＡＣクロックは低速の周期から高速の周期に切替えられる。これによって、光学装置１００は、動作条件に適合した制御状態で動作することができる。また、安定制御状態では低速の制御クロックおよびＤＡＣクロックとすることによって光学装置１００の消費電力を低減でき、かつ過渡制御状態では高速の制御クロックおよびＤＡＣクロックとすることによってたとえば入力光信号の変化に対応でき、光学装置１００の適正な過渡応答特性を実現できる。
【００３２】
なお、たとえば、入力増加判定閾値は、（入力モニタ値の平均値＋設定される増加閾値Ａ）、入力減少判定閾値は、（入力モニタ値の平均値−設定される減少閾値ａ）で計算される。また、入力モニタ値の平均値の代わりに、或る時刻より少し前の時刻での入力モニタ値を用いてもよい。または、入力モニタ値に対して加減算を行わずに、増加／減少の各閾値（Ａまたはａ）のみを判定閾値としてもよい。
【００３３】
２）動作条件変化検知部４２は、出力モニタ値を、制御部４０内部に記憶している出力増加判定閾値や出力減少判定閾値と常に比較している。出力モニタ値が出力増加判定閾値と出力減少判定閾値との間にあるときは、アンプ制御部４１は安定制御状態で動作する。そして、出力モニタ値が、出力増加判定閾値を上回るか、または出力減少判定閾値を下回るとき、動作条件変化検知部４２は、光学部２０が動作すべき動作条件の変化を検知し、過渡制御状態で動作すべきであると判定し、制御周期変更部４３へ制御状態判定値の信号を通知する。
【００３４】
なお、たとえば、出力増加／減少判定閾値は、自動利得制御（ＡＧＣ）、自動レベル制御(ＡＬＣ)でそれぞれ以下のように生成される。
ＡＧＣの場合：｛入力モニタ値の平均値（または少し前の時刻の入力モニタ値）＋利得目標値＋設定される増加閾値Ｂ｝、
｛入力モニタ値の平均値（または少し前の入力モニタ値）＋利得目標値−設定される減少閾値ｂ｝、または、入力モニタ値に対して加減算を行わずに、増加／減少の各閾値（Ｂまたはｂ）のみを判定閾値としてもよい。
ＡＬＣの場合：｛出力モニタ値の平均値（または少し前の時刻の出力モニタ値）＋設定される増加閾値Ｃ｝、
｛出力モニタ値の平均値（または少し前の時刻の出力モニタ値）−設定される減少閾値ｃ｝、または、出力モニタ値に対して加減算を行わずに、増加／減少の各閾値（Ｃまたはｃ）のみを判定閾値としてもよい。
【００３５】
制御状態の遷移は、入力モニタ値や出力モニタ値の変化が生じた場合の他に、ＬＤ出力目標値、利得目標値、動作モードが変更された場合などで発生し得るものであり、たとえば図２に示すように安定制御状態から過渡制御状態に遷移する。
【００３６】
３）動作条件変化検知部４２は、シャットダウンの制御信号を受信すれば、受信時点で安定制御状態であれば過渡制御状態へ遷移すべきと判定し、制御周期変更部４３へ制御状態判定値の信号を通知する。その後、光学装置１００から出力される光信号Ｌ２の強度が十分低くなるまで過渡制御状態とし、十分低くなった後ＳＤ制御状態と判定し、制御周期変更部４３へ制御状態判定値の信号を通知する。また、シャットダウンの制御信号の受信時点で過渡制御状態であれば、光信号Ｌ２の強度が十分低くなるまで過渡制御状態とし、十分低くなった後ＳＤ制御状態と判定し、制御周期変更部４３へ制御状態判定値の信号を通知する。このとき、制御クロックおよびＤＡＣクロックを停止してもよい。ただし、シャットダウン状態の解除のトリガーとなるモニタ値を出力する入力モニタ部１０や出力モニタ部３０に対する動作クロック、すなわちＡＤＣクロックについては、停止しないようにする。なお、この３）の動作は、シャットダウンの制御信号の受信の他に、光信号Ｌ１の入力が遮断し、警報が発出した場合にも同様に行われる。
【００３７】
また、制御状態が過渡制御状態であるとき、入力モニタ値や出力モニタ値の変動が収束する等によって、１），２）の判定でともに入出力の増加判定閾値と減少判定閾値の間に入れば、動作条件変化検知部４２は、安定制御状態で動作すべきと判定し、制御周期変更部４３へ制御状態判定値の信号を通知する。これによって制御状態は安定制御状態へと遷移する。
【００３８】
また、ＳＤ制御状態であるとき、シャットダウンの制御信号が解除される、または光信号Ｌ１の入力が遮断状態から復旧し、アンプ制御部４１から復旧命令が出されると、動作条件変化検知部４２は、過渡制御状態で動作すべきと判定し、制御周期変更部４３へ制御状態判定値の信号を通知する。さらに、制御状態が過渡制御状態であるとき、１），２）の判定でともに入出力の増加判定閾値と減少判定閾値の間に入れば、動作条件変化検知部４２は、安定制御状態で動作すべきと判定し制御周期変更部４３へ制御状態判定値の信号を通知する。
【００３９】
上述したように、制御周期変更部４３は、動作条件変化検知部４２からの制御状態判定信号によって制御クロックの周期を変更する。ただし、一部の制御対象に対する制御クロック（たとえば、図２に示すように入力モニタ部１０や出力モニタ部３０におけるＡＤコンバータ１４、３４など）はどのような制御状態であろうとも高速な状態のままとしてもよい。
【００４０】
つぎに、入力される光信号Ｌ１の強度が変化する場合についてさらに具体的に説明する。図３は、光学装置１００における入力変化時の制御状態の遷移の一例を示す図である。
【００４１】
図３では、入力増加判定閾値は｛入力モニタ値の平均値＋設定される増加閾値Ａ｝であり、入力減少判定閾値は｛入力モニタ値の平均値−設定される減少閾値ａ｝である例を示している。また、出力増加／減少判定閾値についても同様に、出力増加判定閾値は｛出力モニタ値の平均値＋設定される増加閾値Ｃ｝であり、出力減少判定閾値は｛出力モニタ値の平均値−設定される減少閾値ｃ｝である例を示している。図中、入力信号波形とは入力される光信号Ｌ１の強度レベルを示し、具体的には入力モニタ値である。出力信号波形とは出力される光信号Ｌ２の強度レベルを示し、具体的には出力モニタ値である。
【００４２】
入力光信号強度が安定しているときは、制御状態は安定制御状態にある。入力光信号強度が減少し、入力モニタ値が入力減少判定閾値より小さくなると、動作条件変化検知部４２が過渡制御状態で動作すべきと判定し、制御周期変更部４３によって制御クロックが高速になる。なお、これにともなって、出力モニタ値も、入力光信号強度の変動や光学部２０の制御により、出力増加／減少判定閾値を超える場合もある。図３の例では、出力モニタ値が出力減少判定閾値付近で変動する場合を示している。
【００４３】
入力光信号強度の減少が止まり、ほぼ変化のない状態となると、入力モニタ値が入力減少判定閾値と入力増加判定閾値の間の値となる。ただし、出力モニタ値が出力減少判定閾値より小さい期間は、制御状態は過渡制御状態であり、制御クロックは高速のままである。その後、入力モニタ値と出力モニタ値とが共にそれぞれの増加判定閾値と減少判定閾値との間に入ると、動作条件変化検知部４２が安定制御状態で動作すべきと判定し、制御周期変更部４３によって制御クロックが低速になる。
【００４４】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２に係る光学装置の構成を示すブロック図である。図４に示すように光学装置１００Ａは、図１に示す実施の形態１に係る光学装置１００の制御部４０を制御部４０Ａに置き換え、さらに入力変化検知部５０を追加した構成を有する。制御部４０Ａは、制御部４０において動作条件変化検知部４２を動作条件変化検知部４２Ａに置き換えたものである。
【００４５】
制御部４０Ａでは、動作条件変化検知部４２Ａは、動作条件変化検知部４２の機能のうち、光信号Ｌ１の入力の変化を検知する機能を、入力変化検知部５０として分離した構成を有する。入力変化検知部５０はたとえば比較器を含むアナログ回路で構成される。この光学装置１００Ａでは、ＰＤモニタ回路１３は、光学部２０に入力される光信号Ｌ１の強度を表すアナログ信号である入力モニタ値を、ＡＤコンバータ１４だけでなく入力変化検知部５０にも出力する。
【００４６】
入力変化検知部５０は、入力モニタ値と制御部４０Ａからの入力増加／減少閾値とを比較して、安定制御状態か過渡制御状態かを判定し、判定結果を入力状態判定値として制御部４０Ａの動作条件変化検知部４２Ａに通知する。動作条件変化検知部４２Ａは、入力状態判定値をもとに適切な制御状態の判定を行う。
【００４７】
図５は、光学装置１００Ａにおける制御状態の状態遷移図および各制御状態での制御クロックを示す図である。図２と図５とでは、以下のＡＤＣクロックの設定が異なっている。
【００４８】
すなわち、実施の形態１に係る光学装置１００の場合は、図２に示すように、入力光信号の変化を早期に検知するため、入力モニタ部１０のＡＤコンバータの動作クロック（ＡＤＣクロック）は、安定制御状態やＳＤ制御状態においても常に高速クロックに設定されている。
【００４９】
これに対して、本実施の形態２に係る光学装置１００Ａの場合は、入力変化検知部５０が入力光信号の変化を検知するため、安定制御状態ではＡＤＣクロックを低速にすることができ、またＳＤ制御状態ではＡＤＣクロックを停止することができる。これによって、光学装置１００Ａはよりいっそう低消費電力化されている。
【００５０】
図６は、入力変化検知部５０の構成を示す図である。この入力変化検知部５０は、入力モニタ値と入力増加／減少判定閾値とを比較する判定回路５０ａを備えている。判定回路５０ａは入力モニタ値と入力増加／減少判定閾値とを比較し、入力状態判定値を示す入力状態判定信号を動作条件変化検知部４２Ａに通知する。ここで、入力増加／減少判定閾値は、デジタル制御部である制御部４０Ａ内で入力モニタ値を用いて算出され、ＤＡコンバータ等でアナログ信号に変換されたものである。したがって、入力増加／減少判定閾値は、入力モニタ値の変化に応じて変化するが、その変化は入力モニタ値の変化に比べて十分遅いものである。
【００５１】
図７は、入力変化検知部の構成の変形例１を示す図である。この入力変化検知部５０Ａは、判定回路５０ａと判定閾値生成回路５０ｂとを備えている。判定閾値生成回路５０ｂはたとえばオペアンプによる加算（減算）回路を含むアナログ回路で構成されている。
【００５２】
この入力変化検知部５０Ａを用いる場合は、制御部４０Ａからの入力増加／減少閾値は、入力モニタ値にかかわらず固定値である。判定閾値生成回路５０ｂは、入力モニタ値と入力増加／減少閾値とを受付け、入力モニタ値に応じた適切な入力増加／減少閾値を生成して、入力変化検知部５０Ａに出力する。
【００５３】
図８は、入力変化検知部の構成の変形例２を示す図である。この入力変化検知部５０Ｂは、判定回路５０ａと変動量抽出部５０ｃとを備えている。
【００５４】
この入力変化検知部５０Ｂを用いる場合も、制御部４０Ａからの入力増加／減少閾値は、入力モニタ値にかかわらず固定値である。変動量抽出部５０ｃは、入力モニタ値を受付け、その変動成分のみを抽出して変動量を判定回路５０ａに出力する。判定回路５０ａは入力モニタ値の変動量と、固定値である入力増加／減少判定閾値とを比較し、入力状態判定値を示す入力状態判定信号を動作条件変化検知部４２Ａに通知する。
【００５５】
なお、具体的には、入力変化検知部５０Ｂを実現する際には、ＰＤモニタ回路１３の出力部と判定回路５０ａ間をコンデンサで接続し、判定回路５０ａの前にリファレンス電源でプルアップする。コンデンサで接続していることで、入力光信号強度に変化がない場合、判定回路入力電圧はリファレンス電源の電圧となり、変化が生じたときはリファレンス電源の電圧から上または下にずれる。入力増加／減少判定閾値を入力モニタ値にかかわらずリファレンス電源電圧付近の固定値にすることで、入力光信号強度の変化を検知できる。
【００５６】
（実施の形態３）
図９は、本発明の実施の形態３に係る光学装置の構成を示すブロック図である。この光学装置２００は、可変光減衰装置であって、入力モニタ部１０と、光減衰処理を行う光学部６０と、出力モニタ部３０と、制御部７０とを備えている。
【００５７】
光学部６０は、可変光減衰器（Variable  Optical  Attenuator：ＶＯＡ）６１と、ＶＯＡドライバ回路６４と、ＤＡコンバータ６５とを備える。制御部７０は、ＶＯＡ制御部７１と、動作条件変化検知部７２と、制御周期変更部７３とを備える。
【００５８】
光学装置２００の基本動作について説明する。まず、光信号Ｌ３が入力されると、入力モニタ部１０において、光カプラ１１は光信号Ｌ３の大部分を通過し、一部を入力モニタＰＤ１２に分岐する。入力モニタＰＤ１２は光信号Ｌ３の一部を受光してその受光強度に応じた値の電流をＰＤモニタ回路１３に出力する。ＰＤモニタ回路１３は電流を受付けて、光学部６０に入力される光信号Ｌ３の強度を表すアナログ信号であるモニタ値（入力モニタ値）をＡＤコンバータ１４に出力する。ＡＤコンバータ１４は入力モニタ値をデジタル信号に変換して制御部７０に出力する。
【００５９】
光学部６０において、ＶＯＡ６１は、入力された光信号Ｌ３に光減衰を行って出力する。ＶＯＡ６１が光信号Ｌ３に与える光減衰量は駆動電流に応じた値となる。ＶＯＡ６１は、ＶＯＡドライバ回路６４によってその駆動電流が制御される。ＶＯＡドライバ回路６４は、ＶＯＡ制御値が与えられて所定の駆動電流を出力するように制御される。ＶＯＡ制御値は、制御部７０から出力されたデジタル制御信号を、ＤＡコンバータ６５がアナログ制御値に変換したものである。ＶＯＡ６１は、光学部６０が所定の光減衰量となるように駆動電流が制御される。
【００６０】
出力モニタ部３０において、光カプラ３１は、減衰されて光学部６０から出力された光信号Ｌ４の大部分を通過し、一部を出力モニタＰＤ３２に分岐する。出力モニタＰＤ３２は光信号Ｌ４の一部を受光してその受光強度に応じた値の電流をＰＤモニタ回路３３に出力する。ＰＤモニタ回路３３は電流を受付けて、光学部６０から出力される光信号Ｌ４の強度を表すアナログ信号であるモニタ値（出力モニタ値）をＡＤコンバータ３４に出力する。ＡＤコンバータ３４は出力モニタ値をデジタル信号に変換して制御部７０に出力する。
【００６１】
デジタル制御部である制御部７０は、所定の周期の制御クロックで動作しており、光学部６０の光減衰量を制御するＶＯＡ制御部７１においてＡＤコンバータ１４から入力モニタ値を受け取り、ＡＤコンバータ３４から出力モニタ値を受け取り、ＤＡコンバータ６５にＶＯＡ制御値となるデジタル制御信号を出力する。ＶＯＡ制御値は例えば入力モニタ値および出力モニタ値の少なくとも一方に基づいて設定される。
【００６２】
さらに、制御部７０において、動作条件変化検知部７２は、光学部６０が動作すべき動作条件に影響を与える入力モニタ値、出力モニタ値、光学部６０の減衰目標値（ＶＯＡ目標値）、動作モード変更信号、シャットダウン（ＳＤ）制御信号などが入力される。
【００６３】
動作条件変化検知部７２は、実施の形態１に係る光学装置１００における動作条件変化検知部４２と同様に動作する。すなわち、動作条件変化検知部７２は、たとえば、入力モニタ値を、制御部７０内部に記憶している入力増加判定閾値や入力減少判定閾値と常に比較している。入力モニタ値が入力増加判定閾値と入力減少判定閾値との間にあるときは、ＶＯＡ制御部７１は安定制御状態で動作する。そして、光信号Ｌ３の強度の変化等によって、入力モニタ値が入力増加判定閾値を上回るかまたは入力減少判定閾値を下回るとき、動作条件変化検知部７２は、光学部６０が動作すべき動作条件の変化を検知し、過渡制御状態で動作すべきであると判定し、制御周期変更部７３へ制御状態判定値の信号を通知する。制御周期変更部７３は、図２に示すような各制御状態において適切な周期の制御クロックとなるようにＶＯＡ制御部７１のクロックを設定する。これによって、光学装置２００は、動作条件に適合した制御状態で動作することができる。
【００６４】
（実施の形態４）
図１０は、本発明の実施の形態４に係る光学装置の構成を示すブロック図である。図１０に示すように光学装置２００Ａは、図９に示す実施の形態３に係る光学装置２００の制御部７０を制御部７０Ａに置き換え、さらに入力変化検知部８０を追加した構成を有する。制御部７０Ａは、制御部７０において動作条件変化検知部７２を動作条件変化検知部７２Ａに置き換えたものである。
【００６５】
動作条件変化検知部７２Ａは、動作条件変化検知部７２の機能のうち、光信号Ｌ３の入力の変化を検知する機能を入力変化検知部８０として分離した構成を有する。入力変化検知部８０はたとえば比較器を含むアナログ回路で構成される。この光学装置２００Ａでは、ＰＤモニタ回路１３は、光学部６０に入力される光信号Ｌ３の強度を表すアナログ信号である入力モニタ値をＡＤコンバータ１４だけでなく入力変化検知部８０にも出力する。
【００６６】
入力変化検知部８０は、入力モニタ値と制御部７０Ａからの入力増加／減少閾値とを比較して、安定制御状態か過渡制御状態かを判定し、判定結果を入力状態判定値として制御部７０Ａの動作条件変化検知部７２Ａに通知する。動作条件変化検知部７２Ａは、入力状態判定値をもとに適切な制御状態の判定を行う。
【００６７】
この光学装置２００Ａにおいても、実施の形態２に係る光学装置１００Ａの場合と同様に、入力変化検知部８０を備えているので、図５に示す場合と同様に安定制御状態ではＡＤＣクロックを低速にすることができ、またＳＤ制御状態ではＡＤＣクロックを停止することができる。これによって、光学装置２００Ａはよりいっそう低消費電力化されている。入力変化検知部８０としては、図６〜図８に示した各種構成を採用することができる。
【００６８】
なお、上記実施の形態において、アンプ制御部やＶＯＡ制御部などの制御部は、フィードバック制御およびフィードフォワード制御の少なくともどちらか一方の制御を適宜採用することができる。この場合、制御状態を変更する場合は、制御クロックの周期に応じて、フィードバック制御またはフィードフォワード制御の制御パラメータ（例えば、ＰＩＤ制御の各ゲイン、ＬＤ電流、ＬＤ出力光など）を、その周期に適した値に変更することが好ましい。
【００６９】
また、上記実施の形態では、光学部は光増幅処理または光減衰処理を行うものであるが、光信号が入力され、該光信号に所定の処理を行って出力する光学部であれば、特に限定無く本発明を適用できる。
【００７０】
なお、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１０  入力モニタ部
１１、３１  光カプラ
１２  入力モニタＰＤ
１３、３３  ＰＤモニタ回路
１４、３４  ＡＤコンバータ
２０、６０  光学部
２１  半導体ＬＤ
２２  ＷＤＭカプラ
２３  増幅用光ファイバ
２４  ＬＤドライバ回路
２５、６５  ＤＡＣコンバータ
３０  出力モニタ部
３２  出力モニタＰＤ
４０、４０Ａ、７０、７０Ａ  制御部
４１  アンプ制御部
４２、４２Ａ、７２、７２Ａ  動作条件変化検知部
４３、７３  制御周期変更部
５０、５０Ａ、５０Ｂ、８０  入力変化検知部
５０ａ  判定回路
５０ｂ  判定閾値生成回路
５０ｃ  変動量抽出部
６４  ＶＯＡドライバ回路
７１  ＶＯＡ制御部
１００、１００Ａ、２００、２００Ａ  光学装置
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４  光信号
【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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