(57)【要約】【課題】  マスターとスレーブ間で光伝送を行う光伝送システムにおいて、コストおよび回路規模を抑制しつつ、発光素子又は受光素子の特性変化を検出して、安定して光伝送を行う。【解決手段】  スレーブ光伝送装置から位相の異なる実現すべき所定のエラー発生率に対応したデータ数のテストデータを受信し、エラーの有無に基づいて前記スレーブ光伝送装置から送信された光信号を取り込むことができる取込可能位相範囲を決定する位相範囲決定手段と、前記位相範囲決定手段により決定された取込可能位相範囲内の位相で光信号を送信するように前記スレーブ光伝送装置を設定する位相設定手段とを備えたマスター光伝送装置において、前記取込可能位相範囲の変化に基づいて、前記スレーブ光伝送装置のデータ送信用発光素子の光量の変化を検出する。【選択図】  図１
2006217286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スレーブ光伝送装置との間で光信号の送受信を行うマスター光伝送装置であって、
前記スレーブ光伝送装置から位相の異なる実現すべき所定のエラー発生率に対応したデータ数のテストデータを受信し、エラーの有無に基づいて前記スレーブ光伝送装置から送信された光信号を取り込むことができる取込可能位相範囲を決定する位相範囲決定手段と、
前記位相範囲決定手段により決定された取込可能位相範囲内の位相で光信号を送信するように前記スレーブ光伝送装置を設定する位相設定手段と、
前記取込可能位相範囲に基づいて、前記スレーブ光伝送装置のデータ送信用発光素子の光量の変化を検出する光量変化検出手段と、
を備えたマスター光伝送装置。
【請求項２】
前記光量変化検出手段により光量変化が検出されたときは、前記位相範囲決定手段により決定される取込可能位相範囲が所定値になるまで、前記スレーブ光伝送装置のデータ送信用発光素子の光量を変化させながら光量を調整する、もしくは受光素子の感度を調整する調整手段を更に備えた
請求項１に記載のマスター光伝送装置。
【請求項３】
前記位相範囲決定手段により決定される取込可能位相範囲が所定値にならないときは、上位装置にエラーを通知するエラー通知手段を更に備えた
請求項２に記載のマスター光伝送装置。
【請求項４】
スレーブ光伝送装置との間で光信号の送受信を行うマスター光伝送装置であって、
前記スレーブ光伝送装置から位相の異なる実現すべき所定のエラー発生率に対応したデータ数のテストデータを受信し、エラーの有無に基づいて前記スレーブ光伝送装置から送信された光信号を取り込むことができる取込可能位相範囲を決定する位相範囲決定手段と、
前記位相範囲決定手段により決定された取込可能位相範囲内の位相で光信号を送信するように前記スレーブ光伝送装置を設定する位相設定手段と、
前記位相設定手段による位相設定後に、前記取込可能位相範囲の少なくとも一方の端の位相における前記エラーの有無に基づいて、前記スレーブ光伝送装置のデータ送信用発光素子の光量の変化を検出する光量変化検出手段と、
を備えたマスター光伝送装置。
【請求項５】
前記光量変化検出手段により光量変化が検出されたときは、前記一方の端の位相におけるエラーが無くなるまで、前記スレーブ光伝送装置のデータ送信用発光素子の光量を変化させながら光量を調整する、もしくは受光素子の感度を調整する調整手段を更に備えた
請求項４に記載のマスター光伝送装置。
【請求項６】
前記位相範囲決定手段により決定される取込可能位相範囲が所定値にならないときは、上位装置にエラーを通知するエラー通知手段を更に備えた
請求項５に記載のマスター光伝送装置。
【請求項７】
マスター光伝送装置と複数のスレーブ光伝送装置との間で光信号の送受信を行う光伝送システムであって、
位相が各々異なるテストパターン光信号を送信する複数のスレーブ光伝送装置と、
請求項１または請求項４に記載のマスター光伝送装置と、
を備えた光伝送システム。
【請求項８】
前記マスター光伝送装置は、各々のスレーブ光伝送装置から送信される光信号の取込可能位相範囲の変化に基づいて、故障原因を判定する故障原因判定手段を更に備えた
請求項７に記載の光伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスター光伝送装置及び光伝送システムに係り、特に、１対他のノード間で分配型光信号伝送体（光シートバス）を介して光信号の送受信を行うマスター光伝送装置及び光伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
マスターと複数のスレーブとの間を光シートバスを介して光伝送を行う光伝送システムが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。このような光伝送システムでは、マスターノードから各スレーブノードまでの伝送距離（光伝送媒体の長さ）が異なる場合、ビット・エラー・レート（ＢＥＲ）をどのように確保するかが問題となる。  光ファイバを使うような高速シリアル・データ伝送においては、誤り訂正符号のエンコーダ／デコーダが必要になる。そして、物理レベルでのＢＥＲと、エラー訂正アルゴリズムを組み合わせた状態での実質ＢＥＲが、それぞれ要求仕様を上回らなければならない。
【０００３】
そのために、伝送路の距離の違い、結合損失の大小、部品の個体差などに起因する光量損失のバラツキ、を考慮して、発光素子ごとに適切な発光量の設定（もしくは受光素子ごとに適切な受光感度を設定）をする必要がある。しかし、一度適切に設定した発光量が周囲温度などの環境変化により変化してしまい、データ伝送が正常に行えなくなる、すなわちＢＥＲが要求仕様を下回ってしまう可能性がある。光通信では、一般的に１０-11〜１０-12未満のＢＥＲが求められる。
【０００４】
そこで、発光素子の発光量が変化した時、変化前の状態に戻す方法として、特許文献２乃至５が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２４４１７５号公報
【特許文献２】特開平５−１４５４９２号公報
【特許文献３】特開平７−２０２８１３号公報
【特許文献４】特開平８−３１６５２３号公報
【特許文献５】特開平１１−１１２４３８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２乃至４のいずれも、光量モニタ用の受光素子と、受光素子の検出結果に基づいて光量を調整する光量自動調整回路と、を備えた構成になっている。しかし、このような装置は、回路構成が大きくなってしまい、実装工程を複雑化する原因となり、コストも増加してしまうといった問題がある。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するために提案されたものであり、マスターとスレーブ間で光伝送を行う光伝送システムにおいて、コストおよび回路規模を抑制しつつ、発光素子又は受光素子の特性変化を検出して、安定して光伝送を行うことができるマスター光伝送装置及び光伝送システム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】
本発明に係るマスター光伝送装置は、スレーブ光伝送装置との間で光信号の送受信を行うマスター光伝送装置であって、前記スレーブ光伝送装置から位相の異なる実現すべき所定のエラー発生率に対応したデータ数のテストデータを受信し、エラーの有無に基づいて前記スレーブ光伝送装置から送信された光信号を取り込むことができる取込可能位相範囲を決定する位相範囲決定手段と、前記位相範囲決定手段により決定された取込可能位相範囲内の位相で光信号を送信するように前記スレーブ光伝送装置を設定する位相設定手段と、前記取込可能位相範囲に基づいて、前記スレーブ光伝送装置のデータ送信用発光素子の光量の変化を検出する光量変化検出手段と、を備えている。
【０００８】
マスター光伝送装置とスレーブ光伝送装置とは、最初に光信号の位相調整を行う。このときマスター光伝送装置は、スレーブ光伝送装置から位相の異なるテストパターンを受信し、位相が各々異なるテストパターンデータと予め定められた正解パターンとを照合し、照合結果に基づいてスレーブ光伝送装置から送信された光信号を取り込むことができる取込可能位相範囲を決定し、決定された取込可能位相範囲内の位相で光信号を送信するようにスレーブ光伝送装置を設定する。
【０００９】
ところで、取込可能位相範囲は、スレーブ光伝送装置の発光量と関係がある。例えば、スレーブ光伝送装置の発光量が小さくなれば取込可能位相範囲は小さくなり、その発光量が大きくなれば取込可能位相範囲も大きくなる。そこで、光量変化検出手段は、取込可能位相範囲に基づいてスレーブ光伝送装置のデータ送信用発光素子の光量変化を検出する。
【００１０】
以上のように、マスター光伝送装置は、取込可能位相範囲に基づいてスレーブ光伝送装置のデータ送信用発光素子の光量変化を検出することができる。
【００１１】
本発明に係るマスター光伝送装置は、スレーブ光伝送装置との間で光信号の送受信を行うマスター光伝送装置であって、前記スレーブ光伝送装置から位相の異なる実現すべき所定のエラー発生率に対応したデータ数のテストデータを受信し、エラーの有無に基づいて前記スレーブ光伝送装置から送信された光信号を取り込むことができる取込可能位相範囲を決定する位相範囲決定手段と、前記位相範囲決定手段により決定された取込可能位相範囲内の位相で光信号を送信するように前記スレーブ光伝送装置を設定する位相設定手段と、前記位相設定手段による位相設定後に、前記取込可能位相範囲の少なくとも一方の端の位相における前記エラーの有無に基づいて、前記スレーブ光伝送装置のデータ送信用発光素子の光量の変化を検出する光量変化検出手段と、を備えている。
【００１２】
ところで、取込可能位相範囲は、スレーブ光伝送装置の発光量と関係がある。例えば、スレーブ光伝送装置の発光量が小さくなれば、取込可能位相範囲の端では光信号を取り込めることができなくなる。また、スレーブ光伝送装置の発光量が再び大きくなれば、取込可能位相範囲の端において光信号を取り込むことができるようになる。
【００１３】
そこで、光量変化検出手段は、前記位相設定手段による位相設定後に、前記取込可能位相範囲の少なくとも一方の端の位相における前記エラーの有無に基づいて、前記スレーブ光伝送装置のデータ送信用発光素子の光量の変化を検出する。
【００１４】
以上のように、マスター光伝送装置は、前記位相設定手段による位相設定後に、前記取込可能位相範囲の少なくとも一方の端の位相における前記エラーの有無に基づいて、前記スレーブ光伝送装置のデータ送信用発光素子の光量の変化を検出することができる。
【００１５】
本発明に係る光伝送システムは、マスター光伝送装置と複数のスレーブ光伝送装置との間で光信号の送受信を行う光伝送システムであって、位相が各々異なるテストパターン光信号を送信する複数のスレーブ光伝送装置と、請求項１または請求項４に記載のマスター光伝送装置と、を備えている。
【００１６】
これにより、上記光伝送システムは、各スレーブ光伝送装置内の発光素子の光量変化を検出することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るマスター光伝送装置及び光伝送システムは、コストや回路規模を抑制しつつ、環境変化や経時変化によるスレーブ光伝送装置の発光量の変化の検出、調整を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態に係る光伝送システムの構成を示す図である。光伝送システムは、１つのマスターノード１０と複数のスレーブノード３０とを備え、１対多の光伝送を行うものである。マスターノード１０とスレーブノード３０とは、光シートバス２０を介して、光ファイバにより接続されている。
【００２０】
マスターノード１０は、パラレル／シリアル変換回路１１と、発光素子を有する光送信機１２と、受光素子（例えばフォトダイオード）を有する光受信機１３と、シリアル／パラレル変換回路１４と、基準クロックを発生するクロックジェネレータ１５と、マスター内クロック（Master Internal Clock）を生成するＰＬＬ回路１６、１７と、正解パターンや送受信されたデータを記憶するメモリ１８と、マスターノード１０全体を制御する制御回路１９と、を備えている。
【００２１】
パラレル／シリアル変換回路１１は、ＰＬＬ回路１６から供給されるマスター内クロックに同期して、外部から入力されたデータにパラレル／シリアル変換を施し、シリアルデータとマスター内クロックとを光送信機１２に供給する。
【００２２】
光送信機１２は、発光素子として例えば面発光型半導体レーザアレイ（ＶＣＳＥＬ）を備え、光シートバス２０を介すことで、複数の光信号を同時に出力できる。光送信機１２は、パラレル／シリアル変換回路１１から供給されたシリアルデータとマスター内クロックとを光信号に変換して、これらの光信号を各々のスレーブノード３０に送信する。したがって、マスターノード１０からスレーブノード３０へは、データ及びマスター内クロックの光信号がそれぞれ送信される。
【００２３】
一方、光受信機１３は、スレーブノード３０から送信された光信号を受信し、これをシリアルデータに変換してシリアル／パラレル変換回路１４に供給する。シリアル／パラレル変換回路１４は、ＰＬＬ回路１７から供給されるマスター内クロックに同期して、シリアル／パラレル変換回路１４から供給されるシリアルデータにシリアル／パラレル変換を施し、パラレルデータを外部に出力する。なお、ＰＬＬ回路１６およびＰＬＬ回路１７は、クロックジェネレータ１５で生成された基準クロックに基づいて上述したマスター内クロックを生成する。このため、スレーブノード３０からマスターノード１０に送信されたデータは、マスター内クロックでラッチされる。
【００２４】
メモリ１８は、パラレル／シリアル変換回路１１やシリアル／パラレル変換回路１４との間で、データの読み出し又は書き込みが可能になっている。また、メモリ１８には、位相調整シーケンス実行時に使用されるテストパターンに対応する正解パターン、位相調整シーケンスの際の各位相でのエラーの有無が記憶されている。
【００２５】
制御回路１９は、マスターノード１０内の各回路を制御したり、位相調整のシーケンスを実行する。例えば、制御回路１９は、メモリ１８から正解パターンを読み出して受信したテストパターンと照合したり、照合結果に基づいて、スレーブノード３０に対して、その位相調整量を設定する。
【００２６】
スレーブノード３０は、受光素子を有する光受信機３１と、受信したマスター内クロックに同期してクロックを生成するＰＬＬ回路３２と、シリアル／パラレル変換回路３３と、位相ずらし量を決定するタイミング調整回路３４と、クロックに遅延処理を施す遅延回路３５と、遅延処理されたクロックに同期してクロックを生成するＰＬＬ回路３６と、パラレル／シリアル変換回路３７と、発光素子を有する光送信機３８と、テストパターン等を記憶するメモリ３９と、スレーブノード３０全体を制御する制御回路４０と、を備えている。
【００２７】
光受信機３１は、マスターノード１０から送信されたデータおよびマスター内クロックの各々の光信号を受信して、シリアルデータおよびマスター内クロックを生成する。ＰＬＬ回路３２は、光受信機３１で生成されたマスター内クロックに同期して所定のクロックを生成する。シリアル／パラレル変換回路３３は、ＰＬＬ回路３２で生成されたクロックに同期して、光受信機３１で生成されたシリアルデータにシリアル／パラレル変換を施し、データおよびクロックを外部に出力する。
【００２８】
タイミング調整回路３４は、例えば、スレーブノード３０が送出するデータの位相調整量を決定する。なお、位相調整シーケンス実行時では、例えば２００［ｐｓｅｃ］ステップずつ位相がずれる。また、タイミング調整回路３４は、マスターノード１０の指示に従って、制御回路４０によって制御される。
【００２９】
遅延回路３５は、タイミング調整回路３４で設定されたタイミング（位相ずれ量）に従って、シリアル／パラレル変換回路３３から出力されたクロックを遅延させる。ＰＬＬ回路３６は、遅延回路３５で遅延されたクロックに同期して、所定のクロックを生成する。パラレル／シリアル変換回路３７は、ＰＬＬ回路３６で生成されたクロックに同期して、外部から入力されたデータにパラレル／シリアル変換を施し、シリアルデータを光送信機３８に供給する。光送信機３８は、シリアルデータを光信号に変換して、光信号をマスターノード１０に送信する。したがって、スレーブノード３０からマスターノード１０には、データの光信号のみが送信される。
【００３０】
メモリ３９は、シリアル／パラレル変換回路３３やパラレル／シリアル変換回路３７との間で、データの読み出し又は書き込みが可能になっている。メモリ３９には、例えば、位相調整シーケンス実行時に使用されるテストパターンが記憶されている。
【００３１】
制御回路４０は、スレーブノード３０内の各回路を制御したり、位相調整のシーケンスを実行する。例えば、制御回路４０は、光受信機３１で受信される光信号に基づいて所定の処理を実行したり、メモリ３９からテストパターンを読み出して、光送信機３８にテストパターンの光信号を送信するように制御する。
【００３２】
図２（Ａ）はマスター内クロック、（Ｂ）はスレーブノード３０のタイミングスペック、（Ｃ）はスレーブノード３０からマスターノード１０に送信されるシリアルデータを示す図である。ここで、
Sampling Window：マスターノード１０がデータを受信できる最小時間
RSKM：マスターノード１０がデータに許容するジッタマージン
System SW：光伝送システムが作り出せるデータのセットアップホールド時間
System RSKM：光伝送システムで発生するジッタ
である。
【００３３】
同図に示すように、受信デバイスであるマスターノード１０がデータに許容するジッタマージンのうち、マスターノード１０がデータを受信できる最小時間は決まっている。このため、スレーブノード３０からマスターノード１０送信されるデータの位相が、最適な位相になるように調整する必要がある。
【００３４】
そこで、次のような位相シーケンスを実行する。
【００３５】
（位相調整シーケンスでのマスターノード１０の動作）
図３は、マスターノード１０の位相調整シーケンスでの動作を示すフローチャートである。マスターノード１０の制御回路１９は、図３に示すステップＳ１からステップＳ１６までの処理を実行する。
【００３６】
制御回路１９は、位相調整対象であるスレーブノード３０を識別するためのＩＤ信号を光送信機１２に送信させ（ステップＳ１）、設定時間が経過するまで光送信機１２にＩＤ信号を送信し続けさせる（ステップＳ２）。制御回路１９は、設定時間が経過すると、光受信機１３を介して、スレーブノード３０からのテストパターンを受信する（ステップＳ３）。なお、テストパターンは、同一位相についてそのシステムで実現すべき所定のエラー発生率に対応したデータ数Ｍ（例えば１０11）回受信する。
【００３７】
制御回路１９は、メモリ１８に記憶されている正解パターンと、光受信機１３で受信されたテストパターンとを照合し（ステップＳ４）、「成功」したか「失敗」したかを示す照合結果をメモリ１８に格納する（ステップＳ５）。なお、「成功」はＭ回全部一致したときであり、「失敗」は１回でも一致しない場合があったときである。
【００３８】
制御回路１９は、スレーブノード３０がすべての位相についてテストパターンを送信して全タイミングテストが終了したか否かを判定し（ステップＳ６）、終了していないときは、テストパターンのタイミング変更を指示するタイミング変更指示信号をスレーブノード３０に送信し（ステップＳ７）、設定時間が経過するまで上記タイミング変更指示信号をスレーブノード３０に送信し続ける（ステップＳ８）。そして、設定時間が経過すると、制御回路１９は、再びステップＳ３以降の処理を実行する。
【００３９】
これにより、制御回路１９は、位相の異なるテストパターンを次々に受信して正解パターンと照合し、様々な位相における照合結果（成功“○”又は失敗“×”）をメモリ１８に格納する。メモリ１８に記憶されている照合結果のうち成功“○”の範囲内の位相は、ビットエラーレート（ＢＥＲ）＜１０-11を満たしている位相である。
【００４０】
そこで、本実施形態では、照合結果が成功“○”であった位相範囲を「取込可能位相範囲」という。
【００４１】
一方、ステップＳ６においてすべてのタイミングテストが終了したときは、制御回路１９は、すべてのテストパターンの照合結果をメモリ１８から読み込んで（ステップＳ９）、最適なタイミングを選択し（ステップＳ１０）、選択結果をスレーブノード３０に送信する（ステップＳ１１）。これにより、マスターノード１０と１つのスレーブノード３０間の位相調整シーケンスが終了する。
【００４２】
次に、制御回路１９は、全ＩＤ、つまりすべてのスレーブノード３０について位相調整が終了したかを判定し（ステップＳ１２）、終了していないときは、調整対象となるスレーブノード３０のＩＤを更新する。具体的には、ＩＤ番号をインクリメント（ＩＤ←ＩＤ＋１）して（ステップＳ１３）、再びステップＳ１以降の処理を実行する。
【００４３】
一方、ステップＳ１２で全ＩＤについて位相調整が終了したときは、制御回路１９は、スレーブノード３０に終了通知信号を送信するように光送信機１２を制御し、設定時間が経過するまで光送信機１２に終了通知を送信しつづけさせる（ステップＳ１５）。そして、設定時間が経過すると、制御回路１９は、最終結果及びステータスを出力する。
【００４４】
（位相調整シーケンスでのスレーブノード３０の動作）
図４は、スレーブノード３０の位相調整シーケンスでの動作を示すフローチャートである。スレーブノード３０の制御回路４０は、図４に示すステップＳ２１からステップＳ３１までの処理を実行する。
【００４５】
制御回路４０は、最初に、送信タイミングの初期化を行い（ステップＳ２１）、次に、マスターノード１０からのＩＤ信号又は終了通知信号を光受信機３１が受信したか否かを判定する（ステップＳ２２）。制御回路４０は、いずれの信号も受信していないときは受信するまで待機し、ＩＤ信号を受信したときは、このＩＤ信号と自己のＩＤとを照合し、照合結果をメモリ３９に保持する（ステップＳ２３）。
【００４６】
制御回路４０は、自分が指定されているか、すなわちＩＤ信号と自己のＩＤが一致しているかを判定し（ステップＳ２４）、自分が指定されていないときは、マスターノード１０に対してオール０を送信するように光送信機３８を制御した後（ステップＳ２５）、再びステップＳ２４以下の処理を行う。これにより、スレーブノード３０は、マスターノード１０に対して自分は指定されたスレーブノードではないことを宣言している。
【００４７】
一方、ステップＳ２４で自分が指定されていると判定したときは、制御回路４０は、マスターノード１０にテストパターンを送信するように、光送信機３８を制御する（ステップＳ２６）。
【００４８】
次に、制御回路４０は、マスターノード１０から選択結果信号又はタイミング変更指示信号を受信したかを判定し、これら以外の信号を受信したときは、再びステップＳ２４以降の処理を実行する。また、制御回路４０は、タイミング変更指示信号を受信したときは、テストパターンの送信タイミングを１ステップ変更するようにタイミング調整回路３４を制御する（ステップＳ２８）。
【００４９】
制御回路４０は、選択結果信号を受信したときは、送信結果をメモリ３９に格納し（ステップＳ２９）、送信タイミングを設定し（ステップＳ３４）、テストパターンの送信を中止する（ステップＳ３１）。その後、再びステップＳ２２以下の処理を実行する。また、制御回路４０は、ステップＳ２２において終了通知信号を受信したと判定したときは、位相調整シーケンスを終了する。
【００５０】
光伝送システムは、以上のような位相調整シーケンスを一定時間毎に実行することによって、マスター内クロックと、マスターノード１０が受信するデータとの位相のずれ量を調整し、経時変化／環境変化に対応することができる。なお、この位相のずれ量を「位相調整量」という。
【００５１】
尚、本実施形態では、位相調整シーケンスでのテストパターンを送信する回数は、（システムで目指すＢＥＲ）-1［回］より小さい回数とする。
【００５２】
例えば、５００ＭｂｐｓでＢＥＲ＝１０-11を目指す場合、すべての位相に対してＢＥＲを満たしているかテストしようとすると、位相調整Ｓｔｅｐ数×２００秒も必要となる。つまり、ＢＥＲ＝１０-11を満たしているか確認するためには、テストパターンを１０11回送信する必要があり、５００Ｍｂｐｓで２００秒必要となる。このため、このようなテストは、光伝送システムとしては現実的ではない。
【００５３】
そこで、テストパターンの送信回数が少なくて済むように、初期状態でテストパターンを少ない回数（例えば１０3）送信する場合でも、位相を中心に設定すればそのシステムで目指すＢＥＲを満たす様に、発光素子の光量をあらかじめ設定しておく。これにより、位相調整にかかる時間を削減できる（ここでは、位相調整Ｓｔｅｐ数×２μ秒となる。）。
【００５４】
ところで、ビットエラーレートは、スレーブノード３０の発光素子の発光量と次のような関係がある。
【００５５】
図５は、発光量を変化させたときのビットエラーレートと位相との関係を示す図である。同図において、○印で表される位相の範囲が「取込可能位相範囲」であり、○印は「成功」、×印は「失敗」を示している。同図によると、光量が低下するに従ってビットエラーレートは高くなっている。これにより、ビットエラーレートは、発光量の変化の目安として利用可能であることが分かる。
【００５６】
ところで、経時変化／環境変化で光量に変化があった場合は、位相調整シーケンスを行い位相を中心に設定しても、ＢＥＲがある条件を満たしていない可能性が出てくる。そのため、システムが不安定になって、データ伝送が行えなくなるといった問題を引き起こしてしまう。
【００５７】
そこで、ＢＥＲが所定の条件を満たしているかどうかを定期的にチェックし、ＢＥＲがその条件を満たしていないのであれば、光量が低下したと考えられるので、光量を初期状態に戻す必要がある。
【００５８】
本発明では具体的には、マスターノード１０は、次の第１から第３の光量変化の検出方法を用いることによって、経時変化／環境変化等に起因するスレーブノード３０の光量低下の有無を検出する。
【００５９】
（第１の光量変化の検出：取込可能位相範囲の中心位相での送信テスト）
図６は、ビットエラーレートと位相との関係によって第１の光量変化の検出を説明するための図である。第１の光量変化の検出では、マスターノード１０は、取込可能位相範囲の中心位相において、送信テストをＮ（システムが目指すＢＥＲ-1）［回］実行して、光量変化の有無を検出する。
【００６０】
最初に、マスターノード１０は、スレーブノード３０へコマンドを送信することで、スレーブノード３０は位相調整量を取込可能位相範囲の中心位相に設定し、予め定められたてストパターンをＮ回送信する。
【００６１】
マスターノード１０は、受信したテストパターンと、メモリ１８に記憶している正解パターンと、を比較して、Ｎ回すべて一致したときは「成功」、不一致のときが１回以上あったときは「失敗」と判定する。そして、マスターノード１０は、「成功」のときはスレーブノード３０の発光量は低下していないと判定し、「失敗」のときはスレーブノード３０の発光量が低下したと判定する。
【００６２】
このように、マスターノード１０は、位相調整シーケンスで決定された中心位相におけるテストパターンの送信回数を増やして（システムが目指すＢＥＲ-1回）送信テストを行い、その結果、失敗だったときは、スレーブノード３０の発光素子の発光量が低下したことが原因で、マスターノード１０の受光量が変化したと判定する。
【００６３】
なお、図３及び図４で説明した位相調整シーケンスでは、テストパターンの送信回数は例えばＭ＝１０3回であるのに対して、ここではＮ＝１０11である。Ｎは、システムで目指すＢＥＲ-1である。
【００６４】
（第２の光量変化の検出：取込可能位相範囲の端での送信テスト）
図７は、ビットエラーレートと位相との関係によって第２の光量変化の検出を説明するための図である。第２の光量変化の検出では、マスターノード１０は、取込可能位相範囲の一端（両端でも可。）において、送信テストをＭ（＜Ｎ＝システムが目指すＢＥＲ-1）［回］実行して、光量変化の有無を検出する。
【００６５】
図３及び図４で説明した位相調整シーケンスにおける位相調整量をＦ、初期状態（位相調整シーケンス実行直後）での取込可能位相範囲がａ＜Ｆ＜ｂとする。また、取込可能位相範囲の端（一番外側）の位相とは、ａもしくはｂである。
【００６６】
最初に、マスターノード１０は、スレーブノード３０へコマンドを送信することで、スレーブノード３０は位相調整量を初期状態での取込可能位相範囲の端の値ａ（又はｂ）に設定し、予め定められたテストパターンをＭ回送信する。
【００６７】
マスターノード１０は、受信したテストパターンと、メモリ１８に記憶している正解パターンと、を比較して、Ｍ回すべて一致したときは「成功」、不一致のときが１回以上あったときは「失敗」と判定する。
【００６８】
このように、マスターノード１０は、位相調整シーケンスで決定された取込可能位相範囲の端ａにおいてＭ回の送信テストを行い、その結果、失敗だったときは、スレーブノード３０の発光素子の発光量が低下したことが原因で、マスターノード１０の受光量が変化したと判定する。
【００６９】
なお、Ｍは、例えば１０3［回］であり、システムで目指すＢＥＲ-1（例えば１０11）に対して十分小さい数である。これにより、第１の光量変化の検出の場合に比べて、送信テストの回数を少なくすることができる。また、初期状態では、Ｍが上記のような小さい数であっても、位相調整量を取込可能位相範囲の中心に設定すればそのシステムで目指すＢＥＲ（例えば１０-11）を満たすように、スレーブノード３０の発光素子の光量を調整できる。
【００７０】
（第３の光量変化の検出：位相調整シーケンスでの送信テスト）
第３の光量変化の検出では、マスターノード１０は、上述した位相調整シーケンス実行時に求めた取込可能位相範囲を用いて、光量変化の有無を検出する。
【００７１】
最初に、マスターノード１０は、スレーブノード３０へコマンドを送信することで、位相調整シーケンスを実行する。位相調整シーケンスでは、まずスレーブノード３０は位相調整量をＳ度に設定し、マスターノード１０へ現在の位相調整量と予め定められたテストパターンをＭ回送信する。
【００７２】
マスターノード１０は、受信したテストパターンと、メモリ１８に記憶している正解パターンと、を比較して、Ｍ回すべて一致したときは「成功」、不一致のときが１回以上あったときは「失敗」と判定する。そして、マスターノード１０は、この比較結果（「成功」又は「失敗」）と、スレーブノード３０から受信した位相調整量をメモリ１８に記憶する。そして、コマンドをスレーブノード３０に送信することで、スレーブノード３０は位相がさらにＳ度ずれるように、位相調整量を設定し、予め定められたテストパターンをＭ回送信する。そして、マスターノード１０は、スレーブノード３０の位相調整量が（Ｋ×Ｓ）度となるまで、上述したコマンドの送信、テストパターンと正解パターンとの比較、比較結果と位相調整量の記憶、位相調整量の変更、を繰り返し実行する。
【００７３】
各位相での送信テストが全て終了すると、マスター１０は送信テストが成功した位相範囲の中心位相を求め、スレーブノード３０へコマンドを送ることで、位相調整量をその値に設定する。
【００７４】
光量変化の検出として利用する際は、この時マスターノード１０は、テストパターンと正解パターンとが一致したときの位相の個数Ｌを取込可能位相範囲長Ｌとしてメモリ１８に記憶する。そして、取込可能位相範囲長Ｌと、最初に位相調整シーケンスを実行した時に求めた取込可能位相範囲Ｊとを比較する。取込可能位相範囲Ｊと比較する理由は、次の通りである。すなわち、取込可能位相範囲Ｊは、スレーブノード３０の発光量が十分であるときの求められた値であるため、発光量の低下を検出するための閾値として最適だからである。
【００７５】
そして、マスターノード１０は、ＬがＪ以外の値になったとき（例えばＬ＜Ｊになったとき）、スレーブノード３０の光量が低下したことを検出する。
【００７６】
なお、Ｍは、１０3等の値であり、（そのシステムで目指すＢＥＲ）-1（例えば１０11）よりも小さい数としている。また、初期状態では、Ｍが小さい数（例えば１０3）であっても、位相調整量を取込可能位相範囲の中心位相に設定すればそのシステムで目指すＢＥＲ（例えば１０-11）を満たす様に、スレーブノード３０の発光素子の光量を調整している。
【００７７】
このように、本発明の光伝送システムは、位相調整シーケンス時に取込可能位相範囲長Ｌを求め、Ｌが取込可能位相範囲Ｊ以外の値になった時に、スレーブノード３０の発光量が変化したことを検出することができる。これにより、位相調整と共に光量の変化を検出することができる。
【００７８】
［光量調整］
マスターノード１０は、前記方法によりスレーブノード３０の光量が変化したことを検出すると、スレーブノード３０の発光素子の発光量を決定するレジスタ（以下「発光量決定レジスタ」という。）の値を変更することにより、その光量を変更することができる。なお、本実施形態では、次の２つの光量調整方法について説明する。まだ、光量検出方法としては、第３の光量変化の検出方法を使用する。
【００７９】
（第１の光量調整：光量を一定量ずつ変化させる方法）
発光量の調整量の最小単位をｕとしたとき、
Ｐ＝ｋ×ｕ
Ｑ＝ｌ×ｕ
とする。なお、ｋ及びｌ（エル）は１より大きい整数とする。
【００８０】
マスターノード１０は、最初に、上述した取込可能位相範囲長Ｌを求める。次に、マスターノード１０は、取込可能位相範囲長Ｌと取込可能位相範囲Ｊとを比較し、Ｌ＜Ｊであればスレーブノード３０の発光量決定レジスタの値を「現在の値＋Ｐ」に設定する。また、Ｌ＞Ｊであれば、スレーブノード３０の発光量決定レジスタの値を「現在の値−Ｑ」に設定する。そして、マスターノード１０は、Ｌ＝Ｊとなるまで、又は、発光量決定レジスタの値が最大値もしくは最小値となるまで、上述した取込可能位相範囲長Ｌを求め、取込可能位相範囲Ｊとを比較すること、及び発光量決定レジスタの値を設定すること、を繰り返し行う。
【００８１】
なお、マスターノード１０は、スレーブノード３０の発光量決定レジスタの値が最大値もしくは最小値になってもＬ＝Ｊとならないときは、図示しない上位装置にエラーを送信する。
【００８２】
また、マスターノード１０は、取込可能位相範囲長Ｌと取込可能位相範囲Ｊとの比較、及び位相調整レジスタ値の再設定の繰り返し回数がＴ回を超えてもＬ＝Ｊとならない時は、光量変化のステップ単位が大きすぎるので、ｋ＝ｋ−１、ｌ＝ｌ−１と設定する。その後再度、Ｌ＝Ｊとなるまで、取込可能位相範囲長Ｌと取込可能位相範囲Ｊとの比較、及び位相調整レジスタ値の再設定を繰り返し行う。ｋ＝１もしくはｌ＝１になってもＬ＝Ｊとならないときは、マスターノード１０は上位装置にエラーを送信する。
【００８３】
マスターノード１０は、Ｌ＝Ｊとなったとき、取込可能位相範囲長Ｌと取込可能位相範囲Ｊとの比較、及び位相調整レジスタ値の再設定の繰り返し回数をチェックして、光量変化のステップ回数が小さすぎないかを判定し、ステップ回数が一定数以上であれば、ｋ＝ｋ＋１、ｌ＝ｌ＋１とする。これにより、マスターノード１０は、スレーブノード３０の光量を初期値に戻すことができる。
【００８４】
（第２の光量調整：光量を上下変化させながら絞り込む方法）
ここでは、スレーブノード３０の発光素子の発光量の設定値の最大は２mで表されるとする。
【００８５】
ステップＳ４１：マスターノード１０は、現在の光量の設定値（ここでは初期値と表現する）をメモリ１８に記憶し、スレーブノード３０の発光素子の発光量を２mに設定し、前記取込可能位相範囲長Ｌを求める。次に、マスターノード１０は、取込可能位相範囲長Ｌと取込可能位相範囲Ｊとを比較し、Ｌ＝Ｊであれば光量調整を終了し、Ｌ＜Ｊであれば上位装置にエラーを送信して光量を初期値に戻し、Ｌ＞Ｊであればｎ＝１と設定して、ステップＳ４２に進む。
【００８６】
ステップＳ４２：マスターノード１０は、スレーブノード３０の発光量を２m／２n（ｎ＝１）に設定して取込可能位相範囲長Ｌを求める。
【００８７】
ステップＳ４３：マスターノード１０は、Ｌ＝Ｊであれば光量調整を終了し、Ｌ＞Ｊであればスレーブノード３０の発光量を「（現在設定されている値）−（２m／２n）」に設定し、Ｌ＜Ｊであればスレーブノード３０の発光量を「（現在設定されている値）＋（２m／２n）」に設定する。そして、取込可能位相範囲長Ｌを求めて、ｎ＝ｎ＋１とする。
【００８８】
ステップＳ４４：マスターノード１０は、ステップＳ４３を繰り返し実行して、Ｌ＝Ｊになると光量調整を終了し、ｎ＝ｍになってもＬ＝Ｊとならないときは上位装置にエラーを送信して、光量を初期値に戻す。これにより、マスターノード１０は、スレーブノード３０の光量を初期値に戻すことができる。
【００８９】
なお、マスターノード１０は、各スレーブノード３０の光量検知結果の履歴を記憶しておき、光量の変化（取込可能位相範囲長の変化）が特定のスレーブノード３０だけで発生しているのか他スレーブノード３０でも同様に発生しているのかを判定し、その判定結果に基づいてスレーブノード３０の発光素子の劣化、マスターノード１０の受光素子の劣化、もしくはある特定の箇所が故障しているかを特定する。
【００９０】
図８は、（Ａ）はＯＫ数（送信テスト成功の数）が３以上減少したスレーブノードの数がＮ未満のとき、（Ｂ）ＯＫ数（送信テスト成功の数）が３以上減少したスレーブノードの数がＮのときを示す図である。ここでは、スレーブノード３０の数は３つ（Ｓｌａｖｅ−１、Ｓｌａｖｅ−２、Ｓｌａｖｅ−３）であるとする。
【００９１】
同図（Ａ）のときは、各スレーブノード３０の発光素子が劣化している、もしくは光シートバス２０とＳｌａｖｅ−１（又は光シートバス２０とＳｌａｖｅ−２）の間に何らかの不具合があることが分かる。同図（Ｂ）のときは、マスターノード１０の発光素子が劣化している、又は光シートバス２０とマスターノード１０の間に何らかの不具合があることが分かる。
【００９２】
以上詳細に説明したように、本発明の実施形態に係る光伝送システムは、比較的小規模でありかつ安価な回路構成で、発光素子の光量の検知や光量の再調整を行うことができる。これにより、環境変化や経時変化が原因で起こる発光量の変化による伝送品質の低下を防ぐことができ、その結果、通信の信頼性を高めることができる。
【００９３】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内で設計上の変更をされたものにも適用可能であるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の実施の形態に係る光伝送システムの構成を示す図である。
【図２】（Ａ）はマスター内クロック（Master Internal Clock）、（Ｂ）はスレーブノード３０のタイミングスペック、（Ｃ）はスレーブノード３０からマスターノード１０に送信されるシリアルデータを示す図である。
【図３】マスターノード１０の位相調整シーケンスを示すフローチャートである。
【図４】スレーブノード３０による位相調整シーケンスを示すフローチャートである。
【図５】発光量を変化させたときのビットエラーレートと位相との関係を示す図である。
【図６】ビットエラーレートと位相との関係によって第１の光量変化の検出を説明するための図である。
【図７】ビットエラーレートと位相との関係によって第２の光量変化の検出を説明するための図である。
【図８】（Ａ）はＯＫ数（送信テスト成功の数）が３以上減少したスレーブノードの数がＮ未満のとき、（Ｂ）ＯＫ数（送信テスト成功の数）が３以上減少したスレーブノードの数がＮのときを示す図である。
【符号の説明】
【００９５】
１０  マスターノード
１１，３７  パラレル／シリアル変換回路
１２，３８  光送信機
１３，３１  光受信機
１４，３３  シリアル／パラレル変換回路
１５  クロックジェネレータ
１６，１７，３２，３６  ＰＬＬ回路
１８，３９  メモリ
１９，４０  制御回路
２０  光シートバス
３０  スレーブノード
３４  タイミング調整回路
３５  遅延回路
【図１】
2006217286.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006217286.tif 000007
【図６】
2006217286.tif 000008
【図７】
2006217286.tif 000009
【図８】
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