(57)【要約】【課題】コスト増を抑えつつ、ＬＤの動作状態を特定できる光送受信モジュールを提供する。【解決手段】光送信部１１を備える光送受信モジュール１であって、光送信部１１は、レーザダイオード２２と、光検出部Ａ１と、コントローラＡ２と、を備え、光検出部Ａ１は、レーザダイオード２２からの信号光Ｌ１を受け、信号光Ｌ１の強度を波長ごとに示す情報ＤをコントローラＡ２に出力し、コントローラＡ２は、入力された情報Ｄに基づいて、レーザダイオード２２の光スペクトルを取得し、光スペクトルは、信号光Ｌ１の波長に対応する強度を示し、コントローラＡ２は、取得した光スペクトルと基準スペクトルとを比較することによって、レーザダイオード２２が予め設定された正常状態及び複数の動作状態の何れに該当するかを判定する。【選択図】図１
2015076530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光送信部を備える光送受信モジュールであって、
前記光送信部は、レーザダイオードと、光検出部と、コントローラと、を備え、
前記光検出部は、前記レーザダイオードからの信号光を受け、前記信号光の強度を波長ごとに示すデータを前記コントローラに出力し、
前記コントローラは、入力された前記データに基づいて、前記レーザダイオードの光スペクトルを取得し、
前記光スペクトルは、前記信号光の波長に対応する強度を示し、
前記コントローラは、取得した前記光スペクトルと基準スペクトルとを比較することによって、前記レーザダイオードが予め設定された正常動作状態及び複数の異常動作状態の何れに該当するかを判定する、光送受信モジュール。
【請求項２】
前記光検出部は、フィルタドライバと、波長可変フィルタと、フォトダイオードと、信号生成部と、を備え、
前記フィルタドライバは、前記波長可変フィルタに前記信号光の波長を掃引するよう指示すると共に、前記波長を示す波長データを前記コントローラに送り、
前記波長可変フィルタは、前記フィルタドライバからの指示に応じた波長のみを有する光を透過することにより前記信号光を掃引し、
前記フォトダイオードは、前記波長可変フィルタの透過光の強度に対応する光電流を発生し、
前記信号生成部は、前記光電流に対応した信号を生成し、前記コントローラに前記信号を送り、
前記データは、前記波長データと前記信号とを含む、請求項１に記載の光送受信モジュール。
【請求項３】
光受信部と、ＬＯＳ端子とを更に備え、
前記ＬＯＳ端子は、前記コントローラと、前記光受信部とに接続し、
前記コントローラは、前記レーザダイオードの動作状態が前記複数の異常動作状態の何れかであると判定した場合、アラーム信号を前記ＬＯＳ端子に出力する、請求項１又は請求項２に記載の光送受信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光送受信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、信号光源の損傷や伝送信号の切断等の甚大な障害を未然に回避することを目的として、光送信制御方法と光送信制御回路とを開示する。特許文献１の光送信制御方法と光送信制御回路とは、半導体レーザの異常等によりスロープ効率が低下しバイアス電流が増大した場合に、バイアス異常のアラームを発生させるとともに、ＬＤ（レーザダイオード）へ過度なストレスが掛かる前にＡＰＣ（ＡＰＣ：Auto  Power  Control）による自動出力光パワー制御を、予め設定した固定の光パワー出力に切り替える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２２６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光ファイバを伝送媒体とする光通信システムで用いられる光送受信モジュールでは、光信号の光源であるレーザダイオード（ＬＤ）の劣化または故障を検知する手段が必要となる。例えば、特許文献１に記載されている光送信制御回路は、周囲温度の変化及び経時間劣化によらずＬＤの光出力が一定となるようにＬＤ駆動電流を制御するＡＰＣ回路を備えている。予め設定した半導体レーザの異常等によりＬＤのスロープ効率が低下すると、バイアス電流が増大する。特許文献１に記載されている光送信制御回路は、バイアス電流をモニタし、バイアス電流の増大からＬＤの劣化を検知する。
【０００５】
ところで、一般の光通信システムで使用される機器が屋内に設置されることに比べて、車載用光送受信モジュールの設置環境は厳しくなる。そのため、光送信信号の光源であるＬＤの劣化及び故障を検知する必要性が高い。また、温度、振動、粉塵などの影響による光送信信号の異常を検知する必要性が高い。
【０００６】
特許文献１に記載されているように、ＬＤの出力光を一定にするため、ＡＰＣ回路を動作させながらＬＤバイアス電流を監視してＬＤの劣化を検出することが公知である。ＬＤバイアス電流をモニタする方法では、ＬＤの劣化や故障を検知できるが、ＬＤバイアス電流の変化では検知できない異常（例えば変調の異常）など、詳しい状態を知ることは難しい。
【０００７】
そこで、ＬＤの変調動作の状態（例えば、送信器への信号入力の有無）、ＬＤの光出力の過大または過少、その波形の異常の有無など、従来のＬＤバイアス電流をモニタするだけでは検知できなかった情報を得る方法が求められている。本発明の目的は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、ＬＤの動作状態を特定できる光送受信モジュール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】
【０００８】
本発明に係る光送受信モジュールは、光送信部を備えており、光送信部は、レーザダイオードと、光検出部と、コントローラと、を備え、光検出部は、レーザダイオードからの信号光を受け、信号光の強度を波長ごとに示すデータをコントローラに出力し、コントローラは、入力されたデータに基づいて、レーザダイオードの光スペクトルを取得し、光スペクトルは、信号光の波長に対応する強度を示し、コントローラは、取得した光スペクトルと基準スペクトルとを比較することによって、レーザダイオードが予め設定された正常動作状態及び複数の異常動作状態の何れに該当するかを判定する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ＬＤの動作状態を特定できる光送受信モジュールを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光送受信モジュールの概略構成図である。
【図２】基準スペクトルを示す図である。
【図３】メモリに記憶される基準スペクトルのパラメータを説明する図である。
【図４】ＬＤの動作判定処理を説明するフローチャートである。
【図５】基準スペクトル及び異常と判定される光スペクトルを示す図である。
【図６】基準スペクトル及び異常と判定される光スペクトルを示す図である。
【図７】基準スペクトル及び異常と判定される光スペクトルを示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る光送受信モジュールの概略構成図である。
【図９】光送受信モジュールの異常箇所を判定する方法を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［本願発明の実施形態の説明］
最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。
本願発明は、光送信部を備える光送受信モジュールであって、光送信部は、レーザダイオードと、光検出部と、コントローラと、を備え、光検出部は、レーザダイオードからの信号光を受け、信号光の強度を波長ごとに示すデータをコントローラに出力し、コントローラは、入力されたデータに基づいて、レーザダイオードの光スペクトルを取得し、光スペクトルは、信号光の波長に対応する強度を示し、コントローラは、取得した光スペクトルと基準スペクトルとを比較することによって、レーザダイオードが予め設定された正常動作状態及び複数の異常動作状態の何れに該当するかを判定する光送受信モジュールである。このような光送受信モジュールは、光検出部及びコントローラを備えることにより、コントローラがレーザダイオードの光スペクトルを取得すると共に、記憶された基準スペクトルと取得された光スペクトルとを比較する。これにより、レーザダイオードが予め設定された正常動作状態及び複数の異常動作状態の何れに該当するかを判定することができる。また、このような光送受信モジュールは、従来と異なりＡＰＣ回路やレーザダイオードのバイアス電流モニタ回路が不要となる。これにより、複雑な回路構成を必要としないため、コストダウンに有利である。
【００１２】
また、光検出部は、フィルタドライバと、波長可変フィルタと、フォトダイオードと、信号生成部と、を備え、フィルタドライバは、波長可変フィルタに信号光の波長を掃引するよう指示すると共に、波長を示す波長データをコントローラに送り、波長可変フィルタは、フィルタドライバからの指示に応じた波長のみを有する光を透過することにより信号光を掃引し、フォトダイオードは、波長可変フィルタの透過光の強度に対応する光電流を発生し、信号生成部は、光電流に対応した信号を生成し、コントローラに信号を送り、データは、波長データと信号とを含むことが好ましい。光検出部が、波長可変フィルタによって掃引された信号光の光量を示すデータを、コントローラに出力することが実現できるからである。
【００１３】
また、光送受信モジュールは、光受信部と、ＬＯＳ端子とを更に備え、ＬＯＳ端子は、コントローラと、光受信部とに接続し、コントローラは、レーザダイオードの動作状態が複数の異常動作状態の何れかであると判定した場合、アラーム信号をＬＯＳ端子に出力することが好ましい。これにより、回路面積を縮小しつつ、アラーム信号を出力することができるからである。
【００１４】
［本願発明の実施形態の詳細］
以下、図面を参照して、本発明に係る好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において、可能な場合には、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
（第１実施形態）
まず、図１を参照して、本実施形態に係る光送受信モジュール１の構成を説明する。光送受信モジュール１は、外部装置１００からの信号に従って光を出射する光送信部１１と、他の装置からの光を受信し、外部装置１００に端子Ｔ２及び端子Ｔ３を介して信号を送信する光受信部１２と、を備えている。光送信部１１は、ＬＤＤ２１（ＬＤＤ：Laser Diode Driver）と、ＬＤ２２（ＬＤ：Laser Diode）と、ビームスプリッタ２３と、光検出部Ａ１と、コントローラＡ２と、を備える。
【００１６】
ＬＤＤ２１は、外部装置１００及びＣＰＵ２８と接続している。ＬＤＤ２１は、外部装置１００からの入力信号Ｓ１を受信し、ＬＤ２２に駆動信号Ｓ２を出力することによってＬＤ２２の発光を制御する。ここで駆動信号Ｓ２とは、入力信号Ｓ１に応じて変化し、ＬＤ２２を駆動するための駆動電流である。また、ＬＤＤ２１の動作は、ＣＰＵ２８からの制御信号Ｓ８によっても制御される。なお「接続する」は、配線などを介して物理的に接続しているのみを示すのではなく、電気的又は機能的に接続していることも含む。
【００１７】
ＬＤ２２は、ＬＤＤ２１に接続している。ＬＤ２２は、ＬＤＤ２１から出力された駆動信号Ｓ２に応じた信号光Ｌ１を出射する。ＬＤ２２は直接変調によって動作している。ＬＤ２２は、駆動信号Ｓ２（駆動電流）の値に応じて発光状態または消光状態に変化する。ここで発光状態は、ＬＤ２２がデジタル値にて「１」（Ｈｉｇｈ）を示す信号光を出射する状態である。また、消光状態は、ＬＤ２２がデジタル値にて「０」（Ｌｏｗ）を示す信号光を出射する状態である。信号光Ｌ１の波長は、ＬＤ２２の温度及び駆動電流に依存して変化する。ビームスプリッタ２３は、ＬＤ２２から出射された信号光Ｌ１の一部を分岐する。分岐されなかった光Ｌ２は、光ファイバ等を介して他の光受信装置（図示せず）に伝達される。
【００１８】
光検出部Ａ１は、ＬＤ２２からの信号光Ｌ１の一部である分岐光Ｌ３を受け、分岐光Ｌ３の強度を波長ごとに示す情報Ｄ（データ）をコントローラＡ２に出力する。光検出部Ａ１は、波長可変フィルタ２４と、ＦＤ２５（ＦＤ：Filter Driver）と、ＰＤ２６（ＰＤ：Photo Diode）と、信号生成部２７（データ生成部）とを備える。
【００１９】
波長可変フィルタ２４は、分岐光Ｌ３に含まれる波長のうち、ＦＤ２５からの指示に応じた波長のみを有する光を透過することにより分岐光Ｌ３を掃引するフィルタである。波長可変フィルタ２４は、ＦＤ２５に制御されることによって、入力された分岐光Ｌ３のうち、所定の波長範囲のみを選択的に透過する。波長可変フィルタ２４として、例えば回折格子、エタロン、プリズム等、いずれも機械的にその透過／反射波長が制御可能な素子が用いられる。
【００２０】
ＦＤ２５は、波長可変フィルタ２４とＣＰＵ２８とに接続している。ＦＤ２５は、波長可変フィルタ２４に分岐光Ｌ３の波長を掃引するよう指示すると共に、波長可変フィルタ２４により選択されている波長を示す波長データ信号Ｓ６をコントローラＡ２に送るドライバである。具体的には、ＦＤ２５は、波長可変フィルタ２４に対してフィルタ信号Ｓ３を送信し、波長可変フィルタ２４の駆動を制御する。例えば波長可変フィルタ２４が回折格子の場合、ＦＤ２５は、回折格子のスリットの幅を調整するように回折格子を制御する。ＦＤ２５は、波長可変フィルタ２４が現在透過している波長を示す波長データ（波長データ信号Ｓ６）をコントローラＡ２に送信する。波長データ信号Ｓ６は、例えば電圧値と、電流値と、温度等のＡＤ変換値とが挙げられる。波長データ信号Ｓ６は、波長可変フィルタ２４が透過している波長を示す信号であればよい。なお、ＦＤ２５は、ＣＰＵ２８と独立して駆動するドライバであることが好ましいが、ＣＰＵ２８に制御されることによって駆動するドライバであってもよい。
【００２１】
ＰＤ２６は、波長可変フィルタ２４と接続するフォトダイオードである。ＰＤ２６は、波長可変フィルタ２４により選択された光Ｌ４の強度に対応する光電流（光受信信号Ｓ４）を発生する。信号生成部２７は、ＰＤ２６と接続している。信号生成部２７は、ＰＤ２６にて発生した光電流に対応した信号Ｓ５を生成し、コントローラＡ２に送信する。信号Ｓ５は、例えば、光受信信号Ｓ４を電圧値へ変換することによって生成される。本実施形態における信号生成部２７は、Ａ／Ｄコンバータが用いられる。
【００２２】
コントローラＡ２は、入力された情報Ｄに基づいてＬＤ２２が出力する信号光Ｌ１の光スペクトルを取得する。そしてコントローラＡ２は、取得した光スペクトルと基準スペクトルとを比較することによって、ＬＤ２２が予め設定された正常状態及び複数の異常動作状態の何れに該当するかを判定する。ここで、情報Ｄは、波長データ信号Ｓ６と信号Ｓ５とを含んだデータであり、光Ｌ４の波長毎の強度を示すデータである。光スペクトルは、ＬＤ２２の信号光Ｌ１の波長に対応する強度を示している。基準スペクトルは、ＬＤ２２の初期駆動時における光スペクトルである。コントローラＡ２は、ＣＰＵ２８と、メモリ２９と、を備える。
【００２３】
ＣＰＵ２８は、ＦＤ２５と、信号生成部２７と、メモリ２９とに接続している。ＣＰＵ２８は、光検出部Ａ１から出力された情報Ｄを読み取ることにより、ＬＤ２２の信号光Ｌ１の光スペクトルを取得する。すなわち、ＣＰＵ２８は、波長データ信号Ｓ６と信号Ｓ５とを読み取ることにより、ＬＤ２２の信号光Ｌ１の光スペクトルを取得する。また、ＣＰＵ２８は、取得した光スペクトルと、メモリ２９に記憶されている基準スペクトルとを比較することによって、ＬＤ２２が予め設定された正常状態及び複数の異常動作状態の何れに該当するかを判定する。具体的には、ＣＰＵ２８は、取得した光スペクトルの各種の値と、基準スペクトルの各種の値とを比較する。各種の値として、例えばスペクトルにおけるピークの位置、ピーク数、ピーク強度、複数のピークが観測された場合にはピーク同士の強度比、あるいはピークの半値幅等が挙げられる。上述の比較が行われることで、ＣＰＵ２８は、ＬＤ２２が予め設定された正常状態及び複数の異常動作状態の何れに該当するかを判定する。なお、予め設定された複数の異常動作状態として、例えばＬＤ２２の出力が異常に高い／低い状態、ピークが乱立している状態等が挙げられる。
【００２４】
ＣＰＵ２８は、ＬＤ２２の動作状態によっては、端子Ｔ１を介して外部装置１００にアラーム信号Ｓ７を出力する。また、ＣＰＵ２８は、ＬＤＤ２１に制御信号Ｓ８をアラーム信号Ｓ７と同時に出力する場合がある。このように、ＬＤ２２の動作状態と当該動作状態に対応するＣＰＵ２８の対応を予め設定することによって、ＣＰＵ２８が自動で各種信号を発信することが可能となる。なお、アラーム信号Ｓ７は、外部装置１００が音声アラーム、ランプの点灯によるアラーム等を発生するための信号である。制御信号Ｓ８は、外部装置１００からの入力信号Ｓ１によらず、ＬＤ２２の出力を停止するための信号である。
【００２５】
ここで、光スペクトルについて図２を参照して説明する。図２は、ＬＤ２２の初期駆動時において正常に動作している場合の光スペクトル（基準スペクトル）を示す。図２において、λ１とλ２との間で示される波長の範囲は、波長可変フィルタ２４によって掃引された分岐光Ｌ３の波長の範囲の一部である。ＬＤ２２が出力する光の波長は、ＬＤ２２の動作温度に依存する。そのため、ＬＤ２２（または光送受信モジュール１自体）が所定の温度範囲（例えば−４０℃〜１０５℃）において正常動作する場合、λ１とλ２との間に少なくとも二つのピークが確認できるように、λ１及びλ２が設定される。λＨは、λ１とλ２との間にあり、基準スペクトルにおける最大強度を示す波長である。λＨは、ＬＤ２２が発光状態時の出力光の波長を示している。λＬは、λ１とλ２との間にあり、λＨよりも短波長側であり、且つλＨと隣接したピークの波長である。λＬは、ＬＤ２２が消光状態時の出力光の波長を示している。
【００２６】
図２において、λＨはλＬよりも長波長側に位置している。λ１とλ２との間には、λＨとλＬ以外のピークは確認されていない。すなわち、ＬＤ２２が正常に動作している状態においては、λ１とλ２との間にλＨとλＬとの二つのピークが存在していること、及びλＨの方がλＬよりも長波長側に位置すること、が確認される。なお、ＬＤ２２は、半導体で構成されるレーザダイオードである。そのため、ＬＤ２２を流れる電流値は、発光状態及び消光状態にてそれぞれ異なっている。これにより、λＬとλＨの位置もそれぞれ異なっている。これは、半導体を用いたＬＤ２２が発振する光の波長は、発光状態と消光状態ではそれぞれ異なっており、発光状態時の方が長波長側にシフトする特性を示すからである。
【００２７】
メモリ２９は、ＣＰＵ２８と接続しており、様々なデータを記憶する。メモリ２９は、例えば前述した基準スペクトルの各種の値と、ＬＤ２２の動作状態を判定するための条件とを記憶する。ここで、ＬＤ２２の動作状態を判定するための条件に用いられる基準スペクトルのパラメータについて例えば、図３を参照して説明する。メモリ２９に記憶される基準スペクトルのパラメータとして、例えば（Ｉ）λＨとλＬとの波長の差（λＨ−λＬ）、（ＩＩ）λＨにおけるピークの強度（ＰＨ）、（ＩＩＩ）λＬにおけるピークの強度（ＰＬ）、（ＩＶ）これらのピークの強度比（ＰＨ／ＰＬ）、及び（Ｖ）ＬＤの出力光におけるピークの半値（ＰＨ／２）における基準スペクトルの幅（半値幅λｐｐ）、が挙げられる。また、上述のパラメータに、ばらつきなどを考慮したマージンを加えた値が記憶されている。
【００２８】
次に、上述の検知された光スペクトル（検知光スペクトル）と基準光スペクトルの比較の詳細について、図４のフローチャートを参照しつつ説明する。まず、ＣＰＵ２８によって、信号Ｓ５及び波長データ信号Ｓ６が読み取られる（ステップＳＴ１１）。次に、ＬＤ２２へ入力される駆動信号Ｓ２が正常か否かを判定する（ステップＳＴ１２）。駆動信号Ｓ２が正常ではないと判定されるのは、例えば（１）検知光スペクトルに含まれるλＨとλＬとの波長の差（λＨ−λＬ）が所定の範囲を超えている場合、（２）図５（ａ）に示される基準スペクトルと異なり、図５（ｂ）に示されるように取得された光スペクトルのピークがλ１とλ２との間に１つしか確認されなかった場合、等が挙げられる。
【００２９】
（１）については、本実施形態のＬＤ２２は直接変調で駆動している。このため、変調するための電流値は予め定められており、λＨとλＬとの波長の差も所定の値（範囲）となる。従って、変調電流値に応じた波長差に所定のマージンを加えた値を所定値とする。そして、検知光スペクトルにおけるλＨ−λＬがこの所定値を超えた場合、駆動信号Ｓ２が正常ではないと判定される。なお、所定のマージンは小さいほど判定の精度が向上するため、マージンは変調電流値に応じた波長差の５０％以下の値であることが好ましく、３０％以下の値であることがより好ましい。（２）については、駆動信号Ｓ２が存在しいない場合である。すなわちＬＤ２２がＤＣ駆動されている場合である。よって、λ１とλ２との間に１つのピークのみが確認された場合、駆動信号Ｓ２が正常ではない、存在しないと判定される。
【００３０】
図４に戻り、ステップＳＴ１２にて、駆動信号Ｓ２が正常ではないと判定された場合、ＣＰＵ２８から制御信号Ｓ８がＬＤＤ２１へ出力される（ステップＳＴ１３）。ＬＤＤ２１は、制御信号Ｓ８が入力されることにより、ＬＤ２２への信号出力を停止する（ＬＤ２２の光出力を停止する）。これは、ＬＤ２２が上述の異常状態であると判定された場合、ＬＤ２２の信号を受け取る光受信装置側に負担がかかり、光受信装置の誤作動、故障等が発生するのを防ぐためである。
【００３１】
次に、ＬＤ２２へ入力される信号が正常であると判定された場合、ＬＤ２２の光出力強度が設定した上限値よりも大きいか否かが判定される（ステップＳＴ１４）。すなわち、図６（ｂ）に示される光スペクトルのλＨ１におけるＰＨ１と、図６（ａ）に示される基準スペクトルのλＨにおけるＰＨとを比較した結果、定められた上限値よりも高いか否かが判定される。この上限値は、ＬＤ２２の信号を受け取る光受信装置が許容できる強度の最大値であることが好ましい。または、上限値は、基準スペクトルに示されるＰＨよりも７０％高い値であり、好ましくは５０％高い値であると設定されてもよい。
【００３２】
図４に戻り、ステップＳＴ１４にて、ＬＤ２２の光出力強度が上限値よりも大きいと判定された場合、制御信号Ｓ８が、ＣＰＵ２８よりＬＤＤ２１へ出力される（ステップＳＴ１３）。これは、ＬＤ２２の光を受け取る光受信装置に過大な光信号が提供されることで、光受信装置の誤作動、故障等を抑制するためである。制御信号Ｓ８を受信したＬＤＤ２１は、ＬＤ２２への電流供給を停止する。
【００３３】
次に、ＬＤ２２の光出力強度が設定された上限値よりも低いと判定された場合、ＬＤ２２の光出力強度が設定された下限値よりも小さいか否かが判定される（ステップＳＴ１５）。すなわち、図６（ｃ）に示される光スペクトルのλＨ２におけるＰＨ２が、図６（ａ）に示される基準スペクトルのλＨにおけるＰＨと比較した結果、定められた下限値よりも低いか否かが判定される。この下限値は、基準スペクトルに示されるＰＨと比較して７０％低い値であり、好ましくは５０％低い値に設定される。なお、λ１とλ２との間に光スペクトルのピークが存在しない場合も、すなわちＬＤ２２が全く光信号を出力していない場合、ＬＤ２２の光出力強度が所定の下限値よりも低いと判定されてもよい。これは、光受信装置が光信号を受け取ることができないためである。
【００３４】
図４に戻り、ＬＤ２２の出力値が下限値よりも高いと判定された場合、ＬＤ２２にその他の出力異常がないかが判定される（ステップＳＴ１６）。この場合の出力異常としては、例えば（１）図７（ｂ）に示されるように、検知光スペクトルの半値幅λｐｐ１が所定値を上回っている場合、（２）λ１とλ２の範囲外にピークが見られる場合、（３）ＰＨとＰＬとの強度比（消光比）が規定範囲外である場合、（４）λ１とλ２との間にＰＨとＰＬ以外のピークが存在または乱立している場合、等が挙げられる。
【００３５】
（１）については、ある一定の電流での半値幅はＬＤ２２の仕様により定まるので、図７（ａ）に示される基準スペクトルの半値幅λｐｐは、ＬＤ２２の仕様から算出される。従って、この算出した半値幅λｐｐに所定のマージンを加えた値を所定の半値幅とする。そして、検知光スペクトルの半値幅が該所定の半値幅を超えた場合、ＬＤ２２にその他の出力異常が発生していると判定される。なお、所定のマージンは小さいほど判定の精度が向上するため、マージンは基準スペクトルの半値幅λｐｐの５０％以下の値であることが好ましく、３０％以下の値であることがより好ましい。（２）については、ＬＤ２２を動作させる温度範囲(動作温度範囲)は光送受信モジュール１によって設定される。そのため、上記の温度範囲内で発振する波長範囲（λ１及びλ２）も定まる。従って、この波長範囲の外にピークがある場合は、ＬＤ２２が動作温度範囲外で駆動されており、その他の出力異常が発生していると判定される。
（３）については、ＬＤ２２が水分などによりダメージを受けて劣化すると、電流−光特性（ＩＬ特性）が変化する。この場合、ＬＤ２２に所定の変調電流を供給したとしても、ＰＨとＰＬとの消光比（ＰＨ／ＰＬ）が確保されない。また、外部装置１００からの入力信号Ｓ１が異常に小さい場合もＰＨとＰＬとの消光比は減少する。従って、基準スペクトルにおけるＰＨとＰＬとの消光比（ＰＨ／ＰＬ）を測定し、この測定した値に所定のマージンを加えた値を比較のための所定の消光比とする。そして、検知光スペクトルの消光比が所定の消光比を下回った場合、ＬＤ２２にその他の出力異常が発生していると判定される。なお、所定のマージンは小さいほど判定の精度が向上するため、マージンはＰＨ／ＰＬの３０％以下の値であることが好ましく、２０％以下の値であることがより好ましい。
【００３６】
（４）については、例えば（４−１）λＨとλＬとの間に第３のピークが存在する場合、（４−２）λＨとλＬとの間以外に第３のピークが存在する場合、（４−３）図７（ｃ）に示されるように、光スペクトルのピークが乱立している場合が挙げられる。（４−１）については、前述したλＬの定義上、λＨ−λＬの値が極端に低くなる。そのため、基準スペクトルにおけるλＨ−λＬの値に所定のマージンを引いた値を判定基準値とする。そして、検知光スペクトルにおけるλＨ−λＬが該判定値よりも小さい場合、ＬＤ２２にその他の出力異常が発生していると判定される。なお、所定のマージンは小さいほど判定の精度が向上するため、マージンはその時供給されている変調電流の値に対応して観測されるはずのλＨとλＬの波長差の５０％以下の値であることが好ましく、３０％以下の値であることがより好ましい。（４−２）については、例えば、波長可変フィルタ２４によって掃引された波長範囲内ではあるがλ１とλ２との間以外の範囲にて、λＨのピーク強度よりも大きい強度を有するピークが確認された場合、ＬＤ２２にその他の出力異常が発生していると判定される。なお、ＬＤ２２についてその他の出力異常が見られないと判定された場合、ＬＤ２２は正常動作状態と判定される。この場合、ステップＳＴ１１に戻って再度各種判定が行われる。
【００３７】
図４に戻り、ステップＳＴ１２、ステップＳＴ１４、ステップＳＴ１５、ステップＳＴ１６の何れかによってＬＤ２２が異常と判定された場合、ＣＰＵ２８によってアラーム信号Ｓ７が出力される（ステップＳＴ１７）。このアラーム信号Ｓ７は、例えば外部装置１００に入力される。そして、アラーム信号Ｓ７が入力された外部装置１００によって、アラームが発生される（ステップＳＴ１８）。このアラームは、音声、ランプの点灯等公知の手法によって行われる。
【００３８】
（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態を更に具体化した光送受信モジュール１について図８を用いながら説明する。なお、第１実施形態と重複する記載については、説明などを省略する。
【００３９】
本実施形態に係る光受信部１２は、光ファイバ等によって外部の光送信装置から伝送してきた光を受光する。そして光受信部１２は、電気信号に変換して送信信号Ｓ１２の出力を行う。また、光受信部１２は、光を正常に受光できなかった場合、ＬＯＳ信号Ｓ１４（ＬＯＳ：Loss Of Signal）を端子Ｔ３（以下、ＬＯＳ端子とする）に出力する。光受信部１２は、ＰＤ３１と、増幅器３２と、ＬＯＳ出力機構３３と、を備える。ＰＤ３１は、フォトダイオードであり、外部の光送信装置から出射された光Ｌ１１を受光し、受光した光Ｌ１１の強度に応じた光電流（光受信信号Ｓ１１）を発生する。
【００４０】
増幅器３２は、ＰＤ３１と接続している。増幅器３２は、ＰＤ３１にて発生した光受信信号Ｓ１１を増幅することによって生成した送信信号Ｓ１２を、端子Ｔ２を介して外部装置１００に出力する。増幅器３２に入力される光受信信号Ｓ１１が所定のレベルよりも小さい場合、増幅器３２は、異常信号Ｓ１３をＬＯＳ出力機構３３に出力する。この時、増幅器３２は、外部装置１００には送信信号Ｓ１２を出力しない。本実施形態における増幅器３２としては、ＴＩＡ（ＴＩＡ：Trans Impedance Amplifier）が用いられるが、それ以外の増幅器及び増幅回路を用いてもよい。
【００４１】
ＬＯＳ出力機構３３は、増幅器３２に接続している。ＬＯＳ出力機構３３は、異常信号Ｓ１３を受信すると、ＬＯＳ端子Ｔ３を介して外部装置１００にＬＯＳ信号Ｓ１４を出力する。ＬＯＳ信号Ｓ１４は、本実施形態においては、デジタル値にて「１」（Ｈｉｇｈ）を示す電位を有する信号である。上述のように、ＬＯＳ出力機構３３によってＬＯＳ信号Ｓ１４が出力されている場合、増幅器３２から送信信号Ｓ１２は出力されない。この場合、外部装置１００は、光送受信モジュール１の少なくとも光受信部１２に異常が発生していると判定する。
【００４２】
また、本実施形態におけるコントローラＡ２（特にＣＰＵ２８）は、ＬＯＳ端子Ｔ３を介して外部装置１００と接続している。コントローラＡ２は、第１実施形態に示された方法と同様の方法にてＬＤ２２の動作状態を判定する。ＬＤ２２の動作が異常状態であるとコントローラＡ２によって判定された場合、コントローラＡ２は、ＬＯＳ端子Ｔ３にアラーム信号Ｓ１５を出力する。アラーム信号Ｓ１５は、ＬＯＳ信号Ｓ１４に相当する信号である。アラーム信号Ｓ１５を受信した外部装置１００は、光送受信モジュール１に異常が発生していると判定する。このとき、光受信部１２が正常に動作している場合、増幅器３２は送信信号Ｓ１２を外部装置１００に出力している。そのため、外部装置１００には、送信信号Ｓ１２及びＬＯＳ信号Ｓ１４に相当するアラーム信号Ｓ１５が入力されていることとなる。この場合、外部装置１００は、光送受信モジュール１の光送信部１１に異常が発生していると判定する。これによって、光送受信モジュール１の光送信部１１と光受信部１２との何れに異常が発生しているかを、ある程度切り分けることが可能になる。
【００４３】
次に、光送受信モジュール１の内、光送信部１１と光受信部１２の何れに異常が発生しているのかを判定する方法について図９のフローチャートを参照しつつ説明する。まず、ＬＯＳ出力機構３３からＬＯＳ信号Ｓ１４が発信される（ステップＳＴ２１）。そして、ＬＯＳ信号Ｓ１４の電位がデジタル値にて「１」（Ｈｉｇｈ）を示すか否かがが、外部装置１００によって判定される（ステップＳＴ２２）。この判定は、外部装置１００に限らず、光送受信モジュール１の何れかの構成（例えばコントローラＡ２）が判定してもよい。
【００４４】
次に、ＬＯＳ端子Ｔ３に出力されている信号の電位がＨｉｇｈを示している場合、増幅器３２から送信信号Ｓ１２が発信されているかが、外部装置１００によって判定される（ステップＳＴ２３）。この判定は、外部装置１００に限らず、光送受信モジュール１の何れかの構成（例えばコントローラＡ２）が判定してもよい。ステップＳＴ２３にて送信信号Ｓ１２が発信されていると判定された場合、光送受信モジュール１の光送信部１１に異常が発生していると、外部装置１００によって判定される（ステップＳＴ２４）。一方、ステップＳＴ２３にて送信信号Ｓ１２が発信されていないと判定された場合、光送受信モジュール１の少なくとも光受信部１２に異常が発生していると、外部装置１００によって判定される（ステップＳＴ２５）。これらの判定は、外部装置１００に限らず、光送受信モジュール１の何れかの構成（例えばコントローラＡ２）が判定してもよい。
【００４５】
なお、光送受信モジュール１の光受信部１２に異常と判定された場合と、光送信部１１と光受信部１２との両方が同時に異常と判定された場合とを区別することはできない。この場合、光送信部１１と光受信部１２との少なくとも一方が異常だと判定された時に光送受信モジュール１の動作を停止するように設定することが好ましい。
【００４６】
以上、好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。
【００４７】
また、本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。例えば、光送信部のコントローラにＦＤを設けず、波長可変フィルタは、ＣＰＵによって制御されてもよい。基準スペクトルのピーク強度ＰＨ及びＰＬは、ＬＤＤが出力する駆動信号の変調電流（ＬＤが発光状態の電流Ｉｍと消光状態のＩｂ）と、ＬＤの閾値電流Ｉｔｈと量子効率Ｓｅを用いて、ＰＨ＝（Ｉｂ−Ｉｔｈ）×Ｓｅ、ＰＬ＝（Ｉｂ＋Ｉｍ−Ｉｔｈ）×Ｓｅ、と表すことができる。コントローラは、記憶されたＬＤの初期の閾値電流及び量子効率と、取得した光スペクトルから得られた閾値電流及び量子効率とを比較することによって、ＬＤ２２の閾値電流及び量子効率の変動を検出することができる。さらに、波長可変フィルタの波長を透過する範囲を広くし、ＬＤの射出光の全ての波長をモニタすることによって、ＣＰＵがＬＤの光出力の変動を検出することができる。メモリにＬＤの正常な閾値電流、量子効率及び光出力に所定のばらつきの範囲を加えたものを記憶しておき、取得した光スペクトルのこれらの値が、正常な範囲内から外れた場合、ＣＰＵは外部装置へアラーム信号を出力してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明によれば、ＬＤの動作状態を特定できる光送受信モジュールに適用される。
【符号の説明】
【００４９】
１…光送受信モジュール、１１…光送信部、１２…光受信部、２１…ＬＤＤ、２２…ＬＤ（レーザダイオード）、２４…波長可変フィルタ、２５…ＦＤ（フィルタドライバ）、２６，３１…ＰＤ（フォトダイオード）、２７…信号生成部（データ生成部）、２８…ＣＰＵ、２９…メモリ、３２…増幅器、３３…ＬＯＳ出力機構、１００…外部装置、Ａ１…光検出部、Ａ２…コントローラ、Ｄ…情報（データ）、Ｌ１…信号光、Ｌ２，Ｌ４，Ｌ１１…光、Ｌ３…分岐光、Ｓ１…入力信号、Ｓ２…駆動信号、Ｓ３…フィルタ信号、Ｓ４，Ｓ１１…光受信信号（光電流）、Ｓ５…信号、Ｓ６…波長データ信号（波長データ）、Ｓ７，Ｓ１５…アラーム信号、Ｓ８…制御信号、Ｓ１２…送信信号、Ｓ１３…異常信号、Ｓ１４…ＬＯＳ信号、Ｔ１，Ｔ２…端子、Ｔ３…端子（ＬＯＳ端子）。
【図１】
2015076530.tif 000003
【図２】
2015076530.tif 000004
【図３】
2015076530.tif 000005
【図４】
2015076530.tif 000006
【図５】
2015076530.tif 000007
【図６】
2015076530.tif 000008
【図７】
2015076530.tif 000009
【図８】
2015076530.tif 000010
【図９】
2015076530.tif 000011