(57)【要約】【課題】受光素子等の光部品のダメージ保護と、光遮断状態が解除されるまでの時間の遅延抑制と、を図る。【解決手段】受信した光の出力光パワーの減衰量を調整する可変光減衰器５２と、前記出力光パワーが光遮断状態と判断される第１のレベル以下であることを検出する検出部５５１と、検出部５５１にて前記出力光パワーが前記第１のレベル以下であることが検出されると、前記減衰量を前記光遮断状態が解除されたと判断される第２のレベルに応じた減衰量に増加する制御部６０と、を備える。【選択図】図９
2015154186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信した光の出力光パワーの減衰量を調整する可変光減衰器と、
前記出力光パワーが光遮断状態であると判断される第１のレベル以下であることを検出する検出部と、
前記検出部にて前記出力光パワーが前記第１のレベル以下であることが検出されると、前記減衰量を前記光遮断状態が解除されたと判断される第２のレベルに応じた減衰量に増加する制御部と、を備えた光受信装置。
【請求項２】
前記第２のレベルに応じた減衰量は、前記出力光パワーが増加した時に、前記出力光パワーが前記可変光減衰器の出力光を受光する受光器の最大受信レベル未満で、かつ、規定の時間内に前記第２のレベルに到達する範囲に収まる減衰量である、請求項１に記載の光受信装置。
【請求項３】
前記第２のレベルに応じた減衰量は、前記第１のレベルと前記第２のレベルとの差分に相当する減衰量である、請求項２に記載の光受信装置。
【請求項４】
前記受信した光は、複数の波長が多重された波長多重光であり、
前記光受信装置は、
前記複数の波長に対応して複数の前記検出部を備え、
前記制御部は、
前記検出部のいずれかで前記出力光パワーが前記第１のレベル以下であることが検出されると、前記出力光パワーが前記第１のレベル以下であることが検出されていない他の検出部に対して前記第１のレベルを前記減衰量の増加に応じて下げる制御を行なう、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光受信装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記第１のレベルと前記第２のレベルとの差分に相当する減衰量を超える減衰量を前記第２のレベルに応じた減衰量として設定する際に、前記差分に相当する減衰量を超える分の減衰量に応じて前記第２のレベルを下げる制御を行なう、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光受信装置。
【請求項６】
受信した光の出力光パワーの減衰量を調整する可変光減衰器を備えた光受信装置の制御装置であって、
前記出力光パワーが光遮断状態であると判断される第１のレベル以下であることを検出する検出部と、
前記検出部にて前記出力光パワーが前記第１のレベル以下であることが検出されると、前記減衰量を前記光遮断状態が解除されたと判断される第２のレベルに応じた減衰量に増加する制御部と、を備えた光受信装置の制御装置。
【請求項７】
受信した光の出力光パワーの減衰量を調整する可変光減衰器を備えた光受信装置の制御方法であって、
前記出力光パワーが光遮断状態であると判断される第１のレベル以下であることを検出すると、前記減衰量を前記光遮断状態が解除されたと判断される第２のレベルに応じた減衰量に増加する、光受信装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光受信装置並びに光受信装置の制御装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットの需要が爆発的に増大していることから、ＦＴＴＨ（Fiber To The Home）等のアクセス網や幹線系において、通信の高速化が試みられている。次世代ネットワークの１つとして、４０Ｇ（ギガビット）イーサネットや１００Ｇイーサネットに用いられる光トランシーバの開発が盛んに行なわれている。なお、「イーサネット」は登録商標である。
【０００３】
光トランシーバに用いられる光受信器では、定格を超える入力光パワーによって例えばフォトダイオード（ＰＤ）等の受光素子や光部品が破壊されてしまうことを防止するために、可変光減衰器（ＶＯＡ）を用いることがある。例えば、ＰＤの受光パワーに応じた電流値が定格値を超えないようにＶＯＡの損失量（以下「ＶＯＡロス」とも称する。）をフィードバック制御することで、受光素子等の光部品の破壊を防止できる。
【０００４】
なお、光受信器に関する技術として、下記の特許文献１及び２に記載された技術が知られている。
【０００５】
特許文献１には、異なるＶＯＡロスをもつ２つのＶＯＡを受光素子の前段に設け、これらのＶＯＡを切り替えることで受光素子に入力される光パワーを制御することが記載されている。また、特許文献１には、受光素子の受光パワーに応じた電流値と所定の閾値とを比較する比較器にヒステリシス特性をもたせることで、ＶＯＡロスの切り替えにヒステリシス特性をもたせることが記載されている。
【０００６】
一方、特許文献２には、半導体増幅器（ＳＯＡ）を備えた光受信器が記載されている。特許文献２に記載の光受信器では、ＳＯＡによって増幅された波長多重光信号を各波長（チャネル）毎に分岐し、分岐した各光信号の光パワーに応じた電気信号（強度）を検出し、検出結果に応じてＳＯＡのバイアス電流（ＳＯＡの利得）を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平４−２０７６４４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１３６１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
光受信器に用いられるＶＯＡは、例えば、光信号が入力されない無信号状態（光遮断状態）等において、ＶＯＡ制御に用いられる、光受信器の受信パワーが低いために、ＶＯＡロスが最小の状態に制御されることがある。この状態で入力光信号が復帰して光受信器への入力光パワーが急激に増加すると、受光素子の破壊を防止するためにＶＯＡロスを増加する制御が働く。
【０００９】
しかし、ＶＯＡの制御では応答が遅いため、光オーバーシュートや光サージ等が発生して受光素子に定格を超えるパワーの信号が入力されて定格を超える電流が流れてしまい、受光素子がダメージを受ける。最悪の場合には、受光素子が破壊されてしまうおそれがある。
【００１０】
そこで、無信号状態あるいは実質的に無信号状態であると判定される状態において、ＶＯＡロスを予め例えば最大値に制御しておけば、その後に光受信器への入力光パワーが急激に増加しても、受光素子に定格を超える電流が流れてしまうことを防止できる。なお、無信号状態あるいは実質的に無信号状態であると判定される状態とは、例示的に、受光素子への入力光パワーに応じた電流値が所定の閾値以下にある状態である。この状態では、ＬＯＳ（Loss Of Signal）アラームと称される、光信号の喪失を示すアラームが発出される。ＬＯＳアラームが発出される電流閾値は、ＬＯＳ発出閾値あるいはＬＯＳ発出レベルと称されることがある。
【００１１】
しかし、上述のようにＶＯＡロスを最大値にしておくと、受光素子の電流値がＬＯＳ発出レベルを超えてＬＯＳアラームの発出が解除されるレベル（以下「ＬＯＳ解除レベル」とも称する。）に到達するまでの時間に遅延が生じる。例えば、ＶＯＡの制御応答時間は数ｍｓオーダであるため、このオーダでＬＯＳアラームが解除されるまでの時間（以下「ＬＯＳ解除時間」とも称する。）に遅延が生じる。
【００１２】
そうすると、ＣＦＰ（100G Form-factor Pluggable）規格において規定される、１００μｓ未満というＬＯＳ解除時間を満足できないおそれがある。なお、特許文献１及び２には、受光素子の破壊防止とＬＯＳ解除時間との関係について何ら言及されていない。
【００１３】
本発明の目的の１つは、光受信装置への入力光パワーが急激に増加した場合でも、受光素子等の光部品がダメージを受けることを回避しつつ、光遮断状態が解除されるまでの時間の遅延を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
光受信装置の一態様は、受信した光の出力光パワーの減衰量を調整する可変光減衰器と、前記出力光パワーが光遮断状態と判断される第１のレベル以下であることを検出する検出部と、前記検出部にて前記出力光パワーが前記第１のレベル以下であることが検出されると、前記減衰量を前記光遮断状態が解除されたと判断される第２のレベルに応じた減衰量に増加する制御部と、を備える。
【発明の効果】
【００１５】
受光素子等の光部品のダメージ保護と、光遮断状態が解除されるまでの時間の遅延抑制と、を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態に係る光伝送システムの一例を示すブロック図である。
【図２】図１に例示する光伝送システムにおいて可変光減衰器（ＶＯＡ）を用いてＰＤへの入力光パワーを制限することを説明する図である。
【図３】図１に例示する光送信局又は光受信局に備えられる光通信モジュールの構成例を示すブロック図である。
【図４】ＰＤへの入力光パワーに応じたＬＯＳ状態を説明する図である。
【図５】ＬＯＳ発出レベルとＬＯＳ解除レベルとにヒステリシスが設けられることを説明する図である。
【図６】（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、ＶＯＡへの入力光パワー、ＰＤへの入力光パワー及びＶＯＡロスの時間変化の一例を示す図である。
【図７】（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、ＶＯＡへの入力光パワー、ＰＤへの入力光パワー及びＶＯＡロスの時間変化の一例を示す図である。
【図８】（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、ＶＯＡへの入力光パワー、ＰＤへの入力光パワー及びＶＯＡロスの時間変化の一例を示す図である。
【図９】図１及び図３に例示する受信部の構成例を示すブロック図である。
【図１０】図９に例示するＬＯＳ検出部の構成例を示すブロック図である。
【図１１】図９に例示する制御部の動作を説明するフローチャートである。
【図１２】図９に例示する受信部のＬＯＳ非検出レーンについての、ＶＯＡへの入力光パワー、ＰＤへの入力光パワー、ＶＯＡロス及びＬＯＳ発出レベル（閾値電圧）の時間変化の一例を示す図である。
【図１３】ＶＯＡに対してヒステリシス相当量のＶＯＡロスを設定する場合に閾値電圧を下げる制御を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。なお、以下の実施形態で用いる図面において、同一符号を付した部分は、特に断らない限り、同一若しくは同様の部分を表す。
【００１８】
図１は、一実施形態に係る光伝送システム１の一例を示すブロック図である。図１に示す光伝送システム１は、例示的に、光送信局２と、光送信局２に光ファイバ等を用いた光伝送路４を介して接続された光受信局３と、を備える。光送信局２及び光受信局３は、いずれも光伝送装置の一例である。
【００１９】
光送信局２は、例示的に、光通信モジュールを備えており、光通信モジュールの送信部２０に着目すると、複数の光源２１と、各光源２１に駆動信号を与える複数のドライバ２２と、各光源２１の出力光を合波（波長多重）する波長多重器２３と、を備える。
【００２０】
光源２１のそれぞれは、複数の波長λ０〜λｎ（ｎは２以上の整数）に対応して設けられている。光源２１の一例は、波長λ０〜λｎに対応した発振波長を有するレーザダイオード（ＬＤ）である。
【００２１】
ドライバ２２は、送信するデータ信号に応じて光源２１の例えば駆動電流を制御することで、光源２１の発光状態を制御する。これにより、光源２１は、データ信号により変調された信号光を出力する。当該変調方式は、いわゆる直接変調方式と呼ばれる方式であるが、変調方式には外部変調方式を適用してもよい。
【００２２】
波長多重器２３は、各光源２１の出力光である、複数の波長λ０〜λｎの送信変調信号光を波長多重（ＷＤＭ）して光伝送路４へ出力する。波長多重器２３は、例示的に、合波カプラである。
【００２３】
一方、光受信局３は、例示的に、光通信モジュールを備えており、光通信モジュールの受信部３０に着目すると、可変光減衰器（ＶＯＡ）３１と、波長分離器３２と、複数の波長λ０〜λｎに対応して設けられた複数の受光器３３と、を備える。なお、受信部３０は、光受信装置の一例である。
【００２４】
ＶＯＡ３１は、光伝送路４から受信されたＷＤＭ信号光のパワーを調整して波長分離器３２へ出力する。ＶＯＡ３１は、図１において図示を省略した制御部によって減衰量（ＶＯＡロス）が制御される。ＶＯＡロスは、各受光器３３への入力光パワーが受光器３３の受信可能な上限値（最大受信レベル）を超えないように制御される。
【００２５】
例えば、制御部は、ＶＯＡ３１への入力光パワーをモニタし、そのモニタ結果に基づいて、１つの受光器３３あたりに入力される光パワーが最大受信レベルを超えないようにＶＯＡロスをフィードバック制御する。これにより、図２に例示するように、ＶＯＡ３１に受光器３３の最大受信レベル（例えば、４．５ｄＢｍ）を超えるパワーの光が入力されても、ＶＯＡロスにより１つの受光器３３あたりの入力光パワーを所定値（例えば、０ｄＢｍ）以下の一定レベルに制限できる。
【００２６】
図１に戻り、波長分離器３２は、ＶＯＡ３１から入力されるＷＤＭ信号光を波長毎の光信号に分離（分波）して対応する受光器３３へ出力する。波長分離器３２の一例は、分波カプラである。なお、波長分離器３２から各受光器３３を経由する波長毎の光経路を「レーン」と称することがある。
【００２７】
受光器３３は、それぞれ、波長分離器３２からの出力光の受光パワーに応じた電気信号（Ｐ０〜Ｐｎ）を生成する。受光器３３は、例示的に、受光素子の一例であるフォトダイオード（あるいは、フォトディテクタ）（ＰＤ）を備える。ＰＤは、受光パワーに応じた電流を出力する。受光器３３には、ＰＤの出力電流を電圧に変換するトランスインビーダンスアンプ（ＴＩＡ）を備えてもよい。波長分離器３２、ＰＤ及びＴＩＡを含むブロックは、ＲＯＳＡ（Receiver Optical SubAssembly）と称されることがある。
【００２８】
次に、図３に、上述した光伝送装置の一例である光送信局２又は光受信局３に備えられる光通信モジュール５の構成例を示す。
【００２９】
図３に示す光通信モジュール５は、ＣＦＰ２規格に準拠したモジュールの一例であり、４波長（λ０〜λ３）による双方向のＷＤＭ光通信をサポートする。光通信モジュール５は、受信部５０Ａに着目すると、光分岐カプラ５１、ＶＯＡ５２、受光素子５３、ＲＯＳＡ５４、及び、クロックデータリカバリ（ＣＤＲ）回路５５を備える。なお、受信部５０Ａは、図１に例示した受信部３０に相当する。
【００３０】
光分岐カプラ５１は、光ファイバ等の光伝送路４ＡからＶＯＡ５２に入力されるＷＤＭ信号光の一部をモニタ光として受光素子５３へ分岐する。
【００３１】
受光素子５３は、例えばＰＤであり、光分岐カプラ５１から入力されたモニタ光の受光パワーに応じた電気信号を生成する。当該電気信号は、図３において図示を省略した制御部へ出力され、制御部による既述のＶＯＡロス制御に用いられる。なお、受光素子５３は、以下「モニタＰＤ５３」と称する。
【００３２】
ＶＯＡ５２は、図１に例示したＶＯＡ３１に相当し、ＶＯＡロスが制御されることにより、ＲＯＳＡ５４への入力光パワーを制御（調整）する。
【００３３】
ＲＯＳＡ５４は、例示的に、波長分離器５４１と、波長λ０〜λｎ毎に設けられた、ＰＤ５４２及びＴＩＡ５４３と、を備える。
【００３４】
波長分離器５４１は、図１に例示した波長分離器３２に相当し、ＰＤ５４２及びＴＩＡ５４３は、図１に例示した受光器３３に相当する。ＰＤ５４２及びＴＩＡ５４３の機能は、既述のとおりである。
【００３５】
ＣＤＲ回路５５は、ＲＯＳＡ５４の波長毎のＴＩＡ５４３から出力される電気信号からクロック信号とデータ信号とを復元する。ＣＤＲ回路５５には、アラーム（ＬＯＳ）機能が内蔵されてもよい。ＬＯＳ機能は、レーン毎のアラーム信号の発出及び解除を行なう。
【００３６】
例えば、ＬＯＳ機能は、ＲＯＳＡ５４のいずれかのＴＩＡ５４３から出力される電気信号（例えば、電圧値）が所定の受信レンジの下限値を下回ると、ＲＯＳＡ５４の最小受信感度を満たさなくなるため、光信号の喪失を示すアラーム信号を出力する。アラーム信号の一例が、ＬＯＳアラームである。そのため、上記下限値をＬＯＳ発出レベルと称することがある。ＬＯＳ発出レベルは、第１のレベルの一例である。例えば図４に示すように、ＬＯＳアラームが未発出の状態でＰＤ５４２への入力光パワーが低下し、ＴＩＡ５４３の出力電圧値がＬＯＳ発出レベル以下になると、ＬＯＳアラームが発出される。
【００３７】
ＬＯＳアラームは、対応するレーンのＴＩＡ５４３の出力電圧値がＬＯＳ発出レベル以上になった時に解除してもよいが、ノイズ等の影響によりＴＩＡ５４３の出力電圧値がＬＯＳ発出レベル近傍で変動することがある。その場合、ＬＯＳアラームの発出と解除とが頻繁に繰り返されるおそれがある。
【００３８】
そのため、図５に例示するように、ＬＯＳ解除レベルは、ＬＯＳ発出レベルよりも大きいレベル（ただし、ＴＩＡ５４３の最大出力レベルよりも小さいレベル）に設定しておくとよい。別言すると、ＬＯＳ発出レベルとＬＯＳ解除レベルとに対してヒステリシスを与えておくとよい。ＬＯＳ解除レベルは、第２のレベルの一例である。ＬＯＳアラームは、ＴＩＡ５４３の出力電圧値がＬＯＳ解除レベル以上になると解除（出力停止）される。
【００３９】
図３に戻り、光通信モジュール５は、送信部５０Ｂに着目すると、ＣＤＲ回路５６とＴＯＳＡ（Transmitter Optical SubAssembly）５７とを備える。ＴＯＳＡ５７には、例示的に、光源の一例である、波長λ０〜λｎ毎のＬＤ５７１と、波長多重器５７２と、を含む。なお、送信部５０Ｂは、図１に例示した送信部２０に相当する。
【００４０】
ＣＤＲ回路５６は、波長λ０〜λ３毎の送信データ及びクロックを受けて送信データに応じたＬＤ５７１の駆動信号を生成する。
【００４１】
ＬＤ５７１は、それぞれ、ＣＤＲ回路５６から与えられる駆動信号に応じて発光状態が制御されることにより、対応する波長の送信変調信号光を出力する。
【００４２】
波長多重器５７２は、各ＬＤ５７１から入力される送信変調信号光を波長多重（合波）して光ファイバ等の光伝送路４Ｂへ送信する。
【００４３】
ＬＤ５７１及び波長多重器５７２は、図１に例示したＬＤ２１及び波長多重器２３にそれぞれ相当する。なお、図１に例示したドライバ２２は、図３において図示を省略している。
【００４４】
次に、上述のごとく構成された光通信モジュール５の受信部５０Ｂ（ＶＯＡ５２）に対して、光が入力されない状態（光遮断状態）から入力光が復帰し、受信部５０Ｂへの入力光パワーが急激に増加する場合の、ＶＯＡロスの制御について検討する。
【００４５】
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、それぞれ、ＶＯＡ５２への入力光パワー、ＰＤ５４２への入力光パワー及びＶＯＡロスの時間変化の一例を示す図である。図６（Ａ）及び図６（Ｂ）のそれぞれにおいて、矩形状の実線Ａが光通信モジュール５（ＶＯＡ５２）への入力光パワーの変化、点線ＢがＰＤ５４２への入力光パワーの変化、実線ＣがＶＯＡロスの変化をそれぞれ表している。
【００４６】
なお、一点鎖線Ｄで示す光入力光パワー（レベル）は、当該入力光パワーを超えるパワーの光が入力されるとＰＤ５４２がダメージを受ける閾値を表す。当該閾値は、ＰＤ５４２の「最大（あるいは定格）受信レベル」と称してもよいし「ダメージレベル」と称してもよい。また、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）には、それぞれ、時刻Ｔ１において光遮断状態となり、その後の時刻Ｔ２においてＶＯＡ５２への入力光が復帰した場合を例示している。なお、「光遮断状態」とは、完全に光が入力されない状態だけでなく、ＲＯＳＡ５４の最小受信感度を満たさないレベル（ＬＯＳ発出レベル以下）の光が入力されている状態をも含む。
【００４７】
まず、図６（Ａ）に例示するように、時刻Ｔ１において光遮断状態となった場合に、ＲＯＳＡ５４の最小受信感度を満たすために、ＶＯＡロスを最小に制御して入力光の復帰を待機することを想定する。この場合、時刻Ｔ２において入力光が復帰すると、ＰＤ５４２への入力光パワーがダメージレベルを超えないようにＶＯＡロスを最大値に向けて増加する制御が開始される（実線Ｃ参照）。
【００４８】
しかし、既述のとおりＶＯＡ５２の制御応答時間はｍｓオーダであるため、入力光パワーの減衰が間に合わず、図６（Ａ）中に点線枠Ｅに示すように、ＰＤ５４２にダメージレベルを超える入力光パワーが入力されてしまう。別言すると、光サージによる光オーバーシュートが生じる。
【００４９】
このような入力光復帰時の光オーバーシュートを防止するために、図６（Ｂ）に例示するように、時刻Ｔ１において光遮断状態となった場合に、ＶＯＡロスを最大値に制御しておくことが考えられる。そして、光入力が復帰した時点（時刻Ｔ２）でＶＯＡロスを最大値から減少制御する。この場合、光オーバーシュートは防止できるものの、ＶＯＡ５２の制御応答時間に応じて、時刻Ｔ２以後にＰＤ５４２への入力光パワーがＬＯＳ解除レベル（点線Ｆ参照）に到達するまでの時間に遅延が生じる。
【００５０】
例えば図６（Ｂ）では、ＶＯＡ５２の制御応答時間に応じた応答速度でＰＤ５４２への入力光パワーが増加し（点線枠Ｊ参照）、時刻Ｔ３においてＰＤ５４２への入力光パワーがＬＯＳ解除レベルに到達する。そのため、時刻Ｔ２−Ｔ３間の時間だけＬＯＳアラームの解除タイミングが遅延する。この遅延が１００μｓ以上になってしまうと、ＣＦＰ規格において規定されるＬＯＳ解除時間（１００μｓ未満）を満足できない。
【００５１】
そこで、本実施形態では、光遮断状態となった場合に、ＶＯＡロスをＬＯＳ解除レベルに応じたロスに増加制御する。当該ＶＯＡロスは、例示的に、入力光が復帰した時にＰＤ５４２への入力光パワーがダメージレベル未満で、かつ、ＣＦＰ規格のＬＯＳ解除時間内にＬＯＳ解除レベルに到達する範囲に収まるようなロスである。
【００５２】
そのようなＶＯＡロスの非限定的な一例は、ＬＯＳ発出レベルとＬＯＳ解除レベルとの差分（別言すると、既述のヒステリシス）に相当するロスである。仮に、光通信モジュール５（ＶＯＡ５２）への入力光復帰時の入力光パワーの最大値が４．５ｄＢｍであり、ヒステリシスが５ｄＢに設定されているとすると、光遮断状態が検出（ＬＯＳ発出）された場合のＶＯＡロスはヒステリシス相当量の５ｄＢに設定（増加制御）するとよい。
【００５３】
このようなＶＯＡロスの設定によれば、光入力復帰時に、ＰＤ５４２への入力光パワーをダメージレベル（例えば、０ｄＢｍ）未満に制限しつつ、ＬＯＳ解除時間の遅延を抑制する、別言すると、ＬＯＳ解除時間の短縮化を図ることができる。
【００５４】
すなわち、光入力復帰時においてＰＤ５４２への入力光パワーはＶＯＡ５２の制御応答を待たずにＬＯＳ解除レベルに速やかに到達するので、ＣＦＰ規格のＬＯＳ解除時間内にＬＯＳアラームの発出を解除できる。したがって、光入力復帰時のＰＤ５４２のダメージ保護と、ＣＦＰ規格のＬＯＳ解除時間内のＬＯＳアラーム解除とを両立できる。
【００５５】
図７（Ｂ）に、上述したＶＯＡロス設定を適用した場合の、ＶＯＡ５２への入力光パワー、ＰＤ５４２への入力光パワー及びＶＯＡロスの時間変化の一例を示す。なお、図７（Ａ）は、図７（Ｂ）に対する比較図であり、図６（Ａ）と同じ図である。すなわち、図７（Ａ）は、光遮断状態検出後にＶＯＡロスを最小に制御して入力光の復帰を待機する場合を例示している。
【００５６】
図６（Ａ）及び図７（Ａ）と同様に、図７（Ｂ）において、矩形状の実線Ａが光通信モジュール５（ＶＯＡ５２）への入力光パワーの変化、点線ＢがＰＤ５４２への入力光パワーの変化、実線ＣがＶＯＡロスの変化をそれぞれ表している。
【００５７】
図７（Ｂ）に例示するように、時刻Ｔ１で光遮断状態が検出されると、ＶＯＡロスがヒステリシス相当のロスに増加制御される（点線枠Ｇ参照）。その後、時刻Ｔ２において、光入力が復帰してＶＯＡ５２に例えば最大の入力光パワー（実線Ａ参照）が入力されても、当該ＶＯＡロスによってＰＤ５４２への入力光パワー（点線Ｂ参照）はダメージレベル（一点鎖線Ｄ参照）未満に制限される（点線枠Ｈ参照）。
【００５８】
また、図８（Ｂ）の（３）に例示するように、光入力復帰時（時刻Ｔ２）においてＰＤ５４２への入力光パワーはＬＯＳ解除レベルに到達するので、ＬＯＳアラームが速やかに解除される。すなわち、図８（Ａ）の（３）及び図６（Ｂ）に示すようなＬＯＳ解除タイミングの遅延（時刻Ｔ３参照）は生じないか、あるいは最小にできる。
【００５９】
なお、図８（Ｂ）は、本実施形態のＶＯＡロス設定を適用した場合の、ＶＯＡ５２への入力光パワー、ＰＤ５４２への入力光パワー及びＶＯＡロスの時間変化の一例を示す図である。図８（Ｂ）は、図７（Ｂ）に例示した時間変化の一例を、（１）ＶＯＡ５２への入力光パワー及びＶＯＡロスの時間変化、（２）ＶＯＡロスの時間変化、及び、（３）ＰＤ５４２への入力光パワーの時間変化に分解して示す図に相当する。
【００６０】
これに対し、図８（Ａ）は、図６（Ｂ）に例示した、光遮断状態検出後にＶＯＡロスを最大値に制御して光入力復帰を待機する場合の時間変化の一例を、図８（Ｂ）の（１）〜（３）と同様に分解して示す図に相当する。
【００６１】
次に、図９に、上述したＶＯＡロスの設定（制御）を実現する受信部５０Ａの構成例を示す。図９において、既述の符号と同一符号を付した部分は、特に断らない限り、既述の部分と同一若しくは同様の部分を示す。
【００６２】
図９に例示するように、受信部５０Ａは、波長（レーン）毎のＰＤ５４２の出力のそれぞれに対してＬＯＳ検出部５５１及びモニタ部５５２が備えられる。また、ＬＯＳ検出部５５１及びモニタ部５５２は、それぞれ、制御部６０に接続される。
【００６３】
制御部６０は、受信部５０Ａに内蔵されていてもよいし、受信部５０Ａの外部に備えられていてもよい。ＬＯＳ検出部５５１と制御部６０とを含むブロック、あるいは、ＬＯＳ検出部５５１及びモニタ部５５２と制御部６０とを含むブロックは、光受信装置の一例である受信部５０Ａの制御装置の一例である。
【００６４】
ＬＯＳ検出部５５１は、ＰＤ５４２の出力電圧と閾値電圧とを比較し、ＰＤ５４２の出力電圧が閾値電圧を下回った場合にＬＯＳ検出信号を制御部６０に出力する。
【００６５】
そのため、ＬＯＳ検出部５５１は、例えば図１０に示すように、コンパレータ５５１１とデジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）５５１２とを備える。
【００６６】
コンパレータ５５１１の一方（負側）の入力にはＰＤ５４２の出力電圧が入力され、他方（正側）の入力にはＤＡＣ５５１２から閾値電圧が入力される。コンパレータ５５１１は、ＰＤ５４２の出力電圧がＤＡＣ５５１２からの閾値電圧を下回ると、ＬＯＳ検出信号を出力する。なお、ＤＡＣ５５１２からコンパレータ５５１１に与えられる閾値電圧は、例えば制御部６０によって設定される。
【００６７】
ここで、閾値電圧は、ＬＯＳ発出レベルとＬＯＳ解除レベルとで個別に設定しなくてよい。別言すると、閾値電圧は、ＬＯＳ発出レベルとＬＯＳ解除レベルとに共通でよい。その理由は、次のとおりである。すなわち、本実施形態では、光遮断状態においてＶＯＡロスをヒステリシス相当のロスに設定することで、ＬＯＳ発出レベルとＬＯＳ解除レベルとの間のヒステリシスを、電気回路（電気信号レベル）で実現せずに、代替的に、光回路（光信号レベル）で実現している。そのため、電気信号レベルにおいて、ＬＯＳ発出レベルに相当する閾値電圧は、ＬＯＳ解除レベルに相当する閾値電圧でもあると捉えてよい。閾値電圧を変更することは、図５に例示したヒステリシスが横軸（ＰＤ入力光パワー）に沿ってシフトすることに相当すると捉えてよい。
【００６８】
モニタ部５５２は、ＰＤ５４２の出力電圧をモニタすることにより、ＰＤ５４２の受光パワーをモニタし、そのモニタ結果（以下「受信パワーモニタ値」と称することがある。）を制御部６０に出力する。
【００６９】
なお、上述したＬＯＳ検出部５５１及びモニタ部５５２は、例示的に、図３に示したＣＤＲ回路５５に備えられてよい。別言すると、ＬＯＳ検出部５５１及びモニタ部５５２の機能は、ＣＤＲ回路５５の一機能として実現されてよい。
【００７０】
制御部６０は、モニタＰＤ５３でモニタされた、ＶＯＡ５２へ入力されるＷＤＭ信号光のパワーに応じた電気信号（ＷＤＭ信号光パワー情報）と、各レーンのＬＯＳ検出部５５１及びモニタ部５５２の出力信号とに基づいて、ＶＯＡ５２のＶＯＡロスを制御する。
【００７１】
例えば、通常運用時において、制御部６０は、モニタＰＤ５３からのＷＤＭ信号光パワー情報と、各レーンのモニタ部５５２の受信パワーモニタ値とに基づいて、ＰＤ５４２への入力光パワーがダメージレベルを超えないようにＶＯＡロスを制御する。
【００７２】
そして、制御部６０は、例えば図１１に示すように、いずれかのＬＯＳ検出部５５１からＬＯＳ検出信号が出力された否かを監視する（処理Ｐ１１のＮＯルート）。いずれかのレーンのＬＯＳ検出部５５１からＬＯＳ検出信号が出力されると（処理Ｐ１１でＹＥＳの場合）、制御部６０は、ＶＯＡロスを既述のヒステリシス相当量のＶＯＡロスに設定する（処理Ｐ１２）。
【００７３】
ここで、ＬＯＳ検出信号は、ＶＯＡ５２へＷＤＭ信号光が入力されない場合、及び、ＷＤＭ信号光に含まれる波長の一部だけが光遮断状態となった場合のいずれにおいても出力される。
【００７４】
すなわち、ＶＯＡ５２へＷＤＭ信号光が入力されない場合、各レーンのＬＯＳ検出部５５１のそれぞれからＬＯＳ検出信号が出力される。これに対し、ＷＤＭ信号光に含まれる波長の一部だけが光遮断状態となった場合、対応するレーンのＬＯＳ検出部５５１に限ってＬＯＳ検出信号が出力される。なお、ＬＯＳ検出部５５１からＬＯＳ検出信号が出力されるレーンをＬＯＳ検出レーンと称し、それ以外の他のレーンをＬＯＳ非検出レーンと称することがある。
【００７５】
一部のレーンのＬＯＳ検出部５５１に限ってＬＯＳ検出信号が出力される場合でも、制御部６０は、ＶＯＡ５２に対して既述のヒステリシス相当量のＶＯＡロス設定を行なうため、当該設定に応じてＬＯＳ非検出レーンのＰＤ５４２への入力光パワーが減少する。当該減少によりＰＤ５４２の出力電圧値が閾値電圧を下回ってしまうと、当該ＬＯＳ非検出レーンに対応するＬＯＳ検出部５５２にてＬＯＳ検出信号が誤って出力されることになる。
【００７６】
このような誤検出を防止するために、制御部６０は、例えばＬＯＳ非検出レーンに対応するＬＯＳ検出部５５１においてＤＡＣ５５１２からコンパレータ５５１１に与えられる閾値電圧を補正する（処理Ｐ１３Ｂ）。
【００７７】
例えば、制御部６０は、ヒステリシス相当量のＶＯＡロス設定に応じて、ＬＯＳ検出信号が誤出力されず、かつ、ＰＤ５４２の最小受信感度を満足する範囲の電圧に閾値電圧を下げる。当該閾値電圧の補正は、例えば、ＬＯＳ非検出レーンに対応するモニタ部５５２の受信パワーモニタ値に基づいて行なわれる。
【００７８】
なお、ヒステリシス相当量のＶＯＡロス設定に応じて、光遮断状態となっていない波長（ＬＯＳ非検出レーン）に対応するモニタ部５５２で検出される受信パワーモニタ値も、本来検出されるはずの受信パワーモニタ値からずれが生じる（減少する）。
【００７９】
そのため、制御部６０は、ヒステリシス相当量のＶＯＡロス設定に応じて、当該ＬＯＳ非検出レーンに対応するモニタ部５５２で検出される受信パワーモニタ値を本来検出されるべき値に補正（例えば、増加）するように補正してもよい（処理Ｐ１３Ａ）。当該受信パワーモニタ値の補正は、ＬＯＳ検出信号が出力されているレーンに対応するモニタ部５５２に対しても適用してよい（処理Ｐ１３Ｂ）。
【００８０】
これにより、制御部６０は、例えば、補正された受信パワーモニタ値とモニタＰＤ５３からのＷＤＭ信号光パワー情報とに基づいて、ＬＯＳ非検出レーンのＰＤ５４２への入力光パワーがダメージレベルを超えない適切な範囲で推移するようＶＯＡロスを調整できる。
【００８１】
その後、制御部６０は、ＬＯＳ検出信号の出力が停止（解除）されるか否かを監視する（処理Ｐ１４のＮＯルート）。ＬＯＳ検出信号の出力が停止（解除）されると（処理Ｐ１４でＹＥＳの場合）、制御部６０は、上述のごとく補正された受信パワーモニタ値及び閾値電圧をそれぞれ元に戻す制御を実施する（処理Ｐ１５Ａ及びＰ１５Ｂ）。以降、制御部６０は、処理Ｐ１１に戻り、いずれかのＬＯＳ検出部５５１からＬＯＳ検出信号が出力されるか否かを監視する。
【００８２】
図１２に、ＬＯＳ非検出レーンに着目した場合の、当該レーンへの入力光パワー、ＰＤ５４２への入力光パワー、ＶＯＡロス、及び、閾値電圧の時間変化の一例を示す。図１２において、最上段に示す実線ＡがＬＯＳ非検出レーンへの入力光パワーの変化、点線ＢがＰＤ５４２への入力光パワーの変化、実線ＣがＶＯＡロスの変化、一点鎖線Ｋが閾値電圧の時間変化をそれぞれ表している。
【００８３】
図１２に例示するように、時刻Ｔ１でＬＯＳ検出レーンからＬＯＳ検出信号が出力されると、ＶＯＡロスがヒステリシス相当量に増加制御されるとともに、ＬＯＳ非検出レーンのＬＯＳ検出部５５１（コンパレータ５５１１）の閾値電圧が減少制御（補正）される。その後、時刻Ｔ２においてＬＯＳ検出信号の出力が停止されると、補正した閾値電圧が補正前の閾値電圧に戻される（増加制御される）。閾値電圧を補正前の電圧に戻すタイミングは、ＬＯＳ検出信号の出力が停止されたタイミング（時刻Ｔ２）でもよいし、時刻Ｔ２から一定時間経過後のタイミングでもよい。
【００８４】
なお、上述した実施形態では、光遮断状態が検出された場合に、ＶＯＡロスをヒステリシス相当量のロスに設定（増加）する例について説明したが、これに限られない。例えば、入力光が復帰した時にＰＤ５４２への入力光パワーがダメージレベルを超えず、かつ、ＣＦＰ規格で規定されるＬＯＳ解除時間未満でＬＯＳ解除レベルに到達するＶＯＡロスであれば、ヒステリシス相当量を超えるＶＯＡロスに設定してもよい。
【００８５】
例えば、ＰＤ５４２の保護のために、ＶＯＡ５２に対してヒステリシス相当量を超えるＶＯＡロスの設定が必要な場合がある（図１３の（２）の実線Ｃ参照）。ここで、ヒステリシス相当量を超えるＶＯＡロスの設定を行なうと、ＬＯＳ検出部５５１（コンパレータ５５１１）に入力されるＰＤ出力電圧が閾値電圧を超えにくくなる。そのため、ＬＯＳ検出信号の出力が解除されにくくなる。
【００８６】
ＬＯＳ検出信号の出力が解除されにくくなることは、例えば図５に示したＬＯＳ解除レベルがＬＯＳ発出レベルに近づいてヒステリシス量が実質的に減少することに相当すると捉えてよい。そのため、ヒステリシス相当量のＶＯＡロスを確保できないおそれがある。
【００８７】
そこで、制御部６０は、例えば図１３に例示するように、ヒステリシス相当量を超えるロスが補償される量に応じて、コンパレータ５５１１の閾値電圧を下げる制御を実施してよい。なお、図１３の（３）において、点線Ｂは、ＰＤ５４２への入力光パワー（別言すると、ＰＤ出力電圧）の時間変化を表し、一点鎖線Ｋは、閾値電圧の時間変化を表す。また、図１３の（１）は、ＶＯＡ５２への入力光パワーの時間変化（実線Ａ）と、ＶＯＡロスの時間変化（点線Ｃ）との関係の一例を示す。
【００８８】
図１３の（２）に例示するようなヒステリシス相当量を超えるＶＯＡロスの設定を行なう場合に、図１３の（３）に一点鎖線Ｋで例示するように閾値電圧を下げることで、図１３の（１）に点線Ｃで示すように、ヒステリシス相当量のＶＯＡロスが確保可能になる。
【００８９】
また、上述した実施形態では、受信部３０（５０Ａ）で受信される光（別言すると、ＶＯＡ５２に入力される光）が、ＷＤＭ信号光である場合について説明したが、１波長の光である場合についても上述したＶＯＡロス制御を適用可能である。したがって、受信光が１波長の光である場合にも、ＰＤ５４２のダメージ保護とＬＯＳ解除時間の遅延抑制とを図ることができる。
【００９０】
さらに、上述した実施形態では、ＬＯＳ非検出レーンのＬＯＳ検出部５５１におけるＬＯＳ発出レベル（コンパレータ５５１１の閾値電圧）を補正することでＬＯＳ検出信号の誤発出を防止しているが、これに限られない。例えば、ＰＤ５４２からＬＯＳ検出部５５１に入力される、受光パワーに応じた電圧（ＰＤ出力電圧）を制御部６０がＶＯＡロスに応じて補正（増加）することによっても、ＬＯＳ非検出レーンでのＬＯＳ検出信号の誤発出を防止することが可能である。ＰＤ出力電圧の補正は、例えばＰＤ５４２とコンパレータ５５１１との間に増幅利得が可変の増幅器を設け、当該増幅利得を制御部６０が制御することで実現可能である。
【符号の説明】
【００９１】
１  光伝送システム
２  光送信局（光伝送装置）
２０  送信部
２１  光源（ＬＤ）
２２  ドライバ
２３  波長多重器
３  光受信局（光伝送装置）
３０  受信部
３１，５２  可変光減衰器（ＶＯＡ）
３２  波長分離器
３３  受光器
４  光伝送路
５  光通信モジュール
５０Ａ  受信部
５０Ｂ  送信部
５１  光分岐カプラ
５３  受光素子（モニタＰＤ）
５４  ＲＯＳＡ
５４１  波長分離器
５４２  受光素子（ＰＤ）
５４３  トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）
５５，５６  クロックデータリカバリ（ＣＤＲ）回路
５５１  ＬＯＳ検出部
５５１１  コンパレータ
５５１２  デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）
５５２  モニタ部
５７  ＴＯＳＡ
５７１  光源（ＬＤ）
５７２  波長多重器
６０  制御部
【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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【図１３】
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