(57)【要約】【課題】  光スイッチの各出力ポートの出力光強度に異常な強度変化が現れる前に、光スイッチの故障を的確に検出する。【解決手段】  複数の入出力ポート間で、任意の入力ポートから入力した光ビームを複数のミラーによって連続的に反射させ、任意の出力ポートに出力する光スイッチに適用され、光パスを接続する複数のミラーの角度を設定する印加電圧、および各出力ポートにおける出力光強度の安定化に用いる印加電圧を制御する光スイッチ制御装置において、ミラーの印加電圧をモニタする印加電圧モニタ手段と、ミラーの印加電圧と出力ポートの出力光強度を入力し、印加電圧と出力光強度の関係およびそれぞれの正常値との比較による評価を行い、異常箇所の組み合わせに応じた故障の状態を判断する故障診断部とを備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の入出力ポート間で、任意の入力ポートから入力した光ビームを複数のミラーによって連続的に反射させ、任意の出力ポートに出力する光スイッチに適用され、光パスを接続する複数のミラーの角度を設定する印加電圧、および各出力ポートにおける出力光強度の安定化に用いる印加電圧を制御する光スイッチ制御装置において、
前記ミラーの印加電圧をモニタする印加電圧モニタ手段と、
前記ミラーの印加電圧と前記出力ポートの出力光強度を入力し、印加電圧と出力光強度の関係およびそれぞれの正常値との比較による評価を行い、異常箇所の組み合わせに応じた故障の状態を判断する故障診断部と
を備えたことを特徴とする光スイッチ制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光スイッチ制御装置において、
前記印加電圧モニタ手段は、前記光パスを接続するためのミラーの角度を設定する印加電圧のＤＣ成分と、出力強度安定化動作のためにミラー角度に摂動を加えるＲＦ成分をモニタする構成である
ことを特徴とする光スイッチ制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光スイッチ制御装置において、
前記故障診断部は、前記ミラーの印加電圧の設定に用いる印加電圧指示値を取り込み、この印加電圧指示値と印加電圧と出力光強度の関係およびそれぞれの正常値との比較による評価を行い、異常箇所の組み合わせに応じた故障の状態を判断する構成である
ことを特徴とする光スイッチ制御装置。
【請求項４】
複数の入出力ポート間で、任意の入力ポートから入力した光ビームを複数のミラーによって連続的に反射させ、任意の出力ポートに出力する光スイッチに適用され、光パスを接続する複数のミラーの角度を設定する印加電圧、および各出力ポートにおける出力光強度の安定化に用いる印加電圧を制御する光スイッチ制御方法において、
前記ミラーの印加電圧をモニタし、
前記ミラーの印加電圧と前記出力ポートの出力光強度を入力し、印加電圧と出力光強度の関係およびそれぞれの正常値との比較による評価を行い、異常箇所の組み合わせに応じた故障の状態を判断する故障診断を行う
ことを特徴とする光スイッチ制御方法。
【請求項５】
請求項４に記載の光スイッチ制御方法において、
前記ミラーの印加電圧として、前記光パスを接続するためのミラーの角度を設定する印加電圧のＤＣ成分と、出力強度安定化動作のためにミラー角度に摂動を加えるＲＦ成分をモニタする
ことを特徴とする光スイッチ制御方法。
【請求項６】
請求項４に記載の光スイッチ制御方法において、
前記故障診断は、前記ミラーの印加電圧の設定に用いる印加電圧指示値を取り込み、この印加電圧指示値と印加電圧と出力光強度の関係およびそれぞれの正常値との比較による評価を行い、異常箇所の組み合わせに応じた故障の状態を判断する
ことを特徴とする光スイッチ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の入出力ポート間で、任意の入力ポートから入力した光ビームを複数のＭＥＭＳ（Micro Electric Mechanical System) ミラーによって連続的に反射させ、任意の出力ポートに出力する光スイッチにおいて、光ビームの出力経路を決める複数のＭＥＭＳミラーの角度制御を行う光スイッチ制御方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６は、光スイッチの構成例を示す。図６において、光スイッチは、複数のコリメータを２次元に配置した２つのコリメータアレイ１，２と、複数のミラーを２次元に配置した２つのＭＥＭＳミラーアレイ３，４を組み合わせた構成である。なお、入力側のコリメータアレイ１には、各コリメータ（入力ポート）に対応させて複数の光ファイバを２次元に配置した入力光ファイバアレイが接続され、出力側のコリメータアレイ２には、各コリメータ（出力ポート）に対応させて複数の光ファイバを２次元に配置した出力光ファイバアレイが接続される。また、各ミラーはＭＥＭＳ技術によりその角度が制御され、２つのＭＥＭＳミラーアレイ３，４で反射させるミラーの組み合わせによって任意の入出力光ファイバ間の接続（出力経路の切り替え）が可能になっている。
【０００３】
ここで、入出力光ファイバ間の接続を行うための光スイッチの調整として、出力ポートごとに最適な出力光強度が得られるように、各ミラーの角度を調整する必要がある。従来の調整方法としては、光スイッチの各出力ポートの出力光強度を検出し、出力光強度が最適になるように各ミラーの角度調整を行う方法がある（特許文献１）。例えば、微分駆動法では、位置調整対象であるミラーを微小駆動（回転）させたときのミラー駆動（回転）量と駆動位置における光ビーム強度とから光強度微分値を求め、この光強度微分値と所定のステップ量とから次の移動目標位置を算出し、その目標位置に順次ミラーを移動させることによりミラーを最適位置に調整する。また、円駆動法では、ミラーから反射した光ビームが円環状の軌跡を描くようにミラーを円駆動させ、円駆動中の任意の角度における光ビーム強度を検出し、その中で最大の光ビーム強度を検出した角度を算出し、その角度にミラーを調整する手順を順次繰り返して光ビームが最大になる位置にミラーを調整する。
【特許文献１】特開２００４−２７１９７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、光スイッチの各出力ポートの出力光強度を測定して光パスの状態監視や光強度安定化動作が行われるが、その過程で、ミラー自体の故障やミラーを駆動する電極部分の故障があれば光出力が不安定になったり、正常な出力光強度が得られないことがある。特に、出力光強度が得られない場合には、ミラーの傾きがどの方向にずれているのか判断ができず、光強度安定化動作が困難になることがある。
【０００５】
本発明は、光スイッチの各出力ポートの出力光強度に異常な強度変化が現れる前に、光スイッチの故障を的確に検出することができる光スイッチ制御方法および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】
【０００６】
第１の発明は、複数の入出力ポート間で、任意の入力ポートから入力した光ビームを複数のミラーによって連続的に反射させ、任意の出力ポートに出力する光スイッチに適用され、光パスを接続する複数のミラーの角度を設定する印加電圧、および各出力ポートにおける出力光強度の安定化に用いる印加電圧を制御する光スイッチ制御装置において、ミラーの印加電圧をモニタする印加電圧モニタ手段と、ミラーの印加電圧と出力ポートの出力光強度を入力し、印加電圧と出力光強度の関係およびそれぞれの正常値との比較による評価を行い、異常箇所の組み合わせに応じた故障の状態を判断する故障診断部とを備える。
【０００７】
第１の発明の光スイッチ制御装置における印加電圧モニタ手段は、光パスを接続するためのミラーの角度を設定する印加電圧のＤＣ成分と、出力強度安定化動作のためにミラー角度に摂動を加えるＲＦ成分をモニタする構成としてもよい。
【０００８】
第１の発明の光スイッチ制御装置における故障診断部は、ミラーの印加電圧の設定に用いる印加電圧指示値を取り込み、この印加電圧指示値と印加電圧と出力光強度の関係およびそれぞれの正常値との比較による評価を行い、異常箇所の組み合わせに応じた故障の状態を判断する構成としてもよい。
【０００９】
第２の発明は、複数の入出力ポート間で、任意の入力ポートから入力した光ビームを複数のミラーによって連続的に反射させ、任意の出力ポートに出力する光スイッチに適用され、光パスを接続する複数のミラーの角度を設定する印加電圧、および各出力ポートにおける出力光強度の安定化に用いる印加電圧を制御する光スイッチ制御方法において、ミラーの印加電圧をモニタし、ミラーの印加電圧と出力ポートの出力光強度を入力し、印加電圧と出力光強度の関係およびそれぞれの正常値との比較による評価を行い、異常箇所の組み合わせに応じた故障の状態を判断する故障診断を行うことを特徴とする。
【００１０】
また、ミラーの印加電圧として、光パスを接続するためのミラーの角度を設定する印加電圧のＤＣ成分と、出力強度安定化動作のためにミラー角度に摂動を加えるＲＦ成分をモニタするようにしてもよい。
【００１１】
また、故障診断は、ミラーの印加電圧の設定に用いる印加電圧指示値を取り込み、この印加電圧指示値と印加電圧と出力光強度の関係およびそれぞれの正常値との比較による評価を行い、異常箇所の組み合わせに応じた故障の状態を判断するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、光パス接続に関与するミラーの印加電圧と出力光強度の関係およびそれぞれの正常値との比較による評価を行うことにより、異常箇所の組み合わせに応じた故障の状態を判断することができる。これにより、出力光強度のみをモニタしていた従来手法に比べて、故障の早期発見と故障箇所の切り分けが可能となり、故障による伝送信号への影響を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の光スイッチ制御装置の第１の実施形態を示す。
図１において、光スイッチ１０は、入力ポート８と出力ポート９との間の１組みのミラー１１，１２を示す。出力ポート９に接続された光カプラ１３で出力光を分岐して光強度測定器１４に入力し、出力光強度を測定する。ミラー制御部１５は、入出力ポートに対応するミラー１１，１２の角度を設定するとともに、出力ポート９の出力光強度をモニタしながら出力光強度が安定するようにミラー１１，１２の角度調整を行う印加電圧制御信号を印加電圧出力部１６に出力する。印加電圧出力部１６は、入力する印加電圧制御信号に応じた印加電圧を生成し、ミラー１１，１２を駆動する。印加電圧モニタ部１７，１８は、各ミラー１１，１２の印加電圧のＤＣ成分とＲＦ成分をモニタする。ここで、印加電圧のＤＣ成分は、光パスを接続するために角度を設定する電圧である。印加電圧のＲＦ成分は、出力強度安定化動作のためにミラー角度に摂動を加えている電圧である。
【００１４】
故障診断部１９は、光強度測定器１４および印加電圧モニタ部１７，１８に接続され、出力ポート９における出力光強度と、対応するミラー１１，１２の印加電圧の関係に応じて故障の発見および故障箇所の切り分けを行う構成である。ミラー１１，１２の印加電圧のＤＣ成分およびＲＦ成分の時間変化と、対応する出力光強度の時間変化の関係を図２に示す。実線は正常状態であり、点線は印加電圧のＤＣ成分とＲＦ成分が時間とともに定常値から外れ、出力光強度が低下していく異常状態を示す。
【００１５】
図３は、本発明の光スイッチの制御装置の第１の実施形態の処理手順を示す。
図３において、まずミラー制御部１５は、ミラー１１，１２の角度を設定する印加電圧のＤＣ成分を決定し（Ｓ１）、次に測定される出力光強度に応じて光強度安定化動作の振幅を設定する印加電圧のＲＦ成分を決定し（Ｓ２）、対応する印加電圧制御信号を印加電圧出力部１６に与える。印加電圧出力部１６は、印加電圧制御信号に応じた印加電圧のＤＣ成分およびＲＦ成分をそれぞれミラー１１，１２に印加する。このとき、印加電圧モニタ部１７，１８は、ミラー１１，１２の印加電圧のＤＣ成分およびＲＦ成分をそれぞれ検出する。故障診断部１９は、ミラー１１，１２の印加電圧のＤＣ成分およびＲＦ成分、光強度検出部１４で検出された出力光強度を入力してそれぞれの値を評価する（Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５）。ただし、このＳ３，Ｓ４，Ｓ５の順番は任意である。次に、印加電圧と出力光強度の関係およびそれぞれの正常値とを比較し、この５つのパラメータの値のうち異常状態が１つ以上あるか否かを判断する（Ｓ６）。ここで、異常が全くなければ「正常」と判断して終了する。一方、１つでも異常があれば、その異常箇所の組み合わせに応じた故障の状態を判断し、以下の表のように判断した故障状態に対応する故障発生アラームを発出する（Ｓ７）。この表には、５つのパラメータに対する可能性の高い光スイッチの状態を示す。
【００１６】
なお、表において、ミラー１１，１２の印加電圧のＤＣ成分およびＲＦ成分の○は正常値、×は異常値を示す。また、出力光強度の○は「あり」、×は「なし」を示す。出力光強度が「なし」の場合には、ミラー１１，１２の印加電圧のＲＦ成分が正常値を示すことはないので除外している。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の光スイッチ制御装置の第２の実施形態を示す。
図４において、本実施形態の特徴は、図１に示す第１の実施形態の構成において、ミラー制御部１５が印加電圧出力部１６に出力する印加電圧制御信号を故障診断部１９に入力し、印加電圧制御信号に含まれるミラー１１，１２の印加電圧のＤＣ成分とＲＦ成分の指示値を読み取る。
【００１９】
図５は、本発明の光スイッチの制御装置の第２の実施形態の処理手順を示す。
図５において、まずミラー制御部１５は、ミラー１１，１２の角度を設定する印加電圧のＤＣ成分を決定し（Ｓ１）、次に測定される出力光強度に応じて光強度安定化動作の振幅を設定する印加電圧のＲＦ成分を決定し（Ｓ２）、対応する印加電圧制御信号を印加電圧出力部１６に与える。印加電圧出力部１６は、印加電圧制御信号に応じた印加電圧のＤＣ成分およびＲＦ成分をそれぞれミラー１１，１２に印加する。このとき、印加電圧モニタ部１７，１８は、ミラー１１，１２の印加電圧のＤＣ成分およびＲＦ成分をそれぞれ検出する。故障診断部１９は、印加電圧制御信号に含まれるミラー１１，１２の印加電圧のＤＣ成分とＲＦ成分の指示値、ミラー１１，１２の印加電圧のＤＣ成分およびＲＦ成分、光強度検出部１４で検出された出力光強度を入力してそれぞれの値を評価する（Ｓ８，Ｓ９，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５）。ただし、このＳ８，Ｓ９，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５の順番は任意である。次に、印加電圧と出力光強度の関係およびそれぞれの正常値とを比較し、この９つのパラメータの値のうち異常状態が１つ以上あるか否かを判断する（Ｓ６）。ここで、異常が全くなければ「正常」と判断して終了する。一方、１つでも異常があれば、その異常箇所の組み合わせに応じた故障の状態を判断し、故障状態に対応する故障発生アラームを発出する（Ｓ７）。
【００２０】
本実施形態では、第１の実施形態に対して印加電圧指示値を故障診断に加え、印加電圧値および出力光強度との組み合わせを判断することにより、ミラー１１，１２自体の故障と、ミラー１１，１２を駆動する電極部分の故障と、電極部分の劣化を切り分けることが可能となる。例えば、出力光強度が正常で、印加電圧指示値と印加電圧値が異常かつ両者の関係が正常である場合には、ミラー１１，１２自体の故障と判断できる。また、出力光強度が正常で、印加電圧指示値と印加電圧値が異常かつ両者の関係も異常である場合には、ミラー１１，１２を駆動する電極部分の故障と判断できる。また、出力光強度が正常で、印加電圧指示値が異常、印加電圧値が正常の場合には、ミラー１１，１２を駆動する電極部分の劣化と判断できる。
【００２１】
このように、出力光強度が正常状態にも拘らず、印加電圧指示値や印加電圧値が異常状態を示すパターンでは、従来の出力光強度のみを検出していただけでは故障の発見が遅れ、伝送信号に影響を与えることがある。本発明により、故障の早期発見と故障箇所の切り分けが可能となり、故障による伝送信号への影響を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の光スイッチ制御装置の第１の実施形態を示す図。
【図２】ミラーの印加電圧と出力光強度の時間変化の関係を示すタイムチャート。
【図３】本発明の光スイッチ制御装置の第１の実施形態の処理手順を示すフローチャート。
【図４】本発明の光スイッチ制御装置の第２の実施形態を示す図。
【図５】本発明の光スイッチ制御装置の第２の実施形態の処理手順を示すフローチャート。
【図６】光スイッチの構成例を示す図。
【符号の説明】
【００２３】
１，２  コリメータアレイ
３，４  ＭＥＭＳミラーアレイ
８  入力ポート
９  出力ポート
１０  光スイッチ
１１，１２  ミラー
１３  光カプラ
１４  光強度測定部
１５  ミラー制御部
１６  印加電圧出力部
１７，１８  印加電圧モニタ部
１９  故障診断部
【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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