(57)【要約】【課題】光受信側の半導体光増幅器の起動で、長い待ち時間を要することなく、利得が十分な状態でデータ判定ポイントを取得し、誤動作の生じない光送受信装置を提供する。【解決手段】熱電モジュール上に半導体光増幅素子および測温素子が搭載された半導体光増幅器２１と、該半導体光増幅器を駆動制御するバイアス電流源２２および温度コントローラ２３を制御する制御器２４と、これらの電源用としての第１の電源電圧生成回路２８とを備える。また、受信した光信号を電気信号に変換し送出すると共にモニタ電圧を出力するＮ個の光受信器２６と、Ｎ個の光受信器からのデータ信号をリカバリして出力する多チャネルＣＤＲ装置２７と、そのための第２と第３の電源電圧生成回路２９ａ，２９ｂとを備える。第２と第３の電源電圧生成回路は、半導体光増幅器２１の利得が十分得られる温度になった時点で、中央処理装置３０から制御により投入される。【選択図】図１
2013229836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ信号をＮ個のデータ信号に分離し、各々を波長の異なるＮ個の光信号で伝送する光送信ユニットと光受信ユニットを備えた光送受信装置であって、
前記光受信ユニットは、
熱電モジュール上に半導体光増幅素子および測温素子を搭載してなる半導体光増幅器と、該半導体光増幅器を駆動制御するバイアス電流源および温度コントローラを制御する制御器と、これらに電源電圧を供給する第1の電源電圧生成回路と、
受信した光信号を電気信号に変換し、前記電気信号に変換されたデータ信号を送出すると共に、光入力パワーに比例したモニタ電圧を出力するＮ個の光受信器と、該光受信器に電源電圧を供給する第２の電源電圧生成回路と、
前記Ｎ個の光受信器からの前記データ信号が入力され、入力されたデータ信号をリカバリして出力する多チャネルクロックデータリカバリ装置と、該多チャネルクロックデータリカバリ装置に電源電圧を供給する第３の電源電圧生成回路と、
前記半導体光増幅器に係る温度情報に基づいて演算する中央処理装置を備え、該中央処理装置は、前記温度情報を記憶するメモリと、現時点での前記温度情報と一定時間前の前記温度情報の差分を演算する演算部と、該演算部により算出された差分値と予め設定された設定値と比較する比較部と、前記差分値が前記設定値より小さい場合に前記第２と第３の電源電圧生成回路を起動する制御通信部と、を有していることを特徴とする光送受信装置。
【請求項２】
前記温度情報は、前記測温素子の出力、前記温度コントローラの出力、前記熱電モジュールの出力、のいずれかを用いることを特徴とする請求項１に記載の光送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ信号を複数のデータ信号に分離し、各々を波長の異なる複数の光信号で伝送する光送受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ネットワーク上を流れる情報量の増加と通信速度の高速化が進んでいる。これに伴い、光伝送機器に搭載される光トランシーバ等に用いられる光送受信装置も高速化が進み、現在では４０Ｇｂｐｓや１００Ｇｂｐｓの伝送速度が要求されている。かかる高速の伝送速度は、単一の光デバイスでは追従することが難しく、波長多重による通信方法が用いられる。
【０００３】
１００ギガビット光トランシーバで、送信側は、例えば、データ信号を２５ギガビットの４つのデータ信号に分離し、４つの光送信器で電気光変換された波長の異なる１３００ｎｍ帯の光信号にして合波した後、１本の光ファイバにより１００ギガビット光信号として送信する。受信側では、１本の光ファイバに波長多重された１００ギガビットの光信号を受信した後、これを分波し、相異なる４つの光受信器で２５ギガビットの電気信号で再生することで、１００ギガビットのシングルモード光伝送を実現している。
【０００４】
１００ギガビットのシングルモード光伝送においては、ＩＥＥEやＩＴＵ規格にて波長分散による波形歪み抑制の観点から１３００ｎｍ帯の光波長を有するレーザを用いることと定められている。また、波長分散および伝送レートの観点から電界吸収型の外部変調器付きレーザが一般に広く採用されている。
しかし、この波長帯での光ファイバの伝送損失が大きいことから、１０ｋｍ以上の距離の光伝送では、光受信器側での入力光レベルが受信感度を下回ってしまう。このため、光伝送路中あるいは光伝送路端にて半導体光増幅器を用いて、光強度を増幅することが一般的である（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００５】
なお、半導体光増幅器（ＳＯＡ：Semiconductor Optical Amplifier）は、熱電モジュール（ＴＥＣ：Thermoelectric Controller ）上に半導体光増幅素子（ＳＯＡ素子）と測温素子（サーミスタ等）を実装して、定常時には、外部の制御回路を用いて測温素子の値が一定（２５℃程度が一般的）になるようにＡＴＣ（Auto Temperature Control ）制御がなされる。また、ＳＯＡ素子には、一定電流あるいはＳＯＡの出力が一定になるようにバイアス電流が調整されて供給される。
【０００６】
また、１００ギガビット光トランシーバのように、回路構成要素の多い光送受信装置では、各要素回路に電源電圧を供給する電源電圧生成回路を同時に起動すると、消費電流が瞬間的に増大し、光トランシーバへの供給電源電圧が急激に降下してしまう。あるいは、同時に回路への電源供給を停止すると、逆に消費電流が瞬間的に減少し、光トランシーバへの供給電源電圧が急激に上昇してしまう。これを回避するために、例えば、複数の異なるタイミングを生成し、これにより順番に電源電圧生成回路を立ち上げていく、あるいは停止させていく方法が知られている（例えば、特許文献３、４参照）。
【０００７】
また、光トランシーバの電源電圧回路の起動順序に関して、光送信側とトランシーバ全体の制御部に電源電圧を供給した後に、受信側に電源電圧を供給することが知られている。このような起動順序は、制御部を最初に起動する必要があることと、光送信側への電源供給によって、光受信側にノイズが発生しないようにするためである（例えば、特許文献５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−１７２２０２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１３６１９５号公報
【特許文献３】特開２００９−７１３４５号公報
【特許文献４】特開２０１２−１９４３１号公報
【特許文献５】特開２０１０−１８７１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の特許文献１，２に開示の技術を１００ギガビット光トランシーバに適用して、そのＳＯＡの動作点が、例えば、バイアス電流６０ｍＡ、ＳＯＡ素子温度２５℃とする。ＳＯＡ自体は、単純な光増幅器であるので、光トランシーバを起動直後にＡＴＣ制御を起動し、且つ、バイアス電流を０ｍＡから８０ｍＡになるまで上昇させる。バイアス電流を目標値に達するまで上昇させるのに必要な時間をｔａ秒とすると、ＡＴＣ制御の起動後は、遅くともｔａ秒以内にＳＯＡは増幅動作を開始する。
仮に、光トランシーバ起動時の環境温度（起動時のＳＯＡ素子温度）が７５℃であったとし、ＳＯＡ素子の目標温度（例えば、２５℃）にＡＴＣ制御開始からｔｂ秒で安定化するとすれば、バイアス電流が目標値に達する時間ｔａは、ＳＯＡ素子温度が熱的に安定するまでに要する時間ｔｂより速いので、ｔａ＜ｔｂとなる。
【００１０】
すなわち、ＳＯＡ素子の起動時の温度が、ＳＯＡ素子が安定に動作するより高い温度である場合は、ＡＴＣ制御による温度調整が行われる。なお、詳細については後述するが、ＳＯＡ素子の温度が高いとＳＯＡの利得は十分得られず、光受信器に入力される光出力パワーは十分でない。このため、信号品質（誤り率）が所定レベルに達していない粗悪な光信号を元に、データ信号やクロック信号を抽出して、データの振幅や位相の閾値判定ポイントを決定することになる。このときの閾値判定の最適ポイントは、ＳＯＡ素子の温度が目標温度で安定した後の定常状態における光信号による閾値判定の最適ポイントとは異なることがあり、信号処理部が誤動作するおそれがある。
【００１１】
上記の問題を解決するのに、特許文献１〜４の技術を組み合わせ、すなわち、ＳＯＡとその周辺の制御回路の電源を立ち上げた後に、光受信器の電源を立ち上げる方法が考えられる。しかし、この方法は、バイアス電流が目標値に達する時間ｔａ、ＳＯＡ素子温度が熱的に安定するまでに要する時間ｔｂを、予め設定しておく必要がある。ところが、時間ｔｂに関しては、環境温度とＳＯＡ素子温度との温度差に応じて大きく変わるので、全ての製品に対して、全ての温度における時間ｔｂを事前に測定して、ルックアップテーブルを準備しておく必要があり、大きな労力を要する。
また、製造単位ごとで時間ｔｂに一定値を用いる場合は、その値を製造単位の製品のうちの最大値に設定する必要があり、起動に必要以上の待機時間をもたせ、光トランシーバを正常に動作させるまでの時間が長くなってしまうという問題がある。
【００１２】
本発明は、上述した実状に鑑みてなされたもので、光受信側に設置された半導体光増幅器の起動で、必要以上に長い待機時間を要することなく、利得が十分な状態でデータ判定ポイントを取得し、誤動作の生じない光送受信器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明による光送受信装置は、データ信号をＮ個のデータ信号に分離し、各々を波長の異なるＮ個の光信号で伝送する光送信ユニットと光受信ユニットを備えた光送受信装置である。光受信ユニットは、熱電モジュール上に半導体光増幅素子および測温素子を搭載してなる半導体光増幅器と、該半導体光増幅器を駆動制御するバイアス電流源および温度コントローラを制御する制御器と、これらに電源電圧を供給する第1の電源電圧生成回路とを備える。
【００１４】
また、受信した光信号を電気信号に変換し、電気信号に変換されたデータ信号を送出すると共に、光入力パワーに比例したモニタ電圧を出力するＮ個の光受信器と、該光受信器に電源電圧を供給する第２の電源電圧生成回路とを備えると共に、Ｎ個の光受信器からのデータ信号が入力され、入力されたデータ信号をリカバリして出力する多チャネルクロックデータリカバリ装置と、該多チャネルクロックデータリカバリ装置に電源電圧を供給する第３の電源電圧生成回路とを備える。
【００１５】
さらに、上記の半導体光増幅器に係る温度情報に基づいて演算する中央処理装置を備え、該中央処理装置は、温度情報を記憶するメモリと、現時点での前記温度情報と一定時間前の前記温度情報の差分を演算する演算部と、該演算部により算出された差分値と予め設定された設定値と比較する比較部と、該比較部による比較の結果、差分値が前記設定値より小さい場合に上記の第２と第３の電源電圧生成回路を起動する制御通信部と、を有していることを特徴する。
なお、上記の温度情報として、測温素子の出力、温度コントローラの出力、熱電モジュールの出力、のいずれかを用いることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、光送受信器の半導体光増幅器（ＳＯＡ）の温度情報により、ＳＯＡに必要な利得が得られる状態になった時点を演算により判定して、自動的に光受信器および信号処理回路の電源を入れることができ、光送受信器の駆動動作に要する待機時間を短くすることができる。また、正常動作時におけるデータ信号の閾値判定ポイントを効果的に生成して、誤動作のない光送受信器とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による光送受信装置の概略を説明する図である。
【図２】本発明おける中央処理装置の概略を説明する図である。
【図３】光入力パワーと誤り率の関係を示す図である。
【図４】半導体光増幅器のバイアス電流と利得の関係を示す図である。
【図５】半導体光増幅器の温度変化と時間、時間微分の変動状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１により光送受信装置の概略を説明する。図１において、１０は光送信ユニット、１１は信号処理回路、１２〜１２ｄは光送信器、１３は光合波器、１４ａ，１４ｂは電源電圧生成回路、２０は光受信ユニット、２１は半導体光増幅器（ＳＯＡ）、２２はバイアス電流源、２３は温度コントローラ、２４はＳＯＡ制御器、２５は光分波器、２６〜２６dは光受信器、２７は信号処理回路（多チャネルＣＤＲ装置）、２８は第１の電源電圧生成回路、２９ａは第２の電源電圧生成回路、２９ｂは第３の電源電圧生成回路、３０は中央処理装置である。
【００１９】
本発明による光送受信装置は、高速伝送するデータ信号を複数（Ｎ個）のデータ信号に分離して波長多重で光ファイバにより送信し、受信側で半導体光増幅器を用いて光増幅した後、複数（Ｎ個）の光受信器で分離された複数（Ｎ個）のデータ信号を受信するものを対象とする。
【００２０】
なお、本発明の説明を簡潔にするために、光送受信装置として、１００ギガビット光トランシーバを想定し、送信側の光送信ユニットは、データ信号を２５ギガビットの４つのデータ信号に分離し、これを４つの光送信器で電気光変換された波長の異なる１３００ｎｍ帯の光信号とし、これを合波して波長多重により１本の光ファイバにより１００ギガビットの光信号として送信する例で説明する。なお、光信号の波長１３００ｎｍ帯を用いた場合、４波の光信号の夫々の平均波長は、例えば、１２９５ｎｍ、１３００ｎｍ、１３０４ｎｍ、１３０９ｎｍに設定される。
【００２１】
半導体光増幅器を搭載した１００ギガビット光トランシーバは、例えば、図１に示すように、光送信ユニット１０側は、入力された電気信号を光送信器で電気光変換する信号を生成する信号処理回路１１、変調器とレーザダイオードを有する複数の光送信器１２ａ〜１２ｄ（以下、各光送信器１２という）、この各光送信器１２で生成された光信号を合波する光合波器１３を備えている。
また、光トランシーバ全体を後述する中央処理装置３０により駆動制御される、各光送信器１２用の電源電圧生成回路１４ａと信号処理回路１１用の電源電圧生成回路１４ｂとを備えている。
【００２２】
光受信ユニット２０は、光ファイバにより伝送された光信号の光強度を増幅する半導体光増幅器（以下、ＳＯＡという）２１、該ＳＯＡを制御するバイアス電流源２２と温度コントローラ２３とその制御のためのＳＯＡ制御器２４を備える。ＳＯＡ２１は、例えば、熱電モジュール上にＳＯＡ素子と測温素子を実装して構成され、ＳＯＡ素子の温度が一定になるようにＡＴＣ制御がなされる。
【００２３】
また、ＳＯＡ２１からの光信号を分波して出力する光分波器２５、該光分波器で分波された波長の異なる光信号を夫々受光する変調器を内蔵する複数の光受信器２６ａ〜２６ｄ（以下、各光受信器２６という）、該光受信器で光電変換された信号を再生処理する信号処理回路２７、を備えている。
【００２４】
なお、１００ギガビット光トランシーバでＳＯＡ２１を用いる理由は、光伝送路における光損失の補償にある。図３は、横軸に光受信器の光入力パワー、縦軸に誤り率をプロットした受信感度特性を示す図ある。良好な伝送品質の目安となる１０−１２（ＢＥＲ）の誤り率を実現する光入力パワーは、−１３（ｄＢｍ）程度である。ＳＯＡ２１には光分波器２５とその先に光受信器２６が接続されるが、光分波器２５への挿入損失は１.５ｄＢ程度である。この結果、光分波器２５に入力される光入力パワーは１波長当たり、−１１.５ｄＢｍ以上必要となる。一方、ＩＥＥEで規定されているＳＯＡへの１波長当たりの光入力パワーは、−２３.０ｄＢｍである。この結果、最低１１.５ｄＢ以上の利得が必要となる。
【００２５】
ＳＯＡ２１には、バイアス電流源２２が接続され、バイアス電流を変えることにより増幅率（利得）を増減することができる。例えば、ＳＯＡ２１の出力光信号強度が少ない場合は、利得を上げるようにバイアス電流を制御し、出力光信号強度が大きすぎる場合は、利得を下げるようにバイアス電流を制御する。また、後述するようにＳＯＡ２１の利得は温度依存性を有し、ＳＯＡ素子の温度を一定（例えば、２５℃）に制御するための温度コントローラ２３が接続される。
なお、バイアス電流源２２および温度コントローラ２３は、ＳＯＡ制御器２４により駆動制御され、該ＳＯＡ制御器は、後述する中央処理装置３０により制御される。
【００２６】
ＳＯＡ２１の出力は光分波器２５に入力され、波長の異なる４波に分波される。分波された光信号は、４つの各光受信器２６に夫々入力される。各光受信器２６は、入力される光信号を受光して電流信号に変換する光電変換素子（例えば、フォトダイオード）と、電流信号を電圧信号に変換して出力するトランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）を備える。そして、各光受信器２６は、受信した波長のデータ信号（Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄ）を送出すると共に、各光受信器２６の光入力パワーに比例したモニタ電圧（Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄ）を出力する。
【００２７】
各光受信器２６から送出されたデータ信号（Ｓａ〜Ｓｄ）は、例えば、多チャネルクロックデータリカバリ装置のような信号処理回路２７（以下、多チャネルＣＤＲ装置という）の夫々の入力ポートに入力される。多チャネルＣＤＲ装置２７は、夫々の入力ポートに対応してクロックデータリカバリ回路（ＣＤＲ回路）を有すると共に、少なくとも１つのチャネルのクロックデータを抽出するＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路を内蔵したクロックデータ抽出回路を備える。
データリカバリされたデータ信号（Ｘａ，Ｘｂ，Ｘｃ，Ｘｄ）は、光送受信器としてそのまま出力されか、または、後段にさらなる信号処理部等を含んでいれば、それに入力される。
【００２８】
上述した、ＳＯＡ２１とその周辺回路は、第１の電源電圧生成回路２８により駆動され、各光受信器２６は、第２の電源電圧生成回路２９ａにより駆動され、多チャネルＣＤＲ装置２７は、第３の電源電圧生成回路２９ｂにより駆動される。これら電源電圧生成回路２８，２９ａ，２９ｂは、後述するように中央処理装置３０により所定のタイミングにより起動制御される。
【００２９】
次に、上述した各構成を備えた光受信装置（光トランシーバ）の起動と起動後の動作について説明する。
光トランシーバの起動時において、環境温度とＳＯＡ素子の制御目標温度（一般に２５℃程度）の差が大きければ大きいほど、ＳＯＡ素子が目標温度に到達するのに多くの時間を要する。一方、ＳＯＡが目標とする利得を得る（目標のＳＯＡ出力光パワーを得る）ためのバイアス電流量の制御には、あまり時間を要さない。すなわち、ＳＯＡをレーザダイオードで置き換えて考えると、通常の温度調整レーザと同じである。
【００３０】
図４は、ＳＯＡ２１に４波長多重化した光信号を入力したときの１波長当たりの利得とバイアス電流との関係を示す図である。この図によれば、バイアス電流が６０ｍＡのときに、ＳＯＡ２１のＳＯＡ素子の温度が５０℃では利得が６ｄＢ、２５℃では利得が１２.６ｄＢとなる。２５℃では、上述した１１.５ｄＢ以上の利得が得られているので良好な光電変換が実現可能であるが、５０℃では、利得が６ｄＢしかなく、各光受信器２６のもつ最小受信感度より５ｄＢ以上低くなる。すなわち、光分波器２５の挿入損失１.５ｄＢを含めると、ＩＥＥＥ規格によれば−１８.５ｄＢｍ程度となる。
【００３１】
この場合、図３の誤り率から１０−３（ＢＥＲ）レベルの粗悪な信号品質の光信号を、各光受信器２６が受光し、これを光電変換してデータＳａ〜Ｓｄとし、後段の多チャネルＣＤＲ装置２７に送出することになる。多チャネルＣＤＲ装置２７では、この粗悪なデータからクロック信号ならびにデータ信号を抽出してデータの振幅や位相の閾値判定ポイントを設定することとなる。したがって、ＳＯＡ２１の動作温度が定常状態の安定した後の光信号による閾値判定ポイントとは、最適ポイントが異なる場合があり、誤動作のおそれがある。このため、冗長系を信号処理部でもたせたり、付加的なアルゴリズムをもたすような閾値判定ポイントの最適ポイントを時々刻々と割り出すなどの複雑の手段を備える必要がある。
【００３２】
一方、図４に示すように、バイアス電流が大きく、利得が得られる領域（光受信器への入力パワーが十分得られる領域）では、温度に対する利得変化が比較的に小さい（バイアス電流が小さい領域と比べて）という特性がある。
本発明は、このＳＯＡの特性を利用し、電源投入の順序やタイミングを制御することにより、必要最小限の時間で光受信機能を確立させることを特徴としている。
【００３３】
すなわち、例えば８０ｍＡのバイアス電流値におけるＳＯＡ素子温度１０℃での利得は１９ｄＢであるのに対し、２５℃での利得は１７ｄＢと大きな差ではない。光入力パワーがＩＥＥE規格の−２３ｄＢｍとすると、各光受信器２６への光入力レベルは、ＳＯＡ素子温度１０℃で−５.５ｄＢｍ、２５℃で−７.５ｄＢｍであって、光受信器単体の受信感度−１３ｄＢｍに比べると十分高く、ＳＯＡ素子温度の違いによる伝送品質の劣化を引き起こすおそれはない。
【００３４】
そこで、ＳＯＡ素子の温度が安定して、ＳＯＡ素子温度の時間変化率が予め設定された設定値以下になった時点で、ＳＯＡにバイアス電流を印加し、その後に光受信器ならびに多チャネルＣＤＲ装置の電源を入れるようにしてもよい。すなわち、光トランシーバの起動時から、効率よく一定のタイミングで順次、電源を投入することで、不必要に長い時間をかけて起動する必要がなくなる。
【００３５】
図５は、ＳＯＡ素子温度の時間変化と時間変化率（時間微分）の一例を示す図である。図の実線は、ＳＯＡ素子温度の目標温度を２５℃とし、起動時の環境温度（起動時のＳＯＡ素子温度）を５０℃と７５℃の例を示している。起動時５０℃の場合は、比較的に緩やかに温度が下がり、１０秒後にほぼ２５℃程度になって安定する。一方、起動時７５℃の場合は、目標温度との差が大きいことからバウンドし、２０秒後のほぼ２５℃程度になって安定する態様を示している。
【００３６】
点線は、ＳＯＡ素子温度の時間変化率を示し、上記の温度変化を時間微分したものに相当し、所定時間間隔における温度変動を示すものである。この時間変化率がゼロに近づくほど、温度の時間変動が小さくなって、ＳＯＡ素子温度が目標温度に近くなって安定していることを示している。すなわち、ＳＯＡ起動から、温度の時間変化率が予め設定された値以下になるまでの時間は、ＳＯＡ起動時の環境温度と目標温度との温度差によって自動的に決定される。したがって、所定の時間間隔におけるＳＯＡ素子温度を示す出力値を入力することにより時間変化率を演算により算出し、ＳＯＡ起動から所定の利得を得ることが可能となるまでの時間を自動的に求めることができる。これにより、環境温度ごとに光受信器の電源起動のタイミングを格納したルックアップテーブルをもつ必要がなくなる。
【００３７】
図２は、上記の中央処理装置３０の概略を説明する図である。図２において、３１はモニタ回路、３２はメモリ、３３は演算部、３４は比較部、３５は設定部、３６は制御通信部を示す。
上記の中央処理装置３０は、各光受信器から出力されたモニタ電圧Ｖａ〜Ｖｄが入力されるモニタ回路３１を備え、該モニタ回路により生成されたバイアス電流の制御調整のための制御信号が制御通信部３６からＳＯＡ制御信号線Ｌａを経て、ＳＯＡ制御器２４に送出される。なお、定常状態においては、例えば、特許文献２で開示のようなアルゴリズムで、ＳＯＡのバイアス電流源の制御等が行われる。また、異常があれば監視信号線Ｌｂを経て、上位監視装置に通知される。
【００３８】
また、中央処理装置３０は、ＳＯＡ素子の温度情報Ｄが一時的に記憶保持されるメモリ３２、温度情報Ｄを用いて温度変動を演算する演算部３３、演算により算出された値を設定値と比較する部３４、設定値を設定する設定部３５、を備える。
温度情報Ｄとしては、ＳＯＡ素子に近接して設置されるサーミスタ等の測温素子の出力値や、温度コントローラの出力値、又はＳＯＡ素子や測温素子を搭載した熱電モジュールの出力値を用いることができる。
【００３９】
メモリ３２は、温度情報Ｄをサンプリングした時刻（Ｔ）と、予め設定した時間間隔ΔＴだけ前の時刻（Ｔ−ΔＴ）の値を記憶することができるものとする。なお、時間間隔ΔＴは、サンプリング間隔に相当するもので、例えば、数十〜数百ｍｓｅｃ程度である。
サンプリングされた上記の温度情報Ｄは、演算部３３において、時刻（Ｔ）での温度情報Ｄ（Ｔ）と、時刻（Ｔ―ΔＴ）での温度情報Ｄ（Ｔ−ΔＴ）との差分を演算（時間微分）し、その差分値（Ｄｔ）の絶対値を算出する。
【００４０】
上記の差分値（Ｄｔ）は、サンプリング間隔ΔＴでのＳＯＡ素子の温度情報Ｄの変動状態を示し、この値が小さければ、ＳＯＡの温度変動が少なく安定状態にあると言える。
演算部３３で算出された差分値（Ｄｔ）の絶対値は、設定部３５で予め設定された設定値（ｔｔｔ）と比較部３４で比較され、その判定結果は制御通信部３６に入力される。この判定結果による制御信号は、電源制御線Ｌｃを経て送出され、電源電圧生成回路が制御される。
【００４１】
次に、図１，２により、上述した構成の光トランシーバの具体的な作動例を説明する。まず、光トランシーバが監視信号線Ｌｂを通じて中央処理装置３０が、休止状態または省電力モードから通常運転モードに切り替える指令を受けると、光送信ユニット１０側の電源電圧生成回路１４ａ，１４ｂと受信側ユニット２０側の第１の電源電圧生成回路２８が、電源制御線Ｌｃを経て起動される。なお、光送信ユニット１０側の各光送信器１２の駆動制御については、本発明の特徴部分ではないので説明を省略する。
【００４２】
第１の電源電圧生成回路２８を起動することにより、ＳＯＡ２１、バイアス電流源２２、温度コントローラ２３、ＳＯＡ制御器２４が動作状態となる。ＳＯＡ素子の起動時のバイアス電流値および目標温度は予め設定されていて、ＳＯＡ制御器２４により所定の値になるようにバイアス電流源２２、温度コントローラ２３が駆動される。
なお、この段階では、光受信器２６用の第２の電源電圧生成回路２９ａおよび多チャネルＣＤＲ装置２７用の第３の電源電圧生成回路２９ｂは起動されておらず、データ信号（Ｓａ〜Ｓｄ）およびモニタ電圧（Ｖａ〜Ｖｄ）は出力されていない。
【００４３】
温度コントローラ２３は、ＳＯＡ２１の起動時のＳＯＡ素子の温度（環境温度とほぼ同じ）と目標温度との差分に応じて、ＳＯＡ素子が搭載されている熱電モジュールに所定の電流（ＴＥＣ電流）が供給され、ＡＴＣ制御によりＳＯＡ素子の温度が調整される。このときの温度情報Ｄは、温度信号線Ｌｄを経て中央処理装置３０のメモリ３２にも入力される。メモリ３２では、温度情報Ｄを現在時刻（Ｔ）と、予め設定したサンプリング時間間隔ΔＴ（例えば、数十〜数百ｍｓｅｃ程度）だけ前の時刻（Ｔ−ΔＴ）で記憶する。次いで、演算部３３で時刻（Ｔ）での温度情報Ｄ（Ｔ）と時刻（Ｔ―ΔＴ）での温度情報Ｄ（Ｔ−ΔＴ）の差分を演算（すなわち、時間微分する）し、比較部３４でその差分値（Ｄｔ）を予め設定した設定値（ｔｔｔ）と比較する。
【００４４】
差分値（Ｄｔ）の絶対値が設定値（ｔｔｔ）より下回ったときに、図５に示すようにＳＯＡ素子の温度が所定の目標温度に近く、また、図４に示すような利得の温度依存性が無視できる領域に達したと判定される。すなわち、ＳＯＡ２１は、安定状態で所定の利得を確保でき、各光受信器２６への所定の入力光パワーの供給が可能となったとされる。
この判定がなされた時点で、光受信器２６用の第２の電源電圧生成回路２９ａおよび多チャネルＣＤＲ装置２７用の第３の電源電圧生成回路２９ｂが起動される。
【００４５】
また、起動時のＳＯＡ素子の温度と目標温度との差が大きいと、図５に示すようにＳＯＡ素子の温度変化のバウンドが大きくなり、サンプリングのタイミング（温度変化の山の頂部付近）によっては、所定の温度に達していなくても、設定値を下回ることがある。
この場合は、上述した現在の温度情報Ｄ（Ｔ）と前回の温度情報Ｄ（Ｔ−ΔＴ）の差分の絶対値（Ｄｔ）が設定値（ｔｔｔ）より下回ったときに、記憶している前回の温度情報Ｄ（Ｔ−ΔＴ）および前々回の温度情報Ｄ（Ｔ−２ΔＴ）の差分の絶対値（Ｄｔｐ）との差分、すなわち、「（Ｄｔ）―（Ｄｔｐ）」の絶対値を演算し、この値が所定値を下回ったときに、温度依存性が無視できる領域に達したと判定するようにすればよい。
【００４６】
なお、温度情報Ｄとしては、ＳＯＡ素子に近接して設置されるサーミスタ等の測温素子の出力値や、温度コントローラの出力値を用いるようにしてもよいが、ＳＯＡ素子や測温素子を搭載した熱電モジュールの供給する電流量（ＴＥＣ電流）の値を用いてもよい。このＴＥＣ電流を用いる場合、ＴＥＣ電流の変動がなくなって安定した一定状態になったとき、ＳＯＡ素子の目標温度までの急激な冷却（もしくは加熱）の必要がなくなり、温度依存性が無視できる領域に達したと判定される。
【００４７】
上述したように、光トランシーバの起動時に、ＳＯＡによる利得が不十分な状態では、光受信器および多チャネルＣＤＲ装置には電源電圧が確立されておらず、データ信号やモニタ電圧の送出は行われない。そして、ＳＯＡによる利得が十分に得られる状態になった時点で、無駄な待ち時間を要することなく自動的に光受信器および多チャネルＣＤＲ装置の電源電圧が投入されて通信が開始される。この結果、付加的な信号処理部を備えることなく、データの振幅や位相の閾値判定ポイントを信号品質の良い光信号により設定することが可能となり、誤動作の発生を回避することができる。
【００４８】
また、ＳＯＡの起動時に、ＳＯＡ素子が目標温度になっていて利得が十分な状態の場合は、利得が所望の動作点以上となることがある。この場合、過度の光入力パワーが光受信器に入力されるが、光受信器および多チャネルＣＤＲ装置の電源電圧が確立されていないので、これらを過度の入力パワーによる機器損傷や誤作動から保護することにもなる。
【符号の説明】
【００４９】
１０…光送信ユニット、１１…信号処理回路、１２〜１２ｄ…光送信器、１３…光合波器、１４ａ，１４ｂ…電源電圧生成回路、２０…光受信ユニット、２１…半導体光増幅器（ＳＯＡ）、２２…バイアス電流源、２３…温度コントローラ、２４…ＳＯＡ制御器、２５…光分波器、２６〜２６ｂ…光受信器、２７…信号処理回路（多チャネルＣＤＲ装置）、２８…第１の電源電圧生成回路、２９ａ…第２の電源電圧生成回路、２９ｂ…第３の電源電圧生成回路、３０…中央処理装置、３１…モニタ回路、３２…メモリ、３３…演算部、３４…比較部、３５…設定部、３６…制御通信部。
【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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