(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力によりレーザー発振して給電光を出力する半導体レーザーを含む給電装置と、前記給電装置による給電光を電力に変換する光電変換素子を含む受電装置と、前記給電装置から前記受電装置に前記給電光を伝送する光ファイバーケーブルを備えた光ファイバー給電システムであって、
前記給電装置は、異なる波長の給電光をそれぞれ出力する複数の半導体レーザーを備えており、
前記受電装置は、それぞれ異なる光電変換効率を有する複数の光電変換素子を備えており、
当該光ファイバー給電システムにおいて所定の給電を行うために、前記給電装置が備えている複数の半導体レーザーから１つを選択して作動させる処理と、前記受電装置が備えている複数の光電変換素子から１つを選択して作動させる処理を実行する制御部を備えた光ファイバー給電システム。
【請求項２】
前記給電装置を含む第１のデータ通信装置と、前記受電装置を含み前記第１のデータ通信装置と光通信する第２のデータ通信装置と、を備え、
前記制御部は、前記第１のデータ通信装置に含まれ、前記給電装置が備えている複数の半導体レーザーのいずれか１つを作動させるように切り替える処理を実行する給電側制御部と、前記第２のデータ通信装置に含まれ、前記給電装置が備えている複数の半導体レーザーのいずれか１つを作動させるための選択情報を光通信にて前記給電側制御部に通知する処理と、前記受電装置が備えている複数の光電変換素子のいずれか１つを作動させるように切り替える処理を実行する受電側制御部と、を有する請求項１に記載の光ファイバー給電システム。
【請求項３】
前記給電側制御部は、前記給電装置が備えている複数の半導体レーザーを順次１つずつ作動させるとともに、作動させている半導体レーザーを特定させるための情報を光通信にて前記受電側制御部に通知する処理を実行し、
前記受電側制御部は、前記受電装置が備えている複数の光電変換素子を順次１つずつ作動させるとともに、前記複数の半導体レーザーのそれぞれと前記複数の光電変換素子のそれぞれの組み合わせに対応する電力データを一時的に蓄積する処理と、蓄積された電力データから所定の基準を満たす電力データを選択する処理と、選択された電力データに対応する半導体レーザーを作動させるために前記選択情報を光通信にて前記給電側制御部に通知する処理と、選出された電力データに対応する光電変換素子を作動させるように切り替える処理を実行する請求項２に記載の光ファイバー給電システム。
【請求項４】
前記複数の半導体レーザーの少なくとも１つ及び前記複数の光電変換素子の少なくとも１つの光‐電気間の変換効果を奏する半導体領域を構成する半導体材料が、レーザー波長５００ｎｍ以下のレーザー媒体とされた請求項１から請求項３のうちいずれか一に記載の光ファイバー給電システム。
【請求項５】
電力によりレーザー発振して給電光を出力する半導体レーザーを含む給電装置と、前記給電装置による給電光を電力に変換する光電変換素子を含む受電装置と、前記給電装置から前記受電装置に前記給電光を伝送する光ファイバーケーブルを備えた光ファイバー給電システムであって、
前記給電装置は、異なる波長の給電光をそれぞれ出力する複数の半導体レーザーを備えており、
前記受電装置は、所定の光電変換効率を有する光電変換素子を備えており、
当該光ファイバー給電システムにおいて所定の給電を行うために、前記給電装置が備えている複数の半導体レーザーから１つを選択して作動させる処理を実行する制御部を備えた光ファイバー給電システム。
【請求項６】
前記給電装置を含む第１のデータ通信装置と、前記受電装置を含み前記第１のデータ通信装置と光通信する第２のデータ通信装置と、を備え、
前記制御部は、前記第１のデータ通信装置に含まれ、前記給電装置が備えている複数の半導体レーザーのいずれか１つを作動させるように切り替える処理を実行する給電側制御部と、前記第２のデータ通信装置に含まれ、前記給電装置が備えている複数の半導体レーザーのいずれか１つを作動させるための選択情報を光通信にて前記給電側制御部に通知する処理を実行する受電側制御部と、を有する請求項５に記載の光ファイバー給電システム。
【請求項７】
前記給電側制御部は、前記給電装置が備えている複数の半導体レーザーを順次１つずつ作動させるとともに、作動させている半導体レーザーを特定させるための情報を光通信にて前記受電側制御部に通知する処理を実行し、
前記受電側制御部は、前記複数の半導体レーザーのそれぞれと前記受電装置の光電変換素子の組み合わせに対応する電力データを一時的に蓄積する処理と、蓄積された電力データから所定の基準を満たす電力データを選択する処理と、選択された電力データに対応する半導体レーザーを作動させるために前記選択情報を光通信にて前記給電側制御部に通知する処理を実行する請求項６に記載の光ファイバー給電システム。
【請求項８】
前記複数の半導体レーザーの少なくとも１つ及び前記光電変換素子の光‐電気間の変換効果を奏する半導体領域を構成する半導体材料が、レーザー波長５００ｎｍ以下のレーザー媒体とされた請求項５から請求項７のうちいずれか一に記載の光ファイバー給電システム。
【請求項９】
電力によりレーザー発振して給電光を出力する半導体レーザーを含む給電装置と、前記給電装置による給電光を電力に変換する光電変換素子を含む受電装置と、前記給電装置から前記受電装置に前記給電光を伝送する光ファイバーケーブルを備えた光ファイバー給電システムであって、
前記給電装置は、所定の波長の給電光を出力する半導体レーザーを備えており、
前記受電装置は、それぞれ異なる光電変換効率を有する複数の光電変換素子を備えており、
当該光ファイバー給電システムにおいて所定の給電を行うために、前記受電装置が備えている複数の光電変換素子から１つを選択して作動させる処理を実行する制御部を備えた光ファイバー給電システム。
【請求項１０】
前記給電装置を含む第１のデータ通信装置と、前記受電装置を含み前記第１のデータ通信装置と光通信する第２のデータ通信装置と、を備え、
前記制御部は、前記第２のデータ通信装置に含まれ、前記受電装置が備えている複数の光電変換素子のいずれか１つを作動させるように切り替える処理を実行する受電側制御部を有する請求項９に記載の光ファイバー給電システム。
【請求項１１】
前記受電側制御部は、前記受電装置が備えている複数の光電変換素子を順次１つずつ作動させるとともに、前記給電装置の半導体レーザーと前記複数の光電変換素子のそれぞれの組み合わせに対応する電力データを一時的に蓄積する処理と、蓄積された電力データから所定の基準を満たす電力データを選択する処理と、選択された電力データに対応する光電変換素子を作動させるように切り替える処理を実行する請求項１０に記載の光ファイバー給電システム。
【請求項１２】
前記半導体レーザー及び前記複数の光電変換素子の少なくとも１つの光‐電気間の変換効果を奏する半導体領域を構成する半導体材料が、レーザー波長５００ｎｍ以下のレーザー媒体とされた請求項９から請求項１１のうちいずれか一に記載の光ファイバー給電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、光給電に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、電力を光（給電光と呼ばれる）に変換して伝送し、当該給電光を電気エネルギーに変換して電力として利用する光給電システムが研究されている。
特許文献１には、電気信号で変調された信号光、及び電力を供給するための給電光を発信する光発信機と、上記信号光を伝送するコア、上記コアの周囲に形成され上記コアより屈折率が小さく上記給電光を伝送する第１クラッド、及び上記第１クラッドの周囲に形成され上記第１クラッドより屈折率が小さい第２クラッド、を有する光ファイバーと、上記光ファイバーの第１クラッドで伝送された上記給電光を変換した電力で動作し、上記光ファイバーのコアで伝送された上記信号光を上記電気信号に変換する光受信機と、を備えた光通信装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１３５９８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、光ファイバー給電システムが将来的に改修される過程で、光発信機に従前からの半導体レーザーに加えて新たな半導体レーザーが付加されたり、光受信機に従前からの光電変換素子に加えて新たな光電変換素子が付加されたりすることが予想される。そのような場合にでも、光ファイバー給電システムにおいて効率のよい給電がなされることが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の１つの態様の光ファイバー給電システムは、
電力によりレーザー発振して給電光を出力する半導体レーザーを含む給電装置と、前記給電装置による給電光を電力に変換する光電変換素子を含む受電装置と、前記給電装置から前記受電装置に前記給電光を伝送する光ファイバーケーブルを備えた光ファイバー給電システムであって、
前記給電装置は、異なる波長の給電光をそれぞれ出力する複数の半導体レーザーを備えており、
前記受電装置は、それぞれ異なる光電変換効率を有する複数の光電変換素子を備えており、
当該光ファイバー給電システムにおいて所定の給電を行うために、前記給電装置が備えている複数の半導体レーザーから１つを選択して作動させる処理と、前記受電装置が備えている複数の光電変換素子から１つを選択して作動させる処理を実行する制御部を備えるようにした。
【０００６】
また、その光ファイバー給電システムは、
前記給電装置を含む第１のデータ通信装置と、前記受電装置を含み前記第１のデータ通信装置と光通信する第２のデータ通信装置と、を備え、
前記制御部は、前記第１のデータ通信装置に含まれ、前記給電装置が備えている複数の半導体レーザーのいずれか１つを作動させるように切り替える処理を実行する給電側制御部と、前記第２のデータ通信装置に含まれ、前記給電装置が備えている複数の半導体レーザーのいずれか１つを作動させるための選択情報を光通信にて前記給電側制御部に通知する処理と、前記受電装置が備えている複数の光電変換素子のいずれか１つを作動させるように切り替える処理を実行する受電側制御部と、を有するようにする。
【０００７】
また、その光ファイバー給電システムは、
前記給電側制御部は、前記給電装置が備えている複数の半導体レーザーを順次１つずつ作動させるとともに、作動させている半導体レーザーを特定させるための情報を光通信にて前記受電側制御部に通知する処理を実行し、
前記受電側制御部は、前記受電装置が備えている複数の光電変換素子を順次１つずつ作動させるとともに、前記複数の半導体レーザーのそれぞれと前記複数の光電変換素子のそれぞれの組み合わせに対応する電力データを一時的に蓄積する処理と、蓄積された電力データから所定の基準を満たす電力データを選択する処理と、選択された電力データに対応する半導体レーザーを作動させるために前記選択情報を光通信にて前記給電側制御部に通知する処理と、選出された電力データに対応する光電変換素子を作動させるように切り替える処理を実行するようにする。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の１つの態様の光ファイバー給電システムによれば、効率のよい給電が行われる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示の第１実施形態に係る光ファイバー給電システムの構成図である。
【図２】本開示の第２実施形態に係る光ファイバー給電システムの構成図である。
【図３】本開示の第２実施形態に係る光ファイバー給電システムの構成図であって、光コネクタ等を図示したものある。
【図４】本開示の他の一実施形態に係る光ファイバー給電システムの構成図である。
【図５】本開示の第２実施形態に係る光ファイバー給電システム（第１実施例）の構成図であって、制御部（受電側制御部、給電側制御部）を加えて図示したものある。
【図６】第１実施例において一時的に蓄積される電力データに関する説明図である。
【図７】本開示の第２実施形態に係る光ファイバー給電システム（第２実施例）の構成図であって、制御部（受電側制御部、給電側制御部）を加えて図示したものある。
【図８】第２実施例において一時的に蓄積される電力データに関する説明図である。
【図９】本開示の第２実施形態に係る光ファイバー給電システム（第３実施例）の構成図であって、制御部（受電側制御部、給電側制御部）を加えて図示したものある。
【図１０】第３実施例において一時的に蓄積される電力データに関する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に本開示の一実施形態につき図面を参照して説明する。
【００１１】
（１）システム概要
〔第１実施形態〕
図１に示すように本実施形態の光ファイバー給電(PoF:Power over Fiber）システム１Ａは、給電装置（PSE:Power Sourcing Equipment）１１０と、光ファイバーケーブル２００Ａと、受電装置（PD:Power Device）３１０を備える。
なお、本開示における給電装置は電力を光エネルギーに変換して供給する装置であり、受電装置は光エネルギーの供給を受け当該光エネルギーを電力に変換する装置である。
給電装置１１０は、給電用半導体レーザー１１１を含む。
光ファイバーケーブル２００Ａは、給電光の伝送路を形成する光ファイバー２５０Ａを含む。
受電装置３１０は、光電変換素子３１１を含む。
【００１２】
給電装置１１０は電源に接続され、給電用半導体レーザー１１１等が電気駆動される。
給電用半導体レーザー１１１は、上記電源からの電力によりレーザー発振して給電光１１２を出力する。
【００１３】
光ファイバーケーブル２００Ａは、一端２０１Ａが給電装置１１０に接続可能とされ、他端２０２Ａが受電装置３１０に接続可能とされ、給電光１１２を伝送する。
給電装置１１０からの給電光１１２が、光ファイバーケーブル２００Ａの一端２０１Ａに入力され、給電光１１２は光ファイバー２５０Ａ中を伝搬し、他端２０２Ａから受電装置３１０に出力される。
【００１４】
光電変換素子３１１は、光ファイバーケーブル２００Ａを通して伝送されてきた給電光１１２を電力に変換する。光電変換素子３１１により変換された電力が、受電装置３１０内で必要な駆動電力とされる。さらに受電装置３１０は光電変換素子３１１により変換された電力を外部機器用に出力可能とされる。
【００１５】
給電用半導体レーザー１１１及び光電変換素子３１１の光‐電気間の変換効果を奏する半導体領域を構成する半導体材料が５００ｎｍ以下の短波長のレーザー波長をもった半導体とされる。
短波長のレーザー波長をもった半導体は、バンドギャップが大きく光電変換効率が高いので、光給電の発電側及び受電側における光電変換効率が向上され、光給電効率が向上する。
そのためには、同半導体材料として、例えば、ダイヤモンド、酸化ガリウム、窒化アルミニウム、ＧａＮ等、レーザー波長（基本波）が２００〜５００ｎｍのレーザー媒体の半導体材料を用いてもよい。
また、同半導体材料として、２．４ｅＶ以上のバンドギャップを有した半導体が適用される。
例えば、ダイヤモンド、酸化ガリウム、窒化アルミニウム、ＧａＮ等、バンドギャップ２．４〜６．２ｅＶのレーザー媒体の半導体材料を用いてもよい。
なお、レーザー光は長波長ほど伝送効率が良く、短波長ほど光電変換効率が良い傾向にある。したがって、長距離伝送の場合には、レーザー波長（基本波）が５００ｎｍより大きいレーザー媒体の半導体材料を用いてもよい。また、光電変換効率を優先する場合には、レーザー波長（基本波）が２００ｎｍより小さいレーザー媒体の半導体材料を用いてもよい。
これらの半導体材料は、給電用半導体レーザー１１１及び光電変換素子３１１のいずれか一方に適用してもよい。給電側又は受電側における光電変換効率が向上され、光給電効率が向上する。
【００１６】
〔第２実施形態〕
図２に示すように本実施形態の光ファイバー給電(PoF:Power over Fiber）システム１は、光ファイバーを介した給電システムと光通信システムとを含むものであり、給電装置（PSE:Power Sourcing Equipment）１１０を含む第１のデータ通信装置１００と、光ファイバーケーブル２００と、受電装置（PD:Power Device）３１０を含む第２のデータ通信装置３００とを備える。
給電装置１１０は、給電用半導体レーザー１１１を含む。第１のデータ通信装置１００は、給電装置１１０のほか、データ通信を行う発信部１２０と、受信部１３０とを含む。第１のデータ通信装置１００は、データ端末装置(DTE(Date Terminal Equipment))、中継器(Repeater)等に相当する。発信部１２０は、信号用半導体レーザー１２１と、モジュレーター１２２とを含む。受信部１３０は、信号用フォトダイオード１３１を含む。
【００１７】
光ファイバーケーブル２００は、信号光の伝送路を形成するコア２１０と、コア２１０の外周に配置され、給電光の伝送路を形成するクラッド２２０と有する光ファイバー２５０を含む。
【００１８】
受電装置３１０は、光電変換素子３１１を含む。第２のデータ通信装置３００は、受電装置３１０のほか、発信部３２０と、受信部３３０と、データ処理ユニット３４０とを含む。第２のデータ通信装置３００は、パワーエンドステーション(Power End Station)等に相当する。発信部３２０は、信号用半導体レーザー３２１と、モジュレーター３２２とを含む。受信部３３０は、信号用フォトダイオード３３１を含む。データ処理ユニット３４０は、受信した信号を処理するユニットである。また、第２のデータ通信装置３００は、通信ネットワークにおけるノードである。または第２のデータ通信装置３００は、他のノードと通信するノードでもよい。
【００１９】
第１のデータ通信装置１００は電源に接続され、給電用半導体レーザー１１１、信号用半導体レーザー１２１と、モジュレーター１２２、信号用フォトダイオード１３１等が電気駆動される。また、第１のデータ通信装置１００は、通信ネットワークにおけるノードである。または第１のデータ通信装置１００は、他のノードと通信するノードでもよい。
給電用半導体レーザー１１１は、上記電源からの電力によりレーザー発振して給電光１１２を出力する。
【００２０】
光電変換素子３１１は、光ファイバーケーブル２００を通して伝送されてきた給電光１１２を電力に変換する。光電変換素子３１１により変換された電力は、発信部３２０、受信部３３０及びデータ処理ユニット３４０の駆動電力、その他の第２のデータ通信装置３００内で必要となる駆動電力とされる。さらに第２のデータ通信装置３００は、光電変換素子３１１により変換された電力を外部機器用に出力可能とされていてもよい。
【００２１】
一方、発信部１２０のモジュレーター１２２は、信号用半導体レーザー１２１からのレーザー光１２３を送信データ１２４に基づき変調して信号光１２５として出力する。
受信部３３０の信号用フォトダイオード３３１は、光ファイバーケーブル２００を通して伝送されてきた信号光１２５を電気信号に復調し、データ処理ユニット３４０に出力する。データ処理ユニット３４０は、当該電気信号によるデータをノードに送信し、その一方で当該ノードからデータを受信し、送信データ３２４としてモジュレーター３２２に出力する。
発信部３２０のモジュレーター３２２は、信号用半導体レーザー３２１からのレーザー光３２３を送信データ３２４に基づき変調して信号光３２５として出力する。
受信部１３０の信号用フォトダイオード１３１は、光ファイバーケーブル２００を通して伝送されてきた信号光３２５を電気信号に復調し出力する。当該電気信号によるデータがノードに送信され、その一方で当該ノードからデータが送信データ１２４とされる。
【００２２】
第１のデータ通信装置１００からの給電光１１２及び信号光１２５が、光ファイバーケーブル２００の一端２０１に入力され、給電光１１２はクラッド２２０を伝搬し、信号光１２５はコア２１０を伝搬し、他端２０２から第２のデータ通信装置３００に出力される。
第２のデータ通信装置３００からの信号光３２５が、光ファイバーケーブル２００の他端２０２に入力され、コア２１０を伝搬し、一端２０１から第１のデータ通信装置１００に出力される。
【００２３】
なお、図３に示すように第１のデータ通信装置１００に光入出力部１４０とこれに付設された光コネクタ１４１が設けられる。また、第２のデータ通信装置３００に光入出力部３５０とこれに付設された光コネクタ３５１が設けられる。光ファイバーケーブル２００の一端２０１に設けられた光コネクタ２３０が光コネクタ１４１に接続する。光ファイバーケーブル２００の他端２０２に設けられた光コネクタ２４０が光コネクタ３５１に接続する。光入出力部１４０は、給電光１１２をクラッド２２０に導光し、信号光１２５をコア２１０に導光し、信号光３２５を受信部１３０に導光する。光入出力部３５０は、給電光１１２を受電装置３１０に導光し、信号光１２５を受信部３３０に導光し、信号光３２５をコア２１０に導光する。
以上のように、光ファイバーケーブル２００は、一端２０１が第１のデータ通信装置１００に接続可能とされ、他端２０２が第２のデータ通信装置３００に接続可能とされ、給電光１１２を伝送する。さらに本実施形態では、光ファイバーケーブル２００は、信号光１２５，３２５を双方向伝送する。
【００２４】
給電用半導体レーザー１１１及び光電変換素子３１１の光‐電気間の変換効果を奏する半導体領域を構成する半導体材料としては上記第１実施形態と同様のものが適用され、高い光給電効率が実現される。
【００２５】
なお、図４に示す光ファイバー給電システム１Ｂの光ファイバーケーブル２００Ｂように、信号光を伝送する光ファイバー２６０と、給電光を伝送する光ファイバー２７０とを別々に設けてもよい。光ファイバーケーブル２００Ｂも複数本で構成してもよい。
【００２６】
（２）複数の半導体レーザーや複数の光電変換素子が備えられたシステムについて
次に、光ファイバー給電システム１において効率のよい給電がなされるように、給電装置１１０に備えられている複数の給電用半導体レーザー１１１のいずれか１つを作動させるように切り替えたり、受電装置３１０に備えられている複数の光電変換素子３１１のいずれか１つを作動させるように切り替えたりする処理について説明する。
【００２７】
［第１実施例］
図５に示す光ファイバー給電システム１は、給電装置１１０を含む第１のデータ通信装置１００と、受電装置３１０を含む第２のデータ通信装置３００と、第１のデータ通信装置１００と第２のデータ通信装置３００が光通信するための光ファイバーケーブル２００とを備えている。
【００２８】
図５に示すように、第１のデータ通信装置１００に含まれている給電装置１１０は、異なる波長の給電光をそれぞれ出力する複数の給電用半導体レーザー１１１を備えている。ここでの給電装置１１０は３つの給電用半導体レーザー１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃを備えている。
また、第２のデータ通信装置３００に含まれている受電装置３１０は、所定の光電変換効率を有する光電変換素子３１１を備えている。
【００２９】
また、第１のデータ通信装置１００は、給電装置１１０が備えている複数の給電用半導体レーザー１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃのいずれか１つを作動させるように切り替える処理を実行する給電側制御部１５０を備えている。
また、第２のデータ通信装置３００は、給電装置１１０が備えている複数の給電用半導体レーザー１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃのいずれか１つを選択して作動させるための選択情報を光通信にて給電側制御部１５０に通知する処理を実行する受電側制御部３６０を備えている。
この受電側制御部３６０と給電側制御部１５０が協働することで、光ファイバー給電システム１において所定の電力の給電を行うために、給電装置１１０が備えている複数の給電用半導体レーザー１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃから１つを選択して作動させる処理を実行する制御部として機能する。
つまり、給電装置１１０が備えている複数の給電用半導体レーザー１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃのうち、選択された給電用半導体レーザー（１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ）が出力した給電光を光電変換素子３１１が電力に変換することで、所定の給電が行われるようになる。
【００３０】
例えば、この光ファイバー給電システム１では、定期的に、給電装置１１０が備えている複数の給電用半導体レーザー１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃを１つずつ作動させ、各給電用半導体レーザー１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃが出力した給電光を受電装置３１０の光電変換素子３１１がそれぞれ電力に変換する。そして、それら電力の値を比較するようにして、所定の電力を得るために作動させるべき給電用半導体レーザーが、複数の給電用半導体レーザー１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃのうちのいずれであるかを選別し、選別した給電用半導体レーザーを作動させて、所定の電力の給電を行うようにしている。
【００３１】
次に、第１実施例の光ファイバー給電システム１において、給電装置１１０が備えている複数の給電用半導体レーザー１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃのいずれか１つを選択して作動させる処理について説明する。
【００３２】
例えば、所定の定期的なタイミングにおいて、給電側制御部１５０は、給電装置１１０が備えている複数の給電用半導体レーザー１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃを順次１つずつ作動させ、各給電用半導体レーザー１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃがそれぞれ出力した給電光を受電装置３１０の光電変換素子３１１に送給する。
このとき、給電側制御部１５０は、複数の給電用半導体レーザー１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃのうち、作動させている給電用半導体レーザーを特定させるための情報を光通信にて受電側制御部３６０に通知する処理を実行する。具体的には、給電側制御部１５０は、作動させている給電用半導体レーザーを特定させるための情報を発信部１２０から信号光１２５として出力し、受電側制御部３６０に通知する。
【００３３】
そして、受電装置３１０の光電変換素子３１１は、各給電用半導体レーザー１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃが順次出力した給電光をそれぞれ電力に変換する。
このとき、受電側制御部３６０は、給電側制御部１５０から通知された情報に基づき、複数の給電用半導体レーザー１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃのそれぞれと光電変換素子３１１の組み合わせに対応する電力データを記憶部３６０ａに一時的に蓄積する処理を実行する。例えば、図６に示すように、給電用半導体レーザー１１１ａと光電変換素子３１１の組み合わせに対応する電力データと、給電用半導体レーザー１１１ｂと光電変換素子３１１の組み合わせに対応する電力データと、給電用半導体レーザー１１１ｃと光電変換素子３１１の組み合わせに対応する電力データが、記憶部３６０ａに一時的に蓄積される。
【００３４】
次いで、受電側制御部３６０は、蓄積された電力データから所定の基準を満たす電力データを選択する処理を実行する。例えば、受電側制御部３６０は、図６に示した３つの電力データから、所定の基準を満たす電力データとして、給電用半導体レーザー１１１ｂと光電変換素子３１１の組み合わせに対応する電力データを選択する。なお、ここで言う、所定の基準を満たす電力データとは、受電装置３１０側での必要電力に関するデータや、受電装置３１０側で得られる最大電力に関するデータなどである。
【００３５】
次いで、受電側制御部３６０は、選択された電力データに対応する給電用半導体レーザー１１１ｂを作動させるための選択情報を光通信にて給電側制御部１５０に通知する処理を実行する。具体的には、受電側制御部３６０は、給電用半導体レーザー１１１ｂを作動させるための選択情報を発信部３２０から信号光３２５として出力し、給電側制御部１５０に通知する。
そして、給電側制御部１５０は、受電側制御部３６０から通知された選択情報に基づき、給電装置１１０が備えている複数の給電用半導体レーザー１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃのうち、給電用半導体レーザー１１１ｂを選択して作動させる。
こうして、光ファイバー給電システム１において、給電装置１１０が備えている複数の給電用半導体レーザー１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃのうち、給電用半導体レーザー１１１ｂを作動させた給電が行われるようになる。
【００３６】
このように、制御部（給電側制御部１５０および受電側制御部３６０）によって選択された給電用半導体レーザー１１１ｂを作動させることで、第１実施例の光ファイバー給電システム１において所定の電力を効率よく給電することができる。
【００３７】
［第２実施例］
図７に示す光ファイバー給電システム１は、給電装置１１０を含む第１のデータ通信装置１００と、受電装置３１０を含む第２のデータ通信装置３００と、第１のデータ通信装置１００と第２のデータ通信装置３００が光通信するための光ファイバーケーブル２００とを備えている。
【００３８】
図７に示すように、第１のデータ通信装置１００に含まれている給電装置１１０は、所定の波長の給電光を出力する給電用半導体レーザー１１１を備えている。
また、第２のデータ通信装置３００に含まれている受電装置３１０は、それぞれ異なる光電変換効率を有する複数の光電変換素子３１１を備えている。ここでの受電装置３１０は３つの光電変換素子３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃを備えている。
【００３９】
また、第１のデータ通信装置１００は、当該データ通信装置１００の各部を統括制御する給電側制御部１５０を備えている。
また、第２のデータ通信装置３００は、受電装置３１０が備えている複数の光電変換素子３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃのいずれか１つを選択して作動させるように切り替える処理を実行する受電側制御部３６０を備えている。
この受電側制御部３６０と給電側制御部１５０が協働することで、光ファイバー給電システムにおいて所定の電力の給電を行うために、受電装置３１０が備えている複数の光電変換素子３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃから１つを選択して作動させる処理を実行する制御部として機能する。
つまり、受電装置３１０が備えている複数の光電変換素子３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃのうち、選択された光電変換素子（３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃ）が、給電装置１１０の給電用半導体レーザー１１１が出力した給電光を電力に変換することで、所定の給電が行われるようになる。
【００４０】
例えば、この光ファイバー給電システム１では、定期的に、受電装置３１０が備えている複数の光電変換素子３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃを１つずつ作動させ、給電用半導体レーザー１１１が出力した給電光を受電装置３１０の各光電変換素子３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃがそれぞれ電力に変換する。そして、それら電力の値を比較するようにして、所定の電力を得るために作動させるべき光電変換素子が、複数の光電変換素子３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃのうちのいずれであるかを選別し、選別した光電変換素子を作動させて、所定の電力の給電を行うようにしている。
【００４１】
次に、第２実施例の光ファイバー給電システム１において、受電装置３１０が備えている複数の光電変換素子３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃのいずれか１つを選択して作動させる処理について説明する。
【００４２】
例えば、所定の定期的なタイミングにおいて、給電側制御部１５０は、給電装置１１０が備えている給電用半導体レーザー１１１を作動させ、給電用半導体レーザー１１１が出力した給電光を受電装置３１０の光電変換素子に送給する。
また、そのタイミングにおいて、受電側制御部３６０は、受電装置３１０が備えている複数の光電変換素子３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃを順次１つずつ作動させ、給電用半導体レーザー１１１が出力した給電光を受電装置３１０の各光電変換素子３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃがそれぞれ電力に変換する。
このとき、受電側制御部３６０は、給電装置１１０の給電用半導体レーザー１１１と複数の光電変換素子３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃのそれぞれの組み合わせに対応する電力データを記憶部３６０ａに一時的に蓄積する処理を実行する。例えば、図８に示すように、給電用半導体レーザー１１１と光電変換素子３１１ａの組み合わせに対応する電力データと、給電用半導体レーザー１１１と光電変換素子３１１ｂの組み合わせに対応する電力データと、給電用半導体レーザー１１１と光電変換素子３１１ｃの組み合わせに対応する電力データが、記憶部３６０ａに一時的に蓄積される。
【００４３】
次いで、受電側制御部３６０は、蓄積された電力データから所定の基準を満たす電力データを選択する処理を実行する。例えば、受電側制御部３６０は、図８に示した３つの電力データから、所定の基準を満たす電力データとして、給電用半導体レーザー１１１と光電変換素子３１１ｂの組み合わせに対応する電力データを選択する。なお、ここで言う、所定の基準を満たす電力データとは、受電装置３１０側での必要電力に関するデータや、受電装置３１０側で得られる最大電力に関するデータなどである。
【００４４】
次いで、受電側制御部３６０は、選択された電力データに対応する光電変換素子３１１ｂを作動させるように切り替える処理を実行し、受電装置３１０が備えている複数の光電変換素子３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃのうち、光電変換素子３１１ｂを選択して作動させる。
こうして、光ファイバー給電システム１において、受電装置３１０が備えている複数の光電変換素子３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃのうち、光電変換素子３１１ｂを作動させた給電が行われるようになる。
【００４５】
このように、制御部（給電側制御部１５０および受電側制御部３６０）によって選択された光電変換素子３１１ｂを作動させることで、第２実施例の光ファイバー給電システム１において所定の電力を効率よく給電することができる。
【００４６】
［第３実施例］
図９に示す光ファイバー給電システム１は、給電装置１１０を含む第１のデータ通信装置１００と、受電装置３１０を含む第２のデータ通信装置３００と、第１のデータ通信装置１００と第２のデータ通信装置３００が光通信するための光ファイバーケーブル２００とを備えている。
【００４７】
図９に示すように、第１のデータ通信装置１００に含まれている給電装置１１０は、異なる波長の給電光をそれぞれ出力する複数の給電用半導体レーザー１１１を備えている。ここでの給電装置１１０は３つの給電用半導体レーザー１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃを備えている。
また、第２のデータ通信装置３００に含まれている受電装置３１０は、それぞれ異なる光電変換効率を有する複数の光電変換素子３１１を備えている。ここでの受電装置３１０は３つの光電変換素子３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃを備えている。
【００４８】
また、第１のデータ通信装置１００は、給電装置１１０が備えている複数の給電用半導体レーザー１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃのいずれか１つを作動させるように切り替える処理を実行する給電側制御部１５０を備えている。
また、第２のデータ通信装置３００は、給電装置１１０が備えている複数の給電用半導体レーザー１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃのいずれか１つを選択して作動させるための選択情報を光通信にて給電側制御部１５０に通知する処理と、受電装置３１０が備えている複数の光電変換素子３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃのいずれか１つを選択して作動させるように切り替える処理を実行する受電側制御部３６０を備えている。
この受電側制御部３６０と給電側制御部１５０が協働することで、光ファイバー給電システム１において所定の電力の給電を行うために、給電装置１１０が備えている複数の給電用半導体レーザー１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃから１つを選択して作動させる処理と、受電装置３１０が備えている複数の光電変換素子３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃから１つを選択して作動させる処理を実行する制御部として機能する。
つまり、給電装置１１０が備えている複数の給電用半導体レーザー１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃのうち、選択された給電用半導体レーザー（１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ）が出力した給電光を、受電装置３１０が備えている複数の光電変換素子３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃのうち、選択された光電変換素子（３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃ）が電力に変換することで、所定の給電が行われるようになる。
【００４９】
例えば、この光ファイバー給電システム１では、定期的に、給電装置１１０が備えている複数の給電用半導体レーザー１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃを１つずつ作動させるとともに、受電装置３１０が備えている複数の光電変換素子３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃを１つずつ作動させ、給電装置１１０の各給電用半導体レーザー１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃがそれぞれ出力した給電光を、受電装置３１０の各光電変換素子３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃがそれぞれ電力に変換する。そして、それら電力の値を比較するようにして、所定の電力を得るために作動させるべき給電用半導体レーザー１１１と光電変換素子３１１の組み合わせが、複数の組み合わせのうちのいずれであるかを選別し、選別した給電用半導体レーザーと光電変換素子を作動させて、所定の電力の給電を行うようにしている。
【００５０】
次に、第３実施例の光ファイバー給電システム１において、給電装置１１０が備えている複数の給電用半導体レーザー１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃのいずれか１つを選択して作動させるとともに、受電装置３１０が備えている複数の光電変換素子３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃのいずれか１つを選択して作動させる処理について説明する。
【００５１】
例えば、所定の定期的なタイミングにおいて、給電側制御部１５０は、給電装置１１０が備えている複数の給電用半導体レーザー１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃを順次１つずつ作動させ、各給電用半導体レーザー１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃがそれぞれ出力した給電光を受電装置３１０の光電変換素子に送給する。
このとき、給電側制御部１５０は、複数の給電用半導体レーザー１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃのうち、作動させている給電用半導体レーザーを特定させるための情報を光通信にて受電側制御部３６０に通知する処理を実行する。具体的には、給電側制御部１５０は、作動させている給電用半導体レーザーを特定させるための情報を発信部１２０から信号光１２５として出力し、受電側制御部３６０に通知する。
【００５２】
また、そのタイミングにおいて、受電側制御部３６０は、受電装置３１０が備えている複数の光電変換素子３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃを順次１つずつ作動させ、各給電用半導体レーザー１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃがそれぞれ出力した給電光を受電装置３１０の各光電変換素子３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃがそれぞれ電力に変換する。
このとき、受電側制御部３６０は、給電側制御部１５０から通知された情報に基づき、複数の給電用半導体レーザー１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃのそれぞれと、複数の光電変換素子３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃのそれぞれの組み合わせに対応する電力データを記憶部３６０ａに一時的に蓄積する処理を実行する。例えば、図１０に示すように、給電用半導体レーザー１１１ａと光電変換素子３１１ａの組み合わせに対応する電力データと、給電用半導体レーザー１１１ａと光電変換素子３１１ｂの組み合わせに対応する電力データと、給電用半導体レーザー１１１ａと光電変換素子３１１ｃの組み合わせに対応する電力データと、給電用半導体レーザー１１１ｂと光電変換素子３１１ａの組み合わせに対応する電力データと、給電用半導体レーザー１１１ｂと光電変換素子３１１ｂの組み合わせに対応する電力データと、給電用半導体レーザー１１１ｂと光電変換素子３１１ｃの組み合わせに対応する電力データと、給電用半導体レーザー１１１ｃと光電変換素子３１１ａの組み合わせに対応する電力データと、給電用半導体レーザー１１１ｃと光電変換素子３１１ｂの組み合わせに対応する電力データと、給電用半導体レーザー１１１ｃと光電変換素子３１１ｃの組み合わせに対応する電力データが、記憶部３６０ａに一時的に蓄積される。
【００５３】
次いで、受電側制御部３６０は、蓄積された電力データから所定の基準を満たす電力データを選択する処理を実行する。例えば、受電側制御部３６０は、図１０に示した９つの電力データから、所定の基準を満たす電力データとして、給電用半導体レーザー１１１ｂと光電変換素子３１１ｂの組み合わせに対応する電力データを選択する。なお、ここで言う、所定の基準を満たす電力データとは、受電装置３１０側での必要電力に関するデータや、受電装置３１０側で得られる最大電力に関するデータなどである。
【００５４】
次いで、受電側制御部３６０は、選択された電力データに対応する給電用半導体レーザー１１１ｂを作動させるための選択情報を光通信にて給電側制御部１５０に通知する処理を実行する。具体的には、受電側制御部３６０は、給電用半導体レーザー１１１ｂを作動させるための選択情報を発信部３２０から信号光３２５として出力し、給電側制御部１５０に通知する。
そして、給電側制御部１５０は、受電側制御部３６０から通知された選択情報に基づき、給電装置１１０が備えている複数の給電用半導体レーザー１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃのうち、給電用半導体レーザー１１１ｂを選択して作動させる。
また、受電側制御部３６０は、選択された電力データに対応する光電変換素子３１１ｂを作動させるように切り替える処理を実行し、受電装置３１０が備えている複数の光電変換素子３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃのうち、光電変換素子３１１ｂを選択して作動させる。
こうして、光ファイバー給電システム１において、給電装置１１０が備えている複数の給電用半導体レーザー１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃのうち、給電用半導体レーザー１１１ｂを作動させ、受電装置３１０が備えている複数の光電変換素子３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃのうち、光電変換素子３１１ｂを作動させた給電が行われるようになる。
【００５５】
このように、制御部（給電側制御部１５０および受電側制御部３６０）によって選択された給電用半導体レーザー１１１ｂと光電変換素子３１１ｂを作動させることで、第３実施例の光ファイバー給電システム１において所定の電力を効率よく給電することができる。
【００５６】
以上のように、光ファイバー給電システム１において、給電装置１１０が、異なる波長の給電光をそれぞれ出力する複数の給電用半導体レーザー１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃを備えていたり、受電装置３１０が、それぞれ異なる光電変換効率を有する複数の光電変換素子３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃを備えていたりする場合でも、制御部（給電側制御部１５０および受電側制御部３６０）によって選択された給電用半導体レーザー１１１ｂや光電変換素子３１１ｂを作動させることで、所定の電力を効率よく給電することができる。
【００５７】
なお、上述した第１実施例の光ファイバー給電システム１と、第３実施例の光ファイバー給電システム１において、給電側制御部１５０が、複数の給電用半導体レーザー１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃを順次１つずつ作動させ、各給電用半導体レーザー１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃがそれぞれ出力した給電光を受電装置３１０の光電変換素子に送給するとともに、給電側制御部１５０が、作動されている給電用半導体レーザーを特定させるための情報を光通信にて受電側制御部３６０に通知することで、受電側制御部３６０が給電装置１１０側で作動されている給電用半導体レーザーを特定して、給電用半導体レーザーと光電変換素子の組み合わせに対応する電力データを蓄積するようにしたが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５８】
例えば、受電側制御部３６０が、複数の給電用半導体レーザー１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃを作動させる順に関する要求情報を光通信にて給電側制御部１５０に通知するようにし、受電側制御部３６０からの要求順に応じて、給電側制御部１５０が複数の給電用半導体レーザー１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃを１つずつ作動させるようにすることで、受電側制御部３６０が給電装置１１０側で作動されている給電用半導体レーザーを特定して、給電用半導体レーザーと光電変換素子の組み合わせに対応する電力データを蓄積するようにしてもよい。
【００５９】
以上本開示の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として示したものであり、この他の様々な形態で実施が可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成要素の省略、置き換え、変更を行うことができる。
【符号の説明】
【００６０】
１Ａ    光ファイバー給電システム（光給電システム）
１      光ファイバー給電システム（光給電システム）
１Ｂ    光ファイバー給電システム（光給電システム）
１００  第１のデータ通信装置
１１０  給電装置
１１１（１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ）  給電用半導体レーザー
１１２  給電光
１２０  発信部
１２５  信号光
１３０  受信部
１４０  光入出力部
１４１  光コネクタ
１５０  給電側制御部
２００Ａ  光ファイバーケーブル
２００  光ファイバーケーブル
２００Ｂ  光ファイバーケーブル
２１０  コア
２２０  クラッド
２５０Ａ  光ファイバー
２５０  光ファイバー
２６０  光ファイバー
２７０  光ファイバー
３００  第２のデータ通信装置
３１０  受電装置
３１１（３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃ）  光電変換素子
３２０  発信部
３２５  信号光
３３０  受信部
３５０  光入出力部
３５１  光コネクタ
３６０  受電側制御部
３６０ａ  記憶部
【要約】
【課題】光ファイバー給電システムにおいて、効率のよい給電を行う。
【解決手段】電力によりレーザー発振して給電光１１２を出力する半導体レーザー１１１を含む給電装置１１０と、給電装置１１０による給電光１１２を電力に変換する光電変換素子３１１を含む受電装置３１０と、給電装置１１０から受電装置３１０に給電光１１２を伝送する光ファイバーケーブル２００を備えた光ファイバー給電システム１において、給電装置１１０が異なる波長の給電光をそれぞれ出力する複数の半導体レーザー（１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ）を備え、受電装置３１０がそれぞれ異なる光電変換効率を有する複数の光電変換素子（３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃ）を備えている場合、当該システムにおいて所定の給電を行うために好ましい半導体レーザーと光電変換素子の組み合わせを選択し、複数の半導体レーザーから１つ、複数の光電変換素子から１つを作動させるようにした。
【選択図】図５【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】
0006814258.tif 000008
【図８】
0006814258.tif 000009
【図９】
0006814258.tif 000010
【図１０】
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