(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザダイオードの故障を予測する故障予測装置であって、
レーザダイオードの部品特性に基づきあらかじめ定められた特性情報であってレーザダイオードの使用開始からの経過時間に対応した電流の値をレーザダイオードの故障に至るまで表す特性情報を記憶する特性情報記憶手段と、
あらかじめ定められた時間ごとに測定されたレーザダイオードに流れる電流の値を入力する入力手段と、
前記入力手段によって入力された電流の値を測定時刻と対にして記憶する測定情報記憶手段と、
前記測定情報記憶手段によって記憶されたいずれか一つの測定時刻における電流の値であって、直前の測定時刻における電流の値から所定値以上変化している電流の値を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された電流の値と、前記特性情報記憶手段によって記憶された特性情報と、に基づき、前記検出手段によって検出された電流の値の測定時刻以降における前記経過時間と電流の値との関係を示す予測曲線を生成する生成手段と、
前記検出手段によって検出された電流の値および直前の測定時刻における電流の値の差分と、前記検出手段によって検出された電流の値の測定時刻までの経過時間と、を対にした差分情報を記憶する差分情報記憶手段と、
前記検出手段によって検出された電流の値と、当該電流の値の測定時刻に対応する、前記生成手段によって既に生成された予測曲線の電流の値と、の差分が所定値以上であるか否かを判定する曲線判定手段と、
前記曲線判定手段によって差分が所定値以上であると判定されるとき、前記差分情報記憶手段によって記憶された差分情報の数が所定の数以上であるか否かを判定する情報数判定手段と、
前記情報数判定手段によって差分情報の数が所定の数以上と判定されるとき、前記差分情報記憶手段によって記憶された差分情報に基づき前記予測曲線を修正し、前記情報数判定手段によって差分情報の数が所定の数未満と判定されるとき、前記特性情報に基づき前記予測曲線を修正する予測曲線修正手段と
を備えたことを特徴とする故障予測装置。
【請求項２】
前記生成手段は、
前記検出手段によって検出された電流の値の測定時刻までの経過時間が、当該電流の値に対応する前記特性情報に表された時間より短いとき、前記特性情報および前記経過時間に基づき予測曲線を生成すること
を特徴とする請求項１に記載の故障予測装置。
【請求項３】
レーザダイオードの故障を予測する故障予測方法であって、
あらかじめ定められた時間ごとに測定されたレーザダイオードに流れる電流の値を入力する入力工程と、
前記入力工程によって入力された電流の値を測定時刻と対にして記憶する測定情報記憶工程と、
前記測定情報記憶工程によって記憶されたいずれか一つの測定時刻における電流の値であって、直前の測定時刻における電流の値から所定値以上変化している電流の値を検出する検出工程と、
前記検出工程によって検出された電流の値と、レーザダイオードの部品特性に基づきあらかじめ定められた特性情報であってレーザダイオードの使用開始からの経過時間に対応した電流の値をレーザダイオードの故障に至るまで表す特性情報と、に基づき、前記検出工程によって検出された電流の値の測定時刻以降における前記経過時間と電流の値との関係を示す予測曲線を生成する生成工程と、
前記検出工程によって検出された電流の値および直前の測定時刻における電流の値の差分と、前記検出工程によって検出された電流の値の測定時刻までの経過時間と、を対にした差分情報を記憶する差分情報記憶工程と、
前記検出工程によって検出された電流の値と、当該電流の値の測定時刻に対応する、前記生成工程によって既に生成された予測曲線の電流の値と、の差分が所定値以上であるか否かを判定する曲線判定工程と、
前記曲線判定工程によって差分が所定値以上であると判定されるとき、前記差分情報記憶工程によって記憶された差分情報の数が所定の数以上であるか否かを判定する情報数判定工程と、
前記情報数判定工程によって差分情報の数が所定の数以上と判定されるとき、前記差分情報記憶工程によって記憶された差分情報に基づき前記予測曲線を修正し、前記情報数判定工程によって差分情報の数が所定の数未満と判定されるとき、前記特性情報に基づき前記予測曲線を修正する予測曲線修正工程と
を含むことを特徴とする故障予測方法。
【請求項４】
レーザダイオードの故障を予測する故障予測装置において用いられる故障予測プログラムであって、
あらかじめ定められた時間ごとに測定されたレーザダイオードに流れる電流の値を入力する入力手順と、
前記入力手順によって入力された電流の値を測定時刻と対にして記憶する測定情報記憶手順と、
前記測定情報記憶手順によって記憶されたいずれか一つの測定時刻における電流の値であって、直前の測定時刻における電流の値から所定値以上変化している電流の値を検出する検出手順と、
前記検出手順によって検出された電流の値と、レーザダイオードの部品特性に基づきあらかじめ定められた特性情報であってレーザダイオードの使用開始からの経過時間に対応した電流の値をレーザダイオードの故障に至るまで表す特性情報と、に基づき、前記検出手順によって検出された電流の値の測定時刻以降における前記経過時間と電流の値との関係を示す予測曲線を生成する生成手順と、
前記検出手順によって検出された電流の値および直前の測定時刻における電流の値の差分と、前記検出手順によって検出された電流の値の測定時刻までの経過時間と、を対にした差分情報を記憶する差分情報記憶手順と、
前記検出手順によって検出された電流の値と、当該電流の値の測定時刻に対応する、前記生成手順によって既に生成された予測曲線の電流の値と、の差分が所定値以上であるか否かを判定する曲線判定手順と、
前記曲線判定手順によって差分が所定値以上であると判定されるとき、前記差分情報記憶手順によって記憶された差分情報の数が所定の数以上であるか否かを判定する情報数判定手順と、
前記情報数判定手順によって差分情報の数が所定の数以上と判定されるとき、前記差分情報記憶手順によって記憶された差分情報に基づき前記予測曲線を修正し、前記情報数判定手順によって差分情報の数が所定の数未満と判定されるとき、前記特性情報に基づき前記予測曲線を修正する予測曲線修正手順と
をコンピュータに実行させることを特徴とする故障予測プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送装置に用いられるレーザダイオードの故障予測を行う故障予測装置、故障予測方法および故障予測プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光伝送装置では、光信号をレーザダイオードから発振されるレーザ光によって増幅し、光信号の光レベルを一定に保っている。そのために、光伝送装置は、常に光信号の光レベルを監視して、光レベルが一定でない場合は、レーザダイオードに流れる電流の値を調整することにより、光レベルを一定にする。
【０００３】
光信号の光レベルを一定にするために必要な電流の値は、一般的に、レーザダイオードの置かれた環境または劣化などにより増減するものである。そして、光伝送装置では、電流の値の変化を逐次モニタに出力し、保守者が、経験により決定する電流の閾値とレーザダイオードに流れる電流の値との比較により、レーザダイオードの交換時期または予備系への切り替え時期の予測を行っている。
【０００４】
また、光伝送装置における子局は、レーザダイオードに流れる電流の変化を検出して、その電流の変化成分を光信号の一部として変調し、光伝送装置における親局に伝送することにより、親局では、レーザダイオードの劣化などを監視する技術が開示されている（特許文献１参照）。
【０００５】
さらに、機器診断システムでは、オフラインであっても機器が設置された現地で保守者が機器の点検をするために、収集された点検データと機器について余寿命を推定する関係式などから機器の余寿命を予測する技術が開示されている（特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開昭５８−７５３３６号公報
【特許文献２】特開平７−５５８６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の光伝送装置にはレーザダイオードの劣化による故障時期を自動的に、かつ、正確に予測することができないという問題がある。すなわち、保守者が、経験により決定する電流の閾値とレーザダイオードを流れる電流の値との比較により、レーザダイオードの故障時期を予測するため、光伝送装置は、レーザダイオードの故障時期を自動的に予測することができないとともに、故障時期の特定について正確さに欠ける。
【０００８】
また、光伝送装置は、何らかの事情によりレーザダイオードの劣化が予想以上に早く進み、保守者が経験により予測した故障時期よりも早期に、レーザダイオードに故障が発生すると、正常な光伝送をすることができず、社会的にも影響が大きいという問題がある。
【０００９】
また、上述した特許文献１では、光伝送装置における親局は、レーザダイオードに流れる電流の変化を監視することはできるが、レーザダイオードの故障時期を自動的に予測することはできない。
【００１０】
さらに、上述した特許文献２では、機器診断システムは、機器の余寿命を予測することができるが、この余寿命の予測は現地で運転可否などについての一応の診断を下す目的でなされるものであり、正確な余寿命を推測することはできない。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光伝送装置に用いられるレーザダイオードの故障予測を自動的にかつ正確に行う故障予測装置、故障予測方法および故障予測プログラム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】
【００１２】
上述した問題を解決し、目的を達成するために、故障予測装置は、レーザダイオードの故障を予測する故障予測装置であって、あらかじめ定められた時間ごとに測定されたレーザダイオードに流れる電流の値を入力する入力手段と、前記入力手段によって入力された電流の値を測定時刻と対にして記憶する記憶手段と、前記記憶手段によって記憶されたいずれか一つの測定時刻における電流の値であって、直前の測定時刻における電流の値から所定値以上変化している電流の値を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された電流の値と、レーザダイオードの使用開始からの経過時間に対応した電流の値の変化情報と、に基づき、前記検出手段によって検出された電流の値の測定時刻以降における前記経過時間と電流の値との関係を示す予測曲線を生成する生成手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
かかる構成によれば、故障予測装置は、測定された電流の値が直前の測定時刻における電流の値から所定値以上変化している時刻以降のレーザダイオードの使用開始からの経過時間と電流の値との関係を示す予測曲線を生成することによって、レーザダイオードを流れる電流の値が、レーザダイオードが耐えうる電流の限界値を示す過電流限界値に至るまでの電流の予測を自動的に行うことができ、結果的にレーザダイオードの故障時期を予測することができる。
【００１４】
また、上記の構成において、故障予測装置は、前記生成手段が、前記検出手段によって検出された電流の値と、レーザダイオードの部品特性に基づきあらかじめ定められた特性情報であって前記経過時間に対応したレーザダイオードの故障に至るまでの電流の値の変化を表す特性情報と、に基づき、予測曲線を生成することを特徴とする。
【００１５】
かかる構成によれば、故障予測装置は、あらかじめ定められた特性情報に基づき、経過時間と電流の値との関係を示す予測曲線を生成することによって、直前の測定時刻における電流の値から所定値以上変化している電流の値が初めて検出された場合であっても、実測情報に依存しないで、正確にレーザダイオードの故障時期を予測することができる。
【００１６】
また、上記の構成において、故障予測装置は、前記生成手段が、前記検出手段によって検出された電流の値および直前の測定時刻における電流の値の差分と、前記検出手段によって検出された電流の値の測定時刻までの前記経過時間と、を対にした差分情報を記憶する差分情報記憶手段と、前記検出手段によって検出された電流の値と、当該電流の値の測定時刻に対応する既に生成された予測曲線の電流の値と、の差分が所定値以上であるか否かを判定する曲線判定手段と、前記曲線判定手段によって差分が所定値以上であると判定されるとき、前記差分情報記憶手段によって記憶された差分情報の数が所定の数以上であるか否かを判定する情報数判定手段と、前記情報数判定手段によって差分情報の数が所定の数以上と判定されるとき、前記差分情報記憶手段の差分情報に基づき前記予測曲線を修正し、前記情報数判定手段によって差分情報の数が所定の数未満と判定されるとき、前記特性情報に基づき前記予測曲線を修正する予測曲線修正手段と、を含むことを特徴とする。
【００１７】
かかる構成によれば、故障予測装置は、直前の測定時刻における電流の値から所定値以上変化している電流の値が、既に生成された予測曲線上に存在しない場合は、予測曲線の修正を行うことによって、現状のレーザダイオードの置かれた環境および劣化により変化する電流の値に対応した予測曲線を生成することができ、レーザダイオードの故障時期を正確に予測することができる。また、故障予測装置は、直前の測定時刻における電流の値から所定値以上変化している電流の値と直前の測定時刻における電流の値との差分情報を記憶し、当該差分情報の数が所定の数以上であるときは、当該差分情報に基づき予測曲線の修正を行うことによって、実測値に基づき予測曲線を修正することができ、レーザダイオードの故障時期をさらに正確に予測することができる。
【００１８】
また、上記の構成において、故障予測装置は、前記生成手段が、前記検出手段によって検出された電流の値の測定時刻までの経過時間が、当該電流の値に対応する前記特性情報に表された時間より短いとき、前記特性情報および前記経過時間に基づき予測曲線を生成することを特徴とする。
【００１９】
かかる構成によれば、故障予測装置は、直前の測定時刻における電流の値から所定値以上変化している電流の値に対応する経過時間を考慮して予測曲線を生成することによって、現状のレーザダイオードの置かれた環境および劣化により変化する電流の値に対応した予測曲線を生成することができ、予想外のレーザダイオードの早期劣化に対しても故障時期を正確に予測することができる。
【００２０】
また、故障予測方法は、レーザダイオードの故障を予測する故障予測方法であって、あらかじめ定められた時間ごとに測定されたレーザダイオードに流れる電流の値を入力する入力工程と、前記入力工程によって入力された電流の値を測定時刻と対にして記憶する記憶工程と、前記記憶工程によって記憶されたいずれか一つの測定時刻における電流の値であって、直前の測定時刻における電流の値から所定値以上変化している電流の値を検出する検出工程と、前記検出工程によって検出された電流の値と、レーザダイオードの使用開始からの経過時間に対応した電流の値の変化情報と、に基づき、前記検出工程によって検出された電流の値の測定時刻以降における前記経過時間と電流の値との関係を示す予測曲線を生成する生成工程と、を含むことを特徴とする。
【００２１】
かかる方法によれば、故障予測方法は、測定された電流の値が直前の測定時刻における電流の値から所定値以上変化している時刻以降のレーザダイオードの使用開始からの経過時間と電流の値との関係を示す予測曲線を生成することによって、レーザダイオードを流れる電流の値が、レーザダイオードが耐えうる電流の限界値を示す過電流限界値に至るまでの電流の予測を自動的に行うことができ、結果的にレーザダイオードの故障時期を予測することができる。
【００２２】
また、上記の方法において、故障予測方法は、前記生成工程が、前記検出工程によって検出された電流の値と、レーザダイオードの部品特性に基づきあらかじめ定められた特性情報であって前記経過時間に対応したレーザダイオードの故障に至るまでの電流の値の変化を表す特性情報と、に基づき、予測曲線を生成することを特徴とする。
【００２３】
かかる方法によれば、故障予測方法は、あらかじめ定められた特性情報に基づき、経過時間と電流の値との関係を示す予測曲線を生成することによって、直前の測定時刻における電流の値から所定値以上変化している電流の値が初めて検出された場合であっても、実測情報に依存しないで、正確にレーザダイオードの故障時期を予測することができる。
【００２４】
また、上記の方法において、故障予測方法は、前記生成工程が、前記検出工程によって検出された電流の値および直前の測定時刻における電流の値の差分と、前記検出工程によって検出された電流の値の測定時刻までの経過時間と、を対にした差分情報を記憶する差分情報記憶工程と、前記検出工程によって検出された電流の値と、当該電流の値の測定時刻に対応する既に生成された予測曲線の電流の値と、の差分が所定値以上であるか否かを判定する曲線判定工程と、前記曲線判定工程によって差分が所定値以上であると判定されるとき、前記差分情報記憶工程によって記憶された差分情報の数が所定の数以上であるか否かを判定する情報数判定工程と、前記情報数判定工程によって差分情報の数が所定の数以上と判定されるとき、前記差分情報記憶工程の差分情報に基づき前記予測曲線を修正し、前記情報数判定工程によって差分情報の数が所定の数未満と判定されるとき、前記特性情報に基づき前記予測曲線を修正する予測曲線修正工程と、を含むことを特徴とする。
【００２５】
かかる方法によれば、故障予測方法は、直前の測定時刻における電流の値から所定値以上変化している電流の値が、既に生成された予測曲線上に存在しない場合は、予測曲線の修正を行うことによって、現状のレーザダイオードの置かれた環境および劣化により変化する電流の値に対応した予測曲線を生成することができ、レーザダイオードの故障時期を正確に予測することができる。また、故障予測装置は、直前の測定時刻における電流の値から所定値以上変化している電流の値と直前の測定時刻における電流の値との差分情報を記憶し、当該差分情報の数が所定の数以上であるときは、当該差分情報に基づき予測曲線の修正を行うことによって、実測値に基づき予測曲線を修正することができ、レーザダイオードの故障時期をさらに正確に予測することができる。
【００２６】
また、上記の方法において、故障予測方法は、前記生成工程が、前記検出工程によって検出された電流の値の測定時刻までの経過時間が、当該電流の値に対応する前記特性情報に表された時間より短いとき、前記特性情報および前記経過時間に基づき予測曲線を生成することを特徴とする。
【００２７】
かかる方法によれば、故障予測方法は、直前の測定時刻における電流の値から所定値以上変化している電流の値に対応する経過時間を考慮して予測曲線を生成することによって、現状のレーザダイオードの置かれた環境および劣化により変化する電流の値に対応した予測曲線を生成することができ、予想外のレーザダイオードの早期劣化に対しても故障時期を正確に予測することができる。
【００２８】
また、故障予測プログラムは、レーザダイオードの故障を予測する故障予測装置において用いられる故障予測プログラムであって、あらかじめ定められた時間ごとに測定されたレーザダイオードに流れる電流の値を入力する入力手順と、前記入力手順によって入力された電流の値を測定時刻と対にして記憶する記憶手順と、前記記憶手順によって記憶されたいずれか一つの測定時刻における電流の値であって、直前の測定時刻における電流の値から所定値以上変化している電流の値を検出する検出手順と、前記検出手順によって検出された電流の値と、レーザダイオードの使用開始からの経過時間に対応した電流の値の変化情報と、に基づき、前記検出手順によって検出された電流の値の測定時刻以降における前記経過時間と電流の値との関係を示す予測曲線を生成する生成手順と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００２９】
かかるプログラムによれば、故障予測プログラムは、測定された電流の値が直前の測定時刻における電流の値から所定値以上変化している時刻以降のレーザダイオードの使用開始からの経過時間と電流の値との関係を示す予測曲線を生成することによって、レーザダイオードを流れる電流の値が、レーザダイオードが耐えうる電流の限界値を示す過電流限界値に至るまでの電流の予測を自動的に行うことができ、結果的にレーザダイオードの故障時期を予測することができる。
【発明の効果】
【００３０】
以上により、故障予測装置、故障予測方法および故障予測プログラムは、光伝送装置に用いられるレーザダイオードの故障予測を自動的にかつ正確に行うことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に、本発明にかかる故障予測装置、故障予測方法および故障予測プログラムの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００３２】
図１は、本実施例にかかる光伝送システムの全体構成の一例を示す図である。同図に示すように、光伝送システムは、光伝送装置１〜３を備えて構成される。そして、光伝送装置１は、ｎ台の光送信器１００−１〜ｎと接続され、光伝送装置２と光ファイバ２００で接続されている。さらに、光伝送装置３は、光伝送装置２と光ファイバ３００で接続され、ｎ台の光スイッチ３７０−１〜ｎを介して光受信器３８０−１〜ｎと接続されている。
【００３３】
光送信器１００−１〜ｎは、光信号を送信する装置である。光送信器１００−１〜ｎは、光信号の光レベルが一定の基準レベルになるように波長ごとに光信号を分離して多重化して、光信号を光伝送装置１に送信する。
【００３４】
光スイッチ１１０は、光信号を変換することなく光信号の経路を切り替えるスイッチであり、光送信器１００−１〜ｎが送信した光信号をそれぞれ光減衰器１２０−１〜ｎに送信する。
【００３５】
光減衰器１２０−１〜ｎは、光スイッチ１１０が送信した光信号の光レベルをあらかじめ設定された大きさの光レベルに減衰し、光受信器１３０−１〜ｎに送信する。
【００３６】
光受信器１３０−１〜ｎは、光減衰器１２０−１〜ｎから送信された光信号を受信し、光合波器１４０に送信する。
【００３７】
光合波器１４０は、複数の光ケーブルによって光受信器１３０−１〜ｎから分離して送信された光信号を１本の光ケーブルに波長多重し、光スイッチ１５０に送信する。
【００３８】
光スイッチ１５０は、光合波器１４０から送信された波長多重された光信号を光信号のまま光増幅器１６０に送信する。
【００３９】
光増幅器１６０は、低レベルの光信号を光信号のまま増幅して光信号の光レベルを一定の基準レベルにする装置である。光増幅器１６０は、レーザダイオードに電流を流すことによってレーザ光を発振させて光信号を増幅させる。光増幅器１６０は、増幅した光信号を一定にするために、レーザダイオードに流れる電流を調整してレーザダイオードから発振するレーザ光の増幅レベルを増減することにより、光信号の光レベルを一定にする。
【００４０】
ここで、レーザダイオードは、継続的な使用により徐々に劣化するため、光信号の光レベルを一定にするためには、流れる電流の値を上げる必要がある。そして、レーザダイオードに流れる電流の値が、レーザダイオードが耐えうる電流の限界値を示す過電流限界値に達すると、レーザダイオードは、故障し、一定の基準レベルの光信号を伝送することができなくなる。そこで、早期にレーザダイオードの故障時期を予測する故障予測部１８０が必要となる。
【００４１】
光合波器１７０は、光増幅器１６０から送信された光レベルが一定の基準レベルに達した光信号を光ファイバ２００で接続された光伝送装置２の光増幅器２１０に送信する。
【００４２】
故障予測部１８０は、光増幅器１６０と接続され、光増幅器１６０に含まれるレーザダイオードの故障の予測を行う。故障予測部１８０は、あらかじめ定められた時間ごとに光増幅器１６０からレーザダイオードに流れる電流の値を測定時刻とともに入力し、入力されたある時点の測定時刻の電流の値が、直前の測定時刻の電流の値から所定値以上変化している時点を検出し、検出された電流の値とレーザダイオードに流れる電流の値の変化情報と、に基づき、検出された時点以降における経過時間と電流の値との関係を示す予測曲線を生成する。ここで、変化情報とは、レーザダイオードの部品特性に基づきあらかじめ定められた特性情報または入力された測定時刻の電流の値を記憶する実測情報であり、故障予測部１８０は、実測情報の数が所定の数未満のとき、特性情報を用い、実測情報の数が所定の数以上のとき、実測情報を用いる。そして、故障予測部１８０は、生成された予測曲線を端末に出力する。この故障予測部１８０の詳細については、後述する。
【００４３】
故障予測部１８０は、予測曲線を生成することによって、レーザダイオードの使用開始から過電流限界値となる時間までの電流の予測を自動的に行うことができ、結果的にレーザダイオードの故障時期を予測することができる。
【００４４】
光伝送装置２の光増幅器２１０は、光伝送装置１の光合波器１７０から送信された光信号を受信し、光ファイバ２００内で弱まった光レベルを一定の基準レベルにする。そして、光増幅器２１０は、光レベルが一定の基準レベルに達した光信号を光ファイバ３００で接続された光伝送装置３の分散補償器３１０を介して光分波器３２０に送信する。
【００４５】
故障予測部２２０は、光増幅器２１０に接続され、光増幅器２１０に含まれるレーザダイオードの故障の予測を行う。なお、故障予測部２２０は、故障予測部１８０と同様の構成を有するので、説明は省略する。
【００４６】
分散補償器３１０は、光信号が光ファイバ３００を通る間に発生する波形の歪みを修正し、光信号を正常な波形に戻す。
【００４７】
光分波器３２０は、正常な波形に戻された光信号を光増幅器３３０に送信する。
【００４８】
光増幅器３３０は、光分波器３２０から送信された光信号を受信し、光ファイバ３００内で弱まった光レベルを一定の基準レベルにする。また、光増幅器３３０に接続された故障予測部３６０は、光増幅器３３０に含まれるレーザダイオードの故障の予測を行う。なお、故障予測部３６０は、故障予測部１８０と同様の構成を有するので、説明は省略する。
【００４９】
光分波器３４０は、光増幅器３３０から送信された、１本の光ケーブルに波長多重され光レベルが一定の基準レベルに達した光信号を波長ごとに分離して、光スイッチ３５０に送信する。
【００５０】
光スイッチ３５０は、光分波器３４０から分離して送信された光信号を光信号のまま外部のｎ個に分かれた光スイッチ３７０−１〜ｎに切り替えて送信する。
【００５１】
光スイッチ３７０−１〜ｎは、光伝送装置３の光スイッチ３５０から送信された光信号を光信号のまま、それぞれ接続された光受信器３８０−１〜ｎに送信する。
【００５２】
光受信器３８０−１〜ｎは、光スイッチ３７０−１〜ｎから送信された光信号を受信する装置である。光受信器３８０−１〜ｎは、それぞれ光信号の光レベルが目標のレベルとなった光信号を受信する。
【００５３】
次に、本実施例にかかる故障予測部１８０により故障予測を行うレーザダイオードを含む光増幅器１６０の構成について図２を参照しながら説明する。図２は、本実施例にかかる光増幅器の構成を示す図である。同図に示すように、光増幅器１６０は、分岐カプラ４００と、光アイソレータ４１０と、入力モニタ用フォトダイオード４２０と、制御回路４３０と、電源４４０と、ポンプ用レーザダイオード４５０と、ＷＤＭカプラ４６０と、光アイソレータ４７０と、分岐カプラ４８０と、出力モニタ用フォトダイオード４９０と、を備えて構成される。
【００５４】
分岐カプラ４００は、光信号である入力信号４０を外部から入力して、波長多重された光信号を光アイソレータ４１０および入力モニタ用フォトダイオード４２０に一定の比率で分岐させる。
【００５５】
光アイソレータ４１０は、分岐カプラ４００によって送信された光信号をＷＤＭカプラ４６０に送信し、光コネクタなどの部品に僅かに反射するなど何らかの事情により逆方向に戻る光信号を阻止する。
【００５６】
入力モニタ用フォトダイオード４２０は、分岐カプラ４００によって送信された光信号の光レベルを測定し、測定結果が基準値よりも大きいとき、制御回路４３０に電流を下げるように指示する。なお、測定結果が基準値よりも小さいときは、増幅された光信号の光レベルを測定する出力モニタ用フォトダイオード４９０が制御回路４３０に電流を上げるように指示するため、入力モニタ用フォトダイオード４２０は、制御回路４３０に指示をしない。
【００５７】
制御回路４３０は、ポンプ用レーザダイオード４５０に流す電流を制御する回路である。制御回路４３０は、ポンプ用レーザダイオード４５０から発振するレーザ光によって光信号を増幅し、入力信号４０の光レベルを一定にさせるために、電源４４０に対してポンプ用レーザダイオード４５０に流す電流の増減を指示する。
【００５８】
具体的には、制御回路４３０は、入力モニタ用フォトダイオード４２０または後述する出力モニタ用フォトダイオード４９０から電流を下げるように指示されたとき、電源４４０に対して電流を下げるように指示する。これにより、ポンプ用レーザダイオード４５０に流れる電流が下がり、レーザ光の増幅レベルが下がることによって、制御回路４３０は、光信号である入力信号４０の光レベルを一定にすることができる。一方、制御回路４３０は、後述する出力モニタ用フォトダイオード４９０から電流を上げるように指示されたとき、電源４４０に対して電流を上げるように指示する。これにより、ポンプ用レーザダイオード４５０に流れる電流が上がり、レーザ光の増幅レベルが上がることによって、制御回路４３０は、光信号である入力信号４０の光レベルを一定にすることができる。
【００５９】
また、制御回路４３０は、故障予測部１８０と接続され、あらかじめ定められた時間ごとに電源４４０からレーザダイオード４５０に供給する電流の値を測定して、故障予測部１８０に送信する。故障予測部１８０は、測定された電流の値を入力し、測定された電流の値と、ポンプ用レーザダイオード４５０に流れる電流の値の変化情報と、に基づいて、ポンプ用レーザダイオード４５０の使用開始からの経過時間と電流の値との関係を示す予測曲線を生成する。
【００６０】
電源４４０は、制御回路４３０から電流の増減の指示を受けて、ポンプ用レーザダイオード４５０に対して現在供給している電流より大きいまたは小さい電流を供給する。なお、制御回路４３０から指示がまったくないときは、現状維持のまま電流を供給する。
【００６１】
ポンプ用レーザダイオード４５０は、電源４４０によって供給された電流によりレーザ光を発振させ、発振させたレーザ光をＷＤＭカプラ４６０に送信する。これにより、ポンプ用レーザダイオード４５０は、光信号を増幅させる。
【００６２】
ＷＤＭカプラ４６０は、光アイソレータ４１０から送信された光信号である入力信号４０とポンプ用レーザダイオード４５０から送信されたレーザ光を１本の光ファイバに多重化して光アイソレータ４７０に送信する。
【００６３】
光アイソレータ４７０は、ＷＤＭカプラ４６０によって送信された光信号を分岐カプラ４８０に送信し、何らかの事情により逆方向に戻る光信号を阻止する。
【００６４】
分岐カプラ４８０は、光アイソレータ４７０から送信された光信号を、一定の比率で外部に対して出力信号４１として分岐させ、出力モニタ用フォトダイオード４９０に対して残りの比率で分岐させる。
【００６５】
出力モニタ用フォトダイオード４９０は、分岐カプラ４８０によって送信された光信号の光レベルを測定し、測定結果が基準値よりも大きいとき、制御回路４３０に電流を下げるように指示し、測定結果が基準値よりも小さいとき、制御回路４３０に電流を上げるように指示する。
【００６６】
次に、本実施例にかかる故障予測部１８０の構成について図３を参照しながら説明する。図３は、故障予測部の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、故障予測部１８０は、実測情報入力部５００と、実測情報格納部５１０と、実測情報記憶部５２０と、変化点検出部５３０と、差分情報記憶部５４０と、特性情報記憶部５５０と、予測曲線生成部５６０と、出力部５７０と、を備えて構成される。
【００６７】
実測情報入力部５００は、実測情報である制御回路４３０によってあらかじめ定められた時間ごとに測定されたポンプ用レーザダイオード４５０（以下、レーザダイオードと略する）に流れる電流の値を測定時刻とともに取り込む。なお、実測情報入力部５００は、実測情報をリアルタイムに取り込んでも良いし、一括して取り込んでも良い。
【００６８】
実測情報格納部５１０は、実測情報入力部５００によって取り込まれた電流の値を測定時刻と対にして実測情報記憶部５２０に記憶する。このとき、実測情報格納部５１０は、レーザダイオードの置かれた場所の温度を、実測情報記憶部５２０に記憶する。実測情報格納部５１０は、この温度を、実測情報入力部５００によって実測情報として取り込んでも良いし、別途取り込んでも良い。
【００６９】
実測情報記憶部５２０は、制御回路４３０によってあらかじめ定められた時間ごとに測定されたレーザダイオードに流れる電流の値を測定日時と対にして記憶する。ここで、実測情報記憶部５２０のデータ構造について図４を参照しながら説明する。同図に示すように、実測情報記憶部５２０は、固有情報と、実測情報と、を備えて構成される。
【００７０】
固有情報は、使用するレーザダイオードの識別番号を示すレーザダイオード識別番号と、レーザダイオードの種類を示す部品種別と、レーザダイオードの稼動開始日を示す稼動開始日と、を備えて構成され、レーザダイオードが稼動開始された日に記憶される。また、実測情報は、実測情報入力部５００によって取り込まれた制御回路４３０が測定した測定日時と、レーザダイオードの置かれた場所の温度と、実測情報入力部５００によって取り込まれた制御回路４３０が測定した電流値と、レーザダイオードから発振されるレーザによって増幅された光信号の光レベルを示す出力光パワーと、を含む。なお、温度は、レーザダイオードに可能な限り近い距離にある温度計によって測定されることが好ましい。
【００７１】
図３に戻って、変化点検出部５３０は、実測情報格納部５１０によって記憶された今回の測定時刻における電流の値であって、前回の測定時刻における電流の値から所定値以上変化している電流の値を検出する。以下、この検出された電流の値の測定時刻の時点を変化点というものとする。なお、変化点検出部５３０は、実測情報入力部５００が、測定された電流の値を一括して取り込むとき、任意の測定時刻の電流の値であって直前の測定時刻の電流の値から所定値以上変化している電流の値を検出しても良い。
【００７２】
差分情報記憶部５４０は、変化点検出部５３０によって検出された電流の値および直前の測定時刻における電流の値の差分情報を記憶する。ここで、差分情報記憶部５４０のデータ構造について図５を参照しながら説明する。同図に示すように、差分情報記憶部５４０は、固有情報と、差分情報と、を備えて構成される。
【００７３】
固有情報は、レーザダイオードの種類を示す部品種別を含み、レーザダイオードが稼動開始される前にあらかじめ記憶される。また、差分情報は、変化点の測定日時と、変化点の測定日時のレーザダイオードが置かれた場所の温度と、レーザダイオードの使用開始からの経過時間と、変化点における電流の値と直前の測定時刻における電流の値の差分である電流の差分値と、変化点における出力光パワーの値と直前の測定時刻における出力光パワーの値の差分である出力光パワーの差分値と、を含む。
【００７４】
特性情報記憶部５５０は、変化点における電流の値と、レーザダイオードの部品特性に基づきあらかじめ定められた特性情報であって経過時間に対応したレーザダイオードの故障に至るまでの電流の値の変化を表す特性情報を記憶する。すなわち、特性情報記憶部５５０は、レーザダイオードの使用開始前にされたレーザダイオードの加速試験およびレーザダイオードの部品特性情報によって取得された平均的な故障進行状況を記憶し、レーザダイオードの部品種別ごと且つレーザダイオードが置かれた温度ごとに特性情報を記憶する。ここで、特性情報記憶部５５０のデータ構造について図６を参照しながら説明する。なお、特性情報記憶部５５０は、レーザダイオードが置かれた温度ごとに特性情報を記憶しているが、これに限定するものではない。
【００７５】
同図に示すように、特性情報記憶部５５０は、固有情報と、特性情報と、を備えて構成される。固有情報は、レーザダイオードの種類を示す部品種別を含む。また、特性情報は、レーザダイオードが置かれた場所の温度、変化前の電流の値、最初の変化点の経過時間である変化開始時間、最初の変化点以降の変化点における経過時間と電流値、レーザダイオードが耐えうる電流の限界値を示す過電流限界値、および、レーザダイオードを流れる電流の値が過電流限界値となるまでの時間を示す過電流限界到達時間、を備えて構成される。
【００７６】
図３に戻って、予測曲線生成部５６０は、差分情報格納部５６１と、初回判定部５６２と、予測曲線決定部５６３と、予測曲線修正判定部５６４と、差分情報数判定部５６５と、予測曲線修正部５６６と、変化点時期判定部５６７と、予測曲線シフト部５６８と、故障予測時期算出部５６９と、を備えて構成される。
【００７７】
差分情報格納部５６１は、変化点検出部５３０によって検出された電流の値および直前の測定時刻における電流の値の差分と、検出された電流の値の測定時刻に対応するレーザダイオードの使用開始からの経過時間と、を対にした差分情報を差分情報記憶部５４０に記憶する。
【００７８】
初回判定部５６２は、変化点の検出回数が初回であるか否かを判定する。初回判定部５６２は、変化点の検出回数が初回であるか否かを、図示しないメモリに設定されたフラグによって判定しても良い。すなわち、故障予測部１８０を立ち上げた初期状態のとき、故障予測部１８０は、初回判定のフラグに、初回を示すＯＦＦ（“０”）を記憶し、初回判定部５６２は、当該フラグを参照することにより、初回であるか否かを判定する。また、初回判定部５６２は、初回であるか否かの判定後、初回判定のフラグに、初回の判定完了を示すＯＮ（“１”）を記憶する。
【００７９】
予測曲線決定部５６３は、初回判定部５６２によって変化点の検出回数が初回であると判定されたとき、変化点検出部５３０によって検出された電流の値と、特性情報記憶部５５０に記憶された特性情報と、に基づき、変化点以降における経過時間と電流の値との関係を示す予測曲線を生成する。また、予測曲線決定部５６３は、後述する差分情報数判定部５６５によって差分情報の数が所定の数未満であると判定されるとき、変化点検出部５３０によって検出された電流の値と、特性情報記憶部５５０に記憶された特性情報と、に基づき、既に生成された予測曲線を修正する。
【００８０】
具体的には、予測曲線決定部５６３は、実測情報格納部５１０によって実測情報記憶部５２０に記憶された温度に基づいて、特性情報記憶部５５０の特性情報を読み込む。そして、予測曲線決定部５６３は、読み込んだ特性情報のうち変化開始時間から過電流限界値となる過電流限界到達時間までの経過時間と電流の値との関係を示す曲線式を算出する。この曲線式は、たとえば、多項式近似法を用いて求めることができる。また、予測曲線決定部５６３は、過電流限界値および曲線式を図示せぬメモリに記憶する。
【００８１】
これにより、予測曲線決定部５６３は、特性情報記憶部５５０の特性情報に基づき、経過時間と電流の値との関係を示す予測曲線を生成することによって、変化点の検出回数が初回であっても、実測情報に依存しないで正確にレーザダイオードの故障時期を予測することができる。また、予測曲線決定部５６３は、予測曲線の修正を行うことによって、現状のレーザダイオードの置かれた環境および劣化により変化する電流の値に対応した予測曲線を生成することができ、レーザダイオードの故障時期を正確に行うことができる。
【００８２】
予測曲線修正判定部５６４は、初回判定部５６２によって変化点の検出回数が初回でないと判定されるとき、変化点検出部５３０によって検出された電流の値と、当該電流の値の測定時刻に対応する既に生成された曲線式の電流の値と、の差分が所定値以上であるか否かを判定する。
【００８３】
差分情報数判定部５６５は、予測曲線修正判定部５６４によって差分が所定値以上であると判定されるとき、差分情報記憶部５４０によって記憶された差分情報の数が所定の数以上であるか否かを判定する。
【００８４】
予測曲線修正部５６６は、差分情報数判定部５６５によって差分情報が所定の数以上であると判定されるとき、変化点検出部５３０によって検出された電流の値と、差分情報記憶部５４０の差分情報と、に基づき、曲線式を修正する。具体的には、予測曲線修正部５６６は、実測情報格納部５１０によって実測情報記憶部５２０に記憶された温度に基づいて、差分情報記憶部５４０から差分情報を読み込む。そして、予測曲線修正部５６６は、変化点検出部５３０によって検出された変化点における電流の値と、複数の差分情報のうち変化点に対応する電流の差分値と、から前回の経過時間における電流の値を求める。そして、予測曲線修正部５６６は、求めた電流の値と、差分情報のうち前回の経過時間に対応する電流の差分値と、から前前回の経過時間における電流の値を求め、複数の差分情報分、過去の変化点の電流の値の算出を繰り返す。予測曲線修正部５６６は、算出した過去の変化点の電流の値を用いて、初回の変化点以降における経過時間および電流の値との関係を示す曲線式を算出する。この曲線式は、たとえば、多項式近似法を用いて求めることができる。
【００８５】
これにより、予測曲線修正部５６６は、予測曲線の修正を行うことによって、現状のレーザダイオードの置かれた環境および劣化により変化する電流の値に対応した予測曲線を生成することができ、レーザダイオードの故障時期を正確に予測することができる。また、予測曲線修正部５６６は、差分情報記憶部５４０の差分情報に基づき予測曲線の修正を行うことによって、実測値に基づき予測曲線を修正することができ、レーザダイオードの故障時期をさらに正確に予測することができる。
【００８６】
変化点時期判定部５６７は、変化点検出部５３０によって検出された電流の値に対応するレーザダイオードの使用開始から測定時刻までの経過時間が、当該電流の値に対応する特性情報記憶部５５０の特性情報に表された時間より短いか否かを判定する。具体的には、変化点時期判定部５６７は、変化点検出部５３０によって検出された電流の値の測定時刻をレーザダイオードの使用開始からの経過時間に換算する。そして、変化点時期判定部５６７は、検出された電流の値に対応する特性情報記憶部５５０の特性情報に記憶された経過時間を求める。そして、変化点時期判定部５６７は、換算した経過時間が、特性情報により求めた経過時間より短いか否かを判定する。
【００８７】
予測曲線シフト部５６８は、変化点時期判定部５６７によって換算された経過時間が特性情報により求められた経過時間より短いと判定されたとき、予測曲線決定部５６３によって生成された曲線式を変化点時期判定部５６７によって換算された経過時間に対応した曲線式に修正する。具体的には、予測曲線シフト部５６８は、特性情報記憶部５５０の特性情報に表された経過時間を、変化点時期判定部５６７によって換算された経過時間に移動して、変化開始時間から過電流限界値となる過電流限界到達時間までの経過時間と電流の値との関係を示す曲線式を修正する。
【００８８】
これにより、予測曲線シフト部５６８は、測定された電流の値を考慮して予測曲線を修正することによって、現状のレーザダイオードの置かれた環境および劣化により変化する電流の値に対応した予測曲線を生成することができ、予想外のレーザダイオードの早期劣化に対しても故障時期を正確に予測することができる。
【００８９】
故障予測時期算出部５６９は、予測曲線決定部５６３、予測曲線修正部５６６または予測曲線シフト部５６８によって生成された曲線式と、変化点検出部５３０によって検出された変化点における経過時間と、に基づいて、レーザダイオードの故障時期を算出する。具体的には、故障予測時期算出部５６９は、生成された曲線式から図示せぬメモリに記憶された過電流限界値に対応する経過時間を求め、その経過時間から変化点における経過時間を減算して、故障時期を求める。
【００９０】
出力部５７０は、予測曲線決定部５６３、予測曲線修正部５６６または予測曲線シフト部５６８によって生成された曲線式および図示せぬメモリに記憶された過電流限界値に基づいて、変化点以降における経過時間と電流の値との関係を示す予測曲線を出力する。また、出力部５７０は、故障予測時期算出部５６９によって算出された故障時期を出力する。
【００９１】
このようにして、故障予測部１８０は、変化点以降における経過時間と電流の値との関係を示す予測曲線を生成することによって、レーザダイオードの使用開始からレーザダイオードが電流の値に耐えうる電流の限界値を示す過電流限界値となる時間までの電流の予測を自動的に行うことができ、結果的に、レーザダイオードの故障時期を自動的に予測することができる。
【００９２】
また、光伝送装置は、故障予測部１８０によってレーザダイオードの故障時期を知ることができ、レーザダイオードを含んだ光増幅器を２重化したとき、その故障時期以前の時刻を設定することにより自動的に予備系に切り替えることができ、高い信頼性を保持することができる。なお、保守者が、予測された故障時期以前に手動で予備系に切り替えることとしても良い。
【００９３】
次に、本実施例にかかる故障予測部１８０の処理手順について、図７を参照して説明する。図７は、故障予測部１８０の処理手順を示すフローチャート図である。
【００９４】
まず、制御回路４３０によって測定された電流測定値は、実測情報入力部５００に入力される（Ｓ１００）。このとき、実測情報入力部５００は、電流測定値が測定された測定時刻をともに取り込む。
【００９５】
次に、実測情報入力部５００によって入力された電流測定値は、実測情報格納部５１０によって、実測情報記憶部５２０に記憶される（Ｓ１０１）。このとき、実測情報格納部５１０は、実測情報入力部５００によってともに取り込まれた測定時刻およびレーザダイオードが置かれた場所の温度を実測情報記憶部５２０に記憶する。なお、実測情報格納部５１０は、この温度を別途取り込むものとしても良い。
【００９６】
次に、実測情報格納部５１０によって記憶された電流測定値は、変化点検出部５３０によって、変化点であるか否か判定される（Ｓ１０２）。具体的には、変化点検出部５３０は、実測情報記憶部５２０の実測情報から前回の測定時刻における電流測定値を読み込む。そして、変化点検出部５３０は、実測情報格納部５１０によって記憶された今回の測定時刻における電流測定値が前回の測定時刻における電流測定値から所定値以上変化しているか否かを判定する。
【００９７】
実測情報格納部５１０によって記憶された電流測定値が、変化点検出部５３０によって、変化点でないと判定されたとき（Ｓ１０２Ｎｏ）、処理は終了される。
【００９８】
一方、実測情報格納部５１０によって記憶された電流測定値が、変化点検出部５３０によって、変化点であると判定されたとき（Ｓ１０２Ｙｅｓ）、変化点検出部５３０によって検出された電流測定値と前回の測定時刻における電流測定値との差分情報が、差分情報格納部５６１によって、差分情報記憶部５４０に記憶される（Ｓ１０３）。このとき、差分情報格納部５６１は、変化点検出部５３０によって検出された電流測定値の測定時刻に対応するレーザダイオードの使用開始からの経過時間を差分情報に含めて記憶する。
【００９９】
次に、変化点検出部５３０によって変化点が検出されると、初回判定部５６２によって、変化点の検出回数が初回であるか否かが判定される（Ｓ１０４）。具体的には、初回判定部５６２は、変化点の検出回数が初回であるか否かを示す初回判定フラグを参照して、初回を示すＯＦＦ（“０”）であるときは、初回であると判定し、初回の判定完了を示すＯＮ（“１”）であるときは、初回でないと判定する。なお、初回判定部５６２は、初回であるか否かの判定後、初回判定フラグにＯＮ（“１”）を記憶する。
【０１００】
変化点検出部５３０によって検出された変化点の検出回数が、初回判定部５６２によって初回であると判定されたとき（Ｓ１０４Ｙｅｓ）、変化点検出部５３０によって検出された電流測定値から、予測曲線決定部５６３によって、変化点以降における経過時間と電流の値との関係を示す予測曲線が決定される（Ｓ１０５）。具体的には、予測曲線決定部５６３は、実測情報記憶部５２０に記憶された温度に基づいて、特性情報記憶部５５０から特性情報を読み込む。そして、予測曲線決定部５６３は、読み込んだ特性情報のうち変化開始時間から過電流限界値となる過電流限界到達時間までの経過時間と電流の値との関係を示す曲線式を算出する。このとき、予測曲線決定部５６３は、算出された曲線式および過電流限界値を図示せぬメモリに記憶する。
【０１０１】
次に、変化点検出部５３０によって検出された変化点における測定時刻は、変化点時期判定部５６７によって、所定時刻よりも早期であるか否かが判定される（Ｓ１０９）。具体的には、変化点時期判定部５６７は、変化点検出部５３０によって検出された変化点の測定時刻を経過時間に換算する。そして、変化点時期判定部５６７は、特性情報記憶部５５０の特性情報から、変化点における電流の値と一致する経過時間を求める。そして、変化点時期判定部５６７は、換算した経過時間が、特性情報により求めた経過時間より短いか否かを判定する。
【０１０２】
変化点時期判定部５６７によって、変化点における測定時刻が早期であると判定されたとき（Ｓ１０９Ｙｅｓ）、変化点における経過時間から、予測曲線シフト部５６８によって、予測曲線が修正される（Ｓ１１０）。具体的には、予測曲線シフト部５６８は、特性情報記憶部５５０の特性情報により求めた経過時間を、変化点における経過時間に移動して、曲線式を修正する。
【０１０３】
一方、変化点検出部５３０によって検出された変化点の検出回数が、初回判定部５６２によって初回でないと判定されたとき（Ｓ１０４Ｎｏ）、予測曲線修正判定部５６４によって、変化点における電流測定値が、予測曲線上にあるか否かが判定される（Ｓ１０６）。具体的には、予測曲線修正判定部５６４は、変化点における電流測定値と、当該電流測定値の測定時刻に対応する既に生成された予測曲線の曲線式の電流の値と、の差分が所定値以上であるか否かを判定する。
【０１０４】
変化点検出部５３０によって検出された変化点における電流測定値が、予測曲線修正判定部５６４によって、予測曲線上にあると判定されたとき（Ｓ１０６Ｙｅｓ）、処理は終了される。
【０１０５】
一方、変化点検出部５３０によって検出された変化点における電流測定値が、予測曲線修正判定部５６４によって、予測曲線上にないと判定されたとき（Ｓ１０６Ｎｏ）、差分情報数判定部５６５によって、差分情報記憶部５４０に、差分情報が所定の数分存在するか否かが判定される（Ｓ１０７）。
【０１０６】
差分情報数判定部５６５によって、差分情報が所定の数分存在すると判定されたとき（Ｓ１０７Ｙｅｓ）、変化点検出手段５３０によって検出された電流測定値から、予測曲線修正部５６６によって、予測曲線が修正される（Ｓ１０８）。具体的には、予測曲線修正部５６６は、差分情報記憶部５４０から差分情報を読み込む。そして、予測曲線修正部５６６は、変化点検出部５３０によって検出された電流測定値と、読み込まれた差分情報に属する経過時間および電流の差分値と、によって、予測曲線の曲線式を修正する。
【０１０７】
一方、差分情報数判定部５６５によって、差分情報が所定の数分存在しないと判定されたとき（Ｓ１０７Ｎｏ）、変化点検出部５３０によって検出された電流測定値から、予測曲線決定部５６３によって、再度、予測曲線が決定される（Ｓ１０５）。なお、予測曲線決定部５６３の詳細は、前述したとおりである。
【０１０８】
次に、変化点検出部５３０によって検出された変化点における測定時刻が、変化点時期判定部５６７によって、所定時刻よりも早期であるか否かが判定される（Ｓ１０９）。なお、変化点時期判定部５６７の詳細は、前述したとおりである。
【０１０９】
次に、変化点時期判定部５６７によって、変化点における測定時刻が早期であると判定されたとき（Ｓ１０９Ｙｅｓ）、変化点における経過時間から、予測曲線シフト部５６８によって、予測曲線が修正される（Ｓ１１０）。なお、予測曲線シフト部５６８の詳細は、前述したとおりである。
【０１１０】
次に、予測曲線の曲線式および変化点検出部５３０によって検出された変化点における経過時間から、故障予測時期算出部５６９によって、故障予測時期が算出される（Ｓ１１１）。具体的には、故障予測時期算出部５６９は、決定または修正された予測曲線の曲線式から図示せぬメモリに記憶された過電流限界値に対応する経過時間を求め、その経過時間から変化点における経過時間を減算する。
【０１１１】
次に、予測曲線の曲線式および故障予測時期算出部５６９によって算出された故障予測時期は、出力部５７０によって、図示せぬ端末に出力される（Ｓ１１２）。
【０１１２】
次に、本実施例にかかる故障予測部１８０が入力するレーザダイオードに流れる電流の値によって故障予測を行う原理を、図８を参照して説明する。図８は、本発明にかかる故障予測の原理を示す図である。同図に示すように、図８は、Ｘ軸は時間、Ｙ軸は電流の値を示している。
【０１１３】
実測情報入力部５００は、制御回路の増減の指示によってレーザダイオードに流れる補正された電流であるバイアス電流８０の値を測定時刻とともに取り込む。取り込んだバイス電流８０の値が直前の測定時刻における電流の値から所定値以内である時間が続く。このとき、光信号の光レベルを示す光Ｐｏｗｅｒ８１の出力は、ある一定の水準の出力を持続する。そして、変化点検出部５３０は、ある測定時刻におけるバイアス電流８０の値であって、直前の測定時刻におけるバイアス電流８０の値から所定値以上変化している電流の値に対応する時点を示す変化点８２を検出する。そして、予測曲線決定部５６３または予測曲線修正部５６６は、この変化点８２以降におけるレーザダイオードの使用開始からの時間と電流の値との関係を示す予測曲線を生成する。
【０１１４】
予測曲線のバイアス電流８０の値は、変化点８２以降、時間の経過とともに増加する。一方、光信号の光レベルを示す光Ｐｏｗｅｒ８１の出力は、変化点８２以降、時間の経過とともに減少する。そして、故障予測時期算出部５６９は、予測曲線からレーザダイオードが耐えうる電流の限界値を示す過電流限界値８４に対応する時間を算出し、その時間を故障予測時刻８５とする。このとき、レーザダイオードは、故障発生８３する。そして、故障予測時期算出部５６９は、故障予測時刻８５から変化点８２の時間を減算し、その結果を変化点８２からの故障予測時期を示す予測残存寿命８６とする。
【０１１５】
次に、図９は、本実施例にかかる故障予測部１８０の初回の故障予測を示す図である。同図に示すように、図９は、Ｘ軸は時間、Ｙ軸は電流の値を示している。
【０１１６】
具体的には、予測曲線決定部５６３は、変化点８２のバイアス電流８０の値と、レーザダイオードの部品特性に基づきあらかじめ定められた特性情報記憶部５５０と、に基づき、変化点８２以降におけるレーザダイオードの使用開始からの時間と電流の値との関係を示す予測曲線を生成する。光信号の光レベルを一定にするために必要なバイアス電流８０の値は、一般的に、レーザダイオードの置かれた温度により増減する。そのため、たとえば、レーザダイオードが置かれた場所の温度が２５℃のときよりも５０℃のときの方が、より早く変化点８２に到達する。
【０１１７】
次に、図１０は、本実施例にかかる故障予測部１８０の２回目以降の故障予測を示す図である。同図に示すように、図１０は、Ｘ軸は時間、Ｙ軸は電流の値を示している。
【０１１８】
具体的には、まず、初回判定部５６２によって初回であると判定されたときに、予測曲線決定部５６３は、１回目の変化点ａ８２以降の予測曲線を生成する。次に、初回判定部５６２によって２回目以降である（初回でない）と判定されたとき、且つ、差分情報数判定部５６５によって差分情報記憶部５４０に記憶された差分情報の数が所定の数未満のとき、特性情報記憶部５５０に基づいて、２回目の変化点ｂ８７以降における予測曲線を修正する。また、初回判定部５６２によって２回目以降である（初回でない）と判定されたとき、且つ、差分情報数判定部５６５によって差分情報記憶部５４０に記憶された差分情報の数が所定の数以上のとき、差分情報記憶部５４０に基づいて、２回目の変化点ｂ８７以降における予測曲線を修正する。
【０１１９】
次に、図１１は、本実施例にかかる故障予測部１８０の使用例を示す図である。図１１は、Ｘ軸は時間、Ｙ軸は電流の値を示している。
【０１２０】
具体的には、故障予測部１８０は、変化点８２以降の生成された予測曲線および故障予測時期算出部５６９によって算出された変化点８２以降の故障予測時期を示す予測残存寿命９０を、たとえば端末に出力する。このため、保守者は、出力された予測残存寿命９０を知ることができるとともに、さらに、予測曲線からある時点の傾きを求めて、ある時点からの予測残存寿命９１を求めることができる。
【０１２１】
また、図１２は、本実施例にかかる故障予測部１８０の使用例であり、実測値による変化点がネットワーク設計時の変化点よりも早い場合を示す図である。同図に示すように、図１２は、Ｘ軸は時間、Ｙ軸は電流の値を示している。
【０１２２】
故障予測部１８０は、実測値による変化点９２以降の生成された予測曲線および実測値による予測残存寿命９３を、たとえば端末に出力する。このため、保守者は、生成された予測曲線における予測残存寿命９３と、ネットワーク設計時にあらかじめ予測した変化点９４以降の予測残存寿命９５を照合させることにより、レーザダイオードがネットワーク設計時よりも早期に劣化していることを知ることができる。なお、故障予測部１８０は、ネットワーク設計時の変化点９４以降の電流の値および時間をあらかじめ記憶して、実測値による変化点９２がネットワーク設計時の変化点９４より短いとき、たとえば、アラームを端末に出力しても良い。
【０１２３】
以上のように本実施例によれば、故障予測部１８０は、あらかじめ定められた時間ごとに測定されたレーザダイオードに流れる電流の値を入力し、入力された電流の値を測定時刻と対にして記憶し、記憶されたいずれか一つの測定時刻における電流の値であって、直前の測定時刻における電流の値から所定値以上変化している電流の値を検出し、検出された電流の値と、レーザダイオードの使用開始からの経過時間に対応した電流の値の変化情報と、に基づき、検出された電流の値の測定時刻以降における経過時間と電流の値との関係を示す予測曲線を生成する。
【０１２４】
このため、故障予測部１８０は、レーザダイオードを流れる電流の値が、レーザダイオードが耐えうる電流の限界値を示す過電流限界値に至るまでの電流の予測を自動的に行うことができ、結果的にレーザダイオードの故障時期を予測することができる。
【０１２５】
また、故障予測部１８０は、検出された電流の値および直前の測定時刻における電流の値の差分と、検出された電流の値の測定時刻までの経過時間と、を対にした差分情報を記憶し、検出された電流の値と、当該電流の値の測定時刻に対応する既に生成された予測曲線の電流の値と、の差分が所定値以上であるか否かを判定し、その差分が所定値以上であると判定されるとき、差分情報記憶部５４０によって記憶された差分情報の数が所定の数以上であるか否かを判定し、差分情報の数が所定の数以上と判定されるとき、差分情報記憶部５４０の差分情報に基づき予測曲線を修正し、差分情報の数が所定の数未満と判定されるとき、特性情報記憶部５５０の特性情報に基づき予測曲線を修正する。
【０１２６】
このため、故障予測部１８０は、予測曲線の修正を行うことによって、現状のレーザダイオードの置かれた環境および劣化に対応した予測曲線を修正することができ、レーザダイオードの故障時期を正確に予測することができる。
【０１２７】
以上の実施例を含む実施形態に関し、以下の付記を開示する。
【０１２８】
（付記１）レーザダイオードの故障を予測する故障予測装置であって、
あらかじめ定められた時間ごとに測定されたレーザダイオードに流れる電流の値を入力する入力手段と、
前記入力手段によって入力された電流の値を測定時刻と対にして記憶する記憶手段と、
前記記憶手段によって記憶されたいずれか一つの測定時刻における電流の値であって、直前の測定時刻における電流の値から所定値以上変化している電流の値を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された電流の値と、レーザダイオードの使用開始からの経過時間に対応した電流の値の変化情報と、に基づき、前記検出手段によって検出された電流の値の測定時刻以降における前記経過時間と電流の値との関係を示す予測曲線を生成する生成手段と
を備えたことを特徴とする故障予測装置。
【０１２９】
（付記２）前記生成手段は、
前記検出手段によって検出された電流の値と、レーザダイオードの部品特性に基づきあらかじめ定められた特性情報であって前記経過時間に対応したレーザダイオードの故障に至るまでの電流の値の変化を表す特性情報と、に基づき、予測曲線を生成することを特徴とする付記１に記載の故障予測装置。
【０１３０】
（付記３）前記生成手段は、
前記検出手段によって検出された電流の値および直前の測定時刻における電流の値の差分と、前記検出手段によって検出された電流の値の測定時刻までの前記経過時間と、を対にした差分情報を記憶する差分情報記憶手段と、
前記検出手段によって検出された電流の値と、当該電流の値の測定時刻に対応する既に生成された予測曲線の電流の値と、の差分が所定値以上であるか否かを判定する曲線判定手段と、
前記曲線判定手段によって差分が所定値以上であると判定されるとき、前記差分情報記憶手段によって記憶された差分情報の数が所定の数以上であるか否かを判定する情報数判定手段と、
前記情報数判定手段によって差分情報の数が所定の数以上と判定されるとき、前記差分情報記憶手段の差分情報に基づき前記予測曲線を修正し、前記情報数判定手段によって差分情報の数が所定の数未満と判定されるとき、前記特性情報に基づき前記予測曲線を修正する予測曲線修正手段と、
を含むことを特徴とする付記２に記載の故障予測装置。
【０１３１】
（付記４）前記生成手段は、
前記検出手段によって検出された電流の値の測定時刻までの経過時間が、当該電流の値に対応する前記特性情報に表された時間より短いとき、前記特性情報および前記経過時間に基づき予測曲線を生成すること
を特徴とする付記２に記載の故障予測装置。
【０１３２】
（付記５）レーザダイオードの故障を予測する故障予測方法であって、
あらかじめ定められた時間ごとに測定されたレーザダイオードに流れる電流の値を入力する入力工程と、
前記入力工程によって入力された電流の値を測定時刻と対にして記憶する記憶工程と、
前記記憶工程によって記憶されたいずれか一つの測定時刻における電流の値であって、直前の測定時刻における電流の値から所定値以上変化している電流の値を検出する検出工程と、
前記検出工程によって検出された電流の値と、レーザダイオードの使用開始からの経過時間に対応した電流の値の変化情報と、に基づき、前記検出工程によって検出された電流の値の測定時刻以降における前記経過時間と電流の値との関係を示す予測曲線を生成する生成工程と、
を含むことを特徴とする故障予測方法。
【０１３３】
（付記６）前記生成工程は、
前記検出工程によって検出された電流の値と、レーザダイオードの部品特性に基づきあらかじめ定められた特性情報であって前記経過時間に対応したレーザダイオードの故障に至るまでの電流の値の変化を表す特性情報と、に基づき、予測曲線を生成することを特徴とする付記５に記載の故障予測方法。
【０１３４】
（付記７）前記生成工程は、
前記検出工程によって検出された電流の値および直前の測定時刻における電流の値の差分と、前記検出工程によって検出された電流の値の測定時刻までの前記経過時間と、を対にした差分情報を記憶する差分情報記憶工程と、
前記検出工程によって検出された電流の値と、当該電流の値の測定時刻に対応する既に生成された予測曲線の電流の値と、の差分が所定値以上であるか否かを判定する曲線判定工程と、
前記曲線判定工程によって差分が所定値以上であると判定されるとき、前記差分情報記憶工程によって記憶された差分情報の数が所定の数以上であるか否かを判定する情報数判定工程と、
前記情報数判定工程によって差分情報の数が所定の数以上と判定されるとき、前記差分情報記憶工程の差分情報に基づき前記予測曲線を修正し、前記情報数判定工程によって差分情報の数が所定の数未満と判定されるとき、前記特性情報に基づき前記予測曲線を修正する予測曲線修正工程と、
を含むことを特徴とする付記６に記載の故障予測方法。
【０１３５】
（付記８）前記生成工程は、
前記検出工程によって検出された電流の値の測定時刻までの経過時間が、当該電流の値に対応する前記特性情報に表された時間より短いとき、前記特性情報および前記経過時間に基づき予測曲線を生成すること
を特徴とする付記６に記載の故障予測方法。
【０１３６】
（付記９）レーザダイオードの故障を予測する故障予測装置において用いられる故障予測プログラムであって、
あらかじめ定められた時間ごとに測定されたレーザダイオードに流れる電流の値を入力する入力手順と、
前記入力手順によって入力された電流の値を測定時刻と対にして記憶する記憶手順と、
前記記憶手順によって記憶されたいずれか一つの測定時刻における電流の値であって、直前の測定時刻における電流の値から所定値以上変化している電流の値を検出する検出手順と、
前記検出手順によって検出された電流の値と、レーザダイオードの使用開始からの経過時間に対応した電流の値の変化情報と、に基づき、前記検出手順によって検出された電流の値の測定時刻以降における前記経過時間と電流の値との関係を示す予測曲線を生成する生成手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする故障予測プログラム。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
以上のように、本発明にかかる故障予測装置、故障予測方法および故障予測プログラムは、レーザダイオードの故障を予測するのに有用であり、特に、レーザダイオードを用いた光伝送装置に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１３８】
【図１】本実施例にかかる光伝送システムの全体構成の一例を示す図である。
【図２】本実施例にかかる光増幅器の構成を示す図である。
【図３】本実施例にかかる故障予測部の構成を示す機能ブロック図である。
【図４】本実施例にかかる実測情報記憶部のデータ構造の一例を示す図である。
【図５】本実施例にかかる差分情報記憶部のデータ構造の一例を示す図である。
【図６】本実施例にかかる特性情報記憶部のデータ構造の一例を示す図である。
【図７】本実施例にかかる故障予測部の処理手順を示すフローチャート図である。
【図８】本実施例にかかる故障予測の原理を示す図である。
【図９】初回の故障予測を示す図である。
【図１０】２回目以降の故障予測を示す図である。
【図１１】本実施例にかかる故障予測部の使用例を示す図である。
【図１２】実測値による変化点がネットワーク設計時の変化点よりも早い場合を示す図である。
【符号の説明】
【０１３９】
１８０  故障予測部
５００  実測情報入力部
５１０  実測情報格納部
５２０  実測情報記憶部
５３０  変化点検出部
５４０  差分情報記憶部
５５０  特性情報記憶部
５６０  予測曲線生成部
５６１  差分情報格納部
５６２  初回判定部
５６３  予測曲線決定部
５６４  予測曲線修正判定部
５６５  差分情報数判定部
５６６  予測曲線修正部
５６７  変化点時期判定部
５６８  予測曲線シフト部
５６９  故障予測時期算出部
５７０  出力部
【図１】
0005018510.tif 000002
【図２】
0005018510.tif 000003
【図３】
0005018510.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0005018510.tif 000007
【図７】
0005018510.tif 000008
【図８】
0005018510.tif 000009
【図９】
0005018510.tif 000010
【図１０】
0005018510.tif 000011
【図１１】
0005018510.tif 000012
【図１２】
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