(57)【要約】【課題】熱暴走によって光出力が自動停止された場合に、周辺温度に応じて適切なタイミングで光出力を復旧させること。【解決手段】この光送信器１は、ＬＤ２、ＬＤ駆動回路５、モニタ用ＰＤ４、ＬＤ２の駆動電流を制御するＡＰＣ回路６、温度モニタ３、及びコントローラ７を備え、コントローラ７は、駆動電流に含まれるバイアス電流Ｉｂをモニタし、バイアス電流Ｉｂのモニタ値がシャットダウン閾値を超えた場合に光信号Ｓｏｕｔを停止するようにＡＰＣ回路６を制御し、光信号Ｓｏｕｔの停止直前におけるモニタ信号の値が故障判別閾値を超えていた場合は、周辺温度のモニタ値が復旧判定閾値よりも低くなったことを契機に光信号Ｓｏｕｔの生成を再開するようにＡＰＣ回路６を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を生成するレーザダイオードと、
前記レーザダイオードに駆動電流を供給する駆動回路部と、
前記光信号をモニタするフォトダイオードと、
前記フォトダイオードから出力されたモニタ信号に応じて前記駆動電流を制御するＡＰＣ回路部と、
周辺温度をモニタする温度モニタ部と、
前記光信号の停止を制御する発光制御部とを備え、
前記発光制御部は、前記駆動電流に含まれるバイアス電流をモニタし、前記バイアス電流が所定のシャットダウン閾値を超えた場合に前記光信号を停止するように前記ＡＰＣ回路部を制御し、
前記光信号の停止直前における前記モニタ信号が所定の故障判別閾値を超えていた場合は、前記周辺温度が所定の復旧判定閾値よりも低くなったことを契機に前記光信号の生成を再開するように前記ＡＰＣ回路部を制御する、
ことを特徴とする光送信器。
【請求項２】
レーザダイオードを含む光送信器の制御方法であって、
該レーザダイオードに供給するバイアス電流が所定のシャットダウン閾値を超えた時に該レーザダイオードを停止させ、
該停止の直前の該レーザダイオードの発光強度が所定の故障判定閾値を超えていた場合に、該レーザダイオードの周辺温度が所定の復旧判定閾値よりも低くなったことを契機に該レーザダイオードの発光を再開させる、
ことを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信に用いられる光送信器及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動パワー制御（ＡＰＣ : Automatic Power Control）機能を有する光通信用の光データリンクが用いられている。このＡＰＣ制御により、光データリンクの光出力の平均パワーとその消光比が安定化される。具体的には、光データリンク内に設けられたモニタ用フォトダイオード（以下、ＰＤともいう）によってレーザダイオード（以下、ＬＤともいう）の光出力を測定し、得られた測定値が一定となるようにＬＤに供給されるバイアス電流及び変調電流を調整する。
【０００３】
また、光データリンクにおけるＡＰＣ回路としては、ＬＤの損傷の防止や安全性の確保等の観点から、ＬＤに供給するバイアス電流を監視し、そのバイアス電流値が増大したときにアラームを発出させるような回路や、発光素子が異常温度になったことを検出したときに光出力の制御を停止する回路が用いられている（下記特許文献１〜３参照）。
【特許文献１】特開２０００−０２２６３１号公報
【特許文献２】米国特許第６，９５２，５３１号
【特許文献３】特開２００５−１３５９６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したようなＡＰＣ制御の異常状態の原因としては、（ａ）光出力モニタ部の故障によるＬＤの過発光、（ｂ）ＬＤの周囲温度上昇時のスロープ効率低下による駆動電流の増大（以下、「熱暴走」という）が挙げられる。そこで、従来のＡＰＣ制御では、バイアス電流の異常値を検出することで上記（ａ）及び（ｂ）の両方の状態を検出して光信号のシャットダウン（停止）を行っていた。また、発光素子の周辺が異常温度になったことを検出することで上記（ｂ）の状態を検出して光信号のシャットダウンを行っていた。
【０００５】
しかしながら、上述した従来技術においては、いったんシャットダウンされた光出力を復旧させる方法としては、外部から光データリンクへの制御信号の入力によってＡＰＣの動作を再起動させる方法が用いられているため、光信号の復旧に時間を要してしまう傾向にあった。すなわち、従来の回路によっては上記（ａ）及び上記（ｂ）の状態を明確に区別することができないため、上記（ｂ）の状態から周辺温度が正常に戻った場合等であっても外部制御により光出力を復旧させる必要があり、光信号の停止時間が長くなってしまう場合があった。
【０００６】
そこで、本発明は、かかる課題に鑑みて為されたものであり、熱暴走によって光出力が自動停止された場合に、周辺温度に応じて適切なタイミングで光出力を復旧させることが可能な光送信器及びその制御方法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】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の光送信器は、光信号を生成するレーザダイオードと、レーザダイオードに駆動電流を供給する駆動回路部と、光信号をモニタするフォトダイオードと、フォトダイオードから出力されたモニタ信号に応じて駆動電流を制御するＡＰＣ回路部と、周辺温度をモニタする温度モニタ部と、光信号の停止を制御する発光制御部とを備え、発光制御部は、駆動電流に含まれるバイアス電流をモニタし、バイアス電流が所定のシャットダウン閾値を超えた場合に光信号を停止するようにＡＰＣ回路部を制御し、光信号の停止直前におけるモニタ信号が所定の故障判別閾値を超えていた場合は、周辺温度が所定の復旧判定閾値よりも低くなったことを契機に光信号の生成を再開するようにＡＰＣ回路部を制御する、
ことを特徴とする。
【０００８】
或いは、本発明の制御方法は、レーザダイオードを含む光送信器の制御方法であって、該レーザダイオードに供給するバイアス電流が所定のシャットダウン閾値を超えた時に該レーザダイオードを停止させ、該停止の直前の該レーザダイオードの発光強度が所定の故障判定閾値を超えていた場合に、該レーザダイオードの周辺温度が所定の復旧判定閾値よりも低くなったことを契機に該レーザダイオードの発光を再開させる、ことを特徴とする。
【０００９】
このような光送信器及びその制御方法によれば、発光制御部によりＬＤに供給される駆動電流に含まれるバイアス電流がモニタされ、そのモニタ値が増大した場合に光信号を自動的にシャットダウンするようにＡＰＣ回路部が制御される。そして、光信号のシャットダウン直前の光信号のモニタ信号が障害判別閾値を超えている場合は熱暴走が発生していると判断されるとともに、温度モニタ部からの周辺温度のモニタ値が復旧判定閾値より低くなったタイミングで熱暴走が復旧したと判定されて、そのタイミングに応じて光信号の生成を再開するようにＡＰＣ回路部が制御される。これにより、駆動電流の異常時に回路周辺の温度異常による熱暴走の発生と、光信号のモニタ部の故障とを正確に判別することができ、その判別結果に応じた適切なタイミングで光出力を自動的に停止及び復旧させることができる。その結果、ＬＤの故障の問題や安全性の問題を生じさせることなく光通信の中断を最小限にとどめることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の光送信器によれば、熱暴走によって光出力が自動停止された場合に、周辺温度に応じて適切なタイミングで光出力を復旧させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る光送信器及びその制御方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１２】
図１は、本発明の好適な一実施形態にかかる光送信器１の概略構成を示す回路ブロック図である。光送信器１は、データ入力信号Ｖｉｎを光ファイバ等の光伝送路に送出する光信号Ｓｏｕｔに変換する。同図に示すように、光送信器１は、ＬＤ２と、ＬＤ２の周辺に設けられた温度モニタ（温度モニタ部）３と、モニタ用ＰＤ４と、ＬＤ駆動回路（駆動回路部）５と、ＡＰＣ回路（ＡＰＣ回路部）６と、コントローラ（発光制御部）７とを備えている。以下、各構成要素について詳細に説明する。
【００１３】
ＬＤ２のアノードにはバイアス電圧ＶＣＣが印加され、ＬＤ２のカソードにはＬＤ駆動回路５が接続されている。ＬＤ駆動回路５は、データ入力信号Ｖｉｎのレベルに応じて変調電流Ｉｍを生成し、その変調電流Ｉｍをバイアス電流Ｉｂに重畳させて駆動電流Ｉｍ＋Ｉｂを生成し、その駆動電流Ｉｍ＋ＩｂをＬＤ２に供給する。このようなＬＤ駆動回路５の回路構成としては、例えば、トランジスタ、電流源等を含む差動駆動方式の回路構成が挙げられる。駆動電流Ｉｍ＋Ｉｂが供給されたＬＤ２は、その駆動電流Ｉｍ＋Ｉｂで決まる平均光出力レベル及び消光比で光信号Ｓｏｕｔを生成し出力する。このＬＤ駆動回路５は、平均光出力レベル及び消光比を所定値に保つために、ＡＰＣ回路６から駆動電流制御信号Ｃ１を受けて、その駆動電流制御信号Ｃ１に応じてＬＤ２に供給する変調電流Ｉｍ及びバイアス電流Ｉｂを調整する。
【００１４】
また、ＬＤ駆動回路５は、バイアス電流Ｉｂの値を測定する機能も有し、バイアス電流Ｉｂの測定値を示すバイアス電流モニタ信号Ｍ２をコントローラ７に送出する。
【００１５】
上記のような駆動電流Ｉｍ＋Ｉｂの制御を実現するために、ＬＤ２の光信号Ｓｏｕｔの光強度をモニタするためのモニタ用ＰＤ４が、ＬＤ２に並列に接続されている。モニタ用ＰＤ４が生成する光信号Ｓｏｕｔの光強度のモニタ信号Ｍ１は、ＡＰＣ回路６及びコントローラ７に入力され、ＡＰＣ回路６は、モニタ信号Ｍ１に基づいて、光信号Ｓｏｕｔの平均光出力レベル及び消光比が所定値に近づくように駆動電流Ｉｍ＋Ｉｂを制御する。すなわち、ＡＰＣ回路６は、駆動電流Ｉｍ＋Ｉｂを調整するための駆動電流制御信号Ｃ１を生成し、ＬＤ駆動回路５に送る。
【００１６】
また、ＡＰＣ回路６は、コントローラ７から入力されるシャットダウン制御信号Ｃ２がアクティブにされた（アサートされた）こと応じて、ＬＤ駆動回路５からの駆動電流Ｉｍ＋Ｉｂを停止して、ＬＤ２の光出力をシャットダウンするように制御する機能も有する。さらに、ＡＰＣ回路６は、シャットダウン制御信号Ｃ２が解除（ネゲート）されると、ＬＤ駆動回路５からの駆動電流Ｉｍ＋Ｉｂの供給を再開させて、ＬＤ２の光出力を復旧させるように制御する。
【００１７】
コントローラ７は、ＣＰＵ、メモリ、データ入出力バス等を備える制御回路であり、モニタ用ＰＤ４から光信号Ｓｏｕｔの光強度モニタ信号Ｍ１を、ＬＤ駆動回路５からバイアス電流Ｉｂのモニタ信号であるバイアス電流モニタ信号Ｍ２を、それぞれ受ける。また、コントローラ７にはＬＤ２の周辺温度をモニタする温度モニタ３が接続されており、コントローラ７は、温度モニタ３から温度モニタ信号Ｍ３を受け、光強度モニタ信号Ｍ１、バイアス電流モニタ信号Ｍ２、及び温度モニタ信号Ｍ３に基づいて、光信号Ｓｏｕｔの停止及び復旧を制御する。
【００１８】
具体的には、コントローラ７は、バイアス電流モニタ信号Ｍ２を監視し、バイアス電流モニタ信号Ｍ２のレベルがシャットダウン閾値Ａ２を超えた場合はＡＰＣ制御において異常状態が発生したと判断して、その判断に伴って、以下のようにして異常状態のモードの判別を行う。ＡＰＣ制御の異常状態のモードとしては、（ａ）モニタ用ＰＤ等を含む光出力モニタ部の故障によるＬＤの過発光の場合と、（ｂ）周囲温度上昇による熱暴走の場合とが存在し、（ａ）の状態においては光強度モニタ信号Ｍ１の値がほぼゼロになる。
【００１９】
このことを利用して、コントローラ７は、光強度モニタ信号Ｍ１のレベルが障害判別閾値Ａ１以下の場合は、上記（ａ）の状態にあると判別して、シャットダウン制御信号Ｃ２をアサートしてＡＰＣ回路６に入力する。これにより、ＬＤ２の光出力がシャットダウンされる。
【００２０】
これに対して、コントローラ７は、光強度モニタ信号Ｍ１のレベルが障害判別閾値Ａ１より大きい場合は、上記（ｂ）の熱暴走状態にあると判別して、シャットダウン制御信号Ｃ２をアサートしてＬＤ２の光出力をシャットダウンするように制御すると同時に、ＬＤ２の周辺温度の監視を開始する。そして、コントローラ７は、温度モニタ信号Ｍ３の示す温度値と復旧判定閾値Ａ３との比較を行い、温度値が復旧判定閾値Ａ３よりも低くなったことを契機に熱暴走状態が解消されたと判断し、シャットダウン制御信号Ｃ２をネゲートしてＬＤ２の光出力を復旧させるように制御する。
【００２１】
また、コントローラ７は、外部から入力される外部制御信号Ｃ３に応じて、シャットダウン制御信号Ｃ２をネゲートしてＬＤ２の光出力を復旧させる機能も有している。
【００２２】
次に、図２を参照して、図１の光送信器１の光出力の停止制御時の動作について説明する。
【００２３】
光送信器１が起動中の状態、すなわち光出力のＡＰＣ制御が行われている間においては、コントローラ７によってバイアス電流モニタ信号Ｍ２のレベルとシャットダウン閾値Ａ２とが常時比較される（ステップＳ０１）。その結果、バイアス電流モニタ値がシャットダウン閾値Ａ２より大きい場合は（ステップＳ０１；ＹＥＳ）、コントローラ７によって光強度モニタ信号Ｍ１のレベルと障害判別閾値Ａ１とが比較されることにより、光出力の停止直前のＡＰＣ制御の異常状態のモードが判別される（ステップＳ０２）。
【００２４】
判別の結果、光強度モニタ値が障害判別閾値Ａ１以下である場合は（ステップＳ０２；ＹＥＳ）、光出力モニタ部の故障状態にあると判別されて、コントローラ７によってシャットダウン制御信号Ｃ２がアサートされてＡＰＣ回路６に入力される（ステップＳ０３）。その後、光出力モニタ部の故障が修復されると、外部からコントローラ７に外部制御信号Ｃ３が入力されることによって、シャットダウン制御信号Ｃ２がネゲートされる（ステップＳ０４）。これにより、ＬＤ２の光出力が正常に復旧されて、処理がステップＳ０１に戻される。
【００２５】
一方、光強度モニタ値が障害判別閾値Ａ１を超えている場合は（ステップＳ０２；ＮＯ）、熱暴走状態にあると判別されて、コントローラ７によってシャットダウン制御信号Ｃ２がアサートされてＡＰＣ回路６に入力される（ステップＳ０５）。それと同時に、コントローラ７によりＬＤ２の周辺温度の監視が開始される（ステップＳ０６）。この監視により、周辺温度のモニタ値が復旧判定閾値Ａ３よりも低くなったと判定された場合（ステップＳ０６；ＹＥＳ）、熱暴走状態が解消されたと判断されてシャットダウン制御信号Ｃ２がネゲートされる（ステップＳ０７）。これにより、ＬＤ２の光出力が正常に自動復旧されて、処理がステップＳ０１に戻される。
【００２６】
以上説明した光送信器１によれば、コントローラ７によりＬＤ２に供給される駆動電流に含まれるバイアス電流Ｉｂがモニタされ、そのモニタ値が増大した場合に光信号Ｓｏｕｔを自動的にシャットダウンするようにＡＰＣ回路６が制御される。そして、光信号Ｓｏｕｔのシャットダウン直前の光信号Ｓｏｕｔのモニタ信号が障害判別閾値Ａ１を超えている場合は熱暴走が発生していると判断されるとともに、温度モニタ３からの周辺温度のモニタ値が復旧判定閾値Ａ３より低くなったタイミングで熱暴走が復旧したと判定されて、そのタイミングに応じて光信号Ｓｏｕｔの生成を再開するようにＡＰＣ回路６が制御される。これにより、バイアス電流Ｉｂの異常時に回路周辺の温度異常による熱暴走の発生と、光信号Ｓｏｕｔのモニタ部の故障とを正確に判別することができ、その判別結果に応じた適切なタイミングで光出力Ｓｏｕｔを自動的に停止及び復旧させることができる。その結果、ＬＤの故障の問題や安全性の問題を生じさせることなく光通信の中断を最小限にとどめることができる。
【００２７】
つまり、従来では光出力がシャットダウンされた光送信器を復旧させる方法としては、外部からの何らかの制御信号の入力によって行うことが一般的であった。その一方で、熱暴走によってバイアス電流が異常増加している場合は、周辺温度が下がった時点で自動復旧することが望ましい。例えば、装置冷却用のファンが故障して冷却能力が低下したことが原因でシャットダウンが発生した場合は、光送信器自体を再起動することなくファンの修理が完了したタイミングで自動復旧することが、光出力の停止を最小限にする観点から見て効率的である。本実施形態の光送信器１によれば、熱暴走状態で光出力をシャットダウンした後に周辺温度が正常に戻ると自動復旧し、かつ、光出力モニタ部の故障が原因の場合には周辺温度に関わらずシャットダウン状態を継続する機能が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の好適な一実施形態にかかる光送信器の構成を示す回路ブロック図である。
【図２】図１の光送信器１の光出力の停止制御時の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２９】
１…光送信器、２…ＬＤ、３…温度モニタ（温度モニタ部）、４…モニタ用ＰＤ、５…ＬＤ駆動回路（駆動回路部）、６…ＡＰＣ回路（ＡＰＣ回路部）、７…コントローラ（発光制御部）、Ｓｏｕｔ…光信号。      
【図１】
2009111730.tif 000003
【図２】
2009111730.tif 000004