JP2000041002A - レーザ光利用装置および光無線伝送装置 - Google Patents

レーザ光利用装置および光無線伝送装置

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JP2000041002A
JP2000041002A JP10205559A JP20555998A JP2000041002A JP 2000041002 A JP2000041002 A JP 2000041002A JP 10205559 A JP10205559 A JP 10205559A JP 20555998 A JP20555998 A JP 20555998A JP 2000041002 A JP2000041002 A JP 2000041002A
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control unit
automatic power
light source
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Akihiko Oshinomi
章彦 押之見
Hirotake Ito
裕武 伊藤
Masakatsu Kawahara
正勝 川原
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Nakayo Telecommunications Inc
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Japan Telecom Co Ltd
Nakayo Telecommunications Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体レーザの劣化を自動的に検知する。 【解決手段】CPU123は、不揮発性メモリ124に
保存した、初期時においてAPC112がレーザ光のパワーレ
ベルを目標レベルにするために半導体レーザ111に供
給していたバイアス電流値と、現在、APC112が半導体レ
ーザ111に供給しているバイアス電流値を比較し、両
者の差より半導体レーザの劣化を判定する。ただし、両
バイアス電流値の差としては、不揮発性メモリ124に
保存した初期時における半導体レーザ111のパッケー
ジ温度と、現在温度検知器113が検知しているパッケ
ージ温度の差分を補正したものを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光を用いて
遠隔地間で無線伝送を行う光無線伝送システム等のレー
ザ光利用装置において、レーザ光源の劣化を検出する技
術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、ビル間などの伝送ケーブルの
敷設が困難な地点間の伝送に、レーザ光を用いた無線伝
送を行う光無線伝送システムが利用されている。
【0003】図4に、従来の光無線伝送システムの構成
を示す。
【0004】図示するように、光無線伝送システムの基
本構成は、一対の光無線伝送装置10から構成される。
【0005】各光無線伝送装置10は、光伝送制御部1
1と、光ヘッド部12よりなる。また、光ヘッド部12
は送光部13と受光部14からなる。
【0006】このような構成において、送光部13は、
レーザ光源を備え、光伝送制御部11から入力する電気
信号を光信号に変換したレーザ光を、対地側の光伝送装
置10の受光部14に向かって出射し、受光部14は、
対地側の光伝送装置10の送光部13からレーザ光とし
て入射する光信号を電気信号に変換して光伝送制御部1
1に出力する。光伝送制御部11は、有線伝送路から伝
送された信号に応じた電気信号を送光部13に出力し、
受光部14から入力する電気信号に応じた信号を有線伝
送路に伝送する。
【0007】このような構成により、有線伝送路間の信
号を中継する、光無線伝送路が形成される。
【0008】ここで、送光部13のレーザ光源として
は、一般的にレーザダイオードなどの半導体レーザ装置
が用いられる。ここで、半導体レーザ装置は、経年劣化
や温度変化によって、射出するレーザ光のパワーレベル
が変動する性質を有している。このため、送光部13に
は、半導体レーザ装置が射出するレーザ光のパワーレベ
ルを一定レベルに保つ制御を行うオートパワーコントロ
ール(APC)部が設けられることがある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】たとえば、前述したよ
うな光無線伝送装置では、不測の伝送障害の発生を防止
する上からも、送光部のレーザ光源が経年劣化などによ
って正常動作ができなくなる前に、レーザ光源の交換な
どの適切なメンテナンスを施すことが望ましい。しか
し、たとえば、個々のレーザ光源は、その使用環境が異
なり、また、個体差による特性のばらつきがあるため、
個々のレーザ光源が正常動作ができなくなる時期を予め
予測することは困難である。
【0010】一方、発明者らの知見によれば、レーザ光
源の劣化の不可逆性より、レーザ光源が所定程度以上劣
化した場合には、近い将来にレーザ光源が正常に動作し
なくなる可能性が高いとすることができる。したがっ
て、レーザ光源が所定程度以上劣化したときにレーザ光
源の交換などを行えば、レーザ光源が正常に動作しなく
なる前に、レーザ光源を用いる光無線伝送装置などのレ
ーザ光利用装置の適切なメンテナンスを行うことができ
る。
【0011】そこで、本発明は、所定程度以上レーザ光
源が劣化したことを自動的に検知するレーザ光利用装置
を提供することを課題とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】前記課題達成のために、
本発明は、たとえば、レーザ光を射出するレーザ光源を
備えたレーザ光利用装置であって、レーザ光源が射出す
るレーザ光のパワーレベルを、設定された目標レベルに
制御する自動パワー制御部と、初期時における自動パワ
ー制御部の制御量を初期データとして記憶した不揮発性
メモリと、不揮発性メモリに記憶された初期データが表
す制御量と現時点における自動パワー制御部の制御量と
の差が所定レベル以上あった場合に、レーザ光源が劣化
していると判定する劣化判定部とを備えたことを特徴と
するレーザ光利用装置を提供する。
【0013】このようなレーザ光利用装置によれば、レ
ーザ光源が劣化していない初期時において自動パワー制
御部がレーザ光のパワーレベルを設定された目標レベル
とするために行っている制御の制御量を保存し、これを
基準に、実働時に自動パワー制御部の制御量が正常範囲
内にあるかどうかを判定することができる。したがっ
て、レーザ光源が所定程度以上劣化しているかどうかを
自動的に判定することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るレーザ光利用
装置の一実施形態を光無線伝送システムへの適用を例に
とり説明する。
【0015】図1に、本実施形態に係る光無線伝送シス
テムの構成を示す。
【0016】図示するように、本実施形態に係る光無線
伝送システムは、一対の光無線伝送装置100から構成
される。ただし、一対の光無線伝送装置100間に、光
信号の中継を行う中継装置が1または複数配置されてい
てもよい。
【0017】各光無線伝送装置100は、インタフェー
ス変換装置200を介して、伝送網300や端末400
に、有線によって接続されている。インタフェース変換
装置200は、伝送網300や端末400の入出力イン
タフェース、および、光無線伝送装置100の入出力イ
ンタフェース間の変換を行う。
【0018】また、各光無線伝送装置100は、インタ
フェース変換装置200、もしくは、インタフェース変
換装置200および保守用の伝送網(例えば一般電話回
線)を介して保守監視装置500に接続される。ただ
し、保守監視装置500は、各光無線伝送装置100
に、直接に接続されるようにしてもよい。
【0019】次に、各光無線伝送装置100は、光ヘッ
ド部110と光伝送制御部120とよりなる。
【0020】また、光ヘッド部110は、半導体レーザ
111、APC112、温度検知器113、半導体レーザ
駆動部115よりなる送光部と、光電変換素子114を
備えた受光部に分類することができる。
【0021】次に、光伝送制御部120は、インタフェ
ース部125、送信系制御部121、受信系制御部12
2、CPU123、不揮発性メモリ124を有してい
る。
【0022】このような構成において、インタフェース
部125は、インタフェース変換装置200を介して伝
送網300や端末400から入力する伝送信号を、送信
系制御部121に送る。ただし、保守監視装置500か
らの制御信号はCPU123に送る。送信系制御部12
1は、インタフェース部123から送られた伝送信号を
変調して変調信号を生成する。駆動部115は、送信系
制御部121が生成した変調信号に応じた電流値に、AP
C112から送られたバイアス電流値を加算した値をとる駆
動電流で、半導体レーザ111を駆動し、レーザ光を射
出させる。
【0023】一方、光電変換素子114は、受光したレ
ーザ光の強度を電気信号に変換し、受信系制御部122
に送る。受信系制御部122は、受光部112から受け
取った電気信号から伝送信号を復調し、インタフェース
部125、インタフェース変換装置200を介して、伝
送網300や端末400に出力する。
【0024】また、インタフェース部125は、CPU
123から入力する報告信号を保守監視装置500に送
る処理を行う。
【0025】また、光ヘッド部110において、APC112
は、半導体レーザ111の射出するレーザ光のパワーレ
ベルを検出し、このパワーレベルを、CPU123から
設定された目標レベルとなるようにバイアス電流値を制
御する。前述したように、このバイアス電流値に送信系
制御部121が生成した変調信号に応じた電流値を加え
た電流値をとる駆動電流が半導体レーザ111に供給さ
れる。結果、半導体レーザ111は、APC112が決定した
バイアス電流値に従った動作域、パワーレベルでレーザ
光を射出する。結果、目標レベルによって、半導体レー
ザ111の射出するレーザ光のパワーレベルが制御され
る。
【0026】ここで、CPU123は、目標レベルとし
てAからGまでの7段階のレベルのうちの一つのレベルを
APC112に設定する。実働時に、目標レベルとしてして設
定するレベルは、光無線伝送装置100が設置される環
境に応じて設置者あるいは製造時に製造者が、光無線伝
送装置100に設けたスイッチなどによりCPU123
に指定する。具体的には、設置者は、対地側の光無線伝
送装置との距離が大きな場合には、大きなパワーレベル
を表す目標レベルをCPU123に指定し、対地側の光
無線伝送装置との距離が小さな場合には、小さなパワー
レベルを表す目標レベルをすることになる。
【0027】また、温度検知器113は、半導体レーザ
111のパッケージの温度を測定するものである。
【0028】さて、このような構成において、CPU1
23は、電源投入時に図2に示す、初期データ格納処理
を行う。
【0029】図示するように、この処理では、電源が投
入されると(ステップ201)、APC112にAPC目標レ
ベルとして、AからGまでのレベルのまん中のレベルであ
るDレベルを設定し(ステップ202)、3秒から10
秒程度、APC112の動作及び半導体レーザ111のパ
ッケージ温度が安定するのを待ち(ステップ203)、
温度検出器113より半導体レーザ111のパッケージ
温度を取り込む(ステップ204)。
【0030】そして、次に不揮発性メモリ124に、初
期データが格納されているかどうかを調べ(ステップ2
05)、格納されていれば初期データ格納処理を終了す
る。
【0031】一方、不揮発性メモリ124に初期データ
が格納されていない場合には、まず、温度検出器113
より取り込んだパッケージ温度を不揮発性メモリ124
に初期データの一つとして格納する(ステップ20
6)。そして、APC112に設定するAPC目標レベルをA
からGまで一つづつ変化させながら(ステップ207、
210)、各目標レベルについて、APC112が制御し
ているバイアス電流値を検出し(ステップ208)、検
出したバイアス電流値を、そのバイアス電流値を検出し
た時に設定していた目標レベルに対応づけて、不揮発性
メモリ123に各々初期データの一つとして格納する
(ステップ209)。
【0032】そして、初期データ格納処理を終了する。
【0033】以上の処理の結果、初めて電源が投入され
たとき(一般的には工場出荷前)、すなわち、まだ半導
体レーザ111が劣化していない時に、測定されたパッ
ケージ温度と、各目標レベルにおいてAPC112 が半導体
レーザ111に供給しているバイアス電流値が初期デー
タとして不揮発性メモリ124に格納され、その後は、
電源投入時であっても初期データは更新されない。
【0034】また、CPU123は、初期データ格納処
理を終了した後、定期的に図3に示す劣化監視処理を行
う。
【0035】図示するように、この処理では、まず、不
揮発性メモリ124に初期データの一つとして記憶され
ている、現在APC112に設定している目標レベルに対
応したバイアス電流値と、パッケージ温度とを読み出す
(ステップ301、302)。
【0036】次に、温度検出器113より現在の半導体
レーザ111のパッケージ温度を取り込む(ステップ3
93)と共に、APC112が制御している現在のバイア
ス電流値を検出する(ステップ304)。
【0037】そして、半導体レーザ111の劣化判定を
行う(ステップ305)。
【0038】この劣化判定では、不揮発性メモリ124
に初期データの一つとして記憶されているパッケージ温
度と、今回温度検出器113より取り込んだパッケージ
の温度差分、現在のバイアス電流値を補正し、補正した
現在のバイアス電流値と、不揮発性メモリから読み込ん
だバイアス電流値を比較し、その差が所定レベル以上
(たとえば補正した現在のバイアス電流値が不揮発性メ
モリ124から読み込んだバイアス電流値の1.5倍以
上)あれば、半導体レーザ111が劣化していると判定
する。もしくは、補正した現在のバイアス電流値と不揮
発性メモリ124から読み込んだバイアス電流値の差が
所定レベル以上である期間が所定時間(たとえば1秒)
以上継続した場合に、半導体レーザ111が劣化してい
ると判定する。
【0039】ところで、この半導体メモリの劣化判定処
理によって、半導体レーザが劣化していると判定した場
合、CPUは、光無線伝送装置100に備えたアラーム
表示器に所定の表示を行ったり、前記保守監視装置50
0に半導体レーザの劣化を通知したりする。ただし、前
記保守監視装置500への通知は、前記保守監視装置5
00からの要求に応じて行うようにしてもよい。
【0040】以上、本発明の一実施形態について説明し
た。
【0041】以上の実施形態によれば、半導体レーザ1
11が劣化していない時点で測定したAPC112が半導体レ
ーザ111に供給しているバイアス電流値を保存し、こ
れを基準に、実働時にAPC112 が半導体レーザ111に
供給しているバイアス電流値が正常範囲かどうかを判定
することにより、半導体レーザが所定程度以上劣化して
いるかどうかを自動的に判定することができる。また、
保存したバイアス電流値を測定した時点において測定し
たパッケージ温度も保存するので、実働時の各目標レベ
ルにおいてAPC112 が半導体レーザ111に供給してい
るバイアス電流値が正常範囲かどうかを、その時点のパ
ッケージ温度と、保存したバイアス電流値を測定した時
点におけるパッケージ温度差を考慮して判定することが
できる。
【0042】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、所定程
度以上レーザ光源が劣化したことを自動的に検知するレ
ーザ光利用装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る光無線伝送システムの
構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施形態に係る光無線伝送システムが
行う初期データ格納処理の手順を示すフローチャートで
ある。
【図3】本発明の実施形態に係る光無線伝送システムが
行う劣化監視処理の手順を示すフローチャートである。
【図4】従来の光無線伝送システムの構成を示すブロッ
ク図である。
【符号の説明】
100 光無線伝送装置、110 光ヘッド部、111
半導体レーザ、112APC、113 温度検知器、1
14 光電変換素子、120 光伝送制御部、121
送信系制御部、122 受信系制御部、123 CP
U、124 不揮発性メモリ、125 インタフェース
部、200 インタフェース変換装置、300 伝送
網、400 端末、500 保守監視装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 裕武 東京都渋谷区桜丘町24番4号 株式会社ナ カヨ通信機内 (72)発明者 川原 正勝 東京都中央区八丁堀四丁目7番1号 日本 テレコム株式会社内 Fターム(参考) 5K002 AA05 BA13 CA08 CA09 CA11 EA05 FA03 GA04

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】レーザ光を射出するレーザ光源を備えたレ
    ーザ光利用装置であって、 レーザ光源が出するレーザ光のパワーレベルを、設定さ
    れた目標レベルに制御する自動パワー制御部と、 初期時における自動パワー制御部の制御量を初期データ
    として記憶した不揮発性メモリと、 不揮発性メモリに記憶された初期データが表す制御量と
    現時点における自動パワー制御部の制御量との差が所定
    レベル以上あった場合に、レーザ光源が劣化していると
    判定する劣化判定部とを備えたことを特徴とするレーザ
    光利用装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載のレーザ光利用装置であっ
    て、 レーザ光源の温度を検知する温度検知部を有し、 前記不揮発性メモリは、前記初期データとして、初期時
    におけるレーザ光源の温度を記憶し、 前記劣化判定部は、不揮発性メモリに記憶された初期デ
    ータが表す制御量と現時点における自動パワー制御部の
    制御量との間の制御量の変動量から、不揮発性メモリに
    記憶された初期データが表す温度と現時点において温度
    検知部が検知している温度との温度差による制御量の変
    動分を除いた変動量を、前記不揮発性メモリに記憶され
    た初期データが表す制御量と現時点における自動パワー
    制御部の制御量との差として算出することを特徴とする
    レーザ光利用装置。
  3. 【請求項3】請求項1または2記載のレーザ光利用装置
    であって、 前記自動パワー制御部に、複数の目標候補レベルのうち
    から選択された一つの目標候補レベルを前記目標レベル
    として設定する目標レベル設定部を有し、 前記不揮発メモリは、前記初期データとして、初期時に
    おいて、前記複数の目標候補レベルの各々を目標レベル
    として設定した各状態における自動パワー制御部の制御
    量を、各状態において目標レベルとして設定した目標候
    補レベルと対応づけて記憶し、 前記劣化判定部は、不揮発性メモリに初期データとして
    記憶されている、現時点において自動パワー制御部に目
    標レベルとして設定されている目標候補レベルに対応づ
    けられた制御量と、現時点における自動パワー制御部の
    制御量との差が所定レベル以上あった場合に、レーザ光
    源が劣化していると判定することを特徴とするレーザ光
    利用装置。
  4. 【請求項4】請求項1、2、または3記載のレーザ光利
    用装置であって、 前記不揮発性メモリに前記初期データが記憶されていな
    い場合にのみ、前記初期データを収集し、前記不揮発性
    メモリに記憶する手段を有することを特徴とするレーザ
    光利用装置。
  5. 【請求項5】請求項1、2、3または4記載のレーザ光
    利用装置であって、 前記劣化判定部がレーザ光源が劣化していると判定した
    場合に、レーザ光源の劣化をレーザ光利用装置の外部に
    対して通知する通知部を有することを特徴とするレーザ
    光利用装置。
  6. 【請求項6】伝送信号を変換したレーザ光を射出するレ
    ーザ光源を備えた送光系と、レーザ光を受光し伝送信号
    に変換する受光系とを備えた、光無線伝送を行う光無線
    伝送装置であって、 前記レーザ光源が射出するレーザ光のパワーレベルを、
    設定された目標レベルに制御する自動パワー制御部と、 初期時における自動パワー制御部の制御量を初期データ
    として記憶した不揮発性メモリと、 不揮発性メモリに記憶された初期データが表す制御量と
    現時点における自動パワー制御部の制御量との差が所定
    レベル以上あった場合に、レーザ光源が劣化していると
    判定する劣化判定部とを備えたことを特徴とする光無線
    伝送装置。
  7. 【請求項7】射出するレーザ光のパワーレベルを設定さ
    れた目標レベルに制御する自動パワー制御が行われるレ
    ーザ光源の、劣化を検出する劣化検出方法であって、 初期時において、自動パワー制御部の制御量を初期デー
    タとして保存し、 現時点における自動パワー制御部の制御量を検出し、 保存した初期データが表す制御量と検出した現時点にお
    ける自動パワー制御部の制御量との差が所定レベル以上
    あった場合に、レーザ光源が劣化していると判定するこ
    とを特徴とするレーザ光源の劣化判定方法。
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