JP3729045B2 - 光モジュールの異常検出方法及びその装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ファイバ伝送システムなどに使われる光モジュールの予防保守に関し、特に光モジュールの異常を検出する方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光モジュールは、電気信号を光信号に、またその逆に光信号を電気信号に変換するデバイスであり、例えば、コンピュータ間を光ファイバで接続して高速に信号を入出力するインタフェース部分などに用いられている。
【０００３】
図６に光モジュールの内部構成例を示す。光モジュール１０は、例えばＳＦＦ(Small Form Factor) の場合には、ＬＤ（レーザダイオード，半導体レーザ）１１、モニタＰＤ１２及びＬＤドライバ（ＬＤ駆動回路）１３で送信系が主に構成され、ＰＤ１４及びＰＤ増幅器１５で受信系が主に構成され、図示は省略しているがピン配列やピンアサインなどはＳＦＦのマルチソース合意に基づいている。光モジュール１０の外部にパラレル信号をシリアル信号に変換するＰ／Ｓ変換ＬＳＩ１６と、シリアル信号をパラレル信号に変換するＳ／Ｐ変換ＬＳＩ１７とを接続することで、図示しないコンピュータ内部のパラレルのデータ信号をシリアル化して別のコンピュータへと伝送することができ、逆に他のコンピュータからのデータ信号をパラレル化して、自身のコンピュータ内に取り込むことができる。
【０００４】
例としてファイバチャネル規格の場合、５３．１２５ＭＨｚで２０ビットのパラレルに通信されているデータ信号をＰ／Ｓ変換ＬＳＩ１６を通して１．０６２５Ｇｂｐｓのシリアル信号として光モジュール１０へ入力し、光モジュール１０から同じ速度で他の光モジュールへ送信する。逆に他の光モジュールから受信した１．０６２５Ｇｂｐｓのシリアル信号をＳ／Ｐ変換ＬＳＩ１７へ入力し、これを５３．１２５ＭＨｚ、２０ビットのパラレル信号として、Ｓ／Ｐ変換ＬＳＩ１７はコンピュータ側へ出力することになる。
【０００５】
光モジュール１０の内部では、Ｐ／Ｓ変換ＬＳＩ１６より入力されたシリアル信号（送信信号）はＬＤドライバ１３へ伝えられ、ＬＤドライバ１３はこの信号と直流のバイアス電流とを重畳した信号でＬＤ１１に変調をかけて送信することになる。このとき、ＬＤ１１の光出力の一部をモニタＰＤ１２で受光し、モニタ電流としてＬＤドライバ１３にフィードバックし、ＬＤドライバ１３の有するオートパワーコントロール（ＡＰＣ（Auto Power Control））機能により、このモニタ電流をもとにＬＤ１１の光出力レベルが一定になるようにＬＤ１１のバイアス電流値を制御する。逆に、ＰＤ１４で受信したシリアル信号はＰＤ増幅器１５を通して、ロジックレベルの大きさに増幅され、Ｓ／Ｐ変換ＬＳＩ１６へと出力される。
【０００６】
ところで、信頼度の高いコンピュータネットワークシステムを実現する上で、光モジュールも高い信頼性が要求されるため、その予防保守の必要性が高まっている。ここで、光モジュールの予防保守とは、故障する確率が高まったと考えられる異常が発生したときに、完全に故障に至る前に正常なモジュールと交換し、故障の発生を未然に防止する措置を言う。
【０００７】
光モジュールの予防保守へ応用可能な技術の一例が、特開２０００−２２６３１号公報に記載されている。同公報に記載の技術（以下、従来技術と称す）では、信号光源として使われるＬＤのバイアス電流を予め設定した閾値と常時比較し、閾値を超えてバイアス電流が増大した場合にはバイアス異常のアラームを発生するとともに、ＡＰＣによるＬＤの出力光レベル一定の自動的な出力光制御動作を、予め設定した固定の光パワー出力動作に切り替えるようにしている。ここで、前記閾値としては、これ以上印加するとＬＤが破壊を生じる電流値である絶対定格の直前のバイアス電流値を設定するようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術によれば、ＬＤのバイアス電流が予め設定された閾値を超えた場合に、バイアス異常のアラームを発生し、且つＬＤの損傷につながるバイアス電流の過度の増大を抑えるため、光モジュールの信頼性が向上する。また、アラームの発生時点で直ちに正常な部品と交換すれば、光モジュールの故障を未然に防止できると考えられる。しかし、この従来技術を光モジュールの予防保守に応用した場合には、以下のような課題がある。
【０００９】
（１）故障する確率が高まったと考えられる異常の発生を検出するための閾値を設定する作業が比較的面倒である。その理由は、バイアス電流値を監視対象とする場合、時間的余裕をもって予防保守が行えるようにするためには、ＬＤの正常状態でのバイアス電流値より所定値Δだけ値の大きなバイアス電流値（勿論、絶対定格のバイアス電流値以下である必要がある）を閾値に設定するのが望ましいが、ＬＤの特性のバラツキにより正常状態でのバイアス電流値にはＬＤ毎のバラツキがあるため、閾値を設定するには、以下のような手順を踏む必要があるからである。
（ａ）個々のＬＤの正常状態でのバイアス電流値を測定する。
（ｂ）個々のＬＤ毎に、測定したバイアス電流値より所定値Δだけ値の大きな閾値を計算する。
（ｃ）計算した閾値を、個々の光モジュールの異常検出用の閾値として設定する。
【００１０】
例えば、所定値Δを２０ｍＡとすると、或るＬＤａの正常状態でのバイアス電流値が２３０ｍＡであった場合には、２５０ｍＡをそのＬＤａの異常検出用の閾値に設定し、別のＬＤｂの正常状態でのバイアス電流値が２３５ｍＡであった場合には、そのＬＤｂには異常検出用の閾値として２５５ｍＡを設定する。バイアス電流値の測定および閾値の計算と設定は、各ＬＤ毎に行う必要があり、他のＬＤ用の閾値を設定してしまうことがないように管理する必要がある。
【００１１】
（２）光モジュールの改造が必要になり、市販の光モジュールそのものへの適用が困難である。その理由は、ＬＤのバイアス電流は光モジュールの内部で生成されている為、それを閾値と比較してアラームを発生するには、（ａ）バイアス電流と閾値とを比較してアラームを発生する回路を光モジュール自体に組み込む、
（ｂ）バイアス電流を取り出すモニタ端子を光モジュールに設け、モジュール外部にモニタ端子から出力されるバイアス電流と閾値とを比較してアラームを発生する回路を設ける等、光モジュール自体の改造が必要になるためである。
【００１２】
（３）光モジュール内のＬＤ以外の部品の異常を検出できない。その理由は、ＬＤのバイアス電流を監視対象としているためである。
【００１３】
本発明はこのような事情に鑑みて提案されたものであり、第１の目的は、故障する確率が高まったと考えられる異常の発生を検出するための閾値の設定を簡易に行える、光モジュールの異常検出方法及びその装置を提供することにある。
【００１４】
本発明の第２の目的は、光モジュール自体を改造する必要がなく、市販の光モジュールそのものへの適用が可能な、光モジュールの異常検出方法及びその装置を提供することにある。
【００１５】
本発明の第３の目的は、光モジュール中のＬＤ等の送信光源だけでなく他の部品の経時的な劣化による異常も検出することができる、光モジュールの異常検出方法及びその装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の光モジュールの異常検出方法は、送信光源と該送信光源の光出力のモニタ光を受光する受光素子のモニタ電流の値を一定に保つことにより送信光源の光出力を一定にするオートパワーコントロール機能を有するドライバとを含む光モジュールの異常検出方法であって、下記のステップを含む。
（ａ）光モジュールの所定箇所を流れる電流値、即ち光モジュールに電源を供給する電源ラインの電流の値を検出するステップ
（ｂ）検出された電流値の過去の値（例えば、光モジュールの使用開始当初における前記所定箇所を流れる電流の値、または、現在より所定時間だけ過去の時刻における前記所定箇所を流れた電流の値）を記憶するステップ
（ｃ）記憶された過去の値と現在検出された値との差分値またはその差分値の前記過去の値に対する割合を求めるステップ
（ｄ）求められた差分値または割合が予め定められた閾値を超えたときに、予防保守の必要性を示すアラーム信号を発生するステップ
【００１７】
また本発明の光モジュールの異常検出装置は、送信光源と該送信光源の光出力のモニタ光を受光する受光素子のモニタ電流の値を一定に保つことにより送信光源の光出力を一定にするオートパワーコントロール機能を有するドライバとを含む光モジュールの異常検出装置であって、下記の手段を含む。
光モジュールの所定箇所を流れる電流値、即ち光モジュールに電源を供給する電源ラインの電流の値を検出する電流検知手段
該電流検知手段で検出された過去の値（例えば、光モジュールの使用開始当初における前記所定箇所を流れる電流の値、または、現在より所定時間だけ過去の時刻における前記所定箇所を流れた電流の値）を記憶する記憶手段
前記記憶手段に記憶された過去の値と前記電流検知手段で現在検出された値との差分値またはその差分値の前記過去の値に対する割合を求める演算手段
該演算手段で求められた差分値または割合が予め定められた閾値を超えたときに、予防保守の必要性を示すアラーム信号を発生するアラーム手段
【００１８】
【作用】
本発明の光モジュールの異常検出方法及びその装置にあっては、光モジュールの所定箇所、即ち光モジュールに電源を供給する電源ラインを流れる電流の過去の値と現在の値との差分値、あるいは、その差分値の前記過去の値に対する割合を予め定められた閾値と比較することで、アラーム信号の発生を制御している。このため、以下の理由によって閾値の設定が容易に行える。
【００１９】
例えば、監視対象とする電流値を従来技術と同様にＬＤのバイアス電流とし、且つ、過去の値として光モジュールの使用開始当初におけるＬＤのバイアス電流値とし、更に差分値を閾値と比較する構成を考える。また、時間的余裕をもって予防保守が行えるようにするために、ＬＤの正常状態でのバイアス電流値より所定値Δだけ値の大きなバイアス電流値（勿論、絶対定格のバイアス電流値以下である必要がある）を閾値に設定するものとする。この場合、従来技術によれば、前述したように、（ａ）個々の光モジュールの正常状態でのバイアス電流値を測定し、（ｂ）個々のＬＤ毎に、測定したバイアス電流値より所定値Δだけ値の大きな閾値を計算し、（ｃ）計算した閾値を、個々のＬＤの異常検出用の閾値として設定する作業が必要であった。これに対して本発明では、所定値Δを閾値として設定する作業だけで同様の効果が得られる。
【００２０】
具体的には、例えば、所定値Δを２０ｍＡとすると、従来技術によれば、或るＬＤａの正常状態でのバイアス電流値が２３０ｍＡであった場合には、２５０ｍＡをそのＬＤａの異常検出用の閾値に設定し、別のＬＤｂの正常状態でのバイアス電流値が２３５ｍＡであった場合には、そのＬＤｂには異常検出用の閾値として２５５ｍＡを設定する。こうすると、ＬＤａのバイアス電流値が２５０ｍＡを超えるとアラームが発生し、ＬＤｂのバイアス電流値が２５５ｍＡを超えるとアラームが発生する。
【００２１】
これに対して本発明では、ＬＤａおよびＬＤｂとも閾値として所定値Δ（２０ｍＡ）を設定する。こうすると、ＬＤａを含む光モジュールおよびＬＤｂを含む光モジュールにあっては、その使用開始当初のバイアス電流値が検出されて過去の値として記憶される。使用開始当所のバイアス電流値は正常状態でのバイアス電流値と考えられるので、その値はＬＤａは２３０ｍＡ、ＬＤｂは２３５ｍＡである。従って、ＬＤａを含む光モジュールにおいて、ＬＤａのバイアス電流値が２５０ｍＡを超えると、差分値は２５０ｍＡ−２３０ｍＡ＝２０ｍＡより大きくなり、閾値Δ＝２０ｍＡを超えてアラームが発生する。また、ＬＤｂを含む光モジュールにおいて、ＬＤｂのバイアス電流値が２５５ｍＡを超えると、差分値は２５５ｍＡ−２３５ｍＡ＝２０ｍＡより大きくなり、閾値Δ＝２０ｍＡを超えてアラームが発生する。
【００２２】
ここでは、説明の便宜上、監視対象とする電流値を従来技術と同様にＬＤのバイアス電流としたが、本発明は、光モジュールに電源を供給する電源ラインの電流の値を監視対象にする。光モジュール中のＬＤのバイアス電流が増大すると、その光モジュール全体の消費電流が増大するため、光モジュールに電源を供給する電源ラインの電流の値を監視対象とする場合でも同様の効果が得られる（更なる効果は後述する）。
【００２３】
また、過去の値として、現在より所定時間前の電流値を用いても同様の効果が得られる。例えば、過去の値としてＴ時間前の電流値を用いるものとすると、そのＴ時間内でどの程度の電流値の変化があったときにアラームを発生させるかに応じて閾値を事前に決定しておく。ここで、Ｔ時間としては、一般には１日以上の比較的長い時間に設定される。例えばＴを１００時間とし、閾値を５ｍＡとすると、監視対象の現在の電流値と１００時間前の電流値との差分値が５ｍＡを超えると、アラームが発生する。
【００２４】
さらに、過去の値と現在の値との差分値の前記過去の値に対する割合を閾値と比較する構成でも同様の効果が得られる。例えば、監視対象とする電流値を従来技術と同様にＬＤのバイアス電流とし、且つ、過去の値として光モジュールの使用開始当初におけるＬＤのバイアス電流値とする構成を考える。また、ＬＤａの正常状態でのバイアス電流値は２３０ｍＡ、ＬＤｂの正常状態でのバイアス電流値は２３５ｍＡとする。この場合、閾値として例えば８％を設定しておくと、ＬＤａを含む光モジュールにおいて、ＬＤａのバイアス電流値が約２４９ｍＡを超えると、差分値は２４９ｍＡ−２３０ｍＡ＝１９ｍＡ、過去の値に対する割合は１９ｍＡ／２３０ｍＡ≒８．３％となり、閾値の８％を超えてアラームが発生する。また、ＬＤｂを含む光モジュールにおいて、ＬＤｂのバイアス電流値が２５４ｍＡを超えると、差分値は２５４ｍＡ−２３５ｍＡ＝１９ｍＡ、過去の値に対する割合は１９ｍＡ／２３５ｍＡ＝８．１％となり、閾値の８％を超えてアラームが発生する。
【００２５】
本発明の光モジュールの異常検出方法及びその装置において、光モジュールに電源を供給する電源ラインの電流値を監視する構成にあっては、光モジュール自体を改造する必要がないため、市販の光モジュールそのものへの適用が可能になり、また、光モジュール中のＬＤ等の送信光源だけでなく、ＬＤのドライバなど他の部品の経時的な劣化による異常も検出することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態の例について図面を参照して詳細に説明する。
【００２７】
（第１の実施例）
図１を参照すると、本発明の第１の実施例にかかる異常検出装置２０は、異常検出対象となる光モジュール１０に電源を供給する電源ライン３０を流れる電流を監視することによって、光モジュール１０の異常を検出する装置であり、電流検知回路２１、記憶回路２２、演算回路２３及びアラーム回路２４を主要部として有する。異常検出対象となる光モジュール１０には何らの改造は加えられておらず、市販の光モジュールそのものが対象となる。光モジュール１０の内部構造は例えば図６で説明したような構造になっており、ＬＤの光出力のモニタ光を受光する受光素子のモニタ電流によりＬＤの光出力を一定にするオートパワーコントロール機能を有する。
【００２８】
電流検知回路２１は、電源ライン３０と信号線４１により、図示しないコンピュータと信号線４２により、記憶回路２２と信号線４３により、演算回路２３と信号線４４により、それぞれ接続される。電流検知回路２１は、信号線４２を通じて図示しないコンピュータから起動されると動作を開始し、先ず、信号線４１を通じて電源ライン３０の電流値を検知し、その電流値を初期状態の電流値として信号線４３を通じて記憶回路２２に記憶する。その後、電流検知回路２１は、予め定められた一定時間Ｔ毎に、電源ライン３０の電流値を再度検知し、現在の電流値として信号線４４を通じて演算回路２３へ出力する動作を繰り返す。ここで、一定時間Ｔは任意の時間とすることができる。
【００２９】
記憶回路２２は、電流検知回路２１から送られてきた初期状態の電流値を保持すると共に信号線４５を通じて演算回路２３へ出力する。
【００３０】
演算回路２３は、信号線４４を通じて伝達される現在の電流値と信号線４５を通じて伝達される初期状態の電流値との差分値を求め、その差分値を信号線４６を通じてアラーム回路２４へ出力する。
【００３１】
アラーム回路２４には事前に閾値Δが設定されている。アラーム回路２４は、信号線４６を通じて伝達される差分値と閾値Δとを比較し、差分値が閾値Δを超えると、信号線４７を通じて図示しないコンピュータに対し、光モジュール１０の予防保守の必要性を示すアラーム信号を送出する。
【００３２】
次に本実施例の動作について説明する。本実施例では、一般に光モジュール１０を構成する部品が異常をきたすと、光モジュール１０の消費電流が大きくなる傾向を示す現象を利用している。例えばＬＤが劣化傾向にある場合、ＬＤからの光出力は低下するが、光モジュール１０に内蔵されているＡＰＣ機能によりＬＤへ印加するバイアス電流値が増加し、ＬＤからの光出力を増加させて、劣化による低下分を補おうとする。従って、このような劣化傾向が見られた場合、光モジュール１０全体での消費電流も増加することになる。
【００３３】
図２は多数の光モジュールを対象に実際に高温寿命試験を行ったときの消費電流の時間的変化を示すグラフである。図中の実線Ｌに示されるように、約１３００時間が経過した時点より、一部のサンプルの消費電流が徐々に増加するのが観測された。この一部のサンプルは消費電流が増加傾向を示しはじめた段階では完全に故障はしていなかったが、或る測定時間の後には故障となった。劣化原因はこの場合、ＬＤではなく、ＬＤドライバの故障であった。このような試験の結果から、光モジュールの消費電流が増加しはじめた場合には予防保守が必要であること、ＬＤドライバなどＬＤ以外の部品の劣化も光モジュールの消費電流の増加につながることが判明した。
【００３４】
そこで本実施例では、光モジュールの消費電流が初期状態からどの程度の値Δだけ増加した場合に、予防保守の必要性を知らすアラームを発生させれば良いかを事前に定め、その値Δを閾値としてアラーム回路２４に設定しておく。こうして、光モジュール１０の使用を実際に開始した時点で、図示しないコンピュータから信号線４２によって電流検知回路２１を起動すると、その時点において電源ライン３０によって供給される電流が電流検知回路２１で検出されて、初期状態の電流値として記憶回路２２に記憶され、以後、一定周期Ｔ毎に、電流検知回路２１で再度検知される電源ライン３０の最新の電流値と初期状態の電流値との差分が演算回路２３で求められ、若しその差分値が閾値Δを超えた場合にはアラーム回路２４から信号線４７にアラーム信号が出力される。図示しないコンピュータは、アラーム信号を受けると、例えば光モジュール１０の保守交換を要求するメッセージを表示装置などに表示する。これにより、余裕をもって光モジュール１０の予防保守が行えることになる。
【００３５】
次に異常検出装置２０の各構成要素の構成例について説明する。
【００３６】
図３に電流検知回路２１の構成例を示す。信号線４１に接続した抵抗２１１によって電源ライン３０の電流値に比例した電圧を取り出し、Ａ／Ｄ変換器２１２でデジタル化し、信号線４３およびレジスタ２１３に出力する。図示しないコンピュータから与えられる信号線４２の起動信号は、記憶回路２２への書き込み信号として信号線４３に出力すると共に、カウンタ２１４の起動信号に使う。従って、記憶回路２２へは初期状態の電流値が記憶され、以後、信号線４２に起動信号が現れないので、記憶回路２２の値は変更されない。カウンタ２１４は起動されると、発振器２１５の出力パルスの計数を開始し、カウント値が周期Ｔに相当する値になるとレジスタ２１３にセット信号を出力し、再び０からカウントを開始する。レジスタ２１３はセット信号のタイミングでＡ／Ｄ変換器２１２の出力を保持し、信号線４４に出力する。別の構成例として、Ａ／Ｄ変換器２１２の直後に平均値算出回路を設け、数秒間程度の期間にわたる電源ライン３０上の電流値の平均値を使うようにしても良い。
【００３７】
異常検出装置２０を構成する記憶回路２２は例えばレジスタで構成でき、演算回路２３は、例えば、信号線４４による電流値から信号線４５による電流値を差し引く減算器で構成できる。また、アラーム回路２４は、例えば、信号線４６による電流値と閾値Δとを比較し、電流値が閾値Δ以上であればその出力（アラーム信号）を論理“１”とするコンパレータで構成できる。
【００３８】
（第２の実施例）
図４を参照すると、本発明の第２の実施例にかかる異常検出装置２０Ａは、一定時間Ｔ毎に、異常検出対象となる光モジュール１０に電源を供給する電源ライン３０を流れる電流を検出し、今回検出した電流値と前回の周期（Ｔ時間前の時刻）で検出した電流値との差分値が予め定められた閾値を超えていないかどうかを調べることによって、光モジュール１０の異常を検出する点で、第１の実施例と相違する。
【００３９】
本実施例の異常検出装置２０Ａは、電流検知回路２１Ａ、２つの記憶回路２２−１Ａ、２２−２Ａ、演算回路２３Ａ及びアラーム回路２４Ａを主要部として有する。異常検出対象となる光モジュール１０は第１の実施例で説明したものと同様に一切改造は加えられておらず、ＡＰＣ機能を有する市販の光モジュールそのものが対象となる。
【００４０】
電流検知回路２１Ａは、電源ライン３０と信号線４１により、図示しないコンピュータと信号線４２により、記憶回路２２−１Ａと信号線４３−１Ａにより、それぞれ接続される。電流検知回路２１Ａは、信号線４２を通じて図示しないコンピュータから起動されると動作を開始し、先ず、信号線４１を通じて電源ライン３０の電流値を検知し、その電流値を信号線４３−１Ａを通じて記憶回路２２−１Ａに記憶する。その後、電流検知回路２１Ａは、予め定められた一定時間Ｔ毎に、同じ動作を繰り返す。
【００４１】
記憶回路２２−１Ａは、電流検知回路２１Ａから電流値が送られてくる毎に、それを保持して信号線４４Ａを通じて演算回路２３Ａに出力すると共に、以前に保持していた電流値は信号線４３−２Ａを通じて記憶回路２２−２Ａへ出力する。記憶回路２２−２Ａは、記憶回路２２−１Ａから電流値が送られてくる毎にそれを保持すると共に信号線４５Ａを通じて演算回路２３Ａに出力する。つまり、記憶回路２２−１Ａに保持される電流値は最新（現在）の電流値であり、記憶回路２２−２Ａに保持される電流値はそのＴ時間前の電流値である。なお、動作開始直後と電流値が２度検出される迄の不定な動作を防止するために、記憶回路２２−１Ａ、２２−２Ａは初期値として十分に大きな同じ値が設定される。
【００４２】
演算回路２３Ａは、信号線４４Ａを通じて伝達される現在の電流値と信号線４５Ａを通じて伝達されるＴ時間前の電流値との差分値を求め、その差分値を信号線４６Ａを通じてアラーム回路２４Ａへ出力する。
【００４３】
アラーム回路２４Ａには事前に閾値Δが設定されている。アラーム回路２４Ａは、信号線４６Ａを通じて伝達される差分値と閾値Δとを比較し、差分値が閾値Δを超えると、信号線４７を通じて図示しないコンピュータに対し、光モジュール１０の予防保守の必要性を示すアラーム信号を送出する。
【００４４】
次に本実施例の動作について説明する。図２を参照して第１の実施例の箇所で説明したように、光モジュール１０を構成する部品に異常をきたすと、光モジュール１０の消費電流が大きくなる傾向を示す。そこで本実施例では、光モジュールの消費電流が一定時間Ｔの間にどの程度の値Δだけ増加した場合に、予防保守の必要性を知らすアラームを発生させれば良いかを事前に定め、その値Δを閾値としてアラーム回路２４Ａに設定しておく。ここで、一定時間Ｔとしては、一般には１日以上の比較的長い時間に設定される。
【００４５】
こうして、光モジュール１０の使用を実際に開始した時点で、信号線４２によって電流検知回路２１Ａを起動すると、一定時間Ｔ毎に、電源ライン３０によって光モジュール１０に供給されている電流が電流検知回路２１で検出され、現在（最新）の電流値が記憶回路２２−１Ａに、Ｔ時間前の電流値が記憶回路２２−２Ａに記憶され、現在の電流値とＴ時間前の電流値との差分値が演算回路２３Ａで求められ、若しその差分値が閾値Δを超えた場合にはアラーム回路２４Ａから信号線４７にアラーム信号が出力される。図示しないコンピュータは、アラーム信号を受けると、例えば光モジュール１０の保守交換を要求するメッセージを表示装置などに表示する。これにより、余裕をもって光モジュール１０の予防保守が行えることになる。
【００４６】
次に異常検出装置２０Ａの各構成要素の構成例について説明する。
【００４７】
図５に電流検知回路２１Ａの構成例を示す。信号線４１に接続した抵抗２１１によって電源ライン３０の電流値に比例した電圧を取り出し、Ａ／Ｄ変換器２１２でデジタル化し、信号線４３−１Ａに出力する。図示しないコンピュータからの信号線４２の起動信号は、オア回路２１６を通じて記憶回路２２−１Ａへの書き込み信号として信号線４３−１Ａに出力すると共に、カウンタ２１４の起動信号に使う。カウンタ２１４は起動されると、発振器２１５の出力パルスの計数を開始し、カウント値が周期Ｔに相当する値になると、オア回路２１６を通じて記憶回路２２−１Ａへの書き込み信号を信号線４３−１Ａに出力し、再び０からカウントを開始する。従って、信号線４２の起動信号がオンすると、その時点の電源ライン３０の電流値が記憶回路２２−１Ａに書き込まれ、その後、一定時間Ｔが経過する毎に、再びその時点の電源ライン３０の電流値が記憶回路２２−１Ａに書き込まれる（このとき、記憶回路２２−１Ａに保持されていた電流値は記憶回路２２−２Ａにシフトする）。別の構成例として、Ａ／Ｄ変換器２１２の直後に平均値算出回路を設け、数秒間程度の期間にわたる電源ライン３０上の電流値の平均値をとるようにしても良い。
【００４８】
異常検出装置２０Ａを構成する記憶回路２２−Ａ、２２−２Ｂは、例えば、レジスタで構成でき、演算回路２３Ａは、例えば、信号線４４Ａによる電流値から信号線４５Ａによる電流値を差し引く減算器で構成できる。また、アラーム回路２４Ａは、例えば、信号線４６Ａによる電流値と閾値Δとを比較し、電流値が閾値Δ以上であればその出力（アラーム信号）を論理“１”とするコンパレータで構成できる。
【００６８】
（他の実施例）
以上の第１乃至第２の実施例においては、差分値を閾値と比較したが、差分値の過去の電流値に対する割合を閾値と比較するようにしても良い。例えば、図１に示した第１の実施例において、演算回路２３は、現在の電流値と初期状態の電流値との差分値を求めた後、その差分値の初期状態の電流値に対する割合を求めて、アラーム回路２４へ出力し、アラーム回路２４では事前に設定された閾値と比較し、求められた割合が閾値を超えていればアラーム信号を発生する。また、図４に示した第２の実施例において、演算回路２３Ａは、現在の電流値とＴ時間前の電流値との差分値を求めた後、その差分値のＴ時間前の電流値に対する割合を求めて、アラーム回路２４Ａへ出力し、アラーム回路２４Ａでは事前に設定された閾値と比較し、求められた割合が閾値を超えていればアラーム信号を発生する。
【００６９】
なお、以上の実施例では、異常検出対象となる光モジュールとして、図６で説明したＳＦＦを例に挙げたが、これに限定されることなくＧＬＭ(Gigabit Link Module) 、ＧＢＩＣ(GigaBit Interface Converter) 、１×９等の任意の光モジュールの異常検出に本発明は適用可能である。また、光モジュールの通信速度として１．０６２５Ｇｂｐｓのファイバチャネルを例にしたが、それ以外の通信速度の光モジュールに対しても適用可能なことは勿論のことである。更に、送信光源としてＬＥＤ（発光ダイオード）を使用した光モジュールにも適用可能である。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば以下のような効果が得られる。
【００７１】
故障する確率が高まったと考えられる異常の発生を検出するための閾値の設定が簡易になる。その理由は、光モジュールの所定箇所を流れる電流値を検出し、現在の電流値が過去の電流値に比べてどの程度変化したかを示す差分値またはその差分値の前記過去の電流値に対する割合を閾値と比較することでアラーム信号の発生を制御しているため、同じ値の閾値を設定しても個々の光モジュールにおける特性のバラツキが吸収されるからである。
【００７２】
光モジュールに電源を供給する電源ラインの電流値を監視する構成にあっては、更に、光モジュール自体を改造する必要がないために市販の光モジュールそのものへの適用が可能になるという効果と、光モジュール中のＬＤ等の送信光源だけでなく、ＬＤのドライバなど他の部品の経時的な劣化による異常も検出することができる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施例のブロック図である。
【図２】 多数の光モジュールを対象に実際に高温寿命試験を行ったときの消費電流の時間的変化を示すグラフである。
【図３】 本発明の第１の実施例における電流検知回路の構成例を示すブロック図である。
【図４】 本発明の第２の実施例のブロック図である。
【図５】 本発明の第２の実施例における電流検知回路の構成例を示すブロック図である。
【図６】 光モジュールの内部構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０…光モジュール
２０、２０Ａ…異常検出装置
２１、２１Ａ…電流検知回路
２２、２２−１Ａ…記憶回路
２３、２３Ａ…演算回路
２４、２４Ａ…アラーム回路
３０…電源ライン
【発明の属する技術分野】
本発明は光ファイバ伝送システムなどに使われる光モジュールの予防保守に関し、特に光モジュールの異常を検出する方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光モジュールは、電気信号を光信号に、またその逆に光信号を電気信号に変換するデバイスであり、例えば、コンピュータ間を光ファイバで接続して高速に信号を入出力するインタフェース部分などに用いられている。
【０００３】
図６に光モジュールの内部構成例を示す。光モジュール１０は、例えばＳＦＦ(Small Form Factor) の場合には、ＬＤ（レーザダイオード，半導体レーザ）１１、モニタＰＤ１２及びＬＤドライバ（ＬＤ駆動回路）１３で送信系が主に構成され、ＰＤ１４及びＰＤ増幅器１５で受信系が主に構成され、図示は省略しているがピン配列やピンアサインなどはＳＦＦのマルチソース合意に基づいている。光モジュール１０の外部にパラレル信号をシリアル信号に変換するＰ／Ｓ変換ＬＳＩ１６と、シリアル信号をパラレル信号に変換するＳ／Ｐ変換ＬＳＩ１７とを接続することで、図示しないコンピュータ内部のパラレルのデータ信号をシリアル化して別のコンピュータへと伝送することができ、逆に他のコンピュータからのデータ信号をパラレル化して、自身のコンピュータ内に取り込むことができる。
【０００４】
例としてファイバチャネル規格の場合、５３．１２５ＭＨｚで２０ビットのパラレルに通信されているデータ信号をＰ／Ｓ変換ＬＳＩ１６を通して１．０６２５Ｇｂｐｓのシリアル信号として光モジュール１０へ入力し、光モジュール１０から同じ速度で他の光モジュールへ送信する。逆に他の光モジュールから受信した１．０６２５Ｇｂｐｓのシリアル信号をＳ／Ｐ変換ＬＳＩ１７へ入力し、これを５３．１２５ＭＨｚ、２０ビットのパラレル信号として、Ｓ／Ｐ変換ＬＳＩ１７はコンピュータ側へ出力することになる。
【０００５】
光モジュール１０の内部では、Ｐ／Ｓ変換ＬＳＩ１６より入力されたシリアル信号（送信信号）はＬＤドライバ１３へ伝えられ、ＬＤドライバ１３はこの信号と直流のバイアス電流とを重畳した信号でＬＤ１１に変調をかけて送信することになる。このとき、ＬＤ１１の光出力の一部をモニタＰＤ１２で受光し、モニタ電流としてＬＤドライバ１３にフィードバックし、ＬＤドライバ１３の有するオートパワーコントロール（ＡＰＣ（Auto Power Control））機能により、このモニタ電流をもとにＬＤ１１の光出力レベルが一定になるようにＬＤ１１のバイアス電流値を制御する。逆に、ＰＤ１４で受信したシリアル信号はＰＤ増幅器１５を通して、ロジックレベルの大きさに増幅され、Ｓ／Ｐ変換ＬＳＩ１６へと出力される。
【０００６】
ところで、信頼度の高いコンピュータネットワークシステムを実現する上で、光モジュールも高い信頼性が要求されるため、その予防保守の必要性が高まっている。ここで、光モジュールの予防保守とは、故障する確率が高まったと考えられる異常が発生したときに、完全に故障に至る前に正常なモジュールと交換し、故障の発生を未然に防止する措置を言う。
【０００７】
光モジュールの予防保守へ応用可能な技術の一例が、特開２０００−２２６３１号公報に記載されている。同公報に記載の技術（以下、従来技術と称す）では、信号光源として使われるＬＤのバイアス電流を予め設定した閾値と常時比較し、閾値を超えてバイアス電流が増大した場合にはバイアス異常のアラームを発生するとともに、ＡＰＣによるＬＤの出力光レベル一定の自動的な出力光制御動作を、予め設定した固定の光パワー出力動作に切り替えるようにしている。ここで、前記閾値としては、これ以上印加するとＬＤが破壊を生じる電流値である絶対定格の直前のバイアス電流値を設定するようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術によれば、ＬＤのバイアス電流が予め設定された閾値を超えた場合に、バイアス異常のアラームを発生し、且つＬＤの損傷につながるバイアス電流の過度の増大を抑えるため、光モジュールの信頼性が向上する。また、アラームの発生時点で直ちに正常な部品と交換すれば、光モジュールの故障を未然に防止できると考えられる。しかし、この従来技術を光モジュールの予防保守に応用した場合には、以下のような課題がある。
【０００９】
（１）故障する確率が高まったと考えられる異常の発生を検出するための閾値を設定する作業が比較的面倒である。その理由は、バイアス電流値を監視対象とする場合、時間的余裕をもって予防保守が行えるようにするためには、ＬＤの正常状態でのバイアス電流値より所定値Δだけ値の大きなバイアス電流値（勿論、絶対定格のバイアス電流値以下である必要がある）を閾値に設定するのが望ましいが、ＬＤの特性のバラツキにより正常状態でのバイアス電流値にはＬＤ毎のバラツキがあるため、閾値を設定するには、以下のような手順を踏む必要があるからである。
（ａ）個々のＬＤの正常状態でのバイアス電流値を測定する。
（ｂ）個々のＬＤ毎に、測定したバイアス電流値より所定値Δだけ値の大きな閾値を計算する。
（ｃ）計算した閾値を、個々の光モジュールの異常検出用の閾値として設定する。
【００１０】
例えば、所定値Δを２０ｍＡとすると、或るＬＤａの正常状態でのバイアス電流値が２３０ｍＡであった場合には、２５０ｍＡをそのＬＤａの異常検出用の閾値に設定し、別のＬＤｂの正常状態でのバイアス電流値が２３５ｍＡであった場合には、そのＬＤｂには異常検出用の閾値として２５５ｍＡを設定する。バイアス電流値の測定および閾値の計算と設定は、各ＬＤ毎に行う必要があり、他のＬＤ用の閾値を設定してしまうことがないように管理する必要がある。
【００１１】
（２）光モジュールの改造が必要になり、市販の光モジュールそのものへの適用が困難である。その理由は、ＬＤのバイアス電流は光モジュールの内部で生成されている為、それを閾値と比較してアラームを発生するには、（ａ）バイアス電流と閾値とを比較してアラームを発生する回路を光モジュール自体に組み込む、
（ｂ）バイアス電流を取り出すモニタ端子を光モジュールに設け、モジュール外部にモニタ端子から出力されるバイアス電流と閾値とを比較してアラームを発生する回路を設ける等、光モジュール自体の改造が必要になるためである。
【００１２】
（３）光モジュール内のＬＤ以外の部品の異常を検出できない。その理由は、ＬＤのバイアス電流を監視対象としているためである。
【００１３】
本発明はこのような事情に鑑みて提案されたものであり、第１の目的は、故障する確率が高まったと考えられる異常の発生を検出するための閾値の設定を簡易に行える、光モジュールの異常検出方法及びその装置を提供することにある。
【００１４】
本発明の第２の目的は、光モジュール自体を改造する必要がなく、市販の光モジュールそのものへの適用が可能な、光モジュールの異常検出方法及びその装置を提供することにある。
【００１５】
本発明の第３の目的は、光モジュール中のＬＤ等の送信光源だけでなく他の部品の経時的な劣化による異常も検出することができる、光モジュールの異常検出方法及びその装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の光モジュールの異常検出方法は、送信光源と該送信光源の光出力のモニタ光を受光する受光素子のモニタ電流の値を一定に保つことにより送信光源の光出力を一定にするオートパワーコントロール機能を有するドライバとを含む光モジュールの異常検出方法であって、下記のステップを含む。
（ａ）光モジュールの所定箇所を流れる電流値、即ち光モジュールに電源を供給する電源ラインの電流の値を検出するステップ
（ｂ）検出された電流値の過去の値（例えば、光モジュールの使用開始当初における前記所定箇所を流れる電流の値、または、現在より所定時間だけ過去の時刻における前記所定箇所を流れた電流の値）を記憶するステップ
（ｃ）記憶された過去の値と現在検出された値との差分値またはその差分値の前記過去の値に対する割合を求めるステップ
（ｄ）求められた差分値または割合が予め定められた閾値を超えたときに、予防保守の必要性を示すアラーム信号を発生するステップ
【００１７】
また本発明の光モジュールの異常検出装置は、送信光源と該送信光源の光出力のモニタ光を受光する受光素子のモニタ電流の値を一定に保つことにより送信光源の光出力を一定にするオートパワーコントロール機能を有するドライバとを含む光モジュールの異常検出装置であって、下記の手段を含む。
光モジュールの所定箇所を流れる電流値、即ち光モジュールに電源を供給する電源ラインの電流の値を検出する電流検知手段
該電流検知手段で検出された過去の値（例えば、光モジュールの使用開始当初における前記所定箇所を流れる電流の値、または、現在より所定時間だけ過去の時刻における前記所定箇所を流れた電流の値）を記憶する記憶手段
前記記憶手段に記憶された過去の値と前記電流検知手段で現在検出された値との差分値またはその差分値の前記過去の値に対する割合を求める演算手段
該演算手段で求められた差分値または割合が予め定められた閾値を超えたときに、予防保守の必要性を示すアラーム信号を発生するアラーム手段
【００１８】
【作用】
本発明の光モジュールの異常検出方法及びその装置にあっては、光モジュールの所定箇所、即ち光モジュールに電源を供給する電源ラインを流れる電流の過去の値と現在の値との差分値、あるいは、その差分値の前記過去の値に対する割合を予め定められた閾値と比較することで、アラーム信号の発生を制御している。このため、以下の理由によって閾値の設定が容易に行える。
【００１９】
例えば、監視対象とする電流値を従来技術と同様にＬＤのバイアス電流とし、且つ、過去の値として光モジュールの使用開始当初におけるＬＤのバイアス電流値とし、更に差分値を閾値と比較する構成を考える。また、時間的余裕をもって予防保守が行えるようにするために、ＬＤの正常状態でのバイアス電流値より所定値Δだけ値の大きなバイアス電流値（勿論、絶対定格のバイアス電流値以下である必要がある）を閾値に設定するものとする。この場合、従来技術によれば、前述したように、（ａ）個々の光モジュールの正常状態でのバイアス電流値を測定し、（ｂ）個々のＬＤ毎に、測定したバイアス電流値より所定値Δだけ値の大きな閾値を計算し、（ｃ）計算した閾値を、個々のＬＤの異常検出用の閾値として設定する作業が必要であった。これに対して本発明では、所定値Δを閾値として設定する作業だけで同様の効果が得られる。
【００２０】
具体的には、例えば、所定値Δを２０ｍＡとすると、従来技術によれば、或るＬＤａの正常状態でのバイアス電流値が２３０ｍＡであった場合には、２５０ｍＡをそのＬＤａの異常検出用の閾値に設定し、別のＬＤｂの正常状態でのバイアス電流値が２３５ｍＡであった場合には、そのＬＤｂには異常検出用の閾値として２５５ｍＡを設定する。こうすると、ＬＤａのバイアス電流値が２５０ｍＡを超えるとアラームが発生し、ＬＤｂのバイアス電流値が２５５ｍＡを超えるとアラームが発生する。
【００２１】
これに対して本発明では、ＬＤａおよびＬＤｂとも閾値として所定値Δ（２０ｍＡ）を設定する。こうすると、ＬＤａを含む光モジュールおよびＬＤｂを含む光モジュールにあっては、その使用開始当初のバイアス電流値が検出されて過去の値として記憶される。使用開始当所のバイアス電流値は正常状態でのバイアス電流値と考えられるので、その値はＬＤａは２３０ｍＡ、ＬＤｂは２３５ｍＡである。従って、ＬＤａを含む光モジュールにおいて、ＬＤａのバイアス電流値が２５０ｍＡを超えると、差分値は２５０ｍＡ−２３０ｍＡ＝２０ｍＡより大きくなり、閾値Δ＝２０ｍＡを超えてアラームが発生する。また、ＬＤｂを含む光モジュールにおいて、ＬＤｂのバイアス電流値が２５５ｍＡを超えると、差分値は２５５ｍＡ−２３５ｍＡ＝２０ｍＡより大きくなり、閾値Δ＝２０ｍＡを超えてアラームが発生する。
【００２２】
ここでは、説明の便宜上、監視対象とする電流値を従来技術と同様にＬＤのバイアス電流としたが、本発明は、光モジュールに電源を供給する電源ラインの電流の値を監視対象にする。光モジュール中のＬＤのバイアス電流が増大すると、その光モジュール全体の消費電流が増大するため、光モジュールに電源を供給する電源ラインの電流の値を監視対象とする場合でも同様の効果が得られる（更なる効果は後述する）。
【００２３】
また、過去の値として、現在より所定時間前の電流値を用いても同様の効果が得られる。例えば、過去の値としてＴ時間前の電流値を用いるものとすると、そのＴ時間内でどの程度の電流値の変化があったときにアラームを発生させるかに応じて閾値を事前に決定しておく。ここで、Ｔ時間としては、一般には１日以上の比較的長い時間に設定される。例えばＴを１００時間とし、閾値を５ｍＡとすると、監視対象の現在の電流値と１００時間前の電流値との差分値が５ｍＡを超えると、アラームが発生する。
【００２４】
さらに、過去の値と現在の値との差分値の前記過去の値に対する割合を閾値と比較する構成でも同様の効果が得られる。例えば、監視対象とする電流値を従来技術と同様にＬＤのバイアス電流とし、且つ、過去の値として光モジュールの使用開始当初におけるＬＤのバイアス電流値とする構成を考える。また、ＬＤａの正常状態でのバイアス電流値は２３０ｍＡ、ＬＤｂの正常状態でのバイアス電流値は２３５ｍＡとする。この場合、閾値として例えば８％を設定しておくと、ＬＤａを含む光モジュールにおいて、ＬＤａのバイアス電流値が約２４９ｍＡを超えると、差分値は２４９ｍＡ−２３０ｍＡ＝１９ｍＡ、過去の値に対する割合は１９ｍＡ／２３０ｍＡ≒８．３％となり、閾値の８％を超えてアラームが発生する。また、ＬＤｂを含む光モジュールにおいて、ＬＤｂのバイアス電流値が２５４ｍＡを超えると、差分値は２５４ｍＡ−２３５ｍＡ＝１９ｍＡ、過去の値に対する割合は１９ｍＡ／２３５ｍＡ＝８．１％となり、閾値の８％を超えてアラームが発生する。
【００２５】
本発明の光モジュールの異常検出方法及びその装置において、光モジュールに電源を供給する電源ラインの電流値を監視する構成にあっては、光モジュール自体を改造する必要がないため、市販の光モジュールそのものへの適用が可能になり、また、光モジュール中のＬＤ等の送信光源だけでなく、ＬＤのドライバなど他の部品の経時的な劣化による異常も検出することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態の例について図面を参照して詳細に説明する。
【００２７】
（第１の実施例）
図１を参照すると、本発明の第１の実施例にかかる異常検出装置２０は、異常検出対象となる光モジュール１０に電源を供給する電源ライン３０を流れる電流を監視することによって、光モジュール１０の異常を検出する装置であり、電流検知回路２１、記憶回路２２、演算回路２３及びアラーム回路２４を主要部として有する。異常検出対象となる光モジュール１０には何らの改造は加えられておらず、市販の光モジュールそのものが対象となる。光モジュール１０の内部構造は例えば図６で説明したような構造になっており、ＬＤの光出力のモニタ光を受光する受光素子のモニタ電流によりＬＤの光出力を一定にするオートパワーコントロール機能を有する。
【００２８】
電流検知回路２１は、電源ライン３０と信号線４１により、図示しないコンピュータと信号線４２により、記憶回路２２と信号線４３により、演算回路２３と信号線４４により、それぞれ接続される。電流検知回路２１は、信号線４２を通じて図示しないコンピュータから起動されると動作を開始し、先ず、信号線４１を通じて電源ライン３０の電流値を検知し、その電流値を初期状態の電流値として信号線４３を通じて記憶回路２２に記憶する。その後、電流検知回路２１は、予め定められた一定時間Ｔ毎に、電源ライン３０の電流値を再度検知し、現在の電流値として信号線４４を通じて演算回路２３へ出力する動作を繰り返す。ここで、一定時間Ｔは任意の時間とすることができる。
【００２９】
記憶回路２２は、電流検知回路２１から送られてきた初期状態の電流値を保持すると共に信号線４５を通じて演算回路２３へ出力する。
【００３０】
演算回路２３は、信号線４４を通じて伝達される現在の電流値と信号線４５を通じて伝達される初期状態の電流値との差分値を求め、その差分値を信号線４６を通じてアラーム回路２４へ出力する。
【００３１】
アラーム回路２４には事前に閾値Δが設定されている。アラーム回路２４は、信号線４６を通じて伝達される差分値と閾値Δとを比較し、差分値が閾値Δを超えると、信号線４７を通じて図示しないコンピュータに対し、光モジュール１０の予防保守の必要性を示すアラーム信号を送出する。
【００３２】
次に本実施例の動作について説明する。本実施例では、一般に光モジュール１０を構成する部品が異常をきたすと、光モジュール１０の消費電流が大きくなる傾向を示す現象を利用している。例えばＬＤが劣化傾向にある場合、ＬＤからの光出力は低下するが、光モジュール１０に内蔵されているＡＰＣ機能によりＬＤへ印加するバイアス電流値が増加し、ＬＤからの光出力を増加させて、劣化による低下分を補おうとする。従って、このような劣化傾向が見られた場合、光モジュール１０全体での消費電流も増加することになる。
【００３３】
図２は多数の光モジュールを対象に実際に高温寿命試験を行ったときの消費電流の時間的変化を示すグラフである。図中の実線Ｌに示されるように、約１３００時間が経過した時点より、一部のサンプルの消費電流が徐々に増加するのが観測された。この一部のサンプルは消費電流が増加傾向を示しはじめた段階では完全に故障はしていなかったが、或る測定時間の後には故障となった。劣化原因はこの場合、ＬＤではなく、ＬＤドライバの故障であった。このような試験の結果から、光モジュールの消費電流が増加しはじめた場合には予防保守が必要であること、ＬＤドライバなどＬＤ以外の部品の劣化も光モジュールの消費電流の増加につながることが判明した。
【００３４】
そこで本実施例では、光モジュールの消費電流が初期状態からどの程度の値Δだけ増加した場合に、予防保守の必要性を知らすアラームを発生させれば良いかを事前に定め、その値Δを閾値としてアラーム回路２４に設定しておく。こうして、光モジュール１０の使用を実際に開始した時点で、図示しないコンピュータから信号線４２によって電流検知回路２１を起動すると、その時点において電源ライン３０によって供給される電流が電流検知回路２１で検出されて、初期状態の電流値として記憶回路２２に記憶され、以後、一定周期Ｔ毎に、電流検知回路２１で再度検知される電源ライン３０の最新の電流値と初期状態の電流値との差分が演算回路２３で求められ、若しその差分値が閾値Δを超えた場合にはアラーム回路２４から信号線４７にアラーム信号が出力される。図示しないコンピュータは、アラーム信号を受けると、例えば光モジュール１０の保守交換を要求するメッセージを表示装置などに表示する。これにより、余裕をもって光モジュール１０の予防保守が行えることになる。
【００３５】
次に異常検出装置２０の各構成要素の構成例について説明する。
【００３６】
図３に電流検知回路２１の構成例を示す。信号線４１に接続した抵抗２１１によって電源ライン３０の電流値に比例した電圧を取り出し、Ａ／Ｄ変換器２１２でデジタル化し、信号線４３およびレジスタ２１３に出力する。図示しないコンピュータから与えられる信号線４２の起動信号は、記憶回路２２への書き込み信号として信号線４３に出力すると共に、カウンタ２１４の起動信号に使う。従って、記憶回路２２へは初期状態の電流値が記憶され、以後、信号線４２に起動信号が現れないので、記憶回路２２の値は変更されない。カウンタ２１４は起動されると、発振器２１５の出力パルスの計数を開始し、カウント値が周期Ｔに相当する値になるとレジスタ２１３にセット信号を出力し、再び０からカウントを開始する。レジスタ２１３はセット信号のタイミングでＡ／Ｄ変換器２１２の出力を保持し、信号線４４に出力する。別の構成例として、Ａ／Ｄ変換器２１２の直後に平均値算出回路を設け、数秒間程度の期間にわたる電源ライン３０上の電流値の平均値を使うようにしても良い。
【００３７】
異常検出装置２０を構成する記憶回路２２は例えばレジスタで構成でき、演算回路２３は、例えば、信号線４４による電流値から信号線４５による電流値を差し引く減算器で構成できる。また、アラーム回路２４は、例えば、信号線４６による電流値と閾値Δとを比較し、電流値が閾値Δ以上であればその出力（アラーム信号）を論理“１”とするコンパレータで構成できる。
【００３８】
（第２の実施例）
図４を参照すると、本発明の第２の実施例にかかる異常検出装置２０Ａは、一定時間Ｔ毎に、異常検出対象となる光モジュール１０に電源を供給する電源ライン３０を流れる電流を検出し、今回検出した電流値と前回の周期（Ｔ時間前の時刻）で検出した電流値との差分値が予め定められた閾値を超えていないかどうかを調べることによって、光モジュール１０の異常を検出する点で、第１の実施例と相違する。
【００３９】
本実施例の異常検出装置２０Ａは、電流検知回路２１Ａ、２つの記憶回路２２−１Ａ、２２−２Ａ、演算回路２３Ａ及びアラーム回路２４Ａを主要部として有する。異常検出対象となる光モジュール１０は第１の実施例で説明したものと同様に一切改造は加えられておらず、ＡＰＣ機能を有する市販の光モジュールそのものが対象となる。
【００４０】
電流検知回路２１Ａは、電源ライン３０と信号線４１により、図示しないコンピュータと信号線４２により、記憶回路２２−１Ａと信号線４３−１Ａにより、それぞれ接続される。電流検知回路２１Ａは、信号線４２を通じて図示しないコンピュータから起動されると動作を開始し、先ず、信号線４１を通じて電源ライン３０の電流値を検知し、その電流値を信号線４３−１Ａを通じて記憶回路２２−１Ａに記憶する。その後、電流検知回路２１Ａは、予め定められた一定時間Ｔ毎に、同じ動作を繰り返す。
【００４１】
記憶回路２２−１Ａは、電流検知回路２１Ａから電流値が送られてくる毎に、それを保持して信号線４４Ａを通じて演算回路２３Ａに出力すると共に、以前に保持していた電流値は信号線４３−２Ａを通じて記憶回路２２−２Ａへ出力する。記憶回路２２−２Ａは、記憶回路２２−１Ａから電流値が送られてくる毎にそれを保持すると共に信号線４５Ａを通じて演算回路２３Ａに出力する。つまり、記憶回路２２−１Ａに保持される電流値は最新（現在）の電流値であり、記憶回路２２−２Ａに保持される電流値はそのＴ時間前の電流値である。なお、動作開始直後と電流値が２度検出される迄の不定な動作を防止するために、記憶回路２２−１Ａ、２２−２Ａは初期値として十分に大きな同じ値が設定される。
【００４２】
演算回路２３Ａは、信号線４４Ａを通じて伝達される現在の電流値と信号線４５Ａを通じて伝達されるＴ時間前の電流値との差分値を求め、その差分値を信号線４６Ａを通じてアラーム回路２４Ａへ出力する。
【００４３】
アラーム回路２４Ａには事前に閾値Δが設定されている。アラーム回路２４Ａは、信号線４６Ａを通じて伝達される差分値と閾値Δとを比較し、差分値が閾値Δを超えると、信号線４７を通じて図示しないコンピュータに対し、光モジュール１０の予防保守の必要性を示すアラーム信号を送出する。
【００４４】
次に本実施例の動作について説明する。図２を参照して第１の実施例の箇所で説明したように、光モジュール１０を構成する部品に異常をきたすと、光モジュール１０の消費電流が大きくなる傾向を示す。そこで本実施例では、光モジュールの消費電流が一定時間Ｔの間にどの程度の値Δだけ増加した場合に、予防保守の必要性を知らすアラームを発生させれば良いかを事前に定め、その値Δを閾値としてアラーム回路２４Ａに設定しておく。ここで、一定時間Ｔとしては、一般には１日以上の比較的長い時間に設定される。
【００４５】
こうして、光モジュール１０の使用を実際に開始した時点で、信号線４２によって電流検知回路２１Ａを起動すると、一定時間Ｔ毎に、電源ライン３０によって光モジュール１０に供給されている電流が電流検知回路２１で検出され、現在（最新）の電流値が記憶回路２２−１Ａに、Ｔ時間前の電流値が記憶回路２２−２Ａに記憶され、現在の電流値とＴ時間前の電流値との差分値が演算回路２３Ａで求められ、若しその差分値が閾値Δを超えた場合にはアラーム回路２４Ａから信号線４７にアラーム信号が出力される。図示しないコンピュータは、アラーム信号を受けると、例えば光モジュール１０の保守交換を要求するメッセージを表示装置などに表示する。これにより、余裕をもって光モジュール１０の予防保守が行えることになる。
【００４６】
次に異常検出装置２０Ａの各構成要素の構成例について説明する。
【００４７】
図５に電流検知回路２１Ａの構成例を示す。信号線４１に接続した抵抗２１１によって電源ライン３０の電流値に比例した電圧を取り出し、Ａ／Ｄ変換器２１２でデジタル化し、信号線４３−１Ａに出力する。図示しないコンピュータからの信号線４２の起動信号は、オア回路２１６を通じて記憶回路２２−１Ａへの書き込み信号として信号線４３−１Ａに出力すると共に、カウンタ２１４の起動信号に使う。カウンタ２１４は起動されると、発振器２１５の出力パルスの計数を開始し、カウント値が周期Ｔに相当する値になると、オア回路２１６を通じて記憶回路２２−１Ａへの書き込み信号を信号線４３−１Ａに出力し、再び０からカウントを開始する。従って、信号線４２の起動信号がオンすると、その時点の電源ライン３０の電流値が記憶回路２２−１Ａに書き込まれ、その後、一定時間Ｔが経過する毎に、再びその時点の電源ライン３０の電流値が記憶回路２２−１Ａに書き込まれる（このとき、記憶回路２２−１Ａに保持されていた電流値は記憶回路２２−２Ａにシフトする）。別の構成例として、Ａ／Ｄ変換器２１２の直後に平均値算出回路を設け、数秒間程度の期間にわたる電源ライン３０上の電流値の平均値をとるようにしても良い。
【００４８】
異常検出装置２０Ａを構成する記憶回路２２−Ａ、２２−２Ｂは、例えば、レジスタで構成でき、演算回路２３Ａは、例えば、信号線４４Ａによる電流値から信号線４５Ａによる電流値を差し引く減算器で構成できる。また、アラーム回路２４Ａは、例えば、信号線４６Ａによる電流値と閾値Δとを比較し、電流値が閾値Δ以上であればその出力（アラーム信号）を論理“１”とするコンパレータで構成できる。
【００６８】
（他の実施例）
以上の第１乃至第２の実施例においては、差分値を閾値と比較したが、差分値の過去の電流値に対する割合を閾値と比較するようにしても良い。例えば、図１に示した第１の実施例において、演算回路２３は、現在の電流値と初期状態の電流値との差分値を求めた後、その差分値の初期状態の電流値に対する割合を求めて、アラーム回路２４へ出力し、アラーム回路２４では事前に設定された閾値と比較し、求められた割合が閾値を超えていればアラーム信号を発生する。また、図４に示した第２の実施例において、演算回路２３Ａは、現在の電流値とＴ時間前の電流値との差分値を求めた後、その差分値のＴ時間前の電流値に対する割合を求めて、アラーム回路２４Ａへ出力し、アラーム回路２４Ａでは事前に設定された閾値と比較し、求められた割合が閾値を超えていればアラーム信号を発生する。
【００６９】
なお、以上の実施例では、異常検出対象となる光モジュールとして、図６で説明したＳＦＦを例に挙げたが、これに限定されることなくＧＬＭ(Gigabit Link Module) 、ＧＢＩＣ(GigaBit Interface Converter) 、１×９等の任意の光モジュールの異常検出に本発明は適用可能である。また、光モジュールの通信速度として１．０６２５Ｇｂｐｓのファイバチャネルを例にしたが、それ以外の通信速度の光モジュールに対しても適用可能なことは勿論のことである。更に、送信光源としてＬＥＤ（発光ダイオード）を使用した光モジュールにも適用可能である。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば以下のような効果が得られる。
【００７１】
故障する確率が高まったと考えられる異常の発生を検出するための閾値の設定が簡易になる。その理由は、光モジュールの所定箇所を流れる電流値を検出し、現在の電流値が過去の電流値に比べてどの程度変化したかを示す差分値またはその差分値の前記過去の電流値に対する割合を閾値と比較することでアラーム信号の発生を制御しているため、同じ値の閾値を設定しても個々の光モジュールにおける特性のバラツキが吸収されるからである。
【００７２】
光モジュールに電源を供給する電源ラインの電流値を監視する構成にあっては、更に、光モジュール自体を改造する必要がないために市販の光モジュールそのものへの適用が可能になるという効果と、光モジュール中のＬＤ等の送信光源だけでなく、ＬＤのドライバなど他の部品の経時的な劣化による異常も検出することができる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施例のブロック図である。
【図２】 多数の光モジュールを対象に実際に高温寿命試験を行ったときの消費電流の時間的変化を示すグラフである。
【図３】 本発明の第１の実施例における電流検知回路の構成例を示すブロック図である。
【図４】 本発明の第２の実施例のブロック図である。
【図５】 本発明の第２の実施例における電流検知回路の構成例を示すブロック図である。
【図６】 光モジュールの内部構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０…光モジュール
２０、２０Ａ…異常検出装置
２１、２１Ａ…電流検知回路
２２、２２−１Ａ…記憶回路
２３、２３Ａ…演算回路
２４、２４Ａ…アラーム回路
３０…電源ライン
Claims (8)
- 送信光源と該送信光源の光出力のモニタ光を受光する受光素子のモニタ電流の値を一定に保つことにより送信光源の光出力を一定にするオートパワーコントロール機能を有するドライバとを含む光モジュールの異常検出方法であって、
（ａ）光モジュールに電源を供給する電源ラインの電流値を検出するステップと、
（ｂ）検出された電流値の過去の値を記憶するステップと、
（ｃ）記憶された過去の値と現在検出された値との差分値を求めるステップと、
（ｄ）求められた差分値が予め定められた閾値を超えたときに、予防保守の必要性を示すアラーム信号を発生するステップと、
を含む光モジュールの異常検出方法。 - 送信光源と該送信光源の光出力のモニタ光を受光する受光素子のモニタ電流の値を一定に保つことにより送信光源の光出力を一定にするオートパワーコントロール機能を有するドライバとを含む光モジュールの異常検出方法であって、
（ａ）光モジュールに電源を供給する電源ラインの電流値を検出するステップと、
（ｂ）検出された電流値の過去の値を記憶するステップと、
（ｃ）記憶された過去の値と現在検出された値との差分値の前記過去の値に対する割合を求めるステップと、
（ｄ）求められた割合が予め定められた閾値を超えたときに、予防保守の必要性を示すアラーム信号を発生するステップと、
を含む光モジュールの異常検出方法。 - 光モジュールの使用開始当初における前記電源ラインの電流値を、前記過去の値とする請求項１または２記載の光モジュールの異常検出方法。
- 現在より所定時間だけ過去の時刻における前記電源ラインの電流値を、前記過去の値とする請求項１または２記載の光モジュールの異常検出方法。
- 送信光源と該送信光源の光出力のモニタ光を受光する受光素子のモニタ電流の値を一定に保つことにより送信光源の光出力を一定にするオートパワーコントロール機能を有するドライバとを含む光モジュールの異常検出装置であって、
光モジュールに電源を供給する電源ラインの電流値を検出する電流検知手段と、
該電流検知手段で検出された過去の値を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された過去の値と前記電流検知手段で現在検出された値との差分値を求める演算手段と、
該演算手段で求められた差分値が予め定められた閾値を超えたときに、予防保守の必要性を示すアラーム信号を発生するアラーム手段とを含む光モジュールの異常検出装置。 - 送信光源と該送信光源の光出力のモニタ光を受光する受光素子のモニタ電流の値を一定に保つことにより送信光源の光出力を一定にするオートパワーコントロール機能を有するドライバとを含む光モジュールの異常検出装置であって、
光モジュールに電源を供給する電源ラインの電流値を検出する電流検知手段と、
該電流検知手段で検出された過去の値を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された過去の値と前記電流検知手段で現在検出された値との差分値の前記過去の値に対する割合を求める演算手段と、
該演算手段で求められた割合が予め定められた閾値を超えたときに、予防保守の必要性を示すアラーム信号を発生するアラーム手段とを含む光モジュールの異常検出装置。 - 光モジュールの使用開始当初における前記電源ラインの電流値を、前記過去の値とする請求項５または６記載の光モジュールの異常検出装置。
- 現在より所定時間だけ過去の時刻における前記電源ラインの電流値を、前記過去の値とする請求項５または６記載の光モジュールの異常検出装置。
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