JP5436249B2 - 光モジュール - Google Patents

Description

本発明は、受信入力光信号レベルを自動的に最適なレベル範囲に調整して受信処理を行う光モジュールに関する。

光通信システムに於いては、光伝送路により伝送された光信号を、所定のレベル範囲内となるように増幅又は減衰させて、光電変換により電気信号に変換して受信処理するものである。例えば、比較的長距離伝送の場合、光信号は伝送損失により受信光信号レベルが所望の範囲より低くなるから、光増幅器により増幅して受信処理する。又比較的短距離伝送の場合は、減衰量が少ないので、受信光信号レベルは、所望の範囲より高い場合が多くなる。このような場合は、光減衰器により、受信光信号レベルを減衰させ、所望の範囲内となるように制御して受信処理する。例えば、可変光減衰器と制御回路とを設け、入力光信号レベルを検出して、制御回路により可変光減衰器を制御し、可変光減衰器の出力光レベルを検出して制御回路にフィードバックし、所定範囲内の光レベルとなるように制御回路により可変光減衰器を制御して、光モジュールに入力し、入力光信号を電気信号に変換する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

又入力光信号を電気信号に変換する受光素子の前段に可変光減衰器を設け、その後段に受光素子と増幅器と、可変光減衰器を制御する制御回路とを設け、可変光減衰器は、入力光信号を複数の分岐路に入力し、各分岐路対応にヒータを設けて、制御回路から各ヒータを独立的に制御する構成とし、各分岐路は、温度により光信号位相を変化させる光伝搬特性を有し、従って、各分岐路対応のヒータを独立に制御することにより、各分岐路を通過した光信号の位相を相違させることができるもので、各分岐路の出力光を合波すると、各分岐路の出力光位相が同一の場合は、入力光信号レベルと略同一となり、各分岐路の複数個の出力光位相が１８０度位相差の場合は、略０レベルとすることができる。この場合、増幅器が飽和状態であることを制御回路が検出すると、可変光減衰器の分岐路対応のヒータを制御することにより、受光素子を介して増幅器に入力される信号レベルを制御する手段を備えた光モジュールも提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平１０−３３６１１４号公報 特開２００３−６９０５２号公報

光信号を電気信号に変換するフォトダイオード等を用いた光電変換部を含む光モジュールは、前述のように、各種の構成が提案され、且つ実用化されている。この光電変換部は、過大なレベルの光信号が入力されると、過大な電流が流れて、フォトダイオード等の半導体素子は破損する問題がある。従って、前述のように、入力光信号レベルを検出して、所定範囲内の光信号レベルとなるように減衰器によって制御する構成が適用されている。通常は、システム立上げ時に、受信光信号レベルが既知でないから、光電変換部へ入力する光信号レベルを最適化する為に、可変減衰器を接続して調整する構成を適用している。又対向局との間の光伝送路の変更等の場合、再調整が必要である。従って、受信光信号のレベルを光電変換部に入力前段に、前記特許文献１，２にも示されているように、可変減衰器を設けている。しかし、この可変減衰器による光電変換部への受信光信号のレベルを最適範囲内に制御する前に、光電変換部へ入力され、過大レベルの光信号が入力されて、光電変換部が損傷を受ける可能性を含む問題がある。このような問題については、前記特許文献１，２を含めて従来は提起されておらず、従って、その問題点を解決する手段は提案されていない。

本発明は、前述の問題点を解決することを目的とし、システム立上げ時や、システム変更時に於ける光電変換部への入力光信号レベルを所定の範囲内に制御した後に、光電変換部へ入力するように制御する構成とする。

本発明の光モジュールは、受信光信号を電気信号に変換する光モジュールであって、光信号を電気信号に変換する光電変換素子を含むＯ／Ｅ変換部の前段に設けられるとともに光信号のレベルを制御する光減衰手段を介して光信号が入力される入力光スイッチと、光信号のレベルを検出する光入力レベル検出部と、光入力レベル検出部により光信号のレベルを検出して、この光信号のレベルが所定範囲内となるように光減衰手段を制御し、且つ光信号のレベルが所定範囲内となった時に入力光スイッチをオンに制御する制御処理部とを備えている。

又前記光減衰手段により減衰制御した受信光信号のレベルを検出する光入力レベル検出部と、この光入力レベル検出部による受信光信号レベルを所定範囲内となるように光減衰手段を制御し、且つ受信光信号レベルが所定範囲内となった時に、Ｏ／Ｅ変換部の前段の光スイッチをオンとする制御処理部とを備えている。

又前記受信光信号のレベルを検出する光入力レベル検出部と、この光入力レベル検出部により検出した光信号レベルを所定範囲内となるように光減衰手段を制御し、且つ光信号レベルが所定範囲内に制御された時に、入力光スイッチをオンに制御する制御処理部とを備えている。

又前記受信光信号レベルを検出する光入力レベル検出部と、この光入力レベル検出部により検出した受信光信号レベルが所定範囲内となった時に、Ｏ／Ｅ変換部の前段の入力光スイッチをオンに制御し、且つ受信光信号レベルが所定範囲内でない時に、受信光信号レベルが所定範囲内となるように光信号の送信側へ送信光信号レベル制御通知を行う制御処理部とを備えている。

又光信号を伝送する光ファイバを接続する為の光コネクタを結合した時に電気回路を形成して、前記制御処理部へ通知する手段を設け、この手段により、前記光コネクタの結合を認識した後に、光入力レベル検出部により検出したレベルが所定範囲内の時に、Ｏ／Ｅ変換部の前段の入力光スイッチをオンに制御する制御処理部を備えている。

Ｏ／Ｅ変換部の前段に入力光スイッチを設けて、所定範囲内のレベルの光信号を受信したことを制御処理部に於いて認識した時に、その入力光スイッチをオンに制御して、受信光信号をＯ／Ｅ変換部に入力して、電気信号に変換するもので、Ｏ／Ｅ変換部には、所定範囲内のレベルの光信号を入力することができるから、Ｏ／Ｅ変換部のフォトダイオード等の光電変換素子の損傷を回避することが可能となり、光モジュールの信頼性の向上にも寄与することが可能となる利点がある。

本発明の実施例１の説明図である。 本発明の実施例２の説明図である。 本発明の実施例３の説明図である。 本発明の実施例４の説明図である。

本発明の光モジュールは、図１を参照して説明すると、受信光信号を電気信号に変換する光モジュール１であって、光信号を電気信号に変換する光電変換素子を含むＯ／Ｅ変換部６の前段に設けた入力光スイッチ４と、光信号のレベルを検出する光入力レベル検出部３と、光信号のレベルを制御する可変減衰器２等の光減衰手段と、光入力レベル検出部３により光信号のレベルを検出して、この光信号のレベルが所定範囲内となるように光減衰手段を制御し、且つ光信号のレベルが所定範囲内となった時に入力光スイッチ４をオンに制御する制御処理部５とを備えている。

図１は、本発明の実施例１の説明図であり、１は光モジュール、２は光減衰手段としての可変減衰器（ＡＴＴ）、３は光入力レベル検出部、４は入力光スイッチ（ＳＷ）、５は制御処理部、６は光電変換を行うＯ／Ｅ変換部、１０は対向局の光モジュールを示す。システム立上げ時やシステム変更時等に於いて、対向局の光モジュール１０からの強度変調された光信号を光モジュール１により最初に受信した時、入力光スイッチ４は、制御処理部５によりオフ状態に制御されている。従って、受信光信号のレベルが不明の場合、Ｏ／Ｅ変換部６には光信号は入力されない。それにより、受信光信号レベルが所定の範囲より高い場合でも、Ｏ／Ｅ変換部６を保護することができる。又光入力レベル検出部３は、可変減衰器２を介して入力された光信号のレベルを検出して、制御処理部５へ通知するものであり、その場合に、強度変調された光信号が入力されたか否かを、光入力レベル検出部３又は制御処理部５に於いて判定する。光信号は、通常所定の消光比とし、且つ“０”連続個数を所定数に制限した符号形式により強度変調されている場合が一般的であるから、強度変調された光信号であるか否かを容易に識別することができる。

制御処理部５は、光入力レベル検出部３からの光信号レベル情報を基に、所定範囲の光信号レベルとなるように可変減衰器２を制御する。この場合、可変減衰器２と光入力レベル検出部３と制御処理部４との制御ループにより、所定範囲の光信号レベルに制御することができ、制御処理部４は、光入力レベル検出部３からの光信号レベル情報により、所定範囲の光信号レベルに制御されたことを認識した後に、入力光スイッチ４をオンに制御して、Ｏ／Ｅ変換部５に受信光信号を入力して電気信号に変換し、図示を省略した後段の信号処理部へ転送する。制御処理部５は、その後の光入力レベル検出部３による光信号レベルを監視し、何らかの原因により異常な高レベルの光信号が入力された場合、入力光スイッチ４をオフに制御し、Ｏ／Ｅ変換部６を保護することができる。なお、対向局の光モジュール１０も光モジュール１と同様の構成を備えることができる。

図２は、本発明の実施例２の説明図であり、図１と同一符号は同一名称部分を示し、７はセレクタ（ＳＥＬ）、２−１〜２−ｎは光減衰手段を構成する固定減衰器（ＡＴＴ１〜ＡＴＴｎ）を示す。この実施例２は、光入力レベル検出部３と入力光スイッチ４との間に、セレクタ７により複数のそれぞれ異なる減衰量或は同一の減衰量の固定減衰器２−１〜２−ｎを選択接続する構成を設け、光入力レベル検出部３により受信光信号のレベルを検出して、制御処理部５に通知することにより、制御処理部５は、セレクタ７を制御し、固定減衰器２−１〜２−ｎの無接続を含めて、直列接続構成により、Ｏ／Ｅ変換部６へ入力する光信号レベルを所定の範囲内となるように制御した後、入力光スイッチ４をオンとし、所定範囲の光信号レベルに制御した光信号をＯ／Ｅ変換部６に入力する。なお、前述の実施例１と同様に、強度変調された光信号が入力されたか否かを判定し、強度変調光信号入力時のみ前述の制御処理を行う構成とすることも可能である。なお、対向局の光モジュール１０も前述の光モジュール１と同様の構成を備えることができる。又固定減衰器２−１〜２−ｎとセレクタ７とからなる光減衰手段は、図１に示す可変減衰器２と同様の可変減衰器とすることも可能であり、その場合は、制御処理部５により可変減衰器を制御する構成とする。

図３は、本発明の実施例３の説明図であり、対向局の光モジュールと自局の光モジュールとの要部を示すもので、２０は対向局の送信側光モジュール、２１は受信部、２２は送信部、２３はＯ／Ｅ変換部、２４はＯ／Ｅ変換部、３０は自局の受信側光モジュール、３１は受信部、３２は送信部、３３は制御処理部、３４は入力光スイッチ（ＳＷ）、３５はＯ／Ｅ変換部、３６はＥ／Ｏ変換部を示す。受信側の光モジュール３０の制御処理部３３は、受信部３１により受信した光信号レベルを検出し、この受信光信号レベルが所定の範囲内か否かを監視し、所定の範囲内の場合は、入力光スイッチ３４をオンとして、受信光信号をＯ／Ｅ変換部３５に入力し、電気信号に変換して、後段の信号処理機能部へ転送する。又所定の範囲内でない場合は、入力光スイッチ３４をオフ状態のままとし、送信部３２から送信側の光モジュール２０に対して送信光信号レベルを制御する制御信号を送出する。この制御信号を受信した送信側光モジュール２０の受信部２１は、送信部２２に対して制御信号を転送する。この送信部３２から受信部２１に送信する制御信号は、図示を省略している主信号の送受信手段を利用して、主信号とは異なる光波長の補助光信号により伝送することができる。その場合は、受信部２１により補助光信号を分波して送信部３２の光信号送信レベル制御信号とすることができる。

図４は、本発明の実施例４の説明図であり、４０は光モジュール、４１は入力光スイッチ（ＳＷ）、４２はＯ／Ｅ変換部、４３は制御処理部、４４は抵抗（Ｒ）、４５，４６は光コネクタ、４５ａ，４６ａ，４５ｂ，４６ｂは接点、４７，４８は光ファイバ、４９は光処理部入力レベル検出部、Ｖｃｃは内部の直流電圧を示す。又太線矢印は、光信号の伝送径路を示す。内部の直流電圧Ｖｃｃを抵抗４４を介して制御処理部４３と光コネクタ４５の接点４５ｂとに印加し、光コネクタ４５の接点４５ａを接地する。光コネクタ４５，４６を結合しない状態では、接点４５ａ，４５ｂ間は開放状態であり、制御処理部４３には、電圧Ｖｃｃが抵抗４６を介して入力される。制御処理部４３は、抵抗４６を介して電圧Ｖｃｃが印加されている状態の場合、光コネクタ４５，４６が結合されていない状態と判定することができる。その時に、例えば、外光が光ファイバ４７に入射されて、光レベル検出部４９により検出した光レベルが、光信号受信時の所定範囲内のレベルであっても、制御処理部４３は、光コネクタ４５に光コネクタ４６を結合していないと判断しているから、正常な光信号受信によるものではないと判断し、入力光スイッチ４１をオフ状態に維持する。従って、高レベルの外光が入射されても、Ｏ／Ｅ変換部４２を保護することができる。

又光コネクタ４５，４６を結合させると、接点４５ａ，４５ｂ間が、光コネクタ４６側の接点４６ａ，４６ｂを介して接続された状態となり、電圧Ｖｃｃが抵抗Ｒを介して、接点４５ｂ−４６ｂ−４６ａ−４５ａの経路でアース側に接続された状態となり、制御処理部４３に対して入力される電圧は、電源の電圧Ｖｃｃに比較して低いものとなる。それにより、制御処理部４３は、光コネクタ４５，４６を結合したと判定し、光入力レベル検出部４９からの検出光信号レベルを、対向側の光モジュールからの光信号と判定し、検出光信号レベルが所定範囲内の場合に、入力光スイッチ４１をオンとして、受信光信号をＯ／Ｅ変換部４２に入力し、電気信号に変換させる。又検出光信号レベルが所定範囲内でない場合は、前述の実施例のように、光信号の送信側へ通知するか、又は光減衰器を設けて、所望のレベルに制御する構成を適用することができる。

１ 光モジュール
２ 可変減衰器（ＡＴＴ）
２−１〜２−ｎ 固定減衰器（ＡＴＴ１〜ＡＴＴｎ）
３ 光入力レベル検出部
４ 入力光スイッチ（ＳＷ）
５ 制御処理部
６ Ｏ／Ｅ変換部
７ セレクタ（ＳＥＬ）
１０ 対向局

Claims (5)

1. 受信光信号を電気信号に変換する光モジュールに於いて、
   光信号を電気信号に変換する光電変換素子を含むＯ／Ｅ変換部の前段に設けられるとともに光信号のレベルを制御する光減衰手段を介して光信号が入力される入力光スイッチと、
   光信号のレベルを検出する光入力レベル検出部と、
   前記光入力レベル検出部により光信号のレベルを検出して、該光信号のレベルが所定範囲内となるように前記光減衰手段を制御し、且つ前記光信号のレベルが所定範囲内となった時に前記入力光スイッチをオンに制御する制御処理部と
   を備えたことを特徴とする光モジュール。
2. 前記光減衰手段により減衰制御した前記受信光信号のレベルを検出する前記光入力レベル検出部と、該光入力レベル検出部による前記受信光信号レベルを所定範囲内となるように前記光減衰手段を制御し、且つ前記受信光信号レベルが所定範囲内となった時に、前記Ｏ／Ｅ変換部の前段の光スイッチをオンとする制御処理部とを備えたことを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
3. 前記受信光信号のレベルを検出する光入力レベル検出部と、該光入力レベル検出部により検出した光信号レベルを所定範囲内となるように前記光減衰手段を制御し、且つ前記光信号レベルが所定範囲内に制御された時に前記入力光スイッチをオンに制御する制御処理部とを備えたことを特徴とする前記請求項１記載の光モジュール。
4. 前記受信光信号レベルを検出する光入力レベル検出部と、該光入力レベル検出部により検出した前記受信光信号レベルが所定範囲内となった時に、前記Ｏ／Ｅ変換部の前段の前記入力光スイッチをオンに制御し、且つ前記受信光信号レベルが所定範囲内でない時に、該受信光信号レベルが所定範囲内となるように光信号の送信側へ送信光信号レベル制御通知を行う制御処理部とを備えたことを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
5. 光信号を伝送する光ファイバを接続する為の光コネクタを結合した時に電気回路を形成して前記制御処理部へ通知する手段を設け、該手段により前記光コネクタの結合を認識した後に、前記光入力レベル検出部により検出したレベルが所定範囲内の時に、前記Ｏ／Ｅ変換部の前段の前記入力光スイッチをオンに制御する制御処理部を備えたことを特徴とする請求項１記載の光モジュール。

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