JP6464684B2 - 光デバイス障害検出 - Google Patents

Description

本稿で論じる実施形態は光デバイス障害検出に関する。

コンピューティングおよびネットワーキング技術は我々の世界を一変させた。ネットワークを通じて通信される情報の量が増すにつれ、高速伝送がますます重要になっている。多くの高速データ伝送光ネットワークは、光ファイバーを通じた光信号の形で具現されるデジタルデータの送受信を容易にするために光トランシーバに頼る。

光トランシーバは、シリコン・ダイ上に実装されるフォトダイオードおよび光変調器のような光デバイスを含んでいてもよい。シリコン・ダイ上に実装される光デバイスは、状況によっては、信頼性が低く、歩留まりが低いことがある。光ネットワークにおける障害を減らすために、光デバイスは、光ネットワークにおいて実装される前に試験されることがある。光ネットワークの適正な動作を保証する助けとなるため、光デバイスは、光ネットワークにおいて実装したあとにも試験されることがある。

本願で請求される主題は、何らかの欠点を解決する実施形態や上記のような環境においてのみ動作する実施形態に限定されない。むしろ、この背景は、本稿に記載されるいくつかの実施形態が実施されうる一つの例示的な技術領域を示すために与えられているだけである。

ある実施形態のある側面によれば、光デバイス・モニタリング・システムが、検出ユニットおよび判断ユニットを含んでいてもよい。検出ユニットは光デバイスを流れる電流を検出するまたは光デバイスにかかる電圧を検出するよう構成されていてもよい。判断ユニットは、検出された電流または検出された電圧を受け取り、検出された電流または検出された電圧を光デバイスの通常動作電気特性と比較するよう構成されていてもよい。判断ユニットはさらに、光デバイスの光機能障害を、検出された電流または検出された電圧と光デバイスの通常動作電気特性との間の前記比較に基づいて決定するよう構成されていてもよい。

実施形態の目的および利点は、少なくとも、請求項において具体的に指摘される要素、特徴および組み合わせによって実現され、達成されるであろう。

上記の一般的な記述および下記の詳細な記述はいずれも例示および説明するものであり、特許請求される発明を制約するものではないことは理解しておくべきである。

例示的な実施形態について、付属の図面を使ってさらに具体的かつ詳細に記述し、説明する。
例示的な光デバイス・モニタリング・システムを示す図である。 もう一つの例示的な光デバイス・モニタリング・システムを示す図である。 もう一つの例示的な光デバイス・モニタリング・システムを示す図である。 光デバイスの光機能障害を判別する例示的な方法のフローチャートである。 光デバイス・モニタリング・システムを含む光ネットワークを示す図である。

ある実施形態のある側面によれば、光デバイスの電気特性を検出するよう構成されている光デバイス・モニタリング・システムが開示される。検出された電気特性に基づいて、光デバイス・モニタリング・システムは光デバイスの光機能障害を判別するよう構成されていてもよい。

いくつかの実施形態では、光デバイス・モニタリング・システムは、光デバイスにかかる電圧および光デバイスを流れる電流を含む光デバイスの電気特性を検出してもよい。検出された電圧または検出された電流に基づいて、光デバイス・モニタリング・システムは、テーブルまたは光デバイスの電気モデルとして構成されたダイオードを使って、光デバイスの通常動作電気特性を決定するよう構成されていてもよい。光デバイス・モニタリング・システムは、検出された電圧または検出された電流を、決定された通常動作電気特性と比較してもよい。該比較に基づいて、光デバイス・モニタリング・システムは、光デバイスの光機能障害を判別してもよい。

光機能障害を判別するために光デバイスの電気特性を使うことは、光機能障害を判別する以前の諸方法よりも簡単であるおよび／またはコスト効率がよいことがありうる。代替的または追加的に、光デバイスの電気特性を使って光機能障害を判別することは、光デバイスを含む光ネットワークが通常通り動作している間に実行されてもよい。以前には、光ネットワークにおける光デバイスの光機能障害は、光ネットワークの通常の動作の間に決定されることはできなかった。以前の光ネットワークでは、光ネットワーク中の光デバイスの光機能障害は、光ネットワークの較正中に、光デバイスによってサポートされる光通信における障害に基づいて検出された。

本発明の実施形態について、付属の図面を参照して説明する。

図１は、本稿に記載される少なくとも一つの実施形態に基づいて構成された例示的な光デバイス・モニタリング・システム１００（以下「システム１００」と称する）を示している。システム１００は、光デバイス１１０、光デバイス動作ユニット１１２、検出ユニット１２０および判断ユニット１３０を含む。一般に、システム１００は、光デバイス１１０の光機能障害を判別するよう構成されていてもよい。

光デバイス１１０は、電気を使うまたは発生させることによって電磁放射を生成、操作または測定するいかなるデバイスであってもよい。たとえば、光デバイス１１０は、フォトダイオードによって受領された電磁放射を表わす電流を発生させることによって、受領された電磁放射を測定するよう構成されたフォトダイオードを含んでいてもよい。代替的または追加的に、光デバイス１１０は、変調器によって受領された電流および／または電圧に基づいて電磁放射を操作するよう構成された変調器を含んでいてもよい。代替的または追加的に、光デバイス１１０は、光送信器によって受領された電流および／または電圧に基づいて電磁放射を生成するよう構成された光送信器を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、光デバイス１１０はシリコン・ダイ上に実装されてもよい。

光デバイス動作ユニット１１２は、光デバイス１１０が電磁放射を生成、操作または測定することを許容するよう光デバイス１１０に電圧および／または電流を提供するよう構成されていてもよい。代替的または追加的に、光デバイス動作ユニット１１２は、光デバイス１１０が電磁放射を生成、操作または測定していないときに光デバイス１１０によって生成される電圧および／または電流を受領および測定するよう構成されていてもよい。

光デバイス１１０の通常の動作中、光デバイス１１０は、先述したように、電気を使うまたは発生させることによって、電磁放射を生成、操作または測定しうる。状況によっては、光デバイス１１０は適正に電磁放射を生成、操作または測定しないことがありうる。光デバイス１１０が適正に電磁放射を生成、操作または測定しないとき、本稿では、そのことを光デバイス１１０が光機能障害を経験していると称することがある。光デバイス１１０の光機能障害は、なかでも、過熱、不適正な製造、不適正なストレス、過大な電圧を経験することまたは過大な電流を経験することの結果でありうる。

光デバイス１１０が光デバイス障害を経験するとき、光デバイス１１０の電気特性は、光デバイス１１０の通常の動作電気特性から変化することがある。システム１００は、光デバイス１１０の電気特性、たとえば光デバイス１１０にかかる電圧および／または光デバイス１１０を流れる電流を検出し、検出された電気特性を光デバイス１１０の通常の動作特性と比較して光デバイス１１０の光デバイス障害を判別するよう構成されていてもよい。

検出ユニット１２０は、光デバイス１１０の電気特性を検出するよう構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、検出ユニット１２０は光デバイス１１０にかかる電圧を検出するよう構成されていてもよい。代替的または追加的に、検出ユニット１２０は光デバイス１１０を通過する電流を検出するよう構成されていてもよい。たとえば、光デバイス１１０はフォトダイオードを含んでいてもよい。これらおよび他の実施形態において、検出ユニット１２０は、フォトダイオードの二つの端子間の電圧を検出するよう構成されていてもよい。検出ユニット１２０は、フォトダイオードの二つの端子間を流れる電流を検出するよう構成されていてもよい。検出ユニット１２０は、検出された電圧および／または電流を判断ユニット１３０に提供してもよい。

判断ユニット１３０は、検出ユニット１２０から検出された電圧および／または電流を受領してもよい。判断ユニット１３０は、光デバイス１１０の動作条件、たとえば光デバイス１１０が光学的に適正に機能しているかどうかまたは光デバイス１１０が光機能障害を経験しつつあるかどうかを、受領された検出された電圧および／または電流に基づいて判別してもよい。特に、判断ユニット１３０は、光デバイス１１０の通常の動作特性を検出ユニット１２０からの検出された電圧および／または電流と比較することによって、光デバイス１１０の動作条件を判別するよう構成されていてもよい。

いくつかの実施形態では、判断ユニット１３０は、光デバイス１１０の通常の動作特性と検出された電圧および／または電流との間の差に基づいて光デバイス１１０の動作条件を判別してもよい。いくつかの実施形態では、判断ユニット１３０は、光デバイス１１０の通常の動作特性と検出された電圧および／または電流との間の差がある閾値より高いときに、光デバイス１１０が光デバイス障害を経験しつつあると判定してもよい。閾値は、光デバイス１１０の特性評価に基づいていてもよい。たとえば、光デバイス１１０に関連する電圧および／または電流が通常の動作条件のもとで記録されてもよい。さらに、光デバイス１１０が光デバイス障害を経験しつつあるときの光デバイス１１０に関連する電圧および／または電流が記録されてもよい。閾値は、通常の動作条件のもとでの電圧および／または電流と光デバイス１１０が光デバイス障害を経験しつつあるときの電圧および／または電流との間の差の大きさに基づいていてもよい。

たとえば、通常の動作条件のもとで光デバイス１１０を通る電流が80ないし100ミリアンペア（mA）の範囲であり、光デバイス障害条件のもとでは光デバイス１１０を通る電流が30ないし50ミリアンペア（mA）の範囲であるとする。この例では、光デバイス１１０を通る電流についての通常動作電気特性は90mAに設定されてもよい。閾値は30mAに設定されてもよい。よって、光デバイス１１０の検出される電流が60mA以下であり、よって光障害条件の範囲内であれば、検出された電流と通常の動作電流との間の差は30mA以上となる。このようにして、判断ユニット１３０は、光デバイス１１０が光機能障害を経験しつつあることを判別しうる。あるいはまた、光デバイス１１０の検出される電流が60mAより高く、よって通常動作条件の範囲内であれば、検出された電流と通常の動作電流との間の差は30mA未満となる。このようにして、判断ユニット１３０は、光デバイス１１０が適正に光学的に動作していると判定しうる。

いくつかの実施形態では、判断ユニット１３０は、光デバイス１１０の通常の動作特性を、検出された電圧または検出された電流に基づいて判別するよう構成されていてもよい。たとえば、検出された電流は、該検出された電流が与えられたときの光デバイス１１０の通常の動作電圧を決定するために使われてもよい。これらおよび他の実施形態において、判断ユニット１３０は、光デバイス１１０の動作条件を判別するために、光デバイス１１０の決定された通常の動作電圧を検出された電圧と比較してもよい。決定された通常の動作電圧が検出された電圧と異なるときは、あるいはより具体的に、差の大きさが上記閾値より大きいときは、光デバイス１１０は光機能障害を経験しつつあることがありうる。

代替的または追加的に、検出された電圧は、該検出された電圧が与えられたときの光デバイス１１０の通常の動作電流を決定するために使われてもよい。これらおよび他の実施形態において、判断ユニット１３０は、光デバイス１１０の動作条件を判別するために、光デバイス１１０の決定された通常の動作電流を検出された電流と比較してもよい。決定された通常の動作電流が検出された電流と異なるときは、あるいはより具体的に、差の大きさが上記閾値より大きいときは、光デバイス１１０は光機能障害を経験しつつあることがありうる。

光デバイス１１０の動作条件を判別する例を述べる。検出された電圧が1.8ボルト（v）であり、検出された電流が80mAであるとする。判断ユニット１３０は、光デバイス１１０の電気モデルとして構成されているダイオードに検出された電圧を加えることによって、光デバイスの通常の動作特性を決定してもよい。ダイオードは、それに加えられる検出された電圧に基づいて、電流を出力しうる。ダイオードは光デバイス１１０の電気モデルなので、ダイオードによって出力される電流は、検出された電圧が光デバイス１１０に加えられるときの光デバイス１１０の通常の動作電気特性に、たとえば通常の動作電流として、含められてもよい。たとえば、通常の動作条件のもとで1.8vの電圧が光デバイス１１０に加えられるとき、光デバイス１１０を流れる電流は50mAであることがある。これらおよび他の実施形態において、光デバイス１１０の動作条件を判別するために、ダイオードから決定される電流、たとえば50mAは、検出された電流、たとえば80mAと比較されてもよい。ダイオードから決定される電流が検出される電流と異なるため、あるいはダイオードから検出される電流と検出された電流との間の差が閾値より大きいため、光デバイス１１０は光機能障害を経験しつつあることがありうる。これらおよび他の実施形態において、ダイオードが光デバイス１１０の電気モデルであるというのは、ダイオードが同様の動作条件の下で光デバイス１１０と同様の電流および／または電圧をもつことを示しうる。

光デバイス１１０の動作条件を判別するもう一つの例を述べる。判断ユニット１３０は、検出された電流を光デバイス１１０の動作特性を含むテーブルに適用することによって、光デバイスの通常の動作特性を決定してもよい。テーブル中で検出された電流の値を位置特定するためにテーブルを見ていくことによって、光デバイス１１０の対応する電圧が決定されうる。光デバイスの対応する電圧は、検出された電流が光デバイス１１０に流れているときの光デバイス１１０の通常の動作電気特性、たとえば通常の動作電圧でありうる。これらおよび他の実施形態において、光デバイス１１０の動作条件を判別するために、テーブルから決定される電圧が検出された電圧と比較されてもよい。いくつかの実施形態では、テーブルは、光デバイス１１０の通常動作の間の対応する電流および電圧のリストを有するルックアップテーブルであってもよい。代替的または追加的に、テーブルは、検出された電流または電圧を適用して、光デバイス１１０の通常動作の間の検出された電流または電圧のうちの他方を決定しうる一つまたは複数の公式を含んでいてもよい。本開示の範囲から外れることなく、システム１００に対して修正、追加または省略がなされてもよい。

図２は、本稿に記載される少なくとも一つの実施形態に基づいて構成された、もう一つの例示的な光デバイス・モニタリング・システム２００（以下「システム２００」と称する）を示している。システム２００は、光デバイス２１０、光デバイス動作ユニット２１２、検出ユニット２２０および判断ユニット２３０を含む。一般に、システム２００は、光デバイス２１０の光機能障害を判別するよう構成されていてもよい。

光デバイス２１０および光デバイス動作ユニット２１２は、図１の光デバイス１１０および光デバイス動作ユニット１１２と同様であってもよい。検出ユニット２２０はさらに、電流検出回路２２２および電圧検出回路２２４を含んでいてもよい。判断ユニット２３０は、特性ユニット２３２、比較ユニット２３４および判定ユニット２３６を含んでいてもよい。

検出ユニット２２０は、光デバイス２１０の電気特性を検出するよう構成されていてもよい。特に、電流検出回路２２２は、光デバイス２１０を流れる電流を検出するよう構成されていてもよい。図示した実施形態のようないくつかの実施形態では、電流検出回路２２２は、電流を検出するために光デバイス２１０と直列な要素を有していてもよい。電流検出回路２２２は、検出された電流を、特性ユニット２３２および比較ユニット２３４に送るよう構成されていてもよい。

電圧検出回路２２４は、光デバイス２１０にかかる電圧を検出するよう構成されていてもよい。電流検出回路２２２は、検出された電圧を、特性ユニット２３２および比較ユニット２３４に送るよう構成されていてもよい。

特性ユニット２３２は、検出された電圧または検出された電流に基づいて光デバイス２１０の通常動作電気特性を決定するよう構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、特性ユニット２３２は検出された電圧を使って通常動作電気特性を決定してもよい。これらおよび他の実施形態において、通常動作電気特性は、検出された電圧に基づく光デバイス２１０の通常動作電流を含んでいてもよい。代替的または追加的に、特性ユニット２３２は、検出された電流を使って通常動作電気特性を決定してもよい。これらおよび他の実施形態においては、通常動作電気特性は、検出された電流に基づく光デバイスの通常動作電圧を含んでいてもよい。

いくつかの実施形態では、特性ユニット２３２は、光デバイス２１０の電気的な動作特性を含むテーブル２３３に基づいて通常電気動作特性を決定してもよい。代替的または追加的に、特性ユニット２３２は、ダイオードまたは他の何らかの電気コンポーネントのような、光デバイス２１０の物理的な電気モデルを使って通常電気動作特性を決定してもよい。特性ユニット２３２は決定された通常電気動作特性を比較ユニット２３４に送ってもよい。

比較ユニット２３４は、検出された電圧または検出された電流を、決定された通常電気動作特性と比較するよう構成されていてもよい。たとえば、決定された通常電気動作特性が検出された電圧に基づいており、決定された通常電流を含むときは、比較ユニット２３４は、検出された電流を決定された通常電流と比較してもよい。決定された通常電気動作特性が検出された電流に基づいており、決定された通常電圧を含むときは、比較ユニット２３４は、検出された電圧を決定された通常電圧と比較してもよい。

いくつかの実施形態では、検出された電圧または検出された電流を決定された通常電気動作特性と比較するとき、比較ユニット２３４は、検出された電圧または検出された電流と決定された通常電気動作特性との間の差を決定するよう構成されていてもよい。比較ユニット２３４は、比較の結果を判定ユニット２３６に送ってもよい。いくつかの実施形態では、比較の結果は、検出された電圧または検出された電流と決定された通常電気動作特性との間の差の指標を含んでいてもよい。代替的または追加的に、比較の結果は、検出された電圧または検出された電流と決定された通常電気動作特性との間に差があるかどうかの指標を含んでいてもよい。

判定ユニット２３６は、比較ユニット２３４から比較の結果を受領するよう構成されていてもよい。判定ユニット２３６は、光デバイス２１０が光機能障害を経験しつつあるかどうかを判定するよう構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、判定ユニット２３６は、比較の結果が検出された電圧または検出された電流と決定された通常電気動作特性との間に差があることを示すときに、光デバイス２１０が光機能障害を経験しつつあること判定してもよい。代替的または追加的に、判定ユニット２３６は、比較の結果が、検出された電圧または検出された電流と決定された通常電気動作特性との間の差が光デバイス２１０の光機能障害を示す閾値差より大きいことを示すときに、光デバイス２１０が光機能障害を経験しつつあると判定してもよい。

本開示の範囲から外れることなく、システム２００に対して修正、追加または省略がなされてもよい。たとえば、いくつかの実施形態では、判断ユニット２３０および検出ユニット２２０はアナログ回路を使って実装されてもよい。代替的または追加的に、判断ユニット２３０はデジタル回路を使って実装されてもよく、検出ユニット２２０はアナログ回路を使って実装されてもよい。これらおよび他の実施形態において、判断ユニット２３０は、該判断ユニット２３０に本稿に記載するよう動作させるよう動作を実行するよう構成されているハードウェアを使って実装されてもよい。これらおよび他の実施形態において、前記ハードウェアは、メモリに記憶された命令を実行することによって動作を実行してもよい。代替的または追加的に、前記ハードウェアは、判断ユニット２３０に本稿に記載するような動作を実行させるよう動作を実行するよう構成されている特定用途向け集積回路（ASIC）またはフィールド・プログラム可能なゲート・アレイ（FPGA）を含んでいてもよい。代替的または追加的に、前記ハードウェアは、ASIC／FPGA、他のハードウェアによって実行される実行およびメモリに記憶された命令に基づいて実行される実行の組み合わせを使って動作を実行してもよい。これらおよび他の実施形態において、テーブル２３３は命令とともにメモリに記憶されてもよい。代替的または追加的に、テーブル２３３はルックアップテーブルとして記憶されてもよい。

前記メモリは、本稿に記載されるようないかなるコンピュータ可読媒体であってもよい。そのようなコンピュータ可読媒体は、汎用、専用のコンピュータ（たとえばプロセッサ）または記載されたハードウェアによってアクセスされうるいかなる利用可能な媒体であってもよい。限定ではなく例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、ランダム・アクセス・メモリ（RAM）、読み出し専用メモリ（ROM）、電気的に消去可能なプログラム可能な読み出し専用メモリ（EEPROM）、コンパクトディスク読み出し専用メモリ（CD-ROM）または他の光ディスク記憶、磁気ディスク記憶または他の磁気記憶デバイスまたはコンピュータ実行可能命令またはデータ構造の形の所望されるプログラム・コードを担持または記憶するために使用されうる他の任意の記憶媒体を含む非一時的なまたは有体のコンピュータ可読記憶媒体を含んでいてもよい。上記の組み合わせも、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれてもよい。

図３は、本稿に記載される少なくとも一つの実施形態に基づいて構成された、もう一つの例示的な光デバイス・モニタリング・システム３００（以下「システム３００」と称する）を示している。システム３００は、図１および図２のそれぞれ光デバイス１１０、２１０および光デバイス動作ユニット１１２、２１２と同様であってもよい光デバイス３１０および光デバイス動作ユニット３１２を含む。

光デバイス動作ユニット３１２は、光デバイス３１０に電流を送ってもよい、あるいは光デバイス３１０が電流を生成して該電流を光デバイス動作ユニット３１２に送ってもよい。抵抗器３２０が光デバイス動作ユニット３１２と光デバイス３１０との間に直列に結合されていてもよい。光デバイス３１０を流れる電流に比例する電圧が抵抗器３２０の両端に発生しうる。抵抗器３２０にかかる電圧は、電流検出器差動増幅器３２２（以下では「電流検出器３２２」と称する）に与えられてもよい。電流検出器３２２は検出電流信号３２３を出力するよう構成されていてもよい。検出電流信号３２３は、光デバイス３１０を流れる電流を表わす電圧を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、電流検出器３２２は検出電流信号３２３に増幅因子を適用してもよい。増幅因子は1より小さくても、1より大きくても、あるいは1に等しくてもよい。検出電流信号３２３は電流比較器３４０に送られてもよい。いくつかの実施形態では、抵抗器３２０および電流検出器３２２は、図２の電流検出回路２２２のような電流検出回路の例でありうる。

光デバイス３１０の両側の電圧は、電圧検出器差動増幅器３２４（以下では「電圧検出器３２４」と称される）に与えられてもよい。電圧検出器３２４は、光デバイス３１０の両側の電圧の間の差を決定し、それにより光デバイス３１０にかかる電圧を決定してもよい。電圧検出器３２４は、光デバイス３１０の両側の電圧の間に差に基づいて、検出電圧信号３２５を出力してもよい。いくつかの実施形態では、電圧検出器３２４は検出電圧信号３２５に増幅因子を適用してもよい。増幅因子は1より小さくても、1より大きくても、あるいは1に等しくてもよい。検出電圧信号３２５は特性回路３３０に送られてもよい。特に、検出電圧信号３２５は特性回路３３０中の第一のノード３３５に送られてもよい。いくつかの実施形態では、電圧検出器３２４は、図２の電圧検出回路２２４のような電圧検出回路の例でありうる。

いくつかの実施形態では、システム３００は、電圧検出器３２４によって検出電圧信号３２５に適用される増幅因子を取り除くよう構成されていてもよい等化増幅器３３２を含んでいてもよい。たとえば、いくつかの実施形態では、等化増幅器３３２は、電圧検出器３２４の増幅因子の逆数である増幅因子をもって構成されてもよい。結果として、検出電圧信号３２５は、検出電圧信号３２５によって検出される光デバイス３１０にかかる電圧の大きさと同様の大きさをもちうる。等化増幅器３３２は検出電圧信号３２５を特性回路３３０に与えてもよい。いくつかの実施形態では、電圧検出器３２４の増幅因子が1であるとき、システム３００は等化増幅器３３２を含まなくてもよい。

特性回路３３０は、検出電圧信号３２５に基づいて、光デバイス３１０の通常動作電気特性に比例するまたは関係する信号を生成するよう構成されていてもよい。特性回路３３０は、抵抗器３３４、モデル・ダイオード３３６およびモデル電流検出器３３８を含んでいてもよい。抵抗器３３４は、第一のノード３３５と電圧源３３７との間に結合されていてもよい。電圧源３３７は、抵抗器３２０の、光デバイス動作ユニット３１２に結合された側における電圧の大きさにほぼ等しいまたは等しい大きさを有していてもよい。代替的または追加的に、電圧源３３７は、異なる大きさの電圧を有していてもよい。モデル・ダイオード３３６は第一のノード３３５と接地との間に結合されていてもよい。モデル電流検出器３３８は差動増幅器を含んでいてもよく、第一のノード３３５に結合された第一の入力と、電圧源３３７に結合された第二の入力とを有していてもよい。

抵抗器３３４は、抵抗器３２０と同様であるよう構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、抵抗器３３４は、抵抗器３２０の抵抗とほぼ等しいまたは等しい抵抗を有していてもよい。モデル・ダイオード３３６は、光デバイス３１０の電気モデルとして構成されていてもよい。光デバイス３１０の電気モデルとして、モデル・ダイオード３３６は、光デバイス３１０が正しく光学的に機能しているときの光学デバイス３１０の同様の電気的特性を有していてもよい。

モデル電流検出器３３８は、第一のノード３３５と電圧源３３７における電圧の間の差を決定し、第一のノード３３５と電圧源３３７における電圧の間のその差に基づく特性電流信号３３９を出力するよう構成されていてもよい。特性電流信号３３９は、抵抗器３３４を流れる電流を、よってモデル・ダイオード３３６を流れる電流を表わす電圧を含んでいてもよい。

いくつかの実施形態では、モデル電流検出器３３８は、特性電流信号３３９に増幅因子を適用してもよい。増幅因子は1より小さくても、1より大きくても、あるいは1に等しくてもよい。いくつかの実施形態では、モデル電流検出器３３８によって適用される増幅因子は電流検出器３２２によって適用される増幅因子にほぼ等しいまたは等しいのでもよい。特性電流信号３３９は電流比較器３４０に送られてもよい。

特性回路３３０の例示的な動作について述べる。検出電圧信号３２５が第一のノード３３５において与えられると、モデル・ダイオード３３６を電流が流れ始める。モデル・ダイオード３３６は光デバイス３１０のモデルなので、モデル・ダイオード３３６を流れる電流は、検出電圧信号３２５にほぼ等しい、等しいまたは比例する電圧が光デバイス３１０に印加されたときに光デバイス３１０を流れる電流にほぼ等しい、等しいまたは比例することがありうる。モデル・ダイオード３３６を流れる電流は抵抗器３３４をも流れうる。モデル電流検出器３３８は抵抗器３３４を流れる電流を検出してもよく、抵抗器３３４を流れる電流に基づいて特性電流信号３３９を生成してもよい。結果として、特性電流信号３３９は、検出電圧信号３２５にほぼ等しいまたは等しい電圧が光デバイス３１０に印加されたときの光デバイス３１０の通常動作電気特性を表わしうる。

電流比較器３４０は、特性電流信号３３９と検出電流信号３２３を比較するよう構成されていてもよい。特性電流信号３３９と検出電流信号３２３の比較に基づいて、電流比較器３４０は電流比較信号３４２を出力してもよい。いくつかの実施形態では、電流比較器３４０は差動増幅器を含んでいてもよい。これらおよび他の実施形態において、電流比較信号３４２は特性電流信号３３９と検出電流信号３２３との間の差を表わしていてもよい。電流比較信号３４２は最終比較器３５０に与えられてもよい。

最終比較器３５０は、電流比較信号３４２を閾値信号３５２と比較するよう構成されていてもよい。電流比較信号３４２と閾値信号３５２との間の比較に基づいて、最終比較器３５０は機能信号３６０を生成してもよい。電流比較信号３４２が閾値信号３５２より小さいとき、機能信号３６０は光デバイス３１０が正しく光学的に機能していることを示してもよい。電流比較信号３４２が閾値信号３５２以上であるとき、機能信号３６０は光デバイス３１０が光機能障害を経験しつつあることを示してもよい。

本開示の範囲から外れることなく、システム３００に対して修正、追加または省略がなされてもよい。たとえば、いくつかの実施形態では、システム３００は最終比較器３５０を含んでいなくてもよい。これらおよび他の実施形態においては、光デバイス３１０の動作に関する判定は、電流比較信号３４２に基づいていてもよい。代替的または追加的に、特性回路３３０および／またはシステム３００は一つまたは複数の能動的または受動的な電気コンポーネントを含んでいてもよい。

図４は、本稿に記載される少なくとも一つの実施形態に基づいて構成された、光デバイスの光機能障害を判別する例示的な方法４００のフローチャートである。方法４００は、いくつかの実施形態では、それぞれ図１、図２および図３のシステム１００、２００または３００のようなシステムによって実装されてもよい。離散的なブロックとして図示されているものの、所望される実装に依存して、さまざまなブロックは、さらなるブロックに分割されても、より少数のブロックに組み合わされても、あるいはなくされてもよい。

方法４００は、ブロック４０２で始まってもよい。ここでは、光デバイスを流れる電流が検出されてもよい、あるいは光デバイスにかかる電圧が検出されてもよい。いくつかの実施形態では、光デバイスを流れる電流および光デバイスにかかる電圧が両方とも検出されてもよい。ブロック４０４では、検出された電流または検出された電圧が、光デバイスの通常動作電気特性と比較されてもよい。

ブロック４０６では、検出された電流または検出された電圧と光デバイスの通常動作電気特性との間の比較に基づいて、光デバイスの光機能障害が判別されてもよい。いくつかの実施形態では、検出された電流または検出された電圧と光デバイスの通常動作電気特性との間の差が閾値より大きいときに、光デバイスは光機能障害をもつと判定されてもよい。

当業者は、本稿に開示されるこのおよび他のプロセスおよび方法について、それらのプロセスおよび方法において実行される機能が異なる順序で実装されてもよいことを理解するであろう。さらに、概説した段階および動作は例として与えられるのみであり、開示される実施形態の本質を損なうことなく、段階および動作のいくつかは任意的であることもあり、より少数の段階および動作に組み合わされてもよく、あるいはさらなる段階および動作に展開されてもよい。

たとえば、方法４００はさらに、光デバイスを流れる電流および光デバイスにかかる電圧を検出することを含んでいてもよい。これらおよび他の実施形態において、方法４００はさらに、検出された電流および検出された電圧の一方に基づいて光デバイスの通常動作電気特性を決定することを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、検出された電流および検出された電圧の別のものが、光デバイスの決定された通常動作電気特性と比較されてもよい。代替的または追加的に、光デバイスの通常動作電気特性を決定することは、検出された電流および検出された電圧の前記一方を光デバイスの電気モデルとして構成された電気ダイオードに加えることを含んでいてもよい。代替的または追加的に、光デバイスの通常動作電気特性を決定することは、検出された電流および検出された電圧の前記一方を使って、光デバイスの動作電気特性を含むテーブルをナビゲートすることを含んでいてもよい。

図５は、本稿に記載される少なくとも一つの実施形態に基づいて構成された、光デバイス・モニタリング・システム５２０を含む光ネットワーク５００を示している。光ネットワーク５００は、光ケーブル５３０によって結合されている第一のトランシーバ５１０および第二のトランシーバ５１２を含む。第一および第二のトランシーバ５１０および５１２は光ケーブル５３０によって結合されている。第一および第二のトランシーバ５１０および５１２は、両者の間で光ケーブル５３０に沿って光信号を伝送するよう構成されていてもよい。第一のトランシーバ５１０は、図１、図２および図３のシステム１００、２００または３００と類似の光デバイス・モニタリング・システム５２０を含んでいてもよい。光デバイス・モニタリング・システム５２０は、第一のトランシーバ５１０内に含まれている光デバイスの動作を判別するよう構成されていてもよい。具体的には、光デバイス・モニタリング・システム５２０は、第一のトランシーバ５１０内の光デバイスの光機能障害を判別するよう構成されていてもよい。光デバイスが光機能障害を経験するとき、光ネットワーク５００は、光通信が中断されずに継続されうるよう、光デバイスの障害を補償してもよい。代替的または追加的に、光デバイスが光機能障害を経験するとき、光ネットワーク５００は、光デバイスの光機能障害が修復されうるよう、その光機能障害のことを光ネットワーク５００のユーザーに報知してもよい。

本開示の範囲から外れることなく、光ネットワーク５００に対して修正、追加または省略がなされてもよい。たとえば、いくつかの実施形態では、第二のトランシーバ５１２も、光デバイス・モニタリング・システムを含んでいてもよい。代替的または追加的に、光ネットワーク５００は、図示したもの以外の追加的な光または電気コンポーネントを含んでいてもよい。

本稿での用法では、用語「モジュール」「コンポーネント」または「ユニット」は、該モジュールまたはコンポーネントの動作を実行するよう構成された個別的なハードウェア実装および／またはコンピューティング・システムの汎用ハードウェア（たとえばコンピュータ可読媒体、処理装置など）に記憶および／または実行されうるソフトウェア・オブジェクトまたはソフトウェア・ルーチンを指しうる。いくつかの実施形態では、本稿に記載される種々のコンポーネント、モジュール、エンジンおよびサービスは、コンピューティング・システム上で実行されるオブジェクトまたはプロセス（たとえば別個のスレッド）として実装されてもよい。本稿に記載されるシステムおよび方法のいくつかは、一般に、（汎用ハードウェアに記憶されるおよび／または実行される）ソフトウェアで実装されるものとして記載されているものの、個別的なハードウェア実装またはソフトウェアと個別的なハードウェア実装の組み合わせも可能であり、考えられる。本稿において、「コンピューティング・エンティティ」は、本稿で先に定義したような任意のコンピューティング・システムまたはコンピューティング・システム上で走る任意のモジュールまたはモジュールの組み合わせであってもよい。

主題は構造的な特徴および／または方法論的な工程に固有の言辞で記載してきたが、付属の請求項において定義される主題は必ずしも上記の個別的な特徴または工程に限定されないことは理解しておくものとする。むしろ、上記の個別的な特徴および工程は、請求項を実装する例示的な形態として開示されている。

本稿に記載されるあらゆる例および条件付きの言辞は、本発明および発明者によって当技術分野の発展のために寄与される概念の理解において読者を助ける教育目的を意図されており、そのような特定的に挙げられる例および条件に限定することなく解釈されるものとする。本発明の実施形態について詳細に述べてきたが、本発明の精神および範囲から外れることなく、これにさまざまな変化、代替および変更をなすことができることは理解しておくべきである。

以上の実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
（付記１）
光デバイス・モニタリング・システムであって：
光デバイスを流れる電流を検出するまたは前記光デバイスにかかる電圧を検出するよう構成された検出ユニットと；
検出された電流または検出された電圧を受け取り、前記検出された電流または前記検出された電圧を前記光デバイスの通常動作電気特性と比較するよう構成された判断ユニットとを有しており、前記判断ユニットはさらに、前記光デバイスの光機能障害を、前記検出された電流または前記検出された電圧を前記光デバイスの前記通常動作電気特性との間の前記比較に基づいて判別するよう構成されている、
システム。
（付記２）
前記検出ユニットが、前記検出された電流または前記検出された電圧と前記光デバイスの前記通常動作電気特性との間の差が閾値より大きいことに応じて、前記光デバイスの光機能障害を判別するよう構成されている、付記１記載のシステム。
（付記３）
前記検出ユニットが、前記光デバイスを流れる電流を検出するよう構成された電流検出回路および前記光デバイスにかかる電圧を検出するよう構成された電圧検出回路を有する、付記１記載のシステム。
（付記４）
前記検出ユニットが、前記光デバイスを流れる電流を検出し、前記光デバイスにかかる電圧を検出するよう構成されている、付記１記載のシステム。
（付記５）
前記判断ユニットが、前記検出された電流および前記検出された電圧を受け取り、前記検出された電流および前記検出された電圧の一方を使って前記光デバイスの前記通常動作電気特性を決定し、前記検出された電流および前記検出された電圧の他方を前記光デバイスの前記の決定された通常動作電気特性と比較するよう構成されている、付記４記載のシステム。
（付記６）
前記判断ユニットが、前記検出された電流および前記検出された電圧の前記一方と、前記光デバイスの動作電気特性を含むテーブルとを使って、前記光デバイスの前記通常動作電気特性を決定するよう構成されている、付記５記載のシステム。
（付記７）
前記判断ユニットが、前記検出された電流および前記検出された電圧の前記一方と、前記光デバイスの電気モデルとして構成された電気ダイオードとを使うことによって、前記光デバイスの通常動作電気特性を決定するよう構成されている、付記５記載のシステム。
（付記８）
前記光デバイスがシリコン・ダイ上に実装されている、付記１記載のシステム。
（付記９）
付記１記載の光デバイス・モニタリング・システムを含む光トランシーバを含む光ネットワーク。
（付記１０）
光デバイスを流れる電流を前記光デバイスの動作中に検出するよう構成された電流検出回路と；
光デバイスにかかる電圧を前記光デバイスの動作中に検出するよう構成された電圧検出回路と；
検出された電流または検出された電圧に基づいて前記光デバイスの通常動作電気特性を決定するよう構成された特性ユニットと；
前記光デバイスの前記の決定された通常動作電気特性を、前記検出された電流または前記検出された電圧と比較するよう構成された比較ユニットとを有する、
光デバイス・モニタリング・システム。
（付記１１）
前記光デバイスの前記の決定された通常動作電気特性と、前記検出された電流または前記検出された電圧との前記比較に基づいて、前記光デバイスの光機能障害を判別するよう構成されている判別ユニットをさらに有する、付記１０記載のシステム。
（付記１２）
前記特性ユニットが、前記検出された電流または前記検出された電圧と、前記光デバイスの動作電気特性を含むテーブルとを使って、前記光デバイスの前記通常動作電気特性を決定するよう構成されている、付記１０記載のシステム。
（付記１３）
前記特性ユニットが、前記検出された電流または前記検出された電圧と、前記光デバイスの電気モデルとして構成された電気ダイオードとを使って、前記光デバイスの前記通常動作電気特性を決定するよう構成されている、付記１０記載のシステム。
（付記１４）
光デバイスの光機能障害を判別する方法であって：
光デバイスを流れる電流を検出するまたは前記光デバイスにかかる電圧を検出する段階と；
検出された電流または検出された電圧を、前記光デバイスの通常動作電気特性と比較する段階と：
前記検出された電流または前記検出された電圧と前記光デバイスの前記通常動作電気特性との間の前記比較に基づいて、前記光デバイスの光機能障害を判別する段階とを含む、
方法。
（付記１５）
前記検出された電流または前記検出された電圧と前記光デバイスの前記通常動作電気特性との間の差が閾値より大きいときに、前記光デバイスが光機能障害をもつと判定される、付記１４記載の方法。
（付記１６）
前記光デバイスを流れる電流を検出するまたは前記光デバイスにかかる電圧を検出する段階が、前記光デバイスを流れる電流を検出し、かつ前記光デバイスにかかる電圧を検出することを含む、付記１４記載の方法。
（付記１７）
前記検出された電流および前記検出された電圧のうちの一方に基づいて前記光デバイスの前記通常動作電気特性を決定する段階をさらに含む、付記１６記載の方法。
（付記１８）
前記検出された電流および前記検出された電圧のうちの他方が、前記光デバイスの決定された前記通常動作電気特性と比較される、付記１７記載の方法。
（付記１９）
前記光デバイスの前記通常動作電気特性を決定する段階が、前記検出された電流および前記検出された電圧のうちの前記一方を前記光デバイスの電気モデルとして構成された電気ダイオードに加えることを含む、付記１７記載の方法。
（付記２０）
前記光デバイスの前記通常動作電気特性を決定する段階が、前記検出された電流および前記検出された電圧のうちの前記一方を使って前記光デバイスの動作電気特性を含むテーブルをナビゲートすることを含む、付記１７記載の方法。

１００ 光デバイス・モニタリング・システム
１１０ 光デバイス
１１２ 光デバイス動作ユニット
１２０ 検出ユニット
１３０ 判断ユニット

２００ 光デバイス・モニタリング・システム
２１０ 光デバイス
２１２ 光デバイス動作ユニット
２２０ 検出ユニット
２２２ 電流検出ユニット
２２４ 電圧検出ユニット
２３０ 判断ユニット
２３２ 特性ユニット
２３４ 比較ユニット
２３６ 判定ユニット

３００ 光デバイス・モニタリング・システム
３１０ 光デバイス
３１２ 光デバイス動作ユニット

４００ 光デバイスの光機能障害を判別する方法
４０２ 光デバイスを流れる電流を検出または光デバイスにかかる電圧を検出
４０４ 検出された電流または検出された電圧を、光デバイスの通常動作電気特性と比較
４０６ 検出された電流または検出された電圧と光デバイスの通常動作電気特性との間の比較に基づいて、光デバイスの光機能障害を判別

５００ 光ネットワーク
５１０ 第一のトランシーバ
５１２ 第二のトランシーバ
５２０ 光デバイス・モニタリング・システム

Claims (14)

1. 光デバイス・モニタリング・システムであって：
   光デバイスを流れる電流および前記光デバイスにかかる電圧を検出するよう構成された検出ユニットと；
   検出された電流および検出された電圧を受け取り、
   前記検出された電流および前記検出された電圧の一方を使って前記光デバイスの通常動作電気特性を決定し、前記検出された電流および前記検出された電圧の他方を前記光デバイスの前記通常動作電気特性と比較するよう構成された判断ユニットとを有しており、前記判断ユニットはさらに、前記光デバイスの光機能障害を、前記比較に基づいて判別するよう構成されている、
   システム。
2. 前記検出ユニットが、前記検出された電流または前記検出された電圧と前記光デバイスの前記通常動作電気特性との間の差が閾値より大きいことに応じて、前記光デバイスの光機能障害を判別するよう構成されている、請求項１記載のシステム。
3. 前記判断ユニットが、前記検出された電流および前記検出された電圧の前記一方と、前記光デバイスの動作電気特性を含むテーブルとを使って、前記光デバイスの前記通常動作電気特性を決定するよう構成されている、請求項１記載のシステム。
4. 前記判断ユニットが、前記検出された電流および前記検出された電圧の前記一方と、前記光デバイスの電気モデルとして構成された電気ダイオードとを使うことによって、前記光デバイスの前記通常動作電気特性を決定するよう構成されている、請求項１記載のシステム。
5. 前記光デバイスがシリコン・ダイ上に実装されている、請求項１記載のシステム。
6. 請求項１記載の光デバイス・モニタリング・システムを含む光トランシーバを含む光ネットワーク。
7. 光デバイスを流れる電流を前記光デバイスの動作中に検出するよう構成された電流検出回路と；
   光デバイスにかかる電圧を前記光デバイスの動作中に検出するよう構成された電圧検出回路と；
   検出された電流および検出された電圧の一方に基づいて前記光デバイスの通常動作電気特性を決定するよう構成された特性ユニットと；
   前記光デバイスの前記の決定された通常動作電気特性を、前記検出された電流および前記検出された電圧の他方と比較するよう構成された比較ユニットとを有する、
   光デバイス・モニタリング・システム。
8. 前記比較に基づいて、前記光デバイスの光機能障害を判別するよう構成されている判別ユニットをさらに有する、請求項７記載のシステム。
9. 前記特性ユニットが、前記検出された電流および前記検出された電圧の前記一方と、前記光デバイスの動作電気特性を含むテーブルとを使って、前記光デバイスの前記通常動作電気特性を決定するよう構成されている、請求項７記載のシステム。
10. 前記特性ユニットが、前記検出された電流および前記検出された電圧の前記一方と、前記光デバイスの電気モデルとして構成された電気ダイオードとを使って、前記光デバイスの前記通常動作電気特性を決定するよう構成されている、請求項７記載のシステム。
11. 光デバイスの光機能障害を判別する方法であって：
    光デバイスを流れる電流および前記光デバイスにかかる電圧を検出する段階と；
    検出された電流および検出された電圧の一方を使って前記光デバイスの通常動作電気特性を決定し、
    前記検出された電流および前記検出された電圧の他方を、前記光デバイスの前記通常動作電気特性と比較する段階と：
    前記比較に基づいて、前記光デバイスの光機能障害を判別する段階とを含む、
    方法。
12. 前記検出された電流または前記検出された電圧と前記光デバイスの前記通常動作電気特性との間の差が閾値より大きいときに、前記光デバイスが光機能障害をもつと判定される、請求項１１記載の方法。
13. 前記光デバイスの前記通常動作電気特性を決定する段階が、前記検出された電流および前記検出された電圧のうちの前記一方を前記光デバイスの電気モデルとして構成された電気ダイオードに加えることを含む、請求項１１記載の方法。
14. 前記光デバイスの前記通常動作電気特性を決定する段階が、前記検出された電流および前記検出された電圧のうちの前記一方を使って前記光デバイスの動作電気特性を含むテーブルをナビゲートすることを含む、請求項１１記載の方法。

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