JP6890635B2 - 光給電システム - Google Patents
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Description
本開示は、光給電に関する。
近時、電力を光（給電光と呼ばれる）に変換して伝送し、当該給電光を電気エネルギーに変換して電力として利用する光給電システムが研究されている。
特許文献１には、電気信号で変調された信号光、及び電力を供給するための給電光を発信する光発信機と、上記信号光を伝送するコア、上記コアの周囲に形成され上記コアより屈折率が小さく上記給電光を伝送する第１クラッド、及び上記第１クラッドの周囲に形成され上記第１クラッドより屈折率が小さい第２クラッド、を有する光ファイバーと、上記光ファイバーの第１クラッドで伝送された上記給電光を変換した電力で動作し、上記光ファイバーのコアで伝送された上記信号光を上記電気信号に変換する光受信機と、を備えた光通信装置が記載されている。
特許文献１には、電気信号で変調された信号光、及び電力を供給するための給電光を発信する光発信機と、上記信号光を伝送するコア、上記コアの周囲に形成され上記コアより屈折率が小さく上記給電光を伝送する第１クラッド、及び上記第１クラッドの周囲に形成され上記第１クラッドより屈折率が小さい第２クラッド、を有する光ファイバーと、上記光ファイバーの第１クラッドで伝送された上記給電光を変換した電力で動作し、上記光ファイバーのコアで伝送された上記信号光を上記電気信号に変換する光受信機と、を備えた光通信装置が記載されている。
光給電においては、より一層の光給電効率の向上が求められている。そのための一つとして、受電側の電力負荷に対応した効率の良い給電の実現が求められている。
本開示の１つの態様の光給電システムは、
給電光を出力する給電装置と、当該給電装置からの給電光を電力に変換する受電装置とを備え、前記受電装置で変換された電力が通信装置に供給される光給電システムであって、
前記通信装置による通信の稼働状況に関する通信稼働情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部が取得した前記通信稼働情報に基づいて、前記給電装置からの前記給電光の出力を制御する給電制御部と、を備え、
前記通信装置は無線通信を行う無線通信装置であり、
前記通信稼働情報は、実測による通信負荷の情報である実測通信負荷情報と、潜在的な最大の通信負荷の情報である潜在通信負荷情報と、予測による通信負荷の情報である予測通信負荷情報とのうちの少なくとも１つを含む。
本開示の他の態様の光給電システムは、
給電光を出力する給電装置と、当該給電装置からの給電光を電力に変換する受電装置とを備え、前記受電装置で変換された電力が通信装置に供給される光給電システムであって、
前記通信装置による通信の稼働状況に関する通信稼働情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部が取得した前記通信稼働情報に基づいて、前記給電装置からの前記給電光の出力を制御する給電制御部と、
前記給電装置を含む第１のデータ通信装置と、
前記第１のデータ通信装置と光通信し、前記受電装置を含む第２のデータ通信装置と、
を備え、
前記通信装置は、前記第２のデータ通信装置に設けられ、前記第１のデータ通信装置との間で通信されたデータを他の通信機器に送受信し、
前記情報取得部は、前記第２のデータ通信装置に設けられ、取得した前記通信稼働情報を前記第１のデータ通信装置に送信し、
前記給電制御部は、前記第１のデータ通信装置に設けられる。
給電光を出力する給電装置と、当該給電装置からの給電光を電力に変換する受電装置とを備え、前記受電装置で変換された電力が通信装置に供給される光給電システムであって、
前記通信装置による通信の稼働状況に関する通信稼働情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部が取得した前記通信稼働情報に基づいて、前記給電装置からの前記給電光の出力を制御する給電制御部と、を備え、
前記通信装置は無線通信を行う無線通信装置であり、
前記通信稼働情報は、実測による通信負荷の情報である実測通信負荷情報と、潜在的な最大の通信負荷の情報である潜在通信負荷情報と、予測による通信負荷の情報である予測通信負荷情報とのうちの少なくとも１つを含む。
本開示の他の態様の光給電システムは、
給電光を出力する給電装置と、当該給電装置からの給電光を電力に変換する受電装置とを備え、前記受電装置で変換された電力が通信装置に供給される光給電システムであって、
前記通信装置による通信の稼働状況に関する通信稼働情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部が取得した前記通信稼働情報に基づいて、前記給電装置からの前記給電光の出力を制御する給電制御部と、
前記給電装置を含む第１のデータ通信装置と、
前記第１のデータ通信装置と光通信し、前記受電装置を含む第２のデータ通信装置と、
を備え、
前記通信装置は、前記第２のデータ通信装置に設けられ、前記第１のデータ通信装置との間で通信されたデータを他の通信機器に送受信し、
前記情報取得部は、前記第２のデータ通信装置に設けられ、取得した前記通信稼働情報を前記第１のデータ通信装置に送信し、
前記給電制御部は、前記第１のデータ通信装置に設けられる。
本開示の１つの態様の光給電システムによれば、受電側の電力負荷に対応した効率の良い給電を実現できる。
以下に本開示の一実施形態につき図面を参照して説明する。
（１）システム概要
〔第１実施形態〕
図１に示すように本実施形態の光ファイバー給電(PoF:Power over Fiber）システム１Ａは、給電装置（PSE:Power Sourcing Equipment）１１０と、光ファイバーケーブル２００Ａと、受電装置（PD:Powered Device）３１０を備える。
なお、本開示における給電装置は電力を光エネルギーに変換して供給する装置であり、受電装置は光エネルギーの供給を受け当該光エネルギーを電力に変換する装置である。
給電装置１１０は、給電用半導体レーザー１１１を含む。
光ファイバーケーブル２００Ａは、給電光の伝送路を形成する光ファイバー２５０Ａを含む。
受電装置３１０は、光電変換素子３１１を含む。
〔第１実施形態〕
図１に示すように本実施形態の光ファイバー給電(PoF:Power over Fiber）システム１Ａは、給電装置（PSE:Power Sourcing Equipment）１１０と、光ファイバーケーブル２００Ａと、受電装置（PD:Powered Device）３１０を備える。
なお、本開示における給電装置は電力を光エネルギーに変換して供給する装置であり、受電装置は光エネルギーの供給を受け当該光エネルギーを電力に変換する装置である。
給電装置１１０は、給電用半導体レーザー１１１を含む。
光ファイバーケーブル２００Ａは、給電光の伝送路を形成する光ファイバー２５０Ａを含む。
受電装置３１０は、光電変換素子３１１を含む。
給電装置１１０は電源に接続され、給電用半導体レーザー１１１等が電気駆動される。
給電用半導体レーザー１１１は、上記電源からの電力によりレーザー発振して給電光１１２を出力する。
給電用半導体レーザー１１１は、上記電源からの電力によりレーザー発振して給電光１１２を出力する。
光ファイバーケーブル２００Ａは、一端２０１Ａが給電装置１１０に接続可能とされ、他端２０２Ａが受電装置３１０に接続可能とされ、給電光１１２を伝送する。
給電装置１１０からの給電光１１２が、光ファイバーケーブル２００Ａの一端２０１Ａに入力され、給電光１１２は光ファイバー２５０Ａ中を伝搬し、他端２０２Ａから受電装置３１０に出力される。
給電装置１１０からの給電光１１２が、光ファイバーケーブル２００Ａの一端２０１Ａに入力され、給電光１１２は光ファイバー２５０Ａ中を伝搬し、他端２０２Ａから受電装置３１０に出力される。
光電変換素子３１１は、光ファイバーケーブル２００Ａを通して伝送されてきた給電光１１２を電力に変換する。光電変換素子３１１により変換された電力が、受電装置３１０内で必要な駆動電力とされる。さらに受電装置３１０は光電変換素子３１１により変換された電力を外部機器用に出力可能とされる。
給電用半導体レーザー１１１及び光電変換素子３１１の光‐電気間の変換効果を奏する半導体領域を構成する半導体材料が５００ｎｍ以下の短波長のレーザー波長をもった半導体とされる。
短波長のレーザー波長をもった半導体は、バンドギャップが大きく光電変換効率が高いので、光給電の発電側及び受電側における光電変換効率が向上され、光給電効率が向上する。
そのためには、同半導体材料として、例えば、ダイヤモンド、酸化ガリウム、窒化アルミニウム、ＧａＮ等、レーザー波長（基本波）が２００〜５００ｎｍのレーザー媒体の半導体材料を用いてもよい。
また、同半導体材料として、２．４ｅＶ以上のバンドギャップを有した半導体が適用される。
例えば、ダイヤモンド、酸化ガリウム、窒化アルミニウム、ＧａＮ等、バンドギャップ２．４〜６．２ｅＶのレーザー媒体の半導体材料を用いてもよい。
なお、レーザー光は長波長ほど伝送効率が良く、短波長ほど光電変換効率が良い傾向にある。したがって、長距離伝送の場合には、レーザー波長（基本波）が５００ｎｍより大きいレーザー媒体の半導体材料を用いてもよい。また、光電変換効率を優先する場合には、レーザー波長（基本波）が２００ｎｍより小さいレーザー媒体の半導体材料を用いてもよい。
これらの半導体材料は、給電用半導体レーザー１１１及び光電変換素子３１１のいずれか一方に適用してもよい。給電側又は受電側における光電変換効率が向上され、光給電効率が向上する。
短波長のレーザー波長をもった半導体は、バンドギャップが大きく光電変換効率が高いので、光給電の発電側及び受電側における光電変換効率が向上され、光給電効率が向上する。
そのためには、同半導体材料として、例えば、ダイヤモンド、酸化ガリウム、窒化アルミニウム、ＧａＮ等、レーザー波長（基本波）が２００〜５００ｎｍのレーザー媒体の半導体材料を用いてもよい。
また、同半導体材料として、２．４ｅＶ以上のバンドギャップを有した半導体が適用される。
例えば、ダイヤモンド、酸化ガリウム、窒化アルミニウム、ＧａＮ等、バンドギャップ２．４〜６．２ｅＶのレーザー媒体の半導体材料を用いてもよい。
なお、レーザー光は長波長ほど伝送効率が良く、短波長ほど光電変換効率が良い傾向にある。したがって、長距離伝送の場合には、レーザー波長（基本波）が５００ｎｍより大きいレーザー媒体の半導体材料を用いてもよい。また、光電変換効率を優先する場合には、レーザー波長（基本波）が２００ｎｍより小さいレーザー媒体の半導体材料を用いてもよい。
これらの半導体材料は、給電用半導体レーザー１１１及び光電変換素子３１１のいずれか一方に適用してもよい。給電側又は受電側における光電変換効率が向上され、光給電効率が向上する。
〔第２実施形態〕
図２に示すように本実施形態の光ファイバー給電(PoF:Power over Fiber）システム１は、光ファイバーを介した給電システムと光通信システムとを含むものであり、給電装置（PSE:Power Sourcing Equipment）１１０を含む第１のデータ通信装置１００と、光ファイバーケーブル２００と、受電装置（PD:Powered Device）３１０を含む第２のデータ通信装置３００とを備える。
給電装置１１０は、給電用半導体レーザー１１１を含む。第１のデータ通信装置１００は、給電装置１１０のほか、データ通信を行う発信部１２０と、受信部１３０とを含む。第１のデータ通信装置１００は、データ端末装置(DTE(Date Terminal Equipment))、中継器(Repeater)等に相当する。発信部１２０は、信号用半導体レーザー１２１と、モジュレーター１２２とを含む。受信部１３０は、信号用フォトダイオード１３１を含む。
図２に示すように本実施形態の光ファイバー給電(PoF:Power over Fiber）システム１は、光ファイバーを介した給電システムと光通信システムとを含むものであり、給電装置（PSE:Power Sourcing Equipment）１１０を含む第１のデータ通信装置１００と、光ファイバーケーブル２００と、受電装置（PD:Powered Device）３１０を含む第２のデータ通信装置３００とを備える。
給電装置１１０は、給電用半導体レーザー１１１を含む。第１のデータ通信装置１００は、給電装置１１０のほか、データ通信を行う発信部１２０と、受信部１３０とを含む。第１のデータ通信装置１００は、データ端末装置(DTE(Date Terminal Equipment))、中継器(Repeater)等に相当する。発信部１２０は、信号用半導体レーザー１２１と、モジュレーター１２２とを含む。受信部１３０は、信号用フォトダイオード１３１を含む。
光ファイバーケーブル２００は、信号光の伝送路を形成するコア２１０と、コア２１０の外周に配置され、給電光の伝送路を形成するクラッド２２０と有する光ファイバー２５０を含む。
受電装置３１０は、光電変換素子３１１を含む。第２のデータ通信装置３００は、受電装置３１０のほか、発信部３２０と、受信部３３０と、データ処理ユニット３４０とを含む。第２のデータ通信装置３００は、パワーエンドステーション(Power End Station)
等に相当する。発信部３２０は、信号用半導体レーザー３２１と、モジュレーター３２２とを含む。受信部３３０は、信号用フォトダイオード３３１を含む。データ処理ユニット３４０は、受信した信号を処理するユニットである。また、第２のデータ通信装置３００は、通信ネットワークにおけるノードである。または第２のデータ通信装置３００は、他のノードと通信するノードでもよい。
等に相当する。発信部３２０は、信号用半導体レーザー３２１と、モジュレーター３２２とを含む。受信部３３０は、信号用フォトダイオード３３１を含む。データ処理ユニット３４０は、受信した信号を処理するユニットである。また、第２のデータ通信装置３００は、通信ネットワークにおけるノードである。または第２のデータ通信装置３００は、他のノードと通信するノードでもよい。
第１のデータ通信装置１００は電源に接続され、給電用半導体レーザー１１１、信号用半導体レーザー１２１と、モジュレーター１２２、信号用フォトダイオード１３１等が電気駆動される。また、第１のデータ通信装置１００は、通信ネットワークにおけるノードである。または第１のデータ通信装置１００は、他のノードと通信するノードでもよい。
給電用半導体レーザー１１１は、上記電源からの電力によりレーザー発振して給電光１１２を出力する。
給電用半導体レーザー１１１は、上記電源からの電力によりレーザー発振して給電光１１２を出力する。
光電変換素子３１１は、光ファイバーケーブル２００を通して伝送されてきた給電光１１２を電力に変換する。光電変換素子３１１により変換された電力は、発信部３２０、受信部３３０及びデータ処理ユニット３４０の駆動電力、その他の第２のデータ通信装置３００内で必要となる駆動電力とされる。さらに第２のデータ通信装置３００は、光電変換素子３１１により変換された電力を外部機器用に出力可能とされていてもよい。
一方、発信部１２０のモジュレーター１２２は、信号用半導体レーザー１２１からのレーザー光１２３を送信データ１２４に基づき変調して信号光１２５として出力する。
受信部３３０の信号用フォトダイオード３３１は、光ファイバーケーブル２００を通して伝送されてきた信号光１２５を電気信号に復調し、データ処理ユニット３４０に出力する。データ処理ユニット３４０は、当該電気信号によるデータをノードに送信し、その一方で当該ノードからデータを受信し、送信データ３２４としてモジュレーター３２２に出力する。
発信部３２０のモジュレーター３２２は、信号用半導体レーザー３２１からのレーザー光３２３を送信データ３２４に基づき変調して信号光３２５として出力する。
受信部１３０の信号用フォトダイオード１３１は、光ファイバーケーブル２００を通して伝送されてきた信号光３２５を電気信号に復調し出力する。当該電気信号によるデータがノードに送信され、その一方で当該ノードからデータが送信データ１２４とされる。
受信部３３０の信号用フォトダイオード３３１は、光ファイバーケーブル２００を通して伝送されてきた信号光１２５を電気信号に復調し、データ処理ユニット３４０に出力する。データ処理ユニット３４０は、当該電気信号によるデータをノードに送信し、その一方で当該ノードからデータを受信し、送信データ３２４としてモジュレーター３２２に出力する。
発信部３２０のモジュレーター３２２は、信号用半導体レーザー３２１からのレーザー光３２３を送信データ３２４に基づき変調して信号光３２５として出力する。
受信部１３０の信号用フォトダイオード１３１は、光ファイバーケーブル２００を通して伝送されてきた信号光３２５を電気信号に復調し出力する。当該電気信号によるデータがノードに送信され、その一方で当該ノードからデータが送信データ１２４とされる。
第１のデータ通信装置１００からの給電光１１２及び信号光１２５が、光ファイバーケーブル２００の一端２０１に入力され、給電光１１２はクラッド２２０を伝搬し、信号光１２５はコア２１０を伝搬し、他端２０２から第２のデータ通信装置３００に出力される。
第２のデータ通信装置３００からの信号光３２５が、光ファイバーケーブル２００の他端２０２に入力され、コア２１０を伝搬し、一端２０１から第１のデータ通信装置１００に出力される。
第２のデータ通信装置３００からの信号光３２５が、光ファイバーケーブル２００の他端２０２に入力され、コア２１０を伝搬し、一端２０１から第１のデータ通信装置１００に出力される。
なお、図３に示すように第１のデータ通信装置１００に光入出力部１４０とこれに付設された光コネクタ１４１が設けられる。また、第２のデータ通信装置３００に光入出力部３５０とこれに付設された光コネクタ３５１が設けられる。光ファイバーケーブル２００の一端２０１に設けられた光コネクタ２３０が光コネクタ１４１に接続する。光ファイバーケーブル２００の他端２０２に設けられた光コネクタ２４０が光コネクタ３５１に接続する。光入出力部１４０は、給電光１１２をクラッド２２０に導光し、信号光１２５をコア２１０に導光し、信号光３２５を受信部１３０に導光する。光入出力部３５０は、給電光１１２を受電装置３１０に導光し、信号光１２５を受信部３３０に導光し、信号光３２５をコア２１０に導光する。
以上のように、光ファイバーケーブル２００は、一端２０１が第１のデータ通信装置１００に接続可能とされ、他端２０２が第２のデータ通信装置３００に接続可能とされ、給電光１１２を伝送する。さらに本実施形態では、光ファイバーケーブル２００は、信号光１２５，３２５を双方向伝送する。
以上のように、光ファイバーケーブル２００は、一端２０１が第１のデータ通信装置１００に接続可能とされ、他端２０２が第２のデータ通信装置３００に接続可能とされ、給電光１１２を伝送する。さらに本実施形態では、光ファイバーケーブル２００は、信号光１２５，３２５を双方向伝送する。
給電用半導体レーザー１１１及び光電変換素子３１１の光‐電気間の変換効果を奏する半導体領域を構成する半導体材料としては上記第１実施形態と同様のものが適用され、高い光給電効率が実現される。
なお、図４に示す光ファイバー給電システム１Ｂの光ファイバーケーブル２００Ｂのように、信号光を伝送する光ファイバー２６０と、給電光を伝送する光ファイバー２７０とを別々に設けてもよい。光ファイバーケーブル２００Ｂも複数本で構成してもよい。
（２）給電制御部
次に、給電量を制御する給電制御部について説明する。
〔第３実施形態〕
図５は、給電制御部が適用された第３実施形態の光ファイバー給電システムの構成図である。図５中、上述したものと同一の構成要素については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
次に、給電量を制御する給電制御部について説明する。
〔第３実施形態〕
図５は、給電制御部が適用された第３実施形態の光ファイバー給電システムの構成図である。図５中、上述したものと同一の構成要素については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
図５に示すように、第３実施形態の光ファイバー給電システム１Ｃは、第１のデータ通信装置１００Ｃと、光ファイバーケーブル２００と、第２のデータ通信装置３００Ｃとを備える。
第２のデータ通信装置３００Ｃは、受電装置３１０、発信部３２０、受信部３３０及びデータ処理ユニット３４０のほか、無線通信装置３６０と、通信監視部３７０とを含む。第２のデータ通信装置３００Ｃは、例えば無線基地局等に相当する。
無線通信装置３６０は、複数の無線通信機器との間でデータを送受信する無線通信を行う。無線通信装置３６０は、データ処理ユニット３４０から受信したデータを無線通信で送信する一方で、無線通信で受信したデータをデータ処理ユニット３４０に送信する。無線通信装置３６０は、その通信負荷に応じた電力を消費し、受電装置３１０から供給される電力により駆動される。
無線通信装置３６０は、複数の無線通信機器との間でデータを送受信する無線通信を行う。無線通信装置３６０は、データ処理ユニット３４０から受信したデータを無線通信で送信する一方で、無線通信で受信したデータをデータ処理ユニット３４０に送信する。無線通信装置３６０は、その通信負荷に応じた電力を消費し、受電装置３１０から供給される電力により駆動される。
通信監視部３７０は、無線通信装置３６０による無線通信の稼働状況を監視し、この稼働状況に関する通信稼働情報を取得する。
通信稼働情報は、無線通信の通信負荷に関する情報である。具体的に、通信稼働情報は、実測通信負荷情報、潜在通信負荷情報、予測通信負荷情報のうちの少なくとも１つを含む。このうち、実測通信負荷情報は、実測による通信負荷の情報であり、無線通信装置３６０による無線通信のＭＩＭＯ（Multiple-Input and Multiple-Output）ストリーム数や、使用帯域幅等を含む。潜在通信負荷情報は、潜在的な最大の通信負荷の情報であり、無線通信装置３６０による無線通信の収容アクティブユーザー数等を含む。予測通信負荷情報は、予測による通信負荷の情報であり、例えば時間帯に応じた通信負荷の多寡（例えば夜間は通信負荷が小さく、昼間は通信負荷が大きい）など、日時情報（日付や曜日、時刻の少なくとも１つ）とそのときに予測される通信負荷とを対応付けた情報等を含む。なお、予測通信負荷情報には、通信負荷の増大が予測される、通信範囲内のイベント会場の使用情報（使用日時、予想参加者人数等）を含めてもよい。また、通信監視部３７０は、毎日の実際の通信負荷（例えば通信量）を記録し、この記録に基づいて予測通信負荷情報を作成・更新してもよい。
通信監視部３７０は、取得した通信稼働情報をデータ処理ユニット３４０に送信する。データ処理ユニット３４０は、受信した通信稼働情報を送信データ３２４に含めて発信部３２０のモジュレーター３２２に出力する。モジュレーター３２２は、送信データ３２４に基づくレーザー光３２３の変調により、通信稼働情報を含む信号光３２５を、光ファイバーケーブル２００を通じて第１のデータ通信装置１００Ｃに出力する。
通信稼働情報は、無線通信の通信負荷に関する情報である。具体的に、通信稼働情報は、実測通信負荷情報、潜在通信負荷情報、予測通信負荷情報のうちの少なくとも１つを含む。このうち、実測通信負荷情報は、実測による通信負荷の情報であり、無線通信装置３６０による無線通信のＭＩＭＯ（Multiple-Input and Multiple-Output）ストリーム数や、使用帯域幅等を含む。潜在通信負荷情報は、潜在的な最大の通信負荷の情報であり、無線通信装置３６０による無線通信の収容アクティブユーザー数等を含む。予測通信負荷情報は、予測による通信負荷の情報であり、例えば時間帯に応じた通信負荷の多寡（例えば夜間は通信負荷が小さく、昼間は通信負荷が大きい）など、日時情報（日付や曜日、時刻の少なくとも１つ）とそのときに予測される通信負荷とを対応付けた情報等を含む。なお、予測通信負荷情報には、通信負荷の増大が予測される、通信範囲内のイベント会場の使用情報（使用日時、予想参加者人数等）を含めてもよい。また、通信監視部３７０は、毎日の実際の通信負荷（例えば通信量）を記録し、この記録に基づいて予測通信負荷情報を作成・更新してもよい。
通信監視部３７０は、取得した通信稼働情報をデータ処理ユニット３４０に送信する。データ処理ユニット３４０は、受信した通信稼働情報を送信データ３２４に含めて発信部３２０のモジュレーター３２２に出力する。モジュレーター３２２は、送信データ３２４に基づくレーザー光３２３の変調により、通信稼働情報を含む信号光３２５を、光ファイバーケーブル２００を通じて第１のデータ通信装置１００Ｃに出力する。
第１のデータ通信装置１００Ｃは、給電装置１１０、発信部１２０及び受信部１３０のほか、給電制御部１５０を含む。
給電制御部１５０は、受信部１３０の信号用フォトダイオード１３１から出力された信号光３２５から通信稼働情報を取得する。そして、給電制御部１５０は、取得した通信稼働情報に基づいて、給電装置１１０（給電用半導体レーザー１１１）からの給電光１１２の出力を制御する。
具体的に、給電制御部１５０は、通信稼働情報として実測通信負荷情報（ＭＩＭＯストリーム数や使用帯域幅等）を取得した場合には、その最大値（最大ストリーム数や、最大の帯域幅）に占める当該実測通信負荷の割合に基づいて、給電光１１２の出力を調整する。通信稼働情報として潜在通信負荷情報（収容アクティブユーザー数等）を取得した場合には、給電制御部１５０は、当該潜在通信負荷情報から想定される最大の通信量に基づいて、給電光１１２の出力を調整する。通信稼働情報として予測通信負荷情報を取得した場合には、給電制御部１５０は、現在の日時において予測される通信負荷を予測通信負荷情報から求め、この通信負荷に基づいて給電光１１２の出力を調整する。なお、これら複数種類の通信稼働情報に対し、出力調整に用いる優先順位（例えば、実測通信負荷情報を最も優先させる等）を予め設定しておいてもよい。
これにより、無線通信装置３６０の通信負荷、ひいては受電装置３１０の電力負荷に対応させて、給電装置１１０の出力が調整される。すなわち、従来の給電システムにおいては、受電装置の電力負荷に依らず給電装置が一定（最大）の電力を供給していたため、受電装置の電力負荷が低いときには余剰電力が無駄に消費されていた。この点、本実施形態の光ファイバー給電システム１Ｃでは、受電装置３１０の電力負荷に対応させて給電装置１１０の出力が調整されるので、従来と異なり、受電側の電力負荷に対応した効率の良い給電を実現できる。
具体的に、給電制御部１５０は、通信稼働情報として実測通信負荷情報（ＭＩＭＯストリーム数や使用帯域幅等）を取得した場合には、その最大値（最大ストリーム数や、最大の帯域幅）に占める当該実測通信負荷の割合に基づいて、給電光１１２の出力を調整する。通信稼働情報として潜在通信負荷情報（収容アクティブユーザー数等）を取得した場合には、給電制御部１５０は、当該潜在通信負荷情報から想定される最大の通信量に基づいて、給電光１１２の出力を調整する。通信稼働情報として予測通信負荷情報を取得した場合には、給電制御部１５０は、現在の日時において予測される通信負荷を予測通信負荷情報から求め、この通信負荷に基づいて給電光１１２の出力を調整する。なお、これら複数種類の通信稼働情報に対し、出力調整に用いる優先順位（例えば、実測通信負荷情報を最も優先させる等）を予め設定しておいてもよい。
これにより、無線通信装置３６０の通信負荷、ひいては受電装置３１０の電力負荷に対応させて、給電装置１１０の出力が調整される。すなわち、従来の給電システムにおいては、受電装置の電力負荷に依らず給電装置が一定（最大）の電力を供給していたため、受電装置の電力負荷が低いときには余剰電力が無駄に消費されていた。この点、本実施形態の光ファイバー給電システム１Ｃでは、受電装置３１０の電力負荷に対応させて給電装置１１０の出力が調整されるので、従来と異なり、受電側の電力負荷に対応した効率の良い給電を実現できる。
第３実施形態の構成は、図４の光ファイバー給電システムに適用できる。この場合、図４における第１のデータ通信装置１００及び第２のデータ通信装置３００を、第１のデータ通信装置１００Ｃ及び第２のデータ通信装置３００Ｃに変更すればよい。
なお、第３実施形態の光ファイバー給電システム１Ｃでは、図６に示すように、通信稼働情報を、光ファイバーケーブル２００とは異なる伝送路２８１を通じて、第２のデータ通信装置３００Ｃの通信監視部３７０から第１のデータ通信装置１００Ｃの給電制御部１５０に送信してもよい。この場合、通信監視部３７０は、第２のデータ通信装置３００Ｃから独立した外部装置であってもよい。
〔第４実施形態〕
図７は、給電制御部が適用された第４実施形態の光ファイバー給電システムの構成図である。図７中、上述したものと同一の構成要素については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
図７は、給電制御部が適用された第４実施形態の光ファイバー給電システムの構成図である。図７中、上述したものと同一の構成要素については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
図７に示すように、第４実施形態の光ファイバー給電システム１Ｄは、主に通信系統が給電系統から分離されている点で、第３実施形態の光ファイバー給電システム１Ｃと異なる。
光ファイバー給電システム１Ｄの通信系統は、第１の通信機１６０、通信ケーブル２９０、第２の通信機３８０、無線通信装置３６０、通信監視部３７０を備える。
第１の通信機１６０及び第２の通信機３８０は、通信ケーブル２９０を通じて互いにデータ通信を行う。無線通信装置３６０は、複数の無線通信機器との間で無線通信を行う。
無線通信装置３６０は、第２の通信機３８０から受信したデータを無線通信で送信する一方で、無線通信で受信したデータを第２の通信機３８０に送信する。無線通信装置３６０は、その通信負荷に応じた電力を消費し、受電装置３１０から供給される電力により駆動される。
通信監視部３７０は、無線通信装置３６０による無線通信の稼働状況を監視し、この稼働状況に関する通信稼働情報を取得する。通信監視部３７０は、取得した通信稼働情報を第２の通信機３８０に送信する。第２の通信機３８０は、受信した通信稼働情報を他の送信データと同様に第１の通信機１６０に送信する。
第１の通信機１６０及び第２の通信機３８０は、通信ケーブル２９０を通じて互いにデータ通信を行う。無線通信装置３６０は、複数の無線通信機器との間で無線通信を行う。
無線通信装置３６０は、第２の通信機３８０から受信したデータを無線通信で送信する一方で、無線通信で受信したデータを第２の通信機３８０に送信する。無線通信装置３６０は、その通信負荷に応じた電力を消費し、受電装置３１０から供給される電力により駆動される。
通信監視部３７０は、無線通信装置３６０による無線通信の稼働状況を監視し、この稼働状況に関する通信稼働情報を取得する。通信監視部３７０は、取得した通信稼働情報を第２の通信機３８０に送信する。第２の通信機３８０は、受信した通信稼働情報を他の送信データと同様に第１の通信機１６０に送信する。
光ファイバー給電システム１Ｄの給電系統は、給電装置１１０、光ファイバーケーブル２００Ａ及び受電装置３１０を備え、上記第１実施形態の光ファイバー給電システム１Ａと同様に構成されている。給電装置１１０は、給電制御部１５０により出力が制御される。
給電制御部１５０は、第２の通信機３８０から送信された通信稼働情報を第１の通信機１６０から取得する。そして、給電制御部１５０は、取得した通信稼働情報に基づいて、給電装置１１０（給電用半導体レーザー１１１）からの給電光１１２の出力を制御する。なお、通信稼働情報は、通信ケーブル２９０とは異なる伝送路を通じて、通信監視部３７０から給電制御部１５０に送信されてもよい。
これにより、上記第３実施形態と同様に、無線通信装置３６０の通信負荷、ひいては受電装置３１０の電力負荷に対応させて、給電装置１１０の出力が調整される。したがって、受電装置の電力負荷に依らず給電装置が一定（最大）の電力を供給していた従来と異なり、受電側の電力負荷に対応した効率の良い給電を実現できる。
給電制御部１５０は、第２の通信機３８０から送信された通信稼働情報を第１の通信機１６０から取得する。そして、給電制御部１５０は、取得した通信稼働情報に基づいて、給電装置１１０（給電用半導体レーザー１１１）からの給電光１１２の出力を制御する。なお、通信稼働情報は、通信ケーブル２９０とは異なる伝送路を通じて、通信監視部３７０から給電制御部１５０に送信されてもよい。
これにより、上記第３実施形態と同様に、無線通信装置３６０の通信負荷、ひいては受電装置３１０の電力負荷に対応させて、給電装置１１０の出力が調整される。したがって、受電装置の電力負荷に依らず給電装置が一定（最大）の電力を供給していた従来と異なり、受電側の電力負荷に対応した効率の良い給電を実現できる。
以上本開示の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として示したものであり、この他の様々な形態で実施が可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成要素の省略、置き換え、変更を行うことができる。
例えば上記第３及び第４実施形態では、受電装置３１０で変換された電力が、無線通信を行う無線通信装置３６０に供給されることとした。しかし、当該電力の供給対象は通信装置であればよく、例えば無線通信でなく有線通信を行うものであってもよい。
例えば上記第３及び第４実施形態では、受電装置３１０で変換された電力が、無線通信を行う無線通信装置３６０に供給されることとした。しかし、当該電力の供給対象は通信装置であればよく、例えば無線通信でなく有線通信を行うものであってもよい。
１Ａ 光ファイバー給電システム（光給電システム）
１ 光ファイバー給電システム（光給電システム）
１Ｂ 光ファイバー給電システム（光給電システム）
１Ｃ 光ファイバー給電システム（光給電システム）
１Ｄ 光ファイバー給電システム（光給電システム）
１００ 第１のデータ通信装置
１００Ｃ 第１のデータ通信装置
１１０ 給電装置
１１１ 給電用半導体レーザー
１１２ 給電光
１２０ 発信部
１２５ 信号光
１３０ 受信部
１４０ 光入出力部
１４１ 光コネクタ
１５０ 給電制御部
２００Ａ 光ファイバーケーブル
２００ 光ファイバーケーブル
２００Ｂ 光ファイバーケーブル
２１０ コア
２２０ クラッド
２５０Ａ 光ファイバー
２５０ 光ファイバー
２６０ 光ファイバー
２７０ 光ファイバー
３００ 第２のデータ通信装置
３００Ｃ 第２のデータ通信装置
３１０ 受電装置
３１１ 光電変換素子
３２０ 発信部
３２５ 信号光
３３０ 受信部
３５０ 光入出力部
３５１ 光コネクタ
３６０ 無線通信装置
３７０ 通信監視部（情報取得部）
１ 光ファイバー給電システム（光給電システム）
１Ｂ 光ファイバー給電システム（光給電システム）
１Ｃ 光ファイバー給電システム（光給電システム）
１Ｄ 光ファイバー給電システム（光給電システム）
１００ 第１のデータ通信装置
１００Ｃ 第１のデータ通信装置
１１０ 給電装置
１１１ 給電用半導体レーザー
１１２ 給電光
１２０ 発信部
１２５ 信号光
１３０ 受信部
１４０ 光入出力部
１４１ 光コネクタ
１５０ 給電制御部
２００Ａ 光ファイバーケーブル
２００ 光ファイバーケーブル
２００Ｂ 光ファイバーケーブル
２１０ コア
２２０ クラッド
２５０Ａ 光ファイバー
２５０ 光ファイバー
２６０ 光ファイバー
２７０ 光ファイバー
３００ 第２のデータ通信装置
３００Ｃ 第２のデータ通信装置
３１０ 受電装置
３１１ 光電変換素子
３２０ 発信部
３２５ 信号光
３３０ 受信部
３５０ 光入出力部
３５１ 光コネクタ
３６０ 無線通信装置
３７０ 通信監視部（情報取得部）
Claims (7)
- 給電光を出力する給電装置と、当該給電装置からの給電光を電力に変換する受電装置とを備え、前記受電装置で変換された電力が通信装置に供給される光給電システムであって、
前記通信装置による通信の稼働状況に関する通信稼働情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部が取得した前記通信稼働情報に基づいて、前記給電装置からの前記給電光の出力を制御する給電制御部と、
を備え、
前記通信装置は無線通信を行う無線通信装置であり、
前記通信稼働情報は、実測による通信負荷の情報である実測通信負荷情報と、潜在的な最大の通信負荷の情報である潜在通信負荷情報と、予測による通信負荷の情報である予測通信負荷情報とのうちの少なくとも１つを含む、
光給電システム。 - 前記実測通信負荷情報は、前記無線通信のＭＩＭＯストリーム数及び使用帯域幅を含む、
請求項１に記載の光給電システム。 - 前記潜在通信負荷情報は、前記無線通信の収容アクティブユーザー数を含む、
請求項１又は請求項２に記載の光給電システム。 - 前記予測通信負荷情報は、日時情報とそのときに予測される通信負荷の情報とを対応付けた情報を含む、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光給電システム。 - 前記給電装置を含む第１のデータ通信装置と、前記第１のデータ通信装置と光通信し、前記受電装置を含む第２のデータ通信装置とを備え、
前記通信装置は、前記第２のデータ通信装置に設けられ、前記第１のデータ通信装置との間で通信されたデータを他の通信機器に送受信し、
前記情報取得部は、前記第２のデータ通信装置に設けられ、取得した前記通信稼働情報を前記第１のデータ通信装置に送信し、
前記給電制御部は、前記第１のデータ通信装置に設けられる、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光給電システム。 - 前記情報取得部は、取得した前記通信稼働情報を、前記第１のデータ通信装置と前記第２のデータ通信装置との間の光通信により前記第１のデータ通信装置に送信する、
請求項５に記載の光給電システム。 - 給電光を出力する給電装置と、当該給電装置からの給電光を電力に変換する受電装置とを備え、前記受電装置で変換された電力が通信装置に供給される光給電システムであって、
前記通信装置による通信の稼働状況に関する通信稼働情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部が取得した前記通信稼働情報に基づいて、前記給電装置からの前記給電光の出力を制御する給電制御部と、
前記給電装置を含む第１のデータ通信装置と、
前記第１のデータ通信装置と光通信し、前記受電装置を含む第２のデータ通信装置と、
を備え、
前記通信装置は、前記第２のデータ通信装置に設けられ、前記第１のデータ通信装置との間で通信されたデータを他の通信機器に送受信し、
前記情報取得部は、前記第２のデータ通信装置に設けられ、取得した前記通信稼働情報を前記第１のデータ通信装置に送信し、
前記給電制御部は、前記第１のデータ通信装置に設けられる、
光給電システム。
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