JPH07154325A - 発光アレーモジュールとその制御方法 - Google Patents
発光アレーモジュールとその制御方法Info
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- JPH07154325A JPH07154325A JP5295843A JP29584393A JPH07154325A JP H07154325 A JPH07154325 A JP H07154325A JP 5295843 A JP5295843 A JP 5295843A JP 29584393 A JP29584393 A JP 29584393A JP H07154325 A JPH07154325 A JP H07154325A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4249—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details comprising arrays of active devices and fibres
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04Q—SELECTING
- H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
- H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
- H04Q11/0005—Switch and router aspects
-
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04Q—SELECTING
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- H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
- H04Q11/0005—Switch and router aspects
- H04Q2011/0052—Interconnection of switches
Abstract
(57)【要約】
【目的】アレー状に配列された発光素子からなる発光ア
レーモジュールにおいて、発光素子の駆動状態を監視し
て、必要に応じて発光素子を選択して使用できるように
する。 【構成】並列に配置された複数の発光素子は、出射光の
光路切換えができる光スイッチを介して、光ファイバア
レーに結合されている。一方、光スイッチには光ファイ
バの他に残余の出力側ポートに受光素子が備えられてい
る。発光素子からの出射光は光スイッチにより光路切換
えされ、受光素子で受光され電気信号に変換されて発光
状態が監視される。また、電気信号により対応する発光
素子の駆動が制御される。さらに劣化を判別して、使用
可否を判定して不可の場合は予備用の発光素子に切換え
られる。 【効果】アレー状の発光素子の駆動状態を監視し、劣化
を判別でき、さらに選択的に発光素子を使用できるの
で、信頼性の高い並列光伝送が可能になる。
レーモジュールにおいて、発光素子の駆動状態を監視し
て、必要に応じて発光素子を選択して使用できるように
する。 【構成】並列に配置された複数の発光素子は、出射光の
光路切換えができる光スイッチを介して、光ファイバア
レーに結合されている。一方、光スイッチには光ファイ
バの他に残余の出力側ポートに受光素子が備えられてい
る。発光素子からの出射光は光スイッチにより光路切換
えされ、受光素子で受光され電気信号に変換されて発光
状態が監視される。また、電気信号により対応する発光
素子の駆動が制御される。さらに劣化を判別して、使用
可否を判定して不可の場合は予備用の発光素子に切換え
られる。 【効果】アレー状の発光素子の駆動状態を監視し、劣化
を判別でき、さらに選択的に発光素子を使用できるの
で、信頼性の高い並列光伝送が可能になる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一つ若しくは複数の発
光素子からなる発光アレーモジュールに関し、特に、双
方向のバースト信号を伝送する装置に使用する送信用発
光アレーモジュールとその制御方法に関する。
光素子からなる発光アレーモジュールに関し、特に、双
方向のバースト信号を伝送する装置に使用する送信用発
光アレーモジュールとその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】並列光伝送系は、電気信号による並列伝
送系と比較して、伝送速度、伝送距離、耐ＥＭＩ性（Ｅ
ＭＩによる影響の受けにくさ）の点で優れ、伝送路とな
るケーブル自体の容積も大幅に低減できることから、コ
ンピュータのインタフェースとして広い応用が期待され
ている。この並列光伝送系では、複数の光源が不可欠で
あり、送信側の装置を小形化、経済化するためには、複
数の発光素子と光ファイバをアレー状に配列して一体化
した発光アレーモジュールが極めて有効である。
送系と比較して、伝送速度、伝送距離、耐ＥＭＩ性（Ｅ
ＭＩによる影響の受けにくさ）の点で優れ、伝送路とな
るケーブル自体の容積も大幅に低減できることから、コ
ンピュータのインタフェースとして広い応用が期待され
ている。この並列光伝送系では、複数の光源が不可欠で
あり、送信側の装置を小形化、経済化するためには、複
数の発光素子と光ファイバをアレー状に配列して一体化
した発光アレーモジュールが極めて有効である。
【０００３】複数の発光素子を一体化した、従来の発光
アレーモジュールの構成を図４に示す。この発光アレー
モジュールは等間隔に配置された８個の発光素子１ａ〜
１ｈからなるアレー状の発光素子１とアレー状発光素子
１と等間隔にアレー状に配列された８本の光ファイバ５
ａ〜５ｈからなる光ファイバアレー５とから構成されて
いる。図６に示される発光アレーモジュールでは、発光
素子１ａ〜１ｈの出射光８ａ〜８ｈは、光ファイバ５ａ
〜５ｈの各チャネルに対応してそれぞれ光学的に結合し
ている。
アレーモジュールの構成を図４に示す。この発光アレー
モジュールは等間隔に配置された８個の発光素子１ａ〜
１ｈからなるアレー状の発光素子１とアレー状発光素子
１と等間隔にアレー状に配列された８本の光ファイバ５
ａ〜５ｈからなる光ファイバアレー５とから構成されて
いる。図６に示される発光アレーモジュールでは、発光
素子１ａ〜１ｈの出射光８ａ〜８ｈは、光ファイバ５ａ
〜５ｈの各チャネルに対応してそれぞれ光学的に結合し
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】バースト信号を伝送す
る光送受信装置では、送信装置から信号を送出するとき
だけ、装置内の発光素子にバイアス電流と変調信号電流
を印加して駆動させる。受信装置側では、実際に信号が
送信されてきたときだけ信号が受信されることになる。
ここで、発光素子が劣化して信号の送出ができなくなっ
た場合、受信側では一切信号が受信されなくなる。しか
しながら、このとき送信側から信号が送信されないこと
によるのか、本来は送信されるべきであるが発光素子の
劣化により送信不能となっているのか全く判別できない
ことになる。従って、発光素子の劣化を判断する手だて
がなく、アラームを発生することができない。また、発
光素子の劣化が判別されても、これを取り替えるか修復
させる必要があり、システムの中断が生じることにな
る。このように、従来の構成では、バースト伝送におけ
る発光素子の劣化を有効に検出する手段がないため、安
定したバースト信号伝送ができないという欠点があっ
た。
る光送受信装置では、送信装置から信号を送出するとき
だけ、装置内の発光素子にバイアス電流と変調信号電流
を印加して駆動させる。受信装置側では、実際に信号が
送信されてきたときだけ信号が受信されることになる。
ここで、発光素子が劣化して信号の送出ができなくなっ
た場合、受信側では一切信号が受信されなくなる。しか
しながら、このとき送信側から信号が送信されないこと
によるのか、本来は送信されるべきであるが発光素子の
劣化により送信不能となっているのか全く判別できない
ことになる。従って、発光素子の劣化を判断する手だて
がなく、アラームを発生することができない。また、発
光素子の劣化が判別されても、これを取り替えるか修復
させる必要があり、システムの中断が生じることにな
る。このように、従来の構成では、バースト伝送におけ
る発光素子の劣化を有効に検出する手段がないため、安
定したバースト信号伝送ができないという欠点があっ
た。
【０００５】本発明の目的は、上述の欠点を解決し、発
光素子の駆動状態を必要に応じて検出することができ、
信頼性の高いバースト信号伝送ができる発光アレーモジ
ュールを提供することにある。また、発光素子の駆動状
態を検出し、必要に応じて適用する発光素子を選択的に
切換えて、安定した並列光伝送ができる発光アレーモジ
ュールの制御方法を提供することにある。
光素子の駆動状態を必要に応じて検出することができ、
信頼性の高いバースト信号伝送ができる発光アレーモジ
ュールを提供することにある。また、発光素子の駆動状
態を検出し、必要に応じて適用する発光素子を選択的に
切換えて、安定した並列光伝送ができる発光アレーモジ
ュールの制御方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の欠点を除去するた
めに、本発明の発光アレーモジュールは、少なくとも一
つの発光素子と、この発光素子から出射される光の光路
を切換える光スイッチと、光スイッチを通過する光に光
学的に結合する少なくとも一つの光ファイバと、光スイ
ッチを通過する光を受光する少なくとも一つの受光素子
とを備えたことを特徴としている。
めに、本発明の発光アレーモジュールは、少なくとも一
つの発光素子と、この発光素子から出射される光の光路
を切換える光スイッチと、光スイッチを通過する光に光
学的に結合する少なくとも一つの光ファイバと、光スイ
ッチを通過する光を受光する少なくとも一つの受光素子
とを備えたことを特徴としている。
【０００７】また、発光素子は、規則的な間隔で並列に
配置され、光スイッチは、入力側に各発光素子のそれぞ
れに光学的に結合する少なくとも一つの光導波路と、入
力側の光導波路の光路を切換える光スイッチ部と、出力
側に規則的な間隔で形成された複数の光導波路を備えた
導波路型光スイッチであり、出力側の複数の光導波路と
同じ間隔で配列された光ファイバであることを特徴とし
ている。
配置され、光スイッチは、入力側に各発光素子のそれぞ
れに光学的に結合する少なくとも一つの光導波路と、入
力側の光導波路の光路を切換える光スイッチ部と、出力
側に規則的な間隔で形成された複数の光導波路を備えた
導波路型光スイッチであり、出力側の複数の光導波路と
同じ間隔で配列された光ファイバであることを特徴とし
ている。
【０００８】さらに上記構成で、出力側の光導波路の数
が、光導波路に光学的に結合する光ファイバの数よりも
多く、光ファイバに結合しない残余の出力側の光導波路
の数が少なくとも１つあり、残余の光導波路には、光導
波路からの出射光を受光する受光素子を配置したことを
特徴としている。
が、光導波路に光学的に結合する光ファイバの数よりも
多く、光ファイバに結合しない残余の出力側の光導波路
の数が少なくとも１つあり、残余の光導波路には、光導
波路からの出射光を受光する受光素子を配置したことを
特徴としている。
【０００９】本発明はまた、少なくとも一つの発光素子
と、この発光素子から出射される光の光路を切換える光
スイッチと、光スイッチを通過する光に光学的に結合す
る少なくとも一つの光ファイバと、光スイッチを通過す
る光を受光する少なくとも一つの受光素子とを備え、発
光素子からの出射光の光路を光スイッチにより切換え
て、受光素子に受光して電気信号に変換する工程と、受
光素子により変換された電気信号により、対応する発光
素子の駆動を制御する工程を含むことを特徴としてい
る。
と、この発光素子から出射される光の光路を切換える光
スイッチと、光スイッチを通過する光に光学的に結合す
る少なくとも一つの光ファイバと、光スイッチを通過す
る光を受光する少なくとも一つの受光素子とを備え、発
光素子からの出射光の光路を光スイッチにより切換え
て、受光素子に受光して電気信号に変換する工程と、受
光素子により変換された電気信号により、対応する発光
素子の駆動を制御する工程を含むことを特徴としてい
る。
【００１０】上述の制御方法に加え、発光素子からの出
射光の光路を光スイッチにより切換えて、受光素子で受
光て電気信号に変換する工程と、電気信号により対応す
る発光素子の発光状態を判別して、使用可否を選択する
工程と、発光素子の使用可否を選択する工程を、各発光
素子について順次行う工程と、発光素子の使用可否を選
択する工程により使用可と選択された発光素子から出射
される光だけを光ファイバに結合するように、光スイッ
チにより光路を切換える工程を含むことを特徴としてい
る。
射光の光路を光スイッチにより切換えて、受光素子で受
光て電気信号に変換する工程と、電気信号により対応す
る発光素子の発光状態を判別して、使用可否を選択する
工程と、発光素子の使用可否を選択する工程を、各発光
素子について順次行う工程と、発光素子の使用可否を選
択する工程により使用可と選択された発光素子から出射
される光だけを光ファイバに結合するように、光スイッ
チにより光路を切換える工程を含むことを特徴としてい
る。
【００１１】
【作用】アレー状に配列された複数の発光素子を、光ス
イッチを介して光ファイバアレーの各光ファイバに結合
させるようにすることによって、発光素子を選択して使
用することができる。特に、光スイッチの出力側には光
ファイバアレーのほかに受光素子を配置し、光スイッチ
により各発光素子からの出射光の光路を受光素子側に切
換えることによって、各発光素子の発光状態を監視した
り、劣化を判別したりすることができる。信号を送出す
るための光源として用いるときは、適宜所望の光ファイ
バに結合するように光路を切換えれば良い。
イッチを介して光ファイバアレーの各光ファイバに結合
させるようにすることによって、発光素子を選択して使
用することができる。特に、光スイッチの出力側には光
ファイバアレーのほかに受光素子を配置し、光スイッチ
により各発光素子からの出射光の光路を受光素子側に切
換えることによって、各発光素子の発光状態を監視した
り、劣化を判別したりすることができる。信号を送出す
るための光源として用いるときは、適宜所望の光ファイ
バに結合するように光路を切換えれば良い。
【００１２】また、各発光素子からの出射光を受光素子
によって受けて、その劣化状態を順次判別し、使用可能
な発光素子だけを選択して光ファイバアレーに結合させ
ることも可能である。あらかじめ、光ファイバアレーの
光ファイバの本数よりも多い発光素子を備えておけば、
光送信装置の信頼性をより高めるための冗長系を構成す
ることもできる。
によって受けて、その劣化状態を順次判別し、使用可能
な発光素子だけを選択して光ファイバアレーに結合させ
ることも可能である。あらかじめ、光ファイバアレーの
光ファイバの本数よりも多い発光素子を備えておけば、
光送信装置の信頼性をより高めるための冗長系を構成す
ることもできる。
【００１３】
【実施例】次に図面を参照して本発明の一実施例を詳細
に説明する。
に説明する。
【００１４】図１（ａ）は本発明の発光アレーモジュー
ルの一実施例の上面図を示す。本実施例の発光アレーモ
ジュールは、アレー状発光素子１、光スイッチ２、光フ
ァイバアレー５および受光素子３からなる。アレー状発
光素子１は、３００μｍの間隔で等間隔に配置された８
個の発光素子１ａ〜１ｈからなり、光スイッチ２の入力
側の光導波路４ａ〜４ｈは、アレー状発光素子１の各発
光素子１ａ〜１ｈの間隔と同じ間隔で形成されている。
また、光ファイバアレー５は、７本の光ファイバ５ａ〜
５ｇが等間隔に配列されている。
ルの一実施例の上面図を示す。本実施例の発光アレーモ
ジュールは、アレー状発光素子１、光スイッチ２、光フ
ァイバアレー５および受光素子３からなる。アレー状発
光素子１は、３００μｍの間隔で等間隔に配置された８
個の発光素子１ａ〜１ｈからなり、光スイッチ２の入力
側の光導波路４ａ〜４ｈは、アレー状発光素子１の各発
光素子１ａ〜１ｈの間隔と同じ間隔で形成されている。
また、光ファイバアレー５は、７本の光ファイバ５ａ〜
５ｇが等間隔に配列されている。
【００１５】光スイッチ２はＬｉＮｂＯ3 導波路型光ス
イッチであり、ＬｉＮｂＯ3 を材料とする基板６上に形
成されたＴｉ膜からなる光スイッチパターンを１０５０
℃の高温で約８時間熱拡散して形成されている。さら
に、基板６の表面にＳｉＯ2 膜を介して形成されたＣｒ
−Ｐｔ−Ａｕ膜からなる電極を備えている。この光スイ
ッチ２は、１入力あるいは２入力の光路を１出力または
２出力の光路に切換える光スイッチエレメントを６４個
備えている（図１における矩形で示した部分）。これら
の各光スイッチエレメントによって切換えられる光路を
組合せることによって、入力側の８本の光導波路４ａ〜
４ｈと出力側の７本の光導波路７ａ〜７ｇと受光素子３
への光路を任意に選択することができる。このようなマ
トリクス状の光スイッチのとしては、例えば、ＮＩＳＨ
ＩＭＯＴＯ ｅｔ．ａｌ．，“Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏ
ｎ Ｉｎｄｅｐｅｎｔ ＬｉＮｂＯ3 ８×８ Ｍａｔ
ｒｉｘ Ｓｗｉｔｃｈ” ＩＥＥＥ ＰＨＯＴＯＮＩＣ
Ｓ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＬＥＴＴＥＲＳ ＶＯＬ．
２．ＮＯ．９．ＳＥＰＴＥＭＢＥＲ １９９０ 記載の
光スイッチがある。
イッチであり、ＬｉＮｂＯ3 を材料とする基板６上に形
成されたＴｉ膜からなる光スイッチパターンを１０５０
℃の高温で約８時間熱拡散して形成されている。さら
に、基板６の表面にＳｉＯ2 膜を介して形成されたＣｒ
−Ｐｔ−Ａｕ膜からなる電極を備えている。この光スイ
ッチ２は、１入力あるいは２入力の光路を１出力または
２出力の光路に切換える光スイッチエレメントを６４個
備えている（図１における矩形で示した部分）。これら
の各光スイッチエレメントによって切換えられる光路を
組合せることによって、入力側の８本の光導波路４ａ〜
４ｈと出力側の７本の光導波路７ａ〜７ｇと受光素子３
への光路を任意に選択することができる。このようなマ
トリクス状の光スイッチのとしては、例えば、ＮＩＳＨ
ＩＭＯＴＯ ｅｔ．ａｌ．，“Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏ
ｎ Ｉｎｄｅｐｅｎｔ ＬｉＮｂＯ3 ８×８ Ｍａｔ
ｒｉｘ Ｓｗｉｔｃｈ” ＩＥＥＥ ＰＨＯＴＯＮＩＣ
Ｓ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＬＥＴＴＥＲＳ ＶＯＬ．
２．ＮＯ．９．ＳＥＰＴＥＭＢＥＲ １９９０ 記載の
光スイッチがある。
【００１６】ここで、個々の光スイッチエレメントの構
造と動作原理について説明する。図１（ｂ）は、光スイ
ッチエレメント単体の構造を示している。例えば、光ス
イッチエレメント２４０の場合、入力はＡ、Ｂの２ポー
トあり、出力もＣ、Ｄの２ポートあり、Ａから入力され
た光をＤに出力し、Ｂから入力された光をＣに出力する
状態と、Ａから入力された光をＣに出力し、Ｂから入
力された光をＤに出力する状態の２つの状態に切換え
ることができる。上述のように光スイッチエレメント
は、ＬｉＮｂＯ3 基板に形成されており、表面に形成さ
れた電極に電圧が印加されていないとの状態が保た
れ、また、電圧が印加されると基板のもつ電気光学効果
により光導波路の屈折率が変化し結合状態が変化して、
の状態に切換えられる。
造と動作原理について説明する。図１（ｂ）は、光スイ
ッチエレメント単体の構造を示している。例えば、光ス
イッチエレメント２４０の場合、入力はＡ、Ｂの２ポー
トあり、出力もＣ、Ｄの２ポートあり、Ａから入力され
た光をＤに出力し、Ｂから入力された光をＣに出力する
状態と、Ａから入力された光をＣに出力し、Ｂから入
力された光をＤに出力する状態の２つの状態に切換え
ることができる。上述のように光スイッチエレメント
は、ＬｉＮｂＯ3 基板に形成されており、表面に形成さ
れた電極に電圧が印加されていないとの状態が保た
れ、また、電圧が印加されると基板のもつ電気光学効果
により光導波路の屈折率が変化し結合状態が変化して、
の状態に切換えられる。
【００１７】図２は、アレー状発光素子１と入力側光導
波路４が結合されている部分の構造を示している。図１
に示されるアレー状発光素子１ａ〜１ｈの出射光８ａ〜
８ｈは、入力側光導波路４ａ〜４ｈに各ポート毎に光学
的に結合している。本実施例では、発光素子１ａ〜１ｈ
には、同一の基板上に結晶成長され、アレー状に形成さ
れた半導体レーザダイオードアレーが用いられている。
各半導体レーザダイオードから出射された光は、その端
面近傍に配置されたマイクロレンズアレー（図示省略）
により、それぞれ集光されて、対応する入力側光導波路
４ａ〜４ｈに光学的に結合されている。ここで用いられ
ているマイクロレンズアレーは、所望の間隔で形成され
た円形のマスクパターンを有する多成分ガラス基板をイ
オン交換して、屈折率分布をつけてレンズ効果をもたせ
たものである。
波路４が結合されている部分の構造を示している。図１
に示されるアレー状発光素子１ａ〜１ｈの出射光８ａ〜
８ｈは、入力側光導波路４ａ〜４ｈに各ポート毎に光学
的に結合している。本実施例では、発光素子１ａ〜１ｈ
には、同一の基板上に結晶成長され、アレー状に形成さ
れた半導体レーザダイオードアレーが用いられている。
各半導体レーザダイオードから出射された光は、その端
面近傍に配置されたマイクロレンズアレー（図示省略）
により、それぞれ集光されて、対応する入力側光導波路
４ａ〜４ｈに光学的に結合されている。ここで用いられ
ているマイクロレンズアレーは、所望の間隔で形成され
た円形のマスクパターンを有する多成分ガラス基板をイ
オン交換して、屈折率分布をつけてレンズ効果をもたせ
たものである。
【００１８】本実施例では、光ファイバアレー５は７本
の光ファイバ５ａ〜５ｇにより構成されており、８個の
発光素子１ａ〜１ｈから出射された光は、光スイッチ２
を介して選択されて７本の光ファイバ５ａ〜５ｇに出力
される。ここで、図３に示されるように、出力側光導波
路７の７ａから７ｇまでは、光ファイバ５ａ〜５ｇにそ
れぞれ接続されているが、残余の１本の出力側光導波路
７ｈは、受光素子３に結合されている。従って、８個の
発光素子１ａ〜１ｈのうち、常に１個は受光素子３に結
合されることになる。光スイッチ２の光路を切換えるこ
とにより、各発光素子から出射される光を順次受光する
ことができる。
の光ファイバ５ａ〜５ｇにより構成されており、８個の
発光素子１ａ〜１ｈから出射された光は、光スイッチ２
を介して選択されて７本の光ファイバ５ａ〜５ｇに出力
される。ここで、図３に示されるように、出力側光導波
路７の７ａから７ｇまでは、光ファイバ５ａ〜５ｇにそ
れぞれ接続されているが、残余の１本の出力側光導波路
７ｈは、受光素子３に結合されている。従って、８個の
発光素子１ａ〜１ｈのうち、常に１個は受光素子３に結
合されることになる。光スイッチ２の光路を切換えるこ
とにより、各発光素子から出射される光を順次受光する
ことができる。
【００１９】以上のように、並列光伝送用の光源として
用いられる、複数の発光素子からの出射光を複数の光フ
ァイバに結合させた発光アレーモジュールにおいて、各
発光素子と各光ファイバ間に光スイッチを配置して出射
光の光路切換えができるようにすることによって、任意
に発光素子を選択して使用することができる。特に、光
ファイバの数よりも発光素子の数を多くしておくことに
より、冗長にして、光源の信頼性を向上させることがで
きる。また、光スイッチの出力側の一部のポートに受光
素子を配置して、各発光素子からの出射光を受光するこ
とにより、発光状態を監視したり、劣化を判別すること
もできるようになる。
用いられる、複数の発光素子からの出射光を複数の光フ
ァイバに結合させた発光アレーモジュールにおいて、各
発光素子と各光ファイバ間に光スイッチを配置して出射
光の光路切換えができるようにすることによって、任意
に発光素子を選択して使用することができる。特に、光
ファイバの数よりも発光素子の数を多くしておくことに
より、冗長にして、光源の信頼性を向上させることがで
きる。また、光スイッチの出力側の一部のポートに受光
素子を配置して、各発光素子からの出射光を受光するこ
とにより、発光状態を監視したり、劣化を判別すること
もできるようになる。
【００２０】次に、上述の本発明の実施例の発光アレー
モジュールを双方向のバースト信号を伝送する送受信装
置に適用する場合の動作について説明する。
モジュールを双方向のバースト信号を伝送する送受信装
置に適用する場合の動作について説明する。
【００２１】図４は、バースト信号伝送用の送受信装置
の構成を示すブロック図である。図４において、発光ア
レーモジュールには、図１に示されたものと同様の構成
をもつモジュールが用いられている。送信されるべき並
列電気信号Ｓ１〜Ｓ７は、一旦タイミング抽出回路１３
に入力され、各電気信号の送信／休止状態が監視され
る。この電気信号は、送信／休止状態が確認された後
は、そのまま切換回路１４に入力される。切換回路１４
では、アレー状発光素子の各発光素子を駆動する駆動回
路１５に接続される回線が選択される。すなわち、各電
気信号Ｓ１〜Ｓ７をアレー状発光素子のどの発光素子に
それぞれ接続するかが、回線を切り換えることによって
決定される。通常、どの発光素子にも異常がない場合
は、Ｓ１は発光素子１ａに、Ｓ２は１ｂというように接
続される。なお、切換回路１４における切換は電気的な
切換であり、リレー等によりいかようにも構成し得る。
の構成を示すブロック図である。図４において、発光ア
レーモジュールには、図１に示されたものと同様の構成
をもつモジュールが用いられている。送信されるべき並
列電気信号Ｓ１〜Ｓ７は、一旦タイミング抽出回路１３
に入力され、各電気信号の送信／休止状態が監視され
る。この電気信号は、送信／休止状態が確認された後
は、そのまま切換回路１４に入力される。切換回路１４
では、アレー状発光素子の各発光素子を駆動する駆動回
路１５に接続される回線が選択される。すなわち、各電
気信号Ｓ１〜Ｓ７をアレー状発光素子のどの発光素子に
それぞれ接続するかが、回線を切り換えることによって
決定される。通常、どの発光素子にも異常がない場合
は、Ｓ１は発光素子１ａに、Ｓ２は１ｂというように接
続される。なお、切換回路１４における切換は電気的な
切換であり、リレー等によりいかようにも構成し得る。
【００２２】各電気信号Ｓ１〜Ｓ７に接続される発光素
子が決まれば、対応する各発光素子１ａ〜１ｇに駆動回
路１５からバイアス電流と変調信号電流が印加され、各
発光素子から変換された光信号が光スイッチ２に送出さ
れる。ここで、いずれの発光素子にも異常がなければ、
本実施例の場合、発光素子１ｈは予備となる。
子が決まれば、対応する各発光素子１ａ〜１ｇに駆動回
路１５からバイアス電流と変調信号電流が印加され、各
発光素子から変換された光信号が光スイッチ２に送出さ
れる。ここで、いずれの発光素子にも異常がなければ、
本実施例の場合、発光素子１ｈは予備となる。
【００２３】光スイッチ２では、各発光素子１ａ〜１ｇ
から入力された各光信号の光路、すなわち光ファイバ５
を構成する各光ファイバ５ａ〜５ｇのどの光ファイバに
接続されるかが決められる。ここでは、各電気信号Ｓ１
〜Ｓ７がそれぞれ光ファイバ５ａ〜５ｇに対応するよう
に光路が選定される。従って、いずれの発光素子にも異
常がない場合には、光路は切り換えられずそのまま対応
する各光ファイバに接続される。
から入力された各光信号の光路、すなわち光ファイバ５
を構成する各光ファイバ５ａ〜５ｇのどの光ファイバに
接続されるかが決められる。ここでは、各電気信号Ｓ１
〜Ｓ７がそれぞれ光ファイバ５ａ〜５ｇに対応するよう
に光路が選定される。従って、いずれの発光素子にも異
常がない場合には、光路は切り換えられずそのまま対応
する各光ファイバに接続される。
【００２４】受光素子３は光スイッチ２の各スイッチエ
レメントの光路を切換える制御回路１２に接続されてい
る。また、制御回路１２は光スイッチ２に接続されると
ともに、電気信号Ｓ１〜Ｓ７の回線を切換える切換回路
１４と発光素子１ａ〜１ｈを駆動する駆動回路１５にも
接続されている。
レメントの光路を切換える制御回路１２に接続されてい
る。また、制御回路１２は光スイッチ２に接続されると
ともに、電気信号Ｓ１〜Ｓ７の回線を切換える切換回路
１４と発光素子１ａ〜１ｈを駆動する駆動回路１５にも
接続されている。
【００２５】次に、本発明の発光アレーモジュールを用
いた送信装置の動作について説明する。
いた送信装置の動作について説明する。
【００２６】図５は、バースト信号伝送における本発明
による発光素子の発光状態の監視と制御を示す状態図で
ある。バースト信号伝送において、タイミング抽出回路
１３によりいずれかひとつでも信号が送出されている間
は、発光素子に劣化がなければ、発光素子１ａ〜１ｇは
それぞれ光ファイバ５ａ〜５ｇにそれぞれ対応して結合
されている。そして、発光素子１ｈのみが受光素子３に
接続されていることになる。この状態では、光スイッチ
２は上述の通り、いずれの光スイッチエレメントも光路
切換えがなされていない。
による発光素子の発光状態の監視と制御を示す状態図で
ある。バースト信号伝送において、タイミング抽出回路
１３によりいずれかひとつでも信号が送出されている間
は、発光素子に劣化がなければ、発光素子１ａ〜１ｇは
それぞれ光ファイバ５ａ〜５ｇにそれぞれ対応して結合
されている。そして、発光素子１ｈのみが受光素子３に
接続されていることになる。この状態では、光スイッチ
２は上述の通り、いずれの光スイッチエレメントも光路
切換えがなされていない。
【００２７】次に、タイミング抽出回路１３により、す
べての信号が無信号状態になったとき、すなわち休止状
態になったと判別されたときには、タイミング抽出回路
１３より制御回路１２に制御信号Ａが出される。これを
受けて、制御回路１２からは光スイッチ２に制御信号Ｄ
が出され、光スイッチ２の光路が順次切換えられる。こ
れと同時に、制御回路１２から駆動回路１５に制御信号
Ｃが出され、受光素子３と接続状態にある発光素子を駆
動される。このような手順により、まず、発光素子１ａ
が受光素子３に結合され、発光状態が監視され、劣化が
生じていないか判別される。次に、発光素子１ｂが、さ
らに１ｃ、１ｄ、・・・と順次同様の判別が各発光素子
について行われる。一通り判別がなされ、いずれの発光
素子にも劣化がない場合には、最初に設定された状態に
接続状態が復帰されて通信が再開される。
べての信号が無信号状態になったとき、すなわち休止状
態になったと判別されたときには、タイミング抽出回路
１３より制御回路１２に制御信号Ａが出される。これを
受けて、制御回路１２からは光スイッチ２に制御信号Ｄ
が出され、光スイッチ２の光路が順次切換えられる。こ
れと同時に、制御回路１２から駆動回路１５に制御信号
Ｃが出され、受光素子３と接続状態にある発光素子を駆
動される。このような手順により、まず、発光素子１ａ
が受光素子３に結合され、発光状態が監視され、劣化が
生じていないか判別される。次に、発光素子１ｂが、さ
らに１ｃ、１ｄ、・・・と順次同様の判別が各発光素子
について行われる。一通り判別がなされ、いずれの発光
素子にも劣化がない場合には、最初に設定された状態に
接続状態が復帰されて通信が再開される。
【００２８】ところが、万が一いずれかの発光素子、例
えば１ｃが劣化しており、使用不可と判定されたときに
は、制御回路１２から出された制御信号Ｂにより、切換
回路１４の回線が切換えられて、信号Ｓ３の回線が発光
素子１ｈに接続される。これと同時に、制御回路１２の
制御信号Ｄにより、光スイッチ２の光路が切換えられ
て、発光素子１ｈの光路は光ファイバ５ｃに接続され
る。また、制御回路１２から駆動回路１５に制御信号Ｃ
が出されて、発光素子１ｃは停止され、発光素子１ｈが
新たに駆動されるようになる。信号が送出されない休止
状態になれば、必要に応じて再び上述の回線と光路切換
により、各発光素子の監視を行えばよい。
えば１ｃが劣化しており、使用不可と判定されたときに
は、制御回路１２から出された制御信号Ｂにより、切換
回路１４の回線が切換えられて、信号Ｓ３の回線が発光
素子１ｈに接続される。これと同時に、制御回路１２の
制御信号Ｄにより、光スイッチ２の光路が切換えられ
て、発光素子１ｈの光路は光ファイバ５ｃに接続され
る。また、制御回路１２から駆動回路１５に制御信号Ｃ
が出されて、発光素子１ｃは停止され、発光素子１ｈが
新たに駆動されるようになる。信号が送出されない休止
状態になれば、必要に応じて再び上述の回線と光路切換
により、各発光素子の監視を行えばよい。
【００２９】以上述べた各発光素子の監視と、劣化と判
別された場合の切換回路１４と光スイッチ２による接続
の切換えは、タイミング抽出回路１３により無信号状態
が確認されればいつでも行える。通常は、並列伝送にお
いては、各回線の信号の送出は同時に行われるので、タ
イミング抽出は容易にできる。また、各回線の信号送出
のタイミングが異なっていても、バースト伝送における
実際の信号送出の時間的な比率は小さいので、同時にす
べての回線が休止状態になるタイミングを検出するのも
十分可能である。さらに、ある発光素子を受光素子に接
続するために光スイッチ２により光路切換する場合に、
光スイッチ２を構成する光スイッチエレメントが動作さ
れないチャネルについては、信号の送出が行われていて
もよい。従って、タイミング抽出回路１３により、各信
号の送信／休止状態を監視して、切換ようとするチャネ
ルと、光路を切換える際に動作させなければならない光
スイッチエレメントに係るチャネルのみが休止している
ことを確認して、上述の発光素子の監視、判別を行うこ
とも可能である。なお、本実施例では、一旦送出された
電気信号をタイミング抽出回路で受けて、信号の送信／
休止を確認しているが、この確認と制御回路の送出は電
気信号を送出する回路側で行ってもよいことはいうまで
もない。
別された場合の切換回路１４と光スイッチ２による接続
の切換えは、タイミング抽出回路１３により無信号状態
が確認されればいつでも行える。通常は、並列伝送にお
いては、各回線の信号の送出は同時に行われるので、タ
イミング抽出は容易にできる。また、各回線の信号送出
のタイミングが異なっていても、バースト伝送における
実際の信号送出の時間的な比率は小さいので、同時にす
べての回線が休止状態になるタイミングを検出するのも
十分可能である。さらに、ある発光素子を受光素子に接
続するために光スイッチ２により光路切換する場合に、
光スイッチ２を構成する光スイッチエレメントが動作さ
れないチャネルについては、信号の送出が行われていて
もよい。従って、タイミング抽出回路１３により、各信
号の送信／休止状態を監視して、切換ようとするチャネ
ルと、光路を切換える際に動作させなければならない光
スイッチエレメントに係るチャネルのみが休止している
ことを確認して、上述の発光素子の監視、判別を行うこ
とも可能である。なお、本実施例では、一旦送出された
電気信号をタイミング抽出回路で受けて、信号の送信／
休止を確認しているが、この確認と制御回路の送出は電
気信号を送出する回路側で行ってもよいことはいうまで
もない。
【００３０】以上説明したように、発光素子と光ファイ
バの間に光スイッチを配置し、予備の発光素子を備えた
おくことにより、すべての発光素子の発光状態を監視す
るとともに、ある発光素子に異常が生じたときは即座に
予備用の発光素子に切換えることができる。これによ
り、並列光伝送用の光源の信頼性を大幅に向上させるこ
とができる。
バの間に光スイッチを配置し、予備の発光素子を備えた
おくことにより、すべての発光素子の発光状態を監視す
るとともに、ある発光素子に異常が生じたときは即座に
予備用の発光素子に切換えることができる。これによ
り、並列光伝送用の光源の信頼性を大幅に向上させるこ
とができる。
【００３１】なお、上述の実施例では、発光素子と入力
側光導波路の結合にはマイクロレンズを用いたが、レン
ズを用いずに直接的に結合してもよい。また、発光素子
間の間隔は等間隔としたが、これに限るものではない。
さらに、本実施例では、発光素子の数は８で、光ファイ
バの数は７としたが、これらの数に限るものではなく、
これらを同数としてもよいし、逆に発光素子の数を光フ
ァイバの数よりもさらに多くしてより冗長にしてもよ
い。また、監視用の受光素子も１としたが、２以上と
し、同時に複数の発光素子の監視を行ってもよい。
側光導波路の結合にはマイクロレンズを用いたが、レン
ズを用いずに直接的に結合してもよい。また、発光素子
間の間隔は等間隔としたが、これに限るものではない。
さらに、本実施例では、発光素子の数は８で、光ファイ
バの数は７としたが、これらの数に限るものではなく、
これらを同数としてもよいし、逆に発光素子の数を光フ
ァイバの数よりもさらに多くしてより冗長にしてもよ
い。また、監視用の受光素子も１としたが、２以上と
し、同時に複数の発光素子の監視を行ってもよい。
【００３２】光スイッチには、ＬｉＮｂＯ3 導波路型光
スイッチを用いた例を示したが、メカニカル光スイッチ
や石英導波路型光スイッチを用いてもよい。さらに、全
体の構成においても、発光素子、光スイッチ、受光素子
はハイブリッド構造としたが、半導体基板を用いて、上
記構成要素を集積・一体化させてもよい。
スイッチを用いた例を示したが、メカニカル光スイッチ
や石英導波路型光スイッチを用いてもよい。さらに、全
体の構成においても、発光素子、光スイッチ、受光素子
はハイブリッド構造としたが、半導体基板を用いて、上
記構成要素を集積・一体化させてもよい。
【００３３】また、本発明の発光アレーモジュールの動
作説明においては、バースト伝送の場合を例に説明した
が、本発明はバースト伝送用に限らず、他の並列光伝送
装置用の光源としても適用可能なことは言うまでもな
い。
作説明においては、バースト伝送の場合を例に説明した
が、本発明はバースト伝送用に限らず、他の並列光伝送
装置用の光源としても適用可能なことは言うまでもな
い。
【００３４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の発光アレー
モジュールは、アレー状の発光素子を光スイッチを介し
て光ファイバアレーに結合させるとともに、一部を受光
素子に結合させる。発光素子から出射される光の光路を
切換えて受光素子に受光されるようにすることによっ
て、発光状態を監視したり、劣化を判別したりすること
ができる。また、各発光素子の使用可否を順次判別し、
使用可の発光素子のみが光ファイバアレーに結合するよ
うに選択することもできる。これにより、信頼性の高い
並列光伝送が可能になる。
モジュールは、アレー状の発光素子を光スイッチを介し
て光ファイバアレーに結合させるとともに、一部を受光
素子に結合させる。発光素子から出射される光の光路を
切換えて受光素子に受光されるようにすることによっ
て、発光状態を監視したり、劣化を判別したりすること
ができる。また、各発光素子の使用可否を順次判別し、
使用可の発光素子のみが光ファイバアレーに結合するよ
うに選択することもできる。これにより、信頼性の高い
並列光伝送が可能になる。
【図１】本発明の発光アレーモジュールの一実施例の構
成を示す上面図。
成を示す上面図。
【図２】本発明のアレー状の発光素子と入力側光導波路
の結合部分を示す上面図。
の結合部分を示す上面図。
【図３】本発明の出力側光導波路と光ファイバアレーお
よび受光素子との結合部分を示す上面図。
よび受光素子との結合部分を示す上面図。
【図４】本発明の発光アレーモジュールの制御方法を示
すためのブロック図
すためのブロック図
【図５】バースト信号伝送における本発明による発光素
子の発光状態の監視と制御を示す状態図。
子の発光状態の監視と制御を示す状態図。
【図６】従来の発光アレーモジュールの構成を示す上面
図。
図。
１ アレー状発光素子 １ａ〜１ｈ 発光素子 ２ 光スイッチ ２１〜２６４ 光スイッチエレメント ３ 受光素子 ４ａ〜４ｈ 入力側光導波路 ５ 光ファイバアレー ５ａ〜５ｈ 光ファイバ ６ 基板 ７ａ〜７ｈ 出力側光導波路 ８ａ〜８ｈ 発光素子からの出射光 ９ａ〜９ｈ 光導波路からの出射光 １０ 光導波路 １１ 電極 １２ 制御回路 １３ タイミング抽出回路 １４ 切換回路 １５ 駆動回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｂ 6/42 7139−2Ｋ Ｈ０４Ｑ 3/52 Ｂ 9076−5Ｋ
Claims (6)
- 【請求項１】 少なくとも一つの発光素子と、 該発光素子から出射される光の光路を切換える光スイッ
チと、 前記光スイッチを通過する光に光学的に結合する少なく
とも一つの光ファイバと、 前記光スイッチを通過する光を受光する少なくとも一つ
の受光素子とを備えたことを特徴とする発光アレーモジ
ュール。 - 【請求項２】 前記発光素子は、規則的な間隔で並列に
配置され、 前記光スイッチは、入力側に前記各発光素子のそれぞれ
に光学的に結合する少なくとも一つの光導波路と、前記
入力側の光導波路の光路を切換える光スイッチ部と、出
力側に規則的な間隔で形成された複数の光導波路を備え
た導波路型光スイッチであり、 前記出力側の複数の光導波路と同じ間隔で配列された光
ファイバであることを特徴とする「請求項１」記載の発
光アレーモジュール。 - 【請求項３】 前記出力側の光導波路の数が、該光導波
路に光学的に結合する前記光ファイバの数よりも多く、
前記光ファイバに結合しない残余の出力側の光導波路の
数が少なくとも１つあり、 前記残余の光導波路には、該光導波路からの出射光を受
光する受光素子を配置したことを特徴とする「請求項
２」記載の発光アレーモジュール。 - 【請求項４】 前記規則的な間隔で並列に配置された発
光素子は、同一基板に形成された半導体レーザダイオー
ドであることを特徴とする「請求項１」記載の発光アレ
ーモジュール。 - 【請求項５】 少なくとも一つの発光素子と、該発光素
子から出射される光の光路を切換える光スイッチと、前
記光スイッチを通過する光に光学的に結合する少なくと
も一つの光ファイバと、前記光スイッチを通過する光を
受光する少なくとも一つの受光素子とを備え、 前記発光素子からの出射光の光路を前記光スイッチによ
り切換えて、前記受光素子に受光して電気信号に変換す
る工程と、 前記受光素子により変換された電気信号により、対応す
る前記発光素子の駆動状態を制御する工程を含むことを
特徴とする発光アレーモジュールの制御方法。 - 【請求項６】 前記発光素子からの出射光の光路を前記
光スイッチにより切換えて、前記受光素子で受光して電
気信号に変換する工程と、 前記電気信号により対応する前記発光素子の発光状態を
判別して、使用可否を選択する工程と、 前記発光素子の使用可否を選択する工程を、各発光素子
について順次行う工程と、 前記発光素子の使用可否を選択する工程により使用可と
選択された発光素子から出射される光だけを前記光ファ
イバに結合するように、前記光スイッチにより光路を切
換える工程を含むことを特徴とする「請求項５」記載の
発光アレーモジュールの制御方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5295843A JP2859112B2 (ja) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | 発光アレーモジュール |
| US08/348,149 US5568575A (en) | 1993-11-26 | 1994-11-28 | Optical array module and the control method of the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5295843A JP2859112B2 (ja) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | 発光アレーモジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07154325A true JPH07154325A (ja) | 1995-06-16 |
| JP2859112B2 JP2859112B2 (ja) | 1999-02-17 |
Family
ID=17825906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5295843A Expired - Fee Related JP2859112B2 (ja) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | 発光アレーモジュール |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5568575A (ja) |
| JP (1) | JP2859112B2 (ja) |
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| US9335495B2 (en) | 2013-03-08 | 2016-05-10 | Mitsubishi Electric Corporation | Optical module |
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| US5809186A (en) * | 1996-06-25 | 1998-09-15 | Compaq Computer Corporation | Delivering multiple optical signals using light that does not carry the data |
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