WO2020217355A1 - 劣化診断装置および光トランシーバの劣化診断方法 - Google Patents

劣化診断装置および光トランシーバの劣化診断方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2020217355A1
WO2020217355A1 PCT/JP2019/017501 JP2019017501W WO2020217355A1 WO 2020217355 A1 WO2020217355 A1 WO 2020217355A1 JP 2019017501 W JP2019017501 W JP 2019017501W WO 2020217355 A1 WO2020217355 A1 WO 2020217355A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bias current
temperature
calculation unit
optical transceiver
deterioration
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/017501
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
白井　聡
平野　幸男
健一 名倉
和行 石田
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Priority to JP2019549500A priority Critical patent/JP6704534B1/ja
Priority to PCT/JP2019/017501 priority patent/WO2020217355A1/ja
Priority to EP19926091.0A priority patent/EP3944433B1/en
Publication of WO2020217355A1 publication Critical patent/WO2020217355A1/ja
Priority to US17/396,991 priority patent/US20210367397A1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/0014—Measuring characteristics or properties thereof
    • H01S5/0021—Degradation or life time measurements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/06825—Protecting the laser, e.g. during switch-on/off, detection of malfunctioning or degradation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/07—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems
    • H04B10/075—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal
    • H04B10/079—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal using measurements of the data signal
    • H04B10/0799—Monitoring line transmitter or line receiver equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/40—Transceivers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50—Transmitters
    • H04B10/501—Structural aspects
    • H04B10/503—Laser transmitters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
    • H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/0617—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium using memorised or pre-programmed laser characteristics
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/06804—Stabilisation of laser output parameters by monitoring an external parameter, e.g. temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/06808—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the electrical laser parameters, e.g. voltage or current

Definitions

  • the present invention relates to a deterioration diagnostic device for diagnosing the degree of deterioration of an optical transceiver and a deterioration diagnosis method for an optical transceiver.
  • optical communication has come to be used not only for conventional data transmission / reception but also for systems for monitoring, control, etc., and higher reliability is required than ever before.
  • Optical transceivers used in optical communication are also required to have high reliability, but optical transceivers are consumables. Therefore, it becomes necessary to monitor the deterioration of the optical transceiver so that it can be dealt with before the optical transceiver fails.
  • the optical transmitter of an optical transceiver is provided with a laser diode that generates an optical signal and a drive circuit that passes a current that causes the laser diode to emit light.
  • Laser diodes are the most prone to failure among the components that make up optical transceivers. Therefore, it is possible to diagnose the deterioration of the optical transceiver by monitoring the deterioration of the laser diode.
  • the optical transceiver has a function of controlling the bias current that drives the laser diode in order to control the optical output to be constant. When the laser diode deteriorates, the optical transceiver controls to keep the optical output constant by increasing the bias current.
  • Optical transceivers typically have the ability to monitor the bias current that drives the laser diode. A technique for estimating the degree of deterioration of an optical transceiver by monitoring the bias current is known.
  • Patent Document 1 in order to determine the degree of deterioration of the optical transmitter, the bias current value of the light emitting element and the atmospheric temperature of the light emitting element are acquired from the monitor, and the initial relationship between the atmospheric temperature and the bias current value stored in the memory in advance. Disclosed is a technique for diagnosing the degree of deterioration by comparing the acquired initial bias current value corresponding to the acquired ambient temperature with the acquired bias current value by referring to the temperature table in which is recorded.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a deterioration diagnostic apparatus capable of improving the calculation accuracy of the deterioration amount of an optical transceiver.
  • the deterioration diagnostic apparatus of the present invention has a temperature acquisition unit that acquires the temperature of an optical transceiver having a laser diode that outputs an optical transmission signal, and a bias current flowing through the laser diode.
  • the temperature correction value calculation unit that calculates the above, the corrected bias current calculation unit that corrects the bias current acquired at the time of deterioration diagnosis using the temperature correction value, and the initial bias current that is the initial value of the bias current are corrected. It is characterized by including a bias current change amount calculation unit for determining the state of the laser diode by comparing with the corrected bias current.
  • the deterioration diagnostic apparatus has the effect of improving the calculation accuracy of the deterioration amount of the optical transceiver.
  • Block diagram showing a configuration example of a communication device Flow chart showing the operation of the deterioration diagnostic device
  • the figure which shows the calculation method of the correction function in the correction function calculation part The figure which shows the deterioration amount of the bias current calculated by the bias current change amount calculation part
  • the figure which shows the example in the case where the processing circuit provided in the deterioration diagnostic apparatus is composed of a processor and a memory.
  • the figure which shows the example in the case where the processing circuit provided in the deterioration diagnostic apparatus is configured by the dedicated hardware.
  • the deterioration diagnosis device and the deterioration diagnosis method of the optical transceiver according to the embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
  • the present invention is not limited to this embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a communication device 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the communication device 100 includes an optical transceiver 101 and a deterioration diagnosis device 102.
  • the optical transceiver 101 includes an optical transmission unit 103, an optical reception unit 104, a drive current monitor unit 109, and a temperature monitor unit 110.
  • the optical transmission unit 103 converts an electric transmission signal from a subsequent device (not shown) into an optical transmission signal and outputs it to an optical fiber (not shown).
  • the optical reception unit 104 converts an optical reception signal from an optical fiber (not shown) into an electric reception signal and outputs it to a subsequent device (not shown).
  • the optical transmission unit 103 includes a laser diode 105, a monitor PD (PhotoDiode) 106, a PD current detection unit 107, and a drive current control unit 108.
  • the laser diode 105 outputs an optical transmission signal under the control of the drive current control unit 108.
  • the monitor PD 106 monitors the emission intensity of the laser diode 105.
  • a PD current corresponding to the emission intensity of the laser diode 105 flows through the monitor PD 106.
  • the PD current detection unit 107 detects the current value of the PD current flowing through the monitor PD 106 and feeds it back to the drive current control unit 108.
  • the drive current control unit 108 controls the drive current, that is, the bias current for driving the laser diode 105, based on the feedback from the PD current detection unit 107, that is, the current value of the PD current.
  • the drive current control unit 108 controls the bias current so that the current value of the PD current becomes constant in order to make the optical output intensity of the optical transmission signal output from the optical transceiver 101 constant.
  • the drive current monitor unit 109 monitors the bias current flowing through the laser diode 105 from the outside of the optical transmission unit 103.
  • the temperature monitor unit 110 monitors the temperature of the optical transceiver 101 from the outside of the optical transmission unit 103.
  • the drive current monitor unit 109 and the temperature monitor unit 110 acquire desired data, for example, by communicating with a microcomputer (not shown in FIG. 1) that controls the operation of the optical transceiver 101 via an I2C (Inter-Integrated Circuit) interface. Can be done.
  • I2C Inter-Integrated Circuit
  • the deterioration diagnosis device 102 is incorporated as a part of the communication device 100.
  • the deterioration diagnosis device 102 includes a temperature acquisition unit 111, a bias current acquisition unit 112, an initial value holding unit 113, a correction function calculation unit 114, a correction function holding unit 115, a temperature correction value calculation unit 116, and after correction.
  • a bias current calculation unit 117 and a bias current change amount calculation unit 118 are provided.
  • FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the deterioration diagnosis device 102 according to the present embodiment.
  • the temperature acquisition unit 111 acquires the initial temperature T1 of the optical transceiver 101 from the temperature monitor unit 110 of the optical transceiver 101. Further, the bias current acquisition unit 112 acquires the initial bias current I1 supplied from the drive current control unit 108 to the laser diode 105 in the optical transceiver 101 from the drive current monitor unit 109 of the optical transceiver 101 (step S101).
  • the temperature acquisition unit 111 stores the acquired initial temperature T1 in the initial value holding unit 113.
  • the bias current acquisition unit 112 stores the acquired initial bias current I1 in the initial value holding unit 113.
  • the temperature acquisition unit 111 periodically acquires the temperature of the optical transceiver 101 from the temperature monitor unit 110 of the optical transceiver 101 even after step S101.
  • the bias current acquisition unit 112 periodically supplies the bias current supplied from the drive current monitor unit 109 of the optical transceiver 101 to the laser diode 105 from the drive current control unit 108 in the optical transceiver 101 even after step S101.
  • Acquire step S102.
  • the temperature acquisition unit 111 acquires the temperature of the optical transceiver 101
  • the bias current acquisition unit 112 acquires the bias current of the optical transceiver 101, for example, multiple times in one day from the start of operation of the optical transceiver 101. By acquiring, it is possible to acquire the data of the bias current at different temperatures.
  • the correction function calculation unit 114 uses the temperature data of the optical transceiver 101 acquired by the temperature acquisition unit 111 in step S102 and the bias current data of the optical transceiver 101 acquired by the bias current acquisition unit 112 in step S102. ,
  • the correction function f (T) which is a function indicating the relationship between the temperature of the optical transceiver 101 and the bias current, is calculated (step S103).
  • the correction function calculation unit 114 causes the correction function holding unit 115 to hold the calculated correction function f (T) (step S104).
  • FIG. 3 is a diagram showing a calculation method of the correction function f (T) in the correction function calculation unit 114 according to the present embodiment.
  • the laser diode 105 of the optical transceiver 101 changes the threshold current for starting light emission and the light emission efficiency depending on the temperature.
  • the threshold current of the laser diode 105 increases as the temperature rises, and the luminous efficiency of the laser diode 105 decreases. Therefore, in the optical transceiver 101, the bias current required to obtain an optical transmission signal having the same optical output intensity increases as the temperature rises, and the amount of increase increases, for example, in a quadratic function. Therefore, as shown in FIG.
  • each plot can be approximated by the approximate expression of the quadratic approximation curve. ..
  • bias currents I1 to I4 are plotted with respect to temperatures T1 to T4, and the approximate expression of the quadratic approximate curve based on these four plots is the correction function f (T).
  • the bias current I1 with respect to the temperature T1 may be the initial bias current I1 with respect to the initial temperature T1.
  • the deterioration diagnosis device 102 acquires the bias current when the temperature is different.
  • the temperature of the installation environment of the communication device 100 is not controlled except for a part, and the communication device 100 is installed outdoors in some cases.
  • the environmental temperature around the communication device 100 varies day and night even during the day, and also changes depending on the climate change and the year.
  • the deterioration diagnostic apparatus 102 acquires and plots the temperature and the bias current at three or more points in one day, for example, to obtain a quadratic approximation curve as shown in FIG.
  • the approximate expression of this quadratic approximate curve is used as the correction function f (T) for the temperature correction of the bias current.
  • the deterioration diagnostic apparatus 102 improves the accuracy of the correction function f (T) as the number of plot points increases and the larger the temperature difference, but at least three points of accurate temperature and bias current. If there is data, the same correction function f (T) can be generated even if the temperature difference is small.
  • the communication device 100 is continuously operated.
  • the temperature acquisition unit 111 acquires the temperature T2 of the optical transceiver 101
  • the bias current acquisition unit 112 acquires the bias current Ib of the optical transceiver 101 (step S105).
  • the method in which the temperature acquisition unit 111 acquires the temperature T2 of the optical transceiver 101 and the bias current acquisition unit 112 acquires the bias current Ib of the optical transceiver 101 is the same as in step S102 described above.
  • the temperature correction value calculation unit 116 is held by the temperature T2 acquired by the temperature acquisition unit 111 at the time of deterioration diagnosis in step S105, the initial temperature T1 stored in the initial value holding unit 113, and the correction function holding unit 115.
  • the temperature correction value ⁇ Ia of the bias current Ib acquired at the time of deterioration diagnosis in step S105 is calculated by using the correction function f (T) (step S106).
  • the temperature correction value ⁇ Ia of the bias current calculated by the temperature correction value calculation unit 116 is based on the temperature difference between the initial temperature T1 and the temperature T2 at the time of deterioration diagnosis, which is generated because the bias current of the laser diode 105 has temperature dependence. It is the amount of change in the bias current that occurs.
  • the corrected bias current calculation unit 117 corrects the bias current Ib acquired at the time of deterioration diagnosis by using the temperature correction value ⁇ Ia. Specifically, the corrected bias current calculation unit 117 determines the bias current calculated by the temperature correction value calculation unit 116 in step S106 from the bias current Ib acquired by the bias current acquisition unit 112 at the time of deterioration diagnosis in step S105. The temperature correction value ⁇ Ia is subtracted. As a result, the corrected bias current calculation unit 117 corrects the temperature correction value ⁇ Ia of the bias current due to the temperature difference between the temperature T2 at the time of deterioration diagnosis and the initial temperature T1, and initializes the bias current Ib at the temperature T2 at the time of deterioration diagnosis.
  • the corrected bias current (Ib- ⁇ Ia) converted to the temperature T1 can be calculated (step S107).
  • the bias current change amount calculation unit 118 compares the initial bias current I1, which is the initial value of the bias current, with the corrected corrected bias current (Ib- ⁇ Ia), and determines the state of the laser diode 105. Specifically, the bias current change amount calculation unit 118 includes the corrected bias current (Ib- ⁇ Ia) calculated by the corrected bias current calculation unit 117 in step S107 and the initial value stored in the initial value holding unit 113. The difference from the bias current I1 is calculated (step S108). The difference (Ib-I1- ⁇ Ia) calculated by the bias current change amount calculation unit 118 becomes the deterioration amount ⁇ Ib of the bias current from the start of operation of the optical transceiver 101.
  • FIG. 4 is a diagram showing a deterioration amount ⁇ Ib of the bias current calculated by the bias current change amount calculation unit 118 according to the present embodiment.
  • the initial temperature at the start of operation is T1
  • the initial bias current is I1
  • the temperature at the time of deterioration diagnosis is T2
  • the bias current is Ib.
  • the points indicated by black triangles in FIG. 4 indicate the bias current Ib at the temperature T2 at the time of deterioration diagnosis.
  • the bias current includes a current increase due to temperature dependence in addition to the deterioration amount ⁇ Ib.
  • the current increase is the difference between the bias current I2 and the initial bias current I1 calculated by substituting the temperature T2 at the time of deterioration diagnosis into the correction function f (T). This increase in current is the temperature correction value ⁇ Ia described above.
  • the difference between the corrected bias current (Ib- ⁇ Ia) obtained by subtracting the temperature correction value ⁇ Ia from the bias current Ib at the time of deterioration diagnosis and the initial bias current I1 at the start of operation is defined as the amount of deterioration ⁇ Ib of the bias current due to deterioration over time. It is calculated.
  • FIG. 4 shows the case where the initial temperature T1 ⁇ the temperature T2 at the time of the deterioration diagnosis, but when the initial temperature T1> the temperature T2 at the time of the deterioration diagnosis, the temperature correction value ⁇ Ia becomes a negative value, so that the bias
  • the current change amount calculation unit 118 can calculate the deterioration amount ⁇ Ib by the same calculation method.
  • the bias current change amount calculation unit 118 determines from the calculated deterioration amount ⁇ Ib whether or not the failure of the optical transceiver 101 is near (step S109).
  • the bias current change amount calculation unit 118 compares, for example, the deterioration amount ⁇ Ib with a threshold value defined for determining whether or not the failure of the optical transceiver 101 is near.
  • the bias current change amount calculation unit 118 determines that the failure of the optical transceiver 101 is near when the deterioration amount ⁇ Ib is larger, and determines that the failure of the optical transceiver 101 is not near when the deterioration amount ⁇ Ib is smaller.
  • step S109 determines that the failure of the optical transceiver 101 is not near (step S109: No)
  • the deterioration diagnosis device 102 continues the operation of the communication device 100, returns to step S105, and returns to the optical transceiver 101. Repeatedly carry out the deterioration diagnosis of.
  • the bias current change amount calculation unit 118 determines that the failure of the optical transceiver 101 is near (step S109: Yes)
  • the deterioration diagnosis device 102 notifies the user that the failure of the optical transceiver 101 is near, and causes the optical transceiver 101 to fail. It is exchanged (step S110).
  • the bias current change amount calculation unit 118 may instruct the user to replace the optical transceiver 101. ..
  • the bias current change amount calculation unit 118 may issue an alarm to notify the user that the optical transceiver 101 is about to fail, or the bias current change amount calculation unit 118 or not shown.
  • the user may be notified by displaying on the display unit that the optical transceiver 101 is about to fail, or may send a notification that the optical transceiver 101 is about to fail to the address of the device used by the user. ..
  • the deterioration diagnosis device 102 carries out the operation of the flowchart shown in FIG. 2 from the first step S101.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a change with time of the bias current when the temperature compensation is not performed by the deterioration diagnosis device 102 according to the present embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a change over time in the bias current when the temperature is corrected by the deterioration diagnosis device 102 according to the present embodiment.
  • the horizontal axis represents the operating time and the vertical axis represents the bias current.
  • the bias current increases or decreases at regular intervals.
  • the peak-to-mountain cycle or valley-to-valley cycle shown in FIG. 5 corresponds to exactly one year, and temperature fluctuations due to seasonal changes appear.
  • FIG. 6 shows the change in the bias current when the temperature correction of the bias current is performed using the correction function f (T) of the present embodiment.
  • T correction function f (T) of the present embodiment.
  • FIG. 6 since the influence of the change in the environmental temperature can be eliminated, the amount of deterioration of the true bias current can be calculated, and the deterioration determination can be performed accurately in the deterioration diagnosis.
  • FIG. 5 shows the amount of change in bias current including the influence of the change in environmental temperature
  • FIG. 6 shows only the amount of change in bias current due to deterioration.
  • the optical transceiver 101 and the deterioration diagnosis device 102 are divided into different configurations, but this is an example and is not limited thereto.
  • the communication device 100 can perform deterioration diagnosis similar to the case of the configuration shown in FIG.
  • a microcomputer not shown
  • the correction function f (T) a method of generating the correction function f (T) after the operation of the communication device 100 is started has been described, but when aging, that is, running-in operation is performed before the start of operation, , The correction function f (T) may be generated during aging.
  • the temperature acquisition unit 111 and the bias current acquisition unit 112 are input interfaces for acquiring data from the optical transceiver 101.
  • the initial value holding unit 113 and the correction function holding unit 115 are memories.
  • the correction function calculation unit 114, the temperature correction value calculation unit 116, the corrected bias current calculation unit 117, and the bias current change amount calculation unit 118 are realized by a processing circuit.
  • the processing circuit may be a processor and memory for executing a program stored in the memory, or may be dedicated hardware.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example in which the processing circuit included in the deterioration diagnosis device 102 according to the present embodiment is configured by a processor and a memory.
  • the processing circuit is composed of the processor 91 and the memory 92
  • each function of the processing circuit of the deterioration diagnosis device 102 is realized by software, firmware, or a combination of software and firmware.
  • the software or firmware is written as a program and stored in the memory 92.
  • each function is realized by the processor 91 reading and executing the program stored in the memory 92. That is, the processing circuit includes a memory 92 for storing a program in which the processing of the deterioration diagnosis device 102 is eventually executed. It can also be said that these programs cause the computer to execute the procedure and method of the deterioration diagnosis device 102.
  • the processor 91 may be a CPU (Central Processing Unit), a processing device, an arithmetic unit, a microprocessor, a microcomputer, a DSP (Digital Signal Processor), or the like.
  • the memory 92 includes, for example, non-volatile or volatile such as RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), flash memory, EPROM (Erasable Programmable ROM), and EEPROM (registered trademark) (Electrically EPROM).
  • RAM Random Access Memory
  • ROM Read Only Memory
  • flash memory e.g., EPROM (Erasable Programmable ROM), and EEPROM (registered trademark) (Electrically EPROM).
  • Semiconductor memory magnetic disk, flexible disk, optical disk, compact disk, mini disk, DVD (Digital Versatile Disc), etc. are applicable.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example in which the processing circuit included in the deterioration diagnosis device 102 according to the present embodiment is configured by dedicated hardware.
  • the processing circuit is composed of dedicated hardware
  • the processing circuit 93 shown in FIG. 8 includes, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), and the like. FPGA (Field Programmable Gate Array) or a combination of these is applicable.
  • Each function of the deterioration diagnosis device 102 may be realized by the processing circuit 93 for each function, or each function may be collectively realized by the processing circuit 93.
  • a part may be realized by dedicated hardware and a part may be realized by software or firmware.
  • the processing circuit can realize each of the above-mentioned functions by the dedicated hardware, software, firmware, or a combination thereof.
  • the deterioration diagnosis device 102 acquires the bias current and temperature of the laser diode 105 at regular intervals after starting the operation of the communication device 100 equipped with the optical transceiver 101.
  • a correction function is generated from the relationship between the acquired temperature and the bias current at a different temperature.
  • the deterioration diagnosis device 102 calculates a temperature correction value using the temperature acquired at the time of deterioration diagnosis and the correction function, calculates the corrected bias current obtained by converting the bias current of the temperature at the time of deterioration diagnosis into the initial temperature, and initially By calculating the difference from the bias current, the amount of deterioration corrected for the temperature dependence of the laser diode 105 is calculated.
  • the deterioration diagnosis device 102 can improve the calculation accuracy of the deterioration amount of the optical transceiver 101.
  • the deterioration diagnosis device 102 can reduce the test time and the test cost without generating a temperature table or the like in advance.
  • the configuration shown in the above-described embodiment shows an example of the content of the present invention, can be combined with another known technique, and is one of the configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.
  • 100 communication device 101 optical transceiver, 102 deterioration diagnosis device, 103 optical transmitter, 104 optical receiver, 105 laser diode, 106 monitor PD, 107 PD current detector, 108 drive current control unit, 109 drive current monitor unit, 110 Temperature monitor unit, 111 temperature acquisition unit, 112 bias current acquisition unit, 113 initial value holding unit, 114 correction function calculation unit, 115 correction function holding unit, 116 temperature correction value calculation unit, 117 corrected bias current calculation unit, 118 bias Current change amount calculation unit.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

光送信信号を出力するレーザダイオード（１０５）を有する光トランシーバ（１０１）の温度を取得する温度取得部（１１１）と、レーザダイオード（１０５）に流れるバイアス電流を取得するバイアス電流取得部（１１２）と、取得された温度とバイアス電流との関係を示す補正関数を算出する補正関数演算部（１１４）と、補正関数を用いて、劣化診断時に取得されたバイアス電流の温度補正値を算出する温度補正値算出部（１１６）と、温度補正値を用いて、劣化診断時に取得されたバイアス電流を補正する補正後バイアス電流算出部（１１７）と、バイアス電流の初期値である初期バイアス電流と補正された補正後バイアス電流とを比較して、レーザダイオード（１０５）の状態を判定するバイアス電流変化量算出部（１１８）と、を備える。

Description

劣化診断装置および光トランシーバの劣化診断方法
　本発明は、光トランシーバの劣化具合を診断する劣化診断装置および光トランシーバの劣化診断方法に関する。
　従来、光ファイバを用いた有線の光通信は、通信品質の安定性から様々なシステムに適用されている。光通信は、従来のデータの送受信のみならず、監視、制御などを行うためのシステムにも使用されるようになり、これまで以上に高い信頼性が求められる。光通信で用いられる光トランシーバにも高い信頼性が求められるが、光トランシーバは消耗品である。そのため、光トランシーバが故障する前に対処できるように、光トランシーバの劣化具合をモニタする必要性が生じる。
　光トランシーバの光送信部は、光信号を生成するレーザダイオードとレーザダイオードを発光させる電流を流す駆動回路とを備える。光トランシーバを構成する部品の中で最も故障しやすいのがレーザダイオードである。そのため、レーザダイオードの劣化具合をモニタすることで、光トランシーバの劣化診断が可能である。光トランシーバは、光出力を一定に制御するため、レーザダイオードを駆動するバイアス電流を制御する機能を有する。光トランシーバは、レーザダイオードが劣化した場合、バイアス電流を増加させることで光出力を一定にする制御を行う。光トランシーバには、レーザダイオードを駆動するバイアス電流をモニタする機能が一般的に搭載されている。バイアス電流をモニタすることで、光トランシーバの劣化具合を推定する技術が知られている。
　特許文献１には、光送信機の劣化具合を求めるため、発光素子のバイアス電流値および発光素子の雰囲気温度をモニタから取得し、あらかじめメモリに格納された雰囲気温度およびバイアス電流値の初期の関係が記録された温度テーブルを参照して、取得した雰囲気温度に対応する初期バイアス電流値と取得したバイアス電流値とを比較することで劣化具合を診断する技術が開示されている。
特開２０１４－２１２２３４号公報
　しかしながら、上記従来の技術によれば、温度テーブルを生成するためには、事前に光送信機の状態で温度を変化させた時のバイアス電流値を取得して温度テーブルを生成する必要があり、試験時間および試験コストがかかる、という問題があった。代表的な光送信機の温度テーブルを生成して他の光送信機にも適用することで試験時間および試験コストを削減できるが、この場合、各光送信機の特性の個体ばらつきによって診断精度が悪くなってしまう、という問題があった。さらに、光送信機を部品として購入して装置を製造する場合、光送信機の温度試験を実施すること自体が困難な場合も考えられる。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光トランシーバの劣化量の算出精度を向上可能な劣化診断装置を得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の劣化診断装置は、光送信信号を出力するレーザダイオードを有する光トランシーバの温度を取得する温度取得部と、レーザダイオードに流れるバイアス電流を取得するバイアス電流取得部と、取得された温度とバイアス電流との関係を示す補正関数を算出する補正関数演算部と、補正関数を用いて、劣化診断時に取得されたバイアス電流の温度補正値を算出する温度補正値算出部と、温度補正値を用いて、劣化診断時に取得されたバイアス電流を補正する補正後バイアス電流算出部と、バイアス電流の初期値である初期バイアス電流と補正された補正後バイアス電流とを比較して、レーザダイオードの状態を判定するバイアス電流変化量算出部と、を備えることを特徴とする。
　本発明にかかる劣化診断装置は、光トランシーバの劣化量の算出精度を向上できる、という効果を奏する。
通信装置の構成例を示すブロック図 劣化診断装置の動作を示すフローチャート 補正関数演算部における補正関数の算出方法を示す図 バイアス電流変化量算出部で算出されるバイアス電流の劣化量を示す図 劣化診断装置で温度補正を行わなかった場合のバイアス電流の経時変化の例を示す図 劣化診断装置で温度補正を行った場合のバイアス電流の経時変化の例を示す図 劣化診断装置が備える処理回路をプロセッサおよびメモリで構成する場合の例を示す図 劣化診断装置が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の例を示す図
　以下に、本発明の実施の形態に係る劣化診断装置および光トランシーバの劣化診断方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態．
　図１は、本発明の実施の形態に係る通信装置１００の構成例を示すブロック図である。通信装置１００は、光トランシーバ１０１と、劣化診断装置１０２と、を備える。光トランシーバ１０１は、光送信部１０３と、光受信部１０４と、駆動電流モニタ部１０９と、温度モニタ部１１０と、を備える。光送信部１０３は、図示しない後段装置からの電気送信信号を光送信信号に変換して、図示しない光ファイバに出力する。光受信部１０４は、図示しない光ファイバからの光受信信号を電気受信信号に変換して、図示しない後段装置に出力する。光送信部１０３は、レーザダイオード１０５と、モニタＰＤ（PhotoDiode）１０６と、ＰＤ電流検出部１０７と、駆動電流制御部１０８と、を備える。
　レーザダイオード１０５は、駆動電流制御部１０８の制御によって光送信信号を出力する。モニタＰＤ１０６は、レーザダイオード１０５の発光強度をモニタする。モニタＰＤ１０６にはレーザダイオード１０５の発光強度に応じたＰＤ電流が流れる。ＰＤ電流検出部１０７は、モニタＰＤ１０６に流れるＰＤ電流の電流値を検出し、駆動電流制御部１０８へフィードバックを行う。駆動電流制御部１０８は、ＰＤ電流検出部１０７からのフィードバックすなわちＰＤ電流の電流値に基づいて、レーザダイオード１０５を駆動するための駆動電流すなわちバイアス電流を制御する。駆動電流制御部１０８は、光トランシーバ１０１から出力される光送信信号の光出力強度を一定にするため、ＰＤ電流の電流値が一定になるようにバイアス電流を制御する。
　駆動電流モニタ部１０９は、光送信部１０３の外部からレーザダイオード１０５に流れるバイアス電流をモニタする。温度モニタ部１１０は、光送信部１０３の外部から光トランシーバ１０１の温度をモニタする。駆動電流モニタ部１０９および温度モニタ部１１０は、例えば、光トランシーバ１０１の動作を制御する図１において図示しないマイコンとＩ２Ｃ（Inter-Integrated　Circuit）インタフェースで通信することにより、所望のデータを取得することができる。
　劣化診断装置１０２は、通信装置１００の一部として組み込まれる。劣化診断装置１０２は、温度取得部１１１と、バイアス電流取得部１１２と、初期値保持部１１３と、補正関数演算部１１４と、補正関数保持部１１５と、温度補正値算出部１１６と、補正後バイアス電流算出部１１７と、バイアス電流変化量算出部１１８と、を備える。劣化診断装置１０２が備える各構成要素については、劣化診断装置１０２の動作を示すフローチャートとともに説明する。図２は、本実施の形態に係る劣化診断装置１０２の動作を示すフローチャートである。
　光トランシーバ１０１が運用を開始すると、温度取得部１１１は、光トランシーバ１０１の温度モニタ部１１０から、光トランシーバ１０１の初期温度Ｔ１を取得する。また、バイアス電流取得部１１２は、光トランシーバ１０１の駆動電流モニタ部１０９から、光トランシーバ１０１において駆動電流制御部１０８からレーザダイオード１０５に供給される初期バイアス電流Ｉ１を取得する（ステップＳ１０１）。温度取得部１１１は、取得した初期温度Ｔ１を初期値保持部１１３に格納する。バイアス電流取得部１１２は、取得した初期バイアス電流Ｉ１を初期値保持部１１３に格納する。
　温度取得部１１１は、ステップＳ１０１の後も定期的に、光トランシーバ１０１の温度モニタ部１１０から、光トランシーバ１０１の温度を取得する。同様に、バイアス電流取得部１１２は、ステップＳ１０１の後も定期的に、光トランシーバ１０１の駆動電流モニタ部１０９から、光トランシーバ１０１において駆動電流制御部１０８からレーザダイオード１０５に供給されるバイアス電流を取得する（ステップＳ１０２）。劣化診断装置１０２は、光トランシーバ１０１の運用開始時点から例えば１日の間に複数回、温度取得部１１１が光トランシーバ１０１の温度を取得し、バイアス電流取得部１１２が光トランシーバ１０１のバイアス電流を取得することで、異なる温度のときのバイアス電流のデータを取得することができる。
　補正関数演算部１１４は、ステップＳ１０２において温度取得部１１１で取得された光トランシーバ１０１の温度のデータ、およびステップＳ１０２においてバイアス電流取得部１１２で取得された光トランシーバ１０１のバイアス電流のデータを用いて、光トランシーバ１０１の温度とバイアス電流との関係を示す関数である補正関数ｆ（Ｔ）を算出する（ステップＳ１０３）。補正関数演算部１１４は、算出した補正関数ｆ（Ｔ）を補正関数保持部１１５に保持させる（ステップＳ１０４）。
　補正関数演算部１１４における補正関数ｆ（Ｔ）の算出方法について、図３を用いて詳細に説明する。図３は、本実施の形態に係る補正関数演算部１１４における補正関数ｆ（Ｔ）の算出方法を示す図である。光トランシーバ１０１のレーザダイオード１０５は、温度によって発光を開始する閾値電流および発光効率が変化する。レーザダイオード１０５は、温度が高くなるほど閾値電流が増加し、発光効率は低下する。そのため、光トランシーバ１０１では、同じ光出力強度の光送信信号を得るために必要なバイアス電流は、温度が高くなるほど増加し、増加量は例えば２次関数的に増加する。従って、図３に示すように、横軸を温度とし、縦軸をバイアス電流として、各温度における光出力強度一定時のバイアス電流をプロットすると、各プロットは２次近似曲線の近似式で近似できる。図３では、温度Ｔ１～Ｔ４に対してバイアス電流Ｉ１～Ｉ４がプロットされており、この４つのプロットによる２次近似曲線の近似式が補正関数ｆ（Ｔ）となる。なお、温度Ｔ１に対するバイアス電流Ｉ１は、初期温度Ｔ１に対する初期バイアス電流Ｉ１であってもよい。
　つぎに、劣化診断装置１０２が、温度の異なるときのバイアス電流を取得する方法について説明する。通信装置１００は、一部を除いて設置環境の温度はコントロールされておらず、場合によっては屋外に設置される。この場合、通信装置１００周辺の環境温度は、１日の間でも昼夜で異なり、また気候変動によっても年間でも変化する。このような環境温度の変化を利用して、劣化診断装置１０２は、例えば１日の間で３点以上、温度およびバイアス電流を取得してプロットすることで図３に示すような２次近似曲線の近似式を生成できるため、この２次近似曲線の近似式を補正関数ｆ（Ｔ）としてバイアス電流の温度補正に利用する。劣化診断装置１０２は、近似式を生成するにあたり、プロットの点が多いほど、また温度差が大きいほど補正関数ｆ（Ｔ）の精度は良くなるが、最低３点の精度良い温度とバイアス電流のデータがあれば温度差は小さくとも同じ補正関数ｆ（Ｔ）を生成できる。
　図２のフローチャートの説明に戻る。以降、通信装置１００は連続的に運用される。劣化診断装置１０２は、劣化診断を行う時点で、温度取得部１１１が光トランシーバ１０１の温度Ｔ２を取得し、バイアス電流取得部１１２が光トランシーバ１０１のバイアス電流Ｉｂを取得する（ステップＳ１０５）。温度取得部１１１が光トランシーバ１０１の温度Ｔ２を取得し、バイアス電流取得部１１２が光トランシーバ１０１のバイアス電流Ｉｂを取得する方法は、各々前述のステップＳ１０２のときと同様である。
　温度補正値算出部１１６は、ステップＳ１０５において劣化診断時に温度取得部１１１で取得された温度Ｔ２と、初期値保持部１１３に格納されている初期温度Ｔ１と、補正関数保持部１１５に保持されている補正関数ｆ（Ｔ）とを用いて、ステップＳ１０５において劣化診断時に取得されたバイアス電流Ｉｂの温度補正値ΔＩａを算出する（ステップＳ１０６）。温度補正値算出部１１６で算出されるバイアス電流の温度補正値ΔＩａは、レーザダイオード１０５のバイアス電流が温度依存性を持つために生じる、初期温度Ｔ１と劣化診断時の温度Ｔ２との温度差によって生じるバイアス電流の変化量である。
　補正後バイアス電流算出部１１７は、温度補正値ΔＩａを用いて、劣化診断時に取得されたバイアス電流Ｉｂを補正する。具体的には、補正後バイアス電流算出部１１７は、ステップＳ１０５において劣化診断時にバイアス電流取得部１１２で取得されたバイアス電流Ｉｂから、ステップＳ１０６において温度補正値算出部１１６で算出されたバイアス電流の温度補正値ΔＩａを減算する。これにより、補正後バイアス電流算出部１１７は、劣化診断時の温度Ｔ２と初期温度Ｔ１との温度差によるバイアス電流の温度補正値ΔＩａを補正し、劣化診断時の温度Ｔ２のバイアス電流Ｉｂを初期温度Ｔ１に換算した補正後バイアス電流（Ｉｂ－ΔＩａ）を算出することができる（ステップＳ１０７）。
　バイアス電流変化量算出部１１８は、バイアス電流の初期値である初期バイアス電流Ｉ１と補正された補正後バイアス電流（Ｉｂ－ΔＩａ）とを比較して、レーザダイオード１０５の状態を判定する。具体的には、バイアス電流変化量算出部１１８は、ステップＳ１０７において補正後バイアス電流算出部１１７で算出された補正後バイアス電流（Ｉｂ－ΔＩａ）と、初期値保持部１１３に格納されている初期バイアス電流Ｉ１との差分を算出する（ステップＳ１０８）。バイアス電流変化量算出部１１８で算出された差分（Ｉｂ－Ｉ１－ΔＩａ）が、光トランシーバ１０１の運用開始時からのバイアス電流の劣化量ΔＩｂとなる。
　図４を用いて、バイアス電流変化量算出部１１８で算出されるバイアス電流の劣化量ΔＩｂについて説明する。図４は、本実施の形態に係るバイアス電流変化量算出部１１８で算出されるバイアス電流の劣化量ΔＩｂを示す図である。前述のように、運用開始時点の初期温度をＴ１とし、初期バイアス電流をＩ１とし、劣化診断時点の温度をＴ２とし、バイアス電流をＩｂとする。図４において黒い三角で示されるポイントが、劣化診断時点の温度Ｔ２のときのバイアス電流Ｉｂを示している。初期温度Ｔ１と劣化診断時点の温度Ｔ２とは温度が異なるため、バイアス電流には、劣化量ΔＩｂとは別に温度依存性による電流増加分が含まれている。電流増加分は、劣化診断時点の温度Ｔ２を補正関数ｆ（Ｔ）に代入して計算されるバイアス電流Ｉ２と初期バイアス電流Ｉ１との差分である。この電流増加分が、前述の温度補正値ΔＩａである。従って、劣化診断時点のバイアス電流Ｉｂから温度補正値ΔＩａを減算した補正後バイアス電流（Ｉｂ－ΔＩａ）と運用開始時の初期バイアス電流Ｉ１との差分が、経時劣化によるバイアス電流の劣化量ΔＩｂとして算出される。なお、図４では、初期温度Ｔ１＜劣化診断時点の温度Ｔ２の場合を示しているが、初期温度Ｔ１＞劣化診断時点の温度Ｔ２の場合、温度補正値ΔＩａがマイナスの値となるため、バイアス電流変化量算出部１１８は、同様の算出方法で劣化量ΔＩｂを算出できる。
　図２のフローチャートの説明に戻る。バイアス電流変化量算出部１１８は、算出した劣化量ΔＩｂから光トランシーバ１０１の故障が近いかどうかを判定する（ステップＳ１０９）。バイアス電流変化量算出部１１８は、例えば、劣化量ΔＩｂと、光トランシーバ１０１の故障が近いかどうかを判定するために規定された閾値とを比較する。バイアス電流変化量算出部１１８は、劣化量ΔＩｂの方が大きい場合は光トランシーバ１０１の故障が近いと判定し、劣化量ΔＩｂの方が小さい場合は光トランシーバ１０１の故障は近くないと判定する。
　バイアス電流変化量算出部１１８が光トランシーバ１０１の故障は近くないと判定した場合（ステップＳ１０９：Ｎｏ）、劣化診断装置１０２は、通信装置１００の運転を継続し、ステップＳ１０５に戻って光トランシーバ１０１の劣化診断を繰り返し実施する。
　バイアス電流変化量算出部１１８が光トランシーバ１０１の故障が近いと判定した場合（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、劣化診断装置１０２は、光トランシーバ１０１の故障が近い旨をユーザに通知し、光トランシーバ１０１を交換させる（ステップＳ１１０）。バイアス電流変化量算出部１１８は、初期バイアス電流Ｉ１と補正後バイアス電流（Ｉｂ－ΔＩａ）との差分が規定された閾値以上の場合、ユーザに対して光トランシーバ１０１の交換を指示してもよい。また、劣化診断装置１０２は、例えば、バイアス電流変化量算出部１１８が警報を発してユーザに光トランシーバ１０１の故障が近い旨を通知してもよいし、バイアス電流変化量算出部１１８または図示しない表示部に光トランシーバ１０１の故障が近い旨を表示してユーザに通知してもよいし、ユーザが使用する装置のアドレスに対して光トランシーバ１０１の故障が近い旨の通知を送信してもよい。劣化診断装置１０２は、光トランシーバ１０１が交換された場合、図２に示すフローチャートの動作を、最初のステップＳ１０１から実施する。
　図５および図６を用いて、本実施の形態の劣化診断装置１０２で得られる効果について説明する。図５は、本実施の形態に係る劣化診断装置１０２で温度補正を行わなかった場合のバイアス電流の経時変化の例を示す図である。図６は、本実施の形態に係る劣化診断装置１０２で温度補正を行った場合のバイアス電流の経時変化の例を示す図である。図５および図６において、横軸は運用時間を示し、縦軸はバイアス電流を示す。
　例えば、１日に１回同じ時間帯でバイアス電流を取得した場合の結果が図５とすると、一定周期でバイアス電流の増減が見られる。図５に示す山と山の周期または谷と谷の周期は丁度１年間に相当し、季節変化による温度変動が現れることになる。図５に示す状態で劣化診断を行うと、暑い時期に劣化診断した場合、運用開始時よりもバイアス電流が増加しているように診断され、光トランシーバが劣化していると判断してしまうおそれがある。温度補正を行わなかった場合、環境温度変化の影響を含んだバイアス電流の変化量で劣化診断し、劣化を判断するため、誤った診断となってしまう。一方、図６は、本実施の形態の補正関数ｆ（Ｔ）を用いてバイアス電流の温度補正を行った場合のバイアス電流の変化を示したものである。図６では、環境温度変化の影響を排除できるため、真のバイアス電流の劣化量を算出でき、劣化診断において劣化判定を精度良く行うことができる。このように、図５では環境温度変化の影響を含んだバイアス電流変化量を示しているのに対して、図６では劣化によるバイアス電流変化量のみを示すことができる。
　なお、本実施の形態では、通信装置１００において、光トランシーバ１０１および劣化診断装置１０２が別構成に分かれているが、一例であり、これに限定されない。通信装置１００は、劣化診断装置１０２の機能を、光トランシーバ１０１に内蔵された図示しないマイコンで処理することで、図１に示す構成の場合と同様の劣化診断が可能である。また、補正関数ｆ（Ｔ）の生成について、通信装置１００の運用が開始されてから補正関数ｆ（Ｔ）を生成する方法について説明したが、運用開始前にエージングすなわち慣らし運転を行う場合には、エージング中に補正関数ｆ（Ｔ）を生成してもよい。
　つづいて、劣化診断装置１０２のハードウェア構成について説明する。劣化診断装置１０２において、温度取得部１１１およびバイアス電流取得部１１２は、光トランシーバ１０１からデータを取得する入力インタフェースである。初期値保持部１１３および補正関数保持部１１５はメモリである。補正関数演算部１１４、温度補正値算出部１１６、補正後バイアス電流算出部１１７、およびバイアス電流変化量算出部１１８は処理回路により実現される。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサおよびメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。
　図７は、本実施の形態に係る劣化診断装置１０２が備える処理回路をプロセッサおよびメモリで構成する場合の例を示す図である。処理回路がプロセッサ９１およびメモリ９２で構成される場合、劣化診断装置１０２の処理回路の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ９２に格納される。処理回路では、メモリ９２に記憶されたプログラムをプロセッサ９１が読み出して実行することにより、各機能を実現する。すなわち、処理回路は、劣化診断装置１０２の処理が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ９２を備える。また、これらのプログラムは、劣化診断装置１０２の手順および方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。
　ここで、プロセッサ９１は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、またはＤＳＰ（Digital　Signal　Processor）などであってもよい。また、メモリ９２には、例えば、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable　Programmable　ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically　ＥＰＲＯＭ）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、またはＤＶＤ（Digital　Versatile　Disc）などが該当する。
　図８は、本実施の形態に係る劣化診断装置１０２が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の例を示す図である。処理回路が専用のハードウェアで構成される場合、図８に示す処理回路９３は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）、ＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。劣化診断装置１０２の各機能を機能別に処理回路９３で実現してもよいし、各機能をまとめて処理回路９３で実現してもよい。
　なお、劣化診断装置１０２の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、処理回路は、専用のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
　以上説明したように、本実施の形態によれば、劣化診断装置１０２は、光トランシーバ１０１を搭載した通信装置１００の運用を開始後、レーザダイオード１０５のバイアス電流および温度を一定間隔で取得し、取得した温度と異なる温度でのバイアス電流との関係から補正関数を生成する。劣化診断装置１０２は、劣化診断時点で取得した温度と補正関数とを用いて温度補正値を算出し、劣化診断時の温度のバイアス電流を初期温度に換算した補正後バイアス電流を算出し、初期バイアス電流との差分を算出することで、レーザダイオード１０５の温度依存性を補正した劣化量を算出する。これにより、劣化診断装置１０２は、光トランシーバ１０１の劣化量の算出精度を向上することができる。また、劣化診断装置１０２は、事前に温度テーブルなどを生成することなく、試験時間および試験コストも削減できる。
　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
　１００　通信装置、１０１　光トランシーバ、１０２　劣化診断装置、１０３　光送信部、１０４　光受信部、１０５　レーザダイオード、１０６　モニタＰＤ、１０７　ＰＤ電流検出部、１０８　駆動電流制御部、１０９　駆動電流モニタ部、１１０　温度モニタ部、１１１　温度取得部、１１２　バイアス電流取得部、１１３　初期値保持部、１１４　補正関数演算部、１１５　補正関数保持部、１１６　温度補正値算出部、１１７　補正後バイアス電流算出部、１１８　バイアス電流変化量算出部。

Claims (4)

  1. 　光送信信号を出力するレーザダイオードを有する光トランシーバの温度を取得する温度取得部と、
    　前記レーザダイオードに流れるバイアス電流を取得するバイアス電流取得部と、
    　取得された前記温度と前記バイアス電流との関係を示す補正関数を算出する補正関数演算部と、
    　前記補正関数を用いて、劣化診断時に取得されたバイアス電流の温度補正値を算出する温度補正値算出部と、
    　前記温度補正値を用いて、前記劣化診断時に取得されたバイアス電流を補正する補正後バイアス電流算出部と、
    　前記バイアス電流の初期値である初期バイアス電流と補正された補正後バイアス電流とを比較して、前記レーザダイオードの状態を判定するバイアス電流変化量算出部と、
    　を備えることを特徴とする劣化診断装置。
  2. 　前記バイアス電流変化量算出部は、前記初期バイアス電流と前記補正後バイアス電流との差分が規定された閾値以上の場合、前記光トランシーバの交換を指示する、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の劣化診断装置。
  3. 　温度取得部が、光送信信号を出力するレーザダイオードを有する光トランシーバの温度を取得する第１のステップと、
    　バイアス電流取得部が、前記レーザダイオードに流れるバイアス電流を取得する第２のステップと、
    　補正関数演算部が、取得された前記温度と前記バイアス電流との関係を示す補正関数を算出する第３のステップと、
    　温度補正値算出部が、前記補正関数を用いて、劣化診断時に取得されたバイアス電流の温度補正値を算出する第４のステップと、
    　補正後バイアス電流算出部が、前記温度補正値を用いて、前記劣化診断時に取得されたバイアス電流を補正する第５のステップと、
    　バイアス電流変化量算出部が、前記バイアス電流の初期値である初期バイアス電流と補正された補正後バイアス電流とを比較して、前記レーザダイオードの状態を判定する第６のステップと、
    　を含むことを特徴とする光トランシーバの劣化診断方法。
  4. 　前記第６のステップにおいて、前記バイアス電流変化量算出部は、前記初期バイアス電流と前記補正後バイアス電流との差分が規定された閾値以上の場合、前記光トランシーバの交換を指示する、
    　ことを特徴とする請求項３に記載の光トランシーバの劣化診断方法。
PCT/JP2019/017501 2019-04-24 2019-04-24 劣化診断装置および光トランシーバの劣化診断方法 WO2020217355A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019549500A JP6704534B1 (ja) 2019-04-24 2019-04-24 劣化診断装置および光トランシーバの劣化診断方法
PCT/JP2019/017501 WO2020217355A1 (ja) 2019-04-24 2019-04-24 劣化診断装置および光トランシーバの劣化診断方法
EP19926091.0A EP3944433B1 (en) 2019-04-24 2019-04-24 Deterioration diagnosis device and deterioration diagnosis method of optical transceiver
US17/396,991 US20210367397A1 (en) 2019-04-24 2021-08-09 Deterioration diagnosis device and method for diagnosing deterioration of optical transceiver

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2019/017501 WO2020217355A1 (ja) 2019-04-24 2019-04-24 劣化診断装置および光トランシーバの劣化診断方法

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US17/396,991 Continuation US20210367397A1 (en) 2019-04-24 2021-08-09 Deterioration diagnosis device and method for diagnosing deterioration of optical transceiver

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020217355A1 true WO2020217355A1 (ja) 2020-10-29

Family

ID=70858086

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/017501 WO2020217355A1 (ja) 2019-04-24 2019-04-24 劣化診断装置および光トランシーバの劣化診断方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20210367397A1 (ja)
EP (1) EP3944433B1 (ja)
JP (1) JP6704534B1 (ja)
WO (1) WO2020217355A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4170837A3 (en) * 2021-10-20 2023-07-19 Simmonds Precision Products, Inc. Laser diode drive systems

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11799562B2 (en) * 2020-06-02 2023-10-24 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Mitigation of temperature variations and crosstalk in silicon photonics interconnects
CN114079502A (zh) * 2020-08-13 2022-02-22 中兴通讯股份有限公司 一种光模块健康状态检测方法和检测装置

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52123185A (en) * 1976-04-09 1977-10-17 Fujitsu Ltd Optical communication supervisory system
JPH05259548A (ja) * 1992-03-10 1993-10-08 Fujitsu Ltd レーザダイオード電流監視回路の温度補償方法
JPH07221369A (ja) * 1994-01-31 1995-08-18 Idec Izumi Corp 回路素子の劣化検出回路
JPH08279642A (ja) * 1995-04-05 1996-10-22 Sony Corp 発光素子の寿命予測方法およびこれを用いた発光駆動装置
WO1999014832A1 (fr) * 1997-09-16 1999-03-25 Hitachi, Ltd. Dispositif de transmission optique et procede de pilotage d'une diode laser
JP2000041002A (ja) * 1998-07-21 2000-02-08 Nakayo Telecommun Inc レーザ光利用装置および光無線伝送装置
JP2004254240A (ja) * 2003-02-21 2004-09-09 Fujitsu Ltd レーザダイオード管理装置およびレーザダイオード管理方法
JP2005145006A (ja) * 2003-11-19 2005-06-09 Kyocera Mita Corp 露光装置、画像形成装置、寿命判定装置
EP2071568A1 (en) * 2007-12-13 2009-06-17 Harman/Becker Automotive Systems GmbH Temperature sensing in an optical reproducing / recording device
JP2014212234A (ja) 2013-04-19 2014-11-13 住友電気工業株式会社 光送信機および発光素子の寿命予測方法
JP2016004597A (ja) * 2014-06-17 2016-01-12 三菱電機株式会社 ディスク装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5821886A (ja) * 1981-07-31 1983-02-08 Nec Corp レ−ザ・ダイオ−ド劣化判定回路
JP2546080B2 (ja) * 1991-05-10 1996-10-23 富士通株式会社 半導体レーザー制御装置
JPH07147443A (ja) * 1993-11-24 1995-06-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体レーザ送信器
JP2002329924A (ja) * 2001-03-02 2002-11-15 Ricoh Co Ltd Ｌｄ制御装置及びｌｄの劣化検知方法
US7830936B2 (en) * 2003-01-10 2010-11-09 Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte. Ltd. Calibration of laser systems
JP4375282B2 (ja) * 2005-05-26 2009-12-02 住友電気工業株式会社 オートパワーコントロール回路およびレーザダイオード制御方法
US7881615B2 (en) * 2007-07-26 2011-02-01 Finisar Corporation Dynamic digital diagnostic alerts
JP2009200242A (ja) * 2008-02-21 2009-09-03 Fujitsu Ltd 光送信機および制御方法
EP3490343B1 (en) * 2010-10-08 2021-03-10 Lantiq Beteiligungs-GmbH & Co.KG Laser diode control device
JP6032075B2 (ja) * 2013-03-18 2016-11-24 富士通株式会社 光伝送装置および光伝送システム
JP2016163106A (ja) * 2015-02-27 2016-09-05 株式会社日立製作所 通信装置および保守運用システム
US11177620B2 (en) * 2017-09-15 2021-11-16 Intel Corporation Laser failure early warning indicator
WO2019171552A1 (ja) * 2018-03-08 2019-09-12 三菱電機株式会社 光モジュールの寿命予測方法および寿命予測装置

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52123185A (en) * 1976-04-09 1977-10-17 Fujitsu Ltd Optical communication supervisory system
JPH05259548A (ja) * 1992-03-10 1993-10-08 Fujitsu Ltd レーザダイオード電流監視回路の温度補償方法
JPH07221369A (ja) * 1994-01-31 1995-08-18 Idec Izumi Corp 回路素子の劣化検出回路
JPH08279642A (ja) * 1995-04-05 1996-10-22 Sony Corp 発光素子の寿命予測方法およびこれを用いた発光駆動装置
WO1999014832A1 (fr) * 1997-09-16 1999-03-25 Hitachi, Ltd. Dispositif de transmission optique et procede de pilotage d'une diode laser
JP2000041002A (ja) * 1998-07-21 2000-02-08 Nakayo Telecommun Inc レーザ光利用装置および光無線伝送装置
JP2004254240A (ja) * 2003-02-21 2004-09-09 Fujitsu Ltd レーザダイオード管理装置およびレーザダイオード管理方法
JP2005145006A (ja) * 2003-11-19 2005-06-09 Kyocera Mita Corp 露光装置、画像形成装置、寿命判定装置
EP2071568A1 (en) * 2007-12-13 2009-06-17 Harman/Becker Automotive Systems GmbH Temperature sensing in an optical reproducing / recording device
JP2014212234A (ja) 2013-04-19 2014-11-13 住友電気工業株式会社 光送信機および発光素子の寿命予測方法
JP2016004597A (ja) * 2014-06-17 2016-01-12 三菱電機株式会社 ディスク装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3944433A4

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4170837A3 (en) * 2021-10-20 2023-07-19 Simmonds Precision Products, Inc. Laser diode drive systems

Also Published As

Publication number Publication date
EP3944433A1 (en) 2022-01-26
EP3944433A4 (en) 2022-04-27
EP3944433B1 (en) 2024-06-12
US20210367397A1 (en) 2021-11-25
JP6704534B1 (ja) 2020-06-03
JPWO2020217355A1 (ja) 2021-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020217355A1 (ja) 劣化診断装置および光トランシーバの劣化診断方法
US7697136B2 (en) Reflection characteristic measuring apparatus, and method for calibrating reflection characteristic measuring apparatus
JP5288884B2 (ja) 蛍光温度センサ
JP7175264B2 (ja) 光送信機
US20120239326A1 (en) Systems and methods for monitoring operation of an led string
US8193726B2 (en) Fluorescent light temperature sensor
EP2071568A1 (en) Temperature sensing in an optical reproducing / recording device
US7705983B2 (en) Wavelength displacement correcting system
US9980336B2 (en) Light receiving device, light emitting device and light receiving/emitting device
JP2016061876A (ja) 画像表示装置、校正装置、導光部材、画像表示装置の制御方法、校正装置の制御方法、及び、プログラム
JP5657292B2 (ja) 変位検出装置
US11838679B2 (en) Infrared imaging device
US20210382153A1 (en) Method and apparatus for characterizing a time-of-flight sensor and/or a cover covering the time-of-flight sensor
JP6466036B1 (ja) レーザ発振装置
JP4999769B2 (ja) 光トランシーバのレーザダイオード監視装置及び方法
JP6324340B2 (ja) 光電センサ
US20190271591A1 (en) Light source measurement monitoring method and system of spectrometer
JP4651471B2 (ja) 半導体レーザ装置
JP2014182291A (ja) 発光装置及びその制御方法
JP2013016689A (ja) レーザ溶接電源のレーザ出力校正方法および校正装置
JP2019220812A (ja) 光電センサ
US20230296505A1 (en) Apparatus and method
JP3656877B2 (ja) 放射温度計
JP7052729B2 (ja) 反射／透過特性測定装置
KR100524953B1 (ko) 광 기록 기기의 온도 측정 장치 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019549500

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19926091

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019926091

Country of ref document: EP

Effective date: 20211021