JP2006279246A - 光伝送装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光モジュールの小型化と高機能化を図るとともに、外部制御インタフェース仕様の変更に対して柔軟な対応を実現した光伝送装置およびその光特性制御方法を提供する。【解決手段】電気信号を光信号に変換し、光信号を電気信号に変換する送受信光モジュール１のモニタ情報を元に光特性を制御する制御部１１を有する光伝送装置において、前記制御部１１と外部インタフェースを介して、送受信光モジュール１の各種ステータス情報に対応するプログラムが格納されている外部ホスト装置２または外部メモリ３を有する光伝送装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、制御部をマイクロプセッサやＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array)
などで構成する送受信光モジュールに係り、特に、送受信光モジュールを制御する制御部は、モジュールのステータス情報を外部に伝送し、外部ホスト装置又はメモリ装置は、このステータス情報に基づき、制御部のプログラムを書き換えることにより、制御部自身に全プログラムを格納する必要がないため光モジュール制御部の小型化と高機能化を実現した光伝送装置及びその制御方法に関するものである。

従来の光モジュールは、光特性である光出力パワー、消光比、波長、受信感度（信号識別閾値設定、ＡＰＤコントロール制御）などを、制御部にて最適な制御量を計算し制御していた。また、制御部はＬＤ（Laser Diode)、ＡＰＤ（Avalanche Photo Diode)などの各制御デバイスの劣化や多様な光モジュール使用条件など、あらゆる状態を想定した制御機能を有していた。

図１０は、従来技術による送受信光モジュールの構成図である。同図において、１は電気信号を光信号に変換する送受信光モジュールであり、主に光中継器や加入者計端末装置などの光通信用の中核機器に用いられる。１１はマイクロプセッサやＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array)などで構成する制御部であり、送受信光モジュール１やＬＤ１３を制御する。１２はＬＤ１３の駆動部であり、制御部からの制御信号で制御されたデータを光出力するためにＬＤ１３を駆動する。１３はレーザ光を発するレーザダイオード（ＬＤ；Laser Diode)であり、光出力する。１４は温度センサであり、ＬＤ１３やＡＰＤ１９の周囲温度を検知する。１５はＡＰＤ１９の電圧を制御するＡＰＤコントローラである。なお、ＡＰＤ１９と電圧制御の関係は、半導体中に生じる急激な電流増幅作用であるアバランシェ効果を光電流増倍に利用するものであり、半導体ｐｎ接合に降伏電圧近くの逆バイアスを加えると空乏層領域に電界が印加される。ここに内部光電効果により発生したキャリアが倍増される。光電流の増幅率は逆バイアス電圧とともに増大し、降伏電圧で最大となる。１６はＣＤＲ(Clock Data Recovery) であり、入力波形からクロックを抽出／再生する。１７はリミットアンプであり、入力された電圧信号を電圧増幅する増幅器である。また、入力波形に雑音などがある場合には、信号識別閾値設定により調整が可能である。１８はプリアンプであり、電流信号を電圧信号に変換する前置増幅器である。１９はアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ；Avalanche Photo Diode)であり、高い電界で半導体中に電子もしくは正孔を走らせることにより、電子や正孔の数をなだれのように増倍させる現象（アバランシェ増倍現象）を利用したフォトダイオード。光吸収により発生した電子や正孔の数を増倍して電流を取り出せるため、ＰＩＮフォトダイオードに比べて高い感度を有する。

以上の構成により、制御部１１は最適な制御量を計算し制御していた。

しかしながら、制御部に多種多様な制御を高精度に行う機能を持たせるためには、プログラミング容量の大きいマイクロプロセッサやＦＰＧＡなどを使用する必要が生じ、結果、デバイスが大きくなるため、近年の光モジュールユーザの要求である光モジュールの小型化と高機能化に対して大きな問題となっていた。更に、外部インタフェース（Ｉ２Ｃ等) 仕様の煩雑化や流動的な変更に対して、柔軟の対応が困難な状況でもあった。

一方、光ディスク駆動装置での制御用プログラムに関し、その内部状態に基づいて、必要に応じて外部ホストからの制御用プログラムに書き換える光ディスクシステムが考えられているが、送受信光モジュールでの制御用プログラムに関するものは存在しない。（例えば、特許文献１参照）
特開平１０−１３４５００号公報

本発明は、上述した従来の問題点を解決するために、送受信光モジュール制御の一部の機能を外部ホストまたはメモリに移築することにより、送受信光モジュールの制御部の小型化と高機能化を可能とする光伝送装置およびその制御方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための第１の発明は、電気信号を光信号に変換し、光信号を電気信号に変換する送受信光モジュールのモニタ情報を元に光特性を制御する制御部を有する光伝送装置であって、前記制御部と外部インタフェースを介して、送受信光モジュールの各種ステータス情報に対応するプログラムが格納されている外部のホスト装置またはメモリを有する。

この第１の発明によれば、従来制御部に備えられていた書き換え用プログラムを外部のホスト装置またはメモリに保有させることにより、送受信光モジュール制御部の小型化と高機能化を実現できる光伝送装置を提供できる。

第２の発明は、請求項１に記載の光伝送装置であって、前記制御部は、前記送受信光モジュールの動作状態を監視するモニタ情報を内部処理してステータス情報を作成するステータス情報作成手段と、前記ステータス情報を前記ホスト装置に伝送するステータス情報伝送手段と、前記ホスト装置の制御で最適プログラムが書き込まれて更新された書き換え用プログラムにより前記送受信光モジュールの光特性を制御する光特性制御手段を有し、前記ホスト装置は、受信した前記ステータス情報に対応する最適プログラムを選択するプログラム選択手段と、選択された最適プログラムを前記制御部へ転送して前記制御部へ書き込み指示をするプログラム書込手段を有する。

この第２の発明によれば、ホスト装置の制御で最適プログラムが選択されるため、送受信光モジュール制御部では最低限必要なプログラムのみで動作できる光伝送装置を提供できる。

第３の発明は、請求項１に記載の光伝送装置であって、前記制御部は、前記送受信光モジュールの動作状態を監視するモニタ情報を内部処理してステータス情報を作成するステータス情報作成手段と、前記ステータス情報に対応する最適プログラムを前記メモリに保有されている書き換え用プログラムから選択して自制御部へ読み込むプログラム読込手段と、読み込まれて更新された書き換え用プログラムにより前記送受信光モジュールの光特性を制御する光特性制御手段を有する。

この第３の発明によれば、制御部が最適プログラムの選択制御を行うため、第２の発明に比べるとプログラム容量が増すが、ステータス情報を転送する必要のない光伝送装置を提供できる。

第４の発明は、請求項１に記載の光伝送装置であって、
前記制御部は、前記送受信光モジュールの動作状態を監視するモニタ情報を内部処理してステータス情報を作成するステータス情報作成手段と、前記ステータス情報を前記ホスト装置に伝送するステータス情報伝送手段と、前記ステータス情報に対応する最適プログラムが格納された外部メモリから任意の時間に最適プログラムを読み込むプログラム読込手段と、読み込まれて更新された書き換え用プログラムにより前記送受信光モジュールの光特性を制御する光特性制御手段を有し、前記ホスト装置は、受信した前記ステータス情報に対応する最適プログラムを選択するプログラム選択手段と、選択された最適プログラムを外部メモリへ転送して前記外部メモリへ書込み指示をするプログラム書込手段を有し、前記外部メモリは、最適プログラムを一旦格納する格納手段を有する。

この第４の発明によれば、制御部は、プログラムを読み込むことが可能なタイミングになったら外部メモリより読み込むことができる光伝送装置を提供できる。

第５の発明は、電気信号を光信号に変換し、光信号を電気信号に変換する送受信光モジュールのモニタ情報を元に光特性を制御する光伝送装置の光特性制御方法であって、前記モニタ情報の監視を行うステップと、前記モニタ情報を元に前記送受信光モジュールのステータス情報を作成するステップと、作成された前記ステータス情報に対応する最適プログラムを外部のホスト装置又はメモリより選択するステップと、前記送受信光モジュールの光特性制御プログラムが前記最適プログラムに書き換えるステップと、前記最適プログラムにより更新したプログラムを用いて前記送受信光モジュールの光特性を制御するステップとを含む。

この第５の発明によれば、外部ホスト装置またはメモリに保有させた書き換え用のプログラムをステータス情報に対応する最適プログラムに置き換える手順を実現させた光伝送装置の制御方法を提供できる。

以上、本発明の送受信光モジュールによれば、常に各モニタにて状態監視を行い、制御が厳しい場合、最適制御が可能なプログラムをダウンロードし、特性、品質向上を図ることができる。また、送受信光モジュールの使用条件や動作状態に応じた最低限必要なプログラムのみで動作させるため、必要な制御機能を満たしつつ、マイクロプロセッサやＦＰＧＡなどのプログラミング容量を縮小でき、光モジュールの小型化が可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら説明する。なお、全図を通じて理解を容易にするために同様箇所には、同一符号を付して示すものとする。

図１は、本発明第１の一実施形態における送受信光モジュールの構成図である。同図において、２は送受信光モジュール１の外部に設けられたホスト装置であり、３は送受信光モジュ−ル１の外部に設けられたメモリである。

送受信光モジュール１において、送信部は温度やＬＤ１３のＰＤモニタ情報を元に、光出力パワー、消光比を制御し、波長特性は、温度センサ１４からの温度情報にて波長制御を行っている。また、受信部については、温度センサ１４からの温度情報を元にＡＰＤコントローラ１５がＡＰＤ１９の制御を行い、信号識別閾値設定は、ＣＤＲ１６からの信号誤り率モニタ情報を元に制御を行っている。

ホスト装置２又はメモリ３は、マイクロプロセッサやＦＰＧＡなどの書き換え用のプログラムを保有し、必要に応じてプログラムを書き換えられる構成とする。

制御部１１は、マイクロプロセッサやＦＰＧＡなどを使用する構成であり、各モニタ情報（ＰＤモニタ、波長モニタ、温度モニタ、誤り率モニタなど）を内部処理し、そのステータス情報を外部のホスト装置２又はメモリ装置３へ伝送する。その後、ステータス情報に合った最適プログラムを受信することにより、更新されたプログラムにて高精度な制御を行う。

プログラムの書き換えは、送受信光モジュール１自身が内部に有するモニタ機能（ＰＤモニタ、波長モニタ、温度モニタ、誤り率モニタなど）を用いて動作状態を監視し、制御部１１から外部のホスト装置２又はメモリ３へステータス情報として通知する構成とし、一方、ホスト装置２又はメモリ装置３からは、ステータス情報に合った最適プログラムが制御部１１へ取り込まれる。

以下に、プログラムの書換えについて具体的に説明する。

図１１は、ＬＤのＬＤ電流- 温度特性を示す図である。光出力パワーの温度変化に対応する高精度な制御について、制御部は常に温度センサからの温度情報をモニタし、モニタした温度情報を元に制御部は、図１１に示す温度領域ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの、どの領域にいるかを判断する。そして、温度が変化し、更に温度領域が変わった場合、制御部は温度領域が変わったことを検知し、ステータス情報を変更し、書換えを通知（＝ステータス情報に対応）をする。ホスト側は、変更されたステータス情報を受信し、前情報からの変更を認知、プログラム書き換え処理（プログラムのアップロード）をする。光モジュールは、新たな温度領域のプログラムにプログラムを書き換え、再度制御を行うものである。

このため、従来のように全温度範囲を一括制御した場合、プログラム容量の制約上、実際のＬＤ電流- 温度特性と制御で使用する近似式とでは、全温度範囲に対し、制御誤差が発生していた。

今回、この温度範囲を何分割かに分割し、各温度にて制御するプログラムを書き換えることにより、小さなプログラム容量でもＬＤのＬＤ電流- 温度特性と近似式の誤差が低減され、高精度な制御が行われる。また、消光比制御についても同制御を可能とする。

信号識別閾値ついては、光送受信モジュールの受信部の入力光波形が変化した場合、信号誤り率が変化するので、ＣＤＲ１６の信号誤り率モニタの情報を元に、新しいプログラムに書き換え、信号識別レベルの最適化するものである。

光モジュール動作時において、制御部は常にＣＤＲからの誤り率特性をモニタし、モニタした誤り率の情報を元に制御部はプログラム書換え判断用の閾値から外れていないかを判断する。そして、入力波形が変化し、結果、誤り率特性が閾値から外れた場合、制御部は閾値を外れたことを検知し、ステータス情報を変更し、書換えを通知（＝ステータス情報に対応）をする。ホスト側は、変更されたステータス情報を受信し、前情報からの変更を認知、プログラム書き換え処理（プログラムのアップロード）をする。光モジュールは、新たな温度領域のプログラムにプログラムを書き換え、再度制御を行うものである。

図１８は受信部入力波形図、図１９は本発明による受信部入力波形図（ＡＳＥ重畳後）、図２０は本発明によるエラーレート特性図である。

例えば、ＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission）が重畳された場合を例に取って説明すると、受信部に入力波形が図１８の波形の場合は、レベルのａからｃが波形のアイ開口となり、信号識別レベルは、ａとｃの中心となるｂに設定され、信号誤り率特性としては図２０のＢＥＲ（２）の良品質であるが、図１８の波形から図１９に示すようなＡＳＥが重畳された入力波形（信号のハイレベルに雑音）に変化した場合は、図１８のｂのままの信号識別レベルでは、図２０のＢＥＲ（１）のように誤り率特性が劣化する。

このため、誤り率特性にプログラム書換え判断用の閾値を儲け、（具体的にはＢＥＲ（１）〜（２）の間に任意に設定）この設定した閾値を外れた場合、プログラムをASE 重畳時用のプログラムに書き換え、（信号識別レベルを図１９のｂからＢに設定）受信特性を保持できるように制御を行う。

図１７は、本発明によるＡＰＤの逆電圧−温度特性図である。ＡＰＤバイアス電圧の温度変化に対応する高精度な制御について、光モジュール動作時において、制御部は常に温度センサからの温度情報をモニタし、モニタした温度情報を元に制御部は、図１７に示す温度領域ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの、どの領域にいるかを判断する。そして、温度が変化し、更に温度領域が変わった場合、制御部は温度領域が変わったことを検知し、ステータス情報を変更する。ホスト側は、変更されたステータス情報を受信し、前情報からの変更を認知プログラム書き換え処理（プログラムのアップロード）をする。光モジュールは、新たな温度領域のプログラムにプログラムを書き換え、再度制御を行うものである
従来のように全温度範囲を一括に制御した場合、プログラム容量の制約上、実際のＡＰＤ逆電圧- 温度特性と制御で使用する近似式とでは、全温度範囲に対し、制御誤差が発生していた。今回、この温度範囲を何分割かに分割し、各温度にて制御するプログラムを書き換えることにより、小さなプログラム容量でもＡＰＤの逆電圧- 温度特性と近似式の誤差が低減され、高精度な制御が行われる。

光送受信モジュールで使用されている素子（ＬＤ、ＴＥＣ）の劣化に対応する広範囲な制御光送受信モジュールで使用されているＬＤは、経年的な特性変化により、光送受信モジュール特性の光出力パワー特性が変化する。

図１２は、ＬＤのＩ−Ｌ特性変化による光出力パワー特性図である。本発明は、光出力パワーの経年変化に対応する広範囲な制御であり、図１２に示すような特性変化により初期設定値の状態であると光出力パワーが低下する。

図１３は、光送信モジュールの光出力パワーの変化特性図である。前記したように特性変化により初期設定値の状態であると光出力パワーが低下する結果、図１３に示すように時間軸でみると光出力パワーが低下する。

図１４は、本発明によるＬＤの光出力パワーモニタＰＤ特性図である。今回、本発明により、光出力パワーをモニタしているモニタＰＤ特性をモニタし、このモニタしたモニタＰＤ特性情報を元に制御部は図１４に示す温度領域ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの、どの領域にいるかを判断する。そして、光出力パワーが変化し、結果、モニタＰＤ特性が変化し、更に領域が変わった場合、制御部は領域が変わったことを検知し、ステータス情報を変更し、書換えを通知（＝ステータス情報に対応）をする。ホスト側は、変更されたステータス情報を受信し、前情報からの変更を認知、プログラム書き換え処理（プログラムのアップロード）をする。光モジュールは、新たな温度領域のプログラムにプログラムを書き換え、再度制御を行うものである。

図１５は、本発明によるＬＤのＩ−Ｌ特性図である。図１５の特性変化に対応した設定値に設定が変更されるため、光出力パワーの改善が見込まれる。この時、温度情報も同時に入手し、温度による特性変化は制御に影響を受けないようにコントロールされる。

図１６は、本発明によるＴＥＣのＴＥＣ電流−温度の特性変化特性図である。光送受信モジュールで使用されているＴＥＣは、経年的な特性変化により、温度特性が変化し、結果、波長特性が変化する。光モジュール動作時において、制御部は常に駆動部から、温度（周囲温度）に対するＴＥＣ電流情報をモニタし、モニタしたＴＥＣ電流情報を元に制御部は、図１６に示す電流領域ａ，ｂ，ｃ，ｄの、どの領域にいるかを判断する。そして、ＴＥＣ電流が変化し、更にＴＥＣ電流領域が変わった場合、制御部はＴＥＣ電流領域が変わったことを検知し、ステータス情報を変更する。ホスト側は、変更されたステータス情報を受信し、前情報からの変更を認知、プログラム書き換え処理（プログラムのアップロード）をする。光モジュールは、新たな温度領域のプログラムにプログラムを書き換え、再度制御を行うものである。

図１が図１０にて従来技術による送受信光モジュールとして説明した構成と異なる点は、送受信光モジュール１の多種のプログラムを外部のホスト装置２又はメモリ３に移築することにより、送受信光モジュール１の制御部１１の小型化と高機能化を実現するものであり、外部のホスト装置２又はメモリ３に書き換え用プログラムを保有させた点である。

図２は、図１における送受信光モジュール制御部の一実施例を示す構成図である。同図において、１１１は制御部の全体制御を行うＣＰＵ、１１２はプログラムの書込み領域で使用するＦＬＡＳＨメモリ、１１３は調整データなどで使用するＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programablle Read-Only Memory)、１１４はプログラム処理内で変数として使用するＲＡＭ(Random Accsess Memory) であり、１１５はアナログ信号である各種モニタ情報をディジタル信号に変換するアナログディジタル変換器（ＡＤＣ）、１１６は外部のホスト装置又はメモリとのインタフェース、１１７は温度センサー、１１８はディジタル信号をアナログ信号である設定値出力に変換するディジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）である。この制御部は、マイクロプロセッサやＦＰＧＡなどを使用して送受信光モジュールの多種多様な制御を構成度に行う。

図３は、図１におけるホスト装置の一実施例を示す構成図である。同図において、２１はコントロール部、２２はあらゆる状態（光出力、消光比、波長設定）に対応する全てのプログラムＡ，Ｂ，Ｃ・・・ｎが格納されるメモリ部、２３は外部インターフェイスである２ｗｉｒｅ−ｉｎｔｅｒｆａｃｅバッファである。２ｗｉｒｅ−ｉｎｔｅｒｆａｃｅバッファは、２本の信号線ＳＣＬ（Serial Clock) とＳＤＡ(Serial Data) によって、比較的近い場所にあるデバイス間の情報伝達を行うためのシリアルインターフェースである。

本ホスト装置は、制御部から外部インタフェース（２ｗｉｒｅ−ｉｎｔｅｒｆａｃｅ：Ｉ２Ｃ等）仕様で伝送されるステータス情報に基づきコントロール部２１の制御でメモリ２２内の最適プログラムを選択する。選択された最適プログラムは、コントロール部２１の制御により送受信光モジュール制御部へ転送されて書き込まれる。

図４は、送受信光モジュール制御部とホスト装置又はメモリ間の情報伝送の説明図であり、（ａ）ホスト装置によるプログラム書込み、（ｂ）制御部によるプログラム読込み、（ｃ）制御部による任意タイミングでのプログラム読込みである。

（ａ）ホスト装置によるプログラム書込みにおいて、制御部１１は、送受信光モジュール１内にて検知した各モニタ情報を内部処理し、そのステータス情報を外部のホスト装置２へ伝送する。ホスト装置２は、制御部１１から送られてくるステータス情報を確認のうえ内部処理を行い、メモリ２２に格納されているプログラムＡ，Ｂ，Ｃ・・・の中から最適プログラムを選択する。選択された最適プログラムは、ホスト装置２の制御により制御部１１へ書き込み指示される。その後、制御部１１は、更新したプログラムにて高精度な制御を行う。

（ｂ）制御部によるプログラム読込みにおいて、制御部１１は、自身が各モニタ情報を用いて動作状態を監視し、その動作状態を元に、外部メモリ３に格納されているプログラムＡ，Ｂ，Ｃ・・・の中から最適プログラムを読み込み制御する。その後、制御部１１は、更新したプログラムにて高精度な制御を行う。

（Ｃ）制御部による任意タイミングでのプログラム読込みにおいて、制御部１１は、送受信光モジュール１内にて検知した各モニタ情報を内部処理し、そのステータス情報を外部のホスト装置２へ伝送する。ホスト装置２は、制御部１１から送られてくるステータス情報を確認のうえ内部処理を行い、メモリ２２に格納されているプログラムＡ，Ｂ，Ｃ・・・の中から最適プログラムを選択する。選択された最適プログラムは、ホスト装置２の制御により外部のメモリ３’へ書き込み指示される。制御部は、プログラムを読み込むことが可能なタイミングになったら、メモリ３’から最適プログラムを読み込み制御する。その後、制御部１１は、更新したプログラムにて高精度な制御を行う。

図５は、本発明第２の一実施形態における送受信光モジュール制御方法のフローチャートである。以下、図５の動作フローについて、図１を用いて説明する。

Ｓ１．制御部１１は、ＰＤモニタ、波長モニタ、温度モニタ及び誤り率モニタなどの各種モニタ情報を監視する。

Ｓ２．制御部１１は、前述の各種モニター情報に対応するステータス情報を作成する。

Ｓ３．前のステータス状態と比較し、ステータスが異なる場合はプログラム書換え処理をし、同じ場合は、プログラム書換え処理をしない。

Ｓ４. ステータス情報に合った最適なプログラム（最適プログラム）を、外部のホスト装置２又は外部のメモリ３に格納されたプログラム群の中から選択する。

Ｓ５．制御部１１のコンピュータプログラムを、最適プログラムに書き換える。

Ｓ６．制御部１１は、更新されたプログラムにより送受信光モジュール１の光特性を制御する。

図６は、図５における送受信光モジュール制御方法の詳細フローチャートである。

Ｓ７．送受信光モジュール１のＬＤ１３及びＡＰＤ１９の温度を読取る。

Ｓ８．読取った温度値とその閾値を比較する。

Ｓ９. Ｓ８の結果、読取った温度値が閾値外であれば、プログラム書換えフラグをイネーブルする。

Ｓ１０．Ｓ８の結果、読取った温度値が閾値内であれば、ＡＰＤ１９の電流を読取る。

Ｓ１１．読取った電流値とその閾値を比較する。

Ｓ１２. Ｓ１１の結果、読取った電流値が閾値外であれば、プログラム書換えフラグをイネーブルする。

Ｓ１３．Ｓ１１の結果、読取った電流値が閾値内であれば、ＬＤ１３の波長を読取る。

Ｓ１４．読取った温度値とその閾値を比較する。

Ｓ１５．Ｓ１４の結果、読取った波長が閾値外であれば、プログラム書換えフラグをイネーブルする。

Ｓ１６．Ｓ１４の結果、読取った波長が閾値内であれば、ＣＤＲ１６のクロック抽出／再生の誤り率を読取る。

Ｓ１７．読取った誤り率とその閾値を比較する。

Ｓ１８．Ｓ１７の結果、読取った誤り率が閾値外であれば、プログラム書換えフラグをイネーブルする。

Ｓ１９. Ｓ１７の結果、読取った誤り率が閾値内であれば、フラグステータスをチェックする。

Ｓ２０．次いで、書換えフラグをチェックし、イネーブルされていない場合にＳ６のステップヘ戻る。

Ｓ２１．Ｓ２０の結果、書換えフラグがイネーブルであれば、プログラムを書換える。

Ｓ２２．設定部（ＤＡＣ１１８）のラッチ処理が行われる。

Ｓ２３. ステータス情報もしくはダウンロードプログラム情報をホスト装置２に出力する。

Ｓ２４．要求プログラムをダウンロードする。

Ｓ２５．制御部１１は、書換えプログラムを起動する。

Ｓ２６．設定部（ＤＡＣ１１８）のラッチを解除する。

図７は、本発明の一実施形態における送受信光モジュールの誤動作防止機能と保持機能のブロック図である。同図において、４は誤動作防止処理部、５は保持（ラッチ）部である。光モジュールは、通常、各モニタ情報を元に各制御部（光出力、消光比、波長、ＡＰＤコントロール、信号識別レベル）をコントロールしている。プログラム書換え時、マイクロプロセッサやＦＰＧＡの動作が一時停止する場合においても、光送受信機能に影響を与えないように、制御部は制御量を保持（ラッチ）し続ける必要がある。この保持（ラッチ）動作を行うために、マイクロプロセッサやＦＰＧＡなどとは別に図７のような誤動作防止処理の機能と保持（ラッチ）動作の機能を持たせる構成とする。

本構成を持たせることで、送受信光モジュール１において、プログラム更新中に制御量を保持（ラッチ）動作させることができ、プログラム更新中のマイクロプロセッサやＦＰＧＡからの誤信号、もしくは光モジュール内の雑音などによる保持（ラッチ）動作の誤解除を防止することができる。

図８は、本発明の一実施形態における送受信光モジュールの制御パラメータ／変数保存機能の説明図である。同図において、メモリ等６にはプログラムを更新する前に「制御パラメータ／変数」を保存しておき、更新後、その「制御パラメータ／変数」をメモリ等６から読込む構成とする。これにより、プログラム更新前後で「制御パラメータ／変数」を継承しつつ、制御量の計算方法の変更が可能になる。

具体的な手順は以下のとおりである。

(1) メモリ６に「制御パラメータ／変数」を保存する。

(2) 外部のホスト装置２またはメモリ３からコード、プログラムの更新を行う。

(3) メモリ６から「制御パラメータ／変数」を読込む。

(4) 制御部１１は、各制御量を計算し、出力する。

図９は、本発明の一実施形態における送受信光モジュールのエラー発生時の誤動作防止機能の説明図であり、（ａ）デフォルト読込み、（ｂ）書込み前プログラム書込みである。

（ａ）デフォルト読込み
具体的な制御方法の手順は以下のとおりである。

(1) プログラムを更新する前に「デフォルトプログラム」メモリ等７に保存しておく。

(2) 外部のホスト装置２又はメモリ３からコード、プログラムの書込みを行う。

(3) プログラム書換え時のプログラムチェックにて、通信エラーや書込みエラーの発生を検知する。

(4) 「デフォルトプログラム」をメモリ等７から読込み起動させる。

(5) 制御部１１は、「デフォルトプログラム」により各制御量を計算し、出力する。

以上の手順により、プログラム書換え時のエラーにより、誤ったプログラムが書込まれ、制御部１１が誤動作することを防止できる。

（ｂ）書込み前プログラム書込み
具体的な制御方法の手順は以下のとおりである。

(1) 外部のホスト装置２又はメモリ３からコード、プログラムの書込みを行う。

(2) プログラム書換え時のプログラムチェックにて、通信エラーや書込みエラーの発生を検知する。

(3) 「書込み前プログラム」を外部のホスト装置２又は外部のメモリ３から書込み起動させる。

(4) 制御部１１は、「書込み前プログラム」により各制御量を計算し、出力する。

以上の手順により、プログラム書換え時のエラーにより、誤ったプログラムが書込まれ、制御部１１が誤動作することを防止できる。

以上の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。

（付記１） 電気信号を光信号に変換し、光信号を電気信号に変換する送受信光モジュールのモニタ情報を元に光特性を制御する制御部を有する光伝送装置であって、前記制御部と外部インタフェースを介して、送受信光モジュールの各種ステータス情報に対応するプログラムが格納されている外部のホスト装置またはメモリを有することを特徴とする光伝送装置。

（付記２） 請求項１に記載の光伝送装置であって、前記制御部は、前記送受信光モジュールの動作状態を監視するモニタ情報を内部処理してステータス情報を作成するステータス情報作成手段と、前記ステータス情報を前記ホスト装置に伝送するステータス情報伝送手段と、前記ホスト装置の制御で最適プログラムが書き込まれて更新された書き換え用プログラムにより前記送受信光モジュールの光特性を制御する光特性制御手段を有し、前記ホスト装置は、受信した前記ステータス情報に対応する最適プログラムを選択するプログラム選択手段と、選択された最適プログラムを前記制御部へ転送して前記制御部へ書き込み指示をするプログラム書込手段を有することを特徴とする光伝送装置。

（付記３） 請求項１に記載の光伝送装置であって、前記制御部は、前記送受信光モジュールの動作状態を監視するモニタ情報を内部処理してステータス情報を作成するステータス情報作成手段と、前記ステータス情報に対応する最適プログラムを前記メモリに保有されている書き換え用プログラムから選択して自制御部へ読み込むプログラム読込手段と、読み込まれて更新された書き換え用プログラムにより前記送受信光モジュールの光特性を制御する光特性制御手段を有することを特徴とする光伝送装置。

（付記４） 請求項１に記載の光伝送装置であって、前記制御部は、前記送受信光モジュールの動作状態を監視するモニタ情報を内部処理してステータス情報を作成するステータス情報作成手段と、前記ステータス情報を前記ホスト装置に伝送するステータス情報伝送手段と、前記ステータス情報に対応する最適プログラムが格納された外部メモリから任意の時間に最適プログラムを読み込むプログラム読込手段と、読み込まれて更新された書き換え用プログラムにより前記送受信光モジュールの光特性を制御する光特性制御手段を有し、前記ホスト装置は、受信した前記ステータス情報に対応する最適プログラムを選択するプログラム選択手段と、選択された最適プログラムを外部メモリへ転送して前記外部メモリへ書込み指示をするプログラム書込手段を有し、
前記外部メモリは、最適プログラムを一旦格納する格納手段を有することを特徴とする光伝送装置。

（付記５） 電気信号を光信号に変換し、光信号を電気信号に変換する送受信光モジュールのモニタ情報を元に光特性を制御する光伝送装置の光特性制御方法であって、
前記モニタ情報の監視を行うステップと、前記モニタ情報を元に前記送受信光モジュールのステータス情報を作成するステップと、作成された前記ステータス情報に対応する最適プログラムを外部のホスト装置又はメモリより選択するステップと、前記送受信光モジュールの光特性制御プログラムが前記最適プログラムに書き換えるステップと、前記最適プログラムにより更新したプログラムを用いて前記送受信光モジュールの光特性を制御するステップとを含むことを特徴とする光伝送装置の制御方法。

（付記６） 請求項１に記載の光伝送装置であって、前記最適プログラムの読み込み、または書き込み時に、前記制御部の制御量を予め一時的に保持する誤動作防止手段を有することを特徴とする光伝送装置。

（付記７） 請求項１に記載の光伝送装置であって、前記最適プログラムの読み込み、または書き込み時に、前記制御部の制御パラメータ／変数を予め保存するメモリを有することを特徴とする光伝送装置。

（付記８） 請求項１に記載の光伝送装置であって、前記最適プログラムの読み込み，または書き込み時に、エラーが発生した際に使用するデフォルトプログラムを予め格納するメモリを有することを特徴とする光伝送装置。

（付記９） 請求項５に記載の光伝送装置の光特性制御方法であって、前記最適プログラムの読み込み、または書き込み時に前記最適プログラムのプログラムチェックを行うステップと、プログラムチェックにてエラー検出時には書き換え前のプログラムに書き換えるステップとを更に含むことを特徴とする光伝送装置の制御方法。

本発明は、送受信光モジュールを用いる光中継器や加入者系端末装置などの光通信用の中核機器に利用できる。

本発明第１の一実施形態における送受信光モジュールの構成図である。 図１における送受信光モジュール制御部の一実施例を示す構成図である。 図１におけるホスト装置の一実施例を示す構成図である。 送受信光モジュール制御部とホスト装置又はメモリ間の情報伝送の説明図（ａ）、（ｂ）および（ｃ）である。 本発明第２の一実施形態における送受信光モジュール制御方法のフローチャートである。 図５における送受信光モジュール制御方法の詳細フローチャートである。 本発明の一実施形態における送受信光モジュールの誤動作防止機能と保持機能のブロック図である。 本発明の一実施形態における送受信光モジュールの制御パラメータ／変数保存機能の説明図である。 本発明の一実施形態における送受信光モジュールのエラー発生時の誤動作防止機能の説明図（ａ）および（ｂ）である。 従来技術による送受信光モジュールの構成図である。 ＬＤのＬＤ電流−温度特性図である。 ＬＤのＩ−Ｌ特性変化による光出力パワー特性図である。 光送信モジュールの光出力パワーの変化特性図である。 本発明によるＬＤの光出力パワーモニタＰＤ特性図である。 本発明によるＬＤのＩ−Ｌ特性図である。 本発明によるＴＥＣのＴＥＣ電流−温度の特性変化特性図である。 本発明によるＡＰＤの逆電圧−温度特性図である。 本発明による受信部入力光波形図である。 本発明による受信部入力光波形図（ＡＳＥ重畳後）である。 本発明によるエラーレート特性図である。

符号の説明

１ 送受信光モジュール
２ ホスト装置
３ メモリ
４ 誤動作防止処理部
５ 保持（ラッチ）部
６、７ メモリ等
１１ 制御部
１２ 駆動部
１３ レーザダイオード（ＬＤ）
１４ 温度センサ
１５ ＡＰＤコントローラ
１６ クロックデータリカバリー（ＣＤＲ）
１７ リミットアンプ
１８ プリアンプ
１９ アパランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）
２１ コントロール部
２２ メモリ１２Ｃバッファ
２３ ２ｗｉｒｅ−ｉｎｔｅｒｆａｃｅバッファ

Claims (5)

1. 電気信号を光信号に変換し、光信号を電気信号に変換する送受信光モジュールのモニタ情報を元に光特性を制御する制御部を有する光伝送装置であって、
   前記制御部と外部インタフェースを介して、送受信光モジュールの各種ステータス情報に対応するプログラムが格納されている外部のホスト装置又はメモリを有することを特徴とする光伝送装置。
2. 請求項１に記載の光伝送装置であって、
   前記制御部は、前記送受信光モジュールの動作状態を監視するモニタ情報を内部処理してステータス情報を作成するステータス情報作成手段と、前記ステータス情報を前記ホスト装置に伝送するステータス情報伝送手段と、前記ホスト装置の制御で最適プログラムが書き込まれて更新された書き換え用プログラムにより前記送受信光モジュールの光特性を制御する光特性制御手段を有し、
   前記ホスト装置は、受信した前記ステータス情報に対応する最適プログラムを選択するプログラム選択手段と、選択された最適プログラムを前記制御部へ転送して前記制御部へ書き込み指示をするプログラム書込手段を有する、
   ことを特徴とする光伝送装置。
3. 請求項１に記載の光伝送装置であって、
   前記制御部は、前記送受信光モジュールの動作状態を監視するモニタ情報を内部処理してステータス情報を作成するステータス情報作成手段と、前記ステータス情報に対応する最適プログラムを前記メモリに保有されている書き換え用プログラムから選択して自制御部へ読み込むプログラム読込手段と、読み込まれて更新された書き換え用プログラムにより前記送受信光モジュールの光特性を制御する光特性制御手段を有することを特徴とする光伝送装置。
4. 請求項１に記載の光伝送装置であって、
   前記制御部は、前記送受信光モジュールの動作状態を監視するモニタ情報を内部処理してステータス情報を作成するステータス情報作成手段と、前記ステータス情報を前記ホスト装置に伝送するステータス情報伝送手段と、前記ステータス情報に対応する最適プログラムが格納された外部メモリから任意の時間に最適プログラムを読み込むプログラム読込手段と、読み込まれて更新された書き換え用プログラムにより前記送受信光モジュールの光特性を制御する光特性制御手段を有し、
   前記ホスト装置は、受信した前記ステータス情報に対応する最適プログラムを選択するプログラム選択手段と、選択された最適プログラムを外部メモリへ転送して前記外部メモリへ書込み指示をするプログラム書込手段を有し、
   前記外部メモリは、最適プログラムを一旦格納する格納手段を有することを特徴とする光伝送装置。
5. 電気信号を光信号に変換し、光信号を電気信号に変換する送受信光モジュールのモニタ情報を元に光特性を制御する光伝送装置の光特性制御方法であって、
   前記モニタ情報の監視を行うステップと、
   前記モニタ情報を元に前記送受信光モジュールのステータス情報を作成するステップと、
   作成された前記ステータス情報に対応する最適プログラムを外部のホスト装置又はメモリより選択するステップと、
   前記送受信光モジュールの光特性制御プログラムが前記最適プログラムに書き換えるステップと、
   前記最適プログラムにより更新したプログラムを用いて前記送受信光モジュールの光特性を制御するステップとを含むことを特徴とする光伝送装置の制御方法。

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