JP7239421B2 - 光ファイバー給電システム及び光ファイバー給電システムの給電側データ通信装置 - Google Patents
光ファイバー給電システム及び光ファイバー給電システムの給電側データ通信装置 Download PDFInfo
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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、より高エネルギーの光伝送が行われるようになることが見込まれる。
給電側から受電側への給電光の伝送路が正常に接続されていない場合に、給電装置から高出力の給電光を出力してしまうと、当該給電光が外部に放出されてしまい、人や物に高出力の給電光を照射してしまうおそれがある。
給電側から受電側への給電光の伝送路が正常に接続されていない場合に、給電装置から高出力の給電光を出力してしまうと、当該給電光が外部に放出されてしまい、人や物に高出力の給電光を照射してしまうおそれがある。
本開示の１つの態様は、電力によりレーザー発振して給電光を出力する半導体レーザーを含む給電装置と、前記給電装置による給電光を電力に変換する光電変換素子を含む受電装置とを備えた光ファイバー給電システムであって、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、一端が前記第１のデータ通信装置に接続可能とされ、他端が前記第２のデータ通信装置に接続可能とされ、前記給電光及び信号光を伝送する光ファイバーケーブルとを備え、前記光電変換素子により変換された電力が、前記第２のデータ通信装置に設けられた発信部及び受信部の駆動電力とされ、前記第１のデータ通信装置は、前記給電装置による低出力給電と、当該低出力給電による給電電力を超える高出力給電とを制御可能であり、前記第２のデータ通信装置への前記低出力給電により前記第２のデータ通信装置を起動させて、前記第２のデータ通信装置から所定の光を受光した後、前記高出力給電を可能に制御し、同所定の光を受光する前は前記高出力給電を不能に制限制御する。
本開示の１つの態様の光ファイバー給電システムによれば、高出力の給電光を外部に放出してしまうことを防止することができる。
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（給電側データ通信装置）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（給電側データ通信装置）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）接続確立と給電光の制御について
次に、接続確立と給電光の制御につき図２に加え図５から図９を参照して説明する。
次に、接続確立と給電光の制御につき図２に加え図５から図９を参照して説明する。
上記第２実施形態として説明した光ファイバー給電システム１（図２及び図３によって示される構成）において、図５に示すように第１のデータ通信装置１００は、制御装置１５０を備え、第２のデータ通信装置３００は、制御装置３６０を備える。制御装置３６０は、上記データ処理ユニット３４０とハードウエアとして同一のものでもよい。なお、制御装置３６０も光電変換素子３１１により変換された電力により駆動される。
第１のデータ通信装置１００の制御装置１５０は、給電装置１１０による低出力給電と、当該低出力給電による給電エネルギーを超える高出力給電とを制御可能とされている。
図６のフローチャートを参照して説明する。図７は、以下の各ステップＳ１－Ｓ５に対応した給電電力を示す。
まず、第１のデータ通信装置１００が、第１のデータ通信装置１００に対する入力操作信号等に応じて給電光の送出による給電を開始する（ステップＳ１）。このステップＳ１の給電は低出力給電である。
第２のデータ通信装置３００は、低出力給電を受けて受電装置３１０により電力を得て、同電力により起動する。すなわち、第２のデータ通信装置３００の発信部３２０、受信部３３０、制御装置３６０の駆動が開始される。
第２のデータ通信装置３００は、起動すると、起動光を信号光の伝送路に送出する（ステップＳ２）。ここで、起動光とは、起動に連動して発光する光であり、例えば、信号用半導体レーザー３２１が発光する光であって無変調の連続光（信号用半導体レーザー３２１からのレーザー光３２３そのもの）が該当する。モジュレーター３２２が、送信データ３２４に基づき変調しないときに、常時レーザー光３２３が光ファイバー２５０側に通過する構成とすることで実施できる。
まず、第１のデータ通信装置１００が、第１のデータ通信装置１００に対する入力操作信号等に応じて給電光の送出による給電を開始する（ステップＳ１）。このステップＳ１の給電は低出力給電である。
第２のデータ通信装置３００は、低出力給電を受けて受電装置３１０により電力を得て、同電力により起動する。すなわち、第２のデータ通信装置３００の発信部３２０、受信部３３０、制御装置３６０の駆動が開始される。
第２のデータ通信装置３００は、起動すると、起動光を信号光の伝送路に送出する（ステップＳ２）。ここで、起動光とは、起動に連動して発光する光であり、例えば、信号用半導体レーザー３２１が発光する光であって無変調の連続光（信号用半導体レーザー３２１からのレーザー光３２３そのもの）が該当する。モジュレーター３２２が、送信データ３２４に基づき変調しないときに、常時レーザー光３２３が光ファイバー２５０側に通過する構成とすることで実施できる。
第１のデータ通信装置１００の制御装置１５０は、低出力給電の開始後、ステップＳ２の起動光を信号用フォトダイオード１３１を介して受光、検出したら、所定の確認信号（例えば、接続確認のリクエスト）を信号光により発信する（ステップＳ３）。
第２のデータ通信装置３００の制御装置３６０は、ステップＳ３の確認信号を受信したら、同確認信号に応じた応答信号を信号光により発信する（ステップＳ４）。
応答信号は、受信した確認信号に通信プロトコルに従って所定の演算を施した信号とされる。通信プロトコルが「同一信号を返す」と規定していれば、図８に示すように信号光３２５としての応答信号Ｇ２は、信号光１２５としての確認信号Ｇ１と同一である。
応答信号は、受信した確認信号に通信プロトコルに従って所定の演算を施した信号とされる。通信プロトコルが「同一信号を返す」と規定していれば、図８に示すように信号光３２５としての応答信号Ｇ２は、信号光１２５としての確認信号Ｇ１と同一である。
第１のデータ通信装置１００の制御装置１５０は、ステップＳ４の応答信号の信号光を受信したことを必要条件に、給電装置１１０による高出力給電を可能に制御する。ここでは、高出力給電を開始する（ステップＳ５）。高出力給電の開始は、第２のデータ通信装置３００からの要求に従ってもよい。制御装置１５０は、応答信号の信号光を受信する前においては給電装置１１０による高出力給電を不能に制限制御する。
したがって、通信接続が確立しない限りは、給電装置１１０による高出力給電が開始されることはなく、例えば、光コネクタ２４０が非接続の場合にも給電装置１１０による高出力給電が開始されることはなく、高出力の給電光を外部に放出してしまうことを防止することができる。また、ステップＳ３に対する応答信号が所定時間中に受信できなければ、低出力給電を停止しても良い。
したがって、通信接続が確立しない限りは、給電装置１１０による高出力給電が開始されることはなく、例えば、光コネクタ２４０が非接続の場合にも給電装置１１０による高出力給電が開始されることはなく、高出力の給電光を外部に放出してしまうことを防止することができる。また、ステップＳ３に対する応答信号が所定時間中に受信できなければ、低出力給電を停止しても良い。
なお、制御装置３６０は、デジタル処理装置となるが、図９に示すように、信号用フォトダイオード３３１が変換した確認信号Ｇ１の電気信号をモジュレーター３２２に入力してアナログ回路でループバックを完結し、制御装置３６０を省略して実施してもよい。
制御装置３６０が省略される場合、低出力給電による給電電力は、発信部３２０及び受信部３３０を駆動できる最低限の電力にまで低く制限した電力として実施することができる。制御装置３６０を適用する場合は、低出力給電による給電電力は、発信部３２０、受信部３３０及び制御装置３６０を駆動できる最低限の電力にまで低く制限した電力として実施することができる。
一方、高出力給電は、低出力給電による給電電力を超える電力であり、低出力給電による給電電力を超え、給電装置１１０の最高出力までの範囲で実施することができる。高出力給電は、必ずしも給電装置１１０の最高出力を指すものではない。
制御装置３６０が省略される場合、低出力給電による給電電力は、発信部３２０及び受信部３３０を駆動できる最低限の電力にまで低く制限した電力として実施することができる。制御装置３６０を適用する場合は、低出力給電による給電電力は、発信部３２０、受信部３３０及び制御装置３６０を駆動できる最低限の電力にまで低く制限した電力として実施することができる。
一方、高出力給電は、低出力給電による給電電力を超える電力であり、低出力給電による給電電力を超え、給電装置１１０の最高出力までの範囲で実施することができる。高出力給電は、必ずしも給電装置１１０の最高出力を指すものではない。
低出力給電及び高出力給電において、給電光をパルス発光にし、給電電力をＰＷＭ（Ｐulse Ｗidth Ｍodulation）方式で制御してもよい。
低出力給電における給電光の光強度最高値を、高出力給電における給電光の光強度最高値より低く設定してもよい。低出力給電において瞬間的に照射される給電光の光強度を、高出力給電のときより下げて安全性を確保するためである。
また、低出力給電における給電光の光強度最高値と、高出力給電における給電光の光強度最高値とを等しくして実施してもよく、その場合でも、低出力給電におけるデューティー比を下げ、パルス周波数をある程度高くすることで、単位時間当たりの照射量を低減して一定の安全性を確保できる。
また、給電光をパルス発光ではく連続発光とし、低出力給電における給電光の光強度値を、高出力給電における給電光の光強度値より低く設定して実施してもよい。
低出力給電における給電光の光強度最高値を、高出力給電における給電光の光強度最高値より低く設定してもよい。低出力給電において瞬間的に照射される給電光の光強度を、高出力給電のときより下げて安全性を確保するためである。
また、低出力給電における給電光の光強度最高値と、高出力給電における給電光の光強度最高値とを等しくして実施してもよく、その場合でも、低出力給電におけるデューティー比を下げ、パルス周波数をある程度高くすることで、単位時間当たりの照射量を低減して一定の安全性を確保できる。
また、給電光をパルス発光ではく連続発光とし、低出力給電における給電光の光強度値を、高出力給電における給電光の光強度値より低く設定して実施してもよい。
以上のように第１のデータ通信装置１００は、第２のデータ通信装置３００への低出力給電により第２のデータ通信装置３００を起動させて、第２のデータ通信装置３００から所定の光を受光した後、高出力給電を可能に制御し、同所定の光を受光する前は高出力給電を不能に制限制御する。
上記実施形態では、所定の光を応答信号Ｇ２の信号光とした。
上記実施形態では、所定の光を応答信号Ｇ２の信号光とした。
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。
上記（２）では、高出力給電の可否を定める所定の光を応答信号Ｇ２としたが、当該所定の光を上述した起動光としてもよい。この場合も、低電力給電駆動下における受電側からのリアクション光を何ら取得せずに、はじめから高電力給電を開始する場合に比較して安全性が向上するからである。また、このような場合や上記（２）の実施形態において、起動光は、制御装置３６０の制御により変調され、通信プロトコルに従って起動したことを示すコードを搬送するものであってもよい。
上記（２）では、高出力給電の可否を定める所定の光を応答信号Ｇ２としたが、当該所定の光を上述した起動光としてもよい。この場合も、低電力給電駆動下における受電側からのリアクション光を何ら取得せずに、はじめから高電力給電を開始する場合に比較して安全性が向上するからである。また、このような場合や上記（２）の実施形態において、起動光は、制御装置３６０の制御により変調され、通信プロトコルに従って起動したことを示すコードを搬送する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）
１００ 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 制御装置
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
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 制御装置
４０１ 可視光
４１０ 蓋部材
４１１ 波長変換材
４２０ 蓋部材
４２１ 波長変換材
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）
１００ 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 制御装置
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
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 制御装置
４０１ 可視光
４１０ 蓋部材
４１１ 波長変換材
４２０ 蓋部材
４２１ 波長変換材
Claims (5)
- 電力によりレーザー発振して給電光を出力する半導体レーザーを含む給電装置と、前記給電装置による給電光を電力に変換する光電変換素子を含む受電装置とを備えた光ファイバー給電システムであって、
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、
一端が前記第１のデータ通信装置に接続可能とされ、他端が前記第２のデータ通信装置に接続可能とされ、前記給電光及び信号光を伝送する光ファイバーケーブルとを備え、
前記光電変換素子により変換された電力が、前記第２のデータ通信装置の駆動電力とされ、
前記第１のデータ通信装置は、前記給電装置による低出力給電と、当該低出力給電による給電電力を超える高出力給電とを制御可能であり、前記第２のデータ通信装置への前記低出力給電により前記第２のデータ通信装置を起動させて、前記第２のデータ通信装置から所定の光を受光した後、前記高出力給電を可能に制御し、同所定の光を受光する前は前記高出力給電を不能に制限制御する光ファイバー給電システム。 - 前記第１のデータ通信装置は、前記低出力給電の開始後、所定の確認信号を信号光により発信し、
前記第２のデータ通信装置は、前記所定の確認信号に応じた応答信号を信号光により発信し、
前記第１のデータ通信装置は、前記応答信号の信号光を前記所定の光として動作する請求項１に記載の光ファイバー給電システム。 - 前記半導体レーザーの光‐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、レーザー波長５００ｎｍ以下のレーザー媒体とされた請求項１又は請求項２に記載の光ファイバー給電システム。
- 光ファイバー給電システムの給電装置を含む給電側データ通信装置であって、
前記給電装置は、電力によりレーザー発振して給電光を出力する半導体レーザーを含み、
当該給電側データ通信装置は、前記給電装置による低出力給電と、当該低出力給電による給電エネルギーを超える高出力給電とを制御可能であり、接続相手のデータ通信装置への前記低出力給電により当該接続相手のデータ通信装置を起動させて、当該接続相手のデータ通信装置から所定の光を受光した後、前記高出力給電を可能に制御し、同所定の光を受光する前は前記高出力給電を不能に制限制御する光ファイバー給電システムの給電側データ通信装置。 - 前記半導体レーザーの光‐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、レーザー波長５００ｎｍ以下のレーザー媒体とされた請求項４に記載の光ファイバー給電システムの給電側データ通信装置。
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