特許 6032075 光伝送装置および光伝送システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6032075

(24)【登録日】2016年11月4日

(45)【発行日】2016年11月24日

(54)【発明の名称】光伝送装置および光伝送システム

(51)【国際特許分類】

   H04B 10/073 20130101AFI20161114BHJP

   H04B 10/50 20130101ALI20161114BHJP

   H01S 5/062 20060101ALI20161114BHJP

【ＦＩ】

   H04B9/00 173

   H04B9/00 500

   H01S5/062

【請求項の数】7

【全頁数】35

(21)【出願番号】特願2013-55693(P2013-55693)

(22)【出願日】2013年3月18日

(65)【公開番号】特開2014-183410(P2014-183410A)

(43)【公開日】2014年9月29日

【審査請求日】2015年10月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005223

【氏名又は名称】富士通株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104190

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 昭徳

(72)【発明者】

【氏名】尾中 美紀

【審査官】 後澤 瑞征

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０９−１１６２３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３２５１８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１０９３５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−００８１３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２７４６２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ１０／００−１０／９０

Ｈ０４Ｊ１４／００−１４／０８

Ｈ０１Ｓ ５／０６２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

入力された駆動電流に応じた光を出射するレーザダイオードと、
前記レーザダイオードへ第１駆動電流を入力することにより光信号を送信し、前記光信号を送信しない周期的な期間において大きさが異なる複数の第２駆動電流を前記レーザダイオードへ入力する制御部と、
前記レーザダイオードから出射された光の強度を測定する測定部と、
前記制御部によって前記複数の第２駆動電流が入力されたときに前記測定部によって測定された各強度および前記複数の第２駆動電流の大きさに基づいて前記レーザダイオードの閾値電流を算出する算出部と、
前記算出部によって算出された閾値電流の所定期間内の変化量に基づいて前記レーザダイオードの頓死の予兆を判定する判定部と、
を備えることを特徴とする光伝送装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記光信号の送信先の光受信装置から通知された期間において前記光信号を送信し、前記期間とは異なる期間において前記複数の第２駆動電流を前記レーザダイオードへ入力することを特徴とする請求項１に記載の光伝送装置。

【請求項3】

他の光伝送装置と光伝送路を共有して前記光信号を送信し、
前記制御部は、前記他の光伝送装置が前記光伝送路により光信号を送信する期間の少なくとも一部と前記周期的な期間が重複する場合に、前記第２駆動電流の大きさを前記第１駆動電流より小さくする、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の光伝送装置。

【請求項4】

前記レーザダイオードを複数備え、
前記制御部は、前記判定部によって前記頓死の予兆があると判定された場合に、前記レーザダイオードのうちの前記第１駆動電流を入力するレーザダイオードを切り替える、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の光伝送装置。

【請求項5】

前記レーザダイオードから出射される光の方向に対して斜めに形成された端面を有し、前記レーザダイオードから出射される光のうちの前記端面から入射した光を伝送する光伝送路を備え、
前記測定部は、前記レーザダイオードから出射されて前記端面において反射した光を受光し、受光結果により強度を測定する、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光伝送装置。

【請求項6】

前記レーザダイオードの温度を測定するセンサを備え、
前記算出部は、前記センサによって測定された温度に基づいて補正した前記閾値電流を算出する、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の光伝送装置。

【請求項7】

光受信装置と、前記光受信装置から通知された期間において前記光受信装置へ光信号を送信する光伝送装置と、を含む光伝送システムであって、
前記光伝送装置は、
入力された駆動電流に応じた光を出射するレーザダイオードと、
前記光受信装置から通知された期間において、前記レーザダイオードへ第１駆動電流を入力することにより前記光受信装置へ光信号を送信し、前記光受信装置から通知された期間とは異なる周期的な期間において、大きさが異なる複数の第２駆動電流を前記レーザダイオードへ入力する制御部と、
前記レーザダイオードから出射された光の強度を測定する測定部と、
前記制御部によって前記複数の第２駆動電流が入力されたときに前記測定部によって測定された各強度および前記複数の第２駆動電流の大きさに基づいて前記レーザダイオードの閾値電流を算出する算出部と、
前記算出部によって算出された閾値電流の所定期間内の変化量に基づいて前記レーザダイオードの頓死の予兆を判定する判定部と、
を備えることを特徴とする光伝送システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光伝送装置および光伝送システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）サービス等の高速なインターネットアクセスサービスが普及している。ＦＴＴＨサービスにおいて、たとえば一本の光ファイバを複数のユーザで共有するＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）が知られている。

【0003】

また、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ：レーザダイオード）をレーザ発振領域にもちこむ寸前のプリバイアス電流値に相当する電圧と劣化判定電圧とを比較してＬＤ劣化状態を判定する技術が知られている（たとえば、下記特許文献１参照。）。また、ＬＤ光出力信号を所定のレベルに維持するための温度特性に従った駆動電流データを基にＬＤの劣化を判定して、駆動電流制御データを補正し、初期動作状態における光出力信号を所定のレベルに制御する技術が知られている（たとえば、下記特許文献２参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平９−１８４１２号公報

【特許文献2】特開２００５−１９７９８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上述した従来技術では、レーザダイオードが急激に劣化して動作しなくなる頓死の予兆を早期に予測することは困難であるという問題がある。

【0006】

本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、レーザダイオードの頓死を早期に予測することができる光伝送装置および光伝送システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明の一側面によれば、入力された駆動電流に応じた光を出射するレーザダイオードを備える光伝送装置において、前記レーザダイオードへ第１駆動電流を入力することにより光信号を送信し、前記光信号を送信しない周期的な期間において大きさが異なる複数の第２駆動電流を前記レーザダイオードへ入力し、前記レーザダイオードから出射された光の強度を測定し、前記複数の第２駆動電流を入力したときに測定した各強度および前記複数の第２駆動電流の大きさに基づいて前記レーザダイオードの閾値電流を算出し、算出した閾値電流の所定期間内の変化量に基づいて前記レーザダイオードの頓死の予兆を判定する光伝送装置および光伝送システムが提案される。

【発明の効果】

【0008】

本発明の一側面によれば、レーザダイオードの頓死の予兆を早期に予測することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1-1】図１−１は、実施の形態１にかかる光伝送装置の構成の一例を示す図である。

【図1-2】図１−２は、図１−１に示した光伝送装置の構成における光および電気信号の流れの一例を示す図である。

【図2-1】図２−１は、実施の形態２にかかる光伝送装置の構成の一例を示す図である。

【図2-2】図２−２は、図２−１に示した光伝送装置の構成における光および電気信号の流れの一例を示す図である。

【図3-1】図３−１は、光伝送装置を適用した通信システムの一例を示す図である。

【図3-2】図３−２は、通信システムにおいて使用される各波長帯域の一例を示す図である。

【図4-1】図４−１は、ＯＬＴにおける上り光信号の受信タイミングの一例を示す図である。

【図4-2】図４−２は、ＬＤチップを微弱発光させるタイミングの例１を示す図である。

【図4-3】図４−３は、ＬＤチップを微弱発光させるタイミングの例２を示す図である。

【図4-4】図４−４は、ＬＤチップを微弱発光させるタイミングの例３を示す図である。

【図4-5】図４−５は、ＬＤチップを微弱発光させるタイミングの例４を示す図である。

【図4-6】図４−６は、ＬＤチップを微弱発光させるタイミングの例５を示す図である。

【図4-7】図４−７は、ＬＤチップを微弱発光させるタイミングの例６を示す図である。

【図4-8】図４−８は、ＬＤチップを微弱発光させるタイミングの例７を示す図である。

【図5】図５は、ＬＤにおける駆動電流と出力パワーの関係の一例を示すグラフである。

【図6】図６は、ＬＤにおける閾値電流の変化の一例を示すグラフである。

【図7】図７は、閾値電流の算出を示すグラフである。

【図8-1】図８−１は、ＬＤチップの構成の一例を示す図である。

【図8-2】図８−２は、図８−１に示したＬＤチップの構成における光および電気信号の流れの一例を示す図である。

【図9-1】図９−１は、駆動回路およびＬＤチップの構成の一例を示す図である。

【図9-2】図９−２は、図９−１に示した駆動回路およびＬＤチップの構成における光および電気信号の流れの一例を示す図である。

【図10-1】図１０−１は、電気スイッチ回路の構成の一例を示す図である。

【図10-2】図１０−２は、電気スイッチ回路の切替回路の動作の一例を示す図である。

【図11】図１１は、実施の形態２にかかる光伝送装置の動作の一例を示すフローチャートである。

【図12-1】図１２−１は、ＬＤチップおよびＰＤチップの構成の一例を示す図である。

【図12-2】図１２−２は、ＬＤチップおよびＰＤチップの構成の他の例を示す図である。

【図13-1】図１３−１は、実施の形態３にかかる光伝送装置の構成の一例を示す図である。

【図13-2】図１３−２は、図１３−１に示した光伝送装置の構成における光および電気信号の流れの一例を示す図である。

【図14】図１４は、駆動電流に対するＬＤ光出力パワーの温度特性の一例を示すグラフである。

【図15】図１５は、温度補正用データベースの一例を示す図である。

【図16】図１６は、温度により補正した閾値電流の算出の一例を示す図である。

【図17】図１７は、温度補正用データベースの他の例を示す図である。

【図18】図１８は、温度により補正した閾値電流の算出の他の例を示す図である。

【図19】図１９は、実施の形態３にかかる光伝送装置の動作の一例を示すフローチャートである。

【図20-1】図２０−１は、実施の形態４にかかる光伝送装置の構成の一例を示す図である。

【図20-2】図２０−２は、図２０−１に示した光伝送装置の構成における光および電気信号の流れの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に図面を参照して、本発明にかかる光伝送装置および光伝送システムの実施の形態を詳細に説明する。

【0011】

（実施の形態１）
（実施の形態１にかかる光伝送装置の構成）
図１−１は、実施の形態１にかかる光伝送装置の構成の一例を示す図である。図１−２は、図１−１に示した光伝送装置の構成における光および電気信号の流れの一例を示す図である。図１−１，図１−２に示すように、実施の形態１にかかる光伝送システム１００は、光伝送装置１１０と、光受信装置１２０と、を含む。

【0012】

光伝送装置１１０は、光伝送路１０１を介して光信号を光受信装置１２０へ伝送する。光受信装置１２０は、光伝送装置１１０から光伝送路１０１を介して伝送された光信号を受信する。また、光伝送システム１００において、光伝送装置１１０は、他の光伝送装置と光伝送路１０１を共有して光受信装置１２０へ光信号を送信する構成としてもよい。

【0013】

光伝送装置１１０は、ＬＤ１１１と、制御部１１２と、測定部１１３と、算出部１１６と、判定部１１７と、を備える。ＬＤ１１１は、入力された駆動電流に応じた光を出射するレーザダイオードである。

【0014】

制御部１１２は、ＬＤ１１１へ第１駆動電流を入力することにより光信号を送信する。また、制御部１１２は、光信号を送信せず、かつ周期的な期間において、ＬＤ１１１を複数回、微弱発光させる。たとえば、制御部１１２は、第２駆動電流をＬＤ１１１へ複数回入力する。第２駆動電流は、たとえば第１駆動電流より小さい電流である。

【0015】

また、制御部１１２は、複数回入力する第２駆動電流の大きさをそれぞれ異なる大きさにする。複数の第２駆動電流は、断続的に複数回入力される電流であってもよいし、段階的に大きさが変化しながら連続的に入力される電流であってもよい。また、制御部１１２は、入力した第２駆動電流の大きさと、第２駆動電流を入力したタイミングと、を算出部１１６へ通知する。

【0016】

たとえば、制御部１１２は、光信号の送信先の光受信装置１２０から通知された期間において光信号を送信し、光受信装置１２０から通知された期間とは異なる期間においてＬＤ１１１を微弱発光させる。ただし、ＬＤ１１１を微弱発光させる期間は、光受信装置１２０から通知された期間に限らず、たとえば光伝送装置１１０が送信する光信号がない期間等、光伝送装置１１０が光信号を送信しない種々の期間とすることができる。

【0017】

測定部１１３は、ＬＤ１１１から出射された光の強度を測定する。具体的には、測定部１１３は、分岐部１１４と、受光部１１５と、を備える。分岐部１１４は、ＬＤ１１１から出射された光（前方向出力光）を光伝送路１０１へ送出するとともに、ＬＤ１１１から出射された光の一部を強度分岐して受光部１１５へ出力する。受光部１１５は、分岐部１１４から出力された光を受光し、受光強度に応じた信号を算出部１１６へ出力する。

【0018】

算出部１１６は、制御部１１２から通知されたタイミングに基づいて、制御部１１２によって第２駆動電流が複数回入力されたときに測定部１１３によって測定された各強度を取得する。そして、算出部１１６は、取得した各強度と、制御部１１２から通知された第２駆動電流の各大きさと、に基づいてＬＤ１１１の閾値電流を算出する。閾値電流は、たとえば、ＬＤ１１１がレーザ発振を開始する閾値となる駆動電流である。たとえば、算出部１１６は、駆動電流とＬＤ１１１の出力強度との相関を算出し、算出した相関に基づいてＬＤ１１１の閾値電流を算出する。算出部１１６は、算出した閾値電流を判定部１１７へ通知する。

【0019】

判定部１１７は、算出部１１６から通知される閾値電流の所定期間内の変化量に基づいてＬＤ１１１の頓死の予兆の有無を判定する。具体的には、判定部１１７は、算出部１１６から通知される閾値電流の所定期間内の変化量を所定値と比較することによってＬＤ１１１の頓死の予兆の有無を判定する。

【0020】

たとえば、判定部１１７は、算出部１１６から今回通知された閾値電流と、算出部１１６から前回通知された閾値電流と、の差を所定値と比較することによって判定する。または、判定部１１７は、算出部１１６から今回通知された閾値電流と、算出部１１６から前回までに通知された複数の閾値電流の平均値（移動平均）と、の差を所定値と比較することによって判定してもよい。

【0021】

または、判定部１１７は、算出部１１６から今回通知された閾値電流と、算出部１１６から最初に通知された閾値電流と、の差を算出し、今回算出した差と前回算出した差との差を所定値と比較することによって判定してもよい。または、判定部１１７は、今回通知された閾値電流の、前回通知された閾値電流に対する増加率と、前回通知された閾値電流の、前々回までに通知された複数の閾値電流に対する増加率と、の差を所定値と比較することによって判定してもよい。判定部１１７は、判定結果を出力する。

【0022】

このように、光伝送装置１１０によれば、光伝送装置１１０が光信号を送信しない周期的な期間において駆動電流の大きさを変えながらＬＤ１１１を微弱発光させてＬＤ１１１の閾値電流を計測し、閾値電流の急激な変化を検出することができる。これにより、光通信の運用を止めずにＬＤ１１１の頓死の予兆の有無を判定することができる。

【0023】

また、光伝送装置１１０は、複数のＬＤ１１１を複数備えていてもよい。複数のＬＤ１１１は、それぞれ別のチップとして形成されていてもよいし、１つのチップに複数の電極および活性層を設けることによって形成されてもよい。制御部１１２は、複数のＬＤ１１１のうちのいずれか一つのＬＤへ第１駆動電流および第２駆動電流を入力する。また、制御部１１２は、判定部１１７から頓死の予兆がある旨の判定結果が出力された場合に、複数のＬＤ１１１のうちの第１駆動電流を入力するＬＤを切り替える。

【0024】

これにより、複数のＬＤ１１１のうちの使用しているＬＤ１１１に頓死の予兆がある場合に、使用するＬＤを他のＬＤに切り替え、光信号の送信が途切れること（システムダウン）を回避することができる。

【0025】

また、光伝送装置１１０においては、第２駆動電流を第１駆動電流より小さくすることによりＬＤ１１１を微弱発光させる。これにより、光信号を送信せずにＬＤ１１１を発光させる周期的な期間が、他の伝送装置が光信号を送信する期間の少なくとも一部と重複している場合に、光伝送路１０１を共有する他の光伝送装置の光信号への影響を抑えることができる。ただし、たとえば、光信号を送信せずにＬＤ１１１を発光させる周期的な期間が、他の伝送装置が光信号を送信する期間と重複していない場合は、第２駆動電流の大きさは特に限定しない。

【0026】

＜ＬＤの頓死について＞
ＬＤの頓死について説明する。ＬＤにおいては、ＬＤの材料等の種々の要因により結晶欠陥が生じる。結晶欠陥は時間の経過とともに徐々に拡大していき、結晶欠陥が活性層に入り込むと活性層の一部に非発光部が形成される。そして、非発光部の拡大にともない、駆動電流に対する光出力パワーが小さくなっていく。これに対して、光出力パワーを維持するために大きな駆動電流がＬＤに注入されることにより、非発光部の拡大が急激に進む。そして、非発光部が活性層の広い範囲や端面におよびその付近に形成されると加速的に光吸収が生じるなどして急にレーザ発振が不可能になり、ＬＤが発光しなくなる。

【0027】

ＬＤの頓死という不良モードは、上述のように進行性があるものであるため、運用前の出荷試験やスクリーニングで事前に取り除くことが困難である。また、運用中の光出力パワーの劣化や電流の増加を監視したとしても、認識できるある程度の光出力劣化や電流増加が発生している時点から、ＬＤの頓死までの経過が速いため、ＬＤの頓死の予兆を早期に予測することは困難である。

【0028】

ＬＤの活性層に非発光部が生じると、非発光部が生じた部分のエネルギーバンドギャップが小さくなり、電子の閉じ込めが不十分になることにより反転分布が形成されにくくなる。また、非発光部で光吸収現象が生じ、これを補うために活性層全体のキャリア密度が増加する。このため、レーザ誘導放出が起きるまでに要する駆動電流の量（閾値電流）が増える。これを利用して、光伝送装置１１０は、ＬＤの閾値電流を監視することにより、頓死の経過における初期症状をとらえ、頓死に至る予兆を早期に検出することができる。

【0029】

また、ＬＤの閾値電流は、ＬＤが故障しなくても摩耗劣化により徐々に増加する。これに対して、光伝送装置１１０は、ＬＤの閾値電流の急激な変化を監視することにより、ＬＤの正常な摩耗劣化とは区別して、頓死に至る予兆を早期に検出することができる。

【0030】

なお、ＬＤの頓死については、たとえば非特許文献（“テクニカル・ノート ＰＱ１０４７８ＪＪ０２Ｖ０ＴＮ”、［ｏｎｌｉｎｅ］、［２０１３年１月２２日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｊａｐａｎ．ｒｅｎｅｓａｓ．ｃｏｍ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｃｏｍｍｏｎ＿ｉｎｆｏ／ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ／ｊｐ／ｄｏｗｎｌｏａｄ／ＰＱ１０４７８ＪＪ０２Ｖ０ＴＮ＿ｃｈ０３．ｐｄｆ＞の３．２．１１章）等を参照することができる。

【0031】

（実施の形態２）
（実施の形態２にかかる光伝送装置の構成）
図２−１は、実施の形態２にかかる光伝送装置の構成の一例を示す図である。図２−２は、図２−１に示した光伝送装置の構成における光および電気信号の流れの一例を示す図である。図２−１，図２−２に示すように、実施の形態２にかかる光伝送装置２００は、信号データ生成部２１１と、駆動回路２１２と、ＬＤチップ２１３と、レンズ２１４と、光ファイバ２２０と、を備える。

【0032】

また、光伝送装置２００は、ＰＤチップ２３１と、受光電流モニタ２３２と、特性劣化検出制御部２４１と、閾値電流算出部２４２と、閾値電流記憶部２４３と、変化量算出部２５１と、特性判断部２５２と、を備える。

【0033】

信号データ生成部２１１は、光伝送装置２００が送信する信号データを生成する。また、信号データ生成部２１１は、光伝送装置２００が光信号を送信すべき送信期間を示す送信期間情報を取得する。そして、信号データ生成部２１１は、生成した信号データを、取得した情報が示す送信期間において駆動回路２１２へ出力する。

【0034】

送信期間情報は、たとえば光信号の送信先の通信装置や上位システムから取得することができる。また、送信期間情報は、光伝送装置２００のメモリに記憶されていてもよい。また、信号データ生成部２１１は、送信期間情報が示す送信期間とは異なる、光伝送装置２００が光信号を送信しない非送信期間を示す非送信期間情報を特性劣化検出制御部２４１へ出力する。

【0035】

駆動回路２１２は、ＬＤチップ２１３を制御する。たとえば、駆動回路２１２は、信号データ生成部２１１から出力された信号データに応じた駆動電流をＬＤチップ２１３へ出力することにより光信号を送信する。また、駆動回路２１２は、特性劣化検出制御部２４１から出力される発光指示情報に応じた駆動電流をＬＤチップ２１３へ出力することによりＬＤチップ２１３を微弱発光させる。

【0036】

また、駆動回路２１２は、特性劣化検出制御部２４１から切替指示情報が出力されると、ＬＤチップ２１３が有する複数の活性層のうちの発光させる活性層を切り替える。複数の活性層の切替については後述する（たとえば図８−１〜図１０−２参照）。

【0037】

ＬＤチップ２１３は、駆動回路２１２から出力される駆動電流に応じて発光する。これにより、信号データ生成部２１１から駆動回路２１２へ出力された信号データに応じた光信号がＬＤチップ２１３から出射される。また、特性劣化検出制御部２４１から駆動回路２１２へ出力された発光指示情報に応じてＰＤチップ２３１が微弱発光する。

【0038】

レンズ２１４は、ＬＤチップ２１３から出射された光を光ファイバ２２０へ出射する。たとえば、レンズ２１４は、ＬＤチップ２１３から拡散して出射される光を、一例としてはビーム径が＜１０［μｍ］程度のコリメート光にして光ファイバ２２０へ出射する。

【0039】

光ファイバ２２０は、光を伝送する光伝送路である。光ファイバ２２０は、コア２２１と、クラッド２２２と、を有する。レンズ２１４から出射された光はコア２２１に結合し、コア２２１によって伝送される。

【0040】

また、光ファイバ２２０におけるレンズ２１４の側の端面２２３は、たとえば研磨により、レンズ２１４から出射される光に対して斜めに形成されている。これは、コア２２１から端面２２３の方向への出力光に対して反射を小さく抑えるために、一般的な手法として一芯双方向用光トランシーバーにはよく用いられている。これにより、レンズ２１４から光ファイバ２２０に結合した光のうちの端面２２３において反射した光は、レンズ２１４から出射された光と異なる方向へ出射されている。本発明の好ましい実施例の一つはこの構造を利用して構造の簡易化を図る。以下に説明する。

【0041】

たとえば、図２−２に示すように、端面２２３が、レンズ２１４から出射される光の方向に対して９０−θ度で形成されているとする。この場合は、端面２２３における光の屈折を無視すると、レンズ２１４から出射される光の端面２２３における反射角は、スネルの法則によりθとなる。

【0042】

このように、光伝送装置２００は、ＬＤチップ２１３から出射される光の方向に対して端面２２３が斜めに形成され、ＬＤチップ２１３から出射される光のうちの端面２２３から入射した光を伝送する光ファイバ２２０を備える。

【0043】

ＰＤチップ２３１は、レンズ２１４から出射されて光ファイバ２２０の端面２２３において反射した光を受光する。そして、ＰＤチップ２３１は、受光パワーに応じた電流信号を受光電流モニタ２３２へ出力する。

【0044】

受光電流モニタ２３２は、位置ズレや温度による誤差等を考慮して大口径のものとしてもよい。たとえば、レンズ２１４から出射されて光ファイバ２２０の端面２２３において反射した光のビーム径が＜１０［μｍ］程度である場合は、ＰＤチップ２３１にはたとえば１００［μｍ］程度の受光径のＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ：フォトダイオード）を用いることができる。また、受光電流モニタ２３２においてＤＣ直流パワーがモニタできればよいため、受光電流モニタ２３２の周波数応答性能は低くてもよい。

【0045】

このように、光伝送装置２００は、ＬＤチップ２１３から出射されて光ファイバ２２０の端面２２３において反射した光をＰＤチップ２３１により受光し、ＰＤチップ２３１による受光結果により強度を測定する。これにより、ＬＤチップ２１３から出射された光の強度を測定する測定部を簡単な構成かつ省スペースで実現することができる。

【0046】

受光電流モニタ２３２は、ＰＤチップ２３１から出力された電流信号の大きさを受光電流としてモニタする。たとえば、受光電流モニタ２３２は、ＰＤチップ２３１から出力された電流信号を電圧信号に変換するＴＩＡ（Ｔｒａｎｓｉｍｐｅｄａｎｃｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ：インピーダンス変換増幅器）や、変換した電圧信号をデジタル信号に変換するＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：アナログ／デジタル変換器）などを含む。受光電流モニタ２３２は、モニタした受光電流を示す受光電流情報を閾値電流算出部２４２へ出力する。

【0047】

特性劣化検出制御部２４１は、信号データ生成部２１１から出力された非送信期間情報が示す非送信期間において、ＬＤチップ２１３の発光を指示する発光指示情報を駆動回路２１２へ出力する。発光指示情報は、たとえば、ＬＤチップ２１３へ駆動電流を出力するタイミングと、ＬＤチップ２１３へ出力する駆動電流の大きさと、を指示する信号である。また、特性劣化検出制御部２４１は、発光指示情報によって指示した駆動電流のタイミングおよび大きさを示す駆動電流情報を閾値電流算出部２４２へ出力する。

【0048】

また、特性劣化検出制御部２４１は、特性判断部２５２から検出情報が出力されると、ＬＤチップ２１３が有する複数の活性層のうちの発光させる活性層の切り替えを指示する切替指示情報を駆動回路２１２へ出力する。

【0049】

閾値電流算出部２４２は、受光電流モニタ２３２から出力される受光電流情報と、特性劣化検出制御部２４１から出力される駆動電流情報と、を取得する。そして、閾値電流算出部２４２は、取得した各情報に基づいて、非送信期間におけるＬＤチップ２１３の複数回の微弱発光について、ＬＤチップ２１３へ出力された駆動電流と、ＰＤチップ２３１における受光電流と、の組みを取得する。

【0050】

そして、閾値電流算出部２４２は、複数回の微弱発光について取得した駆動電流および受光電流の組みに基づいてＬＤチップ２１３の閾値電流を算出する。つぎに、閾値電流算出部２４２は、算出した閾値電流を閾値電流記憶部２４３に記憶させる。また、閾値電流算出部２４２は、ＬＤチップ２１３の閾値電流を周期的に算出して閾値電流記憶部２４３に記憶する。たとえば、閾値電流記憶部２４３には最新の２つの閾値電流が記憶される。

【0051】

変化量算出部２５１は、閾値電流記憶部２４３に記憶される閾値電流に基づいて、所定期間内のＬＤチップ２１３の閾値電流の変化量を算出する。たとえば、変化量算出部２５１は、閾値電流記憶部２４３に記憶された最新の２つの閾値電流の差を算出することによりＬＤチップ２１３の閾値電流の変化量を算出する。そして、変化量算出部２５１は、算出した変化量を特性判断部２５２へ通知する。

【0052】

特性判断部２５２は、変化量算出部２５１から通知された変化量に基づいて、ＬＤチップ２１３の閾値電流の急激な変化を検出することにより、ＬＤチップ２１３の頓死の予兆の有無を判断する。たとえば、特性判断部２５２は、変化量算出部２５１から通知された変化量が所定値を超えた場合はＬＤチップ２１３の頓死の予兆があると判断する。また、特性判断部２５２は、変化量算出部２５１から通知された変化量が所定値を超えない場合はＬＤチップ２１３の頓死の予兆がないと判断する。

【0053】

特性判断部２５２は、ＬＤチップ２１３の頓死の予兆があると判断すると、ＬＤチップ２１３の頓死の予兆が検出されたことを光伝送装置２００の保守者へ通知するアラームを出力する。また、特性判断部２５２は、ＬＤチップ２１３の頓死の予兆があると判断すると、ＬＤチップ２１３の頓死の予兆が検出されたことを示す検出情報を特性劣化検出制御部２４１へ出力する。

【0054】

図１−１，図１−２に示したＬＤ１１１は、たとえばＬＤチップ２１３によって実現することができる。図１−１，図１−２に示した制御部１１２は、たとえば駆動回路２１２および特性劣化検出制御部２４１によって実現することができる。図１−１，図１−２に示した分岐部１１４は、たとえば光ファイバ２２０の端面２２３によって実現することができる。図１−１，図１−２に示した受光部１１５は、たとえばＰＤチップ２３１によって実現することができる。図１−１，図１−２に示した算出部１１６は、たとえば閾値電流算出部２４２によって実現することができる。図１−１，図１−２に示した判定部１１７は、たとえば閾値電流記憶部２４３、変化量算出部２５１および特性判断部２５２によって実現することができる。

【0055】

なお、閾値電流記憶部２４３は、たとえばＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やフラッシュメモリなどの不揮発性メモリによって実現することができる。

【0056】

また、信号データ生成部２１１、駆動回路２１２、特性劣化検出制御部２４１、閾値電流算出部２４２、変化量算出部２５１および特性判断部２５２は、たとえばマイコン、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：中央処理装置）、ファームなどを用いた演算回路によって実現することができる。

【0057】

（光伝送装置を適用した通信システム）
図３−１は、光伝送装置を適用した通信システムの一例を示す図である。図３−１に示す通信システム３００は、ＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ：収容局側端末）と複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ：加入者側端末）とがカプラによって接続されたＰＯＮシステムである。図３−１に示す例では、通信システム３００は、ＯＬＴ３１０と、ＯＮＵ３２１〜３２４（Ａ〜Ｄ）と、伝送路３０２と、スプリッタ３０３と、を含む。

【0058】

ＯＬＴ３１０は、ＬＤ３１１と、光フィルタ３１２，３１３と、ＰＤ３１４と、を備えている。ＬＤ３１１は、たとえば波長λ１の下り光信号を生成して光フィルタ３１２へ出射する。光フィルタ３１２は、ＬＤ３１１から出射された波長λ１の下り光信号をＯＬＴ３１０から出射する。また、光フィルタ３１２は、ＯＬＴ３１０へ入射された光のうちの波長λ１以外の光を光フィルタ３１３へ出射する。

【0059】

光フィルタ３１３は、光フィルタ３１２から出射された光のうちの、たとえば波長λ２の上り光信号を抽出してＰＤ３１４へ出射する。ＰＤ３１４は、光フィルタ３１３から出射された波長λ２の上り光信号を受光し、受光した上り信号を出力する。

【0060】

伝送路３０２は、ＯＬＴ３１０から出射された波長λ１の下り光信号を通過させてスプリッタ３０３へ出射する。また、伝送路３０２は、スプリッタ３０３から出射された光を通過させてＯＬＴ３１０へ出射する。

【0061】

スプリッタ３０３は、伝送路３０２から出射された光をＮ（Ｎ＝２，３，４，…）分岐し、Ｎ本の経路へ出射する。また、スプリッタ３０３は、Ｎ本の経路から出射された光を合波して伝送路３０２へ出射する。たとえば、Ｎ本の経路からの各光には、ＯＮＵ３２１〜３２４を含む複数のＯＮＵからの波長λ２の上り光信号が含まれる。

【0062】

つぎに、ＯＮＵ３２２の構成について説明するが、ＯＮＵ３２１，３２３，３２４の構成についても同様である。ＯＮＵ３２２は、ＬＤ３３１と、光フィルタ３３２，３３３と、ＰＤ３３４と、を備えている。ＬＤ３３１は、波長λ２の上り光信号を生成して光フィルタ３３２へ出射する。光フィルタ３３２は、ＬＤ３３１から出射された波長λ２の上り光信号をＯＮＵ３２２から出射する。また、光フィルタ３３２は、ＯＮＵ３２２へ入射された光のうちの波長λ２以外の光を光フィルタ３３３へ出射する。

【0063】

光フィルタ３３３は、光フィルタ３３２から出射された光のうちの、波長λ１の下り光信号を抽出してＰＤ３３４へ出射する。ＰＤ３３４は、光フィルタ３３３から出射された波長λ１の下り光信号を受光し、受光した下り信号を出力する。

【0064】

ＯＮＵ３２１〜３２４のそれぞれは、たとえばＯＬＴ３１０から通知された送信期間によって自装置からの上りの光信号を送信する。これにより、ＯＮＵ３２１〜３２４から送信される各上り光信号は、互いに異なるタイミングとなる。このため、ＯＮＵ３２１〜３２４から送信される各上り光信号をＯＴＤＭ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：光時分割多重）によって伝送することができる。

【0065】

図２−１，図２−２に示した光伝送装置２００は、たとえばＬＤ３１１や、ＯＮＵ３２１〜３２４の少なくともいずれかのＬＤ３３１に適用することができる。以下、光伝送装置２００をＯＮＵ３２２のＬＤ３３１に適用する場合、または光伝送装置２００をＯＮＵ３２１〜３２４のそれぞれのＬＤ３３１に適用する場合について説明する。この場合は、図２−１，図２−２に示した光伝送装置２００は、送信期間情報をＯＬＴ３１０から受信することによって取得することができる。

【0066】

このように、通信システム３００のようなＰＯＮシステムにおいては、時間分割多重的にタイムスロットがＯＮＵ３２１〜３２４のそれぞれにアサインされ、ＯＮＵ３２１〜３２４が定められたタイミングで光信号を送信する。たとえば光伝送装置２００をＯＮＵ３２１〜３２４に適用する場合は、各ＯＮＵは、自装置が光信号を送信しない非送信期間を利用して自律的に故障の予兆を診断することができる。

【0067】

このとき、自装置が光信号を送信しない非送信期間であっても、他のＯＮＵは光信号を送信する場合があるため、他のＯＮＵからの光信号に影響を与えない程度の微弱な発光を与える極小電流がＬＤチップ２１３に印加される。

【0068】

（通信システムにおいて使用される各波長帯域）
図３−２は、通信システムにおいて使用される各波長帯域の一例を示す図である。図３−２において、横軸は波長を示している。図３−１に示した通信システム３００が１［Ｇｂｐｓ］のＧＥ−ＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ−ＰＯＮ）である場合は、通信システム３００においてはたとえば波長帯域３５１〜３５３が使用される。なお、Ｅｔｈｅｒｎｅｔは登録商標である。

【0069】

波長帯域３５１は、ＯＮＵ３２１〜３２４からＯＬＴ３１０へのアップストリームにおいて使用される帯域であり、上記の波長λ２に対応する。波長帯域３５２は、ＯＬＴ３１０からＯＮＵ３２１〜３２４へのダウンストリームにおいて使用される帯域であり、上記の波長λ１に対応する。波長帯域３５３は、ＯＬＴ３１０からＯＮＵ３２１〜３２４へビデオ信号において使用される帯域であり、上記の波長λ１に対応する。

【0070】

（ＯＬＴにおける上り光信号の受信タイミング）
図４−１は、ＯＬＴにおける上り光信号の受信タイミングの一例を示す図である。図４−１において、横軸は時間［ｓ］を示し、縦軸はＯＬＴ３１０における受信光パワー［ｄＢｍ］を示している。横軸におけるバースト区間Ｔ１，Ｔ２，…，Ｔｎのそれぞれは、ＯＮＵ３２１〜３２４が光信号を送信する一連の区間を示している。

【0071】

バースト区間Ｔ１は、送信区間Ｔ１ｄ，Ｔ１ｃ，Ｔ１ｂ，Ｔ１ａを含んでいる。送信区間Ｔ１ｄ，Ｔ１ｃ，Ｔ１ｂ，Ｔ１ａは、バースト区間Ｔ１においてそれぞれＯＮＵ３２１〜３２４が光信号を送信する区間を示している。光信号Ｄ１ｄ，Ｄ１ｃ，Ｄ１ｂ，Ｄ１ａは、それぞれ送信区間Ｔ１ｄ，Ｔ１ｃ，Ｔ１ｂ，Ｔ１ａにおいてＯＮＵ３２１〜３２４が送信する光信号を示している。

【0072】

同様に、バースト区間Ｔｎ（ｎ＝１，２，３，…）は、区間Ｔｎｄ，Ｔｎｃ，Ｔｎｂ，Ｔｎａを含んでいる。区間Ｔｎｄ，Ｔｎｃ，Ｔｎｂ，Ｔｎａは、バースト区間ＴｎにおいてそれぞれＯＮＵ３２１〜３２４が光信号を送信する区間を示している。光信号Ｄｎｄ，Ｄｎｃ，Ｄｎｂ，Ｄｎａは、それぞれ区間Ｔｎｄ，Ｔｎｃ，Ｔｎｂ，ＴｎａにおいてＯＮＵ３２１〜３２４が送信する光信号を示している。

【0073】

（ＬＤチップを微弱発光させるタイミング）
図４−２は、ＬＤチップを微弱発光させるタイミングの例１を示す図である。図４−２において、図４−１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図４−２において、横軸は時間［ｓ］を示し、縦軸はＯＮＵ３２３（Ｃ）における送信光パワー［ｄＢｍ］を示している。図４−１に示したように、ＯＮＵ３２３は送信区間Ｔ１ｃ，Ｔ２ｃ，…，Ｔｎｃにおいて光信号Ｄ１ｃ，Ｄ２ｃ，…，Ｄｎｃを送信する。

【0074】

また、ＯＮＵ３２３は、たとえば、バースト区間Ｔ１，Ｔ２，…，Ｔｎの間の区間の前半においてＬＤチップ２１３を微弱発光させる。微弱光Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は、ＬＤチップ２１３を微弱発光させることにより出射された光である。微弱光Ｓ１は微弱光Ｓ２よりパワーが低く、微弱光Ｓ３は微弱光Ｓ２よりパワーが高い。これにより、ＯＮＵ３２３は、ＯＮＵ３２３が光信号を送信する送信区間Ｔ１ｃ，Ｔ２ｃ，…，Ｔｎｃとは異なる期間において、ＬＤチップ２１３を異なるパワーで複数回、微弱発光させることができる。

【0075】

そして、ＯＮＵ３２３は、微弱光Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３のパワーをモニタすることにより、ＯＮＵ３２３のＬＤチップ２１３の閾値電流を算出する。また、微弱光Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は、たとえば光信号Ｄ１ｃ，Ｄ２ｃ，…，Ｄｎｃに比べて２０［ｄＢ］程度低いパワーである。これにより、通信への影響を抑えつつＯＮＵ３２３のＬＤチップ２１３の閾値電流を算出することができる。

【0076】

図４−３は、ＬＤチップを微弱発光させるタイミングの例２を示す図である。図４−３において、図４−２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図４−３に示すように、ＯＮＵ３２３は、バースト区間Ｔ１，Ｔ２，…，Ｔｎの間の区間の後半においてＬＤチップ２１３を微弱発光させてもよい。

【0077】

図４−４は、ＬＤチップを微弱発光させるタイミングの例３を示す図である。図４−４において、図４−３に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図４−４に示すように、ＯＮＵ３２３は、他のＯＮＵが光信号を送信する送信区間においてＬＤチップ２１３を微弱発光させてもよい。

【0078】

図４−４に示す例では、ＯＮＵ３２３は、ＯＮＵ３２４（Ｄ）が光信号を送信する区間Ｔ１ｄ，Ｔ２ｄ，…，ＴｎｄにおいてＬＤチップ２１３を微弱発光させている。この場合も、微弱光Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３のパワーは微弱であるため、ＯＮＵ３２３の通信への影響を抑えつつＯＮＵ３２３のＬＤチップ２１３の閾値電流を算出することができる。

【0079】

図４−５は、ＬＤチップを微弱発光させるタイミングの例４を示す図である。図４−５において、図４−４に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図４−２〜図４−４においては、ＯＮＵ３２３がバースト区間Ｔ１，Ｔ２，…，Ｔｎのそれぞれに対応してＬＤチップ２１３を微弱発光させる場合について説明した。

【0080】

これに対して、図４−５に示すように、ＯＮＵ３２３は、バースト区間Ｔ１，Ｔ２，…，Ｔｎのうちの一部のバースト区間に対応してＬＤチップ２１３を微弱発光させてもよい。図４−５に示す例では、ＯＮＵ３２３は、バースト区間Ｔ１においてはＬＤチップ２１３を微弱発光させる一方、バースト区間Ｔ２においてはＬＤチップ２１３を微弱発光させていない。

【0081】

図４−６は、ＬＤチップを微弱発光させるタイミングの例５を示す図である。図４−６において、図４−５に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図４−２〜図４−４においては、ＯＮＵ３２３がバースト区間Ｔ１，Ｔ２，…，Ｔｎのそれぞれのバースト区間に対応してＬＤチップ２１３を複数回（たとえば３回）ずつ微弱発光させる場合について説明した。

【0082】

これに対して、図４−６に示すように、ＯＮＵ３２３は、バースト区間Ｔ１，Ｔ２，…，Ｔｎのそれぞれに対応してＬＤチップ２１３を１回ずつ微弱発光させてもよい。図４−６に示す例では、ＯＮＵ３２３は、バースト区間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３に対応してそれぞれ微弱光Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を出力している。

【0083】

図４−７は、ＬＤチップを微弱発光させるタイミングの例６を示す図である。図４−７において、図４−１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図４−７においてはバースト区間Ｔ１について説明するが、バースト区間Ｔ２，…，Ｔｎについても同様である。図４−７に示すガードタイムＧＴ１，ＧＴ２，ＧＴ３は、送信区間Ｔ１ｄ，Ｔ１ｃ，Ｔ１ｂ，Ｔ１ａの間に設けられ、ＯＮＵ３２１〜３２４のいずれからも光信号が送信されない区間である。

【0084】

図４−７に示すように、ＯＮＵ３２３は、ガードタイムＧＴ１，ＧＴ２，ＧＴ３においてＬＤチップ２１３を微弱発光させてもよい。図４−７に示す例では、ＯＮＵ３２３は、ガードタイムＧＴ１，ＧＴ２，ＧＴ３のそれぞれにおいて微弱光Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を出力している。

【0085】

図４−８は、ＬＤチップを微弱発光させるタイミングの例７を示す図である。図４−８において、図４−１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。光伝送装置２００をＯＮＵ３２１〜３２４のそれぞれに適用する場合は、ＯＮＵ３２１〜３２４のそれぞれは、他のＯＮＵが光信号を送信する送信区間、またはいずれのＯＮＵも光信号を送信しない区間においてＬＤチップ２１３を微弱発光させる。

【0086】

図４−８に示す例では、ＯＮＵ３２１（Ａ）は、ＯＮＵ３２２（Ｂ）が光信号を送信する区間Ｔ１ｂ，Ｔ２ｂ，…，ＴｎｂにおいてＬＤチップ２１３を微弱発光させている。ＯＮＵ３２２（Ｂ）は、ＯＮＵ３２３（Ｃ）が光信号を送信する区間Ｔ１ｃ，Ｔ２ｃ，…，ＴｎｃにおいてＬＤチップ２１３を微弱発光させている。ＯＮＵ３２３（Ｃ）は、ＯＮＵ３２４（ｄ）が光信号を送信する区間Ｔ１ｄ，Ｔ２ｄ，…，ＴｎｄにおいてＬＤチップ２１３を微弱発光させている。ＯＮＵ３２４（Ｄ）は、バースト区間Ｔ１，Ｔ２，…，Ｔｎの間の区間の後半においてＬＤチップ２１３を微弱発光させている。

【0087】

図４−２〜図４−８に示すように、ＯＮＵ３２１〜３２４のうちの光伝送装置２００が適用されたＯＮＵは、自装置が光信号を送信しない期間においてＰＤチップ２３１を微弱発光させる。これにより、自装置および他のＯＮＵによる通信への影響を抑えつつ、ＬＤチップ２１３の頓死を予測することができる。

【0088】

また、異なる大きさの駆動電流を断続的に入力して断続的な微弱光Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を出力する場合について説明したが、異なる大きさの駆動電流を連続的に入力して連続した微弱光Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を出力する構成としてもよい。

【0089】

（ＬＤにおける駆動電流と出力パワーの関係）
図５は、ＬＤにおける駆動電流と出力パワーの関係の一例を示すグラフである。図５において、横軸はＬＤチップ２１３へ入力される駆動電流［ｍＡ］を示し、縦軸はＬＤチップ２１３から出力される光のパワー（ＬＤ光出力パワー）［ｍＷ］を示している。

【0090】

発光特性５０１〜５０５は、それぞれＬＤチップ２１３の異なる劣化度合いにおける、ＬＤチップ２１３の駆動電流に対する光出力パワーの特性を示している。発光特性５０１は、ＬＤチップ２１３の劣化が最も小さい場合の発光特性である。発光特性５０５はＬＤチップ２１３の劣化が進み頓死に至った場合の発光特性である。発光特性５０１〜５０５に示すように、ＬＤチップ２１３は、劣化が進むほど、入力される駆動電流に対する光出力パワーの比が小さくなる。

【0091】

閾値電流Ｉｔｈ１〜Ｉｔｈ５は、それぞれ発光特性５０１〜５０５における、ＬＤチップ２１３が発光する最小の駆動電流を示している。閾値電流Ｉｔｈ１〜Ｉｔｈ５に示すように、ＬＤチップ２１３の閾値電流は、ＬＤチップ２１３の劣化が進むほど高くなる。

【0092】

（ＬＤにおける閾値電流の変化）
図６は、ＬＤにおける閾値電流の変化の一例を示すグラフである。図６において、横軸は時間［ｈ］を示し、縦軸はＬＤチップ２１３の閾値電流Ｉｔｈ［ｍＡ］を示している。閾値電流変化６０１は、ＬＤチップ２１３が頓死せずに徐々に劣化する場合のＬＤチップ２１３の閾値電流の変化を示している。閾値電流変化６０２は、ＬＤチップ２１３が頓死する場合のＬＤチップ２１３の閾値電流の変化を示している。

【0093】

閾値電流変化６０２に示すように、ＬＤチップ２１３が頓死する場合は、ＬＤチップ２１３の閾値電流が急激に増加する。このため、光伝送装置２００は、閾値電流変化６０２の所定期間Ｔにおける閾値電流の変化量ΔＩｔｈを算出し、変化量ΔＩｔｈを所定値と比較することによってＬＤチップ２１３の頓死の予兆を検出することができる。

【0094】

（閾値電流の算出）
図７は、閾値電流の算出を示すグラフである。図７において、横軸はＬＤチップ２１３へ入力される駆動電流［ｍＡ］を示し、縦軸はＬＤチップ２１３から出力される光のパワー（ＬＤ光出力パワー）［ｍＷ］を示している。

【0095】

図７に示す例では、光伝送装置２００は、非送信期間において、ＬＤチップ２１３を駆動電流Ｐ１〜Ｐ３（Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３）で微弱発光させることにより、ＬＤチップ２１３から微弱光Ｓ１〜Ｓ３（図４−２〜図４−８参照）を出射させるとする。

【0096】

モニタ結果７１１〜７１３は、第１の非送信期間において、それぞれＬＤチップ２１３を駆動電流Ｐ１〜Ｐ３で微弱発光させた場合に受光電流モニタ２３２によってモニタされたＬＤチップ２１３の光出力パワーである。

【0097】

光伝送装置２００は、駆動電流Ｐ１〜Ｐ３およびモニタ結果７１１〜７１３に基づいて、第１の非送信期間におけるＬＤチップ２１３の発光特性７１０を外挿等により算出する。また、光伝送装置２００は、算出した発光特性７１０に基づいて、第１の非送信期間におけるＬＤチップ２１３の閾値電流Ｉｔｈ１を算出する。

【0098】

モニタ結果７２１〜７２３は、第１の非送信期間より後の第２の非送信期間において、それぞれＬＤチップ２１３を駆動電流Ｐ１〜Ｐ３で微弱発光させた場合に受光電流モニタ２３２によってモニタされたＬＤチップ２１３の光出力パワーである。

【0099】

光伝送装置２００は、駆動電流Ｐ１〜Ｐ３およびモニタ結果７２１〜７２３に基づいて、第２の非送信期間におけるＬＤチップ２１３の発光特性７２０を外挿等により算出する。また、光伝送装置２００は、算出した発光特性７２０に基づいて、第２の非送信期間におけるＬＤチップ２１３の閾値電流Ｉｔｈ２を算出する。

【0100】

そして、光伝送装置２００は、算出した閾値電流Ｉｔｈ１と閾値電流Ｉｔｈ２とを比較することによってＬＤチップ２１３の頓死の予兆を検出する。たとえば、光伝送装置２００は、Ｉｔｈ２−Ｉｔｈ１≧Ｉｔｈ１／１０である場合にＬＤチップ２１３の頓死の予兆があると判断し、Ｉｔｈ１−Ｉｔｈ２＜Ｉｔｈ１／１０である場合にＬＤチップ２１３の頓死の予兆がないと判断する。

【0101】

すなわち、光伝送装置２００は、閾値電流Ｉｔｈ１と閾値電流Ｉｔｈ２との差が、閾値電流Ｉｔｈ１に応じた所定値を超えるか否かによってＬＤチップ２１３の頓死の予兆を検出する。これにより、ＬＤチップ２１３の頓死を精度よく予測することができる。

【0102】

（ＬＤチップの構成）
図８−１は、ＬＤチップの構成の一例を示す図である。図８−２は、図８−１に示したＬＤチップの構成における光および電気信号の流れの一例を示す図である。図８−１，図８−２において、図２−１，図２−２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。

【0103】

図８−１，図８−２に示すように、ＬＤチップ２１３は、たとえば、３つの活性層を有するＬＤチップである。信号電極８１１〜８１３は、光フィルタ３１３の３つの活性層に対応するアノード（またはカソード）電極である。

【0104】

駆動回路２１２は、たとえば、信号電極８１１〜８１３のいずれかに駆動電流を入力することにより、ＬＤチップ２１３が有する活性層のうちのいずれかを発光させる。この場合は、図８−１，図８−２に示すように、ＬＤチップ２１３と光ファイバ２２０との間にレンズアレイ８２０および集光レンズ８３０を設けてもよい。

【0105】

レンズアレイ８２０は、マイクロレンズ８２１〜８２３を有する。マイクロレンズ８２１〜８２３は、それぞれＬＤチップ２１３が有する３つの活性層に対応して設けられ、対応する活性層から出射される光をコリメートして集光レンズ８３０へ出射する。集光レンズ８３０は、マイクロレンズ８２１〜８２３から出射される各光を光ファイバ２２０へ集光させる。

【0106】

または、レンズアレイ８２０および集光レンズ８３０に代えて、ＬＤチップ２１３の３つの活性層から出射される各光が通過する位置においてレンズ収差が抑えられている非球面レンズ等を用いて各光を光ファイバ２２０へ集光させてもよい。

【0107】

（駆動回路およびＬＤチップの構成）
図９−１は、駆動回路およびＬＤチップの構成の一例を示す図である。図９−２は、図９−１に示した駆動回路およびＬＤチップの構成における光および電気信号の流れの一例を示す図である。図９−１，図９−２において、図８−１，図８−２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。

【0108】

図９−１，図９−２に示すように、駆動回路２１２は、たとえば、電源９１１と、ドライバ回路９１２と、電気スイッチ回路９１３と、を備える。電源９１１は、駆動電流を生成するための電源を供給する。ドライバ回路９１２は、電源９１１によって供給される電源を用いて、入力された信号データまたは発光指示情報に応じた駆動電流を生成する。そして、ドライバ回路９１２は、生成した駆動電流を電気スイッチ回路９１３へ出力する。

【0109】

電気スイッチ回路９１３は、ドライバ回路９１２から出力された駆動電流を、ＬＤチップ２１３の信号電極８１１〜８１３のいずれかへ印加する。また、電気スイッチ回路９１３は、切替指示情報が入力されると、信号電極８１１〜８１３のうちの駆動電流を印加する信号電極を切替える。

【0110】

ＬＤチップ２１３は、信号電極８１１〜８１３と、活性層９３１〜９３３と、接地電極９４０と、を有する。信号電極８１１〜８１３は、ＬＤチップ２１３の一面に設けられている。信号電極８１１〜８１３には、駆動回路２１２からの駆動電流が印加される。接地電極９４０は、ＬＤチップ２１３における、信号電極８１１〜８１３が設けられた面とは反対側の面に設けられている。

【0111】

活性層９３１〜９３３は、それぞれ信号電極８１１〜８１３と接地電極９４０との間に設けられている。そして、活性層９３１〜９３３は、それぞれ信号電極８１１〜８１３に印加された駆動電流に応じてシングル発光する。活性層９３１〜９３３から出射される各光は、たとえば図８−１，図８−２に示したレンズアレイ８２０へ入射される。このように、図９−１，図９−２に示すＬＤチップ２１３においては、信号電極８１１〜８１３と、活性層９３１〜９３３と、接地電極９４０と、によって３つのＬＤが形成されている。

【0112】

（電気スイッチ回路の構成）
図１０−１は、電気スイッチ回路の構成の一例を示す図である。図９−１，図９−２に示した電気スイッチ回路９１３は、たとえば、図１０−１に示すように、入力端子１０１１，１０１２と、切替回路１０１３と、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ３と、抵抗Ｒ１〜Ｒ３と、を備える。

【0113】

入力端子１０１１には、ドライバ回路９１２（たとえば図９−１，図９−２参照）から出力された駆動電流が入力される。入力端子１０１２には、特性劣化検出制御部２４１（たとえば図２−１，図２−２参照）からの切替指示情報が入力される。

【0114】

トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ３は、たとえばＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：電界効果トランジスタ）によって実現することができる。トランジスタＴｒ１は、ゲートが切替回路１０１３に接続され、ドレインが入力端子１０１１に接続され、ソースが抵抗Ｒ１に接続されている。トランジスタＴｒ２は、ゲートが切替回路１０１３に接続され、ドレインが入力端子１０１１に接続され、ソースが抵抗Ｒ２に接続されている。トランジスタＴｒ３は、ゲートが切替回路１０１３に接続され、ドレインが入力端子１０１１に接続され、ソースが抵抗Ｒ３に接続されている。

【0115】

抵抗Ｒ１は、一端がトランジスタＴｒ１に接続され、他端が電極１０３１に接続されている。抵抗Ｒ２は、一端がトランジスタＴｒ２に接続され、他端が電極１０３２に接続されている。抵抗Ｒ３は、一端がトランジスタＴｒ３に接続され、他端が電極１０３３に接続されている。

【0116】

図１０−１に示す電極１０３１〜１０３３は、それぞれ図９−１，図９−２等に示した信号電極８１１〜８１３に対応する。ＬＤ１０４１〜１０４３は、それぞれ図９−１，図９−２に示した活性層９３１〜９３３に対応する。グランド１０４０は、図９−１，図９−２に示した接地電極９４０に対応する。

【0117】

切替回路１０１３は、入力端子１０１２から入力された切替指示情報に応じて、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ３のゲートに印加する電圧を切り替える。つぎに、切替回路１０１３の動作について説明する。

【0118】

図１０−２は、電気スイッチ回路の切替回路の動作の一例を示す図である。図１０−１に示した電気スイッチ回路９１３の切替回路１０１３は、たとえば図１０−２に示す状態テーブル１０５０にしたがって動作する。

【0119】

状態テーブル１０５０においては、「状態１」、「状態２」、「状態３」のそれぞれに、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ３のゲートへ印加する電圧が対応付けられている。状態テーブル１０５０において、「Ｈ」は印加する電圧がＨｉｇｈ（オン）であることを示し、「Ｌ」は印加する電圧がＬｏｗ（オフ）であることを示している。

【0120】

たとえば、切替回路１０１３は、初期状態として「状態１」に設定されているとする。この場合は、切替回路１０１３は、トランジスタＴｒ１のゲートに印加する電圧をＨｉｇｈにし、トランジスタＴｒ２，Ｔｒ３のゲートに印加する電圧をＬｏｗにする。これにより、入力端子１０１１へ入力された駆動電流が電極１０３１に印加され、ＬＤ１０４１（活性層９３１）が発光する。

【0121】

また、切替回路１０１３は、「状態１」において入力端子１０１２から切替指示情報が入力されると「状態２」へ移行する。この場合は、切替回路１０１３は、トランジスタＴｒ２のゲートに印加する電圧をＨｉｇｈにし、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ３のゲートに印加する電圧をＬｏｗにする。これにより、入力端子１０１１へ入力された駆動電流が電極１０３２に印加され、ＬＤ１０４２（活性層９３２）が発光する。

【0122】

また、切替回路１０１３は、「状態２」において入力端子１０１２から切替指示情報が入力されると「状態３」へ移行する。この場合は、切替回路１０１３は、トランジスタＴｒ３のゲートに印加する電圧をＨｉｇｈにし、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のゲートに印加する電圧をＬｏｗにする。これにより、入力端子１０１１へ入力された駆動電流が電極１０３３に印加され、ＬＤ１０４３（活性層９３３）が発光する。

【0123】

これにより、電気スイッチ回路９１３は、ドライバ回路９１２から出力された駆動電流をＬＤチップ２１３の信号電極８１１〜８１３のいずれかへ印加するとともに、切替指示情報が入力されると駆動電流を印加する信号電極を切り替えることができる。

【0124】

（実施の形態２にかかる光伝送装置の動作）
図１１は、実施の形態２にかかる光伝送装置の動作の一例を示すフローチャートである。光伝送装置２００は、たとえば以下の各ステップを実行する。まず、光伝送装置２００は、所定の検査発光期間になったか否かを判断し（ステップＳ１１０１）、検査発光期間になるまで待つ（ステップＳ１１０１：Ｎｏのループ）。

【0125】

検査発光期間は、光伝送装置２００が光信号を送信しない非送信期間であって、かつ周期的な期間である。たとえば、光伝送装置２００は、取得した送信期間情報が示す送信期間とは異なる非送信期間の中から周期的な期間を検査発光期間として選択する。

【0126】

ステップＳ１１０１において、検査発光期間になると（ステップＳ１１０１：Ｙｅｓ）、光伝送装置２００は、異なる駆動電流でＬＤチップ２１３を複数回、微弱発光させて、ＬＤチップ２１３の出力光パワーをモニタする（ステップＳ１１０２）。つぎに、光伝送装置２００は、ステップＳ１１０２によるモニタ結果に基づいてＬＤチップ２１３の閾値電流を算出する（ステップＳ１１０３）。

【0127】

つぎに、光伝送装置２００は、ステップＳ１１０３によって算出した閾値電流を閾値電流記憶部２４３へ記憶する（ステップＳ１１０４）。つぎに、光伝送装置２００は、前回の一連の動作において算出した閾値電流が閾値電流記憶部２４３に記憶されているか否かを判断する（ステップＳ１１０５）。前回の閾値電流が記憶されていない場合（ステップＳ１１０５：Ｎｏ）は、光伝送装置２００は、ステップＳ１１０１へ戻る。

【0128】

ステップＳ１１０５において、前回の閾値電流が記憶されている場合（ステップＳ１１０５：Ｙｅｓ）は、光伝送装置２００は、ステップＳ１１０６へ移行する。すなわち、光伝送装置２００は、閾値電流記憶部２４３に記憶された前回の閾値電流から、ステップＳ１１０３によって算出された閾値電流への変化量を算出する（ステップＳ１１０６）。

【0129】

つぎに、光伝送装置２００は、ステップＳ１１０６によって算出された閾値電流の変化量が所定値を超えたか否かを判断する（ステップＳ１１０７）。閾値電流の変化量が所定値を超えていない場合（ステップＳ１１０７：Ｎｏ）は、ＬＤチップ２１３の現在発光している活性装置に頓死の予兆がないと判断することができる。この場合は、光伝送装置２００は、ステップＳ１１０１へ戻る。

【0130】

ステップＳ１１０７において、閾値電流の変化量が所定値を超えた場合（ステップＳ１１０７：Ｙｅｓ）は、ＬＤチップ２１３の現在発光している活性装置に頓死の予兆があると判断することができる。この場合は、光伝送装置２００は、ＬＤチップ２１３に頓死の予兆があることを保守者へ通知するアラームを出力する（ステップＳ１１０８）。

【0131】

また、光伝送装置２００は、光伝送装置２００の光信号の非送信期間になったか否かを判断し（ステップＳ１１０９）、非送信期間になるまで待つ（ステップＳ１１０９：Ｎｏのループ）。非送信期間になると（ステップＳ１１０９：Ｙｅｓ）、光伝送装置２００は、ＬＤチップ２１３の活性層のうちの発光させる活性層を切り替える（ステップＳ１１１０）。つぎに、光伝送装置２００は、閾値電流記憶部２４３に記憶されている閾値電流を消去し（ステップＳ１１１１）、ステップＳ１１０１へ戻る。

【0132】

以上の各ステップにより、光伝送装置２００は、光伝送装置２００の非送信期間においてＬＤチップ２１３の閾値電流を周期的に測定し、測定した閾値電流の変化量が所定値を超えた場合にアラームを出力することができる。また、光伝送装置２００は、測定した閾値電流の変化量が所定値を超えた場合に、ＬＤチップ２１３の活性層のうちの発光させる活性層を切り替えることができる。また、光信号を送信しない期間において活性層を切り替えることにより、光信号の送信が途切れることを回避することができる。

【0133】

（ＬＤチップおよびＰＤチップの構成）
図１２−１は、ＬＤチップおよびＰＤチップの構成の一例を示す図である。図１２−１において、図２−１，図２−２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１２−１に示すように、ＬＤチップ２１３およびＰＤチップ２３１は、ＬＤ−ＣＡＮ１２１０のパッケージ内に設けられていてもよい。

【0134】

また、レンズ２１４は、ＬＤチップ２１３から出射された光と、ＰＤチップ２３１へ入射される光と、の両方を通過させるレンズであってもよい。または、ＬＤチップ２１３から出射された光を通過させるレンズ２１４とは別に、ＰＤチップ２３１へ入射される光を通過させるレンズを設けてもよい。

【0135】

図１２−２は、ＬＤチップおよびＰＤチップの構成の他の例を示す図である。図１２−２において、図２−１，図２−２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１２−２に示すように、ＬＤチップ２１３およびＰＤチップ２３１は、それぞれＣＡＮパッケージであるＬＤ−ＣＡＮ１２２１およびＰＤ−ＣＡＮ１２２２によって実現されてもよい。

【0136】

また、レンズ２１４は、ＬＤ−ＣＡＮ１２２１から出射された光と、ＰＤ−ＣＡＮ１２２２へ入射される光と、の両方を通過させるレンズであってもよい。または、ＬＤ−ＣＡＮ１２２１から出射された光を通過させるレンズ２１４とは別に、ＰＤ−ＣＡＮ１２２２へ入射される光を通過させるレンズを設けてもよい。

【0137】

このように、実施の形態２にかかる光伝送装置２００によれば、光信号を送信しない周期的な期間において駆動電流の大きさを変えながらＬＤチップ２１３を微弱発光させてＬＤチップ２１３の閾値電流を計測し、閾値電流の急激な変化を検出することができる。これにより、光通信の運用を止めずにＬＤチップ２１３の頓死の予兆の有無を判定することができる。

【0138】

光信号の送信に使用中のＬＤが頓死すると、光信号の送信が途絶えてシステムダウンとなる。この場合は、たとえば、光伝送装置１１０の保守者が光伝送装置１１０を点検してＬＤの頓死を特定した後、光伝送装置１１０を交換することによって復旧が行われる。このため、復旧までに時間およびコストがかかる。これに対して、光伝送装置１１０によれば、ＬＤの頓死を予兆がある場合に使用するＬＤを切り替えることによりシステムダウンを回避することができる。

【0139】

また、頓死の予兆の検出を簡単な構成によって実現することができる。これにより、たとえば通信システム３００のようなＰＯＮシステムの安価性を維持しつつ、顧客の希望に合わせてフレキシブルに高信頼性サービスを提供することが可能になる。

【0140】

なお、実施の形態２にかかる光伝送装置２００において、ＬＤチップ２１３の閾値電流に基づいて頓死の予兆の有無を判断する場合について説明した。これに対して、ＬＤチップ２１３の閾値電流に加えて、たとえばＬＤチップ２１３の電流・電圧モニタ値、逆微小バイアス時電流、フロント光の光出力パワー、バック光の光出力パワー、フロント光とバック光との光出力パワーの比なども加味して判断してもよい。

【0141】

（実施の形態３）
実施の形態３について、実施の形態２と異なる部分について説明する。

【0142】

図１３−１は、実施の形態３にかかる光伝送装置の構成の一例を示す図である。図１３−２は、図１３−１に示した光伝送装置の構成における光および電気信号の流れの一例を示す図である。図１３−１，図１３−２において、図２−１，図２−２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。

【0143】

図１３−１，図１３−２に示すように、実施の形態３にかかる光伝送装置２００は、図２−１，図２−２に示した光伝送装置２００の構成に加えて、温度センサ１３０１と、温度補正用データベース１３０２と、を備える。

【0144】

温度センサ１３０１は、ＬＤチップ２１３の付近に設けられ、ＬＤチップ２１３の温度を測定する。そして、温度センサ１３０１は、測定した温度を示す温度情報を閾値電流算出部２４２へ出力する。温度センサ１３０１は、たとえば、ダイオードの順方向電圧をモニタする構成やサーミスタなどで実現することができる。

【0145】

温度補正用データベース１３０２は、閾値電流算出部２４２において、ＬＤチップ２１３の温度に基づいて補正した閾値電流を算出するための温度補正用データベースである。温度補正用データベースについては後述する（たとえば図１５，図１７）。温度補正用データベース１３０２は、たとえばＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリなどの不揮発性メモリによって実現することができる。

【0146】

（駆動電流に対するＬＤ光出力パワーの温度特性）
図１４は、駆動電流に対するＬＤ光出力パワーの温度特性の一例を示すグラフである。図１４において、横軸はＬＤチップ２１３へ入力される駆動電流［ｍＡ］を示し、縦軸はＬＤチップ２１３から出力される光のパワー（ＬＤ光出力パワー）［ｍＷ］を示している。発光特性１４０１〜１４０３は、それぞれＬＤチップ２１３の温度が１０［ｄｅｇＣ］、２５［ｄｅｇＣ］、８５［ｄｅｇＣ］である場合における、ＬＤチップ２１３の駆動電流に対する光出力パワーの特性を示している。

【0147】

発光特性１４０１〜１４０３に示すように、ＬＤチップ２１３は、温度が高いほど、入力される駆動電流に対する光出力パワーの比が小さくなる。このように、ＬＤチップ２１３の駆動電流に対する光出力パワー（効率）は、環境温度によって変化する。これに対して、光伝送装置２００は、ＬＤチップ２１３の温度に基づいて補正した閾値電流を算出することにより、ＬＤチップ２１３の温度変動による閾値電流の変化と区別して、ＬＤチップ２１３の劣化による閾値電流の変化を監視することができる。これにより、ＬＤチップ２１３の頓死の予兆を精度よく予測することができる。

【0148】

（温度に応じて補正した閾値電流の算出例１）
図１５は、温度補正用データベースの一例を示す図である。図１３−１，図１３−２に示した温度補正用データベース１３０２は、たとえば、ＬＤチップ２１３の活性層ごとに、図１５に示す温度補正用テーブル１５００を含む。

【0149】

温度補正用テーブル１５００は、ＬＤチップ２１３へ入力される駆動電流［ｍＡ］と、ＬＤチップ２１３から出射される光のパワー［ｍＷ］（光パワー）と、ＬＤチップ２１３の温度［ｄｅｇＣ］と、のＬＤチップ２１３の初期状態における対応を示している。なお、温度補正用テーブル１５００に含まれる各温度は、ＬＤチップ２１３の運用時の実用的な温度範囲の各温度であればよい。

【0150】

図１６は、温度により補正した閾値電流の算出の一例を示す図である。図１６において、横軸はＬＤチップ２１３へ入力される駆動電流［ｍＡ］を示し、縦軸はＬＤチップ２１３から出射される光のパワー［ｍＷ］（光パワー）を示している。

【0151】

モニタ結果１６１１は、ＬＤチップ２１３の温度が５０［ｄｅｇＣ］であるときの、駆動電流Ｉ１における光パワーの測定結果Ｐ１を示している。閾値電流算出部２４２は、図１５に示した温度補正用テーブル１５００において、５０［ｄｅｇＣ］と駆動電流Ｉ１との組み合わせに対応する光パワーを取得する。たとえば駆動電流Ｉ１が２［ｍＡ］である場合は、温度補正用テーブル１５００において５０［ｄｅｇＣ］と２［ｍＡ］との組み合わせに対応する光パワーはＡ２となる。

【0152】

また、閾値電流算出部２４２は、５０［ｄｅｇＣ］と駆動電流Ｉ１との組み合わせに対応する光パワーが温度補正用テーブル１５００にない場合は、温度補正用テーブル１５００の各データの線形近似等を用いて、対応する光パワーを取得する。

【0153】

また、閾値電流算出部２４２は、温度補正用テーブル１５００において、あらかじめ定められた規定温度と駆動電流Ｉ１との組み合わせに対応する光パワーを取得する。たとえば規定温度が６０［ｄｅｇＣ］であり駆動電流Ｉ１が２［ｍＡ］である場合は、温度補正用テーブル１５００において６０［ｄｅｇＣ］と２［ｍＡ］との組み合わせに対応する光パワーはＡ３となる。

【0154】

また、閾値電流算出部２４２は、規定温度と駆動電流Ｉ１との組み合わせに対応する光パワーが温度補正用テーブル１５００にない場合は、温度補正用テーブル１５００の各データの線形近似等を用いて対応する光パワーを取得する。

【0155】

そして、閾値電流算出部２４２は、取得した光パワーＡ２，Ａ３の比である（Ａ３／Ａ２）を、測定した光パワーＰ１に乗ずることにより、モニタ結果１６１１を温度に応じて補正することができる。補正値１６２１は、モニタ結果１６１１を温度に応じて補正した値である。

【0156】

モニタ結果１６１２は、ＬＤチップ２１３の温度が５０［ｄｅｇＣ］であるときの、駆動電流Ｉ２（＞Ｉ１）における光パワーの測定結果Ｐ２を示している。閾値電流算出部２４２は、モニタ結果１６１２についてもモニタ結果１６１１と同様に温度に応じて補正する。補正値１６２２は、モニタ結果１６１２を温度に応じて補正した値である。

【0157】

閾値電流算出部２４２は、モニタ結果１６１１，１６１２を温度に応じて補正した補正値１６２１，１６２２に基づくＬＤチップ２１３の発光特性１６２０を外挿等により算出する。また、閾値電流算出部２４２は、算出した発光特性１６２０に基づいてＬＤチップ２１３の閾値電流Ｉｔｈを算出する。

【0158】

このように、閾値電流算出部２４２は、ＬＤチップ２１３における駆動電流と出力光の強度との関係をＬＤチップ２１３の温度ごとに示す温度補正用テーブル１５００と、温度センサ１３０１によって測定された温度と、に基づいて補正した閾値電流を算出する。

【0159】

（温度に応じて補正した閾値電流の算出例２）
図１７は、温度補正用データベースの他の例を示す図である。図１３−１，図１３−２に示した温度補正用データベース１３０２は、たとえば、ＬＤチップ２１３の活性層ごとに、図１７に示す温度補正用テーブル１７００を含んでいてもよい。温度補正用テーブル１７００は、ＬＤチップ２１３の温度［ｄｅｇＣ］と、ＬＤチップ２１３の閾値電流と、のＬＤチップ２１３の初期状態における対応を示している。

【0160】

図１８は、温度により補正した閾値電流の算出の他の例を示す図である。図１８において、横軸はＬＤチップ２１３の温度［ｄｅｇＣ］を示し、縦軸はＬＤチップ２１３の閾値電流［ｍＡ］を示している。

【0161】

閾値特性１８１０は、図１７に示した温度補正用テーブル１７００が示す、ＬＤチップ２１３の温度に対する閾値電流の特性を示している。閾値電流１８２１は、ＬＤチップ２１３の温度が５０［ｄｅｇＣ］（測定温度）であるときの、駆動電流および光パワーの測定結果に基づく閾値電流の算出結果（Ｉｔｈ１）を示している。

【0162】

閾値電流算出部２４２は、閾値特性１８１０の５０［ｄｅｇＣ］における閾値電流（Ｉｔｈ２）と、閾値電流１８２１が示す閾値電流（Ｉｔｈ１）と、の差（Ｉｔｈ１−Ｉｔｈ２）を算出する。そして、閾値電流算出部２４２は、算出した閾値電流の差を閾値特性１８１０に加算した閾値特性１８２０を得る。つぎに、閾値電流算出部２４２は、閾値特性１８２０において規定温度に対応する閾値電流１８２２を求めることにより、温度に応じて補正した閾値電流を算出する。

【0163】

このように、閾値電流算出部２４２は、ＬＤチップ２１３における閾値電流と温度との関係を示す温度補正用テーブル１７００と、温度センサ１３０１によって測定された温度と、に基づいて補正した閾値電流を算出する。

【0164】

（実施の形態３にかかる光伝送装置の動作）
図１９は、実施の形態３にかかる光伝送装置の動作の一例を示すフローチャートである。実施の形態３にかかる光伝送装置２００は、たとえば以下の各ステップを実行する。まず、光伝送装置２００は、ＬＤチップ２１３の複数の活性層のうちの現在発光させている活性層に対応する温度補正用テーブルを読み込む（ステップＳ１９０１）。

【0165】

つぎに、光伝送装置２００は、温度センサ１３０１によって取得される温度情報を取得する（ステップＳ１９０２）。図１９に示すステップＳ１９０３〜Ｓ１９１３は、図１１に示したステップＳ１１０１〜Ｓ１１１１と同様である。ただし、ステップＳ１９０５において、光伝送装置２００は、ステップＳ１９０１により読み込んだ温度補正用テーブル、ステップＳ１９０２により取得した温度情報およびステップＳ１９０４によるモニタ結果に基づいてＬＤチップ２１３の閾値電流を算出する。

【0166】

以上の各ステップにより、光伝送装置２００は、光伝送装置２００の非送信期間においてＬＤチップ２１３の閾値電流を周期的に測定し、測定した閾値電流の変化量が所定値を超えた場合にアラームを出力することができる。また、光伝送装置２００は、測定した閾値電流の変化量が所定値を超えた場合に、ＬＤチップ２１３の活性層のうちの発光させる活性層を切り替えることができる。また、ＬＤチップ２１３の温度に基づいて補正した閾値電流を算出することができる。

【0167】

このように、実施の形態３にかかる光伝送装置２００によれば、ＬＤチップ２１３の温度に基づいて補正した閾値電流を算出することにより、温度変動による閾値電流の変化と区別して、ＬＤチップ２１３の劣化による閾値電流の変化を監視することができる。これにより、ＬＤチップ２１３の頓死の予兆を精度よく予測することができる。

【0168】

（実施の形態４）
実施の形態４について、実施の形態２と異なる部分について説明する。

【0169】

（実施の形態４にかかる光伝送装置の構成）
図２０−１は、実施の形態４にかかる光伝送装置の構成の一例を示す図である。図２０−２は、図２０−１に示した光伝送装置の構成における光および電気信号の流れの一例を示す図である。図２０−１，図２０−２において、図２−１，図２−２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。

【0170】

図２０−１，図２０−２に示すように、実施の形態４にかかる光伝送装置２００は、図２−１，図２−２に示した構成において、特性判断部２５２が、ＬＤチップ２１３の頓死の予兆があると判断しても、検出情報を特性劣化検出制御部２４１へ出力しない。この場合は、特性劣化検出制御部２４１は、駆動回路２１２へ切替指示情報を出力しない。また、ＬＤチップ２１３は、活性層を１つだけ有するＬＤチップであってもよい。

【0171】

この場合においても、ＬＤチップ２１３の頓死の予兆が検出されたことを光伝送装置２００の保守者へ通知するアラームを出力することができるため、ＬＤチップ２１３の交換等、ＬＤチップ２１３の頓死への備えが可能になる。

【0172】

このように、実施の形態４にかかる光伝送装置２００によれば、光信号を送信しない周期的な期間において駆動電流の大きさを変えながらＬＤチップ２１３を微弱発光させてＬＤチップ２１３の閾値電流を計測し、閾値電流の急激な変化を検出することができる。これにより、光通信の運用を止めずにＬＤチップ２１３の頓死の予兆の有無を判定することができる。

【0173】

以上説明したように、光伝送装置および光伝送システムによれば、レーザダイオードの頓死を早期に予測することができる。

【0174】

また、たとえば、ＬＤチップ２１３のバック光をモニタする構成では、ＬＤチップ２１３の劣化によるフロント光のパワーの変化をモニタすることができない。これに対して、光伝送装置２００によれば、光ファイバ２２０の端面２２３における反射光をモニタすることにより、ＬＤチップ２１３の劣化によるフロント光のパワーの変化をモニタし、頓死の予兆を検出することができる。

【0175】

ＬＤチップのバック光をモニタする手法に対して、本発明を適用してもよい。限定はしない。ただし、フロント光の光パワーをモニタするほうが、光パワーモニタ精度がよく、つまり閾値の算出精度もよい。フロント光はバック光よりも大きな光パワーが出力されるように一般的に設計されているためである。

【0176】

また、たとえばＬＤチップ２１３の出力光を分岐する光カプラ等を設けて光出力パワーをモニタする構成に比べて、光ファイバ２２０の端面２２３における反射光をモニタすることにより、構造の簡易化だけでなく、光伝送装置２００から送出される光信号のロスを抑えることができる。

【0177】

上述した各実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

【0178】

（付記１）入力された駆動電流に応じた光を出射するレーザダイオードと、
前記レーザダイオードへ第１駆動電流を入力することにより光信号を送信し、前記光信号を送信しない周期的な期間において大きさが異なる複数の第２駆動電流を前記レーザダイオードへ入力する制御部と、
前記レーザダイオードから出射された光の強度を測定する測定部と、
前記制御部によって前記複数の第２駆動電流が入力されたときに前記測定部によって測定された各強度および前記複数の第２駆動電流の大きさに基づいて前記レーザダイオードの閾値電流を算出する算出部と、
前記算出部によって算出された閾値電流の所定期間内の変化量に基づいて前記レーザダイオードの頓死の予兆を判定する判定部と、
を備えることを特徴とする光伝送装置。

【0179】

（付記２）前記制御部は、前記光信号の送信先の光受信装置から通知された期間において前記光信号を送信し、前記期間とは異なる期間において前記複数の第２駆動電流を前記レーザダイオードへ入力することを特徴とする付記１に記載の光伝送装置。

【0180】

（付記３）他の光伝送装置と光伝送路を共有して前記光信号を送信し、
前記制御部は、前記他の光伝送装置が前記光伝送路により光信号を送信する期間の少なくとも一部と前記周期的な期間が重複する場合に、前記第２駆動電流の大きさを前記第１駆動電流より小さくする、
ことを特徴とする付記１または２に記載の光伝送装置。

【0181】

（付記４）前記レーザダイオードを複数備え、
前記制御部は、前記判定部によって前記頓死の予兆があると判定された場合に、前記レーザダイオードのうちの前記第１駆動電流を入力するレーザダイオードを切り替える、
ことを特徴とする付記１〜３のいずれか一つに記載の光伝送装置。

【0182】

（付記５）前記制御部は、前記レーザダイオードのうちの前記第１駆動電流を入力するレーザダイオードを、前記光信号を送信しない期間において切り替えることを特徴とする付記４に記載の光伝送装置。

【0183】

（付記６）前記レーザダイオードのそれぞれから出射される光を、前記光信号を伝送する光伝送路へ結合させる集光レンズを備えることを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載の光伝送装置。

【0184】

（付記７）前記レーザダイオードから出射される光の方向に対して斜めに形成された端面を有し、前記レーザダイオードから出射される光のうちの前記端面から入射した光を伝送する光伝送路を備え、
前記測定部は、前記レーザダイオードから出射されて前記端面において反射した光を受光し、受光結果により強度を測定する、
ことを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載の光伝送装置。

【0185】

（付記８）前記レーザダイオードの温度を測定するセンサを備え、
前記算出部は、前記センサによって測定された温度に基づいて補正した前記閾値電流を算出する、
ことを特徴とする付記１〜７のいずれか一つに記載の光伝送装置。

【0186】

（付記９）前記算出部は、前記レーザダイオードへ入力される駆動電流と前記レーザダイオードから出射される光の強度との関係を前記レーザダイオードの温度ごとに示す情報と、前記センサによって測定された温度と、に基づいて補正した前記閾値電流を算出することを特徴とする付記８に記載の光伝送装置。

【0187】

（付記１０）前記算出部は、前記レーザダイオードの閾値電流と前記レーザダイオードの温度との関係を示す情報と、前記センサによって測定された温度と、に基づいて補正した前記閾値電流を算出することを特徴とする付記８に記載の光伝送装置。

【0188】

（付記１１）光受信装置と、前記光受信装置から通知された期間において前記光受信装置へ光信号を送信する光伝送装置と、を含む光伝送システムであって、
前記光伝送装置は、
入力された駆動電流に応じた光を出射するレーザダイオードと、
前記光受信装置から通知された期間において、前記レーザダイオードへ第１駆動電流を入力することにより前記光受信装置へ光信号を送信し、前記光受信装置から通知された期間とは異なる周期的な期間において、大きさが異なる複数の第２駆動電流を前記レーザダイオードへ入力する制御部と、
前記レーザダイオードから出射された光の強度を測定する測定部と、
前記制御部によって前記複数の第２駆動電流が入力されたときに前記測定部によって測定された各強度および前記複数の第２駆動電流の大きさに基づいて前記レーザダイオードの閾値電流を算出する算出部と、
前記算出部によって算出された閾値電流の所定期間内の変化量に基づいて前記レーザダイオードの頓死の予兆を判定する判定部と、
を備えることを特徴とする光伝送システム。

【0189】

（付記１２）前記光受信装置は、収容局側端末に設けられ、
前記光伝送装置は、前記収容局側端末に光カプラを介して接続された複数の加入者側端末の少なくともいずれかに設けられる、
ことを特徴とする付記１１に記載の光伝送システム。

【符号の説明】

【0190】

１００ 光伝送システム
１０１ 光伝送路
１１０，２００ 光伝送装置
１１１，３１１，３３１，１０４１〜１０４３ ＬＤ
１１２ 制御部
１１３ 測定部
１１４ 分岐部
１１５ 受光部
１１６ 算出部
１１７ 判定部
１２０ 光受信装置
２１１ 信号データ生成部
２１２ 駆動回路
２１３ ＬＤチップ
２１４ レンズ
２２０ 光ファイバ
２２１ コア
２２２ クラッド
２２３ 端面
２３１ ＰＤチップ
２３２ 受光電流モニタ
２４１ 特性劣化検出制御部
２４２ 閾値電流算出部
２４３ 閾値電流記憶部
２５１ 変化量算出部
２５２ 特性判断部
３００ 通信システム
３０２ 伝送路
３０３ スプリッタ
３１０ ＯＬＴ
３１２，３１３，３３２，３３３ 光フィルタ
３１４，３３４ ＰＤ
３２１〜３２４ ＯＮＵ
３５１〜３５３ 波長帯域
５０１〜５０５，７１０，７２０，１４０１〜１４０３，１６２０ 発光特性
６０１，６０２ 閾値電流変化
７１１〜７１３，７２１〜７２３，１６１１，１６１２ モニタ結果
８１１〜８１３ 電極
８２０ レンズアレイ
８２１〜８２３ マイクロレンズ
８３０ 集光レンズ
９１１ 電源
９１２ ドライバ回路
９１３ 電気スイッチ回路
９３１〜９３３ 活性層
９４０ 接地電極
１０１１，１０１２ 入力端子
１０１３ 切替回路
１０３１〜１０３３ 電極
１０４０ グランド
１０５０ 状態テーブル
１２１０，１２２１ ＬＤ−ＣＡＮ
１２２２ ＰＤ−ＣＡＮ
１３０１ 温度センサ
１３０２ 温度補正用データベース
１５００，１７００ 温度補正用テーブル
１６２１，１６２２ 補正値
１８１０，１８２０ 閾値特性
１８２１，１８２２ 閾値電流

【図1-1】

【図1-2】

【図2-1】

【図2-2】

【図3-1】

【図3-2】

【図4-1】

【図4-2】

【図4-3】

【図4-4】

【図4-5】

【図4-6】

【図4-7】

【図4-8】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8-1】

【図8-2】

【図9-1】

【図9-2】

【図10-1】

【図10-2】

【図11】

【図12-1】

【図12-2】

【図13-1】

【図13-2】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20-1】

【図20-2】