JP6264758B2

JP6264758B2 - 光トランシーバ

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Publication number: JP6264758B2
Application number: JP2013134816A
Authority: JP
Inventors: 田中　弘巳; 弘巳田中
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2013-06-27
Filing date: 2013-06-27
Publication date: 2018-01-24
Anticipated expiration: 2033-06-27
Also published as: JP2015012367A

Description

本発明は、光通信システムで用いられる光トランシーバに関するものである。

近年、光通信システムにおいて用いられる光トランシーバには、高機能化および小型化が要求されてきている。例えば、光トランシーバは、1300nmの波長帯の４波長を使用して２芯双方向で光信号の送受信を行う。この光トランシーバにおいて、送信側は波長ごとに25Gbpsのデータ速度で電気−光変換を行った後に、４波長を合波して１つの波長多重信号を出力し、受信側は１つの波長多重信号を受信して、それを４波長に分波し、波長ごとに25Gbpsのデータ速度で光−電気変換を行う。このような光トランシーバの外径、端子配置、電気的特性、及び光学的特性に関する規格は、MSA（Multi-Source Agreement）規格のCFP（100G Form-factor Pluggable）によって規定されている。

CFPの場合、外部のホスト装置と光トランシーバとはMDIO（Management Data Input/Output）バスを介して接続される。MDIOバスは、クロック信号MDCとデータ信号MDIOの２本の信号線からなる。このバスを介した通信は、フレームと呼ばれる64ビット長のデータを単位として行われ、目的に応じてアドレス設定、書き込み、読み出し（２種類）の４つのタイプがある。いずれのタイプであるかはホスト装置からフレーム内のOPコードによって指定される。

ここで、光トランシーバには、通信状態の監視機能の１つとして、信号喪失（LOS：Loss of Signal）を検出してLOS信号を発出する機能が要求される。一般的には、光トランシーバは、１個のフォトダイオードと１個のトランスインピーダンスアンプが実装された光受信デバイス（ROSA : Receiver Optical Sub-assembly）を波長ごとに使用する場合には、内蔵するCPUは、波長ごとに個々にLOS信号を受けて、いずれの波長にLOSが発生したかを識別し、専用信号線によってホスト装置にアラーム信号を送る。一方で、CFPには、ホスト装置へのアラームの発出時間は、LOS発生から100μsec以内と規定され、MDCの最大周波数は4MHzとされている。

現在、通信システムの高速化、大容量化の要求とともに、光トランシーバの小型化も市場から継続的に要求されている。具体的には、CFPからさらに小型化されたCFP2、CFP４といったMSA規格の検討が進められている。

特許第４６５７２９１号公報

光受信デバイス（ROSA）の小型化には、１つのパッケージ内に光分波器と複数（例えば、４つ）のフォトダイオードと複数チャネル対応のトランスインピーダンスアンプとを実装すると効果的である。この場合は、端子数の制約から内蔵CPUへのLOS信号の通知用の信号線は１本に集約される必要があり、少なくとも１つの波長でLOSが発生したことが内蔵CPUに通知される。しかしながら、内蔵CPUは、どの波長でLOSが発生したかを知るために、シリアルバス等を用いてトランスインピーダンスアンプ内のレジスタに格納された情報を読み出す必要がある。

一方で、外部のホスト装置は、光トランシーバから専用信号線を介してアラーム信号を受けると、CPU内のMDIOレジスタの値をMDIOバスを介して読み出すことで、LOSの発生した波長を把握する。このLOSの発生通知のための通信は上記のCFP等の規格に適合して行われることが要求されるが、ROSAの小型化に伴って必要とされるCPUのレジスタの読み出し処理の時間によっては、その要求に応えられない場合がある。

そこで、本発明は、かかる課題に鑑みて為されたものであり、デバイスを小型化した場合であってもLOSの発生通知で整合性を確保して処理を高速に実行することが可能な光トランシーバを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一側面に係る光トランシーバは、光入力信号を波長の異なる複数の光出力信号に分波する分波器と、複数の光出力信号の異常を検出されたタイミングで、複数の光出力信号毎の異常発生状態を示す異常情報を記憶する記憶回路部と、を有する光受信デバイスと、光受信デバイスと警報信号線及び通信バスを介して接続されたマイクロコンピュータと、を備え、光受信デバイスは、複数の光出力信号のうちの少なくとも１つで異常を検出したときに、警報信号線を介してマイクロコンピュータに警報信号を送出するとともに、該異常の発生に対応した異常情報を記憶回路部に記憶し、マイクロコンピュータは、警報信号を光受信デバイスから受信したときに、記憶回路部から異常情報を通信バスを介して読み出す。

或いは、本発明の別の側面に係る光トランシーバは、光入力信号を波長の異なる複数の光出力信号に分波する分波器と、複数の光出力信号毎に異常を検出する検出回路部と、を有する光受信デバイスと、光受信デバイスと警報信号線を介して接続されたマイクロコンピュータと、を備え、光受信デバイスは、複数の光出力信号のうちの少なくとも１つで異常を検出したときに、該異常の発生に対応した異常情報を基に複数の光出力信号毎の異常発生状態を特定し、複数の光出力信号毎の異常発生状態を示すパルス信号を、警報信号線を介してマイクロコンピュータに送出し、マイクロコンピュータは、パルス信号を光受信デバイスから受信したときに、パルス信号を基に複数の光出力信号毎の異常発生状態を特定する。

本発明によれば、デバイスを小型化した場合であってもLOSの発生通知で整合性を確保して処理を高速に実行可能な光トランシーバを提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る光トランシーバの概略構成を示すブロック図である。図１のＣＰＵ１３とＲＯＳＡ１１との間の接続構成を抜粋して示すブロック図である。図１の光トランシーバ１とホスト装置５０との間のＬＯＳ信号の通知動作の手順を示すシーケンス図である。本発明の第２実施形態に係る光トランシーバ１とホスト装置５０との間のＬＯＳ通知動作の手順を示すシーケンス図である。（ａ）は、ＬＯＳ通知動作時にＲＯＳＡ１１からＣＰＵ１３に伝送されるＬＯＳ信号の時間波形を示すタイミングチャート、（ｂ）は、ＬＯＳ通知動作時にＣＰＵ１３からホスト装置５０に伝送されるＬＯＳ信号の時間波形を示すタイミングチャートである。第２実施形態に係るＲＯＳＡ１１によって設定されるＬＯＳ信号における矩形パルスＰ_１のパルス数と、各チャネルのＬＯＳ発生状態との対応を示す図である。第２実施形態に係るＣＰＵ１３におけるＬＯＳ通知動作の手順を示すフローチャートである。比較例に係る光トランシーバの概略構成を示すブロック図である。別の変形例の光トランシーバにおける光受信デバイス側の構成を抜粋して示すブロック図である。別の変形例に係る光トランシーバのＬＯＳ信号の通知動作の手順を示すシーケンス図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明による光トランシーバの実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る光トランシーバの概略構成を示すブロック図である。この光トランシーバ１は、光通信システムで光信号を送受信するために使用される機器であり、光合波機能、光分波機能、光−電気相互変換機能、電気波形整形機能等を備える。同図に示すように、光トランシーバ１は、外部のホスト装置５０と通信バスを介して接続されており、ＣＤＲ（Clock Data Recovery）回路部３，５、ＬＤＤ（Laser Diode Driver）回路部７、光送信デバイスであるＴＯＳＡ（Transmitter Optical Sub-assembly）９、光受信デバイスであるＲＯＳＡ（Receiver OpticalSub-assembly）１１、及びマイクロコンピュータであるＣＰＵ１３を含んで構成されている。

ＴＯＳＡ９は、４チャネルの発光素子である４つのレーザダイオード（以下、「ＬＤ」と言う。）１５と、光合波器１７とを内蔵しており、４チャネルのＬＤ１５は、外部からの４つ電気信号ＴＸを基にそれぞれ波長の異なる光信号を生成し、光合波器１７はそれらの光信号を合波して出力する。ＣＤＲ回路部３は、外部から例えば10Gbps、25Gbpsのデータ転送速度の４つの電気信号ＴＸの入力を受け、それらの電気信号ＴＸを波形整形する。ＬＤＤ回路部７は、ＣＤＲ回路部３から４つの電気信号ＴＸを受けて、その４つの電気信号を基に４つのＬＤ１５をそれぞれ変調し光信号を出力させる。これにより、ＴＯＳＡ９からは、40Gbps又は100Gbpsのデータ転送速度の光信号Ｏ_ｏｕｔが出力される。また、ＬＤＤ回路部７は、ＣＰＵ１３からの制御信号に応じて、４つのＬＤ１５からの光信号の出力を選択的に遮断する機能も有する。

ＲＯＳＡ１１は、４チャネルの受光素子である４つのフォトダイオード（以下、「ＰＤ」と言う。）１９と、光分波器２１と、トランスインピーダンスアンプ（以下、「ＴＩＡ」と言う。）２３を内蔵する、いわゆる、「集積ＲＯＳＡ」である。光分波器２１は、外部から光入力信号Ｏ_ｉｎを受け、光入力信号Ｏ_ｉｎを波長の異なる４チャネルの光出力信号に分波する。４つのＰＤ１９は、それぞれ、光分波器２１から出力された４チャネルの光出力信号を受光して、それらの光信号を光電流に変換する。ＴＩＡ２３は、４チャネルのＰＤ１９から出力された４つの光電流のそれぞれを電気信号ＲＸに変換する。このＴＩＡ２３は、光トランシーバ１の小型化のために４つのＰＤ１９に対して共通に接続されてＲＯＳＡ１１内に集積されて設けられ、４チャネル分の光電流を処理する。また、ＴＩＡ２３は、光トランシーバ１の高機能化に伴い、チャネル毎の電気信号ＲＸのオン／オフ機能、各チャネルでのＬＯＳ発生時にそのチャネルの電気信号ＲＸをオフする機能、及び、後述するＬＯＳ発生時の異常情報の参照機能が含まれている。ＣＤＲ回路部５は、ＲＯＳＡ１１から４チャネルの電気信号ＲＸを受けて波形整形することにより、外部に向けて例えば10Gbps、25Gbps等のデータ転送速度の４チャネルの電気信号ＲＸを出力する。

なお、ＣＤＲ回路部３，５及びＬＤＤ回路部７は、４チャネル分の機能を内蔵しているが、１チャネルごと別々の回路部で構成されていてもよい。また、ＣＤＲ回路部３，５は、一体化されていてもよいし、光トランシーバ１の外部に設けられてもよい。さらに、ＣＤＲ回路部３は、例えばデータ転送速度10Gbpsの１０本の電気信号を、例えばデータ転送速度25Gbpsの４本の電気信号に合成・分離する機能を有していてもよく、これに対応して、ＣＤＲ回路部５は、例えばデータ転送速度25Gbpsの４本の電気信号を、例えばデータ転送速度10Gbpsの１０本の電気信号に合成・分離する機能を有していてもよい。

また、ＲＯＳＡ１１は、光トランシーバ１の４チャネル毎の入力信号断（ＬＯＳ）を常時検出する検出回路部としての機能を有し、その検出結果を記憶回路部として機能するＴＩＡ２３内のレジスタに記憶する。すなわち、ＲＯＳＡ１１は、ＴＩＡ２３で生成される４チャネルの電気信号ＲＸを監視し、それらの４チャネルの電気信号ＲＸ毎に異常発生状態を検出し、いずれかのチャネルでＬＯＳ発生を検出したタイミングで４チャネルの電気信号ＲＸ毎のＬＯＳ発生状態に対応した異常情報を記憶する。例えば、ＴＩＡ２３においては、異常情報として、各チャネル毎に設けられたレジスタのアドレスにＬＯＳの発生有無を示すフラグビット（“０”ｏｒ“１”）が記憶される。

ＣＰＵ１３は、光トランシーバ１の全体の制御や監視を行うための制御回路である。ＣＰＵ１３は、ワンチップのマイクロコンピュータには限定されず、複数のＣＰＵ、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＣＰＬＤ（Complex Programmable Logic Device）等から構成されてもよい。

また、光トランシーバ１には、内部の回路部間、及び外部装置との間に、監視及び制御のための各種信号線も設けられている。すなわち、ＣＰＵ１３とＲＯＳＡ１１との間は、Ｉ^２Ｃ等のシリアル通信バスＬ_１、及びＬＯＳの発生を通知するＬＯＳ信号（警報信号）伝達用の警報信号線Ｌ_２によって接続されている。ここで、警報信号線Ｌ_２は、他の電源線、グラウンド接続線等の配線（図示せず）の存在、及び省スペース、小型化の観点から、最低限の１本に制限されている。また、ＣＰＵ１３とＬＤＤ回路部７との間は、ホスト装置５０からの制御による各チャネルの光信号の遮断を指示する信号伝達用の信号線Ｌ_３によって接続されている。また、ＣＰＵ１３と外部のホスト装置５０との間は、光トランシーバ１の制御用の制御信号線Ｌ_４、Ｉ^２ＣやＭＤＩＯ等のシリアル通信バスＬ_５、光トランシーバ１から各種アラーム信号を伝送するための警報信号線Ｌ_６、及び、光トランシーバ１からＬＯＳの発生を通知するためＬＯＳ信号（警報信号）を伝達する警報信号線Ｌ_７によって接続されている。図２には、ＣＰＵ１３とＲＯＳＡ１１との間の接続構成を抜粋して示している。このように、ＣＰＵ１３とＲＯＳＡ１１との間の信号線は２本に削減される。

次に、図３を参照しながら、本実施形態の光トランシーバ１のＬＯＳ発生時のホスト装置５０へのＬＯＳ通知時の動作について説明する。図３は、光トランシーバ１とホスト装置５０との間のＬＯＳ信号の通知動作の手順を示すシーケンス図である。

まず、ＲＯＳＡ１１において４チャネルの電気信号ＲＸのうちのいずれかでＬＯＳの事象が検出されたときに、警報信号線Ｌ_２を介してＣＰＵ１３にＬＯＳ信号が送出される（ステップＳ０１）。それと同時に、ＲＯＳＡ１１において、４チャネルの電気信号ＲＸ毎のＬＯＳ発生状態を示す異常情報がＴＩＡ２３内のレジスタＲ０に記憶される。例えば、レジスタＲ０においては、１ｃｈ〜４ｃｈに対応するアドレスＡ１〜Ａ４にＬＯＳの発生有無を示すフラグビット（“１”ｏｒ“０”）が記憶される。

これに対して、ＣＰＵ１３は、ＲＯＳＡ１１からＬＯＳ信号を受信したときには、割り込みを検知して、ＴＯＳＡ１１内のＴＩＡ２３から異常情報を読み出すように動作する（ステップＳ０２）。このとき、ＣＰＵ１３は、シリアル通信バスＬ_１を介して、ＴＩＡ２３のレジスタにアクセスして、レジスタ内のアドレスＡ１〜Ａ４からＬＯＳの発生有無を示すフラグビットを読出し、それらのフラグビットをＣＰＵ１３内のレジスタに記憶する。なお、この読出し動作および記憶動作は、１バイト（８ビット）あるいは１ワード（２バイトあるいは４バイト）を単位をして行われる場合もある。

ステップＳ０２の動作の終了直後に、ＣＰＵ１３は、ホスト装置５０に対して、警報信号線Ｌ_２とは別の警報信号線Ｌ_７を介して、いずれかのチャネルでのＬＯＳ発生を通知するＬＯＳ信号を送出する（ステップＳ０３）。これに対して、ホスト装置５０は、ＣＰＵ１３内のレジスタから異常情報を読み出すように動作する（ステップＳ０４）。このとき、ホスト装置５０は、シリアル通信バスＬ_５を介して、ＣＰＵ１３のレジスタにアクセスして、各チャネルに対応するＬＯＳの発生有無を示すフラグビットを読出し、それらのフラグビットをホスト装置５０内のレジスタＲ１に記憶する。なお、この読出し動作および記憶動作は、１バイト（８ビット）あるいは１ワード（２バイトあるいは４バイト）を単位として行われる場合もある。

このような光トランシーバ１のＬＯＳ信号の通知動作によれば、ＣＰＵ１３は、ホスト装置５０からシリアル通信バスＬ_５を経由して各チャネルのＬＯＳ発生状態が要求された際に、正確な情報を提供できる。ただし、CFP規格によれば、ＬＯＳ事象の発生から上位ホスト装置へのＬＯＳ信号の通知までは100μsec以内で完了することが要求されている。ＬＯＳ事象発生からＴＩＡ２３からＣＰＵ１３へのＬＯＳ信号提供までに約50μsecかかる場合には、シリアル通信バスＬ_１の通信速度が例えば1MHzであれば36μsec程度でCPU１３にチャネル毎の詳細ＬＯＳ情報、つまり、異常情報を提供でき、100μsec以内の要求に応えることができる。逆に言えば、シリアル通信バスＬ_１の通信速度は1MHz程度以上のある程度高速であることが必要である。

以上説明した光トランシーバ１によれば、ＲＯＳＡ１１において４チャネルの電気信号ＲＸのうちの少なくとも１つで異常が検出されたときには、警報信号線Ｌ_２を介して内部のＣＰＵ１３にＬＯＳ信号が送出されるとともに、４チャネルの電気信号ＲＸ毎のＬＯＳ発生状態を示す異常情報がＴＩＡ２３内のレジスタに記憶される。さらに、ＣＰＵ１３により、ＬＯＳ信号の受信に応じてＴＩＡ２３からシリアル通信バスＬ_１を介して異常情報が予め読み出される。これにより、ホスト装置５０にＬＯＳ信号が送出された後に、ホスト装置５０がＣＰＵ１３から即座にそのときのＬＯＳ発生状態に対応した異常情報を読み出すことができ、ＲＯＳＡ１１等のデバイスの小型化のためにＴＩＡを共通化し、警報信号線も削減した場合であっても、ホスト装置５０に対するＬＯＳ信号の通知を所定の時間内に効率的に実行することができる。その結果、ＬＯＳ信号の通知の整合性を確保して処理を高速に実行することができる。

また、ＣＰＵ１３は、ＬＯＳ信号をＲＯＳＡ１１から受信したときに、ＴＩＡ２３から異常情報をシリアル通信バスＬ_１を介して読み出した後に、警報信号線Ｌ_７を介してホスト装置５０にＬＯＳ信号を通知する。これにより、ＬＯＳ信号送出直後のホスト装置５０からの詳細ＬＯＳ情報の読み出し要求に対して、ＣＰＵ１３がそのときのＬＯＳ発生状態に対応した適切な詳細情報を返すことができる。

ここで、本実施形態における効果を、比較例と比較しつつさらに説明する。図８は、比較例に係る光トランシーバ８０１の概略構成を示すブロック図である。同図に示す光トランシーバ８０１の本実施形態の光トランシーバ１との相違点は、ＲＯＳＡ８１１内にＴＩＡは内蔵されておらず、個別の回路部としてのＴＩＡ８２３が設けられている点、ＴＩＡ８２３からＣＰＵ８１３に各チャネル毎のＬＯＳ発生を通知するための警報信号線Ｌ_２が４本設けられている点、ＴＩＡ８２３からホスト装置５０にＬＯＳ信号を伝達するための警報信号線Ｌ_７が警報信号線Ｌ_２から分岐してホスト装置５０に接続されている点である。このような構成の光トランシーバ８０１においては、各チャネル毎のＬＯＳ事象発生がＴＩＡ８２３によって検出され、各チャネル毎のＬＯＳ発生を示すＬＯＳ信号が４本の警報信号線Ｌ_２を経由してＣＰＵ８１３に通知される。それと同時に、いずれかのチャネルでのＬＯＳ発生を示すＬＯＳ信号がＴＩＡ８２３から警報信号線Ｌ_７を経由して直接ホスト装置５０に提供される（ＣＰＵ８１３経由で提供されてもよい）。その後、ホスト装置５０が、どのチャネルでＬＯＳが発生したかを特定するために、ＣＰＵ８１３にシリアル通信バスＬ_５を介して詳細ＬＯＳ情報を要求することになるが、ＣＰＵ８１３は既に各チャネル毎のＬＯＳ信号を取り込んでいるためにすぐに詳細ＬＯＳ情報を提供できる。しかしながら、この光トランシーバ８０１の構成は、ＴＩＡ８２３がＲＯＳＡ８１１とは別の個別の回路であり、警報信号線の設置のためのスペースの確保も必要なために小型化が難しい。

また、図９は、別の変形例の光トランシーバにおける光受信デバイス側の構成を抜粋して示すブロック図である。この変形例では、チャネル毎に４つのＲＯＳＡ９１１ａ，９１１ｂ，９１１ｃ，９１１ｄが設けられ、光分波器９２１はＲＯＳＡとは別のパッケージに収められた部品として設けられ、それぞれのＲＯＳＡ９１１ａ，９１１ｂ，９１１ｃ，９１１ｄには、ＰＤ９１９ａ，９１９ｂ，９１９ｃ，９１９ｄとＴＩＡ９２３ａ，９２３ｂ，９２３ｃ，９２３ｄが内蔵されている。そして、各ＲＯＳＡ９１１ａ，９１１ｂ，９１１ｃ，９１１ｄからＣＰＵ９１３に各チャネル毎のＬＯＳ発生を通知するための警報信号線Ｌ_２が４本設けられる。このような変形例においても、各チャネル毎のＬＯＳ信号が４本の警報信号線Ｌ_２を経由してＣＰＵ９１３に通知される。その直後に、いずれかのチャネルでのＬＯＳ発生を示すＬＯＳ信号がＣＰＵ９１３から警報信号線Ｌ_７を経由してホスト装置５０に提供される。その後、ホスト装置５０が、ＣＰＵ９１３にシリアル通信バスＬ_５を介して詳細ＬＯＳ情報を要求することになるが、ＣＰＵ９１３はすぐに詳細ＬＯＳ情報を提供できる。しかしながら、この比較例の構成は、光分波器９２１がＲＯＳＡとは別のパッケージに収められた部品であり、ＲＯＳＡが４チャネル個別の構成であり、警報信号線の設置のためのスペースの確保も必要なために小型化が難しい。

また、光トランシーバ１は、図３に示したＬＯＳ通知動作に代えて、図１０に示すような手順で動作することも考えられる。すなわち、図１０においては、ＲＯＳＡ１１がいずれかのチャネルでＬＯＳの事象を検出したときにＣＰＵ１３にＬＯＳ信号を送出し（ステップＳ９０１）、その直後にＣＰＵ１３がホスト装置５０にＬＯＳ信号を通知する(ステップＳ９０２)。その後、ＣＰＵ１３は、ＴＩＡ２３のレジスタＲ０から４チャネル毎のＬＯＳ発生状態を示す異常情報を読出し、異常情報をＣＰＵ１３内のレジスタに記憶する（ステップＳ９０４）。これに対して、ホスト装置５０は、ＬＯＳ信号の通知（ステップＳ９０２）を受けて、ＣＰＵ１３内のレジスタから異常情報を読み出すように動作する（ステップＳ９０３、９０５）が、その読み出しの要求タイミングがＣＰＵ１３内のレジスタへの最新の異常情報の反映タイミングの前に来ることが起こりうる。例えば、いずれかのチャネルでＬＯＳが発生しているにもかかわらず、全てのチャネルでのＬＯＳが発生していないという詳細ＬＯＳ情報が提供されてしまう場合がある。そのため、図１０に示す動作手順では、現在のＬＯＳ発生状況を反映していない不正確な詳細ＬＯＳ情報が提供されてしまう。

これらの比較例に比較して、本実施形態の光トランシーバ１は、ＴＩＡ２３がＴＯＳＡ１１に内蔵され、警報信号線の数も削減されているので、小型化が容易である。それに加えて、警報信号線を削減しても、ホスト装置５０からの読み出し要求に対してそのときのＬＯＳ発生状態に対応した適切な詳細情報を迅速に返すことができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態における光トランシーバの構成は第１実施形態に係る光トランシーバ１と同様である。図４には、本実施形態の光トランシーバ１のＬＯＳ発生時のホスト装置５０へのＬＯＳ通知動作の手順を示し、図５（ａ）には、ＬＯＳ通知動作時にＲＯＳＡ１１からＣＰＵ１３に伝送されるＬＯＳ信号の時間波形、図５（ｂ）には、ＬＯＳ通知動作時にＣＰＵ１３からホスト装置５０に伝送されるＬＯＳ信号の時間波形を示している。

まず、ＲＯＳＡ１１において４チャネルの電気信号ＲＸのうちのいずれかでＬＯＳの事象が検出されたときには、４チャネルの電気信号ＲＸ毎のＬＯＳ発生状態を示す異常情報がＴＩＡ２３内のレジスタＲ０に記憶される。それと同時に、ＲＯＳＡ１１は、ＴＩＡ２３内のレジスタＲ０に記憶された異常情報を基に、４チャネルの電気信号ＲＸ毎のＬＯＳ発生状態を特定する。その直後に、ＲＯＳＡ１１は、４チャネルの電気信号ＲＸ毎のＬＯＳ発生状態を示す波形のパルス信号を生成し、当該パルス信号をＬＯＳ信号として警報信号線Ｌ_２を介してＣＰＵ１３に送出する（ステップＳ１１）。

このとき、ＲＯＳＡ１１が生成するＬＯＳ信号は、図５（ａ）に示すような波形に設定される。このＬＯＳ信号は、ＬＯＳ発生の検知タイミングＴ_１に合わせてローレベルからハイレベルに立ち上がり、その立ち上がりタイミングＴ_１の直後に、４チャネルの電気信号ＲＸ毎のＬＯＳ発生状態に対応したパルス数の矩形パルスＰ_１が繰り返されるような波形を有する。

図４に戻って、ステップＳ１１の動作に応じて、ＣＰＵ１３は、警報信号線Ｌ_２を介してＬＯＳ信号の取り込みを開始するとともに、警報信号線Ｌ_２を介した他の信号の外部割込みの受け付けを禁止する。これにより、ＣＰＵ１３は、通常時に実施される外部割込みに対する既定の処理を、矩形パルスＰ_１の繰り返しに対して重複して行わないようにされる。そして、ＣＰＵ１３は、外部割込みの受け付け禁止後の所定時間の間、ＬＯＳ信号をキャプチャして立ち上がりタイミング後のパルス数をカウントする。次に、ＣＰＵ１３は、カウントしたパルス数を基に、各チャネル毎のＬＯＳ発生状態の組み合わせを特定し、それらの組み合わせに対応する異常情報をＣＰＵ１３内のレジスタに記憶する。その直後に、ＣＰＵ１３は、ホスト装置５０に対して、警報信号線Ｌ_２とは別の警報信号線Ｌ_７を介して、いずれかのチャネルでのＬＯＳ発生を通知するＬＯＳ信号を送出する（ステップＳ１２）。その後、ＣＰＵ１３は、他の信号の外部割込みの受け付けを許可するように動作する。このとき、ＣＰＵ１３が生成するＬＯＳ信号は、図５（ｂ）に示すように、ＣＰＵ１３におけるＬＯＳ発生の検知タイミングＴ_２に合わせてローレベルからハイレベルに立ち上がるような波形に設定される。

これに対して、ホスト装置５０は、ＣＰＵ１３内のレジスタからシリアル通信バスＬ_５を介して異常情報を読み出すように動作する（ステップＳ１３）。このとき、ホスト装置５０は、読み出した異常情報をホスト装置５０内のレジスタＲ１に記憶する。

図６には、本実施形態のＲＯＳＡ１１によって設定されるＬＯＳ信号における矩形パルスＰ_１のパルス数と、各チャネルのＬＯＳ発生状態との対応を示している。このように、４チャネルのＬＯＳ発生状態の１６通りの組み合わせに対して、パルス数が０〜１５で設定される。例えば、チャネル“１”〜“４”のＬＯＳ発生状態が全て“０（無し）”の組み合わせに対しては、パルス数“０”に設定され、チャネル“１”〜“４”のＬＯＳ発生状態が全て“１（有り）”の組み合わせに対しては、パルス数“１５”に設定される。ここで、図６における各チャネルのＬＯＳ発生状態の組み合わせに対するパルス数の対応は一例であり、パルス数の対応を逆順にしてもよいし、発生確率の高いＬＯＳ発生状態の組み合わせに対するパルス数が少なくなるようにしてもよい。また、ＲＯＳＡ１１内のＴＩＡ２３自体にＬＯＳ信号のパルス数を設定する機能を実装させてもよい。さらに、そのような場合に、全て”０”の組合せに対しても少なくとも一つのパルスが出力されるように対応を変更して、ＣＰＵ１３がカウントとしたパルス数がゼロであった場合に、ＣＰＵ１３が回路の誤動作あるいは故障を検出できるようにしても良い。

図７は、本実施形態のＣＰＵ１３におけるＬＯＳ通知動作の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ１３は、ＲＯＳＡ１１からＬＯＳ信号を受けＬＯＳ信号の立ち上がりを検知すると、ＬＯＳ通知動作を開始し、その後の警報信号線Ｌ_２を介した外部割込みの受け付けを禁止する（ステップＳ２１）。次に、ＣＰＵ１３は、ＬＯＳ信号の立ち上がりタイミングからＬＯＳ信号のキャプチャを開始し（ステップＳ２２）、所定の時間（例えば、33μsec）のタイマー割り込みを開始する（ステップＳ２３）。その後、ＣＰＵ１３は、タイマー割り込みが終了し所定時間が経過したタイミングで、ＬＯＳ信号における立ち上がりタイミングからキャプチャされた矩形パルスＰ_１の数を取り込むことにより、各チャネルのＬＯＳ発生状態の組み合わせを特定する（ステップＳ２４）。同時に、ＣＰＵ１３は、各チャネルのＬＯＳ発生状態の組み合わせを示す異常情報を内部のレジスタに書き込む。次に、ＣＰＵ１３は、警報信号線Ｌ_７を介してホスト装置５０にＬＯＳ信号を送出するとともに（ステップＳ２５）、その後の警報信号線Ｌ_２を介した他の信号の外部割込みの受け付けを許可する（ステップＳ２６）。このように、ＣＰＵ１３は、ＲＯＳＡ１１から外部割り込みを受け付けた時には、ＲＯＳＡ１１から全チャネルのＬＯＳ発生状態の組み合わせに対応した最大のパルス数の矩形パルスＰ_１を受信するのに必要な時間内は外部割込みの受け付けを禁止する。例えば、ＬＯＳ信号に設定される矩形パルスＰ_１の時間幅が2μsecと設定され、最大１５個の矩形パルスＰ_１がＬＯＳ信号に設定される場合には、ＬＯＳ信号における矩形パルスＰ_１の設定区間の長さは最大で30μsecとなる。このような場合は、ＣＰＵ１３では、ＬＯＳ信号の立ち上がりを検知してから33μsecのタイマーを設定し、その時間内での外部割込みの受け付けは行わない。

以上説明した第２実施形態によれば、ＲＯＳＡ１１において４チャネルの電気信号ＲＸのうちのいずれかで異常が検出されたときには、警報信号線Ｌ_２を介してＣＰＵ１３に、４チャネルの電気信号ＲＸ毎のＬＯＳ発生状態に対応した波形のＬＯＳ信号が送出される。さらに、ＣＰＵ１３により、ＬＯＳ信号の受信に応じて４チャネル電気信号ＲＸ毎の異常発生状態が予め特定される。これにより、ＣＰＵ１３からホスト装置５０にＬＯＳ信号が送出された後に、ホスト装置５０がＣＰＵ１３から即座にそのときの異常発生状態に対応した詳細なＬＯＳ情報を読み出すことができ、デバイスを小型化した場合であってもホスト装置５０に対するＬＯＳ発生通知を所定の時間内に効率的に実行することができる。その結果、ＬＯＳ信号の通知の整合性を確保して処理を高速に実行することができる。

例えば、ＬＯＳ信号に設定される矩形パルスＰ_１の時間幅を2μsecとし、ＣＰＵ１３では、ＬＯＳ信号の立ち上がりを検知してから33μsecのタイマーを設定し、その時間の間ＬＯＳ信号のパルス数をカウントするものとする。仮に、全チャネルでＬＯＳが発生し、最大１５個の矩形パルスＰ_１がＬＯＳ信号に設定された場合は、ＬＯＳ信号における矩形パルスＰ_１の設定区間の長さは30μsecとなる。このとき、ＴＩＡ２３でのＬＯＳ事象の発生からＬＯＳ検出時までの時間が50μsecであった場合でも、ホスト装置５０へのＬＯＳ信号発出を100μsec以内にするという要求に応えることができる。

ここで、ＲＯＳＡ１１は複数のチャネルのＬＯＳ発生状態の組み合わせに対応してＬＯＳ信号のパルス数を設定するので、ＣＰＵ１３が受信したＬＯＳ信号の波形から適切に詳細なＬＯＳ発生状態を特定することができる。

さらに、ＣＰＵ１３は、警報信号線Ｌ_２を介した外部割込みを受けたときに、少なくとも、所定数の矩形パルスＰ_１を受信するのに必要な時間内は外部割込みの受け付けを禁止するので、ＣＰＵ１３がＬＯＳ信号の受信時の他の処理の割り込みを防止でき、ホスト装置５０へのＬＯＳの発生通知を正しく実行させることができる。

以上、本発明に係る好適な実施形態について図示し説明してきたが、本発明は上述した特定の実施形態に限定されるものではない。すなわち、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形及び変更が可能であることは、当業者によって容易に認識される。

１…光トランシーバ、１１…ＲＯＳＡ（光受信デバイス）、１３…ＣＰＵ（マイクロコンピュータ）、２１…光分波器、２３…ＴＩＡ（記憶回路部、検出回路部）、５０…ホスト装置、Ｌ_１…シリアル通信バス、Ｌ_２…警報信号線、Ｌ_７…（外部）警報信号線、Ｏ_ｉｎ…光入力信号、ＲＸ…電気信号。

Claims

光入力信号を波長の異なる複数の光出力信号に分波する分波器と、前記複数の光出力信号毎に異常を検出する検出回路部と、を有する光受信デバイスと、
前記光受信デバイスと警報信号線を介して接続されたマイクロコンピュータと、を備え、
前記光受信デバイスは、前記複数の光出力信号のうちの少なくとも１つで異常を検出したときに、該異常の発生に対応した異常情報を基に前記複数の光出力信号毎の異常発生状態を特定し、前記複数の光出力信号毎の前記異常発生状態を示すパルス信号を、前記警報信号線を介して前記マイクロコンピュータに送出し、
前記マイクロコンピュータは、前記パルス信号を前記光受信デバイスから受信したときに、前記パルス信号を基に前記複数の光出力信号毎の前記異常発生状態を特定する、光トランシーバ。
前記光受信デバイスは、前記異常が発生した前記複数の光出力信号の組み合わせに対応して前記パルス信号におけるパルス数を設定する、請求項１記載の光トランシーバ。
前記マイクロコンピュータは、前記警報信号線を介した外部割込みを受けたときに、少なくとも、前記光受信デバイスから前記複数の光出力信号の組み合わせに対応して特定される最大のパルス数の前記パルス信号を受信するのに必要な時間内は前記外部割込みの受け付けを禁止する、請求項２記載の光トランシーバ。