專利名稱：光信號交換機(jī)的控制設(shè)備和控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光信號交換機(jī)的轉(zhuǎn)接控制技術(shù)，具體地說，本發(fā)明涉及采用通過微機(jī)械加工(MEMS微電機(jī)械系統(tǒng))技術(shù)制造的俯仰反射鏡(tiltmirror)的光信號交換機(jī)的控制設(shè)備和控制方法。
背景技術(shù)：
最近，隨著因特網(wǎng)等業(yè)務(wù)的增長，對光網(wǎng)絡(luò)的需求也日益增長。在這種情況下，人們開始關(guān)注光信號交換機(jī)的引入，光信號交換機(jī)對正如光信號狀態(tài)那樣的高速、大容量數(shù)據(jù)進(jìn)行交換。作為實(shí)現(xiàn)高速、大容量光信號交換機(jī)的傳統(tǒng)技術(shù)，例如用機(jī)械方法轉(zhuǎn)接光纖的系統(tǒng)，或者通過組合波導(dǎo)構(gòu)造的系統(tǒng)占據(jù)主要地位。然而，在此傳統(tǒng)技術(shù)中，必須采用多級結(jié)構(gòu)。因此，光信號交換機(jī)內(nèi)的光損耗非常顯著，此外，還存在對逐漸增加的信道數(shù)量進(jìn)行處理的限制。因此，難以實(shí)現(xiàn)對幾十個(gè)或更多個(gè)信道進(jìn)行處理的光信號交換機(jī)。
在所述情況下，與其它轉(zhuǎn)接器相比，從小型化、無波長依賴性以及無偏振依賴性的觀點(diǎn)出發(fā)，采用通過微機(jī)械加工(MEMS)技術(shù)制造的俯仰反射鏡(以下簡稱MEMS反射鏡)的光轉(zhuǎn)接器占據(jù)主要地位，因此引起關(guān)注。具體地說，例如，如圖22所示，從可以實(shí)現(xiàn)降低光損耗、大容量以及多信道的觀點(diǎn)出發(fā)，希望通過將兩個(gè)分別具有多個(gè)以二維排列的準(zhǔn)直器的準(zhǔn)直器陣列1A和1B與兩個(gè)分別具有多個(gè)以二維排列的MEMS反射鏡的MEMS反射鏡陣列2A和2B組合在一起構(gòu)造三維光信號交換機(jī)。
關(guān)于上述三維光信號交換機(jī)，本申請人已經(jīng)建議了一種用于自動(dòng)校正各MEMS反射鏡的角位移以降低光損耗的控制技術(shù)(第2002-236264號日本未審專利公開)。例如，如圖23所示，應(yīng)用此控制技術(shù)的光信號交換機(jī)控制設(shè)備通過進(jìn)行如下過程來自動(dòng)校正各MEMS反射鏡的反射面的角位移在光功率檢測部12內(nèi)檢測由設(shè)置在與輸出側(cè)準(zhǔn)直器1B相連的輸出光纖陣列10B的后級上的光耦合器陣列11分出的光功率；在比較控制部13內(nèi)根據(jù)檢測結(jié)果對輸出光纖的光信號耦合狀態(tài)進(jìn)行判斷；以及對相應(yīng)MEMS反射鏡驅(qū)動(dòng)部14A和14B進(jìn)行控制以使光信號交換機(jī)內(nèi)的損耗最小。
然而，在這種將光信號交換機(jī)內(nèi)的損耗降低到最小的控制技術(shù)中，在進(jìn)行信道轉(zhuǎn)接以便例如將從輸入點(diǎn)A到輸出點(diǎn)B發(fā)送光信號的光路變更為從輸入點(diǎn)A’到輸出點(diǎn)B發(fā)送光信號的光路時(shí)，如圖24的原理圖所示，如果輸入點(diǎn)A的光輸入電平不同于輸入點(diǎn)A’的光輸入電平，則在進(jìn)行轉(zhuǎn)接前后待輸出到同一個(gè)輸出點(diǎn)B的光信號的電平發(fā)生變化。這種伴隨信道轉(zhuǎn)接的光輸出電平變化可能對與光信號交換機(jī)的后面部分相連的系統(tǒng)產(chǎn)生影響。更具體地說，這可能會導(dǎo)致光放大器飽和，或者導(dǎo)致誤碼率等升高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對上述問題實(shí)現(xiàn)的，其目的是提供一種即使利用不同光輸入電平進(jìn)行信道轉(zhuǎn)接，仍可以將光輸出電平控制為恒定電平的光信號交換機(jī)的控制設(shè)備和控制方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種光信號交換機(jī)的控制設(shè)備，該光信號交換機(jī)包括分別具有多個(gè)排列在一個(gè)平面上的俯仰反射鏡的第一反射鏡陣列和第二反射鏡陣列，利用第一和第二反射鏡陣列順序反射輸入光信號以從特定位置輸出該光信號，每個(gè)俯仰反射鏡分別具有其角度可控的反射面，該控制設(shè)備用于控制第一和第二反射鏡陣列的每個(gè)俯仰反射鏡的反射面角度，該控制設(shè)備包括光功率檢測單元，用于檢測從該特定位置輸出的光信號的功率；以及角度控制單元，用于控制反射該光信號的第一和第二反射鏡陣列的俯仰反射鏡的至少一個(gè)反射面的角度，以使光功率檢測單元檢測的光功率變成對應(yīng)于特定位置設(shè)置的恒定目標(biāo)值。
利用這種構(gòu)造，光功率檢測單元檢測第一和第二反射鏡陣列順序反射的、要從特定位置輸出的光信號的功率，而角度控制單元對位于光信號傳播路徑上的俯仰反射鏡中的一個(gè)或二者的反射面角度進(jìn)行控制，以使輸出光功率變成事先設(shè)置的恒定目標(biāo)值。因此，即使在具有不同光輸入電平的信道上進(jìn)行轉(zhuǎn)接，仍可以將光輸出電平控制為恒電平，而與光輸入電平的變化無關(guān)。
此外，作為上述控制設(shè)備的一種特定結(jié)構(gòu)，角度控制單元可以包括第一反射鏡驅(qū)動(dòng)部，用于在恒定控制方向逐步改變第一反射鏡陣列的每個(gè)俯仰反射鏡的反射面角度；第二反射鏡驅(qū)動(dòng)部，用于在恒定控制方向逐步改變第二反射鏡陣列的每個(gè)俯仰反射鏡的反射面角度；以及比較控制部，用于計(jì)算目標(biāo)值與恰在利用第一反射鏡驅(qū)動(dòng)部和第二反射鏡驅(qū)動(dòng)部至少之一改變反射面角度之前和之后由所述光功率檢測單元檢測的輸出光功率的各值之間差值的絕對值以將各絕對值互相進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果確定第一反射鏡驅(qū)動(dòng)部和第二反射鏡驅(qū)動(dòng)部的相應(yīng)控制方向，從而對反射面角度進(jìn)行反饋控制以使所述差值的絕對值變成最小。利用這種結(jié)構(gòu)，根據(jù)光功率檢測單元檢測的輸出光功率值與目標(biāo)值之間差值的絕對值，對各俯仰反射鏡的反射面角度進(jìn)行反饋控制。
此外，作為上述控制設(shè)備的一個(gè)優(yōu)選方面，在對反射面角度進(jìn)行反饋控制之前的初始狀態(tài)下，比較控制部可以對第一和第二反射鏡陣列的各俯仰反射鏡的反射面的各軸進(jìn)行探查以確定光功率檢測單元檢測的輸出光功率值接近目標(biāo)值時(shí)的控制方向，然后根據(jù)每個(gè)確定的控制方向順序切換對每個(gè)軸的反饋控制。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，在預(yù)先探查、確定待控制的各軸方向后，根據(jù)該控制方向?qū)Ψ瓷涿娴慕嵌冗M(jìn)行反饋控制。
作為上述控制設(shè)備的另一個(gè)優(yōu)選方面，在對反射面角度進(jìn)行反饋控制之前的初始狀態(tài)下，比較控制部可以首先對第一和第二反射鏡陣列的各俯仰反射鏡的反射面的各軸設(shè)置反射面角度，以使從特定位置輸出的光信號的光損耗最小，然后根據(jù)多個(gè)軸中至少一個(gè)軸的任意控制方向進(jìn)行反饋控制。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，無需對各軸的控制方向進(jìn)行上述探查，因此縮短了控制時(shí)間。
本發(fā)明還提供了一種光信號交換機(jī)的控制方法，該光信號交換機(jī)包括分別具有多個(gè)排列在一個(gè)平面上的俯仰反射鏡的第一反射鏡陣列和第二反射鏡陣列，利用第一和第二反射鏡陣列順序反射輸入光信號以從特定位置輸出該光信號，每個(gè)俯仰反射鏡分別具有其角度可控的反射面，該控制方法用于控制第一和第二反射鏡陣列的每個(gè)俯仰反射鏡的反射面角度，該控制方法包括以下過程檢測從特定位置輸出的光信號的功率；以及控制反射該光信號的第一和第二反射鏡陣列的俯仰反射鏡的至少一個(gè)反射面的角度，以使檢測的光功率變成對應(yīng)該特定位置設(shè)置的恒定目標(biāo)值。
通過以下結(jié)合


本發(fā)明實(shí)施例，本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)勢將變得更加明顯。

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的光信號交換機(jī)控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理框圖。
圖2是示出應(yīng)用了圖1所示控制設(shè)備的光信號交換機(jī)的總體配置的原理圖。
圖3是用于解釋將光信號交換機(jī)的輸出光功率控制到最大值情況時(shí)的原理的示意圖。
圖4是用于解釋在轉(zhuǎn)接到具有不同光輸入電平的信道時(shí)光輸出電平的變化的原理圖。
圖5是用于解釋將光信號交換機(jī)的光輸出電平控制到恒電平情況時(shí)的原理的示意圖。
圖6示出用于第一實(shí)施例的計(jì)數(shù)器控制信號生成電路以及控制和監(jiān)視電路的特定電路配置。
圖7是用于解釋第一實(shí)施例中的比較控制部的操作的時(shí)序圖。
圖8是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的光信號交換機(jī)控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理框圖。
圖9是用于解釋第二實(shí)施例中的控制操作的原理示意圖。
圖10是示出在第二實(shí)施例中用于判斷是繼續(xù)進(jìn)行控制還是終止控制的方法的流程圖。
圖11是示出用于本發(fā)明第三實(shí)施例控制設(shè)備的比較控制部的主要部分的結(jié)構(gòu)原理框圖。
圖12是用于解釋第三實(shí)施例中的控制操作的流程圖。
圖13是用于解釋第三實(shí)施例另一種控制操作例子的流程圖。
圖14是用于解釋在圖13所示控制操作中實(shí)現(xiàn)改善精度的應(yīng)用實(shí)例的流程圖。
圖15是示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的光信號交換機(jī)控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理框圖。
圖16是用于解釋第四實(shí)施例控制操作的流程圖。
圖17是用于解釋可以改善圖16所示控制操作精度的原理圖。
圖18是示出第四實(shí)施例的另一個(gè)例子的方框圖。
圖19是示出用于本發(fā)明第五實(shí)施例控制設(shè)備的比較控制部的結(jié)構(gòu)原理框圖。
圖20示出提供用于判斷與第五實(shí)施例的光信號交換機(jī)的前級相連的系統(tǒng)中發(fā)生異?，F(xiàn)象的功能的例子。
圖21是示出用于本發(fā)明第六實(shí)施例控制設(shè)備的比較控制部的結(jié)構(gòu)原理框圖。
圖22是示出典型三維光信號交換機(jī)的配置實(shí)例的透視圖。
圖23是示出用于使光信號交換機(jī)內(nèi)的光損耗降低到最小的控制設(shè)備的配置例子的原理框圖。
圖24是用于解釋在使光信號交換機(jī)內(nèi)的光損耗降低到最小的控制操作中存在的問題的原理圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參考

本發(fā)明實(shí)施例。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的光信號交換機(jī)控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理框圖。此外，圖2是示出應(yīng)用圖1所示控制設(shè)備的光信號交換機(jī)的總體配置的原理圖。利用相同參考編號表示與圖22和圖23所示傳統(tǒng)構(gòu)造中的部件相同的部件。
在這兩個(gè)圖中，該實(shí)施例的總體配置是例如，如圖23所示傳統(tǒng)構(gòu)造的配置，在通過將兩個(gè)分別具有多個(gè)以二維排列的準(zhǔn)直器的準(zhǔn)直器陣列1A和1B與兩個(gè)分別具有多個(gè)以二維排列的、分別對應(yīng)于準(zhǔn)直器陣列1A和1B的各準(zhǔn)直器的MEMS反射鏡的MEMS反射鏡陣列2A和2B進(jìn)行組合構(gòu)造的三維光信號交換機(jī)中，提供一個(gè)控制設(shè)備，該控制設(shè)備包括光耦合器陣列11，設(shè)置在與輸出側(cè)的準(zhǔn)直器陣列1B相連的輸出光纖陣列10B的后級；光功率檢測部12，檢測由光耦合器陣列11的每個(gè)光耦合器分出的光功率；以及比較控制部100，根據(jù)光功率檢測部12的檢測結(jié)果對輸出光纖判斷光信號的耦合狀態(tài)，以控制相應(yīng)MEMS反射鏡驅(qū)動(dòng)部14A和14B，從而將光輸出電平控制為恒電平。
在此，MEMS反射鏡陣列2A即第一反射鏡陣列，MEMS反射鏡陣列2B即第二反射鏡陣列，MEMS反射鏡驅(qū)動(dòng)部14A即第一反射鏡驅(qū)動(dòng)部，而MEMS反射鏡驅(qū)動(dòng)部14B即第二反射鏡驅(qū)動(dòng)部。
光信號交換機(jī)的準(zhǔn)直器陣列1A與具有多個(gè)以二維排列的、對應(yīng)于相應(yīng)準(zhǔn)直器的光纖的輸入光纖陣列10A相連，而且每個(gè)輸入光纖發(fā)出的光通過每個(gè)準(zhǔn)直器變成平行光被發(fā)送到MEMS反射鏡陣列2A。此外，準(zhǔn)直器陣列1B與具有多個(gè)以二維排列的、對應(yīng)于相應(yīng)準(zhǔn)直器的光纖的輸出光纖陣列10B相連，而且MEMS反射鏡陣列2B反射的光通過每個(gè)準(zhǔn)直器耦合到每個(gè)輸出光纖。
傾斜排列MEMS反射鏡陣列2A，以使在其上排列相應(yīng)MEMS反射鏡反射面的平面的法線方向不平行于準(zhǔn)直器陣列1A發(fā)出的光信號的傳播方向(光軸方向)。此外，將MEMS反射鏡陣列2B排列在要求位置，在該要求位置，MEMS反射鏡陣列2A的各MEMS反射鏡反射的光再次被相應(yīng)MEMS反射鏡反射以引導(dǎo)到準(zhǔn)直器陣列1B。排列在MEMS反射鏡陣列2A和2B內(nèi)的每個(gè)MEMS反射鏡是眾所周知的、通過微機(jī)械加工(MEMS)技術(shù)制造的微型俯仰反射鏡。更具體地說，例如，將由扭力軸支持的、在其上表面形成一反射鏡的可移動(dòng)板一體設(shè)置在硅襯底上，并通過利用磁力使可移動(dòng)板圍繞扭力軸旋轉(zhuǎn)，來可變地控制反射鏡的擺動(dòng)角。
在光耦合器陣列11中，對應(yīng)于輸出光纖陣列10B的各輸出光纖排列多個(gè)光耦合器，通過每個(gè)輸出光纖傳播的光信號被每個(gè)光耦合器分出一部分、發(fā)送到光功率檢測部12。
例如，如圖1的左上方部分所示，光功率檢測部12包括光電檢測器12A，用于接收光耦合陣列11的每個(gè)光耦合器分出的監(jiān)測光以根據(jù)監(jiān)測光的光功率產(chǎn)生電流信號；以及I/V轉(zhuǎn)換器12B，用于將光電檢測器12A輸出的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號。在圖1中，僅示出一組光電檢測器12A和I/V轉(zhuǎn)換器12B。然而，假定實(shí)際上分別對應(yīng)于光耦合器陣列11的各光耦合器，即與光信號交換機(jī)的輸出信道數(shù)量相應(yīng)，對光功率檢測部12設(shè)置光電檢測器12A和I/V轉(zhuǎn)換器12B。
例如，如圖1的中上部所示，比較控制部100包括A/D轉(zhuǎn)換器100A、差分電路100B、絕對值檢測電路100C、解碼電路100D、保持電路100E、比較電路100F、計(jì)數(shù)器控制信號生成電路100G、監(jiān)控電路100H以及選擇器100I。在此，僅示出對應(yīng)于一個(gè)輸出信道的構(gòu)造。然而，假定比較控制電路100實(shí)際上包括與光信號交換機(jī)的輸出信道數(shù)量對應(yīng)的構(gòu)造。
A/D轉(zhuǎn)換器100A是一個(gè)將光功率檢測部12輸出的模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的典型電路，它將所轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號發(fā)送到差分電路100B的一個(gè)輸入端。差分電路100B的另一個(gè)輸入端接收表示先前設(shè)置的目標(biāo)值的信號，計(jì)算A/D轉(zhuǎn)換器100A的輸出信號與目標(biāo)值之間的差值，將計(jì)算結(jié)果發(fā)送到絕對值檢測電路100C。在后面對發(fā)送到差分電路100B的目標(biāo)值的設(shè)定過程進(jìn)行說明。
絕對值檢測電路100C檢測差分電路100B計(jì)算的差值的絕對值以將檢測結(jié)果發(fā)送到比較電路100F的一個(gè)輸入端，而且還發(fā)送到解碼電路100D。解碼電路100D對絕對值檢測電路100C的輸出信號進(jìn)行解碼以將解碼的輸出信號輸出到保持電路100E。對其輸入了要求頻率的時(shí)鐘信號CLK的保持電路100E將解碼電路100D輸出的輸出信號保持預(yù)定的固定時(shí)間，此后將它發(fā)送到比較電路100F的另一個(gè)輸入端。例如，對應(yīng)于在一個(gè)周期完成后面所述的對各MEMS反射鏡進(jìn)行反饋控制的時(shí)間來設(shè)置將信號保持在保持電路100E內(nèi)的時(shí)間。
比較電路100F是一個(gè)對分別由絕對值檢測電路100C和保持電路100E發(fā)送的數(shù)字信號表示的電壓值進(jìn)行大/小比較以將比較結(jié)果發(fā)送到計(jì)數(shù)器控制信號生成電路100G和監(jiān)控電路100H的電路。更具體地說，例如，如果絕對值檢測電路100C輸出的數(shù)字信號(控制之后的電壓值)大于保持電路100E輸出的數(shù)字信號(控制之前的電壓值)，則比較電路100F輸出低電平信號，而如果小，則輸出高電平信號。該比較電路100F的輸出邏輯電平與在圖23所示上述傳統(tǒng)構(gòu)造中的比較控制部13內(nèi)使用的相似比較電路的輸出邏輯電平相反。
計(jì)數(shù)器控制信號生成電路100G根據(jù)比較電路100F輸出的輸出信號的電平產(chǎn)生計(jì)數(shù)器控制信號。該計(jì)數(shù)器控制信號用于控制各MEMS反射鏡驅(qū)動(dòng)部14A和14B的后面將描述的U/D計(jì)數(shù)器21X和21Y的計(jì)數(shù)值。在此，通過選擇器100I將計(jì)數(shù)器控制信號生成電路100G產(chǎn)生的計(jì)數(shù)器控制信號分配到相應(yīng)MEMS反射鏡驅(qū)動(dòng)部14A和14B。
監(jiān)控電路100H是一個(gè)進(jìn)行如下操作的電路根據(jù)比較電路100F的輸出信號，產(chǎn)生用于確定計(jì)數(shù)器控制信號生成電路100G針對比較電路100F的輸出信號電平、是提供用于提高計(jì)數(shù)值的計(jì)數(shù)器控制信號(以下簡稱遞增計(jì)數(shù)信號)還是提供用于降低計(jì)數(shù)值的計(jì)數(shù)器控制信號(以下簡稱遞減計(jì)數(shù)信號)的命令，并將該命令發(fā)送到計(jì)數(shù)器控制信號生成電路100G和選擇器100I。
MEMS反射鏡驅(qū)動(dòng)部14A用于驅(qū)動(dòng)控制位于光信號交換機(jī)輸入側(cè)的MEMS反射鏡陣列2A。更具體地說，例如，如圖1的中心部分所示，MEMS反射鏡驅(qū)動(dòng)部14A包括選擇器20、對應(yīng)于X軸方向的U/D計(jì)數(shù)器21X和D/A轉(zhuǎn)換器22X、對應(yīng)于Y軸方向的U/D計(jì)數(shù)器21Y和D/A轉(zhuǎn)換器22Y、以及對應(yīng)于MEMS反射鏡陣列2A的各MEMS反射鏡的MEMS反射鏡驅(qū)動(dòng)器23。此外，MEMS反射鏡驅(qū)動(dòng)部14B用于驅(qū)動(dòng)控制位于光信號交換機(jī)的輸出側(cè)的MEMS反射鏡陣列2B。更具體地說，例如，如圖1的下部所示，MEMS反射鏡驅(qū)動(dòng)部14B包括對應(yīng)于X軸方向的U/D計(jì)數(shù)器21X和D/A轉(zhuǎn)換器22X、對應(yīng)于Y軸方向的U/D計(jì)數(shù)器21Y和D/A轉(zhuǎn)換器22Y、以及對應(yīng)于MEMS反射鏡陣列2B的各MEMS反射鏡的MEMS反射鏡驅(qū)動(dòng)器23。在圖1所示的各MEMS反射鏡驅(qū)動(dòng)部14A和14B中，僅示出對應(yīng)于一個(gè)MEMS反射鏡(一個(gè)信道)的構(gòu)造。
設(shè)置在MEMS反射鏡驅(qū)動(dòng)部14A內(nèi)的選擇器20根據(jù)比較控制部100產(chǎn)生的計(jì)數(shù)器控制信號從MEMS反射鏡陣列2A內(nèi)排列的多個(gè)MEMS反射鏡中選擇作為控制對象的MEMS反射鏡，以將計(jì)數(shù)器控制信號發(fā)送到對應(yīng)于選擇的MEMS反射鏡的電路模塊。對選擇器20提供關(guān)于與光功率檢測部12所檢測光的輸出信道對應(yīng)的輸入信道的信息，由此來設(shè)置選擇器20的上述選擇操作。不將上述選擇器20設(shè)置在MEMS反射鏡驅(qū)動(dòng)部14B內(nèi)。這是因?yàn)橐坏┐_定了光功率檢測部12所檢測光的輸出信道，則從MEMS反射鏡陣列2B的MEMS反射鏡中規(guī)定對應(yīng)于此輸出信道的MEMS反射鏡。
根據(jù)比較控制部100輸出的計(jì)數(shù)器控制信號，分別設(shè)置在MEMS反射鏡驅(qū)動(dòng)部14A和14B內(nèi)的U/D計(jì)數(shù)器21X增加或降低MEMS反射鏡X軸方向的計(jì)數(shù)值，以將增加或降低的計(jì)數(shù)值輸出到D/A轉(zhuǎn)換器22X。D/A轉(zhuǎn)換器22X將U/D計(jì)數(shù)器21X輸出的數(shù)字表示的計(jì)數(shù)值轉(zhuǎn)換為模擬值，以將它輸出到MEMS反射鏡驅(qū)動(dòng)器23。此外，U/D計(jì)數(shù)器21Y根據(jù)比較控制部100輸出的計(jì)數(shù)器控制信號增加或降低MEMS反射鏡Y軸方向計(jì)數(shù)值，以將增加或降低的計(jì)數(shù)值輸出到D/A轉(zhuǎn)換器22Y。D/A轉(zhuǎn)換器22Y將U/D計(jì)數(shù)器21Y輸出的數(shù)字表示的計(jì)數(shù)值轉(zhuǎn)換為模擬值，以將它輸出到MEMS反射鏡驅(qū)動(dòng)器23。
為了提高反射鏡調(diào)節(jié)速度，即為了縮短反饋時(shí)間，最好將先前根據(jù)輸入/輸出信道設(shè)置的初始計(jì)數(shù)器值分別發(fā)送到U/D計(jì)數(shù)器21X和21Y。后面將說明此初始計(jì)數(shù)器值的特定設(shè)置方法。
分別設(shè)置在MEMS反射鏡驅(qū)動(dòng)部14A和14B內(nèi)的MEMS反射鏡驅(qū)動(dòng)器23根據(jù)對應(yīng)于每個(gè)軸方向的計(jì)數(shù)器值產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)控制相應(yīng)MEMS反射鏡在X軸方向或在Y軸方向的角度的信號。將MEMS反射鏡驅(qū)動(dòng)部14A和14B分別產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)控制信號提供到每個(gè)MEMS反射鏡陣列2A和2B的相應(yīng)MEMS反射鏡，從而調(diào)節(jié)反射面的角度。
接著，將說明第一實(shí)施例的操作。
首先，參考圖3所示特性曲線圖，說明耦合到輸出光纖的光信號的功率與位于輸入側(cè)和輸出側(cè)的MEMS反射鏡間的角度之間的關(guān)系。
對于具有圖22所示三維構(gòu)造的光信號交換機(jī)，如圖3的(A)所示，其特性證實(shí)，輸出光功率變成最大時(shí)反射鏡角度的最佳點(diǎn)與位于輸入側(cè)和輸出側(cè)的各MEMS反射鏡的輸出光功率分別變成最大時(shí)的點(diǎn)一致，而且相對于輸入側(cè)MEMS反射鏡的角度變化的輸出光功率的變化和相對于輸出側(cè)MEMS反射鏡的角度變化的輸出光功率的變化互相無關(guān)，它們之間是獨(dú)立關(guān)系。
在圖3中示出在每個(gè)MEMS反射鏡的角度在X軸方向發(fā)生變化時(shí)輸出光功率發(fā)生變化的情況。然而，上述特性還證實(shí)了每個(gè)MEMS反射鏡的角度在Y軸方向發(fā)生變化時(shí)的情況。此外，輸入側(cè)MEMS反射鏡的角度在X軸(Y軸)方向和輸出側(cè)MEMS反射鏡的角度在Y軸(X軸)方向發(fā)生變化時(shí)的輸出光功率的變化特性也與上述特性相同。此外，位于一側(cè)的MEMS反射鏡在X軸方向的角度和Y軸方向的角度發(fā)生變化時(shí)輸出光功率的變化特性也與上述特性相同。在以下的說明中假定輸入側(cè)MEMS反射鏡和輸出側(cè)MEMS反射鏡在X軸方向的角度發(fā)生變化(固定Y軸方向的角度)。然而，可以對上述其它組合做同樣的考慮。
在上述傳統(tǒng)控制技術(shù)的情況下，對位于輸入側(cè)和輸出側(cè)的各MEMS反射鏡的角度進(jìn)行優(yōu)化，以使光信號交換機(jī)內(nèi)的光損耗降低到最小，也就是說，使耦合到輸出光纖的光信號的功率變?yōu)樽畲?。在這種情況下，例如，在獲得圖3中(A)的點(diǎn)P1所示的輸出光功率的狀態(tài)下，如圖3的(B)所示，首先，固定輸出側(cè)MEMS反射鏡的角度，而調(diào)節(jié)輸入側(cè)MEMS反射鏡的角度，從而實(shí)現(xiàn)使輸出光功率變成最大的點(diǎn)P2狀態(tài)。然后，如圖3中的(C)所示，固定輸入側(cè)MEMS反射鏡的角度，而調(diào)節(jié)輸出側(cè)MEMS反射鏡的角度，從而實(shí)現(xiàn)使輸出光功率變成最大的點(diǎn)P3狀態(tài)。因此，可以將每個(gè)MEMS反射鏡的角度控制到使輸出光功率變成最大的最佳點(diǎn)(光信號交換機(jī)的光損耗變成最小)。
順便提一句，如果光信號的光輸入電平高，則提高在位于輸入側(cè)和輸出側(cè)的每個(gè)MEMS反射鏡的角度被控制到上述最佳點(diǎn)的狀態(tài)下所獲得的輸出光功率，然而，如果其光輸入電平低，則降低該輸出光功率。例如，如果通過進(jìn)行信道轉(zhuǎn)接從高光輸入電平的信道切換到低光輸入電平的信道，則耦合到同一個(gè)輸出光纖的光信號的輸出光功率與每個(gè)MEMS反射鏡的角度之間的關(guān)系從圖4的左側(cè)所示的進(jìn)行切換前的狀態(tài)變更為如圖4的右側(cè)所示的進(jìn)行切換之后的狀態(tài)。因此，如果執(zhí)行使輸出光功率最大(使光損耗最小)的控制操作，光輸出電平從切換前的點(diǎn)P3變更為切換之后的點(diǎn)P3’。如上所述，信道轉(zhuǎn)接之前和之后的光輸出電平的變化會對與光信號交換機(jī)的后級相連的系統(tǒng)產(chǎn)生影響。
因此，在根據(jù)本發(fā)明的光信號交換機(jī)控制系統(tǒng)中，事先設(shè)置位于輸出側(cè)的每個(gè)信道的光輸出電平的目標(biāo)值，并反饋控制每個(gè)MEMS反射鏡的角度，以使輸出光電平變成恒定目標(biāo)值，而與因?yàn)樾诺擂D(zhuǎn)接引起的光輸入電平的變化無關(guān)，從而避免因?yàn)楣廨敵鲭娖降淖兓瘜蠹壪到y(tǒng)產(chǎn)生影響。根據(jù)實(shí)際檢測的光輸出電平與事先設(shè)置的光輸出電平目標(biāo)值T之間差值的絕對值，可以對光輸出電平進(jìn)行恒定控制，例如，如圖5的原理圖所示。也就是說，在對應(yīng)于光功率檢測部12檢測的MEMS反射鏡角度θ的光輸出電平P(θ)與光輸出電平的目標(biāo)值T具有圖5左側(cè)所示關(guān)系時(shí)，光輸出電平P(θ)與目標(biāo)值T之間差值的絕對值|P(θ)-T|如圖5右側(cè)所示那樣發(fā)生變化。因此，為了實(shí)現(xiàn)使絕對值|P(θ)-T|為0的點(diǎn)P0或點(diǎn)P0’的狀態(tài)，對位于輸入側(cè)和輸出側(cè)的MEMS反射鏡在每個(gè)軸方向的角度進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而可以將光輸出電平控制到恒定目標(biāo)值T。
根據(jù)上述控制系統(tǒng)，在此實(shí)施例的控制設(shè)備中，例如，將圖6所示的特定電路配置應(yīng)用于比較控制部100的計(jì)數(shù)器控制信號生成電路100G和監(jiān)控電路100H，從而控制各MEMS反射鏡的角度。
在圖6所示的特定例子中，設(shè)置極性反轉(zhuǎn)電路40作為計(jì)數(shù)器控制信號生成電路100G的部件。此外，對于監(jiān)控電路100H，將表示比較電路100F的比較結(jié)果的信號分別輸入到極性反轉(zhuǎn)信號生成部30和H/L檢測電路31，而將極性反轉(zhuǎn)信號生成部30產(chǎn)生的極性反轉(zhuǎn)控制信號輸出到極性反轉(zhuǎn)電路40。H/L檢測電路31監(jiān)測比較電路100F輸出的輸出信號電平，并且如果檢測到從高電平變化到低電平，則將通知此變化的信號輸出到選擇器選擇信號切換電路32，并將用于取消極性反轉(zhuǎn)電路40的操作的禁止信號輸出到極性反轉(zhuǎn)電路40。在選擇器選擇信號切換電路32中，根據(jù)H/L檢測電路31的輸出信號，判斷光輸出電平與目標(biāo)值T之間差值的絕對值是否已經(jīng)變成0，然后產(chǎn)生用于切換選擇器100I的選擇信號，將該選擇信號發(fā)送到選擇器100I和初始起動(dòng)電路33。在對初始起動(dòng)電路33輸入用于通知開始進(jìn)行角度校正的控制開始信號時(shí)，初始起動(dòng)電路33將初始值發(fā)送到選擇器100I，而且還輸出一個(gè)使能信號以使極性反轉(zhuǎn)電路40的操作有效。根據(jù)選擇器選擇信號切換電路32的輸出信號，對初始起動(dòng)電路33發(fā)送到極性反轉(zhuǎn)電路40的使能信號的輸出條件進(jìn)行控制。
在具有上述電路配置的比較控制部100內(nèi)，例如，如圖7示出的時(shí)序圖所示，首先，如果在時(shí)間t0將控制開始信號輸入到初始起動(dòng)電路33，則初始起動(dòng)電路33將它發(fā)送到選擇器100I作為計(jì)數(shù)器控制信號的初始值(例如，指示增加計(jì)數(shù)值的遞增計(jì)數(shù)信號)，與此同時(shí)，將使能信號發(fā)送到極性反轉(zhuǎn)電路40。結(jié)果，開始對各部分進(jìn)行控制。在此，以這樣的方式進(jìn)行設(shè)置，即將遞增計(jì)數(shù)信號發(fā)送到選擇器100I作為初始值，然而，也可以以這樣的方式進(jìn)行設(shè)置，即將指示減小計(jì)數(shù)值的遞減計(jì)數(shù)信號發(fā)送到選擇器100I作為初始值。
發(fā)送到選擇器100I的遞增計(jì)數(shù)信號被分配到各MEMS反射鏡驅(qū)動(dòng)部14A和14B，而選擇器20進(jìn)一步對發(fā)送到MEMS反射鏡驅(qū)動(dòng)部14A的遞增計(jì)數(shù)信號進(jìn)行分配，以發(fā)送到與位于輸入側(cè)、作為角度控制對象的MEMS反射鏡對應(yīng)的電路模塊。此外，將發(fā)送到MEMS反射鏡驅(qū)動(dòng)部14B的遞增計(jì)數(shù)信號發(fā)送到與位于輸出側(cè)的、作為角度控制對象的MEMS反射鏡(光功率檢測部12監(jiān)測輸出光功率的信道)對應(yīng)的電路模塊。在此，考慮例如對輸入側(cè)MEMS反射鏡在X軸方向角度進(jìn)行校正控制的情況，那么在開始進(jìn)行控制時(shí)，將比較控制部100輸出的遞增計(jì)數(shù)信號輸入到位于MEMS反射鏡驅(qū)動(dòng)部14A的X軸側(cè)的U/D計(jì)數(shù)器21X。
在已經(jīng)收到輸入的遞增計(jì)數(shù)信號的U/D計(jì)數(shù)器21X內(nèi)，遞增事先設(shè)置的計(jì)數(shù)器初始值，并將此計(jì)數(shù)值輸出到D/A轉(zhuǎn)換器22X進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換。然后，將D/A轉(zhuǎn)換器22X的輸出信號發(fā)送到MEMS反射鏡驅(qū)動(dòng)器23，并根據(jù)U/D計(jì)數(shù)器21X的計(jì)數(shù)值產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)控制信號，用于控制輸入側(cè)MEMS反射鏡在X軸方向的角度，并將該驅(qū)動(dòng)控制信號發(fā)送到MEMS反射鏡陣列2A。因此，改變輸入側(cè)MEMS反射鏡陣列2A的相應(yīng)MEMS反射鏡在X軸方向的角度，而且改變由輸入側(cè)MEMS反射鏡和對應(yīng)于輸入側(cè)MEMS反射鏡的輸出側(cè)MEMS反射鏡反射的光信號與輸出光纖的耦合狀態(tài)。然后，光耦合器11把耦合到輸出光纖的光信號分出一部分以發(fā)送到光功率檢測部12。在光功率檢測部12內(nèi)，光耦合器11輸出的監(jiān)測光被光電檢測器12A接收，而根據(jù)光功率產(chǎn)生一個(gè)電流信號，利用I/V轉(zhuǎn)換器12B將該電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號以輸出到比較控制部100。
比較控制部100的A/D轉(zhuǎn)換器100A將基于輸出光功率監(jiān)測結(jié)果的電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并將它發(fā)送到差分電路100B。差分電路100B計(jì)算表示事先設(shè)置的光輸出電平目標(biāo)值的數(shù)字信號與A/D轉(zhuǎn)換器100A輸出的數(shù)字信號之間的差值，并將計(jì)算結(jié)果發(fā)送到絕對值檢測電路100C。絕對值檢測電路100C檢測差分電路100B計(jì)算的差值的絕對值，并將檢測結(jié)果發(fā)送到比較電路100F和解碼電路100D。從保持電路100E把基于在X軸方向改變輸入側(cè)MEMS反射鏡角度之前的狀態(tài)下的輸出光功率的電壓值提供給比較電路100F，比較電路100F將此電壓值與絕對值檢測電路100C輸出的電壓值進(jìn)行比較。然后，如果通過改變輸入側(cè)MEMS反射鏡在X軸方向上的角度，使差值的絕對值變大，則比較電路100F產(chǎn)生低電平輸出信號，而如果差值的絕對值變小，則比較電路100F產(chǎn)生高電平輸出信號。
在此，如果將發(fā)送到選擇器100I的遞增計(jì)數(shù)信號作為初始信號，差值的絕對值減小，則必須對計(jì)數(shù)器控制信號生成電路100G進(jìn)行操作設(shè)置以對比較電路100F輸出的高電平輸出信號產(chǎn)生遞增計(jì)數(shù)信號，而對比較電路100F輸出的低電平輸出信號產(chǎn)生遞減計(jì)數(shù)信號。此外，如果差值的絕對值增加，則必須對計(jì)數(shù)器控制信號生成電路100G進(jìn)行操作設(shè)置以對比較電路100F輸出的高電平輸出信號產(chǎn)生遞減計(jì)數(shù)信號，而對比較電路100F輸出的低電平輸出信號產(chǎn)生遞增計(jì)數(shù)信號。為了對計(jì)數(shù)器控制信號生成電路100G進(jìn)行這種操作設(shè)置，在此實(shí)施例中，在監(jiān)控電路100H內(nèi)設(shè)置極性反轉(zhuǎn)信號生成部30。極性反轉(zhuǎn)信號生成部30產(chǎn)生極性反轉(zhuǎn)控制信號，并將它發(fā)送到極性反轉(zhuǎn)電路40以在所檢測的比較電路100F的輸出信號為低電平時(shí)反轉(zhuǎn)操作極性反轉(zhuǎn)電路40，而在所檢測的輸出信號為高電平時(shí)不反轉(zhuǎn)操作。結(jié)果，在極性反轉(zhuǎn)電路40不反轉(zhuǎn)操作的設(shè)置中，計(jì)數(shù)器控制信號生成電路100G的輸出電平變?yōu)榈扔诒容^電路100F的輸出信號的電平，并且對于比較電路100F的高電平輸出，輸出高電平遞增計(jì)數(shù)信號，而對于比較電路100F的低電平輸出，輸出低電平遞減計(jì)數(shù)信號。相反，在極性反轉(zhuǎn)電路40反轉(zhuǎn)操作的設(shè)置中，對于比較電路100F的高電平輸出，輸出低電平遞減計(jì)數(shù)信號，而對于比較電路100F的低電平輸出，輸出高電平遞增計(jì)數(shù)信號。
在此，例如，如圖7中的時(shí)間t1至t2所示，如果相對于作為初始值的遞增計(jì)數(shù)信號，比較電路100F的輸出信號變成低電平，則產(chǎn)生高電平極性反轉(zhuǎn)信號以反轉(zhuǎn)操作極性反轉(zhuǎn)電路40。結(jié)果，將被設(shè)置為作為初始值的高電平遞增計(jì)數(shù)信號的計(jì)數(shù)器控制信號切換為低電平遞減計(jì)數(shù)信號，如圖中時(shí)間t2至t3所示，并通過選擇器100I和20將該信號發(fā)送到MEMS反射鏡驅(qū)動(dòng)部14A的U/D計(jì)數(shù)器21X。然后，由于減小了U/D計(jì)數(shù)器21X的計(jì)數(shù)值，與控制開始時(shí)間相反地控制輸入側(cè)MEMS反射鏡的角度，并且差值的絕對值被變更為降低，如圖7中時(shí)間t3至t4所示，比較電路100F的輸出信號變成高電平。比較電路100F的高電平輸出信號被極性反轉(zhuǎn)電路40反轉(zhuǎn)，以從計(jì)數(shù)器控制信號生成電路100G輸出作為低電平遞減計(jì)數(shù)信號。根據(jù)此遞減計(jì)數(shù)信號，反復(fù)對輸入側(cè)MEMS反射鏡的角度進(jìn)行調(diào)節(jié)直到差值的絕對值變成0。
在差值的絕對值變成0時(shí)，如圖7中的時(shí)間t5至t6所示，比較電路100F的輸出信號變成低電平。比較控制部100的H/L檢測電路31檢測出比較電路100F的輸出電平從高到低的這種變化，并將通知此變化的信號發(fā)送到選擇器選擇信號切換電路32，而且還取消被發(fā)送到極性反轉(zhuǎn)電路40的使能信號，相反，將禁止信號從H/L檢測電路31發(fā)送到極性反轉(zhuǎn)電路40。此外，取消反轉(zhuǎn)信號生成部30此時(shí)輸出的極性反轉(zhuǎn)信號。然后，選擇器選擇信號切換電路32根據(jù)從H/L檢測電路31輸入的信號判斷出輸入側(cè)MEMS反射鏡在X軸方向的角度被控制到最佳狀況，而且該控制被終止。
在此，在比較電路100F的輸出信號被變更為低電平的時(shí)間點(diǎn)，判斷出輸入側(cè)MEMS反射鏡在X軸方向的角度被最佳化。然而，例如，可以具有這樣的構(gòu)造，即在比較電路100F的輸出信號被變更為低電平時(shí)的控制周期內(nèi)，將計(jì)數(shù)器控制信號從遞減計(jì)數(shù)信號切換為遞增計(jì)數(shù)信號，而在下一個(gè)控制周期內(nèi)，將輸入側(cè)MEMS反射鏡的角度恢復(fù)到比較電路100F的輸出信號被變更為低電平前的狀況。根據(jù)角度控制的精度等，判斷是否進(jìn)行此控制操作。
根據(jù)上述第一實(shí)施例的控制設(shè)備，可以將光信號交換機(jī)的光輸出電平保持為恒定目標(biāo)值，而與光輸入電平的變化無關(guān)。因此，可以穩(wěn)定地操作與光信號交換機(jī)的后級相連的系統(tǒng)。如果采用使光信號交換機(jī)內(nèi)的光損耗降低到最小的傳統(tǒng)控制以實(shí)現(xiàn)后級系統(tǒng)的上述穩(wěn)定操作，則必須設(shè)置例如可變光衰減器等，用于調(diào)節(jié)光輸出電平。然而，根據(jù)本實(shí)施例的控制，由于沒有必要采用上述可變光衰減器等，所以還可以顯著減少部件數(shù)量。
在上述第一實(shí)施例中，對輸入側(cè)MEMS反射鏡在X軸方向的角度進(jìn)行了控制。然而，還可以對輸入側(cè)MEMS反射鏡在Y軸方向的角度進(jìn)行控制，或者還可以對輸出側(cè)MEMS反射鏡在X軸方向和Y軸方向的角度進(jìn)行控制。根據(jù)本發(fā)明，由于如圖3所示輸出光功率的變化與每個(gè)MEMS反射鏡和每個(gè)軸方向無關(guān)，所以可以任意設(shè)置對哪個(gè)MEMS反射鏡進(jìn)行角度控制以及其軸方向。
接著，將說明根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的光信號交換機(jī)控制設(shè)備。
圖8是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的光信號交換機(jī)控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理框圖。利用相同參考編號表示與第一實(shí)施例構(gòu)造中的部件相同的部件，并省略對其進(jìn)行說明，這同樣適用于以下的其它實(shí)施例。
在圖8中，該實(shí)施例控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)的不同之處在于比較控制部100，對其設(shè)置了符號變化檢測電路100J，用于檢測差分電路100B所計(jì)算差值的符號是否被反轉(zhuǎn)，并將檢測結(jié)果發(fā)送到監(jiān)控電路100H。上述部件之外的各部件與第一實(shí)施例中的各部件相同。
在第一實(shí)施例中，例如，如圖9中的(A)所示，在將光輸出電平的目標(biāo)值設(shè)置為高電平時(shí)，如果對應(yīng)于非常遠(yuǎn)離使光輸出功率變成最大的點(diǎn)P3的位置，設(shè)置分別被提供給相應(yīng)MEMS反射鏡驅(qū)動(dòng)部14A和14B的U/D計(jì)數(shù)器21X和21Y的初始值，則如圖9中的(B)所示，通過僅在一個(gè)軸方向控制MEMS反射鏡的角度，可以使此軸方向的光輸出功率的最高電平變得低于目標(biāo)值。因此，在到達(dá)控制目標(biāo)之前的中間階段，如圖9中的(C)所示，可能出現(xiàn)光輸出功率與目標(biāo)值之間差值的絕對值變成最小，也就是說，該差值的絕對值不變成0。
因此，在第二實(shí)施例的控制設(shè)備中，利用符號變化檢測電路100J檢測比較控制部100的差分電路100B計(jì)算的差值的符號是否已經(jīng)反轉(zhuǎn)，并根據(jù)檢測結(jié)果，判斷是繼續(xù)還是終止此控制。因此，還可以對上述僅在一個(gè)軸方向進(jìn)行角度控制、差值的絕對值也不變成0的情況進(jìn)行處理。
在判斷是繼續(xù)還是終止上述控制的特定判斷方法中，例如，如圖10示出的流程圖所示，如果在步驟1(該圖中所示的S1，以下其它步驟也類似)監(jiān)控電路100H的H/L檢測電路31(參考圖6)檢測到比較電路100F的輸出邏輯電平從高變化到低，則在步驟S2判斷符號變化檢測電路100J是否檢測到差值的符號變化。如果檢測到符號變化，則判斷出差值的絕對值已經(jīng)變成0，而且終止該控制。相反，如果未檢測到符號變化，則判斷圖9的(C)所示的上述情況，而且控制進(jìn)入步驟3。在步驟3，用于指示切換軸方向的控制信號從監(jiān)控電路100H的選擇器選擇信號切換電路32(如圖6所示)發(fā)送到選擇器100I。然后，在步驟4，繼續(xù)控制其它軸方向。請注意，例如，通過將停止選擇操作的控制信號從選擇器選擇信號切換電路32發(fā)送到選擇器100I，實(shí)現(xiàn)在檢測到符號變化時(shí)終止此控制。
這樣，根據(jù)第二實(shí)施例的控制設(shè)備，通過提供符號變化檢測電路，可以更可靠、穩(wěn)定地對光輸出電平實(shí)現(xiàn)恒定控制。
接著，將說明根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的光信號交換機(jī)控制設(shè)備。
在將光信號交換機(jī)的光損耗降低到最小的傳統(tǒng)控制方法中，各MEMS反射鏡的最佳角度的組合只有一個(gè)。與此相反，在根據(jù)上述第一和第二實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的光輸出電平的恒定控制中，各MEMS反射鏡的最佳角度的組合有多個(gè)。此外，如對第二實(shí)施例所做的說明，還存在僅利用一個(gè)軸方向難以完成控制的情況。考慮到光輸出電平的恒定控制中的此特性，在第三實(shí)施例中，描述了一種通過一系列過程有效控制多個(gè)軸方向角度的改進(jìn)例子。
圖11是示出用于第三實(shí)施例控制設(shè)備的比較控制部的主要部分的結(jié)構(gòu)原理框圖。
在圖11中，在第三實(shí)施例的控制設(shè)備中，在比較控制部100的計(jì)數(shù)器控制信號生成電路100G內(nèi)設(shè)置比較信號接收電路41和計(jì)數(shù)器控制值生成電路42代替上述圖6所示的極性反轉(zhuǎn)電路40，并在監(jiān)控電路100H內(nèi)設(shè)置存儲器34和CPU 35代替上述圖6所示的極性反轉(zhuǎn)信號生成部30。除以上部分之外，其結(jié)構(gòu)與第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)相同。
計(jì)數(shù)器控制信號生成電路100G的比較信號接收電路41接收表示比較電路100F的比較結(jié)果的信號，并根據(jù)監(jiān)控電路100H的CPU 35發(fā)出的控制信號將該信號發(fā)送到計(jì)數(shù)器控制值生成電路42。根據(jù)通過比較信號接收電路41發(fā)送的比較結(jié)果，計(jì)數(shù)器控制值生成電路42確定對應(yīng)于CPU35發(fā)送的控制信號的計(jì)數(shù)器控制值，并將該計(jì)數(shù)器控制值輸出到選擇器100I。
監(jiān)控部100H的存儲器34是眾所周知的可以存儲比較電路100F的比較結(jié)果的存儲介質(zhì)。根據(jù)H/L檢測電路31和初始起動(dòng)電路33的相應(yīng)輸出信號以及存儲器34內(nèi)的存儲信息，CPU 35確定每個(gè)MEMS反射鏡的角度要改變的方向，也就是說，使輸出光功率與目標(biāo)值的差值的絕對值接近0的控制方向，以對各MEMS反射鏡的所有角度校正進(jìn)行控制。
在上述結(jié)構(gòu)的光信號交換機(jī)控制設(shè)備中，例如，如圖12示出的流程圖所示，首先，在步驟10，在移動(dòng)每個(gè)MEMS反射鏡之前的所謂初始狀態(tài)，例如，改變MEMS反射鏡驅(qū)動(dòng)部14A的U/D計(jì)數(shù)器21X的計(jì)數(shù)值以便在一個(gè)方向移動(dòng)相應(yīng)MEMS反射鏡，并將反映此變化的、比較電路100F的比較結(jié)果存儲到存儲器34(方向探查)。
在步驟11，CPU 35參考存儲器34內(nèi)的存儲信息來確定將相關(guān)MEMS反射鏡控制到的方向，也就是說，使與目標(biāo)值的差值的絕對值接近0的控制方向，并將此確定結(jié)果存儲到存儲器34。在確定該控制方向時(shí)，如上所述，如果對于每個(gè)MEMS反射鏡從初始狀態(tài)開始移動(dòng)的方向，比較電路100F的輸出為高電平，則該方向變成控制方向，然而，如果比較電路100F的輸出為低電平，則與每個(gè)MEMS反射鏡從初始狀態(tài)開始移動(dòng)的方向相反的方向成為控制方向。
然后，在步驟12，順序地確定MEMS反射鏡驅(qū)動(dòng)部14A的U/D計(jì)數(shù)器21Y以及MEMS反射鏡驅(qū)動(dòng)部14B的U/D計(jì)數(shù)器21X和21Y的控制方向以存儲到存儲器34，與步驟10和11相同。
一旦確定了輸入側(cè)和輸出側(cè)的各MEMS反射鏡的各軸的控制方向，則在步驟13，CPU 35編組4個(gè)控制方向的旋轉(zhuǎn)，并且對每個(gè)軸順序地進(jìn)行光輸出電平的恒定控制(步驟13-1至步驟13-4)，與第二實(shí)施例中相同。此時(shí)，如圖9的(C)所示，存在在各軸方向的控制期間，在差值的絕對值到達(dá)0之前檢測到最小值的情況。在這種情況下，在監(jiān)控電路100H的H/L檢測電路31檢測到由高電平變化到低電平，而且比較控制部100的符號變化檢測電路100J(參考圖8)未檢測到符號變化時(shí)，CPU 35將命令發(fā)送到計(jì)數(shù)器控制值生成電路42和選擇器選擇信號切換電路32，以便終止相關(guān)軸方向的控制，并根據(jù)上述旋轉(zhuǎn)繼續(xù)對其它軸方向進(jìn)行控制。
然后，在步驟14，在確認(rèn)符號變化檢測電路100J檢測到符號變化和H/L檢測電路31檢測到電平變化后，判斷出光輸出電平到達(dá)目標(biāo)值，并終止整個(gè)控制。
這樣，根據(jù)第三實(shí)施例，即使在初始控制狀態(tài)下，確定輸入側(cè)和輸出側(cè)的各MEMS反射鏡的X軸和Y軸控制方向并編組各軸方向的旋轉(zhuǎn)以進(jìn)行控制的情況下，仍可以穩(wěn)定、可靠地對光輸出電平實(shí)現(xiàn)恒定控制。
在第三實(shí)施例中，對第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)的一種改進(jìn)例進(jìn)行了說明。然而，此改進(jìn)例同樣還可以應(yīng)用于第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。在這種情況下，只要將光輸出電平的目標(biāo)值設(shè)置為不超過各軸方向上的輸出光功率的最大值，可以將光輸出電平可靠地控制到目標(biāo)值。
此外，在第三實(shí)施例中，該系統(tǒng)是這樣的系統(tǒng)，即可以確定各輸入側(cè)MEMS反射鏡和各輸出側(cè)MEMS反射鏡的X軸和Y軸控制方向并且可以編組各個(gè)旋轉(zhuǎn)以切換每個(gè)軸的控制。然而，在確定各控制方向后，可以同時(shí)控制多個(gè)軸方向。更具體地說，例如，如圖13示出的流程圖所示，在步驟13-1’，可以同時(shí)控制輸入側(cè)MEMS反射鏡的X軸和Y軸，而且在步驟13-2’，可以同時(shí)控制輸出側(cè)MEMS反射鏡的X軸和Y軸。如果采用這種控制系統(tǒng)，則可以實(shí)現(xiàn)與上述情況相同的效果，而且可以縮短使光輸出電平到達(dá)目標(biāo)值所需的控制時(shí)間。
然而，如上所述，在同時(shí)控制多個(gè)軸方向的情況下，與對每個(gè)軸進(jìn)行控制的情況相比，每個(gè)控制周期的控制值變得更粗略，因此降低了控制精度。為了避免降低控制精度，根據(jù)例如圖14的流程圖示出的程序進(jìn)行有效控制。也就是說，與圖13所示的流程圖相同，如果執(zhí)行步驟10至步驟14的各步驟并判斷出差值的絕對值在任何軸方向達(dá)到0，則在步驟15，在一停止根據(jù)旋轉(zhuǎn)所做的一系列控制之后，MEMS反射鏡驅(qū)動(dòng)部14A的U/D計(jì)數(shù)器21X的計(jì)數(shù)值對應(yīng)于最終控制方向(在圖14所示的例子中，是輸入側(cè)MEMS反射鏡的X軸和Y軸方向)被改變，以進(jìn)行方向探查。然后，在步驟16，確定輸入側(cè)MEMS反射鏡的X軸控制方向。此外，在步驟17，同樣對輸入側(cè)MEMS反射鏡的Y軸進(jìn)行方向探查以確定控制方向。然后，在步驟18，根據(jù)新確定的控制方向，對輸入側(cè)MEMS反射鏡的每個(gè)軸進(jìn)行控制，在步驟19，判斷差值的絕對值達(dá)到0，從而終止全部控制。通過采用這種控制系統(tǒng)，可以在短時(shí)間內(nèi)對光輸出電平實(shí)現(xiàn)恒定控制，同時(shí)保持高精度。
接著，將說明根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的光信號交換機(jī)控制設(shè)備。
在上述第三實(shí)施例中，事先對輸入側(cè)和輸出側(cè)的各MEMS反射鏡的X軸和Y軸進(jìn)行方向探查以確定控制方向。在第四實(shí)施例中，描述了一種具體確定分別提供給MEMS反射鏡驅(qū)動(dòng)部14A和14B的U/D計(jì)數(shù)器21X和21Y的各初始值的改進(jìn)例，因此省略了與第三實(shí)施例相同的確定控制方向的處理，從而縮短處理時(shí)間等。
圖15是示出根據(jù)第四實(shí)施例的光信號交換機(jī)控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理框圖。
在圖15中，以這樣的方式構(gòu)造此實(shí)施例的控制設(shè)備，即例如在圖8所示的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，對應(yīng)于輸入信道與輸出信道的組合，將對應(yīng)于使輸出光功率變成最大時(shí)的點(diǎn)的，即對應(yīng)于使光信號交換機(jī)內(nèi)的光損耗變成最小時(shí)的點(diǎn)(此后稱為光損耗最小點(diǎn))的計(jì)數(shù)值作為初始值提供給MEMS反射鏡驅(qū)動(dòng)部14A和14B的U/D計(jì)數(shù)器21X和21Y。通過確定光信號交換機(jī)內(nèi)光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)置，使對應(yīng)于輸入信道與輸出信道的組合的光損耗最小點(diǎn)所對應(yīng)的計(jì)數(shù)值變成基本上已知的值。通過在初始控制狀態(tài)下提供這種對應(yīng)于光損耗最小點(diǎn)的計(jì)數(shù)值作為初始值，設(shè)置每個(gè)MEMS反射鏡的角度，以使輸出光功率在任何一個(gè)軸方向變得接近最大值。因此，無論將控制方向設(shè)置為哪個(gè)方向，輸出光功率均會變小(參考圖3和圖5)。因此，與第三實(shí)施例的不同之處在于，不再需要在各軸方向的初始控制狀態(tài)下進(jìn)行方向探查來事先確定控制方向。結(jié)果，可以縮短光輸出電平的恒定控制的處理時(shí)間。而且，如果在各軸方向?qū)⒐廨敵鲭娖降哪繕?biāo)值設(shè)置為等于或小于輸出光功率的最大值，則可以僅對一個(gè)軸進(jìn)行控制使光輸出電平成為恒電平。此外，如果所設(shè)置的目標(biāo)值大于最大值，則通過切換多個(gè)軸方向的控制可以使光輸出電平成為恒電平。
在采用上述提供對應(yīng)于光損耗最小點(diǎn)的計(jì)數(shù)值作為初始值的控制系統(tǒng)的情況下，為了以更高精度進(jìn)行控制，適于例如根據(jù)圖16所示流程圖中的各步驟進(jìn)行控制。更具體地說，首先，在步驟20，將對應(yīng)于各MEMS反射鏡的每個(gè)軸方向的光損耗最小點(diǎn)的初始值提供到每個(gè)相應(yīng)U/D計(jì)數(shù)器。然后，在步驟21，例如，MEMS反射鏡驅(qū)動(dòng)部14A的U/D計(jì)數(shù)器21X的計(jì)數(shù)值遞增或遞減，以對輸入側(cè)MEMS反射鏡的X軸方向進(jìn)行角度控制。接著，在步驟22，如果檢測到差值的絕對值變成最小時(shí)的點(diǎn)，則在步驟23，使輸入側(cè)MEMS反射鏡的X軸方向的角度恢復(fù)到恰在變成最小之前的狀態(tài)。
接著，在步驟24，MEMS反射鏡驅(qū)動(dòng)部14A的U/D計(jì)數(shù)器21Y的計(jì)數(shù)值遞增或遞減，以對輸入側(cè)MEMS反射鏡的Y軸方向進(jìn)行角度控制。與在步驟21至步驟23進(jìn)行的輸入側(cè)MEMS反射鏡X軸的控制精度相比，此時(shí)的控制精度較高。也就是說，如圖3中的(A)所示，根據(jù)相對于X軸和Y軸的角度變化以最大點(diǎn)(光損耗最小點(diǎn))為中心的高斯分布特性，對于每個(gè)軸，耦合到輸出光纖的光功率獨(dú)立地變化。因此，例如，如圖17的原理圖所示，盡管對于光損耗最小點(diǎn)附近的角度變化，輸出光功率變化小，但是對于遠(yuǎn)離光損耗最小點(diǎn)位置的角度變化，輸出光功率變化卻變大。針對輸出光功率對于角度變化的這些變化特性，首先，對輸入側(cè)MEMS反射鏡的X軸方向進(jìn)行粗調(diào)。然后，控制切換到Y(jié)軸方向以在光損耗最小點(diǎn)附近進(jìn)行微調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)高精度角度控制。接著，在步驟25，如果檢測到差值的最大值變成最小的點(diǎn)，則在步驟26，使輸入側(cè)MEMS反射鏡的X軸方向的角度恢復(fù)到恰在變成最小之前的狀態(tài)，并終止整個(gè)控制。沿圖17內(nèi)各曲線標(biāo)注的編號是對應(yīng)于圖16內(nèi)各步驟的編號。
根據(jù)上述第四實(shí)施例，通過提供對應(yīng)于光損耗最小值的計(jì)數(shù)值作為初始值對MEMS反射鏡進(jìn)行角度控制，可以縮短控制時(shí)間。此外，通過切換兩個(gè)軸方向的控制以進(jìn)行粗調(diào)和微調(diào)，可以以甚至更高的精度進(jìn)行控制。
在第四實(shí)施例中，對假定進(jìn)行粗調(diào)和微調(diào)的情況下，進(jìn)行粗調(diào)的軸方向是一個(gè)方向的情況進(jìn)行了說明。然而，可以設(shè)定對多個(gè)軸方向進(jìn)行粗調(diào)。例如，可以具有這樣的結(jié)構(gòu)，即同時(shí)對輸入側(cè)和輸出側(cè)的各MEMS反射鏡的X軸方向進(jìn)行粗調(diào)，此后，再對輸入側(cè)或輸出側(cè)的MEMS反射鏡的Y軸方向進(jìn)行微調(diào)。根據(jù)這種控制系統(tǒng)，即使在將光輸出電平的目標(biāo)值設(shè)置為低電平時(shí)，仍可以有效縮短控制時(shí)間。
此外，可以采用根據(jù)差值的絕對值在對一個(gè)軸方向進(jìn)行上述粗調(diào)與對多個(gè)軸方向進(jìn)行粗調(diào)之間進(jìn)行切換的應(yīng)用。更具體地說，如圖18所示，在比較控制部100內(nèi)設(shè)置差值檢測電路100K，差值檢測電路100K用于檢測輸出光功率與差值電路100B計(jì)算的目標(biāo)值之間的差值，以判斷該差值是否大于事先設(shè)置的閾值，并將判斷結(jié)果發(fā)送到監(jiān)控電路100H以控制選擇器選擇信號切換電路32。因此，在差值等于或小于閾值的情況下，對一個(gè)軸方向進(jìn)行粗調(diào)，而在差值大于閾值的情況下，同時(shí)對多個(gè)軸方向進(jìn)行粗調(diào)。通過采用這種控制系統(tǒng)，可以降低根據(jù)作為目標(biāo)值設(shè)置的希望光輸出電平的差值產(chǎn)生的控制時(shí)間的不規(guī)則性，因此可以對光輸出電平實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的恒定控制。
接著描述根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的光信號交換機(jī)控制設(shè)備。
在第五實(shí)施例中，描述對控制設(shè)備附加一個(gè)根據(jù)設(shè)置的光輸出電平目標(biāo)值判斷是否可以對光輸出電平實(shí)現(xiàn)恒定控制的功能的應(yīng)用實(shí)例。
圖19是示出用于第五實(shí)施例控制設(shè)備的比較控制部的結(jié)構(gòu)原理框圖。
在圖19中，以這樣的方式構(gòu)造本實(shí)施例的控制設(shè)備，即例如在圖8所示的第二實(shí)施例的比較控制部100內(nèi)設(shè)置控制判斷電路100L，控制判斷電路100L根據(jù)提供到差值電路100B的目標(biāo)值判斷是否可以進(jìn)行第二實(shí)施例中描述的光輸出電平的恒定控制，并將判斷結(jié)果輸出到外部等。除了控制判斷電路100L之外，其結(jié)構(gòu)與第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)相同。
可以被設(shè)置為光輸出電平的目標(biāo)值的最高有效電平是利用光輸入電平和將光損耗調(diào)節(jié)到最小時(shí)的損耗唯一確定的已知值(以下簡稱控制上限值)。因此，在此實(shí)施例中，控制判斷電路100L對提供到差值電路100B的目標(biāo)值與控制上限值進(jìn)行大/小比較，而且在所設(shè)置的目標(biāo)值大于控制上限值的情況下，判定不能進(jìn)行控制，并將表示判斷結(jié)果的判斷信號輸出到外部。因此，可以事先將在本光信號交換機(jī)中因?yàn)楣廨斎腚娖胶凸鈸p耗而不能將光輸出電平恒定控制到目標(biāo)值的情況發(fā)送到外部。
在第五實(shí)施例中，如果符號變化檢測電路100J未檢測到甚至一個(gè)符號變化的情況下完成4個(gè)軸方向的控制，則在光輸出電平不達(dá)到目標(biāo)值的情況下，將每個(gè)MEMS反射鏡的角度調(diào)節(jié)到使光損耗變成最小時(shí)的點(diǎn)。這種情況意味著，要輸入到光信號交換機(jī)的光信號發(fā)生了異常等，而且所確定的光輸入電平不令人滿意。因此，通過附加一個(gè)用于檢測這種情況的功能，可以判斷出在與光信號交換機(jī)的前級相連的系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生異常。
更具體地說，例如，如圖20所示，設(shè)置檢測頻率計(jì)數(shù)電路100M，包括計(jì)數(shù)器等，用于對構(gòu)成監(jiān)控電路100H的H/L檢測電路31中由高電平到低電平變化的檢測頻率進(jìn)行計(jì)數(shù)；以及異常檢測處理電路100N，用于根據(jù)檢測頻率計(jì)數(shù)電路100M的輸出信號檢測在前級側(cè)系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生異常。利用這種結(jié)構(gòu)，在利用符號變化檢測電路100J輸出的符號變化檢測信號復(fù)位的檢測頻率計(jì)數(shù)電路100M內(nèi)，如果H/L檢測電路31內(nèi)的電平變化的檢測頻率達(dá)到4次，而且將高電平信號輸出到異常檢測處理電路100N，則異常檢測處理電路100N判斷出在前級側(cè)系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生異常以將表示發(fā)生異常的信號輸出到外部。因此，可以提高應(yīng)用了本光信號交換機(jī)的通信系統(tǒng)的可靠性。
接著將說明根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的光信號交換機(jī)控制設(shè)備。
由于所構(gòu)造的上述每個(gè)實(shí)施例均對輸出光功率進(jìn)行監(jiān)測以對每個(gè)MEMS反射鏡的角度進(jìn)行反饋控制，所以即使在此光信號交換機(jī)中進(jìn)行信道轉(zhuǎn)接時(shí)光輸入電平發(fā)生變化，仍可以通過校正每個(gè)MEMS反射鏡的角度將光輸出電平控制到恒電平。然而，還假定一種在與光信號交換機(jī)的前級相連的系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行光路切換等以使本光信號交換機(jī)的光輸入電平在瞬間突然降低的情況。在這種情況下，在光輸入電平突然降低的級中監(jiān)測輸出光功率，并對光輸出電平進(jìn)行恒定控制。因此，存在因?yàn)椴恢苯由婕肮庑盘柦粨Q機(jī)操作的外部因素導(dǎo)致錯(cuò)誤操作的可能性。所以，在第六實(shí)施例中，描述了一種將一個(gè)防止因?yàn)樯鲜鲞@種外部因素導(dǎo)致錯(cuò)誤操作的功能附加到控制設(shè)備的應(yīng)用實(shí)例。
圖21是示出用于第六實(shí)施例控制設(shè)備的比較控制部的結(jié)構(gòu)原理框圖。
在圖21中，以這樣的方式構(gòu)造該實(shí)施例的控制設(shè)備，即例如在圖1所示第一實(shí)施例的比較控制部100內(nèi)設(shè)置解碼電路100P、保持電路100Q和監(jiān)視值比較電路100R。解碼電路100P對A/D轉(zhuǎn)換器100A輸出的數(shù)字信號進(jìn)行解碼，并將它輸出到保持電路100Q。輸入了要求頻率的時(shí)鐘信號CLK的保持電路100Q將解碼電路100P的輸出信號保持事先設(shè)定的固定時(shí)間，然后將該輸出信號發(fā)送到監(jiān)視值比較電路100R的一個(gè)輸入端。監(jiān)視值比較電路100R將由A/D轉(zhuǎn)換器100A發(fā)送到其另一個(gè)輸入端的數(shù)字信號表示的電壓值與表示保持電路100Q輸出的數(shù)字信號的電壓值進(jìn)行大/小比較，然后將比較結(jié)果發(fā)送到監(jiān)控電路100H。
在所述結(jié)構(gòu)中，如果光輸入電平在瞬間突然下降，則監(jiān)視值比較電路100R的比較值也根據(jù)光輸入電平的變化下降。因此，監(jiān)視值比較電路100R在檢測到比較值降低到事先設(shè)定的(負(fù))閾值或低于事先設(shè)定閾值時(shí)，將用于停止控制各MEMS反射鏡的控制信號發(fā)送到監(jiān)控電路100H。然后，在光輸入電平的突然下降恢復(fù)而且監(jiān)視值比較電路100R的比較值大于閾值時(shí)，將用于恢復(fù)對各MEMS反射鏡進(jìn)行控制的控制信號發(fā)送到監(jiān)控電路100H。
這樣，根據(jù)第六實(shí)施例，如果在與光信號交換機(jī)的前級相連的系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行光路切換以使光輸入電平在瞬間突然降低，則停止對各MEMS反射鏡的控制。因此，可以防止因?yàn)橥獠恳蛩貙?dǎo)致光信號交換機(jī)出現(xiàn)錯(cuò)誤操作。
權(quán)利要求
1.一種光信號交換機(jī)的控制設(shè)備，該光信號交換機(jī)包括分別具有多個(gè)排列在一個(gè)平面上的俯仰反射鏡的第一反射鏡陣列和第二反射鏡陣列，并利用所述第一和第二反射鏡陣列順序地反射輸入光信號以從特定位置輸出該光信號，每個(gè)俯仰反射鏡分別具有其角度可控的反射面，該控制設(shè)備用于控制所述第一和第二反射鏡陣列的每個(gè)俯仰反射鏡的反射面的角度，該控制設(shè)備包括光功率檢測單元，用于檢測從所述特定位置輸出的光信號的功率；以及角度控制單元，用于控制反射該光信號的所述第一和第二反射鏡陣列的俯仰反射鏡的至少一個(gè)反射面的角度，以使所述光功率檢測單元檢測的光功率變成對應(yīng)于所述特定位置設(shè)置的恒定目標(biāo)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制設(shè)備，其中所述角度控制單元包括第一反射鏡驅(qū)動(dòng)部，用于在恒定控制方向逐步改變所述第一反射鏡陣列的每個(gè)俯仰反射鏡的反射面角度；第二反射鏡驅(qū)動(dòng)部，用于在恒定控制方向逐步改變所述第二反射鏡陣列的每個(gè)俯仰反射鏡的反射面角度；以及比較控制部，用于計(jì)算所述目標(biāo)值與恰在利用所述第一反射鏡驅(qū)動(dòng)部和所述第二反射鏡驅(qū)動(dòng)部至少之一改變反射面角度之前和之后由所述光功率檢測單元檢測的輸出光功率的各值之間差值的絕對值以將各絕對值互相進(jìn)行比較，并根據(jù)所述比較結(jié)果確定所述第一反射鏡驅(qū)動(dòng)部和所述第二反射鏡驅(qū)動(dòng)部的相應(yīng)控制方向，從而對反射面角度進(jìn)行反饋控制以使所述差值的絕對值變成最小。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制設(shè)備，其中所述比較控制部包括差分電路，用于獲得所述目標(biāo)值與利用所述光功率檢測單元檢測的光功率值之間的差值；絕對值檢測電路，用于檢測所述差分電路獲得的差值的絕對值；保持電路，用于把表示所述絕對值檢測電路檢測的絕對值的信號保持恒定時(shí)間，然后輸出所述信號；比較電路，用于將所述絕對值檢測電路的輸出信號與所述保持電路的輸出信號進(jìn)行比較，并輸出一個(gè)其電平根據(jù)各輸出信號表示的絕對值的大/小關(guān)系而變化的信號；控制信號生成電路，根據(jù)所述比較電路輸出信號的電平產(chǎn)生用于確定所述第一反射鏡驅(qū)動(dòng)部和所述第二反射鏡驅(qū)動(dòng)部的各控制方向的控制信號；以及監(jiān)控電路，監(jiān)測所述比較電路的輸出信號以控制所述控制信號生成電路的操作設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制設(shè)備，其中所述比較控制部檢測所述目標(biāo)值與所述光功率檢測單元檢測的輸出光功率值之間的差值的符號變化，并根據(jù)所述差值的絕對值的比較結(jié)果和所述符號變化的檢測結(jié)果，切換角度受控的俯仰反射鏡或切換所述俯仰反射鏡的反射面的軸方向。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制設(shè)備，其中在對反射面角度進(jìn)行反饋控制之前的初始狀態(tài)下，所述比較控制部對所述第一和第二反射鏡陣列的各俯仰反射鏡的反射面的各軸進(jìn)行探查以確定所述光功率檢測單元檢測的輸出光功率值接近所述目標(biāo)值時(shí)的控制方向，然后根據(jù)每個(gè)所述確定的控制方向順序地切換對每個(gè)軸的反饋控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制設(shè)備，其中所述比較控制部根據(jù)所述確定的各控制方向同時(shí)對多個(gè)軸中的至少兩個(gè)軸進(jìn)行反饋控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制設(shè)備，其中所述比較控制部根據(jù)所述確定的各控制方向同時(shí)對多個(gè)軸中的至少兩個(gè)軸進(jìn)行反饋控制，然后對另一個(gè)軸進(jìn)行反饋控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制設(shè)備，其中在對反射面角度進(jìn)行反饋控制之前的初始狀態(tài)下，所述比較控制部首先對所述第一和第二反射鏡陣列的各俯仰反射鏡的反射面的各軸設(shè)置反射面角度，以使從所述特定位置輸出的光信號的光損耗最小，然后針對多個(gè)軸中至少一個(gè)軸根據(jù)任意控制方向進(jìn)行反饋控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制設(shè)備，其中所述比較控制部在進(jìn)行所述初始設(shè)置之后，針對多個(gè)軸中至少兩個(gè)軸根據(jù)任意控制方向同時(shí)進(jìn)行反饋控制。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制設(shè)備，其中所述比較控制部在進(jìn)行所述初始設(shè)置之后，針對多個(gè)軸中至少一個(gè)軸在任意控制方向?qū)Ψ瓷涿娼嵌冗M(jìn)行粗調(diào)，然后針對多個(gè)軸中另一個(gè)軸在任意控制方向?qū)Ψ瓷涿娼嵌冗M(jìn)行微調(diào)以進(jìn)行反饋控制。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制設(shè)備，其中根據(jù)所述目標(biāo)值與所述光功率檢測單元檢測的輸出光功率值之間的差值設(shè)置用于粗調(diào)所述反射面角度的軸數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制設(shè)備，其中所述角度控制單元包括控制判斷部，用于判斷所設(shè)置的所述目標(biāo)值是否超過可以控制所述目標(biāo)值的范圍，以根據(jù)所述判斷結(jié)果輸出一個(gè)通知不能進(jìn)行控制的信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制設(shè)備，其中所述角度控制單元包括異常檢測處理部，用于在所有軸方向上差值的絕對值變成最小時(shí)，在沒檢測到所述差值的符號變化的情況下，檢測出輸入到光信號交換機(jī)的光信號的異常。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制設(shè)備，其中在所述光功率檢測單元檢測的光功率變化量超過事先設(shè)定的值時(shí)，所述角度控制單元停止控制所述反射面的角度。
15.一種光信號交換機(jī)的控制方法，該光信號交換機(jī)包括分別具有多個(gè)排列在一個(gè)平面上的俯仰反射鏡的第一反射鏡陣列和第二反射鏡陣列，利用所述第一和第二反射鏡陣列順序地反射輸入光信號以從特定位置輸出該光信號，每個(gè)俯仰反射鏡分別具有其角度可控的反射面，該控制方法用于控制所述第一和第二反射鏡陣列的每個(gè)俯仰反射鏡的反射面角度，該控制方法包括以下過程檢測從所述特定位置輸出的光信號的功率；以及控制反射該光信號的所述第一和第二反射鏡陣列的俯仰反射鏡的至少一個(gè)反射面的角度，以使檢測的光功率變成對應(yīng)于所述特定位置設(shè)置的恒定目標(biāo)值。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種即使在切換具有不同光輸入電平的信道時(shí)仍可以將光輸出電平控制到恒電平的光信號交換機(jī)控制設(shè)備和控制方法。為此，根據(jù)該光信號交換機(jī)控制設(shè)備，在采用一組分別具有多個(gè)排列在一個(gè)平面上的俯仰反射鏡的MEMS反射鏡陣列的三維光信號交換機(jī)中，每個(gè)俯仰反射鏡具有其角度可控的反射面，光功率檢測部檢測各MEMS反射鏡陣列順序反射的、從特定位置輸出的光信號的功率，俯仰反射鏡對反射光信號的俯仰反射鏡的反射面角度進(jìn)行反饋控制，以使事先設(shè)置的目標(biāo)值與輸出光功率之間差值的絕對值變成最小。
文檔編號G02B6/35GK1457200SQ03102119
公開日2003年11月19日 申請日期2003年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月8日
發(fā)明者栃尾祐治, 森和行 申請人:富士通株式會社