JP2006324801A - Optical transmission module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光通信用光送信モジュールに関するものである。 The present invention relates to an optical transmission module for optical communication.
特許文献１には、光送信モジュールが記載されている。この光送信モジュールは、電界吸収型光変調器と、光出力波形のクロスポイントを常にハイレベルとローレベルとの中央に制御する制御回路とを備えている。この光送信モジュールは、伝送ペナルティを改善することができる。
しかしながら、直接変調される半導体レーザを用いた光送信モジュールでは、電界吸収型光変調器を用いた光送信モジュールに比べてチャープが大きい。そのため、直接変調される半導体レーザを用いた光送信モジュールでは、光出力信号のクロスポイントを常にハイレベルとローレベルとの中央に固定すると、光送信モジュールの動作温度が上昇及び低下した場合に、伝送ペナルティが劣化してしまう。その一例を図１０に示す。図１０は、伝送距離１００ｋｍの時の受信感度と伝送距離０ｋｍの時の受信感度との差である伝送ペナルティの温度依存性を示す図である。受信感度は、受信器の誤り率が１．０Ｅ−１０になった時の受信器の光受信パワーである。伝送距離１００ｋｍは、２４８８．３２Ｍｂｐｓ（ＯＣ−４８／ＬＲ−２）のためにＳＯＮＥＴ／ＳＤＨで定められた分散量１６００ｐｓ／ｎｍ相当する。なお、測定のために最低限必要な伝送距離５０ｍ程度は、伝送距離に含まれていない。 However, an optical transmission module using a directly modulated semiconductor laser has a larger chirp than an optical transmission module using an electroabsorption optical modulator. Therefore, in an optical transmission module using a semiconductor laser that is directly modulated, when the cross point of the optical output signal is always fixed at the center between the high level and the low level, when the operating temperature of the optical transmission module rises and falls, Transmission penalty is degraded. An example is shown in FIG. FIG. 10 is a diagram showing the temperature dependence of the transmission penalty, which is the difference between the reception sensitivity when the transmission distance is 100 km and the reception sensitivity when the transmission distance is 0 km. The reception sensitivity is the optical reception power of the receiver when the error rate of the receiver reaches 1.0E-10. The transmission distance of 100 km corresponds to a dispersion amount of 1600 ps / nm determined by SONET / SDH for 2488.32 Mbps (OC-48 / LR-2). Note that the minimum transmission distance of about 50 m required for measurement is not included in the transmission distance.
仮に、直接変調される半導体レーザを用いた光送信モジュールに特許文献１に記載の制御回路を用いても、温度に依存した伝送ペナルティは十分に改善されない。
Even if the control circuit described in
そこで、本発明は、温度に依存した伝送ペナルティを低減することが可能な光送信モジュールを提供することを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide an optical transmission module capable of reducing a transmission penalty depending on temperature.
本発明の光送信モジュールは、（ａ）感温素子を含み、該感温素子によって示される温度に応じた第１の信号を生成する温度モニタ部と、（ｂ）この第１の信号に基づいて、温度の変化に起因する伝送ペナルティを低減するための第２の信号を生成する調整部と、（ｃ）第１のレベルから第２のレベルへの第１の遷移と第２のレベルから第１のレベルへの第２の遷移とによって規定されるパルスの列を含む入力信号と、上記第２の信号とを受けており、該パルスのパルス幅と異なるパルス幅のパルスを含む変調信号を該入力信号から該第２の信号に応じて生成する波形整形部と、（ｄ）この変調信号に応じて半導体レーザを駆動するドライバ部とを備える。 The optical transmission module of the present invention includes (a) a temperature monitoring unit that includes a temperature sensing element and generates a first signal corresponding to the temperature indicated by the temperature sensing element, and (b) based on the first signal. And (c) the first transition from the first level to the second level and the second level from the second level to generate a second signal for reducing the transmission penalty due to the temperature change A modulation signal including a pulse having a pulse width different from a pulse width of the input signal including the train of pulses defined by the second transition to the first level and the second signal. Is generated from the input signal according to the second signal, and (d) a driver unit that drives the semiconductor laser according to the modulation signal.
この光送信モジュールでは、第２の信号が、温度の変化に起因する伝送ペナルティを低減するために温度に応じて変化する。波形整形部は、この第２の信号に応じて入力信号からパルス幅を変更した変調信号を生成する。すなわち、この変調信号のパルス幅を変更することによって、温度変化に起因する伝送ペナルティが低減される。 In this optical transmission module, the second signal changes according to the temperature in order to reduce the transmission penalty due to the temperature change. The waveform shaping unit generates a modulated signal in which the pulse width is changed from the input signal in accordance with the second signal. That is, by changing the pulse width of the modulation signal, the transmission penalty due to temperature change is reduced.
本発明の光送信モジュールの波形整形部は、（ａ）入力信号を増幅するバッファ増幅器と、（ｂ）バッファ増幅器の出力信号を入力に受けるローパスフィルタと、（ｃ）ローパスフィルタの出力信号を入力に受け、該入力とは逆相の入力に上記第２の信号を受けて上記変調信号を生成するコンパレータとを有し、（ｄ）ローパスフィルタの出力信号の遷移は次の遷移が開始されるまでに完了していることが好ましい。 The waveform shaping unit of the optical transmission module of the present invention includes (a) a buffer amplifier that amplifies an input signal, (b) a low-pass filter that receives an output signal of the buffer amplifier, and (c) an output signal of the low-pass filter. And (d) the transition of the output signal of the low-pass filter starts the next transition. It is preferable that it is completed by.
また、本発明の光送信モジュールの調整部は、（ａ）上記第１の信号に応じた第１のディジタル信号を生成するアナログ／ディジタル変換器と、（ｂ）このアナログ／ディジタル変換器に接続されており、上記温度の変化に起因する伝送ペナルティを低減するためのデータを記憶する記憶部と、（ｃ）この記憶部に接続されており、記憶部からの第２のディジタル信号に応じた上記第２の信号を生成するディジタル／アナログ変換器とを有することが好ましい。 The adjustment unit of the optical transmission module of the present invention includes (a) an analog / digital converter that generates a first digital signal corresponding to the first signal, and (b) connected to the analog / digital converter. A storage unit for storing data for reducing the transmission penalty due to the change in temperature, and (c) connected to the storage unit and corresponding to the second digital signal from the storage unit It is preferable to have a digital / analog converter for generating the second signal.
本発明の他の光送信モジュールは、（ａ）感温素子を含み、該感温素子によって示される温度に応じた第１の信号を生成する温度モニタ部と、（ｂ）半導体レーザの光出力に応じて受光素子から生成された電流に応じて、該半導体レーザのバイアス電流を制御するためのＡＰＣ信号を出力するＡＰＣ制御部と、（ｃ）上記第１及びＡＰＣ信号に基づいて、上記温度の変化及び上記光出力の変化に起因する伝送ペナルティを低減するための第２の信号を生成する調整部と、（ｄ）第１のレベルから第２のレベルへの第１の遷移と第２のレベルから第１のレベルへの第２の遷移とによって規定されるパルスの列を含む入力信号と、上記第２の信号とを受けており、該パルスのパルス幅と異なるパルス幅のパルスを含む変調信号を該入力信号から該第２の信号に応じて生成する波形整形部と、（ｅ）この変調信号に応じて上記半導体レーザを駆動するドライバ部とを備える。 Another optical transmission module of the present invention includes: (a) a temperature monitoring unit that includes a temperature sensing element and generates a first signal corresponding to the temperature indicated by the temperature sensing element; and (b) an optical output of the semiconductor laser. An APC control unit for outputting an APC signal for controlling a bias current of the semiconductor laser in accordance with a current generated from the light receiving element in response to the temperature, and (c) the temperature based on the first and APC signals. And an adjustment unit for generating a second signal for reducing a transmission penalty due to the change in the optical output and the change in the optical output, and (d) the first transition from the first level to the second level and the second Receiving an input signal including a train of pulses defined by a second transition from the first level to the first level and the second signal, and a pulse having a pulse width different from the pulse width of the pulse is received. Including a modulated signal from the input signal Comprising a waveform shaping section that generates in response to the second signal, and a driver unit for driving the semiconductor laser in accordance with (e) the modulation signal.
この光送信モジュールによれば、第２の信号が、温度の変化及び光出力の変化に起因する伝送ペナルティを低減するために、温度及び光出力に応じて変化する。波形整形部は、この第２の信号に応じて入力信号からパルス幅を変更した変調信号を生成する。すなわち、この変調信号のパルス幅を変更することによって、温度変化及び光出力に起因する伝送ペナルティが低減される。 According to this optical transmission module, the second signal changes according to the temperature and the optical output in order to reduce the transmission penalty due to the change of the temperature and the change of the optical output. The waveform shaping unit generates a modulated signal in which the pulse width is changed from the input signal in accordance with the second signal. That is, by changing the pulse width of the modulation signal, the transmission penalty due to temperature change and optical output is reduced.
本発明の他の光送信モジュールの調整部は、（ａ）上記第１の信号に応じた第１のディジタル信号を生成する第１のアナログ／ディジタル変換器と、（ｂ）上記ＡＰＣ信号に応じた第３のディジタル信号を生成する第２のアナログ／ディジタル変換器と、（ｃ）これらの第１及び第２のアナログ／ディジタル変換器に接続されており、上記温度の変化及び上記光出力の変化に起因する伝送ペナルティを低減するためのデータを記憶する記憶部と、（ｄ）この記憶部に接続されており、記憶部からの第２のディジタル信号に応じた上記第２の信号を生成するディジタル／アナログ変換器とを有することが好ましい。 The adjustment unit of another optical transmission module of the present invention includes: (a) a first analog / digital converter that generates a first digital signal corresponding to the first signal; and (b) a response corresponding to the APC signal. A second analog / digital converter for generating a third digital signal; and (c) connected to the first and second analog / digital converters for the temperature change and the light output. (D) a storage unit that stores data for reducing transmission penalties caused by changes; and (d) the second signal that is connected to the storage unit and that corresponds to the second digital signal from the storage unit is generated. And a digital / analog converter.
本発明によれば、温度に依存した伝送ペナルティを低減することが可能な光送信モジュールが提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the optical transmission module which can reduce the transmission penalty depending on temperature is provided.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光送信モジュールの構成を示す回路図である。図１に示す光送信モジュール１０は、温度モニタ部１２、調整部１４、波形整形部１６、ドライバ部１８、半導体レーザ２０、受光素子２２、及び、ＡＰＣ制御部２４を備える。
(First embodiment)
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of an optical transmission module according to the first embodiment of the present invention. The
温度モニタ部１２は、感温素子２６と、抵抗２８ａ、２８ｂ、２８ｃと、増幅器３０とを有している。抵抗２８ａの第１の端子は第１の電源線３１ａに接続されており、抵抗２８ａの第２の端子はノードＮ１に接続されている。感温素子２６の第１の端子はノードＮ１に接続されており、感温素子２６の第２の端子は、例えば接地ラインといった第２の電源線３１ｂに接続されている。抵抗２８ｂの第１の端子は第１の電源線３１ａに接続されており、抵抗２８ｂの第２の端子はノードＮ２に接続されている。抵抗２８ｃの第１の端子はノードＮ２に接続されており、抵抗２８ｃの第２の端子は第２の電源線３１ｂに接続されている。なお、感温素子２６には、例えば、ダイオードやサーミスタが用いられる。
The
増幅器３０の第１の入力はノードＮ１に接続されており、増幅器３０の第２の入力はノードＮ２に接続されている。増幅器３０の出力は、調整部１４の入力に接続されている。増幅器３０は、例えば、差動増幅回路で構成される。温度モニタ部１２は、感温素子２６によって示される温度に応じた第１の信号Ｓ１を生成し、この第１の信号Ｓ１を調整部１４へ出力する。
The first input of the
調整部１４は、アナログ／ディジタル変換器（以下、ＡＤＣという）３２と、記憶部３４と、ディジタル／アナログ変換器（以下、ＤＡＣという）３６とを有している。ＡＤＣ３２の入力には、第１の信号Ｓ１が入力される。ＡＤＣ３２の出力は記憶部３４に接続されている。ＡＤＣ３２は、第１の信号Ｓ１に応じて第１のディジタル信号Ｄ１を生成し、この第１のディジタル信号Ｄ１を記憶部３４へ出力する。
The
記憶部３４は、第１のディジタル信号Ｄ１に応答して第２のディジタル信号Ｄ２を出力する。図２は、第１のディジタル信号Ｄ１の値と第２のディジタル信号Ｄ２の値の関係を示すグラフ図である。記憶部３４は、温度変化に起因する伝送ペナルティを低減するためのデータを記憶している。これらのデータは、第２のディジタル信号Ｄ２の値に対応しており、また、第１のディジタル信号Ｄ１の値に対応付けて記憶部３４に格納されている。図１に示されるように、これらの第２のディジタル信号Ｄ２は、スイッチ３８を介してＤＡＣ３６に出力される。記憶部３４には、例えば、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリ、又は、ＲＡＭが用いられる。本実施形態では、これらのデータは書き込み端子３４ｉを介して記憶部３４に書き込まれる。これらデータの設定方法の詳細は後述する。
The
ＤＡＣ３６の入力はスイッチ３８を介して記憶部３４に接続されており、ＤＡＣ３６の出力は波形整形部１６の第１の入力１６ａに接続されている。ＤＡＣ３６は、第２のディジタル信号Ｄ２から第２の信号Ｓ２を生成する。ＤＡＣ３６は、この第２の信号Ｓ２を波形整形部１６へ出力する。
The input of the
本実施形態では、光送信モジュール１０は、外部出力端子１４ｏと外部入力端子１４ｉとを備えている。外部出力端子１４ｏはＡＤＣ３２の出力に接続されている。スイッチ３８の第１の端子は記憶部３４の出力に接続されており、スイッチ３８の第２の端子はＤＡＣ３６の入力に接続されている。また、スイッチ３８の第３の端子は外部入力端子１４ｉに接続されている。スイッチ３８は、外部からの制御信号を受けて、第１の端子と第２の端子との接続、又は、第１の端子と第３の端子との接続を切り換えることができる。外部出力端子１４ｏと外部入力端子１４ｉとの間に外部の記憶素子（図示せず）を接続することによって、例えば、出荷試験等のために記憶部３４の代わりに外部の記憶素子を用いることができる。この構成によって、出荷試験等による記憶部３４の劣化を防止できる。
In the present embodiment, the
波形整形部１６は、バッファ増幅器４０と、パルス整形部４２と、コンパレータ４４とを有している。バッファ増幅器４０の入力１５ａ、１５ｂは、それぞれ、差動の入力信号Ｓｉ、Ｓｉｘを受ける。入力信号Ｓｉは、第１のレベル（例えばＬＯＷレベル）から第２のレベル（例えばＨＩＧＨレベル）への第１の遷移と第２のレベル（例えばＨＩＧＨレベル）から第１のレベル（例えばＬＯＷレベル）への第２の遷移とによって規定されるパルスの列を含む。第１の遷移は立ち上がりであり、第２の遷移は立ち下がりであり、第１及び第２の遷移は、それぞれ、第１の遷移時間及び第２の遷移時間内に生じている。バッファ増幅器４０の出力はパルス整形部４２の入力に接続されている。バッファ増幅器４０は、差動の入力信号Ｓｉ、Ｓｉｘを増幅する。本実施形態では、バッファ増幅器４０は、例えば、差動増幅回路であり、その相補出力は、例えば、第１の電源線３１ａ又は第２の電源線３１ｂに終端されている。
The
パルス整形部４２の出力は、コンパレータ４４の第１の入力に接続されている。パルス整形部４２は、第３のレベル（例えばＬＯＷレベル）から第４のレベル（例えばＨＩＧＨレベル）への第３の遷移と第４のレベル（例えばＨＩＧＨレベル）から第３のレベル（例えばＬＯＷレベル）への第４の遷移とによって規定される調整パルスＳｆを入力信号Ｓｉのパルスから生成する。第３の遷移は立ち上がりであり、第４の遷移は立ち下がりであり、第３及び第４の遷移は、それぞれ、第３の遷移時間及び第４の遷移時間内に生じている。本実施形態では、パルス整形部４２は、例えば、ローパスフィルタを含み、第３の遷移時間は第１の遷移時間より長く、第４の遷移時間は第２の遷移時間より長い。第３及び第４の遷移は、次の遷移が開始されるまでに完了している。すなわち、第３の遷移は第４の遷移が開始されるまでに完了している。パルス整形部４２は、調整パルスＳｆを含む出力信号をコンパレータ４４の第１の入力に出力する。なお、ローパスフィルタには、例えば、ＯＰアンプを用いた積分回路や、容量素子が用いられる。
The output of the
コンパレータ４４の第２の入力には、波形整形部１６の第１の入力１６ａを介して、第２の信号Ｓ２が入力されている。コンパレータ４４は、変調信号Ｓｍと相補変調信号Ｓｍｘとを変調パルスＳｆから第２の信号Ｓ２に応じて生成する。この変調信号Ｓｍに含まれるパルスのパルス幅は、入力信号Ｓｉに含まれるパルスのパルス幅と異なっており、温度に応じて変化する。すなわち、この変調信号Ｓｍに含まれるパルスのパルス幅は、温度の変化に起因する伝送ペナルティを低減するべく第２の信号Ｓ２に応じて変化する。相補変調信号Ｓｍｘは変調信号Ｓｍの相補信号である。コンパレータ４４は、これらの変調信号Ｓｍと相補変調信号Ｓｍｘとをドライバ部１８へ出力する。
The second signal S <b> 2 is input to the second input of the
ドライバ部１８は、変調信号Ｓｍと相補変調信号Ｓｍｘとを受けて、半導体レーザ２０を駆動する。半導体レーザ２０からの光出力信号Ｓｏは光ファイバ（図示せず）に入力され、半導体レーザ２０からのモニタ光Ｌｍは受光素子２２によって受光される。受光素子２２は、半導体レーザ２０の光出力信号Ｓｏに応じた電流を生成し、この電流をＡＰＣ制御部２４へ出力する。ＡＰＣ制御部２４は、半導体レーザ２０の光出力信号Ｓｏの平均値と消光比とが一定となるように、受光素子２２からの電流に応じてドライバ部１８を制御する。そのため、ＡＰＣ制御部２４は、変調電流制御信号Ｖｍとバイアス電流制御信号Ｖｂとを生成し、これらの変調電流制御信号Ｖｍ及びバイアス電流制御信号Ｖｂをドライバ部１８へ出力する。
The
図３に、ドライバ部１８の詳細な回路図の一例を示す。ドライバ部１８は、差動対を構成する第１のトランジスタＴｒ１及び第２のトランジスタＴｒ２、変調電流源４６、バイアス電流源４８、抵抗５０ａ、５０ｂ、インダクタ５２、及び、容量素子５４ａ、５４ｂを有する。
FIG. 3 shows an example of a detailed circuit diagram of the
第１のトランジスタＴｒ１のベースといった制御端子には変調信号Ｓｍが入力されている。第１のトランジスタＴｒ１のコレクタは抵抗５０ａを介して第１の電源線３１ａに接続されている。第１のトランジスタＴｒ１のエミッタは共通ノードＮ３に接続されている。一方、第２のトランジスタＴｒ２のベースには相補変調信号Ｓｍｘが入力されている。第２のトランジスタＴｒ２のコレクタは抵抗５０ｂを介して第１の電源線３１ａに接続されている。第２のトランジスタＴｒ２のエミッタは共通ノードＮ３に接続されている。
The modulation signal Sm is input to a control terminal such as the base of the first transistor Tr1. The collector of the first transistor Tr1 is connected to the first
変調電流源４６は、共通ノードＮ３と第２の電源線３１ｂの間に接続されている。変調電流源４６は、ＡＰＣ制御部２４からの変調電流制御信号Ｖｍに応じて半導体レーザ２０へ変調電流を供給する。
The modulation
第１のトランジスタＴｒ１のコレクタは容量素子５４ａを介して半導体レーザ２０のアノードに接続されている。一方、第２のトランジスタＴｒ２のコレクタは容量素子５４ｂを介して半導体レーザ２０のカソードに接続されている。
The collector of the first transistor Tr1 is connected to the anode of the
バイアス電流源４８は、例えば、半導体レーザ２０のカソードと第２の電源線３１ｂとの間に接続されている。バイアス電流源４８は、ＡＰＣ制御部２４からのバイアス電流制御信号Ｖｂに応じて半導体レーザ２０へバイアス電流を供給する。
For example, the bias
インダクタ５２は、半導体レーザ２０のアノードと第１の電源線３１ａとの間に接続されている。インダクタ５２を用いると高周波成分が除かれるので、安定したバイアス電流が半導体レーザ２０に供給される。
The
次に、再び図１を参照しながら、記憶部３４のデータの設定方法について説明する。調整部１４と波形整形部１６との接続を切り離し、波形整形部１６の入力１６ａ（コンパレータ４４の第２の入力）には外部の電圧発生装置（図示せず）を接続する。また、温度モニタ部１２と調整部１４との接続も切り離す。光送信モジュール１０の周囲温度Ｔａを例えば８０℃とする。電圧発生装置の出力電圧値、すなわち、コンパレータ４４の第２の入力の電圧値を変更しながら、伝送距離１００ｋｍの場合と伝送距離０ｍの場合とにおいて、光送信モジュール１０の光出力信号Ｓｏを受信する受信器（図示せず）の受信感度を測定する。これらの受信感度の差である伝送ペナルティが低減されるときのコンパレータ４４の第２の入力の電圧値と、温度モニタ部１２の出力電圧値とを測定する。このコンパレータ４４の第２の入力の電圧値と温度モニタ部１２の出力電圧値とが、それぞれ、当該周囲温度における第２の信号Ｓ２の値及び第１の信号Ｓ１の値である。この第１の信号Ｓ１の値と第２の信号Ｓ２の値とから、ＡＤＣ３２とＤＡＣ３６との特性を考慮して、それぞれ、第１のディジタル信号Ｄ１の値と第２のディジタル信号Ｄ２の値とを求める。
Next, a method for setting data in the
上記の測定を、例えば、Ｔａ＝−４０℃〜８０℃の各温度において繰り返し行い、第１のディジタル信号Ｄ１の値と第２のディジタル信号Ｄ２の値とを求める。これらの第２のディジタル信号Ｄ２の値を、それぞれ、同一温度のときの第１のディジタル信号Ｄ１の値に対応付けて、書き込み端子３４ｉを介して記憶部３４に書き込む。このようにして、記憶部３４のデータが設定される。なお、これらのデータは、ＡＰＣ制御部２４によってオートパワーコントロールが行われているときのデータである。
The above measurement is repeated, for example, at each temperature of Ta = −40 ° C. to 80 ° C., and the value of the first digital signal D1 and the value of the second digital signal D2 are obtained. The values of the second digital signal D2 are written in the
図４（ａ）は、Ｔａ＝８０℃のときの光ファイバ１００ｋｍ伝送後及び光ファイバ伝送前の受信感度の光出力信号クロスポイント位置依存性を示す図である。図５は、Ｔａ＝８０℃のときの伝送ペナルティの光出力信号クロスポイント位置依存性を示す図である。伝送ペナルティとは、伝送距離１００ｋｍの時の受信感度と伝送距離０ｋｍの時の受信感度との差である。受信感度は、受信器の誤り率が１．０Ｅ−１０になった時の受信器の光受信パワーである。伝送距離１００ｋｍは、２４８８．３２Ｍｂｐｓ（ＯＣ−４８／ＬＲ−２）のためにＳＯＮＥＴ／ＳＤＨで定められた分散量１６００ｐｓ／ｎｍ相当する。なお、測定のために最低限必要な伝送距離５０ｍ程度は、伝送距離に含まれていない。 FIG. 4A is a diagram showing the dependence of the reception sensitivity after transmission of the optical fiber 100 km and before transmission of the optical fiber when Ta = 80 ° C. on the optical output signal cross-point position. FIG. 5 is a diagram showing the dependence of the transmission penalty on the optical output signal crosspoint position when Ta = 80 ° C. FIG. The transmission penalty is the difference between the reception sensitivity when the transmission distance is 100 km and the reception sensitivity when the transmission distance is 0 km. The reception sensitivity is the optical reception power of the receiver when the error rate of the receiver reaches 1.0E-10. The transmission distance of 100 km corresponds to a dispersion amount of 1600 ps / nm determined by SONET / SDH for 2488.32 Mbps (OC-48 / LR-2). Note that the minimum transmission distance of about 50 m required for measurement is not included in the transmission distance.
図４（ａ）に示すように、光送信モジュール１０の光出力信号Ｓｏのクロスポイントの位置が５０％から６０％に変化した場合、光ファイバ伝送前の受信感度は１ｄＢ程度劣化（低下）している。ここで、受信感度及び伝送ペナルティは受信器の平均光受信パワーによって規定され、光送信モジュール１０の光出力信号Ｓｏは光ファイバ伝送前の受信器の光受信信号にほぼ等しいので、図４（ｂ）に示す平均光受信パワーを求めるための計算式から、光ファイバ伝送前の受信感度の劣化量を計算する。この計算式における各符号は次の通りである。
Ｐａｖｅ：受信器の平均光受信パワー
Ｐｓ：受信器の光受信信号振幅
Ｔｔ：受信器の光受信信号の立ち上がり時間及び立ち下がり時間
Ｔｏ：受信器の光受信信号の1ビットの時間
ａ：受信器の光受信信号の消光比（真数）
ｍ：受信器の光受信信号のマーク率
ｂ：受信器の光受信信号の遷移確率
ｘ：受信器の光受信信号のクロスポイントのズレ量
なお、ｘ＝０％は、クロスポイントがハイレベルとローレベルの中央となる場合を示し、ｘ＝５０％は、クロスポイントがハイレベルに等しい場合を示す。
As shown in FIG. 4A, when the position of the cross point of the optical output signal So of the
Pave: Average optical reception power of the receiver Ps: Optical reception signal amplitude of the receiver Tt: Rise time and fall time To of the optical reception signal of the receiver To: Time of 1 bit of the optical reception signal of the receiver a: Receiver Extinction ratio of optical received signal (true number)
m: Mark ratio of the optical reception signal of the receiver b: Transition probability of the optical reception signal of the receiver x: Deviation amount of the cross point of the optical reception signal of the receiver Note that x = 0% indicates that the cross point is high A case where the center is at the low level is shown, and x = 50% indicates a case where the cross point is equal to the high level.
例えば、ＯＣ−４８規格では、Ｔｏ＝４００ｐｓｅｃ、Ｔｔ＝２００ｐｓｅｃ、ｍ＝ｂ＝０．５、ａ＝９ｄＢ＝７．９程度であるので、光受信信号のクロスポイントの位置が５０％から６０％（ｘ＝０％からｘ＝１０％）に変わると、光受信信号振幅Ｐｓが同じでも、平均光受信パワーＰａｖｅは０．１７ｄＢ程度変化することになる。すなわち、図４（ａ）の測定結果から求められる光ファイバ伝送前の受信感度の劣化量１ｄＢは、図４（ｂ）の計算式から求められる光ファイバ伝送前の受信感度の劣化量０．１７ｄＢより大きいことがわかる。これは、図４（ｂ）の計算式では、以下のことが考慮されていないことに起因する。
For example, in the OC-48 standard, To = 400 psec, Tt = 200 psec, m = b = 0.5, and a = 9 dB = 7.9, the position of the cross point of the optical reception signal is 50% to 60%. If it changes from (x = 0% to x = 10%), even if the optical reception signal amplitude Ps is the same, the average optical reception power Pave changes by about 0.17 dB. That is, the reception
光ファイバ伝送前の光受信信号（光送信モジュール１０の光出力信号Ｓｏ）のアイパターンでは、クロスポイントの位置を５０％から６０％に変化した場合、５０％の位置（例えば、受信器のデータ識別のための閾値）のパルス幅が狭くなることがある。また、光受信信号のアイパターンでは、クロスポイントの位置を５０％から６０％に変化した場合、ＬＯＷレベルが浮き上がることがある。すなわち、光受信信号の振幅が小さくなることがある。 In the eye pattern of the optical reception signal before the optical fiber transmission (the optical output signal So of the optical transmission module 10), if the position of the cross point is changed from 50% to 60%, the position of 50% (for example, the data of the receiver) The pulse width of the threshold for identification) may be narrowed. In the eye pattern of the optical reception signal, the LOW level may rise when the position of the cross point is changed from 50% to 60%. That is, the amplitude of the optical reception signal may be reduced.
一方、図４（ａ）に示すように、光受信モジュール１０の光出力信号Ｓｏのクロスポイントの位置が５０％から６０％に変化したことによる、光ファイバ１００ｋｍ伝送後の受信感度の劣化量は、光ファイバ伝送前の受信感度の劣化量と比較して小さい。これは、以下のことに起因する。
On the other hand, as shown in FIG. 4A, the amount of degradation in reception sensitivity after 100 km transmission of the optical fiber due to the change of the position of the cross point of the optical output signal So of the
光ファイバを伝送した光信号のパルスは、光ファイバの波長分散に起因して、ＬＯＷレベルが浮き上がることがある（１ビットごとに１、０、１という信号の場合、０が下がり切らない）。図６（ａ）に、光出力信号Ｓｏのクロスポイントの位置が５０％のときの光ファイバ伝送前の光受信信号のアイパターンを示し、図６（ｂ）に、光出力信号Ｓｏのクロスポイントの位置が６０％のときの光ファイバ伝送前の光受信信号のアイパターンを示し、図６（ｃ）に、光出力信号Ｓｏのクロスポイントの位置が５０％のときの光ファイバ伝送前の光受信信号のアイパターンを示す。図６（ｄ）に、光出力信号Ｓｏのクロスポイントの位置が６０％のときの光ファイバ伝送前の光受信信号のアイパターンを示す。図６（ａ）〜図６（ｄ）に示すように、光ファイバの波長分散に起因する光信号のＬＯＷレベルの浮き上がり量（図（ａ）と図（ｃ）との差）は、上述したクロスポイントの位置の変化（５０％から６０％）に起因する光信号のＬＯＷレベルの浮き上がり量（図（ａ）と図（ｂ）との差）に比べて大きい。したがって、光送信モジュール１０の光出力信号Ｓｏのパルスのクロスポイントの位置が５０％であっても６０％であっても、光ファイバ１００ｋｍ伝送後の受信器の光受信信号のパルスは、ＬＯＷレベルが浮き上がることがある（図（ｃ）及び図（ｄ））。
The LOW level of the pulse of the optical signal transmitted through the optical fiber may rise due to the chromatic dispersion of the optical fiber (in the case of a signal of 1, 0, 1 for each bit, 0 does not fall down). FIG. 6A shows an eye pattern of an optical reception signal before optical fiber transmission when the position of the cross point of the optical output signal So is 50%, and FIG. 6B shows a cross point of the optical output signal So. FIG. 6C shows the eye pattern of the optical reception signal before the optical fiber transmission when the position of the optical output signal is 60%, and FIG. The eye pattern of a received signal is shown. FIG. 6D shows an eye pattern of the optical reception signal before the optical fiber transmission when the position of the cross point of the optical output signal So is 60%. As shown in FIGS. 6 (a) to 6 (d), the amount of rising of the LOW level of the optical signal caused by the chromatic dispersion of the optical fiber (the difference between FIG. 6 (a) and FIG. 6 (c)) has been described above. This is larger than the amount by which the LOW level of the optical signal rises due to the change in the position of the cross point (from 50% to 60%) (difference between (a) and (b)). Therefore, regardless of whether the position of the cross point of the pulse of the optical output signal So of the
以上のことから、光送信モジュール１０の光出力信号Ｓｏのクロスポイントが大きくなるほど、光ファイバ１００ｋｍ伝送後の受信感度と光ファイバ伝送前の受信感度との差である伝送ペナルティが小さくなる。したがって、本実施形態では、Ｔａ＝８０の場合、光送信モジュール１０の光出力信号Ｓ１のクロスポイントの位置が６０％となるように記憶部３４のデータを設定した。
From the above, as the cross point of the optical output signal So of the
光通信規格（例えばＯＣ−４８／ＬＲ−２）では、伝送ペナルティに関する規格値が厳しいことが多い。また、伝送ペナルティを求めるための長距離伝送後の受信感度の測定には時間がかかるので（長距離伝送後の誤り率測定では時間軸に対して誤り発生が局在することがあるので）、コストに大きな影響を及ぼすことがある。一方、送受信器の光出力には個体差があるので、受信感度は大きなマージンを取って設計されることが多い。そのため、受信感度の設定はそれほどクリティカルな項目ではない。また、短距離伝送時の受信感度の測定には時間がかからないので、それほどコストに影響を及ぼさない。したがって、本発明によれば、温度に依存した伝送ペナルティを改善することによって、規格外品を削減することができ、また出荷前検査の工数を削減することができるので、コスト的に大きなメリットが得られる。その結果、低コスト化を図ることができる。 In the optical communication standard (for example, OC-48 / LR-2), the standard value regarding the transmission penalty is often severe. In addition, since it takes time to measure the reception sensitivity after long-distance transmission to determine the transmission penalty (because error occurrence may be localized on the time axis in error rate measurement after long-distance transmission), Costs can be greatly affected. On the other hand, since there are individual differences in the optical output of the transceiver, the reception sensitivity is often designed with a large margin. Therefore, the setting of reception sensitivity is not so critical. In addition, since it does not take time to measure the reception sensitivity during short-distance transmission, it does not significantly affect the cost. Therefore, according to the present invention, by improving the transmission penalty depending on temperature, it is possible to reduce non-standard products and reduce the number of man-hours for inspection before shipment. can get. As a result, cost reduction can be achieved.
次に、図１及び図７を参照しながら、第１の実施形態の光送信モジュールの動作を説明する。図７は、第１の実施形態の光送信モジュールの各部の信号のパルスの一部の一例を示す図である。まず、入力信号Ｓｉ及び相補入力信号Ｓｉｘが、それぞれ、入力１５ａ、１５ｂに入力されると、この入力信号Ｓｉ及び相補入力信号Ｓｉｘはバッファ増幅器４０によって増幅され、パルス整形部４２へ入力される。図７（ａ）に、入力信号Ｓｉの一部を示す。この入力信号Ｓｉの立ち上がり時間及び立ち下がり時間は、それぞれ、ｔ１、ｔ２であり、入力信号Ｓｉのパルス幅はｔｉである。パルス整形部４２は、増幅された入力信号Ｓｉから立ち上がり時間ｔ３及び立ち下がり時間ｔ４の調整パルスＳｆを出力する（図７（ｂ）参照）。これらの立ち上がり時間ｔ３及び立ち下がり時間ｔ４は、それぞれ、入力信号Ｓｉの立ち上がり時間ｔ１及び立ち下がり時間ｔ２より長い。
Next, the operation of the optical transmission module according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 7. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a part of a signal pulse of each unit of the optical transmission module according to the first embodiment. First, when the input signal Si and the complementary input signal Six are respectively input to the
ここで、例えば、光モジュール１０の周囲温度Ｔａが２０℃の場合を考える。感温素子２６の端子間電圧がＴａ＝２０℃に応じた電圧となり、温度モニタ部１２がこの電圧に応じた第１の信号Ｓ１を出力する。記憶部３４は、温度変化に起因する伝送ペナルティを低減するためのデータを予め記憶している。調整部１４のＡＤＣ３２が、第１の信号Ｓ１に応じた第１のディジタル信号Ｄ１を生成し、調整部１４の記憶部３４が、記憶しているデータから第１のディジタル信号Ｄ１に応答して第２のディジタル信号Ｄ２を読み出し、調整部１４のＤＡＣ３６が、第２のディジタル信号Ｄ２に応じた第２の信号Ｓ２ａを出力する（図７（ｂ）参照）。コンパレータ４４は、調整パルスＳｆと第２の信号Ｓ２ａとを比較して変調信号Ｓｍａ及び相補変調信号Ｓｍｘを出力する。図７（ｃ）に示すように、変調信号Ｓｍａのパルス幅ｔｍａは、入力信号Ｓｉのパルス幅ｔｉにほぼ等しい。
Here, for example, a case where the ambient temperature Ta of the
ドライバ部１８は、変調信号Ｓｍａと制御部２４からの変調電流制御信号Ｖｍとに基づいて変調電流を半導体レーザ２０に供給し、制御部２４からのバイアス電流制御信号Ｖｂに基づいてバイアス電流を半導体レーザ２０に供給する。半導体レーザ２０は、光出力信号Ｓｏａ及びモニタ光Ｌｍを出力する。図７（ｅ）に示すように、光出力信号Ｓｏａのパルス幅ｔｏａは、入力信号Ｓｉのパルス幅ｔｉにほぼ等しい。モニタ光Ｌｍは受光素子２２によって受光される。受光素子２２は、モニタ光Ｌｍに応じた電流をＡＰＣ制御部２４に出力する。ＡＰＣ制御部２４は、半導体レーザの光出力平均値及び消光比が一定となるようにバイアス電流及び変調電流を制御する（ＡＰＣ）。
The
本実施形態では、Ｔａ＝２０℃の場合、光出力信号Ｓｏａのパルス幅ｔｏａが入力信号Ｓｉのパルス幅ｔｉとほぼ等しくなるので、光出力信号Ｓｏａのアイパターンのクロスポイントの位置はほぼ５０％となる。 In the present embodiment, when Ta = 20 ° C., the pulse width toa of the optical output signal Soa is substantially equal to the pulse width ti of the input signal Si, so the position of the cross point of the eye pattern of the optical output signal Soa is approximately 50%. It becomes.
次に、例えば、光モジュール１０の周囲温度Ｔａが８０℃の場合を考える。感温素子２６の端子間電圧がＴａ＝８０℃に応じた電圧となり、温度モニタ部１２がこの電圧に応じた第１の信号Ｓ１を出力する。調整部１４のＡＤＣ３２が、第１の信号Ｓ１に応じた第１のディジタル信号Ｄ１を生成し、調整部１４の記憶部３４が、記憶しているデータから第１のディジタル信号Ｄ１に応答して第２のディジタル信号Ｄ２を読み出し、調整部１４のＤＡＣ３６が、第２のディジタル信号Ｄ２に応じた第２の信号Ｓ２ｂを出力する（図７（ｂ）参照）。コンパレータ４４は、調整パルスＳｆと第２の信号Ｓ２ｂとを比較して変調信号Ｓｍｂ及び相補変調信号Ｓｍｘを出力する。図７（ｄ）に示すように、変調信号Ｓｍｂのパルス幅ｔｍｂは、入力信号Ｓｉのパルス幅ｔｉに比べて長い。
Next, consider a case where the ambient temperature Ta of the
ドライバ部１８は、変調信号Ｓｍｂと制御部２４からの変調電流制御信号Ｖｍとに基づいて変調電流を半導体レーザ２０に供給し、制御部２４からのバイアス電流制御信号Ｖｂに基づいてバイアス電流を半導体レーザ２０に供給する。半導体レーザ２０は、光出力信号Ｓｏｂ及びモニタ光Ｌｍを出力する。図７（ｆ）に示すように、光出力信号Ｓｏｂのパルス幅ｔｏｂは、入力信号Ｓｉのパルス幅ｔｉに比べて長い。モニタ光Ｌｍは受光素子２２によって受光される。受光素子２２は、モニタ光Ｌｍに応じた電流をＡＰＣ制御部２４に出力する。ＡＰＣ制御部２４は、半導体レーザの光出力平均値及び消光比が一定となるようにバイアス電流及び変調電流を制御する。
The
本実施形態では、Ｔａ＝８０の場合、光出力信号Ｓｏｂのパルス幅ｔｏｂが入力信号Ｓｉのパルス幅ｔｉに比べて長くなるので、光出力信号Ｓｏｂのアイパターンのクロスポイントの位置はほぼ６０％となる。本実施形態では、記憶部３４に記憶されている第２のディジタル信号Ｄ２は図２に示す値であるので、周囲温度Ｔａが２０℃より上昇又は低下すると、光出力信号Ｓｏのパルス幅ｔｏが入力信号Ｓｉのパルス幅ｔｉに比べて長くなり、光出力信号Ｓｏのアイパターンのクロスポイントの位置は５０％よりＨＩＧＨレベル側に位置することとなる。したがって、図８に示すように、温度変化に起因する伝送ペナルティが低減される。図８は上記したＯＣ−４８／ＬＲ−２規定に準じて測定したものである。なお、本実施形態では、半導体レーザ２０に流れる電流信号と変調信号Ｓｆとが逆相の関係であるので、調整部１４からの第２の信号Ｄ２は反転されてコンパレータ４４の第２の入力に入力されている。そのため、図７（ｂ）に示す第２の信号Ｓ２ｂの値が第２の信号Ｓ２ａの値に比べて小さくなっている。
In the present embodiment, when Ta = 80, the pulse width tob of the optical output signal Sob is longer than the pulse width ti of the input signal Si, so the position of the cross point of the eye pattern of the optical output signal Sob is approximately 60%. It becomes. In the present embodiment, since the second digital signal D2 stored in the
このように、第１の実施形態の光送信モジュールによれば、温度に依存した伝送ペナルティを低減することが可能である。本実施形態は、直接変調されるようなチャープが大きい半導体レーザを用い、光ファイバの波長分散に起因して伝送ペナルティが大きく劣化するような光送信モジュールに適用されると、より大きな伝送ペナルティの低減効果を得ることが可能である。 As described above, according to the optical transmission module of the first embodiment, it is possible to reduce the transmission penalty depending on the temperature. This embodiment uses a semiconductor laser with a large chirp that is directly modulated, and when applied to an optical transmission module in which the transmission penalty is greatly degraded due to the chromatic dispersion of the optical fiber, this embodiment has a larger transmission penalty. A reduction effect can be obtained.
（第２の実施形態）
図９は、本発明の第２の実施形態に係る光送信モジュールの構成を示す回路図である。図９に示す光送信モジュール１０ａは、調整部１４の代わりに調整部１４ａを備える構成において第１の実施形態と異なる。その他の構成は、第１の実施形態と同様である。
(Second Embodiment)
FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of an optical transmission module according to the second embodiment of the present invention. The
引き続く説明では、第１の実施形態と異なる部分を説明する。調整部１４ａは、第１のアナログ／ディジタル変換器（以下、第１のＡＤＣという）３２ａと、第２のアナログ／ディジタル変換器（以下、第２のＡＤＣという）３２ｂと、記憶部３４ａと、ディジタル／アナログ変換器（以下、ＤＡＣという）３６とを有している。第１のＡＤＣ３２ａはＡＤＣ３２と同一である。第２のＡＤＣ３２ｂはＡＤＣ３２と同一の構成であり、第２のＡＤＣ３２ｂの入力には、ＡＰＣ制御部２４からのＡＰＣ信号（バイアス電流制御信号）Ｖｂが入力される。第２のＡＤＣ３２ｂの出力は記憶部３４ａに接続されている。第２のＡＤＣ３２ｂは、ＡＰＣ信号Ｖｍに応じて第３のディジタル信号Ｄ３を生成し、この第３のディジタル信号Ｄ３を記憶部３４ａへ出力する。
In the description that follows, parts different from those of the first embodiment will be described. The
記憶部３４ａは、第１のディジタル信号Ｄ１と第３のディジタル信号Ｄ３の値とに応答して第２のディジタル信号Ｄ２を出力する。記憶部３４ａは、温度変化及び光出力変化に起因する伝送ペナルティを低減するためのデータを記憶している。これらのデータは、第２のディジタル信号Ｄ２の値に対応しており、また、第１のディジタル信号Ｄ１の値と第３のディジタル信号Ｄ３の値とに対応付けて記憶部３４ａに格納されている。これらのデータは、例えば、第１のディジタル信号Ｄ１の値をアドレスの下位６ビットとし、第３のディジタル信号Ｄ３の値をアドレスの上位６ビットとしたアドレスに対応付けて記憶部３４ａに格納されている。これらの第２のディジタル信号Ｄ２は、スイッチ３８を介してＤＡＣ３６に出力される。記憶部３４ａには、例えば、ＥＥＰＲＯＭやＲＡＭ、又は、フラッシュメモリが用いられる。本実施形態では、これらのデータは書き込み端子３４ｉを介して記憶部３４ａに書き込まれる。
The
ＤＡＣ３６の入力はスイッチ３８を介して記憶部３４ａに接続されており、ＤＡＣ３６の出力は波形整形部１６の第１の入力１６ａに接続されている。ＤＡＣ３６は、第２のディジタル信号Ｄ２から第２の信号Ｓ２を生成する。ＤＡＣ３６は、この第２の信号Ｓ２を波形整形部１６へ出力する。
The input of the
次に、記憶部３４ａのデータの設定方法について説明する。第１に実施形態の記憶部３４と同様に、調整部１４ａと波形整形部１６との接続を切り離し、波形整形部１６の入力１６ａ（コンパレータ４４の第２の入力）には外部の電圧発生装置（図示せず）を接続する。また、温度モニタ部１２と調整部１４ａとの接続、及び、ＡＰＣ制御部２４と調整部１４ａとの接続も切り離す。光送信モジュール１０の周囲温度Ｔａを例えば８０℃とする。電圧発生装置の出力電圧値、すなわち、コンパレータ４４の第２の入力の電圧値を変更しながら、伝送距離１００ｋｍの場合と伝送距離０ｍの場合とにおいて、光送信モジュール１０の光出力信号Ｓｏを受信する受信器（図示せず）の受信感度を測定する。これらの受信感度の差である伝送ペナルティが低減されるときのコンパレータ４４の第２の入力の電圧値と温度モニタ部１２の出力電圧値とを測定する。
Next, a method for setting data in the
次いで、コンパレータ４４の第２の入力の電圧を、この伝送ペナルティが低減されるときのコンパレータ４４の第２の入力の電圧値に固定する。次いで、例えば、ＡＰＣ制御部２４内の半導体レーザ２０の電流を検知する抵抗の抵抗値を１０％小さくして、同様に、伝送距離１００ｋｍの場合と伝送距離０ｍの場合とにおいて、受信器の受信感度を測定し、伝送ペナルティが低減されるときのＡＰＣ制御部２４のバイアス電流制御信号の値Ｖｂを測定する。これらのコンパレータ４４の第２の入力の電圧値と、温度モニタ部１２の出力電圧値と、ＡＰＣ制御部２４のバイアス電流制御信号の値Ｖｂとが、それぞれ、第２の信号Ｓ２の値、第１の信号Ｓ１の値、ＡＰＣ信号Ｓ３の値である。これらの第１の信号Ｓ１の値、第２の信号Ｓ２の値、及び、ＡＰＣ信号の値から、ＡＤＣ３２ａ、ＤＡＣ３６、及び、ＡＤＣ３２ｂの特性を考慮して、それぞれ、第１のディジタル信号Ｄ１の値、第２のディジタル信号Ｄ２の値、及び、第３のディジタル信号Ｄ３の値を求める。
Next, the voltage of the second input of the
次いで、Ｔａ＝８０℃、コンパレータ４４の第２の入力の電圧値を固定したまま、例えば、ＡＰＣ制御部２４内の半導体レーザ２０の電流を検知する抵抗の値を９％、８％、…、０％と小さくした場合それぞれについて、同様に、伝送ペナルティが低減されるときの第１のディジタル信号Ｄ１の値、第２のディジタル信号Ｄ２の値、及び、第３のディジタル信号Ｄ３の値を求める。なお、通常、半導体レーザの電流が１０％程度増加すると、この半導体レーザは寿命と判断されるので、上記検知抵抗の抵抗値の変化は０％〜１０％程度で十分である。
Next, with Ta = 80 ° C. and the voltage value of the second input of the
上記の測定を、例えば、Ｔａ＝−４０℃〜８０℃の各温度において繰り返し行い、第１のディジタル信号Ｄ１の値、第２のディジタル信号Ｄ２の値、及び、第３のディジタル信号Ｄ３の値を求める。これらの第２のディジタル信号Ｄ２の値を、それぞれ、同一温度、及び、ＡＰＣ制御部２４内の検知抵抗が同一な抵抗値のときの第１のディジタル信号Ｄ１の値及び第３のディジタル信号Ｄ３の値に対応付けて、書き込み端子３４ｉを介して記憶部３４ａに書き込む。このようにして、記憶部３４ａのデータが設定される。
The above measurement is repeated, for example, at each temperature of Ta = −40 ° C. to 80 ° C., and the value of the first digital signal D1, the value of the second digital signal D2, and the value of the third digital signal D3. Ask for. The values of the second digital signal D2 are the same as those of the first digital signal D1 and the third digital signal D3 when the detection resistance in the
次に、図９及び図７を参照しながら、第２の実施形態の光送信モジュールの動作を説明する。第１の実施形態と同様に、入力信号Ｓｉ及び相補入力信号Ｓｉｘが、それぞれ、入力１５ａ、１５ｂに入力されて、パルス整形部４２から調整パルスＳｆが出力される。
Next, the operation of the optical transmission module according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 9 and 7. As in the first embodiment, the input signal Si and the complementary input signal Six are input to the
ここで、例えば、光モジュール１０の周囲温度Ｔａが２０℃の場合で、半導体レーザ２０の光出力が初期状態の場合（劣化なしの場合）を考える。感温素子２６の端子間電圧がＴａ＝２０℃に応じた電圧となり、温度モニタ部１２がこの電圧に応じた第１の信号Ｓ１を出力する。記憶部３４ａは、温度変化及び光出力変化に起因する伝送ペナルティを低減するためのデータを予め記憶している。調整部１４ａの第１のＡＤＣ３２ａが、第１の信号Ｓ１に応じた第１のディジタル信号Ｄ１を生成し、調整部１４ａの第２のＡＤＣ３２ｂが、半導体レーザ２０の光出力一定制御（ＡＰＣ）のためのＡＰＣ信号（バイアス電流制御信号）Ｖｂに応じた第３のディジタル信号Ｄ３を生成し、調整部１４ａの記憶部３４ａが、記憶しているデータから第１のディジタル信号Ｄ１及び第３のディジタル信号Ｄ３に応答して第２のディジタル信号Ｄ２を読み出し、調整部１４ａのＤＡＣ３６が、第２のディジタル信号Ｄ２に応じた第２の信号Ｓ２ａを出力する（図７（ｂ）参照）。コンパレータ４４は、調整パルスＳｆと第２の信号Ｓ２ａとを比較して変調信号Ｓｍａ及び相補変調信号Ｓｍｘを出力する。図７（ｃ）に示すように、変調信号Ｓｍａのパルス幅ｔｍａは、入力信号Ｓｉのパルス幅ｔｉにほぼ等しい。
Here, for example, consider a case where the ambient temperature Ta of the
ドライバ部１８は、変調信号Ｓｍａと制御部２４からの変調電流制御信号Ｖｍとに基づいて変調電流を半導体レーザ２０に供給し、制御部２４からのバイアス電流制御信号Ｖｂに基づいてバイアス電流を半導体レーザ２０に供給する。半導体レーザ２０は、光出力信号Ｓｏａ及びモニタ光Ｌｍを出力する。図７（ｅ）に示すように、光出力信号Ｓｏａのパルス幅ｔｏａは、入力信号Ｓｉのパルス幅ｔｉにほぼ等しい。モニタ光Ｌｍは受光素子２２によって受光される。受光素子２２は、モニタ光Ｌｍに応じた電流をＡＰＣ制御部２４に出力する。ＡＰＣ制御部２４は、半導体レーザ２０の光出力平均値及び消光比が一定となるようにバイアス電流及び変調電流を制御する。
The
本実施形態では、Ｔａ＝２０℃で、半導体レーザ２０の光出力が初期状態の場合、光出力信号Ｓｏａのパルス幅ｔｏａが入力信号Ｓｉのパルス幅ｔｉとほぼ等しくなるので、光出力信号Ｓｏａのアイパターンのクロスポイントの位置はほぼ５０％となる。
In the present embodiment, when Ta = 20 ° C. and the optical output of the
次に、例えば、光モジュール１０の周囲温度Ｔａが８０℃の場合で、半導体レーザ２０の光出力が劣化（低下）した場合を考える。感温素子２６の端子間電圧がＴａ＝８０℃に応じた電圧となり、温度モニタ部１２がこの電圧に応じた第１の信号Ｓ１を出力する。また、制御部２４からのバイアス電流制御信号Ｖｂの値と変調電流制御信号Ｖｍの値とが、半導体レーザ２０の光出力劣化に応じて大きな値である。調整部１４ａの第１のＡＤＣ３２ａが、第１の信号Ｓ１に応じた第１のディジタル信号Ｄ１を生成し、調整部１４ａの第２のＡＤＣ３２ｂが、半導体レーザ２０の光出力一定制御のためのＡＰＣ信号（バイアス電流制御信号）Ｖｂに応じた第３のディジタル信号Ｄ３を生成し、調整部１４ａの記憶部３４ａが、記憶しているデータから第１のディジタル信号Ｄ１及び第３のディジタル信号Ｄ３に応答して第２のディジタル信号Ｄ２を読み出し、調整部１４ａのＤＡＣ３６が、第２のディジタル信号Ｄ２に応じた第２の信号Ｓ２ｂを出力する（図７（ｂ）参照）。コンパレータ４４は、調整パルスＳｆと第２の信号Ｓ２ｂとを比較して変調信号Ｓｍｂ及び相補変調信号Ｓｍｘを出力する。図７（ｄ）に示すように、変調信号Ｓｍｂのパルス幅ｔｍｂは、入力信号Ｓｉのパルス幅ｔｉに比べて長い。
Next, for example, consider a case where the optical output of the
ドライバ部１８は、変調信号Ｓｍｂと制御部２４からの変調電流制御信号Ｖｍｂとに基づいて変調電流を半導体レーザ２０に供給し、制御部２４からのバイアス電流制御信号Ｖｂに基づいてバイアス電流を半導体レーザ２０に供給する。半導体レーザ２０は、光出力信号Ｓｏｂ及びモニタ光Ｌｍを出力する。図７（ｆ）に示すように、光出力信号Ｓｏｂのパルス幅ｔｏｂは、入力信号Ｓｉのパルス幅ｔｉに比べて長い。モニタ光Ｌｍは受光素子２２によって受光される。受光素子２２は、モニタ光Ｌｍに応じた電流をＡＰＣ制御部２４に帰還する。ＡＰＣ制御部２４は、半導体レーザの光出力平均値及び消光比が一定となるようにバイアス電流及び変調電流を制御する。
The
本実施形態では、第１の実施形態と同様に、周囲温度Ｔａが２０℃より上昇又は低下すると、光出力信号Ｓｏのパルス幅ｔｏが入力信号Ｓｉのパルス幅ｔｉに比べて長くなる。また、半導体レーザ２０の光出力が劣化すると、光出力信号Ｓｏのパルス幅ｔｏが入力信号Ｓｉのパルス幅ｔｉに比べて長くなる。したがって、光出力信号Ｓｏのアイパターンのクロスポイントの位置は５０％よりＨＩＧＨレベル側に位置する。故に、温度変化及び光出力変化に起因する伝送ペナルティが低減される。
In the present embodiment, as in the first embodiment, when the ambient temperature Ta rises or falls below 20 ° C., the pulse width to of the optical output signal So becomes longer than the pulse width ti of the input signal Si. Further, when the optical output of the
このように、第２の実施形態の光送信モジュールによれば、温度に依存した伝送ペナルティを低減することが可能であり、且つ、半導体レーザの光出力劣化に依存した伝送ペナルティをも低減することが可能である。 Thus, according to the optical transmission module of the second embodiment, it is possible to reduce the transmission penalty depending on the temperature, and also reduce the transmission penalty depending on the optical output degradation of the semiconductor laser. Is possible.
なお、本発明は上記した本実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。本実施形態の調整部は、記憶部と、ＡＤＣと、ＤＡＣとによって、温度変化に起因する伝送ペナルティを低減するためのディジタル信号を予め記憶する構成であったが、ダイオード又はトランジスタの温度変化に起因する非線形特性を利用したアナログ回路で構成し、温度変化に起因する伝送ペナルティを低減してもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made. The adjustment unit of the present embodiment is configured to store in advance a digital signal for reducing a transmission penalty due to a temperature change by the storage unit, the ADC, and the DAC. It may be configured by an analog circuit using the resulting non-linear characteristic to reduce a transmission penalty due to a temperature change.
また、本実施形態では、トランジスタとしてバイポーラトランジスタ（ＢＪＴ）を例示したが、トランジスタとして電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を用いてもよい。 In this embodiment, a bipolar transistor (BJT) is exemplified as a transistor, but a field effect transistor (FET) may be used as the transistor.
１０…光送信モジュール、１２…温度モニタ部、１４…調整部、１６…波形整形部、１８…ドライバ部、２０…半導体レーザ、２２…受光素子、２４…ＡＰＣ制御部、２６…感温素子、２８ａ、２８ｂ、２８ｃ…抵抗、３０…増幅器、３２…ＡＤＣ、３４…記憶部、３６…ＤＡＣ、３８…スイッチ、４０…バッファ増幅器、４２…パルス整形部（ローパスフィルタ）、４４…コンパレータ、４６…変調電流源、４８…バイアス電流源。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記第１の信号に基づいて、前記温度の変化に起因する伝送ペナルティを低減するための第２の信号を生成する調整部と、
第１のレベルから第２のレベルへの第１の遷移と第２のレベルから第１のレベルへの第２の遷移とによって規定されるパルスの列を含む入力信号と、前記第２の信号とを受けており、該パルスのパルス幅と異なるパルス幅のパルスを含む変調信号を該入力信号から該第２の信号に応じて生成する波形整形部と、
前記変調信号に応じて半導体レーザを駆動するドライバ部と、
を備える光送信モジュール。 A temperature monitoring unit that includes a temperature sensing element and generates a first signal according to the temperature indicated by the temperature sensing element;
An adjustment unit that generates a second signal for reducing a transmission penalty due to the change in the temperature based on the first signal;
An input signal comprising a train of pulses defined by a first transition from a first level to a second level and a second transition from a second level to the first level; and the second signal A waveform shaping unit that generates a modulation signal including a pulse having a pulse width different from the pulse width of the pulse from the input signal according to the second signal;
A driver unit for driving a semiconductor laser in accordance with the modulation signal;
An optical transmission module comprising:
前記入力信号を増幅するバッファ増幅器と、
前記バッファ増幅器の出力信号を入力に受けるローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタの出力信号を入力に受け、該入力とは逆相の入力に前記第２の信号を受けて前記変調信号を生成するコンパレータと、
を有し、
前記ローパスフィルタの出力信号の遷移は次の遷移が開始されるまでに完了している、
請求項１に記載の光送信モジュール。 The waveform shaping unit
A buffer amplifier for amplifying the input signal;
A low-pass filter that receives an output signal of the buffer amplifier at an input;
A comparator that receives an output signal of the low-pass filter at an input, receives the second signal at an input opposite in phase to the input, and generates the modulation signal;
Have
The transition of the output signal of the low-pass filter is completed by the time the next transition is started,
The optical transmission module according to claim 1.
前記第１の信号に応じた第１のディジタル信号を生成するアナログ／ディジタル変換器と、
前記アナログ／ディジタル変換器に接続されており、前記温度の変化に起因する伝送ペナルティを低減するためのデータを記憶する記憶部と、
前記記憶部に接続されており、前記記憶部からの第２のディジタル信号に応じた前記第２の信号を生成するディジタル／アナログ変換器と、
を有する請求項１に記載の光送信モジュール。 The adjustment unit is
An analog / digital converter for generating a first digital signal in response to the first signal;
A storage unit connected to the analog / digital converter and storing data for reducing a transmission penalty caused by the temperature change;
A digital / analog converter connected to the storage unit for generating the second signal in response to a second digital signal from the storage unit;
The optical transmission module according to claim 1.
半導体レーザの光出力に応じて受光素子から生成された電流に応じて、該半導体レーザのバイアス電流を制御するためのＡＰＣ信号を出力するＡＰＣ制御部と、
前記第１及びＡＰＣ信号に基づいて、前記温度の変化及び前記光出力の変化に起因する伝送ペナルティを低減するための第２の信号を生成する調整部と、
第１のレベルから第２のレベルへの第１の遷移と第２のレベルから第１のレベルへの第２の遷移とによって規定されるパルスの列を含む入力信号と、前記第２の信号とを受けており、該パルスのパルス幅と異なるパルス幅のパルスを含む変調信号を該入力信号から該第２の信号に応じて生成する波形整形部と、
前記変調信号に応じて前記半導体レーザを駆動するドライバ部と、
を備える光送信モジュール。 A temperature monitoring unit that includes a temperature sensing element and generates a first signal according to the temperature indicated by the temperature sensing element;
An APC control unit that outputs an APC signal for controlling a bias current of the semiconductor laser in accordance with a current generated from the light receiving element in accordance with an optical output of the semiconductor laser;
An adjusting unit that generates a second signal for reducing a transmission penalty due to the change in temperature and the change in optical output based on the first and APC signals;
An input signal comprising a train of pulses defined by a first transition from a first level to a second level and a second transition from a second level to the first level; and the second signal A waveform shaping unit that generates a modulation signal including a pulse having a pulse width different from the pulse width of the pulse from the input signal according to the second signal;
A driver unit for driving the semiconductor laser according to the modulation signal;
An optical transmission module comprising:
前記第１の信号に応じた第１のディジタル信号を生成する第１のアナログ／ディジタル変換器と、
前記ＡＰＣ信号に応じた第３のディジタル信号を生成する第２のアナログ／ディジタル変換器と、
前記第１及び第２のアナログ／ディジタル変換器に接続されており、前記温度の変化及び前記光出力の変化に起因する伝送ペナルティを低減するためのデータを記憶する記憶部と、
前記記憶部に接続されており、前記記憶部からの第２のディジタル信号に応じた前記第２の信号を生成するディジタル／アナログ変換器と、
を有する請求項４に記載の光送信モジュール。
The adjustment unit is
A first analog / digital converter for generating a first digital signal in response to the first signal;
A second analog / digital converter that generates a third digital signal in response to the APC signal;
A storage unit connected to the first and second analog / digital converters for storing data for reducing transmission penalties caused by the temperature change and the light output change;
A digital / analog converter connected to the storage unit for generating the second signal in response to a second digital signal from the storage unit;
The optical transmission module according to claim 4.
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| JP2005144528A JP2006324801A (en) | 2005-05-17 | 2005-05-17 | Optical transmission module |
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| JP2005144528A Pending JP2006324801A (en) | 2005-05-17 | 2005-05-17 | Optical transmission module |
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| JP (1) | JP2006324801A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013135376A (en) * | 2011-12-27 | 2013-07-08 | Toshiba Corp | Optical transceiver circuit device and receiver circuit |
| US10298332B2 (en) | 2016-10-27 | 2019-05-21 | Sumitomo Electric Device Innovations, Inc. | Method of controlling semiconductor optical device that includes semiconductor optical amplifier |
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