JP4678315B2

JP4678315B2 - OPTICAL COMMUNICATION CIRCUIT AND PON SYSTEM OPTICAL COMMUNICATION DEVICE

Info

Publication number: JP4678315B2
Application number: JP2006046274A
Authority: JP
Inventors: 勇男桂
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2006-02-23
Filing date: 2006-02-23
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2026-02-23
Also published as: JP2007228214A

Description

本発明は、光通信用送信回路並びにＰＯＮシステムの光通信装置に関するものである。 The present invention relates to an optical communication transmission circuit and an optical communication apparatus of a PON system.

ＰＯＮ（ＰａｓｓｉｖｅＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋ）システムは、通信事業者の設備センター側に設置される局側装置（ＯＬＴ：ＯｐｔｉｃａｌＬｉｎｅＴｅｒｍｉｎａｌ）と、ユーザ（通信加入者）側に設置される宅側装置（ＯＮＵ：ＯｐｔｉｃａｌＴｅｒｍｉｎａｌＵｎｉｔ）とをスプリッタを介して光ファイバで接続したものである。 A PON (Passive Optical Network) system includes a station side device (OLT: Optical Line Terminal) installed on the equipment center side of a communication carrier and a home side device (ONU: Optical) installed on the user (communication subscriber) side. Terminal Unit) is connected to the optical fiber through a splitter.

ＰＯＮシステムなどの光通信システムで用いられる光通信装置（局側装置及び宅側装置）は、光信号を受信する受信回路のほか、光信号を送信する送信回路を備えている。
送信回路は、直接変調方式の場合、レーザダイオードなどの発光素子と当該発光素子を動作させるドライバ回路とによって構成されている。 An optical communication device (station side device and home side device) used in an optical communication system such as a PON system includes a transmission circuit that transmits an optical signal in addition to a reception circuit that receives the optical signal.
In the case of the direct modulation method, the transmission circuit includes a light emitting element such as a laser diode and a driver circuit that operates the light emitting element.

非特許文献１には、２．５Ｇｂｐｓの高いデータレートの場合において、ドライバ回路にレーザダイオードを接続するための回路が挙げられている。図７に、非特許文献１に記載の回路を示す。
図７の回路において、ドライバ回路とレーザドライバとの間に設けられている抵抗Ｒ_Ｄ、抵抗Ｒ_Ｆ、キャパシタＣ_Ｆは、ドライバ回路とレーザドライバとのインピーダンス整合（高周波整合）を取っている。 Non-Patent Document 1 discloses a circuit for connecting a laser diode to a driver circuit at a high data rate of 2.5 Gbps. FIG. 7 shows a circuit described in Non-Patent Document 1.
In the circuit of FIG. 7, a resistor R _D , a resistor R _F , and a capacitor C _F provided between the driver circuit and the laser driver achieve impedance matching (high frequency matching) between the driver circuit and the laser driver.

また、抵抗Ｒ_ＦとキャパシタＣ_ＦとからなるＲＣ短絡回路（ＲＣ素子）は、高いデータレート（２．５Ｇｂｐｓ）の場合に生じる回路の寄生成分を高周波的にキャンセルしてオーバシュートやリンギングを減少する機能を有している。
つまり、整合回路が前記ＲＣ短絡回路を有することで、整合回路はＬＰＦ（ローパスフィルタ）としての機能を有しており、このＬＰＦによって、送信信号よりも高い周波数成分を持つオーバシュートやリンギングを抑制することができる。 Moreover, consisting of a resistor R _F and the capacitor C _F RC short circuit (RC element) is to cancel the parasitic components of the circuit occurs when a high data rate (2.5Gbps) high frequency decrease overshoot and ringing It has a function to do.
In other words, since the matching circuit has the RC short circuit, the matching circuit functions as an LPF (low-pass filter), and this LPF suppresses overshoot and ringing having higher frequency components than the transmission signal. can do.

非特許文献１記載の従来の整合回路では、抵抗Ｒ_ＦとキャパシタＣ_Ｆは固定値であり、特定のデータレートに適した値に設定されている。
マキシム（ＭＡＸＩＭ）、マキシムレーザドライバへのレーザダイオードの接続（Interfacing Maxim Laser Drivers with Laser Diodes）、２０００年５月、Ｐ４−９（Figure 6） In the conventional matching circuit described in Non-Patent Document 1, the resistance R _F and the capacitor C _F are fixed values and are set to values suitable for a specific data rate.
Maxim (Maxim), Interfacing Maxim Laser Drivers with Laser Diodes, May 2000, P4-9 (Figure 6)

ここで、ＧＥ(ＧｉｇａｂｉｔＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）)−ＰＯＮのデータレートは、現状では１．２５Ｇｂｐｓ程度であるが、将来的には、２．５Ｇｂｐｓ、１０Ｇｂｐｓへと向上していることが予想される。
ところが、データレートが１０Ｇｂｐｓになった場合には、１０Ｇｂｐｓを使用するユーザが存在する一方、ユーザによってはそれよりも低いデータレート（例えば２．５Ｇｂｐｓ）で十分であると考える可能性がある。
ところが、データレートに応じた送信回路を用意すると、装置の製造コストが大きくなり好ましくない。 Here, although the data rate of GE (Gigabit Ethernet (registered trademark))-PON is currently about 1.25 Gbps, it is expected to improve to 2.5 Gbps and 10 Gbps in the future. .
However, when the data rate becomes 10 Gbps, there is a user who uses 10 Gbps, but depending on the user, a lower data rate (for example, 2.5 Gbps) may be considered sufficient.
However, it is not preferable to prepare a transmission circuit corresponding to the data rate because the manufacturing cost of the apparatus increases.

そこで、局側装置又は宅側装置は、１０Ｇｂｐｓのデータレートでの通信だけでなく、それよりも低いデータレートでも通信できるように、データレートの可変機能を持つことが望まれる。
また、データレートの可変機能は、上記以外の様々な状況に対処するために有用であると考えられる。 Therefore, it is desirable that the station side device or the home side device has a variable data rate function so that communication is possible not only at a data rate of 10 Gbps but also at a lower data rate.
Further, the data rate variable function is considered useful for dealing with various situations other than those described above.

しかし、従来の光通信装置（局側装置又は宅側装置）の送信回路（図７参照）では、レーザ出力端面におけるリンギングやオーバシュートなどの時間応答特性が、特定のデータレートに合わせて設定された固定値であり、光通信装置にデータレート可変機能を持たせると、その可変するデータレートに応じた最適な光信号の時間応答特性を得ることができなかった。 However, in a transmission circuit (see FIG. 7) of a conventional optical communication device (station side device or home side device), time response characteristics such as ringing and overshoot at the laser output end face are set in accordance with a specific data rate. If the optical communication apparatus is provided with a variable data rate function, the optimal time response characteristic of the optical signal corresponding to the variable data rate cannot be obtained.

例えば、データレートが早くなった場合には、光信号は早い立ち上がりが要求されるが、その分リンギング特性が悪くなる。逆にデータレートが遅くなると急峻な立ち上がり特性は不要で、リンギングも抑えたほうが賢明である。このようにデータレートが変化するのであれば、それに応じて特性を最適化すべきであるが、従来の送信回路では、データレートの変更に応じて、特性の最適化を図ることができなかった。 For example, when the data rate is increased, the optical signal is required to rise quickly, but the ringing characteristic is deteriorated accordingly. On the other hand, when the data rate is slow, the steep rise characteristic is unnecessary, and it is wise to suppress the ringing. If the data rate changes in this way, the characteristics should be optimized accordingly. However, the conventional transmission circuit cannot optimize the characteristics in accordance with the change in the data rate.

上記問題を、図８〜図１０に基づき、さらに具体的に説明する。図８は、図７中の各素子の値を、データレート１２５０Ｍｂｐｓで最適化した場合の光信号の時間応答特性を示す波形図である。図９は、１２５０Ｍｂｐｓで各素子の値が最適化された図７の回路をデータレート３１２．５Ｍｂｐｓ用に用いた場合の波形図である。なお、図８と図９の時間軸（横軸）は、波形全体が見えるように一致していない。 The above problem will be described more specifically with reference to FIGS. FIG. 8 is a waveform diagram showing the time response characteristics of an optical signal when the values of the elements in FIG. 7 are optimized at a data rate of 1250 Mbps. FIG. 9 is a waveform diagram when the circuit of FIG. 7 in which the value of each element is optimized at 1250 Mbps is used for a data rate of 312.5 Mbps. Note that the time axes (horizontal axes) in FIGS. 8 and 9 do not match so that the entire waveform can be seen.

図９で発生しているオーバシュートやリンギングは、データレート３１２．５Ｍｂｐｓの光信号よりも高い周波数成分を持つ。図７の各素子の値が、３１２．５Ｍｂｐｓに最適化されている場合、図７のＬＰＦは、図１０のＡで示す特性を持ち、３１２．５Ｍｂｐｓに相当する周波数よりも高い周波数成分をカットするため、オーバシュートやリンギングは除去される。 The overshoot or ringing generated in FIG. 9 has a higher frequency component than the optical signal having a data rate of 312.5 Mbps. When the value of each element in FIG. 7 is optimized to 312.5 Mbps, the LPF in FIG. 7 has the characteristics shown by A in FIG. 10 and cuts frequency components higher than the frequency corresponding to 312.5 Mbps. Therefore, overshoot and ringing are eliminated.

ところが、図１０のＢで示すように１２５０Ｍｂｐｓで図７の各素子の値が最適化されたＬＰＦの場合、１２５０Ｍｂｐｓ以上の周波数成分しかカットできないため、データレート３１２．５Ｍｂｐｓで用いると、３１２．５Ｍｂｐｓ〜１２５０Ｍｂｐｓの間の高周波成分をカットできず、オーバシュートやリンギングが除去されない。 However, in the case of an LPF in which the value of each element in FIG. 7 is optimized at 1250 Mbps as shown in FIG. 10B, only frequency components of 1250 Mbps or higher can be cut, so when used at a data rate of 312.5 Mbps, 312.5 Mbps. High frequency components between ˜1250 Mbps cannot be cut, and overshoot and ringing are not removed.

そこで、本発明は、データレートに応じて光信号の時間応答特性を調整するための技術的手段を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide technical means for adjusting the time response characteristics of an optical signal in accordance with the data rate.

［光通信用送信回路］
本発明は、光通信用の光信号を出力する発光素子と当該発光素子を動作させるドライバ回路とを備えた光通信用送信回路であって、前記発光素子が出力する光信号の時間応答特性に影響を与える時定数パラメータ素子が、前記発光素子と前記ドライバ回路に接続され、前記時定数パラメータ素子は、光通信の送信データレートに応じてそのパラメータ値を変更可能な可変パラメータ素子によって構成されていることを特徴とする。 [Transmission circuit for optical communication]
The present invention is an optical communication transmission circuit including a light emitting element that outputs an optical signal for optical communication and a driver circuit that operates the light emitting element, and has a time response characteristic of an optical signal output from the light emitting element. An influence time constant parameter element is connected to the light emitting element and the driver circuit, and the time constant parameter element is constituted by a variable parameter element whose parameter value can be changed according to a transmission data rate of optical communication. It is characterized by being.

本発明によれば、送信データレートに応じて時定数パラメータ素子のパラメータ値を変更できるため、データレートに応じて光信号の時間応答特性を調整することができる。 According to the present invention, since the parameter value of the time constant parameter element can be changed according to the transmission data rate, the time response characteristic of the optical signal can be adjusted according to the data rate.

また、前記発光素子と前記ドライバ回路との間には、前記発光素子と前記ドライバ回路とのインピーダンス整合をとるとともに、前記発光素子が出力する光信号の時間応答特性に影響を与える時定数パラメータ素子を含んだ整合回路が設けられ、前記整合回路の前記時定数パラメータ素子が、光通信の送信データレートに応じてそのパラメータ値を変更可能な可変パラメータ素子によって構成されているのが好ましい。 Also, a time constant parameter element that takes impedance matching between the light emitting element and the driver circuit between the light emitting element and the driver circuit and affects a time response characteristic of an optical signal output from the light emitting element. The time constant parameter element of the matching circuit is preferably constituted by a variable parameter element whose parameter value can be changed according to the transmission data rate of optical communication.

さらに、前記可変パラメータ素子は、送信データレートより高い高調波成分をカットするフィルタを構成しており、前記送信データレートに応じて前記可変パラメータ素子のパラメータ値を変更可能に構成されているのが好ましい。 Furthermore, the variable parameter element constitutes a filter that cuts higher harmonic components than the transmission data rate, and the parameter value of the variable parameter element can be changed according to the transmission data rate. preferable.

［光通信装置］
また、他の観点からみた本発明は、光信号の受信回路及び光信号の送信回路を備えたＰＯＮシステムの光通信装置であって、前記送信回路は、光通信用の光信号を出力する発光素子と当該発光素子を動作させるドライバ回路とを備え、前記発光素子が出力する光信号の時間応答特性に影響を与える時定数パラメータ素子が、前記発光素子と前記ドライバ回路に接続され、前記時定数パラメータ素子は、光通信の送信データレートに応じてそのパラメータ値を変更可能な可変パラメータ素子によって構成されていることを特徴とする。 [Optical communication equipment]
In another aspect, the present invention is an optical communication device of a PON system including an optical signal receiving circuit and an optical signal transmitting circuit, wherein the transmitting circuit emits an optical signal for optical communication. A time constant parameter element that influences a time response characteristic of an optical signal output from the light emitting element is connected to the light emitting element and the driver circuit, and includes the time constant. The parameter element is configured by a variable parameter element whose parameter value can be changed according to the transmission data rate of optical communication.

そして、前記光通信装置は、送信データレートを変更するデータレート変更手段と、前記データレート変更手段によって設定された送信データレートに応じて前記可変パラメータ素子のパラメータ値を調整する調整手段と、を備えているのが好ましい。 The optical communication apparatus includes: a data rate changing unit that changes a transmission data rate; and an adjusting unit that adjusts a parameter value of the variable parameter element according to a transmission data rate set by the data rate changing unit. It is preferable to provide.

また、前記データレート変更手段は、手動操作によってデータレート変更を行うヒューマンインタフェース部を備えて構成されているのが好ましい。 The data rate changing means preferably includes a human interface unit that changes the data rate by manual operation.

あるいは、前記データレート変更手段は、通信中に自動的にデータレート変更を行うデータレート自動変更部を備えて構成されているのが好ましい。 Alternatively, the data rate changing means preferably includes a data rate automatic changing unit that automatically changes the data rate during communication.

さらに、前記データレート自動変更部は、通信相手となる光通信装置に応じて異なる送信データレートを設定するものであるのが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the automatic data rate changing unit sets a different transmission data rate depending on an optical communication apparatus as a communication partner.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、ＰＯＮシステムの全体図を示している。このＰＯＮシステムは、光通信装置として局側装置１と複数の宅側装置２，３，４，５とを有しており、上位ネットワークに接続される局側装置（ＯＬＴ）１とユーザネットワークに接続される宅側装置（ＯＮＵ）２，３，４，５との間は、光ファイバ６によって接続されている。
局側装置１に接続された光ファイバ６は、１又は複数のスプリッタ９を介して支線となる光ファイバ６に分岐しており、分岐に各宅側装置２，３，４，５が接続されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an overall view of the PON system. This PON system has a station-side device 1 and a plurality of home-side devices 2, 3, 4, and 5 as optical communication devices, and is connected to a station-side device (OLT) 1 connected to a host network and a user network. The connected home-side devices (ONUs) 2, 3, 4, and 5 are connected by an optical fiber 6.
The optical fiber 6 connected to the station side device 1 is branched to the optical fiber 6 serving as a branch line via one or a plurality of splitters 9, and each home side device 2, 3, 4, 5 is connected to the branch. ing.

図１において、第１宅側装置２を持つユーザＡは、上り（宅側→局側）が２．５Ｇｂｐｓであって下り（局側→宅側）が１０Ｇｂｐｓのサービスを利用しており、第２宅側装置３を持つユーザＢは、上りが１．２５Ｇｂｐｓであって下りが５Ｇｂｐｓのサービスを利用しており、第３宅側装置４を利用するユーザＣは、上りが６２５Ｍｂｐｓであって下りが１．２５Ｇｂｐｓのサービスを利用しており、第４宅側装置５を利用するユーザＤは、上りが１．２５Ｇｂｐｓであって下りが６２５Ｇｂｐｓのサービスを利用しているものとする。 In FIG. 1, a user A having a first home side device 2 uses a service of 2.5 Gbps on the upstream side (home side → station side) and 10 Gbps on the downstream side (station side → home side). User B having two home-side devices 3 uses a service with 1.25 Gbps uplink and 5 Gbps downstream, and user C who uses the third home-side device 4 has 625 Mbps uplink and downlink Is using a service of 1.25 Gbps, and user D who uses the fourth home apparatus 5 is using a service of 1.25 Gbps for uplink and 625 Gbps for downlink.

図２に示すように局側装置１は、光ファイバ６から送られてきた光信号を受光部１１ａで受けてアンプ１１ｂで増幅する受信回路１１と、光ファイバ６へ光信号を送る送信回路１２とを備えている。
また、局側装置１は、装置全体を制御するコントローラ１３を備えている。このコントローラ１３は、信号の送受信に関する制御を行う。具体的には、コントローラ１３は、通常の送受信制御の他、データレート変更部１４によって設定された送信データレートを、論理信号生成部１５へ与える処理を行う。 As shown in FIG. 2, the station-side device 1 includes a receiving circuit 11 that receives an optical signal transmitted from the optical fiber 6 by the light receiving unit 11 a and amplifies the optical signal by the amplifier 11 b, and a transmitting circuit 12 that transmits the optical signal to the optical fiber 6. And.
Moreover, the station side apparatus 1 is provided with the controller 13 which controls the whole apparatus. The controller 13 performs control related to signal transmission / reception. Specifically, the controller 13 performs a process of giving the transmission data rate set by the data rate changing unit 14 to the logic signal generating unit 15 in addition to normal transmission / reception control.

データレート変更部１４は、ヒューマンインタフェース部１４ａ及びデータレート自動変更部１４ｂによって構成されており、データレート変更部１４によって設定された送信データレートがコントローラ１３を介して論理信号生成部１５に与えられると、論理信号生成部１５は、そのデータレートに応じた速度の送信信号（電気信号）を生成する。 The data rate changing unit 14 includes a human interface unit 14 a and an automatic data rate changing unit 14 b, and the transmission data rate set by the data rate changing unit 14 is given to the logic signal generating unit 15 via the controller 13. Then, the logic signal generation unit 15 generates a transmission signal (electric signal) with a speed corresponding to the data rate.

ヒューマンインタフェース部１４ａは、静的にデータレートを変更するためのものであって、局側の作業者等が手動で送信データレートを設定変更するためのスイッチなどにより構成されており、例えば、６２５Ｍｂｐｓ、１．２５Ｇｂｐｓ、２．５Ｇｂｐｓ、５Ｇｂｐｓ、１０Ｇｂｐｓの各データレートに設定することができる。 The human interface unit 14a is for statically changing the data rate, and includes a switch or the like for manually changing the transmission data rate by a worker on the station side, for example, 625 Mbps. , 1.25 Gbps, 2.5 Gbps, 5 Gbps, and 10 Gbps.

データレート自動変更部１４ｂは、動的にデータレートを変更するためのものであって、通信中に自動的にデータレート変更を行うスケジューラによって構成されおり、例えば、６２５Ｍｂｐｓ、１．２５Ｇｂｐｓ、２．５Ｇｂｐｓ、５Ｇｂｐｓ、１０Ｇｂｐｓの各データレートへと必要なタイミングにおいて変更することができる。 The data rate automatic changing unit 14b is for dynamically changing the data rate, and is configured by a scheduler that automatically changes the data rate during communication, for example, 625 Mbps, 1.25 Gbps, and 2. The data rate can be changed to 5 Gbps, 5 Gbps, and 10 Gbps at a necessary timing.

さらに局側装置１は、変化するデータレートに応じて送信回路１２に含まれる素子の値を調整するための調整部１６を備えている。調整部１６は、ルックアップテーブル１６ａとコントロール信号生成部１６ｂとを備えている。
ルックアップデーブル１６ａは、送信データレートと当該送信データレートに対応するパラメータ値とを対応付けたデータを保持している。
コントロール信号生成部１６ｂは、送信回路１２に含まれる素子の値をルックアップテーブル１６ａから導かれたパラメータ値に調整するためのコントロール信号を生成する。 The station apparatus 1 further includes an adjustment unit 16 for adjusting the value of the element included in the transmission circuit 12 according to the changing data rate. The adjustment unit 16 includes a lookup table 16a and a control signal generation unit 16b.
The look-up table 16a holds data in which a transmission data rate is associated with a parameter value corresponding to the transmission data rate.
The control signal generation unit 16b generates a control signal for adjusting the value of the element included in the transmission circuit 12 to the parameter value derived from the lookup table 16a.

図３に示すように、宅側装置２，３，４，５も、上述した局側装置１の構成を有している。すなわち、宅側装置２，３，４，５は、受信回路２１、送信回路２２、コントローラ２３、データレート変更部２４、論理信号生成部２５、調整部２６を有しており、その機能は、局側装置１における各部１１，１２，１３，１４，１５，１６の機能と同様である。なお、宅側装置２，３，４，５のヒューマンインタフェース部２４ａは、静的にデータレートを変更するためのものであって、宅側のユーザが手動で送信データレートを設定変更するためのスイッチなどにより構成されている。なお、宅側装置のデータレート変更部は、１０Ｍｂｐｓ、６２５Ｍｂｐｓ、１．２５Ｇｂｐｓ、２．５Ｇｂｐｓに変更可能なものである。 As shown in FIG. 3, the home side devices 2, 3, 4, and 5 also have the configuration of the station side device 1 described above. That is, the home-side devices 2, 3, 4, and 5 include a receiving circuit 21, a transmitting circuit 22, a controller 23, a data rate changing unit 24, a logic signal generating unit 25, and an adjusting unit 26. The function is the same as that of each unit 11, 12, 13, 14, 15, 16 in the station side device 1. The human interface unit 24a of the home side devices 2, 3, 4, and 5 is for statically changing the data rate, and the home side user can manually change the transmission data rate setting. It consists of switches. The data rate changing unit of the home side apparatus can be changed to 10 Mbps, 625 Mbps, 1.25 Gbps, and 2.5 Gbps.

図４は、局側装置１及び宅側装置２，３，４，５が有する送信回路１２，２２の詳細を示している。なお、以下では、説明の簡略化のため、図４の回路は、局側装置１の送信回路１２であるとして、説明する。 FIG. 4 shows details of the transmission circuits 12 and 22 included in the station side device 1 and the home side devices 2, 3, 4, and 5. In the following description, for simplification of description, the circuit in FIG. 4 is assumed to be the transmission circuit 12 of the station side device 1.

送信回路１２は、レーザドライバ回路１２ａに、整合回路１２ｂなどを介して、発光素子としてのレーザダイオード１２ｃが接続されて構成されている。
レーザドライバ回路１２ａは、論理信号生成部１５，２５で生成された所定データレートの電圧信号を受けて、レーザダイオード１２ｃを駆動するための変調電流を発生する差動型電流スイッチを備えて構成されている。 The transmission circuit 12 is configured by connecting a laser diode 12c as a light emitting element to a laser driver circuit 12a via a matching circuit 12b and the like.
The laser driver circuit 12a includes a differential current switch that receives a voltage signal of a predetermined data rate generated by the logic signal generators 15 and 25 and generates a modulation current for driving the laser diode 12c. ing.

レーザドライバ回路１２ａの出力（ＯＵＴ＋）とレーダダイオード１２ｃとの間には、整合回路１２ｂが設けられている。また、ドライバ回路１２ａの出力とレーザダイオード１２ｃとの間には、整合回路１２ｂのほか、レーザドライバ回路１２の出力（ＯＵＴ＋）における直流成分をカットするためのキャパシタＣ_Ｄやレーザドライバ回路１２のバイアス出力（ＢＩＡＳ）の直流成分を通すためのインダクタＬ_Ｂが設けられている。 A matching circuit 12b is provided between the output (OUT +) of the laser driver circuit 12a and the radar diode 12c. Between the output and the laser diode 12c of the driver circuit 12a, the other matching circuit 12b, the bias of the capacitor _{C D} and the laser driver circuit 12 for cutting the DC component in the output of the laser driver circuit 12 (OUT +) the inductor _{L B} for the passage of the direct current component of the output (BIAS) is provided.

整合回路１２ｂは、レーザドライバ回路１２ａとレーザダイオード１２ｃとのインピーダンス整合をとるためのものであり、抵抗Ｒ_Ｄと、抵抗Ｒ_Ｆ及びキャパシタＣ_ＦとからなるＲＣ短絡回路（ＲＣ素子）とを有して構成されている。 The matching circuit 12b is for impedance matching between the laser driver circuit 12a and the laser diode 12c, chromatic and resistor _{R D,} RC short circuit consisting of a resistor _{R F} and the capacitor _{C F} and (RC element) Configured.

整合回路１２ｂの各素子（抵抗Ｒ_Ｄ、抵抗Ｒ_Ｆ及びキャパシタＣ_Ｆ）は、レーザダイオード１２ｃが出力する光信号の時間応答特性に影響を与える時定数パラメータ素子を構成している。
また、抵抗Ｒ_Ｆ及びキャパシタＣ_ＦからなるＲＣ短絡回路（ＲＣ素子）は、所定のデータレートよりも高い高調波成分をカットしてオーバシュートやリンギングを抑制するＬＰＦとして機能する。 Each element (resistor R _D , resistor R _F and capacitor C _F ) of the matching circuit 12b constitutes a time constant parameter element that affects the time response characteristics of the optical signal output from the laser diode 12c.
The resistor R _F and RC short circuit (RC element) consisting of the capacitor C _F functions as suppressing LPF overshoot and ringing cut the higher harmonic component than a predetermined data rate.

抵抗Ｒ_Ｆ及びキャパシタＣ_Ｆは、それぞれ可変パラメータ素子として構成されている。すなわち、抵抗Ｒ_Ｆは可変抵抗、キャパシタＣ_Ｆは可変容量ダイオードとして構成されている。より具体的には、抵抗Ｒ_Ｆは外部からのデジタルコントロール信号によって抵抗値を調整できるデジタルポテンショメータによって構成されており、キャパシタＣ_Ｆは、加えられるＤＣバイアス電圧によって容量値が変化する半導体からなる可変容量ダイオードによって構成されている。 The resistor R _F and the capacitor C _F are each configured as a variable parameter element. That is, the resistor R _F is configured as a variable resistor, and the capacitor C _F is configured as a variable capacitance diode. More specifically, the resistor R _F is composed of a digital potentiometer whose resistance value can be adjusted by an external digital control signal, and the capacitor C _F is a variable made of a semiconductor whose capacitance value changes depending on the applied DC bias voltage. It is constituted by a capacitive diode.

可変抵抗Ｒ_Ｆには、前記コントロール信号生成部１６ｂによって生成されたデジタルコントロール信号が与えられ、当該デジタルコントロール信号に応じた値に設定される。
また、可変容量ダイオードＣ_Ｆの容量値を変化させる場合には、Ｄ／Ａコンバータ、固定抵抗Ｒ１、及びカップリングコンデンサＣ１を用いる。すなわち、コントロール信号生成部１６ｂによって生成されたデジタルコントロール信号は、Ｄ／Ａコンバータ及びＤ／Ａコンバータの出力側に設けられた固定抵抗Ｒ１によって、可変容量ダイオードＣ_Ｆを所望の容量値に設定するためのＤＣバイアス信号に変換され、可変容量ダイオードＣ_Ｆに与えられる。また、カップリングコンデンサＣ１は、前記ＤＣバイアス信号が、ＩＣとして構成されたデジタルポテンショメータＲ_Ｆに与えられるのを防ぐ。 The variable resistor R _F, the control signal digital control signal generated by the generating unit 16b is provided, it is set to a value corresponding to the digital control signal.
Further, in the case of changing the capacitance value of the variable capacitance diode C _F is, D / A converter, a fixed resistor R1, and the coupling capacitor C1 is used. That is, the digital control signal generated by the control signal generation unit 16b sets the variable capacitance diode _CF to a desired capacitance value by the D / A converter and the fixed resistor R1 provided on the output side of the D / A converter. It is converted into a DC bias signal for, given to the variable capacitance diode C _F. Further, the coupling capacitor C1, the DC bias signal, prevents the given digital potentiometer R _F, which is configured as IC.

このように、図４の整合回路１２ｂは、光信号の時間応答特性に影響を与える時定数パラメータ素子である抵抗Ｒ_Ｆ及びキャパシタＣ_Ｆが可変になっており、これらの値がパラメータ調整部１６によって調整される。
抵抗Ｒ_Ｆ及びキャパシタＣ_Ｆの値を変更すれば、前記ＬＰＦの周波数特性を変更できるため、データレートに応じて、オーバシュートやリンギングを効果的に抑制する最適なＬＰＦの周波数特性を得ることができる。 Thus, the matching circuit 12b of FIG. 4, the resistance R _F and a capacitor C _F is a constant parameter element when affect the time response characteristics of the optical signal has become a variable, these values are the parameter adjuster 16 Adjusted by.
By changing the value of resistor R _F and the capacitor C _F, since it is possible to change the frequency characteristic of the LPF, according to the data rate, that the overshoot and ringing obtain a frequency characteristic of effectively suppressing optimal LPF it can.

図５は、パラメータ調整部１６のルックアップテーブル１６ａが持つデータの一部（データレート６２５Ｍｂｐｓのパラメータ値とデータレート２．５Ｇｂｐｓのパラメータ値）を示している。このルックアップテーブル１６ａは、データレート毎に、整合回路１２ｂの持つＬＰＦの特性を最適化するためのパラメータ値（抵抗Ｒ_Ｆ及びキャパシタＣ_Ｆの値）を有している。
例えば、データレート変更部１４によって、２．５Ｇｂｐｓのデータレートが選択された場合、コントローラ１３は、ルックアップテーブル１６ａを参照して、データレート２．５Ｇｂｐｓの場合の最適なパラメータ値（抵抗Ｒ_Ｆ＝８．２Ω、キャパシタＣ_Ｆ＝４ｐＦ）を求める。 FIG. 5 shows part of data (a parameter value at a data rate of 625 Mbps and a parameter value at a data rate of 2.5 Gbps) included in the lookup table 16a of the parameter adjustment unit 16. The look-up table 16a, for each data rate, has parameter values for optimizing the characteristics of the LPF with the matching circuit 12b (the value of the resistance R _F and a capacitor C _F).
For example, when a data rate of 2.5 Gbps is selected by the data rate changing unit 14, the controller 13 refers to the look-up table 16a, and determines an optimum parameter value (resistance R _F for the data rate of 2.5 Gbps). = 8.2Ω, capacitor C _F = 4 pF).

前記コントロール信号生成部１６ｂは、整合回路１２ｂの抵抗Ｒ_Ｆ及びキャパシタＣ_Ｆの値を、ルックアップテーブル１６から得られたパラメータ値に調整するためのコントロール信号を生成し、前述のようにＬＰＦの特性をデータレート２．５Ｇｂｐｓに適するように調整する。
したがって、送信データレートを可変にしても、整合回路１２ｂの特性がデータレートに応じて最適化され、オーバシュートやリンギングを抑制することができる。 The control signal generator 16b generates a control signal for adjusting the values of the resistor R _F and the capacitor C _F of the matching circuit 12b to the parameter values obtained from the lookup table 16, and the LPF of the LPF as described above. The characteristics are adjusted to be suitable for a data rate of 2.5 Gbps.
Therefore, even if the transmission data rate is variable, the characteristics of the matching circuit 12b are optimized according to the data rate, and overshoot and ringing can be suppressed.

また、同様に、データレートが６２５Ｍｂｐｓに変更された場合、整合回路１２ｂの抵抗Ｒ_Ｆは８．２Ωに、キャパシタＣ_Ｆ＝１２ｐＦに調整され、データレート６２５Ｍｂｐｓに応じた特性に最適化される。 Similarly, when the data rate is changed to 625 Mbps, the resistance R _F of the matching circuit 12 b is adjusted to 8.2Ω and the capacitor C _F = 12 pF, and the characteristics are optimized according to the data rate 625 Mbps.

図６に基づき、整合回路１２ｂのＬＰＦをデータレートに応じた値に設定するための考え方を説明する。まず、ＬＰＦのカットオフ周波数（３ｄｂ下がった周波数）としては、データレートの７５％に相当する周波数になればよい。つまり、データレートが６２５Ｍｂｐｓの場合、カットオフ周波数は、６２５［Ｍｂｐｓ］×０．７５＝４６６．５［ＭＨｚ］であり、データレートが２．５Ｇｂｐｓの場合、カットオフ周波数は、２５００［Ｍｂｐｓ］×０．７５＝１８７５［ＭＨｚ］となる。
したがって、ルックアップテーブル１６ａは、上記のようにして求まるカットオフ周波数を持つＬＰＦが構成されるパラメータ値を有していればよい。 Based on FIG. 6, the concept for setting the LPF of the matching circuit 12b to a value corresponding to the data rate will be described. First, the LPF cutoff frequency (frequency reduced by 3 db) may be a frequency corresponding to 75% of the data rate. That is, when the data rate is 625 Mbps, the cutoff frequency is 625 [Mbps] × 0.75 = 466.5 [MHz], and when the data rate is 2.5 Gbps, the cutoff frequency is 2500 [Mbps]. X0.75 = 1875 [MHz].
Therefore, the lookup table 16a only needs to have a parameter value that configures an LPF having the cutoff frequency obtained as described above.

以上のような局側装置１又は宅側装置２，３，４，５であれば、異なるデータレートに使用される場合であっても、データレートに切替に応じて送信回路の特性を変更であるため装置を共用でき、データレートに応じて異なる機種を製造する必要がなくなり、製造コスト上有利である。また、共通の装置で、多様なデータレートに適切に対応できるという点においてもコストメリットが生じる。 With the station side device 1 or the home side devices 2, 3, 4, and 5 as described above, the characteristics of the transmission circuit can be changed according to switching to the data rate even when used for different data rates. Therefore, the apparatus can be shared, and it is not necessary to manufacture different models according to the data rate, which is advantageous in terms of manufacturing cost. In addition, a cost merit arises in that a common apparatus can appropriately cope with various data rates.

以下では、上記のような送信回路を有する局側装置１及び宅側装置２，３，４，５において、データレートが変更される状況とその制御を説明する。
［状況１：通信中（通信確立前後）でのデータレート変更］
局側装置１又は宅側装置２，３，４，５において電源投入やリセット起動など、装置がイニシャライズされたときは、局側装置１との通信確立を確実に行うため、低速通信を行い、通信が確立すると高速へ切り替えられる。 In the following, the situation in which the data rate is changed in the station-side device 1 and the home-side devices 2, 3, 4, and 5 having the transmission circuit as described above and its control will be described.
[Situation 1: Data rate change during communication (before and after communication is established)]
When the device is initialized, such as power-on or reset activation in the station side device 1 or the home side devices 2, 3, 4 and 5, low-speed communication is performed in order to reliably establish communication with the station side device 1, When communication is established, it is switched to high speed.

例えば、通信確立前は、宅側装置のデータレート自動変更部２４ｂが、宅側装置２，３，４，５からの上り通信をデータレート１００Ｍｂｐｓで行うよう設定し、これに応じて、パラメータの調整部２６は、１００Ｍｂｐｓに応じたパラメータ値となるように送信回路２２ｂのパラメータ素子（Ｒ_Ｆ、Ｃ_Ｆ）を設定する。 For example, before the communication is established, the automatic data rate changing unit 24b of the home side device is set to perform uplink communication from the home side devices 2, 3, 4, and 5 at a data rate of 100 Mbps. The adjustment unit 26 sets the parameter elements (R _F , C _F ) of the transmission circuit 22b so that the parameter value corresponds to 100 Mbps.

そして、通信が確立すると、宅側装置のデータレート自動変更部２４ｂが、宅側装置２，３，４，５からの上り通信をデータレート１．２５Ｇｂｐｓで行うよう変更し、これに応じて、パラメータの調整部２６は、１．２５Ｍｂｐｓに応じたパラメータ値となるように送信回路２２ｂのパラメータ素子（Ｒ_Ｆ、Ｃ_Ｆ）を設定する。 When the communication is established, the data rate automatic changing unit 24b of the home side device changes the uplink communication from the home side devices 2, 3, 4, and 5 at a data rate of 1.25 Gbps. The parameter adjustment unit 26 sets the parameter elements (R _F , C _F ) of the transmission circuit 22b so that the parameter value corresponds to 1.25 Mbps.

また、局側装置１も同様に、通信確立前後において異なるデータレートで通信を行う。 Similarly, the station-side apparatus 1 performs communication at different data rates before and after establishing communication.

［状況２：サービス内容切替に伴うデータレート変更］
例えば、１．２５Ｇｂｐｓのサービスを利用しているユーザが、２．５Ｇｂｐｓの高速サービスへのアップグレードを行った場合、手動操作で、宅側装置２，３，４，５のデータレート設定を変更する。 [Situation 2: Data rate change due to service content switching]
For example, when a user using a 1.25 Gbps service upgrades to a 2.5 Gbps high-speed service, the data rate settings of the home side devices 2, 3, 4, and 5 are changed manually. .

つまり、宅側装置２，３，４，５のヒューマンインタフェース部２４ａを操作して、宅側装置のデータレート設定を２．５Ｇｂｐｓに変更すると、これに応じて、宅側装置のパラメータ調整部２６は、２．５Ｇｂｐｓに応じたパラメータ値となるように、送信回路２２のパラメータ素子（Ｒ_Ｆ、Ｃ_Ｆ）を設定する。 That is, when the data rate setting of the home side device is changed to 2.5 Gbps by operating the human interface unit 24a of the home side devices 2, 3, 4, and 5, the parameter adjustment unit 26 of the home side device is accordingly changed. Sets the parameter elements (R _F , C _F ) of the transmission circuit 22 so that the parameter values correspond to 2.5 Gbps.

［状況３：通信中における宅側装置（ユーザ）ごとのデータレート変更］
図１に示すように、共通の局側装置１に接続されている宅側装置２，３，４，５の受信データレートが宅側装置ごとに異なる場合、通信中に、宅側装置ごとにデータレートを切り替えて通信を行う。 [Situation 3: Data rate change for each home device (user) during communication]
As shown in FIG. 1, when the reception data rates of the home-side devices 2, 3, 4, and 5 connected to the common station-side device 1 are different for each home-side device, Communication is performed by switching the data rate.

例えば、受信データレートが１０Ｇｂｐｓである第１宅側装置２に送信するフレームの送信データレートは１０Ｇｂｐｓでよいが、受信データレートが５Ｇｂｐｓである第２宅側装置３へフレームを送信する場合には、局側装置１は送信データレートを５Ｇｂｐｓに変更する。
局側装置１では、データレート変更に応じて、局側装置１のパラメータ調整部１６が、送信回路１２のパラメータ素子（Ｒ_Ｆ、Ｃ_Ｆ）を５Ｇｂｐｓに応じたパラメータ値に変更する。 For example, the transmission data rate of a frame to be transmitted to the first home apparatus 2 having a reception data rate of 10 Gbps may be 10 Gbps, but when a frame is transmitted to the second home apparatus 3 having a reception data rate of 5 Gbps. The station apparatus 1 changes the transmission data rate to 5 Gbps.
In the station side device 1, the parameter adjustment unit 16 of the station side device 1 changes the parameter elements (R _F , C _F ) of the transmission circuit 12 to parameter values corresponding to 5 Gbps in accordance with the data rate change.

［状況４：フレーム内でのデータレート変更］
局側装置１又は宅側装置２，３，４，５は、例えば、フレームのヘッダとデータ本体部とでデータレートを変更する。つまり、フレームのヘッダ部分を送信する場合には、遅いデータレートで通信し、フレームのデータ本体部を送信する場合には、早いデータレートに切り替える。
局側装置１又は宅側装置では、データレート変更に応じてパラメータ調整部１６，２６が送信回路１２，２２のパラメータ素子（Ｒ_Ｆ、Ｃ_Ｆ）を適切に調整する。 [Situation 4: Data rate change in frame]
For example, the station side device 1 or the home side devices 2, 3, 4, and 5 change the data rate between the header of the frame and the data main body. That is, when transmitting the header portion of the frame, communication is performed at a slow data rate, and when transmitting the data body portion of the frame, the data rate is switched to a higher data rate.
In the station side device 1 or the home side device, the parameter adjustment units 16 and 26 appropriately adjust the parameter elements (R _F and C _F ) of the transmission circuits 12 and 22 according to the data rate change.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、送信回路は、図４に示したものに限られず、ドライバ回路と発光素子に、光信号の時間応答特性に影響を与える時定数パラメータが接続されたものであればよい。 The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the transmission circuit is not limited to that shown in FIG. 4, and any transmission circuit may be used as long as a time constant parameter that affects the time response characteristics of the optical signal is connected to the driver circuit and the light emitting element.

また、図４の回路において、抵抗Ｒ_Ｄも可変にしてもよい。
さらに、図４の回路では、フィルタとしてＬＰＦを有していたが、不要な周波数成分を除去できるフィルタであればよく、例えば、帯域領域フィルタであってもよい。 In the circuit of FIG. 4, the resistor _RD may be variable.
Furthermore, in the circuit of FIG. 4, the LPF is used as a filter. However, any filter that can remove unnecessary frequency components may be used. For example, a band-domain filter may be used.

さらにまた、データレートを変更する状況は、説明したものに限られず、様々な状況で行える。 Furthermore, the situation where the data rate is changed is not limited to the one described, and can be performed in various situations.

ＰＯＮシステムの全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a PON system. 局側装置のブロック図である。It is a block diagram of a station side apparatus. 宅側装置のブロック図である。It is a block diagram of a home side apparatus. 送信回路図である。It is a transmission circuit diagram. ルックアップテーブルの一部を示す図である。It is a figure which shows a part of lookup table. 送信回路のＬＰＦ特性を示すグラフである。It is a graph which shows the LPF characteristic of a transmission circuit. 従来の送信回路図である。It is a conventional transmission circuit diagram. 従来の送信回路を１２５０Ｍｂｐｓで最適化した場合のデータレート１２５０Ｍｂｐｓにおける光信号波形図である。It is an optical signal waveform diagram at a data rate of 1250 Mbps when a conventional transmission circuit is optimized at 1250 Mbps. 従来の送信回路を１２５０Ｍｂｐｓで最適化した場合のデータレート３１２．５Ｍｂｐｓにおける光信号波形図である。It is an optical signal waveform diagram at a data rate of 312.5 Mbps when a conventional transmission circuit is optimized at 1250 Mbps. 従来の回路でオーバシュートやリンギングが生じることを説明するためのＬＰＦ特性グラフである。It is an LPF characteristic graph for explaining that overshoot and ringing occur in a conventional circuit.

Explanation of symbols

１局側装置（光通信装置）
２宅側装置（光通信装置）
３宅側装置（光通信装置）
４宅側装置（光通信装置）
５宅側装置（光通信装置）
１１受信回路
１２送信回路
１２ａドライバ回路
１２ｂ整合回路
１２ｃレーザダイオード（発光素子）
１４データレート変更部（データレート変更手段）
１４ａヒューマンインタフェース部
１４ｂデータレート自動変更部
１６調整部（調整手段）
２１受信回路
２２送信回路
２２ａドライバ回路
２２ｂ整合回路
２２ｃレーザダイオード（発光素子）
２４データレート変更部（データレート変更手段）
２４ａヒューマンインタフェース部
２４ｂデータレート自動変更部
２６調整部（調整手段）
Ｒ_Ｆ可変抵抗（可変パラメータ素子）
Ｃ_Ｆ可変容量コンデンサ（可変パラメータ素子） 1 Station side equipment (optical communication equipment)
2 Home equipment (optical communication equipment)
3 Home equipment (optical communication equipment)
4 Home side equipment (optical communication equipment)
5 Home equipment (optical communication equipment)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Reception circuit 12 Transmission circuit 12a Driver circuit 12b Matching circuit 12c Laser diode (light emitting element)
14 Data rate changing section (data rate changing means)
14a Human interface unit 14b Automatic data rate changing unit 16 Adjustment unit (adjustment means)
21 receiving circuit 22 transmitting circuit 22a driver circuit 22b matching circuit 22c laser diode (light emitting element)
24 Data rate changing section (data rate changing means)
24a human interface unit 24b automatic data rate changing unit 26 adjusting unit (adjusting means)
_RF variable resistance (variable parameter element)
_CF variable capacitor (variable parameter element)

Claims

An optical communication transmission circuit including a light emitting element that outputs an optical signal for optical communication and a driver circuit that operates the light emitting element,
A time constant parameter element that affects a time response characteristic of an optical signal output from the light emitting element is connected to the light emitting element and the driver circuit. The time constant parameter element is a parameter corresponding to a transmission data rate of optical communication. A transmission circuit for optical communication, comprising a variable parameter element whose value can be changed.

Between the light emitting element and the driver circuit, there is included a time constant parameter element that takes impedance matching between the light emitting element and the driver circuit and affects a time response characteristic of an optical signal output from the light emitting element. A matching circuit is provided,
2. The transmission circuit for optical communication according to claim 1, wherein the time constant parameter element of the matching circuit is constituted by a variable parameter element whose parameter value can be changed in accordance with a transmission data rate of optical communication. .

The variable parameter element constitutes a filter that cuts higher harmonic components than a transmission data rate, and is configured to be able to change a parameter value of the variable parameter element according to the transmission data rate. The transmission circuit for optical communication according to claim 1 or 2.

An optical communication device of a PON system including an optical signal receiving circuit and an optical signal transmitting circuit,
The transmission circuit includes a light emitting element that outputs an optical signal for optical communication and a driver circuit that operates the light emitting element.
A time constant parameter element that affects a time response characteristic of an optical signal output from the light emitting element is connected to the light emitting element and the driver circuit;
The time constant parameter element is constituted by a variable parameter element whose parameter value can be changed in accordance with a transmission data rate of optical communication.

A data rate changing means for changing the transmission data rate;
5. The optical communication apparatus according to claim 4, further comprising adjustment means for adjusting a parameter value of the variable parameter element in accordance with a transmission data rate set by the data rate changing means.

6. The optical communication apparatus according to claim 5, wherein the data rate changing means includes a human interface unit that changes the data rate by a manual operation.

7. The optical communication apparatus according to claim 5, wherein the data rate changing unit includes an automatic data rate changing unit that automatically changes the data rate during communication.

8. The optical communication apparatus according to claim 7, wherein the automatic data rate changing unit sets a different transmission data rate depending on an optical communication apparatus that is a communication partner.