DE10393691T5

DE10393691T5 - Temperatur- und Jitterkompensatonssteuerungsschaltung und -verfahren für Faseroptikvorrichtung

Info

Publication number: DE10393691T5
Application number: DE10393691T
Authority: DE
Inventors: Rudolf J. Sunnyvale Hofmeister; Samantha R. Whitefish Bench; Demitri Moutain View Bannikov
Original assignee: Finisar Corp
Current assignee: Finisar Corp
Priority date: 2002-11-08
Filing date: 2003-11-07
Publication date: 2005-11-17
Also published as: AU2003287690A1; WO2004045115A1; GB2412025A; GB2423879B; CA2504674A1; GB0511552D0; US20040091005A1; GB0601985D0; US7317743B2; GB2423879A; GB2412025B

Abstract

Verfahren zum Konfigurieren einer optoelektronischen Vorrichtung für den Betrieb in einem Bereich von Temperaturen, mit folgenden Schritten:
(a) bei Betreiben der optoelektronischen Vorrichtung bei einer ersten Temperatur Einstellen eines ersten Regelungsparameters, um einem ersten Betriebserfordernis zu genügen, und Aufzeichnen eines zugehörigen ersten Wertes des ersten Regelungsparameters;
(b) bei Betreiben der optoelektronischen Vorrichtung bei einer zweiten Temperatur Einstellen des ersten Regelungsparameters, um dem ersten Betriebserfordernis zu genügen, und Aufzeichnen eines zugehörigen zweiten Wertes des ersten Regelungsparameters;
(c) Bestimmen einer Folge von Werten für den ersten Regelungsparameter für eine entsprechende Folge von Temperaturen in einem vordefinierten Bereich von Temperaturen entsprechend den ersten und zweiten aufgezeichneten Werten des ersten Regelungsparameters, und
(d) Speichern einer Menge von Regelungswerten für den ersten Regelungsparameter in einer programmierbaren Vorrichtung in der optoelektronischen Vorrichtung, wobei die Menge mindestens eine Teilmenge der vorbestimmten Folge von Werten umfaßt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet von optoelektronischen Vorrichtungen. Insbesondere betrifft die Erfindung Systeme und Verfahren zum Steuern der Betriebserfordernisse einer optoelektronischen Vorrichtung bei verschiedenen Betriebstemperaturen.
2. Stand der Technik
1 zeigt eine schematische Darstellung der wesentlichen Merkmale eines typischen herkömmlichen faseroptischen Senders/Empfängers. Die Hauptschaltung 1 enthält zumindest Sende- und Empfangsleitungswege und Strom- 19 und Erdverbindungen 20. Die Empfängerschaltung besteht typischerweise aus einer optischen Empfängerteilbaugruppe (ROSA – Receiver Optical Subassembly) 2, die eine mechanische Fasersteckbuchse und Kopplungsoptik wie auch eine Fotodiode und Vorverstärkerschaltung enthält. Die ROSA wiederum ist mit einer integrierten Nachverstärkerschaltung 4 verbunden, deren Funktion darin besteht, ein Digitalsignal mit festem Ausgangshub zu erzeugen, das über die Stifte RX+ und RX– 17 mit Außenschaltungen verbunden ist. Die Nachverstärkerschaltung 4 stellt auch häufig ein mit Signalerkennung (Signal Detect) oder Signalverlust (Loss of Signal) bezeichnetes digitales Ausgangssignal bereit, das das Vorhandensein oder die Abwesenheit einer ausreichend starken optischen Eingabe anzeigt.
Die Ausgabesignalerkennung wird am Ausgangsstift 18 bereitgestellt.
Die Sendeschaltung besteht typischerweise aus einer optischen Senderteilbaugruppe (TOSA – Transmitter Optical Subassembly) 3 und einer integrierten Lasertreiberschaltung 5. Die TOSA enthält eine mechanische Fasersteckbuchse und Kopplungsoptik wie auch eine Laserdiode bzw. LED. Die Lasertreiberschaltung 5 stellt typischerweise Wechselstromantriebs- und Gleichstrom-Vorspannungsstrom für den Laser bereit. Die Signaleingaben für den Wechselstromtreiber werden von den Stiften TX+ und TX– 12 erhalten. Die Lasertreiberschaltungen erfordern typischerweise einzelne Einstellung im Werk gewisser Parameter, wie beispielsweise den Vorspannungsstrom-(bzw. Ausgangsleistungs-)Pegel und Wechselstrommodulationsansteuerung für den Laser. Dies wird typischerweise durch Verstellen veränderlicher Widerstände oder Einsetzen von im Werk ausgewählten Widerständen 7, 9 (d.h. mit im Werk ausgewählten Widerstandswerten) erreicht. Zusätzlich ist häufig Temperaturkompensation des Vorspannungsstroms und der Modulation erforderlich. Diese Funktion kann in der integrierten Lasertreiberschaltung integriert sein oder durch Verwendung von externen, temperaturempfindlichen Elementen, wie beispielsweise Thermistoren 6, 8, erreicht werden.
Zusätzlich zu den oben beschriebenen wesentlichsten Funktionen umfassen einige Standards für optoelektronische Vorrichtungsplattformen zusätzliche Funktionalität. Beispiele dafür sind die in dem GBIC-Standard (Gigabit Interface Converter) beschriebenen Stifte TX-Sperren 13 und TX-Fehler 14. Im GBIC-Standard (SFF-8053) erlaubt der Stift TX-Sperren 13 das Abschalten des Senders durch die Hostvorrichtung, während der Stift TX-Fehler 14 ein Anzeiger für die Hostvorrichtung ist, daß irgendein Fehlerzustand im Laser oder der zugehörigen Lasertreiberschaltung besteht.
Zusätzlich enthält der GBIC-Standard eine Reihe von Zeitdiagrammen, die beschreiben, wie diese Regler funktionieren und miteinander in Wechselwirkung treten, um Rücksetzoperationen und sonstige Handlungen zu implementieren. Der Großteil dieser Funktionalität ist auf die Verhinderung von nicht augensicheren Ausstrahlungspegeln gerichtet, wenn in der Laserschaltung ein Fehlerzustand besteht. Diese Funktionen können in die Lasertreiberschaltung 5 selbst oder in eine wahlweise zusätzliche integrierte Schaltung 11 integriert sein.
Schließlich erfordert der GBIC-Standard für einen GBIC nach Moduldefinition "4" auch, daß der EEPROM 10 standardisierte Kennungsinformationen speichert, die über eine serielle Schnittstelle, bestehend aus einer Taktleitung 15 und Datenleitung 16, ausgelesen werden können (definiert als Verwendung der seriellen Schnittstelle der Gruppe von EEPROM-Produkten ATMEL AT24CO1A).
Als Alternative für mechanische Fasersteckbuchsen werden bei einigen herkömmlichen optoelektronischen Vorrichtungen faseroptische Anschlußfasern benutzt, die unkonfektionierte Fasern sind.
Ähnliche Grundsätze gelten für faseroptische Sender oder Empfänger.
Um die Leistung und Produktlebensdauer einer optoelektronischen Vorrichtung zu maximieren, ist es vorteilhaft, die Betriebsparameter der optoelektronischen Vorrichtung so zu konfigurieren, daß sie Temperaturkompensation durchführen und Jitter über einen Temperaturbereich bei einem gewünschten "Extinktionsverhältnis" und optischen Leistungspegel minimieren.
Bei einem herkömmlichen Ansatz wird eine feste Menge von Temperaturkompensationsparametern für alle optoelektronischen Vorrichtungen benutzt, deren Bestandteile und Konfigurationen ansonsten identisch sind. Unter Massenherstellungsbedingungen ist jedoch dieser Ansatz nicht wünschenswert, da die Leistung und das Verhalten der eine optoelektronische Vorrichtung umfassenden Bauteile von Bauteil zu Bauteil unterschiedlich sind. Die Verwendung universeller Temperaturkompensationsparameter weist daher unterschiedliche Temperatur- und Jitterkompensationsauswirkungen auf unterschiedliche Moduln in einer Klasse ähnlich konfigurierter optoelektronischer Vorrichtungen auf, wodurch der gewünschte Wirkungsgrad für einzelne optoelektronische Vorrichtungen nicht erzielt wird.
Bei einem weiteren Ansatz wird ein Temperaturregler zur Aufrechterhaltung einer beständigen Betriebstemperatur für die optoelektronische Vorrichtung benutzt. Dieser Ansatz ist jedoch im allgemeinen für steckbare optoelektronische Vorrichtungen nicht geeignet, da Temperaturregler typischerweise zu groß sind, um in solche Vorrichtungen zu passen. Beispielsweise sind die Dimensionen für eine durch GBIC-Standards spezifizierte steckbare optoelektronische Vorrichtung 1,2 Zoll × 0,47 Zoll × 2,6 Zoll (3,0 cm × 1,19 cm × 6,6 cm), und die Abmessungen für eine durch SFP-Standards (Small Form Factor Pluggable) spezifizierte optoelektronische Vorrichtung sind 0,53 Zoll × 0,37 Zoll × 2,24 Zoll (1,35 cm × 0,94 cm × 5,69 cm). Mit kompakter werdenden steckbaren optoelektronischen Vorrichtungen wird die Verwendung eines Temperaturreglers in diesen Vorrichtungen immer mehr undurchführbar. Zusätzlich können Temperaturregler sehr kostspielig sein, wodurch die Herstellungskosten der optoelektronischen Vorrichtung erhöht oder unpraktisch gemacht werden.
Dementsprechend besteht ein Bedarf an einer Regelungsschaltung für eine optoelektronische Vorrichtung und ein Verfahren zum Konfigurieren der Schaltung für jede einzelne Vorrichtung, um Jitter zu minimieren und das Temperaturverhalten für jede einzelne optoelektronische Vorrichtung zu verbessern.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Durch die vorliegende Erfindung werden Systeme und Verfahren zum Implementieren eines Reglers in einer optoelektronischen Vorrichtung zum Regeln verschiedener Betriebserfordernisse bei unterschiedlichen Betriebstemperaturen einer optoelektronischen Vorrichtung bereitgestellt. Bei einem Aspekt der Erfindung umfaßt die optoelektronische Vorrichtung eine integrierte Reglerschaltung mit Speicher zum Enthalten von Informationen bezüglich von Regelungsparametern für verschiedene Betriebserfordernisse. Von der optoelektronischen Vorrichtung wird auf diese Regelungsparameter Bezug genommen, und sie werden zum Regeln von Betriebserfordernissen bei verschiedenen Betriebstemperaturen benutzt. Beispielhafte Ausführungsformen werden unter Bezugnahme auf einen Sender/Empfänger beschrieben, obwohl es sich versteht, daß die Systeme und Verfahren der Erfindung für eine beliebige optoelektronische Vorrichtung gelten können.
Bei einem Aspekt der Erfindung werden die Regelungsparameter gemäß dem folgenden Verfahren bestimmt. Als erstes wird der optoelektronische Sender/Empfänger in eine Wärmekammer plaziert. An den optoelektronischen Sender/Empfänger wird eine Teststeuerung oder ein Hostrechner angekoppelt. Für den Senderteil des optoelektronischen Senders/Empfängers wird ein elektrisches Testsignal bereitgestellt, während das vom optischen Teil des optoelektronischen Senders/Empfängers übertragene Signal durch einen an den Hostrechner angekoppelten optischen Signalanalysator empfangen wird.
Der Lichtleistungspegel und das "Extinktionsverhältnis" des optoelektronischen Senders/Empfängers werden auf einen vorbestimmten, einem wirkungsvollen Betrieb des optoelektronischen Senders/Empfängers entsprechenden Pegel eingestellt. Die Temperatur der Wärmekammer wird auf eine erste vorbestimmte Temperatur, vorzugsweise Zimmertemperatur, eingestellt, und es wird ein Regelungsparameter (z.B. Wechselstrom-Vorspannung, Gleichstrom-Vorspannung und dergleichen) eingestellt, um einem Betriebserfordernis zu genügen (z.B. Jitter-Minimierung). Die Wärmekammer wird auf mindestens eine zweite vorbestimmte Temperatur eingestellt, vorzugsweise in der Nähe des oberen Endes des Betriebsbereichs des optoelektronischen Senders/Empfängers, und der obige Vorgang wird wiederholt.
Die eingestellten Regelungsparameterwerte bei den vordefinierten Temperaturen werden dann zur Berechnung einer Tabelle interpolierter Regelungsparameterwerte über eine Mehrzahl von Zwischentemperaturen im Bereich der Betriebstemperaturen des optoelektronischen Senders/Empfängers benutzt. Diese berechneten Regelungsparameterwerte werden dann im Speicher des Senders/Empfängers gespeichert, damit der Sender/Empfänger während des Betriebs auf sie zugreift, wenn der Sender/Empfänger die spezifischen vordefinierten Temperaturen im Temperaturbetriebsbereich des Senders/Empfängers erreicht.
Bei einem weiteren Aspekt der Erfindung werden mehrere Regelungsparameter eingestellt, um mindestens einem Betriebserfordernis zu genügen. Bei einem noch weiteren Aspekt der Erfindung werden mehrere Vorrichtungen gleichzeitig geprüft, wobei die Mehrzahl von Vorrichtungen bei einer ersten Temperatur ausgewertet wird, ehe die Wärmekammer auf eine andere Temperatur eingestellt wird.
Diese und weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung und den beiliegenden Ansprüchen offensichtlicher werden oder lassen sich durch Ausübung der hiernach ausgeführten Erfindung erlernen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Zur weiteren Erläuterung der obigen und weiteren Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung wird eine ausführlichere Beschreibung der Erfindung durch Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen derselben geboten, die in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind. Es versteht sich, daß diese Zeichnungen nur typische Ausführungsformen der Erfindung darstellen und daher nicht als ihren Umfang begrenzend angesehen werden. Die Erfindung wird mit zusätzlicher Ausführlichkeit und Einzelheit durch Verwendung der beiliegenden Zeichnungen beschrieben und erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
1 ein Blockschaltbild eines optoelektronischen Senders/Empfängers des Standes der Technik;
2 ein Blockschaltbild eines optoelektronischen Senders/Empfängers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ein Blockschaltbild von Modulen im Regler-IC des optoelektronischen Senders/Empfängers der 2;
4 ein Blockschaltbild eines Systems zum Prüfen und Konfigurieren eines optoelektronischen Senders/Empfängers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 eine konzeptmäßige Darstellung von Temperaturkompensation, so wie sie während des Betriebs eines optoelektronischen Senders/Empfängers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird;
6 eine konzeptmäßige Darstellung des Verhältnisses von Gleichstrom-Vorspannungsstrom zu Lichtausgangsleistung bei verschiedenen Temperaturen für den optoelektronischen Sender/Empfänger der 2;
7 ein Blockschaltbild einer Lawinenfotodiode und ihre Unterstützungsschaltkreise gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8 ein Blockschaltbild eines Systems zum Prüfen und Konfigurieren einer Lawinenfotodiode gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9 eine Darstellung eines optischen Signals mit Jitter aus der Sicht eines optischen Signalanalysators;
10 ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Kalibrieren eines optoelektronischen Senders/Empfängers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Der Deutlichkeit halber werden nicht alle Merkmale einer wirklichen Implementierung beschrieben. Es versteht sich, daß bei der Entwicklung jeder derartigen Ausführungsform zahlreiche implementierungsspezifischen Entscheidungen getroffen werden müssen, um die bestimmten Ziele des Konstrukteurs zu erreichen, wie beispielsweise Konformität zu systembezogenen und geschäftsbezogenen Beschränkungen, die von einer Implementierung zur anderen unterschiedlich sein werden. Es versteht sich weiterhin, daß ein derartiger Entwicklungsaufwand kompliziert und zeitraubend sein könnte, aber trotzdem ein routinemäßiges Unterfangen für den gewöhnlichen Fachmann mit Nutzen der vorliegenden Offenbarung sein würde. Obwohl weiterhin beispielhafte Ausführungsformen einen Sender/Empfänger beschreiben, versteht es sich, daß die vorliegende Erfindung für jede beliebige optoelektronische Vorrichtung einschließlich von Sendern/Empfängern, Transpondern, Sendern und Empfängern gelten kann, aber nicht darauf begrenzt ist.
In 2 und 3 ist ein beispielhafter optoelektronischer Sender/Empfänger (Transceiver) 100 mit Merkmalen der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der Sender/Empfänger 100 enthält eine Empfängerschaltung, eine Senderschaltung, eine Stromversorgungsspannung 19 und Erdverbindungen 20. Die Empfängerschaltung des Senders/Empfängers umfaßt eine optische Empfängerteilbaugruppe (ROSA – Receiver Optical Subassembly) 102, die eine mechanische Fasersteckbuchse wie auch eine Fotodiode und Vorverstärkerschaltung enthalten kann. Die ROSA 102 ist wiederum mit einer integrierten Nachverstärkerschaltung 106 verbunden, deren Funktion darin besteht, ein Digitalsignal mit festem Ausgangshub zu erzeugen, das über die Stifte RX+ und RX– 17 mit Außenschaltungen verbunden ist. Die Nachverstärkerschaltung 106 stellt häufig auch ein als Signalerkennung (Signal Detect) oder Signalverlust (Loss of Signal) bezeichnetes digitales Ausgangssignal bereit, das das Vorhandensein oder die Abwesenheit einer ausreichend starken optischen Eingabe anzeigt. Die Nachverstärkerschaltung 106 muß nicht unbedingt zur Erzeugung des Signals Signalerkennung oder Signalverlust benutzt werden. Bei alternativen Ausführungsformen könnte die Nachverstärkerschaltung 106 durch einen CDR- oder einen Demultiplexerchip ersetzt werden, wobei diese Ausführungsformen nicht dargestellt sind.
Die Sendeschaltung des Senders/Empfängers umfaßt eine optische Senderteilbaugruppe (TOSA – Transmitter Optical Subassembly) 104 und eine integrierte Lasertreiberschaltung 108. Die TOSA 104 enthält einen Sender, im allgemeinen eine Laserdiode bzw. LED, und kann auch eine mechanische Fasersteckbuchse enthalten. Als Alternative für mechanische Fasersteckbuchsen benutzen einige Sender/Empfänger faseroptische Anschlußfasern, die standardmäßige positive faseroptische Verbinder sind. Eine Lasertreiberschaltung 108 liefert Wechselstrom-Antriebs- und Gleichstrom-Vorspannungsstrom an die Laserdiode bzw. LED in der TOSA 104. Die Signaleingaben für den Lasertreiber 108 werden von den Stiften TX+ und TX– 12 erhalten.
Zusätzlich zu den oben beschriebenen Grundfunktionen umfassen einige Sender/Empfänger-Plattformstandards zusätzliche Funktionalität. Beispiele dafür sind der im GBIC-Standard wie auch anderen optoelektronischen Sender/Empfänger-Standards beschriebene Sendersperrungsstift (TX-Sperrung) 13 und Senderfehlerstift (TX-Fehler) 14. In diesen Sender/Empfänger-Standards erlaubt der Stift TX-Sperrung 13 das Abschalten des Senders durch die Hostvorrichtung, während der Stift TX-Fehler 14 ein Anzeiger für die Hostvorrichtung dafür ist, daß irgendein Fehlerzustand im Laser oder der zugehörigen Lasertreiberschaltung besteht. Zusätzlich definieren diese Standards, wie diese Regler funktionieren und miteinander in Wechselwirkung treten, um Rücksetzoperationen und sonstige Handlungen zu implementieren.
Ein Teil dieser Funktionalität richtet sich auf das Verhindern von nicht augensicheren Ausstrahlungspegeln, wenn in der Laserschaltung ein Fehlerzustand besteht. Diese Funktionen können in die Lasertreiberschaltung 108 selbst oder in eine integrierte Reglerschaltung 110 integriert sein. Abschließend erfordern viele der optoelektronischen Sender/Empfänger-Standards auch, daß eine Speichervorrichtung im Sender/Empfänger 100 standardisierte serielle Kennungsinformationen speichert, die über eine serielle Schnittstelle mit einer Taktleitung (SCL) 15 und einer Datenleitung (SDA) 16 ausgelesen werden können (die als Verwendung der seriellen Schnittstelle der Gruppe von EEPROM-Produkten ATMEL AT24CO1A definiert ist).
Steuerungs- und Einstellfunktionen des Senders/Empfängers 100 werden mit dem Regler-IC 110 implementiert, der in einer Ausführungsform als integrierte Einchip-Schaltung implementiert ist. Vom Regler-IC 110 werden alle niederratigen Kommunikationen mit einer Hostvorrichtung bearbeitet. Dazu gehören die standardisierten Stiftfunktionen, wie beispielsweise Signalverlust (LOS – Loss of Signal) 11, TX-Fehler-Stift 14 und TX-Sperrungs-Stift 13.
Alle Bauteile des Senders/Empfängers 100 befinden sich vorzugsweise in einem Schutzgehäuse, abgesehen von Verbindungen, die aus dem Gehäuse hervorstehen können. Geeignete Gehäuse, einschließlich von metallischen, Kunststoff-, Vergußkasten- und sonstigen Gehäusestrukturen, sind in der Technik wohlbekannt.
Bezugnehmend auf 3 ist der Regler-IC 110 ausführlicher dargestellt. Der Regler-IC 110 weist eine auch Speicherschnittstelle genannte zweiadrige serielle Schnittstelle 121 zum Auslesen aus und Einschreiben in speicherorientierte Stellen in dem Regler-IC auf. Die Schnittstelle 121 ist an Eingangs-/Ausgangsleitungen der Hostvorrichtung, typischerweise Takt(SCL)- und Daten(SDA)-Leitungen 15 bzw. 16 angekoppelt. Bei einer Ausführungsform arbeitet die serielle Schnittstelle 121 gemäß dem Standard der zweiadrigen seriellen Schnittstelle, der auch bei den GBIC- und SFP-Standards zur Anwendung kommt. In alternativen Ausführungsformen könnten andere Schnittstellen benutzt werden.
Die zweiadrige serielle Schnittstelle 121 wird für jede Einstellung und Abfrage des Regler-IC 110 benutzt und ermöglicht Zugang zu den Steuerschaltungen des optoelektronischen Senders/Empfängers als speicherorientierte Vorrichtung. Das heißt, Tabellen und Parameter werden durch Einschreiben von Werten in vordefinierte Speicherstellen von einer oder mehreren Speichervorrichtungen 120, 122, 128 (z.B. EEPROM-Vorrichtungen) im Regler aufgesetzt, während Diagnose- und sonstige Ausgangs- und Zustandswerte durch Auslesen von vorbestimmten Speicherstellen der gleichen Speichervorrichtungen 120, 122, 128 ausgegeben werden. Mindestens einige dieser Speichervorrichtungen sind nicht-flüchtige Speichervorrichtungen, die die in ihnen gespeicherten Werte selbst dann beibehalten, wenn ein elektrischer Strom für den Sender/Empfänger 100 bereitgestellt wird. Die serielle Schnittstelle 121 entspricht der gegenwärtig definierten seriellen ID-Funktionalität vieler Sender/Empfänger, wo eine zweiadrige serielle Schnittstelle zum Auslesen von in einem EEPROM gespeicherten Identifikations- und Fähigkeitsdaten benutzt wird. Nach der Darstellung in 3 umfaßt der Regler-IC 110 einen Mehrzweck-EEPROM 120, eine Temperaturnachschlagetabelle 122 und eine Diagnosewert- und Markierungsspeicherung 128.
Es ist hier zu bemerken, daß einige der Speicherstellen in den Speichervorrichtungen 120, 122, 128 mit Doppelzugriff oder in manchen Fällen sogar Dreifachzugriff versehen sind. Das heißt, während diese speicherorien tierten Stellen über die serielle Schnittstelle 121 gelesen und in manchen Fällen beschrieben werden können, wird auf sie auch direkt durch andere Schaltungskomponenten im Regler-IC 110 zugegriffen. Beispielsweise werden gewisse im Speicher 120 gespeicherte "Randzerlegungs"-Werte (Margining) ausgelesen und direkt von der Logik 134 zum Einstellen (d.h. aufwärts- oder abwärtsskalieren) von Antriebspegelsignalen benutzt, die zu den Digital-Analog-Ausgangsvorrichtungen 123 gesendet werden. Auf ähnliche Weise gibt es im Speicher 128 gespeicherte Markierungen, die (A) durch die Logikschaltung 131 eingeschrieben sind und (B) direkt von der Logikschaltung 133 ausgelesen werden. Ein Beispiel einer nicht in den Speichervorrichtungen vorhandenen speicherorientierten Stelle, auf die aber effektiv zweifach zugegriffen werden kann, ist das Ausgabe- oder Ergebnisregister des Takts 132. In diesem Fall kann der Summenzeitwert des Registers über die serielle Schnittstelle 121 ausgelesen werden, wird aber durch Schaltungen in der Taktschaltung 132 eingeschrieben.
Zusätzlich zu dem Ergebnisregister des Takts 132 können andere speicherorientierte Stellen in dem Regler-IC 110 als Register am Eingang oder Ausgang entsprechender Teilschaltungen des Reglers implementiert sein. Beispielsweise können die zum Steuern der Funktionsweise der Logik 134 benutzten Randverlegungswerte in Registern in oder in der Nähe von der Logik 134 gespeichert sein, statt in der Speichervorrichtung 128 gespeichert zu sein.
Nach der Darstellung in den 2 und 3 weist der Regler-IC 110 Verbindungen zum Lasertreiber 108 und Empfängerkomponenten auf. Diese Verbindungen dienen mehreren Funktionen. Der Regler-IC 110 besitzt eine Vielzahl von Digital-Analog-Wandlern 123. Bei einer Ausführungsform sind die Digital-Analog-Wandler als Stromquellen implementiert, aber in anderen Ausführungsformen können die Digital-Analog-Wandler unter Verwendung von Spannungsquellen implementiert sein. Bei noch weiteren Ausführungsformen können die Digital-Analog-Wandler unter Verwendung von digitalen Potentiometern implementiert sein. Bei einigen Ausführungsformen werden die Ausgangssignale der Digital-Analog-Wandler zum Steuern von Schlüsselparametern der Lasertreiberschaltung 108 benutzt. Insbesondere werden Ausgaben der Digital-Analog-Wandler 123 zum Regeln des Gleichstrom-Vorspannungsstroms wie auch des Wechselstrommodulationspegels des durch die Lasertreiberschaltung 108 an den Laser bzw. die LED im TOSA 104 angelegten elektrischen Signals benutzt.
Bei einigen Ausführungsformen umfaßt der Regler-IC 110 Mechanismen zum Kompensieren von temperaturabhängigen Eigenschaften der Laser im TOSA 104. Dies wird im Regler-IC 110 durch Verwendung von Temperaturnachschlagetabellen 122 implementiert, die zum Zuweisen von Werten zu den Regelungsausgaben des Regler-IC 110 als Funktion der durch einen Temperatursensor 128 im Regler-IC 110 gemessenen Temperatur und/oder der durch einen Temperatursensor in oder in der Nähe der TOSA 104 gemessenen Temperatur benutzt werden. Auch empfängt der Regler-IC 110 ein Temperatureingangssignal von einem Temperatursensor 125. Der Temperatursensor kann in den Regler-IC 110 eingebaut oder eine getrennte Vorrichtung innerhalb des Sender/Empfängergehäuses sein.
Insbesondere wird ein Temperatur-Istwert von einem Temperatursensor entweder im Regler-IC 110 (z.B. Sensor 125) oder in oder in der Nähe der TOSA 104 erhalten. Dieser Temperaturwert wird (vom Digital-Analog-Wandler (ADC) 127) in einen Digitalwert umgewandelt und wenn nötig abgerundet oder sonstwie verarbeitet, um einen Indexwert als Zeiger auf die Temperaturnachschlagetabellen 122 zu bilden. Der Indexwert wird dann zum Nach schlagen oder Zugreifen auf Regelungsparameter-Einstellungen (z.B. Wechselstrom-Vorspannung, Gleichstrom-Vorspannung und APD-Vorspannung) im Speicher 122 (Temperaturnachschlagetabellen) entsprechend der Isttemperatur im Sender/Empfänger benutzt. Diese Regelungsparametereinstellungen werden durch einen Satz Digital-Analog-Wandler 123 in Analogsignale umgewandelt, und die sich ergebenden Analogsignale werden zum Regeln der Funktionsweise des Lasertreibers 108 benutzt, der wiederum die Laserdiode bzw. LED in der TOSA 104 steuert.
Bei einer Ausführungsform sind die Ausgaben von Digital-Analog-Wandlern 123 Stromsignale. Bei anderen Ausführungsformen kann der Regler-IC 110 Digital-Analog-Wandler mit Spannungsquellenausgaben benutzen oder sogar einen oder mehrere der Digital-Analog-Wandler 123 durch digitale Potentiometer ersetzen, um die Eigenschaften des Lasertreibers 108 gemäß den aus den Nachschlagetabellen im Speicher 122 erhaltenen Regelungsparametereinstellungen zu regeln. Auch ist zu beachten, daß, während die 2 ein System zeigt, bei dem der Lasertreiber 108 besonders für die Annahme für Eingaben vom Regler-IC 110 ausgelegt ist, es möglich ist, den Regler-IC mit vielen anderen Lasertreibern zum Regeln ihrer Ausgangseigenschaften zu benutzen.
2 zeigt eine Anzahl von Verbindungen zu und von dem Lasertreiber 108 und dem Regler-IC 110. Zusätzlich weist der Regler-IC 110 Verbindungen zu und von der ROSA 102 und dem Nachverstärker 106 auf. Dies sind analoge Überwachungsverbindungen, die vom Regler-IC 110 zur Bereitstellung von Diagnoserückmeldung an die Hostvorrichtung über speicherorientierte Stellen im Regler-IC 110 benutzt werden.
Bezug nehmend auf 3 weist der Regler-IC 110 in einer Ausführungsform eine Vielfalt von Analogeingängen auf. Die Analogeingangssignale zeigen Betriebszustände der Sender/Empfänger und/oder Empfängerschaltungen an. Diese Analogsignale werden durch einen Multiplexer ("mux") 124 abgefragt und unter Verwendung eines Analog-Digital-Wandlers ("ADC") 127 umgewandelt. Bei einer Ausführungsform weist der ADC 126 12-Bit-Auflösung auf, obwohl ADC mit anderen Auflösungswerten benutzt werden können. Die umgewandelten Werte werden an vordefinierten Speicherstellen gespeichert, beispielsweise in der in 3 dargestellten Diagnosewert- und Markierungsspeicherungsvorrichtung 128, und sind für die Hostvorrichtung über Speicherauslesungen zugänglich. Diese Werte werden als Teil eines Werkskalibrierungsverfahrens auf Standardeinheiten (wie beispielsweise Millivolt oder Mikrowatt) kalibriert.
4 ist ein Blockschaltbild eines Systems zum Prüfen und Konfigurieren eines optoelektronischen Senders/Empfängers. Das optoelektronische Sender/Empfänger-Prüf- und Konfigurationssystem 400 umfaßt einen in einem Ofen bzw. einer Wärmekammer 402 befindlichen optoelektronischen Sender/Empfänger 100. Bei einer anderen Ausführungsform kann der optoelektronische Sender/Empfänger 100 mit einem thermoelektrischen Kühler verbunden sein, der zum Erhöhen oder zum Verringern der Temperatur der optoelektronischen Vorrichtung konfiguriert sein kann. An den optoelektronischen Sender/Empfänger 100 ist eine Prüfungssteuerung bzw. ein Hostrechner 404 angekoppelt. Auf ähnliche Weise können mehrere optoelektronische Sender/Empfänger 100 gleichzeitig durch Einstellen der beschriebenen Verbindungen und Einstellung zur Aufnahme von mehreren Sendern/Empfängern geprüft und konfiguriert werden.
Für den Empfängerteil des optoelektronischen Senders/Empfängers wird ein Prüfsignal über eine optische Faser (RX) 408 bereitgestellt, während das vom optoelektronischen Sender/Empfänger über die optische Faser (TX) 410 übertragene Signal von einem optischen Signalanalysator 406 (z.B. einen digitalen Kommunikationsanalysator) empfangen wird, der an den Hostrechner 404 angekoppelt ist.
Der Hostrechner 404 enthält vorzugsweise eine Benutzeroberfläche 460, eine oder mehrere (nicht gezeigte) Schnittstellen zur Verbindung mit der Wärmekammer, eine Zentraleinheit (CPU – Central Processing Unit) 450 und einen Speicher 470. Der Speicher 470 kann Hochgeschwindigkeits-Direktzugriffsspeicher enthalten und kann auch nicht-flüchtige Massenspeicherung, wie eine oder mehrere Magnetplatten-Speichervorrichtungen, enthalten. Der Speicher kann Massenspeicherung enthalten, die abgesetzt von der (den) Zentraleinheit(en) angeordnet ist.
Im Speicher 470 sind vorzugsweise ein Betriebssystem 472, Regelungsparametereinstellverfahren 474, Betriebserforderniseinstellungen (z.B. Jitterminimierung) und Temperaturkompensationswerte 476 gespeichert. Der Speicher 470 kann auch "Extinktionsverhältnis"- und Lichtleistungspegel-Einstellverfahren enthalten. Das Betriebssystem 472 speichert Anweisungen zum Kommunizieren, Verarbeiten von Daten, Zugreifen auf Daten, Speichern von Daten, Suchen nach Daten usw. Die Regelungsparametereinstellverfahren 474 sind ein Satz Anweisungen, der den Sender/Empfänger 100 prüft und konfiguriert, beschrieben in bezug auf 10. Temperaturkompensationswerte sind im Speicher zur Verwendung bei der Berechnung von Temperaturkompensations- und Jitterminimierungswerten bei vordefinierten Temperaturen aufgezeichnet (siehe 10).
Der Hostrechner 404 steuert die Funktionsweise der Wärmekammer 402 und den geprüften und konfigurierten Sender/Empfänger 100. Der Hostrechner 404 ist über einen Datenbus 412 an den Sender/Empfänger 100 zum Übertragen und Empfangen von Prüfdatenmustern und einen Steuerbus 414, der Regelungsparameter (einschließlich von in den Temperaturnachschlagetabellen 122 des Senders/Empfängers 100 zu speichernden berechneten Temperaturkompensationswerten) vom Hostrechner 404 zum Sender/Empfänger 100 überträgt und Überwachungsdaten vom Sender/Empfänger 100 zum Hostrechner 404 überträgt, angekoppelt.
Vom Hostrechner 404 werden die während des Prüfungs- und Konfigurationsvorgangs des optoelektronischen Senders/Empfängers durchgeführten Einstellungen und Messungen verarbeitet und aufgezeichnet. Diese Einstellungen und Messungen schließen vorzugsweise den Lichtleistungspegel, das "Extinktionsverhältnis", Jitter, Temperatur, APD-Vorspannungspegel und Gleichstrom- und Wechselstrom-Vorspannungspegel ein.
Der optische Signalanalysator 406 empfängt das optische Testausgangssignal über optische Faser (TX) 410 vom Sender/Empfänger 100 und analysiert das Testsignal auf Konformität zu vorprogrammierten Betriebserfordernissen, wie beispielsweise Jitterminimierung. Der optische Signalanalysator 406 ist an den Hostrechner 404 angekoppelt und überträgt die Ergebnisse seiner Analyse zum Hostrechner 404 zur weiteren Einstellung der Regelungsparameter sofern notwendig.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Analyse des Testsignals auf Konformität zu Betriebserfordernissen von Hand durch Betrachtung eines Oszilloskops, wie beispielsweise eines digitalen Kommunikationsanalysators (DCA) durchgeführt werden, der das Testsignal anzeigt. Notwendige Einstellungen an Regelungsparametern werden dann vom Betrachter dem Hostrechner 404 übermittelt, bis Betriebserforderniskonformität erreicht ist. Bei Ausführungsformen, wo es mehrere Sender/Empfänger 100 in der Wärmekammer 402 gibt, wird der Hostrechner 404 selektiv an jeden der Sender/Empfänger 100 in der Wärmekammer 402 angekoppelt, während die Kammer auf jeder Kalibrationstemperatur gehalten wird, wodurch der Hostrechner 404 den jeweiligen Sender/Empfänger auf dieser Kalibrationstemperatur prüfen und kalibrieren kann.
5 ist eine konzeptmäßige Darstellung der Temperaturkompensationsfunktion des Regler-IC 110 während des Betriebs eines optoelektronischen Senders/Empfängers 100. Wenn sich die Temperatur während des Betriebs des optoelektronischen Senders/Empfängers 100 ändert, wird die Temperaturänderung vom Temperatursensor 125 (siehe 3) erfaßt, und die entsprechenden Regelungsparameter werden von der Temperaturnachschlagetabelle 122 (siehe 3) zur Schnittstelle 504 gesendet. Die Regelungsparameter enthalten vorzugsweise die Wechselstromamplitude und die Gleichstrom-Vorspannung und können die APD(Lawinenfotodioden-)-Vorspannung einschließen, die eine Spannung ist.
Die Schnittstelle 504 sendet den zutreffenden digitalen Wechselstromamplitudenwert zu einem DAC (Digital-Analog-Wandler) 506, und das sich ergebende Analogsignal wird zusammen mit dem Datensignal 508 zu einem Verstärker 510 übermittelt. Das vom Verstärker 510 verstärkte Datensignal wird zur TOSA 104 gesendet.
Auf ähnliche Weise sendet die Schnittstelle 504 den zutreffenden digitalen Gleichstrom-Vorspannungswert zu einem DAC 512, und das sich ergebende Analogsignal wird in einem vorbestimmten Verhältnis durch einen Stromspiegel 514 skaliert, ehe es für die TOSA 104 bereitgestellt wird. Mit diesem Gleichstrom-Vorspannungssignal wird die von der TOSA 104 ausgegebene Durchschnitts-Lichtleistung geregelt (siehe 6). Zusätzlich zur Durchführung einer Skalierungsfunktion führt der Stromspiegel 514 eine Trennfunktion durch, um Störung der sonstwo in der oben erläuterten Betriebseinstellung befindlichen Komponenten und Verfahren zu verhindern.
Auch sendet die Schnittstelle 504 den zutreffenden digitalen APD-Vorspannungswert zu einem DAC 516, und das sich ergebende Analogsignal wird als Spannungsquelle V_APD zu der in 7 dargestellten Lawinenfotodiode 704 gesendet.
6 ist eine konzeptmäßige Darstellung des Verhältnisses von Gleichstrom-Vorspannungsstrom zu Lichtausgangsleistung bei verschiedenen Temperaturen für den optoelektronischen Sender/Empfänger 100. Die Linien T1, T2 und T3 stellen die Lichtausgangsleistung bei verschiedenen Temperaturen als Funktion der Gleichstromvorspannung dar. Der Punkt, an dem die gewünschte Durchschnittslichtleistung P_ave die Temperaturlinien T1, T2 und T3 schneidet, ist die bevorzugte Gleichstrom-Vorspannungseinstellung Bias A, Bias B bzw. Bias C. Zur Berechnung der bevorzugten Gleichstrom-Vorspannungseinstellungen bzw. Regelungsparameter wird Interpolation bei vorbestimmten Temperaturen zwischen den Temperaturen T1, T2 und T3 mit bekannten bevorzugten Gleichstrom-Vorspannungswerten benutzt.
7 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer Lawinenfotodiode und ihre Unterstützungsstromkreise. Diese Bauteile befinden sich alle innerhalb des Sender/Empfängergehäuses. Eine von der Temperaturnachschlagetabelle 122 stammende und auf der entsprechenden Temperatur beruhende Sperrvorspannung V_APD wird an eine Lawinenfotodiode 704 angelegt.
Wie in der Technik wohlbekannt ist, wird, wenn die an eine Lawinenfotodiode angelegte Sperrvorspannung erhöht wird, schließlich ein Lawinendurchbruch bei einer charakteristischen Lawinenspannung V_A eintreten. Die Lawinenspannung V_A liegt typischerweise in einem Bereich zwischen 40 Volt und 70 Volt bei Zimmertemperatur, ändert sich jedoch von einer Vorrichtung zur anderen und ändert sich auch als eine (allgemein zunehmende) Funktion der Temperatur der Lawinenfotodiode. Die Empfindlichkeit einer Lawinenfotodiode wird maximiert, wenn sie mit einer Sperrvorspannung V_APD betrieben wird, die um eine relativ geringe Offsetspannung (ca. 1 Volt bei einigen Lawinenfotodioden) geringer als die Lawinenspannung V_A ist. Auf diese Weise wird der Regler-IC 110 in Verbindung mit den in den Temperaturnachschlagetabellen 122 gespeicherten Werten zum Regeln der an eine Lawinenfotodiode angelegten Sperrvorspannung V_APD benutzt, so daß die maximale Empfindlichkeit der Lawinenfotodiode über einen Bereich von Temperaturen aufrechterhalten wird.
Das Ausgangssignal von der Lawinenfotodiode 704 wird durch einen Transimpedanzverstärker (TIA – Transimpedance Amplifier) 702 verstärkt und dann durch eine integrierte Nachverstärkerschaltung 106, einen (nicht gezeigten) CDR- oder einen (nicht gezeigten) Demultiplexerchipverstärker. Vom Nachverstärker 106 wird ein Digitalsignal mit festem Ausgangshub erzeugt, das über die Stifte RX+ und RX– 17 mit Außenschaltungen verbunden ist.
8 ist ein Blockschaltbild eines Systems zum Prüfen und Konfigurieren einer Lawinenfotodiode (APD – Avalanche Photodiode). Das APD-Prüf- und Konfigurationssystem 800, das die Prüfeinrichtung zum Arbeiten mit der in 7 dargestellten Einstellung von APD-Regelungsbauteilen 700 ist, umfaßt einen in einem Ofen oder einer Wärmekammer 402 befindlichen optoelektronischen Sender/Empfänger 100. An den optoelektronischen Sender/Empfänger 100 ist eine Teststeuerung bzw. ein Hostrechner 404 angekoppelt. Der Hostrechner 404 und seine Verbindungen mit der Wärmekammer 402 und dem Sender/Empfänger 100 sind oben unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
An den Sender/Empfänger 100 wird vorzugsweise ein optisches Signal angelegt, um Prüfungen und Konfigurationen auf Grundlage von Anwendungs- und verwandten Annahmen durchzuführen. Von einer ROSA-Prüfdatenstromquelle 802 wird ein Testsignal über eine optische Faser (RX) 408 in den Empfängerteil des optoelektronischen Sender/Empfängers 100 eingespeist. Bei einer wahlweisen Konfiguration wird das vom optoelektronischen Sender/Empfänger 100 über die optische Faser (TX) 410 übertragene Signal von der ROSA-Prüfdatenstromquelle 802 empfangen.
9 ist eine Darstellung eines optischen Signals mit Jitter aus der Sicht eines optischen Signalanalysators. Durch Minimierung von Jitter wird die Signalklarheit und -stärke verbessert. Jitter ist die Breite der "50%-Linie" nach der Darstellung in 9.
Während der Prüf- und Konfigurationsphase des optoelektronischen Senders/Empfängers 100 werden die Regelungsparameter eingestellt, um die Jitterbreite zu verringern und dadurch die Güte des abgehenden Signals zu verbessern.
10 ist ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Kalibrieren eines optoelektronischen Senders/Empfängers 100. Der Lichtleistungspegel und das "Extinktionsverhältnis" des optoelektronischen Senders/Empfängers 100 werden auf einen vorbestimmten Pegel entsprechend eines wirkungsvollen Betriebs des optoelektronischen Senders/Empfängers und den Spezifikationen im Datenblatt eingestellt. Sobald der Sender/Empfänger 100 in die Wärmekammer 402 oder eine ähnliche temperaturgeregelte Umgebung gesetzt worden ist, wird im Schritt 1002 die Wärmekammer 402 auf eine erste Temperatur an einem Ende des Temperaturkalibrierungsbereichs eingestellt, vorzugsweise Zimmertemperatur. Der Temperaturkalibrierungsbereich ist vorzugsweise ähnlich dem oder größer als der Betriebsbereich des optoelektronischen Senders/Empfängers 100. Im Schritt 1004 ist die Wärmekammer 402 auf der ersten Temperatur stabilisiert.
Im Schritt 1006 werden die gewünschten Regelungsparameter (z.B. Wechselstrom-Vorspannung, Gleichstrom-Vorspannung usw.) auf die erste Temperatur eingestellt, um einem Betriebserfordernis (z.B. Jitterminimierung) zu genügen. Als Alternative können mehrere Regelungsparameter eingestellt werden, um mehreren Betriebserfordernissen bei der ersten Temperatur zu genügen. Im Schritt 1008 werden die Werte der Regelungsparameter an einem Eintrag (z.B. in einer Tabelle im Speicher) für die erste Temperatur zur Verwendung bei späteren Berechnungen aufgezeichnet.
Im Schritt 1010 wird die Wärmekammer 402 dann auf mindestens eine zweite Temperatur innerhalb des Temperaturkalibrierungsbereichs eingestellt. Wenn die Kalibrierung nur bei zwei Temperaturen durchgeführt wird, liegt die zweite Temperatur vorzugsweise in der Nähe des oberen Endes des Betriebsbereichs des optoelektronischen Sender/Empfängers 100; ansonsten ist die zweite Temperatur vorzugsweise eine zweite Temperatur in einer vordefinierten Folge von Kalibrierungstemperaturen. Im Schritt 1012 ist die Wärmekammer 402 auf dieser zweiten Temperatur stabilisiert. Im Schritt 1014 werden die Regelungsparameter gegebenenfalls eingestellt, um einem oder mehreren Betriebserfordernissen zu genügen. Im Schritt 1016 werden dann die Werte der Regelungsparameter im Speicher des Hostrechners 404 zur Verwendung bei späteren Berechnungen aufgezeichnet. Der Vorgang des Einstellens einer vorbestimmten Temperatur, Einstellens von einem oder mehreren Regelungspara metern, um einem oder mehreren Betriebserfordernissen zu entsprechen, und Speichern der Ergebnisse können bei mehreren Kalibrierungstemperaturen wiederholt werden.
Im Schritt 1018 werden dann die aufgezeichneten Regelungsparameterwerte bei den vordefinierten Temperaturen zur Berechnung (z.B. unter Verwendung von linearer Interpolation) einer Tabelle von interpolierten Regelungsparameterwerten entsprechend jedem Betriebserfordernis über eine Mehrzahl von vordefinierten Zwischentemperaturen im Bereich von Betriebstemperaturen für den optoelektronischen Sender/Empfänger 100 benutzt. Im Schritt 1020 werden dann diese Regelungsparametertabellen in den Temperaturnachschlagetabellen 122 des Senders/Empfängers 100 gespeichert, damit während des Betriebs des Senders/Empfängers darauf zugegriffen werden kann, wenn er die bestimmten vordefinierten Temperaturen innerhalb des Temperaturbetriebsbereichs des Senders/Empfängers erreicht.
Bei Ausführungsformen, bei denen mehrere Sender/Empfänger gleichzeitig geprüft und kalibriert werden, werden gewisse Schritte der durch die 10 dargestellten Verfahren für jeden jeweiligen Sender/Empfänger in der Prüfkammer wiederholt. Insbesondere werden die Schritte 1006, 1008, 1014 und 1016 jeweils für jeden entsprechenden Sender/Empfänger in der Prüfkammer wiederholt, ehe das Kalibrierungsverfahren zum nächsten Schritt weiterschreitet. Auf ähnliche Weise werden für jeden entsprechenden Sender/Empfänger Interpolierungs- und Speicherschritte 1018 und 1020 durchgeführt.
Beispiele von Betriebserfordernissen, die durch Regelungsparameter beeinflußt werden, umfassen Jitterminimierung, Lichtausgangsleistung, Extinktionsverhältnis, Überquerungsprozentsatz, Maskentreffer, Maskenrand, Lawinenfotodiodentemperaturkompensation und dergleichen.
Einige Aspekte der vorliegenden Erfindung können als ein Computerprogrammprodukt implementiert werden, das einen in ein durch Computer lesbares Speichermedium eingebetteten Computerprogrammechanismus umfaßt. Beispielsweise könnte das Computerprogrammprodukt die Programmoduln für Ausführungsformen enthalten, die bezüglich der 4, 8 und 10 besprochen wurden. Diese Programmoduln können auf einem CD-ROM, Magnetplatten-Speicherprodukt oder beliebigen sonstigen vom Computer lesbaren Daten- oder Programmspeicherungsprodukt gespeichert sein. Die Softwaremoduln in dem Computerprogrammprodukt können ebenfalls elektronisch verteilt sein, über das Internet oder sonstwie, durch Übertragung eines Computerdatensignals (in dem die Softwaremoduln eingebettet sind) auf einer Trägerwelle.
Die vorliegende Erfindung kann in anderen spezifischen Formen verkörpert sein, ohne von ihrem Sinn oder ihren wesentlichen Eigenschaften abzuweichen. Die beschriebenen Ausführungsformen sind in jeder Hinsicht nur als beispielhaft und nicht als beschränkend anzusehen. Der Umfang der Erfindung wird daher durch die beiliegenden Ansprüche anstatt durch die obige Beschreibung angedeutet. Alle Änderungen, die in die Bedeutung und den Bereich der Gleichwertigkeit der Ansprüche fallen, sind in ihren Rahmen einzuschließen.
ZUSAMMENFASSUNG
Es werden Systeme und Verfahren zur Konfigurierung einer optoelektronischen Vorrichtung (100) bereitgestellt, um verschiedene Betriebserfordernisse bei verschiedenen Temperaturen zu steuern. Das Verfahren umfasst den Betrieb der optoelektronischen Vorrichtung (100) bei einer ersten Temperatur, wobei ein erster Regelungsparameter der optoelektronischen Vorrichtung (100) eingestellt wird, um einem ersten Betriebserfordernis zu genügen, und ein zugeordneter erster Wert des ersten Regelungsparameters gespeichert wird. Weiterhin sieht das Verfahren den Betrieb der optoelektronischen Vorrichtung (100) bei einer zweiten Temperatur vor, wobei der erste Regelungsparameter der optoelektronischen Vorrichtung (100) eingestellt wird, um dem ersten Betriebserfordernis zu genügen, und ein zugeordneter zweiter Wert des ersten Regelungsparameters gespeichert wird. Entsprechend dem ersten und zweiten gespeicherten Wert des ersten Regelungsparameters wird eine Folge von Werten für den ersten Regelungsparameter für eine entsprechende Folge von Temperaturen in einem vordefinierten Bereich bestimmt und in einer programmierbaren Einheit innerhalb der Vorrichtung gespeichert. Zusätzlich können ein oder mehrere Parameter bei jeder Temperatur eingestellt werden, um einem oder mehreren Betriebserfordernissen zu genügen.
(2)

Claims

Verfahren zum Konfigurieren einer optoelektronischen Vorrichtung für den Betrieb in einem Bereich von Temperaturen, mit folgenden Schritten: (a) bei Betreiben der optoelektronischen Vorrichtung bei einer ersten Temperatur Einstellen eines ersten Regelungsparameters, um einem ersten Betriebserfordernis zu genügen, und Aufzeichnen eines zugehörigen ersten Wertes des ersten Regelungsparameters; (b) bei Betreiben der optoelektronischen Vorrichtung bei einer zweiten Temperatur Einstellen des ersten Regelungsparameters, um dem ersten Betriebserfordernis zu genügen, und Aufzeichnen eines zugehörigen zweiten Wertes des ersten Regelungsparameters; (c) Bestimmen einer Folge von Werten für den ersten Regelungsparameter für eine entsprechende Folge von Temperaturen in einem vordefinierten Bereich von Temperaturen entsprechend den ersten und zweiten aufgezeichneten Werten des ersten Regelungsparameters, und (d) Speichern einer Menge von Regelungswerten für den ersten Regelungsparameter in einer programmierbaren Vorrichtung in der optoelektronischen Vorrichtung, wobei die Menge mindestens eine Teilmenge der vorbestimmten Folge von Werten umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend das Betreiben der optoelektronischen Vorrichtung in einem Bereich von Betriebstemperaturen, wobei durch die optoelektronische Vorrichtung in der darin enthaltenen programmierbaren Vorrichtung die Menge von Regelungswerten gespeichert worden ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei (a) und (b) das Einstellen des ersten Regelungsparameters der optoelektronischen Vorrichtung zur Erfüllung eines zweiten Betriebserfordernisses und gleichzeitigen Erfüllung des ersten Betriebserfordernisses umfassen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei (a) und (b) das Einstellen eines zweiten Regelungsparameters der optoelektronischen Vorrichtung umfassen, um dem ersten Betriebserfordernis zu genügen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei (a) und (b) das Einstellen eines zweiten Regelungsparameters der optoelektronischen Vorrichtung umfassen, um einem zweiten Betriebserfordernis zu genügen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das erste Betriebserfordernis eines eines Lichtausgangsleistungserfordernisses, eines Extinktionsverhältniserfordernisses, eines Jitterminimierungserfordernisses, eines Temperaturkompensationserfordernisses, eines Überquerungsprozentsatzerfordernisses, eines Maskentreffererfordernisses und eines Maskenranderfordernisses ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das zweite Betriebserfordernis eines eines Lichtausgangsleistungserfordernisses, eines Extinktionsverhältniserfordernisses, eines Jitterminimierungserfordernisses, eines Temperaturkompensationserfordernisses, eines Überquerungsprozentsatzerfordernisses, eines Maskentreffererfordernisses und eines Maskenranderfordernisses ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Temperatur an einem oder in der Nähe eines unteren Endes eines vordefinierten Temperaturbetriebsbe reichs der optoelektronischen Vorrichtung liegt und die zweite Temperatur an einem oder in der Nähe eines oberen Endes des vordefinierten Temperaturbetriebsbereichs der optoelektronischen Vorrichtung liegt.
Verfahren zum Konfigurieren einer optoelektronischen Vorrichtung, mit folgenden Schritten: (a) bei Betreiben der optoelektronischen Vorrichtung bei einer ersten Temperatur Einstellen eines ersten Regelungsparameters, um einem ersten Betriebserfordernis zu genügen, und Aufzeichnen eines zugehörigen ersten Wertes des ersten Regelungsparameters, wobei das erste Betriebserfordernis ein Lichtausgangsleistungserfordernis oder ein Extinktionsverhältniserfordernis oder ein Jitterminimierungserfordernis ist; (b) bei Betreiben der optoelektronischen Vorrichtung bei einer zweiten Temperatur Einstellen des ersten Regelungsparameters, um dem ersten Betriebserfordernis zu genügen, und Aufzeichnen eines zugehörigen zweiten Wertes des ersten Regelungsparameters; (c) Bestimmen eines ersten Temperaturkoeffizienten gemäß den ersten und zweiten aufgezeichneten Werten des ersten Regelungsparameters und Bestimmen mindestens eines zugehörigen Regelungswertes, und (d) Speichern des mindestens einen zugehörigen Regelungswertes in einer programmierbaren Vorrichtung in der optoelektronischen Vorrichtung.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei (a) weiterhin folgendes umfaßt: bei Betrieb der optoelektronischen Vorrichtung bei der ersten Temperatur Einstellen eines zweiten Regelungsparameters, um einem zweiten Betriebserfordernis zu genügen, und Aufzeichnen eines zugehörigen ersten Wertes des zweiten Regelungsparameters.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei (b) weiterhin folgendes umfaßt: bei Betrieb der optoelektronischen Vorrichtung bei der zweiten Temperatur Einstellen des zweiten Regelungsparameters, um dem zweiten Betriebserfordernis zu genügen, und Aufzeichnen eines zugehörigen zweiten Wertes des zweiten Regelungsparameters.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei (c) weiterhin folgendes umfaßt: Bestimmen eines zweiten Temperaturkoeffizienten gemäß den ersten und zweiten aufgezeichneten Werten des zweiten Regelungsparameters und Bestimmen von mindestens einem zugehörigen Regelungswert.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei (d) weiterhin folgendes umfaßt: Speichern des mindestens einen zugehörigen Regelungswertes in einer programmierbaren Vorrichtung in der optoelektronischen Vorrichtung.
Optoelektronische Vorrichtung mit folgendem: einer optischen Teilbaugruppe; einer an die optische Teilbaugruppe angekoppelten Treiberschaltung; einem Speicher mit einer oder mehreren Speicheranordnungen zum Speichern von zur Steuerung des Betriebs der Treiberschaltung benutzten Informationen, wobei im Speicher eine ausgeprägte Menge von digitalen Temperaturkompensationswerten gespeichert sind, die durch Prüfen der elektronischen Vorrichtung bestimmt wurden; einer Schnittstelle zum Auslesen aus und Einschreiben in Stellen im Speicher gemäß Befehlen von einer Hostvorrichtung; einem Temperatursensor, und einer zur Bestimmung eines Regelungswertes für die Treiberschaltung gemäß einem oder mehreren im Speicher gespeicherten digitalen Temperaturkompensationswerten und dem digitalen Temperaturwert konfigurierten Regelungslogik.
Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die optische Teilbaugruppe eine optische Senderteilbaugruppe (TOSA – Transmitter Optical Subassembly) oder eine optische Empfängerteilbaugruppe (ROSA – Receiver Optical Subassembly) umfaßt.
Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die optische Teilbaugruppe eine optische Senderteilbaugruppe (TOSA) und eine optische Empfängerteilbaugruppe (ROSA) umfaßt.
Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 14, weiterhin mit Analog-Digital-Wandlerschaltungen zum Empfangen eines Analogsignals vom Temperatursensor, Umwandeln des empfangenen Analogsignals in einen digitalen Temperaturwert.
Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 14, weiterhin mit Digital-Analog-Schaltungen zum Umwandeln des Regelungswertes in ein Regelungssignal zum Steuern der Treiberschaltung.
Optoelektronische Vorrichtung mit folgendem: einer optischen Teilbaugruppe; einer integrierten Reglerschaltung in Kommunikation mit der optischen Teilbaugruppe, wobei die integrierte Reglerschaltung folgendes umfaßt: eine Speichervorrichtung zum Speichern von Regelungsparametern für mindestens ein Betriebserfordernis, entsprechend einem Bereich von Betriebstemperaturen, und eine Regelungslogik zum Zugreifen auf die Regelungsparameter in der Speichervorrichtung zum Steuern des mindestens einen Betriebserfordernisses, wenn die optoelektronische Vorrichtung bei einer Temperatur innerhalb des Bereichs von Betriebstemperaturen arbeitet.
Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die optische Teilbaugruppe eine optische Senderteilbaugruppe (TOSA) oder eine optische Empfängerteilbaugruppe (ROSA) umfaßt.
Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die optische Teilbaugruppe eine optische Senderteilbaugruppe (TOSA) und eine optische Empfängerteilbaugruppe (ROSA) umfaßt.