JP2002237649A - フィードフォワード型apc回路を備えたレーザダイオード駆動回路および方法 - Google Patents
フィードフォワード型apc回路を備えたレーザダイオード駆動回路および方法Info
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Abstract
を補償するフィードフォワード型APC回路を備えたレ
ーザダイオード駆動回路を提供する。 【解決手段】 平均値検出器9で入力信号Aの平均値を
検出し、そのマーク率に対応する値をメモリ制御回路1
1へ入力する。メモリ制御回路11は、複数のメモリ
(メモリA12、メモリB13、メモリC14)と接続
される。それぞれのメモリは、LD1のパルス駆動電流
Iacに対応する値とバイアス駆動電流Idcに対応す
る値について、温度に対応して特性の異なるデータを記
憶する。メモリ制御回路11は、検出したマーク率に対
応して、使用するメモリを選択し、温度センサ7からの
温度に応じてパルス駆動電流Iacに対応する値とバイ
アス電流Idcに対応する値とを呼び出し、パルス駆動
電流Iacとバイアス電流Idcを決定する。
Description
信器において、マーク率変動による光出力ピークパワー
の変動を補償するフィードフォワード型APC(Auto P
ower Control)回路を備えたレーザダイオード駆動回路
に関する。
twork)システム(例:ATM−PON(Asynchronous T
ransfer Mode-Passive Optical Network))では、局舎
からのファイバをスターカプラによって、複数のファイ
バに伝送路を分散させる。一芯のファイバで双方向送受
信を行うため、各加入者から出力された上り信号は、他
の加入者からの信号とぶつからないよう、バースト伝送
を用いる。上り信号用の光送信器はバースト伝送に対応
するため、さまざまな光送信方式が提案されているが、
その一つとしてフィードフォワード型APCがよく使わ
れる。
35871号公報に開示された例が挙げられる。図8
は、その構成を示すブロック図である。温度センサ7で
検出した温度は、A/D変換器8で温度に対応する値に
変換され、メモリ20へ入力する。メモリ20は、温度
に対応する値に対応してLD(Laser Diode)1をパルス
駆動するパルス電流Iacに対応する値と、LD1をバ
イアス駆動するバイアス電流Idcに対応する値とを記
憶しており、光送信器周囲温度に対応する値に対応し
て、パルス電流Iacに対応する値とバイアス電流Id
cに対応する値を出力する。
換器6でD/A変換され、電流制御回路4に入力され
る。電流制御回路4は、パルス電流Iacに対応する値
をパルス電流Iacに変換し、ドライバ2に入力する。
ドライバ2は、入力信号A(データ入力)に応じて、L
D1の発光をON/OFFする。その際の変調電流はパ
ルス電流Iacとなる。また、バイアス電流Idcに対
応する値は、D/A変換器5でD/A変換され、電流制
御回路3に入力される。電流制御回路3は、バイアス電
流Idcに対応する値をバイアス電流Idcに変換し、
LD1に供給する。
号にバースト伝送を行う。バースト伝送では、バースト
セルと呼ばれる規定時間単位のデータ区間でデータをラ
ンダムに伝送する。バーストセル数は、任意に決定され
るため、例えば図9に示すように、発光がほとんど連続
に近い場合(a)と、発光回数が少ない場合(b)がラ
ンダムに混在する。光送信器周囲温度が一定の場合で
も、これらのようにバーストセルが密であるか疎である
かによって、LDの発光量に比例して発熱量が異なって
くる。バーストセルが密の場合(a)、LDを流れる電
流が多いため、LDの自己発熱量も多くなる。また、バ
ーストセルが疎の場合(b)、LDを流れる電流時間が
短く、また電流量も少ないため、LDの自己発熱量は少
ない。つまり、光送信器周囲温度が一定の場合でも、バ
ーストセルの疎密により光出力ピークパワーの変動が生
じる。このバーストセルの疎密は、マーク率の大小に置
き換えられる。
ト伝送を行う光送信器は、バースト先頭の1ビットから
瞬時に波形が立ち上がる必要があるが、従来のフィード
フォワード型APCでは光送信器の周囲温度のみしか検
知しないため、マーク率の大小等の周囲温度以外の要因
による光出力の変動を抑圧することができなかった。
力ピークパワー変動を補償することが可能なフィードフ
ォワード型APC回路を備えたレーザダイオード駆動回
路および方法を提供することを目的とする。
め、本発明は、図1において、平均値検出器9で入力信
号Aの平均値を検出し、そのマーク率に対応する値をメ
モリ制御回路11へ入力する。メモリ制御回路11は、
複数のメモリ(メモリA12、メモリB13、メモリC
14)と接続される。それぞれのメモリは、LD1のパ
ルス駆動電流Iacに対応する値とバイアス駆動電流I
dcに対応する値について、温度に対応して特性の異な
るデータを記憶する。メモリ制御回路11は、検出した
マーク率に対応して、使用するメモリを選択し、温度セ
ンサ7からの温度に応じてパルス駆動電流Iacに対応
する値とバイアス電流Idcに対応する値とを呼び出
し、パルス駆動電流Iacとバイアス電流Idcを決定
する。すなわち、平均値検出器9でマーク率を検出する
ことにより、マーク率によってパルス駆動電流Iacと
バイアス駆動電流Idcを調整し、光出力および消光比
を一定に制御することを特徴とする。
て図面を参照して説明する。図1は、本発明のフィード
フォワード型APC回路を備えたレーザダイオード駆動
回路の構成を示す。
出して、そのマーク率に対応する値をA/D変換器10
でA/D変換し、メモリ制御回路11へ入力する。メモ
リ制御回路11は、複数のメモリ(メモリA12、メモ
リB13、メモリC14)に接続される。メモリA1
2、メモリB13、メモリC14は、光送信器周囲温度
に対応してLD(レーザダイオード)1をパルス駆動す
るパルス電流Iacに対応する値と、LD1をバイアス
駆動するバイアス電流Idcに対応する値とを記憶す
る。光送信器周囲温度は、温度センサ7で検出され、光
送信器周囲温度に対する値に変換され、A/D変換器8
に入力され、A/D変換されてメモリ制御回路11に入
力される。
に対応して、使用するメモリを選択し、温度に対応し
て、パルス電流Iacに対応する値とバイアス電流Id
cに対応する値を呼び出し、パルス電流Iacに対応す
る値をD/A変換器6へ出力し、バイアス電流Idcに
対応する値をD/A変換器5へ出力する。パルス電流I
acに対応する値はD/A変換器6でD/A変換され、
電流制御回路4へ入力され、パルス電流Iacに変換さ
れる。ドライバ2は、入力信号Aに対応してLD1のO
N/OFFを制御する。この際、LD1をパルス駆動す
る電流値はパルス電流Iacである。一方、メモリ制御
回路11から出力されたバイアス電流Idcに対応する
値はD/A変換器5でD/A変換され、電流制御回路3
へ入力され、バイアス電流Idcに変換される。電流制
御回路3はLD1に接続されており、LD1に流すバイ
アス電流Idcを制御する。
形を時間軸上に示した図である。入力信号Aの状態によ
って、3つの場合(A〜C)に分けている。入力信号A
は、バーストセルを1単位としてデータ列を構成してお
り、バーストセル内に規定された時間のパルスが含まれ
ている。図2の例では、バーストセル長は、バーストセ
ル内のデータ列480ビットで構成している。データ列
のマーク率は定常的に1/2としている。図2の(A)
(B)(C)は、入力信号Aのバーストセルの疎密によ
る平均値検出器9の動作を図示している。
ーク率が大きい場合(A)は、平均値検出器9は大きな
レベルを出力する。バーストセルが疎な場合、言い換え
るとマーク率が小さい場合(C)は、平均値検出器9は
小さなレベルを出力する。つまり、バーストセルの疎密
状態に対応して、平均値検出器9はマーク率に対応する
値を出力する。平均値検出器9で検出したマーク率に対
応する値は、A/D変換器10でA/D変換され、メモ
リ制御回路11へ入力される。メモリ制御回路11で
は、検出したマーク率に対応する値に対応して、使用す
るメモリをメモリA12、メモリB13、メモリC14
から選択する。
て、パルス電流Iacに対応する値とバイアス電流Id
cに対応する値を記憶する。メモリA12、メモリB1
3、メモリC14には、例えば、図3に示すようにそれ
ぞれ特性の異なるデータを記憶させておく。図3の例で
は、(A)メモリAには、温度と駆動電流の傾きが急峻
な特性を記憶させており、(B)メモリB、(C)メモ
リCの順で傾きが緩やかな特性を記憶させている。例え
ば、バーストセルが密で、マーク率が大きい状態の時、
図2(A)に対応する図3(A)のメモリAを選択する
ようにメモリ制御回路11にあらかじめ設定しておく。
同様に、図2(B)に対応して図3(B)を記憶させ、
図2(C)に対応して図3(C)を記憶しておく。
から、マーク率が密な状態である図2(A)に変化した
場合、LD1には電流がほぼ定常的に流れるようになる
ため、LD1の周囲温度が上昇する。LD1は自己発熱
による周囲温度の上昇で、光出力ピークパワーが減衰す
る。その理由は、LD1の電流対発光特性が温度上昇に
より劣化するからである。入力信号Aのマーク率を検出
することにより、図3(A)のメモリAが選択され、光
出力ピークパワーの減衰が補償される。また、マーク率
が平均的な状態である図2(B)から、マーク率が疎の
状態である図2(C)に変化した場合、LD1には電流
が不定間隔かつ少量しか流れないため、LD1の周囲温
度は下降し、光出力ピークパワーが上昇する。その理由
は、LD1の電流対発光特性が周囲温度の下降により改
善されるからである。その際、入力信号Aのマーク率を
検出することにより図3(C)のメモリCを選択され、
光出力パワーの上昇が補償される。このように、マーク
率の疎密を検出することにより、マーク率によるレーザ
ダイオード駆動電流の温度特性を調整し、マーク率変動
による光出力ピークパワーの変動を補償することができ
る。
た他の実施の形態の構成を示す。図5は、入力信号A
(データ入力)と入力信号B(セル入力)との関係を示
し、入力信号Bはバーストセルに同期したバーストセル
長の信号である。入力信号Bは電流制御回路3を制御す
る信号で、バイアス電流IdcのON/OFFに使用さ
れ、入力信号Aの無い区間で光を発出させないようにバ
イアス電流を流さないようにしている。バースト伝送の
マーク率は、バーストセルの密度で決定されるため、入
力信号Bを検出することにより、マーク率を検出でき
る。平均値検出器9で入力信号Bの平均値を検出するこ
とにより、マーク率に対応する値を取得でき、本発明を
適用できる。
した他の実施の形態の構成を示す。図1の実施の形態で
は、メモリを3個としたが、メモリの個数を増やすこと
により、より精細なマーク率補償が可能となる。
は、マーク率の変動による光出力ピークパワーの変動を
フィードフォワードで制御できることである。その理由
は、従来の回路では光送信器の周囲温度を検知してレー
ザダイオードの駆動電流を決定するので、マーク率の大
小によるレーザダイオード周囲温度の変動を補償できな
いが、本発明では入力信号からマーク率を検出し、マー
ク率によって光出力の駆動電流設定を調整する機能を有
しているからである。
る光出力ピークパワー変動を、光出力をモニタすること
なく、電気回路構成のみで抑圧できることである。その
理由は、入力信号のみからマーク率を検出し、マーク率
によって光出力の駆動電流設定を調整する機能を有して
いるからである。光出力をモニタしないため、モニタ用
のフォトダイオードを必要としないことから低コスト化
に効果がある。
えたレーザダイオード駆動回路の構成図である。
に示した図であって、入力信号Aの状態によって、
(A)〜(C)の3つの場合に分けた説明図である。
それぞれ特性の異なるデータの説明図である。
形態の構成図である。
入力)との関係を示す図である。
の形態の構成図である。
る。
(a)と、疎である場合(b)を示す図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 バースト対応光送信器において、 送信用信号光を発するレーザダイオードと、 バースト入力信号に応じて、前記レーザダイオードを駆
動するドライバ回路と、 このドライバ回路による、前記バースト入力信号に応じ
た前記レーザダイオードのパルス駆動電流を制御するパ
ルス電流制御回路と、 前記レーザダイオードのバイアス駆動電流を制御するバ
イアス電流制御回路と、 前記バースト入力信号の平均値を検出し、マーク率に対
応する値を出力する平均値検出回路と、 光送信機周囲温度を検出して、出力する温度検出回路
と、 前記光送信器周囲温度に対応させて、前記レーザダイオ
ードのパルス駆動電流に対応する値とバイアス駆動電流
に対応する値とについて、それぞれ特性の異なるデータ
を記憶する複数のメモリが接続されたメモリ制御回路と
を備え、 このメモリ制御回路は、前記平均値検出回路からのマー
ク率に対応して、前記複数のメモリの中から使用するメ
モリを選択し、前記光送信器周囲温度に応じて前記レー
ザダイオードのパルス駆動電流に対応する値とバイアス
駆動電流に対応する値とを呼び出し、前記パルス駆動電
流とバイアス駆動電流を調整して、前記レーザダイオー
ドの光出力および消光比を一定に制御することを特徴と
する、フィードフォワード型APC回路を備えたレーザ
ダイオード駆動回路。 - 【請求項2】 バースト対応光送信器において、 送信用信号光を発するレーザダイオードと、 バースト入力信号に応じて、前記レーザダイオードを駆
動するドライバ回路と、 このドライバ回路による、前記バースト入力信号に応じ
た前記レーザダイオードのパルス駆動電流を制御するパ
ルス電流制御回路と、 前記バースト入力信号のバーストセルに同期したバース
トセル長のセル同期信号が入力され、前記レーザダイオ
ードのバイアス駆動電流のオン/オフを制御して、前記
バースト入力信号の無い区間で発光しないようにバイア
ス駆動電流を制御するバイアス電流制御回路と、 前記セル同期信号の平均値を検出し、マーク率に対応す
る値を出力する平均値検出回路と、 光送信機周囲温度を検出して、出力する温度検出回路
と、 前記光送信器周囲温度に対応させて、前記レーザダイオ
ードのパルス駆動電流に対応する値とバイアス駆動電流
に対応する値とについて、それぞれ特性の異なるデータ
を記憶する複数のメモリが接続されたメモリ制御回路と
を備え、 このメモリ制御回路は、前記平均値検出回路からのマー
ク率に対応して、前記複数のメモリの中から使用するメ
モリを選択し、前記光送信器周囲温度に応じて前記レー
ザダイオードのパルス駆動電流に対応する値とバイアス
電流に対応する値とを呼び出し、前記パルス駆動電流と
バイアス駆動電流を調整して、前記レーザダイオードの
光出力および消光比を一定に制御することを特徴とす
る、フィードフォワード型APC回路を備えたレーザダ
イオード駆動回路。 - 【請求項3】 前記複数のメモリを構成する、第1メモ
リには、温度と駆動電流の傾きが急峻な特性を記憶さ
せ、以降、第2メモリ、第3メモリの順で傾きが緩やか
な特性を記憶させて、 前記メモリ制御回路は、マーク率の大きさに応じて、前
記第1メモリ、第2メモリ、第3メモリの順に選択する
ことを特徴とする、請求項1または2記載のフィードフ
ォワード型APC回路を備えたレーザダイオード駆動回
路。 - 【請求項4】 送信用信号光を発するレーザダイオード
と、 バースト入力信号に応じて、前記レーザダイオードを駆
動するドライバ回路と、 このドライバ回路による、前記バースト入力信号に応じ
た前記レーザダイオードのパルス駆動電流を制御するパ
ルス電流制御回路と、 前記レーザダイオードのバイアス駆動電流を制御するバ
イアス電流制御回路と、 前記バースト入力信号の平均値を検出し、マーク率に対
応する値を出力する平均値検出回路と、 光送信機周囲温度を検出して、出力する温度検出回路と
を備えたバースト対応光送信器において、 前記光送信器周囲温度に対応させて、前記レーザダイオ
ードのパルス駆動電流に対応する値とバイアス駆動電流
に対応する値とについて、それぞれ特性の異なるデータ
を複数のメモリに記憶し、 前記平均値検出回路からのマーク率に対応して、前記複
数のメモリの中から使用するメモリを選択し、 前記光送信器周囲温度に応じて前記レーザダイオードの
パルス駆動電流に対応する値とバイアス駆動電流に対応
する値とを呼び出し、前記パルス駆動電流とバイアス駆
動電流を調整して、前記レーザダイオードの光出力およ
び消光比を一定に制御することを特徴とする、フィード
フォワード型APCによるレーザダイオード駆動方法。 - 【請求項5】 送信用信号光を発するレーザダイオード
と、 バースト入力信号に応じて、前記レーザダイオードを駆
動するドライバ回路と、 このドライバ回路による、前記バースト入力信号に応じ
た前記レーザダイオードのパルス駆動電流を制御するパ
ルス電流制御回路と、 前記バースト入力信号のバーストセルに同期したバース
トセル長のセル同期信号が入力され、前記レーザダイオ
ードのバイアス駆動電流のオン/オフを制御して、前記
バースト入力信号の無い区間で発光しないようにバイア
ス駆動電流を制御するバイアス電流制御回路と、 前記セル同期信号の平均値を検出し、マーク率に対応す
る値を出力する平均値検出回路と、 光送信機周囲温度を検出して、出力する温度検出回路と
を備えたバースト対応光送信器において、 前記光送信器周囲温度に対応させて、前記レーザダイオ
ードのパルス駆動電流に対応する値とバイアス駆動電流
に対応する値とについて、それぞれ特性の異なるデータ
を複数のメモリに記憶し、 前記平均値検出回路からのマーク率に対応して、前記複
数のメモリの中から使用するメモリを選択し、 前記光送信器周囲温度に応じて前記レーザダイオードの
パルス駆動電流に対応する値とバイアス駆動電流に対応
する値とを呼び出し、前記パルス駆動電流とバイアス駆
動電流を調整して、前記レーザダイオードの光出力およ
び消光比を一定に制御することを特徴とする、フィード
フォワード型APCによるレーザダイオード駆動方法。 - 【請求項6】 前記複数のメモリを構成する、第1メモ
リには、温度と駆動電流の傾きが急峻な特性を記憶さ
せ、以降、第2メモリ、第3メモリの順で傾きが緩やか
な特性を記憶させて、 マーク率の大きさに応じて、前記第1メモリ、第2メモ
リ、第3メモリの順に選択することを特徴とする、請求
項4または5記載のフィードフォワード型APCによる
レーザダイオード駆動方法。
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