JP2003008511A - 光リンク用トランシーバ装置 - Google Patents

光リンク用トランシーバ装置

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JP2003008511A
JP2003008511A JP2001185220A JP2001185220A JP2003008511A JP 2003008511 A JP2003008511 A JP 2003008511A JP 2001185220 A JP2001185220 A JP 2001185220A JP 2001185220 A JP2001185220 A JP 2001185220A JP 2003008511 A JP2003008511 A JP 2003008511A
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Takahiko Nakao
貴彦 中尾
Junichi Iwai
淳一 岩井
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Shinko Electric Industries Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、発光駆動部の制御をトーン動作モ
ードと通常動作モードとで切り換え、IEEE1394
規格の高速インタフェースとした光リンク用トランシー
バ装置を提供する。 【解決手段】 発光素子の駆動を調整するレベル制御回
路とを有する光リンク用トランシーバ装置において、ト
ーン動作モードと通常動作モードとにレベル制御回路の
動作状態を切り換え(a)、トーン動作モード時では、
レベル制御回路は、前記発光素子の光出力が所定値とな
るように発光駆動回路を制御し、発光ディセーブル信号
により発光素子の発光駆動期間を決める(b)。トーン
動作モードでは、データ入力信号が所定周波数のディジ
タル信号であり(g)、該データ入力信号を発光ディセ
ーブル信号で変調してトーン信号を生成し、該トーン信
号により前記発光素子を駆動する(e)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光信号と電気信号
を変換するための光リンク用トランシーバ装置に関し、
特に、IEEE1394の規格に対応して光ファイバで
光信号を送受信する光リンク用トランシーバ装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、光ファイバーを用いて、情報を光
信号の形で送受信することが行われ、長距離、大容量の
通信方式を実現している。特に、パソコンの高速化に伴
い、パソコンと他の周辺機器との接続にも、光リンクに
よる送受信モジュールを利用して、光伝送チャネルを形
成している。
【0003】その光リンクにおいては、通常、パソコン
内では電気信号で処理されているので、パソコンから他
の周辺機器へ信号を伝送しようとすれば、パソコンの周
辺機器へのインタフェースとして光リンク用トランシー
バ装置が必要となる。そこで、従来から用いられている
光リンク用トランシーバ装置の概略構成を図1に示す。
【0004】同図に示されているように、光リンク用ト
ランシーバ装置1は、光送信部2、発光駆動部3、受光
部4及び光受信処理部5により構成される。光送信部2
と受光部4とには光ケーブルが接続されており、光送信
部2から光出力Loを送信し、また、受光部4が他から
の光入力Liを受光する。この光出力Loと光入力Li
によって、例えば、パソコンと他の周辺機器との間で、
シリアル通信が行われる。
【0005】光送信回路は、光送信部2と発光駆動部3
からなり、光送信部2は、発光素子としてレーザダイオ
ードLDと、モニタ用のフォトダイオードPDとを有す
る。レーザダイオードLDは、LD駆動回路31でその
発光を駆動され、光出力Loを出力する。そして、モニ
タ用フォトダイオードPDは、レーザダイオードLDの
発光駆動状況をモニタし、光出力パワーを一定にする自
動パワーコントロール(APC)回路32にモニタ信号
を供給する。
【0006】一方、光受信回路は、受光部4と光受信処
理部5からなる。光入力Liが、受光部4に備えられて
いる受光素子のフォトダイオードPDに入射され、光入
力L iの光信号が電気信号に変換される。変換された電
気信号は、増幅器TIAで増幅され、光受信処理部5に
供給される。光受信処理部5には、2R回路とSD回路
とが備えられており、光受信信号から取り出した電気信
号であるデータ出力信号Soとシグナル検出信号Ssd
パソコンに出力する。
【0007】なお、パソコンと他の周辺機器との間で、
シリアル通信を行う場合には、パソコンに接続される他
の周辺機器側にも、同様の機能を持つ光リンク用トラン
シーバ装置を備えておく。ここで、図1に示される従来
構成による光リンク用トランシーバ装置の発光動作につ
いて、図2に示したタイミングチャートを参照しながら
説明する。
【0008】図2において、(a)は、LDディセーブ
ル信号Sdを表している。LDディセーブル信号SdがL
D駆動回路31に供給され、レーザダイオードLDの発
光動作の制御を行うものであり、レーザダイオードLD
のバイアス及び変調電流をオン・オフするものである。
(b)は、フォトダイオードPDからのモニタ信号に基
づくAPC回路32のAPC制御信号Saを表し、
(c)は、レーザダイオードLDから出力される光出力
oを表している。
【0009】光リンク用トランシーバ装置1が、データ
入力信号Siを他の周辺機器に送信するためにレーザダ
イオードLDを立ち上げ、発光駆動するときを説明す
る。先ず、時間t1において、LDディセーブル信号Sd
をハイレベルとして、光出力のディセーブルをオフにす
る。このとき、LD駆動回路31は、レーザダイオード
LDの発光駆動を開始する。
【0010】しかし、発光駆動部3には、レーザダイオ
ードLDの温度変動等に対応して安定し、一定の発光出
力に制御するAPC回路32が設けられている。具体的
には、フォトダイオードPDからのモニタ信号をフィー
ドバックし、APC回路32が、LD駆動回路31によ
るレーザダイオードLDのバイアス電流を調整してい
る。
【0011】ところが、通常、レーザダイオードLDへ
のAPC回路を含むフィードバック回路が安定するまで
の安定化時間が設定されている。そのため、この安定化
時間の間では、レーザダイオードLDの発光出力も安定
しないため、この光出力Loを出力しないようにしてい
る。LDディセーブル信号Sdがオフとなる時間t1
ら、フィードバック回路が安定する時間t2までの時間
は、通常、数ms、例えば、4ms程度に設定されてい
るので、時間t2までは光出力Loは出力されない。時間
2を経過すれば、光出力Loが出力され、そして、時間
3に、LDディセーブル信号Sdがオン、つまりローレ
ベルになると、光出力Loも出力されなくなる。
【0012】この様に、従来の光リンク用トランシーバ
装置において、レーザダイオードLDに関する発光動作
をオン・オフするためのLDディセーブル信号Sdがオ
フになっているにも拘わらず、レーザダイオードLDか
ら光出力されず、光出力するまでのディレイは大きなも
のとなっている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年に
おいては、パソコンのための高速インタフェースとして
開発されたシリアル・インタフェース規格であるIEE
E1394が導入されている。ここで、IEEE139
4の規格に対応して光ファイバで送受信する光リンク用
トランシーバとするには、データ伝送する際にバスにお
ける速度調停をするためのトーン機能を備えていなけれ
ばならない。この機能を実現する要件は、データ伝送の
前に、トーン信号として、「1、0」の2値を表す周波
数ftの連続信号を666μs間送出し、この連続信号
を42.67msの間隔で所定回繰り返すというもので
ある。
【0014】ところが、この機能を、図1に示された従
来の光リンク用トランシーバ装置1で実現しようとし
て、そのまま適用した場合、LDディセーブル信号Sd
によるオン・オフで、レーザダイオードLDによる光出
力信号の送信を制御している。しかし、図2に示される
ように、フィードバック回路の安定化時間について所定
長を設定していることから、LDディセーブル信号がオ
フとなっても、レーザダイオードLDの光出力が安定す
るまで、レーザダイオードLDによる光出力信号の送出
が行われない。そうすると、データ伝送の前に送信され
る上述のトーン信号は、この安定化時間内のタイミング
で光送信されることになり、このときは、レーザダイオ
ードLDによる光出力信号は送出されないので、トーン
信号も送出できない。
【0015】また、LDディセーブル信号Sdのオン・
オフ機能に従って、トーン信号をレーザダイオードLD
から光出力するには、このオン・オフ信号に対する光出
力信号のディレイ時間は、100μs以下にする必要が
ある。しかし、フィードバック回路の安定化時間を無視
すれば、このディレイ時間をクリアすることができる。
ただ、フィードバック回路の安定時間を短くすることも
考えられるが、レーザダイオードLDの発光出力を不安
定化することになり、データ伝送上のエラーを引き起こ
すことになるので、この様なことは回避されねばなら
ず、この手段を採用できない。
【0016】そこで、従来の光リンク用トランシーバ装
置1の構成でIEEE1394のトーン機能を持たせる
ために、外部にデータ変調回路6を接続していた。これ
は、LDディセーブル信号Sdによるレーザダイオード
LDのオン・オフ駆動をそのままとし、フィードバック
回路の安定化時間内では、トーン機能によるトーン信号
を送出しない。つまり、レーザダイオードLDを安定動
作させているときに、変調制御信号Scによってデータ
変調回路6で周波数ftの連続する「1、0」のトーン
信号を作成するようにしている。ここで作成されたトー
ン信号が、LD駆動回路31に供給されて光出力Lo
して光送信される。
【0017】この様に、従来の光リンク用トランシーバ
装置1でIEEE1394の規格に対応させるには、変
調制御回路6を外部に接続しなければならず、回路構成
上、煩雑であり、しかも製造コストの上昇を招くという
問題があった。従って、本発明は、外部に変調制御回路
を設ける必要が無く、APC回路出力をトーン動作モー
ドと通常動作モードとに切り換えられるようにして、I
EEE1394規格のトーン機能を、フィードバック回
路の安定化時間を損なうことなく簡単に実現した光リン
ク用トランシーバ装置を提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】そこで、上記の課題を解
決するため、本発明では、光リンク用トランシーバ装置
において、発光素子を有する光送信部と、データ入力信
号に基づいて前記発光素子の光出力信号を生成する発光
駆動回路と、前記発光素子の光出力をモニタし、前記発
光駆動回路による前記発光素子の駆動を調整するレベル
制御回路とを備え、トーン動作モードと通常動作モード
について、前記レベル制御回路の動作状態を切り換え、
トーン動作モード時では、前記レベル制御回路は、前記
発光素子の光出力が初期設定された所定値となるように
前記発光駆動回路を制御する。
【0019】そして、前記発光駆動回路で生成される前
記光出力信号の送出期間を、発光ディセーブル信号に基
づいて決めるようにした。さらに、前記トーン動作モー
ドの期間中において、前記データ入力信号が、所定周波
数のディジタル信号であり、前記発光駆動回路は、前記
データ入力信号を前記発光ディセーブル信号で変調する
ことによりトーン信号を生成し、該トーン信号を前記発
光素子の光出力信号とすることとし、前記トーン動作モ
ードの期間中において、前記レベル制御回路は、前記ト
ーン信号が光出力されたときの前記発光素子のバイアス
電流値を保持するようにした。
【0020】また、前記通常動作モードの期間中におい
て、前記レベル制御回路は、前記光出力のモニタ信号に
基づいて、所定の安定化時間に従って前記発光駆動回路
を制御することとした。
【0021】
【発明の実施の形態】次に、本発明による実施形態の一
具体例について、図を参照して説明する。図3は、本実
施形態による光リンク用トランシーバ装置1の回路構成
の概略を示している。同図では、光リンク用トランシー
バ装置1の光送信側に係る回路構成のみを示した。図1
に示した光リンク用トランシーバ装置1と同様に、光受
信側の回路構成を備えていることは、当然のことである
が、ここでは、光受信側の回路構成を省略して示した。
また、図1に示した光リンク用トランシーバ装置1と同
じ部分には同じ符号を付してある。
【0022】本実施形態による光リンク用トランシーバ
装置1の光送信回路の構成は、光送信部2、発光駆動部
3からなり、この各部については、図1の従来の光リン
ク用トランシーバ装置1と同様である。その光送信回路
の光送信部2は、レーザダイオードLDとモニタ用フォ
トダイオードPDを有し、レーザダイオードLDは、L
D駆動回路31でその発光を駆動され、光出力Loを出
力する。そして、モニタ用フォトダイオードPDは、レ
ーザダイオードLDの発光をモニタし、APC回路32
にモニタ信号を供給する。このモニタ信号によるフィー
ドバックの安定化時間は、従来の光リンク用トランシー
バ装置におけるその時間と同様の長さに設定されてい
る。
【0023】ここで、本実施形態の光リンク用トランシ
ーバ装置1が、従来の光リンク用トランシーバ装置1と
異なるところは、発光駆動部3にレベル保持回路7を設
けたことであり、外部接続によるデータ変調回路6を必
要としないようにした。レベル保持回路7には、切換用
の専用端子を設けておき、モード切換信号Smにより、
トーン動作モードと通常動作モードとを切り換え、LD
駆動回路31がそれらのモードに対応して異なるレベル
量によってレーザダイオードLDを駆動できるようにし
た。
【0024】これは、トーン動作時における周波数ft
の連続した「1、0」のトーン信号について、トーン動
作時における受信側では、光信号が一定期間有るか、又
は無いかを監視しているのみであり、光信号における
「1、0」等の信号自体は意味を持たないことである。
そのため、トーン動作時には、厳密な光信号は必要ない
ことになり、APCの安定期間が不要あるいは短縮が可
能となる。
【0025】従来の光リンク用トランシーバ装置1で
は、LDディセーブル信号SdによるLD駆動回路31
の駆動と、レーザダイオードLDの安定化とが連動する
ものであったが、本実施形態の光リンク用トランシーバ
装置1では、トーン動作モードが選択されている場合に
おいては、所定の光パワー値となるようにAPC回路3
2は初期設定されており、光出力は安定していないが、
トーン信号を光送信するだけの光パワー値となるように
し、また、トーン信号を送出したタイミングにおけるレ
ーザダイオードLDのバイアス電流値を保持するように
した。そのため、LDディセーブル信号SdによりLD
駆動回路31を駆動するものであっても、トーン動作モ
ードの間、安定化時間を考慮する必要がないものとなっ
た。
【0026】次に、図3に示される本実施形態の光リン
ク用トランシーバ装置1における発光動作について、図
4に示した発光動作のタイミングチャートを参照しなが
ら説明する。図4において、(a)は、レベル保持回路
の専用端子に入力されるモード切換信号Smを表し、
(b)は、LDディセーブル信号Sdを表し、(c)
は、LD駆動回路31の内部に設けられた変調回路の動
作信号を示し、(d)は、LD駆動回路1の内部にある
バイアス動作信号を示し、(e)は、レーザダイオード
LDから出力される光出力Loを表している。さらに、
(f)は、(e)に示したトーン信号の1つについて拡
大して示したものであり、トーン動作モード時の1つの
トーン信号に対する「1、0」の連続した変調信号を表
し、(g)は、トーン動作モード時における周波数ft
のディジタル信号であるデータ入力信号Siを示し、ト
ーン信号として変調される前のデータ入力信号を表して
いる。
【0027】同図中において、時間t1から時間t2まで
がトーン動作モード期間中であり、時間t2から時間t3
までが通常動作モード期間中であるとする。そして、ト
ーン動作モードにおけるLDディセーブル信号Sdの1
つのパルス幅は、光出力Loにおける1つのトーン信号
の長さw、つまり、666μsに等しく、そのパルス間
隔は、42.67msである。
【0028】図3に示された光リンク用トランシーバ装
置1では、データ伝送の当初においては、図4の(a)
に示されるように、モード切換信号Smはローレベルで
あり、レベル保持回路7はトーン動作モードに切り換え
られている。ここで、LD駆動回路31は、APC回路
32の安定化時間を待たずに、レーザダイオードLDか
ら光出力Loを出力することができるようにするため、
LD駆動回路31は、該回路内部において所定の光パワ
ー値となるように初期設定されている。この様子が、図
4の(d)に示され、トーン信号が送出される時間t 1
以前に、バイアス動作信号が供給されている。
【0029】発光駆動部3には、図4の(g)に示され
る連続するパルス列がデータ入力信号Siとして供給さ
れている。そこで、発光駆動部3には、図4の(b)に
示されるLDディセーブル信号Sdが供給される。この
LDディセーブル信号Sdは、レーザダイオードLDが
光信号を送出するタイミングを制御するものであり、ト
ーン動作モード時、つまり、時刻t1から時刻t2までの
期間においては、トーン信号の送出タイミングとなる。
そして、通常動作モード時の期間におけるLDディセー
ブル信号Sdは、時間t2と時間t3のタイミングでハイ
レベルとローレベルに変化する。
【0030】そこで、トーン動作モードの期間、つま
り、モード切換信号Smがローレベルの期間では、LD
ディセーブル信号Sdは、トーン信号の幅に対応する6
66μsの間、ハイレベルとなり、光出力のディセーブ
ルをオフにする。トーン動作モードの期間中において、
LDディセーブル信号Sdのハイレベルは、(b)のSd
1、Sd2、Sd3のように、42.67msの間隔で所定
回数繰り返される。
【0031】LD駆動回路3の内部に備えられた変調回
路では、供給された(b)のLDディセーブル信号Sd
のハイレベル又はローレベルに基づいて、(g)に示さ
れる周波数ftのパルス列からなるデータ入力信号Si
変調することにより、図4の(c)に示すように、66
6μsの幅wを有するトーン信号となるLD駆動信号を
生成する。
【0032】作成されたLD駆動信号がレーザダイオー
ドLDに供給され、図4の(e)に示されるように、同
(f)に示される「1、0」を表す連続する周波数ft
のパルス列からなるトーン信号がレーザダイオードLD
から光出力Loとして送信される。この様に、トーン動
作モード期間中においては、LDディセーブル信号Sd
のオン・オフによって、LD駆動回路31内の変調回路
が制御され、データ入力信号Siに含まれる周波数ft
パルス列からトーン信号を作成し、光出力している。
【0033】トーン動作モード期間中、トーン信号をレ
ーザダイオードLDから光送信しているときには、AP
C回路32にフォトダイオードPDからのモニタ信号が
供給されているので、レベル保持回路7の動作により、
LD駆動回路31内の変調回路で変調が中断したとき、
つまり、1つのトーン信号を送出したタイミングで、レ
ーザダイオードLDのバイアス電流値を保持するよう
に、APC回路32の出力値を保持しておく。
【0034】次に、トーン信号の送出が終了し、通常の
データを伝送するとき、時間t2において、レベル保持
回路7へのモード切換信号Smをローレベルからハイレ
ベルに切り換えて、トーン動作モードから通常動作モー
ドに移行する。このときには、LDディセーブル信号S
dは、ローレベルからハイレベルに転じ、LD出力ディ
セーブルがオフとなる。LD駆動回路31内の変調回路
は、LDディセーブル信号Sdのオフに従って、データ
入力信号Siを変調することなく、この入力信号Siに応
じたLD駆動信号を生成する。このLD駆動信号に従っ
てレーザダイオードLDから光出力Loが出力される。
【0035】そして、APC回路32は、通常動作モー
ドに切り換えられ、APC回路32が持っている所要の
安定化時間により、フォトダイオードPDのモニタ信号
に基づいてレーザダイオードLDのバイアス電流を制御
する。ところが、時間t2においてトーン動作モードか
ら通常動作モードに切り換えられたとき、APC回路3
2は、トーン動作モード中では、トーン信号出力に関す
る変調を中断するタイミングで、レーザダイオードLD
のバイアス電流値を保持しているので、時間t2で通常
動作モードに移行したときには、APC回路32が有す
る安定化時間を必要とすることがない。時間t2から時
間t3までの通常動作モード中には、APC回路32
は、フォトダイオードPDによるレーザダイオードLD
の光出力のモニタ信号に従ってLD駆動回路31を調整
し、光出力レベルを安定化する。
【0036】なお、データを光送信する際に、トーン動
作モードがなく、最初から通常動作モードである場合に
は、動作開始においては、図2に示された動作タイミン
グと同様に、従来通りにAPC回路32の持つ安定化時
間を待って、レーザダイオードLDから光出力Loを出
力することになる。以上のように、本実施形態による光
リンク用トランシーバ装置では、トーン動作モードと通
常動作モードとを切り換えるようにし、トーン動作モー
ド期間中においては、LD駆動回路内でデータ入力信号
をLDディセーブル信号で変調することによりトーン信
号を作成し、さらに、上記各モードを切り換えられるレ
ベル保持回路をLD駆動回路に設けることにより、トー
ン動作モード期間中のレーザダイオードLDのバイアス
電流値を保持するようにした。
【0037】そのため、トーン動作モード期間中には、
レーザダイオードLDの出力安定化に係るフィードバッ
ク回路の安定化時間を考慮する必要がなくなり、しか
も、変調制御回路を外部接続することなく、IEEE1
394で規定される高速インタフェースとして、トーン
機能に対応した光リンク用トランシーバ装置を実現する
ことができた。
【0038】
【発明の効果】以上のように、本発明による光リンク用
トランシーバ装置によると、外部に変調制御回路を設け
る必要が無く、発光駆動部の駆動制御をトーン動作モー
ドと通常動作モードとに切り換えることにより、IEE
E1394規格の高速インタフェースを、フィードバッ
ク回路の安定化時間を損なうことなく簡単に実現した。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の光リンク用トランシーバ装置の概略構成
を示す図である。
【図2】従来の光リンク用トランシーバ装置における発
光動作のタイミングチャートを示す図である。
【図3】本実施形態による光リンク用トランシーバ装置
の光送信部の概略構成を示す図である。
【図4】本実施形態による光リンク用トランシーバ装置
における発光動作のタイミングチャートを示す図であ
る。
【符号の説明】
1…光リンク用トランシーバ装置 2…光送信部 3…発光駆動部 31…LD駆動回路 32…APC回路 4…受光部 5…光受信処理部 6…データ変調回路 7…レベル保持回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04B 10/28

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光素子を有する光送信部と、 データ入力信号に基づいて前記発光素子の光出力信号を
    生成する発光駆動回路と、 前記発光素子の光出力をモニタし、前記発光駆動回路に
    よる前記発光素子の駆動を調整するレベル制御回路とを
    有し、 トーン動作モードと通常動作モードについて、前記レベ
    ル制御回路の動作状態を切り換え、トーン動作モード時
    では、前記レベル制御回路は、前記発光素子の光出力が
    初期設定された所定値となるように前記発光駆動回路を
    制御する光リンク用トランシーバ装置。
  2. 【請求項2】 前記発光駆動回路で生成される前記光出
    力信号の送出期間は発光ディセーブル信号に基づいて決
    められる請求項1に記載の光リンク用トランシーバ装
    置。
  3. 【請求項3】 前記トーン動作モードの期間中におい
    て、前記データ入力信号が、所定周波数のディジタル信
    号であり、 前記発光駆動回路は、前記データ入力信号を前記発光デ
    ィセーブル信号で変調することによりトーン信号を生成
    し、該トーン信号を前記発光素子の光出力信号とする請
    求項2に記載の光リンク用トランシーバ装置。
  4. 【請求項4】 前記トーン動作モードの期間中におい
    て、前記レベル制御回路は、前記トーン信号が光出力さ
    れたときの前記発光素子のバイアス電流値を保持する請
    求項3に記載の光リンク用トランシーバ装置。
  5. 【請求項5】 前記通常動作モードの期間中において、
    前記レベル制御回路は、前記光出力のモニタ信号に基づ
    いて、所定の安定化時間に従って前記発光駆動回路を制
    御する請求項1乃至4のいずれか一項に記載の光リンク
    用トランシーバ装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012074800A (ja) * 2010-09-28 2012-04-12 Yazaki Corp 信号伝送装置

Cited By (1)

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JP2012074800A (ja) * 2010-09-28 2012-04-12 Yazaki Corp 信号伝送装置

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