JP2003229642A - 制御された光信号を送信するためのレーザー送信機と方法 - Google Patents

制御された光信号を送信するためのレーザー送信機と方法

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JP2003229642A JP2002358970A JP2002358970A JP2003229642A JP 2003229642 A JP2003229642 A JP 2003229642A JP 2002358970 A JP2002358970 A JP 2002358970A JP 2002358970 A JP2002358970 A JP 2002358970A JP 2003229642 A JP2003229642 A JP 2003229642A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 より短い調節時間を可能にするレーザー送信
機、即ち出力光をより速く期待した光に一致させるレー
ザー送信機を提供すること。 【解決手段】 レーザーダイオード（１）と、レーザー
ダイオードの光信号（ＬＳ）の小部分（ＬＳ１）を受
け、出力電流（ＳＣ）を得る監視フォトダイオード
（２）とを含む、レーザー送信機であり、さらに、出力
電流を受け、この出力電流（ＳＣ）に応じてレーザーダ
イオード（１）の入力電流（ＩＣ）を調節するため、電
流ドライバ（５）へ信号（ＣＳ）を送る調節手段（４）
を含む。送信機はまた、調節手段（４）によって使われ
るかまたはシリアルインターフェースで読まれるデータ
を格納するレジスタ（６）と、所定のビットパターンの
存在を調べるため、レーザーダイオード（１）への全ト
ラヒック、従って全着信パケットをスキャンするパター
ン検出手段（７）とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバに送ら
れるデータ情報を含む光信号へ入力電流を変換するよう
構成されたレーザーダイオードと、前記光信号の小部分
を受取り、これから出力電流を得るよう構成された監視
フォトダイオードと、前記出力電流を受取り、該出力電
流に応じて前記入力電流を調節するために信号を電流ド
ライバへ送るよう構成された調節手段とを含むレーザー
送信機に関する。
【０００２】レーザーダイオードの出力光信号とフォト
ダイオードの電流はほぼ正比例している。フォトダイオ
ードからの電流を監視することにより、レーザーダイオ
ードで供給される電流を光ファイバで期待される光をう
るよう適合させることが可能になる。レーザードライバ
は、監視ダイオードから出力電流を受取る調節手段と、
レーザーダイオードに入力電流を送る電流ドライバとを
含む。
【０００３】レーザーダイオードの調節時間、すなわち
ファイバで期待する光を得るための遅延は、レーザーダ
イオードに与えられる初期電流と直接速度に依存する。
【０００４】調節時間は、レーザー送信機にとって、特
にバーストモード送信における主要な課題である。実
際、バーストモード送信においては、パワー調節は、従
来の連続モードにおけるより複雑である、というのも、
調節を平均パワーで行えずかつより短いタイムスロット
で行う必要があるからである。
【０００５】調節手段を持つ既知のバーストモードレー
ザードライバは、電力調節を制御するのに、０とダイオ
ードで許される最大電流との間のバイナリツリーサーチ
を用いる。市場で購入し得る別のレーザードライバは漸
増調節を用いる。
【０００６】これらの既知のレーザードライバでは、レ
ーザーダイオードの調節時間が長すぎ、出力光がファイ
バにおいて期待した光に一致するのが遅すぎる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明はより短い調節
時間を可能にするレーザー送信機、即ち出力光をより速
く期待した光に一致させるレーザー送信機を目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、レーザー送信
機が、入力電流の調節を行うために調節手段が使うデー
タを格納するよう構成された少なくとも一のレジスタを
含むことでこの目的を達成する。
【０００９】調節時間がより短いのは、レーザーダイオ
ードに与えられる初期電流値がよりよく見積もられ、こ
れが最終的な値により近く、調節方法がより効率的にか
つより速いからである。
【００１０】レジスタは、外部の手段、たとえばシリア
ルインターフェースによって書かれかつ読まれるよう適
合される。この場合、レジスタは、データが調節手段に
よって読まれることができるように構成されることが好
ましく、また、調節手段は、データたとえば調節の結果
をレジスタに書いて格納することができるように構成さ
れる。
【００１１】したがって、レジスタに格納されたデータ
は、適当なシリアルインターフェースで書かれた情報か
または調節自体からの”結果”である。
【００１２】このレジスタに格納されたデータは、異な
る温度に対する電流の事前設定、監視電流の基準値、レ
ーザーダイオードと監視フォトダイオードの間の結合係
数、監視静電容量、温度値、電流の設定もしくは他のパ
ラメータなどの様々なパラメータを含む。
【００１３】好ましくは、レジスタに格納されたデータ
は、事前の分析もしくは試験、例えば、データシート、
統計、光モジュールの統計的調査、光学的補正、推論値
（ｅｘｔｒａｐｏｌａｔｉｏｎｓ）のうちの一以上から
結果として生じる。
【００１４】レジスタは、メモリ、もしくはたとえば外
部メモリなどのメモリ担体を読むためのシステムでもよ
い。
【００１５】本発明は、前記調節手段に接続されたパタ
ーン検出手段をさらに含む、第１段落に記載のレーザー
送信機に関するものでもある。
【００１６】バーストモードレーザードライバのパワー
セットアップの間に、レーザーダイオードは、光ネット
ワーク終端の送信パワーを調整するため、データセルの
前に、コントロールセル（たとえばＰＬＯＡＭ、即ち、
Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ
Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｉｎｔｅ
ｎａｎｃｅ物理層オペレーション管理および保守）を送
信する。各々のセルはそのペイロードに、レーザードラ
イバのパワー調節を可能にする特別なパターンを持つレ
ーザーコントロールフィールド（ＬＣＦ）を含む。
【００１７】レーザー送信機は、したがってこの特別な
パターンを検出する手段を持っていることが知られてい
る。
【００１８】しかしながら、送信パワーを調整するには
長い一連の１０以上のＰＬＯＡＭセルを送信しなければ
ならない。従って、パワーセットアップフェイズは比較
的長くなり、データセルを送信できるようになるまでに
長い待機時間が要る。
【００１９】本発明の目的は調節時間を短くすることで
もある。
【００２０】本発明によれば、この目的は、パターン認
識装置が、所定のビットパターンが存在するかどうかを
調べるため、レーザーダイオードへの全てのトラヒッ
ク、したがって全ての着信パケットをスキャンするよう
構成されるという事実により満たされる。
【００２１】パワー設定を調節するためにコントロール
セル（ＰＬＯＡＭ）のＬＣＦを用いるのみならず、これ
らのコントロールセル内にもしくはデータセルやプログ
ラマブルなセルなど他のパケット内にもある他のパター
ンも使うので、短い経過時間内に良い初期調節を保証す
るのに必要なコントロールセルはより少ない。調節時間
は短縮される。
【００２２】さらに別の実施形態では、上述の実施形態
が組み合わされる。このとき、レーザー送信機はパター
ン検出手段に加えて少なくとも1つのレジスタを含むこ
とがある。
【００２３】この場合、前述の実施形態によって得られ
る調節についての時間短縮がさらに追加される。
【００２４】本発明は、制御された光信号を光ファイバ
にレーザーダイオードから送信する方法にも関し、その
方法に従い、レーザーダイオードの光信号の小部分が監
視フォトダイオードへ送られ、監視フォトダイオードが
出力電流（ＳＣ）に変換し、該出力電流を調節手段で監
視して使い、該調節手段が入力電流をレーザーダイオー
ドに適合させるために制御信号を電流ドライバへ送る。
【００２５】本発明によれば、この方法は、少なくとも
最初の初期化ステップにつき、データが格納されている
少なくとも一つのレジスタから前記調節手段へデータを
送り、レーザーダイオードへの入力電流がこのデータを
考慮に入れて適合されることを特徴とする。
【００２６】調節手段に一定のデータを送ることのかわ
りに、もしくは送ることとともに、本方法の別の特徴的
な実施形態は、少なくとも一の所定ビットパターンがレ
ーザーダイオードへの着信パケットで検出され、該情報
がレーザーダイオードへの入力電流を調節するためにも
用いられることである。
【００２７】また、いずれかの種類のパケットにおい
て、所定のビットパターンが存在するかどうかを検出す
ることは調節時間を短くすることを可能にする。
【００２８】本発明のレーザー送信機のその他の詳細と
特徴を、添付した図面を参照する以下の説明で明らかに
する。
【００２９】
【発明の実施の形態】図１に示すレーザー送信機は、入
力電流ＩＣを受取り、光信号ＬＳを発するレーザーダイ
オード１と、光信号ＬＳの小部分ＬＳ1を受取り、受取
った部分を小さい出力電流ＳＣに変換するフォトダイオ
ード２と、主となる光ＬＳ２を受取る光ファイバ３と、
小さい出力電流ＳＣを受取り、入力電流ＩＣの値を制御
するコントロールシステムすなわち電流ドライバ５へ、
調節すなわち制御信号ＣＳを発する調節手段４とを含
む。
【００３０】調節手段４は、少なくとも一のレジスタ６
に接続される。このレジスタ６はメモリであっても、た
とえば外部メモリなどのメモリ担体を読むシステムであ
ってもよい。このレジスタ６は、異なる温度についての
電流の事前設定値、監視電流基準値、レーザーダイオー
ド１と監視フォトダイオード２との間の結合係数、監視
静電容量、測定された温度値、電流設定などの各種の情
報やデータを、高速でアクセス可能に保持する。
【００３１】この情報は、たとえばデータシート、統
計、光学モジュールの統計的調査、光学補正、推論値等
の事前分析または試験から得られる。
【００３２】データは、適当なシリアルインターフェー
スまたは調節手段４によりレジスタ６に書かれる。前者
による場合、データは調節手段４によって読まれるが、
後者による場合は、データ、たとえば調節の結果は、適
当なシリアルインターフェースで読まれる。
【００３３】レジスタ内に格納されたデータは、操作の
途中で修正されてもよい。開始時に、例えば（例えば、
補正および／または推論値で選択または決定された）あ
る値を受け取るが、動作の途中でその値は多分修正され
る。
【００３４】初期入力電流ＩＣを受取ると、レーザーダ
イオード１は、光信号ＬＳを発し、フォトダイオード２
は、調節手段４への小さい電流ＳＣを発する。これらの
調節手段では、制御信号ＣＳは、小さい出力電流ＳＣに
対応してレジスタ６からの一以上のデータに応じて決定
される。
【００３５】決定は、直接の決定、すなわち制御信号Ｃ
Ｓは小さい出力電流ＳＣに対しレジスタ６から直接供給
されてもよいし、または、間接決定（計算ステップ）で
あってもよい。次に、制御信号ＣＳはレーザーダイオー
ド１に供給される前記初期入力電流ＩＣを制御するのに
用いられる。
【００３６】レジスタ６に格納されているデータのいく
つかは、たとえば適当なシリアルインターフェースなど
の外部の手段で読むことができる。
【００３７】レジスタ６にある情報により、入力電流Ｉ
Ｃはより良い値を持ち、速度調節のより良い選択が可能
なので、レーザーダイオード１は最適な光をより速く作
る。最適な光とは、その特性が光ファイバ３へ送られる
期待される光の特性に対応するものである。
【００３８】調節時間は極めて短くなる。レジスタ６
は、可能な限り即座の制御信号ＣＳを発生すべく、最大
限に正確である。
【００３９】図２は、発明によるレーザー送信機の別の
実施形態を示すブロック図である。
【００４０】この実施形態は、また、入力電流ＩＣを受
取り、光信号ＬＳを発するレーザーダイオード１と、光
信号ＬＳの一部ＬＳ１を受取り、その部分を小さい電流
ＳＣに変換する監視フォトダイオード２と、残りの光Ｌ
Ｓ２を受取る光ファイバ３と、小さい出力電流ＳＣを受
取り、入力電流ＩＣの量を制御する制御システムまたは
電流ドライバ５へ制御信号ＣＳを発する調節手段４と、
を含むが、一以上のレジスタ６のかわりに、レーザダイ
オード１へのすべての着信パケットにおいて所定のパタ
ーンを検知し、かつ調節手段４に信号を提供するよう適
合されたパターン検出手段７を含む。
【００４１】検出手段（７）は、着信トラヒックの監視
から最大限に可能なセットアップ情報を引き出すことを
可能にするスキャン手段である。
【００４２】そのような検出手段（７）は、すべてのパ
ケットをスキャンし、実質的には所定のビットパターン
と同一であるビットパターンを一以上検出するよう構成
される。
【００４３】全てのパケットタイプが、部分的にまたは
完全にスキャンされる。パケットが完全にスキャンされ
るのが好ましい。スキャンされるパケットは、コントロ
ールセル（ＰＬＯＡＭ）であったりデータセルかプログ
ラマブルセルかまたはその組み合わせであり得る。
【００４４】実際、パターン検出手段７によって検出さ
れうる規定のビットパターンは必ずしもコントロールセ
ルの中に含まれていなくてもよく、データセルまたはプ
ログラマブルなセルに存在してもよい。
【００４５】各ＰＬＯＡＭすなわちコントロールセル
は、レーザーコントロールフィールド（ＬＣＦ）並びに
（通常は零または１が長く続く）ビットパターンが存在
する他のフィールドを含む。
【００４６】コントロールすなわちＰＬＯＡＭセルのＬ
ＣＦパターン以上のものが電力設定を調整するのに使わ
れるので、短い時間経過内に良い初期調節を保証するの
に、より少ないコントロールセルが必要となる。調節の
時間は短縮される。
【００４７】スキャン検出手段７により、調節手段５を
介して正確かつ適切な調節を確保するには、５未満の、
たとえば２から４のコントロールセルで十分であること
が観測されている。
【００４８】検出手段７は、調節手段４と統合すること
も出来る。
【００４９】もしパケットがプログラマブルセルである
なら、これらのセルは分析すべき特定のフィールドを定
義することを可能にする。プログラマブルセルは、たと
えば単数または複数の特定のパターンを受取るよう構成
され、これらのパターンはその後、検出手段（７）で検
出されもしくは比較される。
【００５０】図３の実施形態は、図１の実施形態に類似
しているが、調節手段４が、レジスタ６に接続されてい
るだけでなく、図２の実施形態のようにパターン検出手
段７にも接続されている点が異なる。
【００５１】所定のビットパターンがパケットにおいて
検出されたという信号をパターン検出手段７から調節手
段４が受取りしだい、少なくとも初期化ステップに対し
てはレジスタ６からのデータを考慮に入れつつ、調節手
段４によって制御信号ＣＳが決定される。
【００５２】図４は、データセル、ＰＬＯＡＭセルおよ
びプログラマブルセルを送信出来るＡＰＯＮネットワー
ク終端９、ならびにレーザーダイオード１とフォトダイ
オード２にも接続されているバーストドライバ８を含む
レーザー送信機の、実際的な実施形態の概略図である。
【００５３】バーストドライバ８は、フォトダイオード
２の出力信号ＳＣを受取り、また、すくなくとも初期化
の段階でレーザーダイオード１の入力電流を制御する制
御システムすなわち電流ドライバ５へ制御信号ＣＳを送
る、調節手段４を含む。
【００５４】バーストドライバ８はまたパターン検出手
段７を含み、ネットワーク終端９のセルが電流ドライバ
５を介してレーザーダイオード１およびパターン検出手
段７へ送られる。この検出手段７は、セルにおけるパタ
ーンの存在についての表示を調節手段４に与える。
【００５５】バーストドライバはまた調節手段４に接続
されたレジスタ６と、レジスタ６に接続されかつレジス
タ６で読み書きが可能なシリアルインターフェース１０
を含む。データはレジスタ６にシリアルインターフェー
ス１０によって書き込まれ、調節手段４によって読み取
られる。データはまた、レジスタ６に調節手段４によっ
て書き込まれ、シリアルインターフェース１０によって
読み取ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレーザー送信機のブロック図である。
【図２】他の実施形態に関する、図１に類似したブロッ
ク図である。
【図３】また他の実施形態に関する、図１に類似したブ
ロック図である。
【図４】本発明のレーザー送信機の具体的応用のさらな
るブロック図である。
【符号の説明】
１ レーザーダイオード ２ 監視フォトダイオード ３ 光ファイバ ４ 調節手段 ５ 電流ドライバ ６ レジスタ ７ パターン検出手段 ８ バーストドライバ ９ ネットワーク終端 １０ シリアルインターフェース
───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者 ポール・ジルベール・ルジーナ・ドウ・ム ルネール ベルギー国、ベー−2650・エデヘム、パペ ンブロツク・１ (72)発明者 ペーテル・ヨハンネス・フエツテル ベルギー国、ベー−2018・アントワープ、 マルクフラフエレイ・138 (72)発明者 チウイ・シイン・ジ ベルギー国、ベー−9030・ヘント、ヘーフ エポールト・23 (72)発明者 フアンデウエヘ・ヤン・アルフオンス・イ ーダ・マリア ベルギー国、ベー−9030・ヘント、カレメ ールスストラート・５ Ｆターム(参考） 5F073 AB28 BA01 EA13 GA12 5K102 AA51 AH22 LA04 MA01 MB02 MB13 MC12 MD01 MD02 MD03 MH02 MH13 MH14 MH22 MH23 MH26 PB01 RD28

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光ファイバ（３）に送られるデータ情報
    を含む光信号（ＬＳ）へ入力電流（ＩＣ）を変換するよ
    う構成されたレーザーダイオード（１）と、 前記光信号の小部分（ＬＳ１）を受取り、これから出力
    電流（ＳＣ）を得るよう構成された監視フォトダイオー
    ド（２）と、 前記出力電流を受取り、該出力電流（ＳＣ）に応じて前
    記入力電流（ＩＣ）を調節するために信号（ＣＳ）を電
    流ドライバ（５）へ送るよう構成された調節手段（４）
    とを含むレーザー送信機であって、 該レーザー送信機が前記入力電流（ＩＣ）の調節を実行
    するために調節手段（４）が使うデータを格納するよう
    構成された少なくとも一のレジスタ（６）を含むことを
    特徴とするレーザー送信機。
  2. 【請求項２】 前記レジスタ（６）が、外部手段、例え
    ばシリアルインターフェースによって書かれかつ読まれ
    るよう構成されることを特徴とする請求項１に記載のレ
    ーザー送信機。
  3. 【請求項３】 前記レジスタ（６）が、調節手段（４）
    によってデータが読み取られることを可能とするよう好
    ましくは構成され、かつ前記調節手段が、調節の結果等
    のデータが前記レジスタ（６）に書かれ、格納されるこ
    とを可能にするよう構成されることとを特徴とする、請
    求項１に記載のレーザー送信機。
  4. 【請求項４】 前記レジスタ（６）に格納されているデ
    ータが、異なる温度に対する電流の事前設定、監視電流
    基準値、レーザーダイオードと監視フォトダイオードと
    の間の結合係数、監視静電容量、温度値、電流設定、ま
    たはこれらの組み合わせ、などの異なるパラメータを含
    むことを特徴とする、請求項１に記載のレーザー送信
    機。
  5. 【請求項５】 前記レジスタ（６）に格納されているデ
    ータが、事前分析または試験、すなわちデータシート、
    統計、光モジュールの統計的調査、光学補正、推論値な
    どから結果として生じることを特徴とする、請求項１に
    記載のレーザー送信機。
  6. 【請求項６】 前記レジスタ（６）が、少なくとも一の
    メモリ、もしくは外部メモリなどのメモリ担体を読むた
    めのシステムを含むことを特徴とする、請求項１に記載
    のレーザー送信機。
  7. 【請求項７】 光ファイバ（３）に送られるデータ情報
    を含む光信号（ＬＳ）へ入力電流（ＩＣ）を変換するよ
    う構成されたレーザーダイオード（１）と、 前記光信号の小部分（ＬＳ１）を受取り、これから出力
    電流（ＳＣ）を得るよう構成された監視フォトダイオー
    ド（２）と、 前記出力電流を受取り、該出力電流（ＳＣ）に応じて前
    記入力電流を調節するために信号（ＣＳ）を電流ドライ
    バ（５）へ送るよう構成された調節手段（４）と、 さ
    らに該調節手段に接続されたパターン検出手段（７）と
    を含むレーザー送信機であって、 パターン検出手段（７）が、所定のビットパターンが存
    在するかどうかを調べるため、レーザーダイオード
    （１）への全てのトラヒック、したがって全ての着信パ
    ケットをスキャンするよう構成されることを特徴とする
    レーザー送信機。
  8. 【請求項８】 前記パターン検出手段（７）が、データ
    セル、コントロールセル（ＰＬＯＡＭ)およびプログラ
    マブルセルなどの着信セルを部分的または完全にスキャ
    ンするよう構成されることを特徴とする、請求項７に記
    載のレーザー送信機。
  9. 【請求項９】 前記レーザー送信機が、前記調節手段
    （４）に接続され、かつ所定のビットパターンが存在す
    るかどうかを調べるためにレーザーダイオード（１）へ
    の全てのトラヒック、したがって全ての着信パケットを
    スキャンするよう構成されたパターン検出手段をさらに
    含むことを特徴とする請求項１に記載のレーザー送信
    機。
  10. 【請求項１０】 制御された光信号を光ファイバ
    （３）にレーザーダイオード（１）から送信する方法で
    あって、該方法に従い、 前記レーザーダイオード（１）の前記光信号（ＬＳ）の
    小部分（ＬＳ１）が監視フォトダイオード（２）へ送ら
    れ、監視フォトダイオード（２）が出力電流（ＳＣ）に
    変換し、該出力電流を調節手段（４）で監視して使い、
    該調節手段（４）が前記入力電流（ＩＣ）を前記レーザ
    ーダイオード（１）に適合させるために制御信号（Ｃ
    Ｓ）を電流ドライバ（５）へ送り、 少なくとも最初の初期化ステップにつき、データが格納
    されている少なくとも一つのレジスタ（６）から前記調
    節手段（４）へデータを送り、前記レーザーダイオード
    （１）への前記入力電流（ＩＣ）が該データを考慮に入
    れて適合されることを特徴とする方法。
  11. 【請求項１１】 前記レジスタ（６）に格納されたデー
    タが、シリアルインターフェース（１０）などの外部手
    段によって読まれることを特徴とする、請求項１０に記
    載の方法。
  12. 【請求項１２】 制御された光信号を光ファイバ（３）
    にレーザーダイオード（１）から送信する方法であっ
    て、該方法に従い、 前記レーザーダイオード（１）の前記光信号（ＬＳ）の
    小部分（ＬＳ１）が監視フォトダイオード（２）へ送ら
    れ、監視フォトダイオード（２）が出力電流（ＳＣ）に
    変換し、該出力電流を調節手段（４）で監視して使い、
    該調節手段（４）が入力電流（ＩＣ）をレーザーダイオ
    ード（１）に適合させるために制御信号（ＣＳ）を電流
    ドライバ（５）へ送り、 少なくとも一の所定ビットパターンが前記レーザーダイ
    オード（１）への着信パケットで検出され、該情報が前
    記レーザーダイオード（１）への入力電流（ＩＣ)を調
    節するためにも用いられることを特徴とする方法。
  13. 【請求項１３】 少なくとも一の所定ビットパターンが
    レーザーダイオード（１）への着信パケットで検出さ
    れ、該情報が、前記のデータと共に、前記レーザーダイ
    オード（１）への前記入力電流（ＩＣ）を調節するため
    に用いられることを特徴とする請求項１０に記載の方
    法。
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