【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数チャンネルの２値入力信号に応じて複数の光源を駆動して多値の光信号を伝送する光伝送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
信号伝送において、多チャンネルの伝送が必要となるシステムを光化する方法として、複数のパラレル信号をシリアル化して光伝送を行う方法がある。この方法によれば、パラレル信号をシリアル化することにより、光のチャンネル数を減らすことができる。しかし、パラレル信号をシリアル化することにより、信号の遅延（レイテンシ）が発生するので、例えばＣＰＵバスなどのシステムにこれを適用することは困難である。
【０００３】
一方、信号伝送のための多チャンネルのシステムをシリアル化しないで光化する場合には、消費電力や光部品コストが増大するといった問題がある。この問題を解決するものとして、光信号を多重化して伝送する方法がある。光信号の多重化方法としては、波長多重方式が知られている。しかし、この方式は複数の光源やフィルタが必要であり、装置内の光伝送には適していない。
【０００４】
他の多重化方式としては、多値伝送がある。
【特許文献１】
特開平８−３２８７０７号公報
特許文献１には、電気信号により多値伝送を行う多値バス回路が開示されている。これは、多値バスによる接続方式においても多くの装置を接続可能な、レベル変動を抑えることのできる補償回路を提供するものである。
【特許文献２】
特開平８−１３０５６１号公報
特許文献２には、光信号により多値伝送を行う光通信システムが開示されている。これは、トランスペアレントな光通信システムにおいてシステム全体の伝送容量を増大させるものである。
【特許文献３】
特開平８−７９１８６号公報
特許文献３には、光送信回路、光受信回路および光送受信回路が開示されている。これは、光送受信回路のチャンネル数が増加しても、低消費電力で動作し、しかも光部品点数を低減することが可能な光送受信回路を提供するものである。この中で、多値光信号を発生する光送信回路が記載されている。
【特許文献４】
特開２０００−２４４５８６号公報
特許文献４には、データ伝送方法、データ伝送システム並びにこれらに用いる送信機および受信機が開示されている。これは、パラレルデータを振幅多重可能に構成し、これにより伝送路容積や消費電力を低減しながら高密度のデータ伝送が可能な振幅変調多重化データシステムを提供するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
多値光信号を発生する従来の装置においては、多値光信号を生成するための回路が複雑かつ高コストであるという問題がある。
従って本発明の目的は、上記問題点を解決し、多値光信号を生成するための回路を簡単かつ安価にすることができる光伝送装置および光伝送方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、独立に駆動可能な複数の光源および／または光源群と、複数チャンネルの２値入力信号に対して前記光源および／または光源群の発光量が異なるように各光源および／または光源群を駆動する駆動回路とを備えた光伝送装置により、達成される。ここで、前記光源および／または光源群の発光量の比が１：２：…：２ｎ（ｎは１以上の整数）となるように、各光源および／または光源群に供給する電流値を設定することが好ましい。前記光源および／または光源群はそれぞれレーザダイオードにより構成することができる。この場合、駆動回路は、各レーザダイオードに供給する電流値をそれぞれ制御可能な複数のレーザダイオード・ドライバを有する。また、受信側では、前記光源および／または光源群からの光信号が受光され、電気信号に変換されたのち、アナログ／ディジタル変換されて複数チャンネルの２値信号に変換される。
【０００７】
本発明に係る光送信回路は、複数チャンネルの２値入力信号に対して独立に駆動可能な複数の光源および／または光源群の発光量が異なるように各光源および／または光源群を駆動するものである。また、本発明に係る光受信回路は、前記光送信回路からの光信号を受光して電気信号に変換し、この電気信号をアナログ／ディジタル変換して複数チャンネルの２値信号に変換するものである。
本発明に係る光伝送方法は、複数チャンネルの２値入力信号に応じて複数の光源および／または光源群を駆動して光信号を伝送するものであって、前記複数チャンネルの２値入力信号に対して前記光源および／または光源群の発光量が異なるように各光源および／または光源群を独立に駆動するものである。前記光源および／または光源群の発光量の比が１：２：…：２ｎ（ｎは１以上の整数）となるように各光源および／または光源群が駆動される。
このように構成することにより、多値光信号を生成するための回路を簡単かつ安価にすることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る光伝送装置の一実施例を示す概略図である。本実施例では、４チャンネル（４多重）の２値入力信号から多値の光信号を生成して伝送する。図示のように、本光伝送装置は、光送信回路１１を有し、独立に駆動可能な４つの光源＃１〜＃４と、各光源を駆動する駆動回路１０とを備える。４つの光源＃１〜＃４は、互いに近接して配列されており、１つの光源と見なせるように配置されている。駆動回路１０は、４チャンネルの２値信号１２を入力し、これに応じて４つの光源＃１〜＃４の発光量が異なるように各光源を駆動する。これにより、光送信回路１１からは多値光信号１３が出力され、例えば光ファイバを介して伝送される。
【０００９】
図２は、４つの光源＃１〜＃４の具体的配置の一例を示す図である。各光源は、図のように、容器２０内に収納されている。容器２０の一端には、光源＃１〜＃４を駆動回路１０に接続するための複数の端子２１が設けられている。容器２０の他端には、各光源から出力された多値の光信号を伝送するための光ファイバ２２が光源＃１〜＃４と光学的に結合可能に配置されている。光源＃１〜＃４としては、閾値電流が小さく２次元状に近接して配置できるＶＣＳＥＬ（垂直面発光型レーザ）が望ましいが、これに限定されることはなく、その他のレーザダイオードや発光ダイオードでもよい。
【００１０】
図３は、光源の駆動回路の一構成例を示す図である。図示のように、駆動回路１０は、各光源（レーザダイオード）＃１〜＃４に供給する電流値をそれぞれ制御可能な複数のレーザダイオード・ドライバ（ＬＤＤ）３１〜３４を有する。各ＬＤＤ３１〜３４はそれぞれ、制御信号３５にもとづいて互いに異なる所望の電流値を出力する。駆動回路１０は、好適には各光源の発光量が１：２：４：８になるように独立した４つの電流で各光源を駆動する。光源としては、２次元アレイ状（例えば配列ピッチ＝５０μｍ）に形成されたＶＣＳＥＬが好適である。ＶＣＳＥＬは均一性が良く、発光量の制御が精度よくできるからである。このように駆動回路１０は、電流を制御可能な４つのＬＤＤを用意するだけで簡単に構成することができるので、従来のような多値の光信号を生成するための複雑な回路が不要となる。
【００１１】
図４は、光源＃１〜＃４の駆動電流と発光量（ｍＷ）の関係の一例を示すグラフである。本例の光源はＶＣＳＥＬである。図示のように、光源の駆動電流を変えることにより、発光量を例えば光源＃１が０．４ｍＷ、光源＃２が０．８ｍＷ、光源＃３が１．６ｍＷ、光源＃４が３．２ｍＷとなるように設定することができる。すなわち、各光源＃１〜＃４の発光量の比を１：２：４：８に制御することができる。これにより、０〜１５レベルの多値光信号の生成が可能となる。
【００１２】
図５は、光受信回路の一構成例を示す図である。光受信回路５０は、図示のように、受光素子５１と増幅器（ＡＭＰ）５５とアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器５２とを備える。受光素子５１は、光送信回路から送られてきた多値光信号５３を受光して電気信号に変換し、この電気信号をＡＭＰ５５で増幅し、Ａ／Ｄ変換器５２が４チャンネルの２値信号５４に変換する。すなわち、光受信回路５０は、多値の光信号を電気信号に変換し、４ビットのＡ／Ｄ変換を行うのである。これにより多値光信号を４チャンネルの２値信号として受信することができる。
【００１３】
図６は、本発明に係る光伝送装置の他の実施例を示す概略図である。本実施例では、６チャンネル（６多重）の２値入力信号から多値の光信号を生成して伝送する。図示のように、本光伝送装置は、光送信回路６１を有し、独立に駆動可能な光源＃１〜＃４および光源群＃５、＃６、光源群＃７、＃８、＃９と、各光源および光源群を駆動する駆動回路６０とを備える。光源＃１〜＃４および光源群＃５、＃６、光源群＃７、＃８、＃９は、互いに近接して配列されており、１つの光源と見なせるように配置されている。駆動回路６０は、６チャンネルの２値信号６２を入力し、これに応じて光源＃１〜＃４および光源群＃５、＃６、光源群＃７、＃８、＃９の発光量が異なるように各光源および光源群を駆動する。これにより、光送信回路６１からは多値光信号６３が出力され、例えば光ファイバを介して伝送される。
【００１４】
本実施例では、６多重を行うために、図６に示すように９つの光源を用いる。発光量として、光源＃１が０．４ｍＷ、＃２が０．８ｍＷ、＃３が１．６ｍＷ、＃４が３．２ｍＷ、光源群＃５＋＃６が６．４ｍＷ、光源群＃７＋＃８＋＃９が１２．８ｍＷを発光するように、各光源を配線し電流値を制御する。これにより、各光源＃１〜＃４および光源群＃５＋＃６、光源群＃７＋＃８＋＃９の発光量の比が、１：２：４：８：１６：３２に制御される。本実施例では、このように構成することにより、簡単な回路で０〜６３レベルの多値光信号を生成することができる。この場合は、光受信回路において、多値光信号を電気信号に変換し、６ビットのＡ／Ｄ変換を行うことにより、６チャンネルの２値信号として受信することができる。
【００１５】
本発明に係る光伝送装置は、上述のような光送信回路と光受信回路を光ファイバなどの伝送路を用いて結合して構成される。これらの光送受信回路を複数用いることにより、さらに多チャンネルの光伝送が可能となる。また、光送受信回路を光カプラなどで分岐結合を行うことにより、多チャンネルの光バスシステムを構成することができる。
【００１６】
このように本発明では、多値の光信号を簡単に生成することができる。すなわち、多チャンネルのデジタル信号を光伝送するのに、多値の電流を生成する複雑な回路を必要とせず、駆動電流の設定可能な複数のＬＤＤを用いることで簡単に多値光信号を生成することができる。また、ＬＤＤの駆動可能な範囲での高速化も容易である。さらに、通常、多重度を上げると必要な光源の数が増えてしまうが、本発明では、駆動電流を変えることで、光源の数を最小限に押さえることができる。必要な光量が１つの光源で達成できる光量を超えた場合のみ、複数の光源で対応する。上述のような光送信回路と光受信回路（受光素子とＡ／Ｄ変換器）を組み合わせることにより、光部品コストを抑えた光伝送装置を構成することが可能となる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、多値光信号を生成するための回路を簡単かつ安価にすることができる光伝送装置および光伝送方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光伝送装置の一実施例を示す概略図である。
【図２】４つの光源＃１〜＃４の具体的配置の一例を示す図である。
【図３】光源の駆動回路の一構成例を示す図である。
【図４】光源＃１〜＃４の駆動電流と発光量の関係の一例を示すグラフである。
【図５】光受信回路の一構成例を示す図である。
【図６】本発明に係る光伝送装置の他の実施例を示す概略図である。
【符号の説明】
＃１〜＃４ 光源
１０ 駆動回路
１１ 光送信回路
１２ ２値信号[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical transmission device for transmitting a multilevel optical signal by driving a plurality of light sources according to a binary input signal of a plurality of channels.
[0002]
[Prior art]
In signal transmission, as a method of optically converting a system that requires multi-channel transmission, there is a method of performing optical transmission by serializing a plurality of parallel signals. According to this method, the number of optical channels can be reduced by serializing the parallel signal. However, serialization of the parallel signal causes a signal delay (latency), so that it is difficult to apply this to a system such as a CPU bus.
[0003]
On the other hand, when a multi-channel system for signal transmission is converted to an optical system without serialization, there is a problem that power consumption and optical component costs increase. In order to solve this problem, there is a method of multiplexing and transmitting an optical signal. As a method for multiplexing optical signals, a wavelength multiplexing method is known. However, this method requires a plurality of light sources and filters, and is not suitable for optical transmission in the device.
[0004]
Another multiplexing scheme is multi-level transmission.
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laying-Open No. 8-328707 discloses a multi-level bus circuit that performs multi-level transmission by an electric signal. This is to provide a compensation circuit which can connect many devices even in a connection system using a multi-value bus and can suppress level fluctuation.
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laying-Open No. 8-130561 discloses an optical communication system that performs multi-level transmission using an optical signal. This increases the transmission capacity of the entire system in a transparent optical communication system.
[Patent Document 3]
Japanese Patent Laying-Open No. 8-79186 discloses an optical transmitting circuit, an optical receiving circuit, and an optical transmitting and receiving circuit. This is to provide an optical transmission / reception circuit that operates with low power consumption and can reduce the number of optical components even if the number of channels of the optical transmission / reception circuit increases. Among them, an optical transmission circuit for generating a multilevel optical signal is described.
[Patent Document 4]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-244586 discloses a data transmission method, a data transmission system, and a transmitter and a receiver used for them. The object of the present invention is to provide an amplitude modulation multiplexed data system in which parallel data is configured to be capable of amplitude multiplexing, thereby enabling high-density data transmission while reducing transmission path volume and power consumption.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
A conventional device for generating a multi-level optical signal has a problem that a circuit for generating the multi-level optical signal is complicated and expensive.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical transmission device and an optical transmission method that can solve the above problems and can simplify and reduce the cost of a circuit for generating a multilevel optical signal.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The object is to provide a plurality of light sources and / or light source groups that can be driven independently, and a light source and / or light source group such that the light sources and / or light source groups emit different amounts of light for a plurality of binary input signals. This is achieved by an optical transmission device including a drive circuit for driving the optical transmission device. Here, the current value supplied to each light source and / or light source group is set such that the ratio of the light emission amounts of the light sources and / or light source groups is 1: 2:...: 2 n (n is an integer of 1 or more). It is preferable to set. Each of the light sources and / or light source groups can be constituted by a laser diode. In this case, the drive circuit has a plurality of laser diode drivers capable of controlling the current value supplied to each laser diode. On the receiving side, an optical signal from the light source and / or the light source group is received, converted into an electric signal, and then analog / digital converted to a binary signal of a plurality of channels.
[0007]
An optical transmission circuit according to the present invention drives each light source and / or light source group such that a plurality of light sources and / or light source groups that can be driven independently for binary input signals of a plurality of channels have different light emission amounts. It is. Further, the optical receiving circuit according to the present invention receives the optical signal from the optical transmitting circuit, converts the optical signal into an electric signal, and converts the electric signal into a binary signal of a plurality of channels by analog / digital conversion. is there.
An optical transmission method according to the present invention drives a plurality of light sources and / or a group of light sources according to a binary input signal of a plurality of channels to transmit an optical signal. On the other hand, each light source and / or light source group is independently driven so that the light sources and / or light source groups emit different amounts of light. Each light source and / or light source group is driven such that the ratio of the light emission amounts of the light sources and / or light source groups is 1: 2:...: 2 n (n is an integer of 1 or more).
With this configuration, a circuit for generating a multilevel optical signal can be made simple and inexpensive.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic diagram showing one embodiment of the optical transmission device according to the present invention. In this embodiment, a multi-level optical signal is generated from a 4-channel (4-multiplex) binary input signal and transmitted. As shown in the figure, the present optical transmission device has an optical transmission circuit 11, and includes four light sources # 1 to # 4 that can be driven independently and a drive circuit 10 that drives each light source. The four light sources # 1 to # 4 are arranged close to each other and arranged so as to be regarded as one light source. The drive circuit 10 receives the four-channel binary signal 12, and drives each light source so that the light emission amounts of the four light sources # 1 to # 4 are different according to the input. As a result, the multilevel optical signal 13 is output from the optical transmission circuit 11 and transmitted, for example, via an optical fiber.
[0009]
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a specific arrangement of the four light sources # 1 to # 4. Each light source is housed in a container 20 as shown. At one end of the container 20, a plurality of terminals 21 for connecting the light sources # 1 to # 4 to the drive circuit 10 are provided. At the other end of the container 20, an optical fiber 22 for transmitting a multi-valued optical signal output from each light source is disposed so as to be optically coupleable with the light sources # 1 to # 4. As the light sources # 1 to # 4, VCSELs (vertical surface emitting lasers) having a small threshold current and capable of being arranged two-dimensionally close to each other are desirable, but are not limited thereto, and other laser diodes and light emitting diodes May be.
[0010]
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a driving circuit of a light source. As illustrated, the drive circuit 10 includes a plurality of laser diode drivers (LDDs) 31 to 34 capable of controlling current values supplied to the light sources (laser diodes) # 1 to # 4, respectively. Each of the LDDs 31 to 34 outputs a different desired current value based on the control signal 35. The drive circuit 10 preferably drives each light source with four independent currents so that the light emission amount of each light source is 1: 2: 4: 8. As a light source, a VCSEL formed in a two-dimensional array (for example, an arrangement pitch = 50 μm) is preferable. This is because VCSELs have good uniformity and can control the amount of light emission with high accuracy. As described above, the drive circuit 10 can be easily configured simply by preparing four LDDs that can control the current, so that a complicated circuit for generating a multi-valued optical signal as in the related art is unnecessary. Become.
[0011]
FIG. 4 is a graph showing an example of the relationship between the drive current of the light sources # 1 to # 4 and the light emission amount (mW). The light source in this example is a VCSEL. As shown in the figure, by changing the driving current of the light source, the light emission amount is, for example, 0.4 mW for the light source # 1, 0.8 mW for the light source # 2, 1.6 mW for the light source # 3, and 3.2 mW for the light source # 4. Can be set to That is, the ratio of the light emission amounts of the light sources # 1 to # 4 can be controlled to 1: 2: 4: 8. As a result, it is possible to generate a multilevel optical signal of 0 to 15 levels.
[0012]
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of an optical receiving circuit. The optical receiving circuit 50 includes a light receiving element 51, an amplifier (AMP) 55, and an analog / digital (A / D) converter 52, as shown in the figure. The light receiving element 51 receives the multi-valued optical signal 53 sent from the optical transmission circuit, converts it into an electric signal, amplifies the electric signal with the AMP 55, and the A / D converter 52 outputs the binary signal of four channels. Convert to 54. That is, the optical receiving circuit 50 converts a multi-valued optical signal into an electric signal and performs 4-bit A / D conversion. As a result, the multilevel optical signal can be received as a binary signal of four channels.
[0013]
FIG. 6 is a schematic diagram showing another embodiment of the optical transmission device according to the present invention. In this embodiment, a multi-level optical signal is generated from a binary input signal of six channels (six multiplexes) and transmitted. As shown in the figure, the present optical transmission device has an optical transmission circuit 61 and can be driven independently of light sources # 1 to # 4, light source groups # 5 and # 6, and light source groups # 7, # 8 and # 9. And a driving circuit 60 for driving each light source and the light source group. The light sources # 1 to # 4, the light source groups # 5 and # 6, and the light source groups # 7, # 8 and # 9 are arranged close to each other and arranged so as to be regarded as one light source. The drive circuit 60 receives a binary signal 62 of six channels, and the light sources # 1 to # 4, the light sources # 5 and # 6, and the light sources # 7, # 8 and # 9 emit different amounts of light in response to the input. Drive each light source and light source group as described above. As a result, the multilevel optical signal 63 is output from the optical transmission circuit 61 and transmitted through, for example, an optical fiber.
[0014]
In the present embodiment, nine light sources are used as shown in FIG. 6 to perform six multiplexing. As light emission amounts, the light sources # 1 are 0.4 mW, # 2 is 0.8 mW, # 3 is 1.6 mW, # 4 is 3.2 mW, light source group # 5 + # 6 is 6.4 mW, light source group # 7 + # 8 + Each light source is wired and the current value is controlled so that # 9 emits 12.8 mW. As a result, the ratio of the light emission amounts of the light sources # 1 to # 4, the light source groups # 5 + # 6, and the light source groups # 7 + # 8 + # 9 is controlled to 1: 2: 4: 8: 16: 32. In the present embodiment, with such a configuration, a multilevel optical signal of 0 to 63 levels can be generated by a simple circuit. In this case, the optical receiving circuit converts the multi-level optical signal into an electric signal and performs 6-bit A / D conversion, whereby the signal can be received as a 6-channel binary signal.
[0015]
An optical transmission device according to the present invention is configured by coupling the above-described optical transmission circuit and optical reception circuit using a transmission line such as an optical fiber. By using a plurality of these optical transmitting and receiving circuits, optical transmission of more channels is possible. Further, a multi-channel optical bus system can be configured by branching and coupling the optical transmitting and receiving circuit with an optical coupler or the like.
[0016]
As described above, according to the present invention, a multilevel optical signal can be easily generated. That is, a multi-valued optical signal can be easily generated by using a plurality of LDDs whose drive current can be set without using a complicated circuit for generating a multi-valued current for optically transmitting a multi-channel digital signal. can do. In addition, it is easy to increase the speed of the LDD within the range in which it can be driven. Further, although the number of necessary light sources generally increases when the multiplicity is increased, in the present invention, the number of light sources can be minimized by changing the drive current. Only when the required light amount exceeds the light amount that can be achieved by one light source, a plurality of light sources are used. By combining the optical transmitting circuit and the optical receiving circuit (the light receiving element and the A / D converter) as described above, it is possible to configure an optical transmission device with reduced optical component costs.
[0017]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide an optical transmission device and an optical transmission method that can simplify and reduce the cost of a circuit for generating a multilevel optical signal.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing one embodiment of an optical transmission device according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an example of a specific arrangement of four light sources # 1 to # 4.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a driving circuit of a light source.
FIG. 4 is a graph showing an example of a relationship between drive currents of light sources # 1 to # 4 and a light emission amount.
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of an optical receiving circuit.
FIG. 6 is a schematic diagram showing another embodiment of the optical transmission device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
# 1 to # 4 Light source 10 Drive circuit 11 Optical transmission circuit 12 Binary signal
