JP2006080262A - Automatic power control method of optical modulation circuit - Google Patents
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Description
本発明は光変調回路の自動電力制御方法に係り、とくに光変調出力の消光比を安定化するのに適した光変調回路の自動電力制御方法に関するものである。 The present invention relates to an automatic power control method for an optical modulation circuit, and more particularly to an automatic power control method for an optical modulation circuit suitable for stabilizing the extinction ratio of an optical modulation output.
レーザダイオードの駆動電流をディジタル信号に応じて制御し、その光出力をオン(発光)、オフ(消光)して光変調信号を発生するようにした光変調回路では、出力される光変調信号の平均出力電力や消光比(オンオフ比)がレーザダイオードの温度や経年変化等により変化するのを防止して、通信品質を確保する対策がとられる。 In a light modulation circuit that controls the drive current of a laser diode in accordance with a digital signal and generates an optical modulation signal by turning on (emitting) and turning off (extinguishing) its optical output, Measures are taken to ensure communication quality by preventing the average output power and extinction ratio (on / off ratio) from changing due to the temperature and aging of the laser diode.
このための従来技術としては、モニタ用のフォトダイオードでレーザダイオードが出力する光変調信号を検出し、その平均電力が一定となるようにレーザダイオードの駆動電流を制御するものがある。ここで駆動電流はバイアス電流とディジタル信号に応じて変化する変調電流の和として与えられ、そしてバイアス電流の制御により平均電力一定の制御を行い、変調電流は一定のままである。しかしこの方法では消光比が低下してしまうことがある。 As a conventional technique for this purpose, there is a technique in which an optical modulation signal output from a laser diode is detected by a monitoring photodiode and the driving current of the laser diode is controlled so that the average power is constant. Here, the drive current is given as the sum of the bias current and the modulation current that changes according to the digital signal, and the control of the average power is constant by controlling the bias current, and the modulation current remains constant. However, this method may decrease the extinction ratio.
また、特許文献1に開示された「消光比劣化を防止するAPC方式」では、やはりレーザダイオードの駆動電流をバイアス電流と変調電流の和として与える。そしてフォトダイオードにより検出された光変調信号から“1”レベル(発光時レベル)と“0”レベル(消光時レベル)をそれぞれ検出し、検出した“1”レベルが所定の値となるように変調電流を制御する。さらに上記検出した“1”レベルを所定の比率で分圧した電圧を参照電圧としてこれと検出した“0”レベルとを比較することによって、検出した“1”レベルと“0”レベルの差が一定となるようにバイアス電流を制御する。この従来技術によれば、経年変化や温度変化によるレーザダイオードの特性変化、あるいは個々のレーザダイオードの特性ばらつきがあっても、レーザダイオード発光時レベル及び消光比は所定の値に保たれる。また、ディジタル信号のマーク率が変化してもやはり同様な効果が得られる。
光伝送を用いたデータ伝送では、DCバランスのよい(マーク率がほぼ0.5)伝送符号が用いられることが多い。本発明は、このようなDCバランスのよい伝送符号が用いられる場合に、発光時レベル及び消光比を安定化できるようにした、簡単な構成が可能な光変調回路の自動電力制御方法を実現することを目的とする。 In data transmission using optical transmission, a transmission code having a good DC balance (mark ratio is approximately 0.5) is often used. The present invention realizes an automatic power control method for an optical modulation circuit capable of a simple configuration that can stabilize a light emission level and an extinction ratio when such a DC balanced transmission code is used. For the purpose.
本発明は、ディジタル信号によってオンオフ変調されたレーザダイオード出力光をフォトダイオードによってモニタし、このモニタ出力の出力光オフレベルに対応するレベルを検出してその検出レベルが予め定めた第1の参照レベルとなるようにレーザダイオードのバイアス電流を制御し、さらに前記モニタ出力の出力光平均レベルに対応するレベルを検出してその検出レベルが予め定めた第2の参照レベルとなるようにレーザダイオード出力光のオンレベルを制御するようにしたことを特徴とする光変調回路の自動電力制御方法を開示する。 The present invention monitors a laser diode output light modulated on / off by a digital signal by a photodiode, detects a level corresponding to the output light off level of the monitor output, and detects the level at a predetermined first reference level. The laser diode output light is controlled such that the level corresponding to the average output light level of the monitor output is detected and the detected level becomes a predetermined second reference level. An automatic power control method for an optical modulation circuit, characterized in that the on level of the optical modulation circuit is controlled.
レーザダイオード出力のオフレベル、即ち消光時レベルはモニタ出力の対応レベルを検出して直接制御される。またオンレベル、即ち発光時レベルはモニタ出力の平均出力に応じて制御されるが、ディジタル信号のDCバランスがほぼ1/2の伝送符号が用いられていれば、平均出力一定制御は発光時のオンレベル一定制御とほぼ同じ効果となり、従って消光比はレーザダイオード特性変化があっても一定に保たれる。 The off level of the laser diode output, that is, the extinction level, is directly controlled by detecting the corresponding level of the monitor output. The on level, that is, the level at the time of light emission is controlled according to the average output of the monitor output. However, if a transmission code having a DC balance of almost half of the digital signal is used, the constant average output control is performed at the time of light emission. The effect is almost the same as the on-level constant control, and therefore the extinction ratio is kept constant even if the laser diode characteristic changes.
以下、本発明の実施形態を説明する。まず本発明の対象とする光伝送路では、DCバランスのよい伝送符号が用いられるものとする。DCバランスのよい伝送符号が用いられると、コンデンサで直流分をカットして論理ICの接続が行え、論理ICごとに異なる直流バイアスを考慮しなくてよい。また、クロック同期等に位相同期ループ(PLL)が用いられるが、このPLLはでDCバランスがとれていない符号列の場合、設計が極めて困難になることがある。こうした諸点から、例えばイーサネット(登録商標)の1つである1000Base−Fイーサネットでは、DCバランスのよい「8B10B符号」が採用されている。 Embodiments of the present invention will be described below. First, it is assumed that a transmission code having a good DC balance is used in the optical transmission line targeted by the present invention. When a transmission code having a good DC balance is used, a DC component can be cut by a capacitor to connect to a logic IC, and a DC bias that is different for each logic IC need not be considered. In addition, a phase-locked loop (PLL) is used for clock synchronization or the like, but this PLL may be extremely difficult to design in the case of a code string that is not DC balanced. From these points, for example, 1000Base-F Ethernet, which is one of Ethernet (registered trademark), employs an “8B10B code” with good DC balance.
このような光伝送系で用いる光変調回路では、光変調信号の“1”レベルと平均電力はほぼ比例関係にあるから、本発明では光変調信号の平均電力を検出し、それが所定値となるようにレーザダイオード駆動電流の内の変調電流を制御して“1”レベルを一定に保つようにする。また、光変調信号の“0”レベルは、これを直接検出して、その値が所定値となるように制御する。こうして“1”、“0”レベルともに安定化でき、従って発光時出力とともに消光比も安定化できる。 In such an optical modulation circuit used in the optical transmission system, the “1” level of the optical modulation signal and the average power are in a substantially proportional relationship. Therefore, in the present invention, the average power of the optical modulation signal is detected, Thus, the modulation current in the laser diode drive current is controlled to keep the “1” level constant. Further, the “0” level of the optical modulation signal is directly detected and controlled so that the value becomes a predetermined value. Thus, both the “1” and “0” levels can be stabilized, so that the extinction ratio can be stabilized together with the output during light emission.
図1は、本発明になる自動電力制御方法を具備した光変調回路の構成例を示すブロック図である。同図においてモニタ用のフォトダイオード2は送信用のレーザダイオード1の出力光を検出するもので、これらレーザダイオード1とフォトダイオード2は通常1つのモジュールにまとめられている。レーザダイオード1の駆動電流は、ディジタル信号によって変調される変調電流Imodとバイアス電流Ibとの和で、レーザダイオード1の出力光は“0”レベル(消光レベル)と“1”レベル(発光レベル)でオンオフする信号となる。フォトダイオード2にはこの出力光のモニタ電流Imonが流れるが、このモニタ電流Imonはレーザダイオード1の出力光レベルに比例している。ディジタル信号検出回路3及び平均電流検出回路4は、上記のモニタ電流Imonの“0”レベル及び平均電流をそれぞれ検出する。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an optical modulation circuit provided with an automatic power control method according to the present invention. In the figure, a monitoring photodiode 2 detects the output light of a transmitting laser diode 1, and these laser diode 1 and photodiode 2 are usually combined into one module. The drive current of the laser diode 1 is the sum of the modulation current Imod modulated by the digital signal and the bias current Ib, and the output light of the laser diode 1 is “0” level (extinction level) and “1” level (light emission level). The signal turns on and off. A monitor current Imon of this output light flows through the photodiode 2, and this monitor current Imon is proportional to the output light level of the laser diode 1. The digital
図2はDC電流検出回路3の構成例である。モニタ電流Imonのレベルを抵抗器21と差動アンプ22で検出し、“0”レベル対応のレベルをダイオード23を介してコンデンサ24にホールド“0”レベルの平均値(の近似)を出力する回路である。なおダイオード24に代わって、“0”レベル時のみオンするMOSスイッチを用いてもよい。
FIG. 2 is a configuration example of the DC
図3は平均電流検出回路4の構成例で、モニタ電流Imonのレベルを抵抗器31と差動アンプ32で検出し、抵抗器33及びコンデンサ34で形成した積分回路でモニタ電流Imonの平均電流を求め、その平均電流に比例した電圧を出力する。
FIG. 3 shows a configuration example of the average current detection circuit 4. The level of the monitor current Imon is detected by the
比較回路5は、DC電流検出回路3の出力電圧と参照電圧ref1との差を求め、これをバイアス電流制御回路6へ与える。バイアス電流制御回路6はバイアス電流Ibを制御する回路で、レーザダイオード1の“0”出力、即ち消光時のレベルを定める。そこでDC電流検出回路3で検出されたモニタ電流Imonの“0”レベルが大きい程バイアス電流Ibが小さくなるように比較回路5の出力極性を定めておけば、レーザダイオード1の特性変化があってもその出力光の“0”レベルは参照電圧ref1に対応したレベルに保たれる。
The comparison circuit 5 obtains the difference between the output voltage of the DC
一方、比較回路7は、平均電流検出回路4の出力電圧と参照電圧ref2の差を求め、これを変調電流制御回路8へ与える。変調電流制御回路8では、ディジタル信号Dが“0”のときは変調電流Imodを0とし、“1”のときは変調電流Imodを比較回路7出力に対応した値とする。この時、検出された平均電流が大きい程変調電流Imodが小さくなるように比較回路7の出力極性を定めておけば、レーザダイオード1の特性変化があってもその平均出力パワーは一定に保たれる。ここでディジタル信号DがDCバランスのよい伝送符号であれば、平均出力パワーが一定ということから、“1”レベル、即ち発光時レベルも一定に保たれることを意味する。こうして、図1の実施例によれば、レーザダイオード出力光の発光時レベルも、消光比もともに安定に制御される。 On the other hand, the comparison circuit 7 obtains the difference between the output voltage of the average current detection circuit 4 and the reference voltage ref2, and supplies this to the modulation current control circuit 8. The modulation current control circuit 8 sets the modulation current Imod to 0 when the digital signal D is “0”, and sets the modulation current Imod to a value corresponding to the output of the comparison circuit 7 when it is “1”. At this time, if the output polarity of the comparison circuit 7 is determined so that the modulation current Imod becomes smaller as the detected average current is larger, the average output power is kept constant even if the characteristics of the laser diode 1 change. It is. Here, if the digital signal D is a transmission code having a good DC balance, the average output power is constant, which means that the “1” level, that is, the light emission level is also kept constant. Thus, according to the embodiment of FIG. 1, both the emission level and the extinction ratio of the laser diode output light are stably controlled.
図4は、本発明の自動電力制御方法を具備した光変調回路の別の構成例を示したもので、1本の光ファイバで送信と受信を光波長の異なる領域を使って行うWDM(Wavelength Division Multiplex:波長分割多重)方式に適した構成例である。この双方向WDM方式では、光フィルターによって送信光と受信光を分離するような簡単な構成の場合、受信光の一部がモニタ用のフォトダイオードに入ってしまい、レーザダイオード制御に誤差をもたらす可能性がある。図4は、このような誤差を除去するための回路を図1の実施例に付加したものである。 FIG. 4 shows another example of the configuration of an optical modulation circuit equipped with the automatic power control method of the present invention. WDM (Wavelength) in which transmission and reception are performed using a single optical fiber in different optical wavelength regions. This is a configuration example suitable for a division multiplexing system. In this bidirectional WDM system, in the case of a simple configuration in which transmitted light and received light are separated by an optical filter, a part of the received light enters the monitoring photodiode, which may cause an error in laser diode control. There is sex. FIG. 4 is obtained by adding a circuit for removing such an error to the embodiment of FIG.
図4において、フォトダイオード2、DC電流検出回路3及び平均電流検出回路4は図1と同じものであり、図1の他の部分は省略されている。一方、受信回路は、バイアス電流制御回路11からバイアス電流が与えられたフォトダイオード10には受信光に比例した受信電流Irが流れ、これがアンプ12を介して受信信号として出力される。さらに、直流アンプ13及び可変抵抗器14を介して受信電流Irに比例した電流ΔIが送信部モニタ用のフォトダイオード2が検出したモニタ電流Imonに印加される。ここで電流ΔIの大きさ及び極性が、受信光がフォトダイオード2へ入り込んで生じたモニタ電流Imonの誤差分をキャンセルするようにしておけば、受信光によるレーザダイオード制御の誤差を抑圧することができる。
In FIG. 4, the photodiode 2, the DC
1 レーザダイオード
2 フォトダイオード
3 DC電流検出回路
4 平均電流検出回路
5、7 比較回路
6 バイアス電流制御回路
8 変調電流制御回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser diode 2
Claims (1)
The laser diode output light that is on / off modulated by the digital signal is monitored by a photodiode, and a level corresponding to the output light off level of the monitor output is detected so that the detection level becomes a predetermined first reference level. The bias current of the laser diode is controlled, the level corresponding to the average output light level of the monitor output is detected, and the on level of the laser diode output light is set so that the detected level becomes a predetermined second reference level. An automatic power control method for an optical modulation circuit, characterized by being controlled.
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100909044B1 (en) * | 2006-12-01 | 2009-07-22 | 레이빗 시스템즈 아이앤씨. | Light intensity and extinction ratio adjusting device and method |
CN103326790A (en) * | 2013-06-28 | 2013-09-25 | 成都思迈科技发展有限责任公司 | Optical transmitter capable of automatically controlling power |
TWI461875B (en) * | 2012-07-06 | 2014-11-21 | Univ Nat Chi Nan | Optical power control system and its optical power control device |
WO2014205840A1 (en) * | 2013-06-29 | 2014-12-31 | 华为技术有限公司 | Optical signal monitoring method, signal monitoring device and optical network system |
US10454378B2 (en) | 2012-09-14 | 2019-10-22 | On-Bight Electronics (Shanghai) Co., Ltd. | Systems and methods for voltage control and current control of power conversion systems with multiple operation modes |
TWI682259B (en) * | 2018-12-29 | 2020-01-11 | 大陸商昂寶電子(上海)有限公司 | Voltage compensation system and method based on load condition in power converter |
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Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100909044B1 (en) * | 2006-12-01 | 2009-07-22 | 레이빗 시스템즈 아이앤씨. | Light intensity and extinction ratio adjusting device and method |
TWI461875B (en) * | 2012-07-06 | 2014-11-21 | Univ Nat Chi Nan | Optical power control system and its optical power control device |
US10454378B2 (en) | 2012-09-14 | 2019-10-22 | On-Bight Electronics (Shanghai) Co., Ltd. | Systems and methods for voltage control and current control of power conversion systems with multiple operation modes |
US10742122B2 (en) | 2012-09-14 | 2020-08-11 | On-Bright Electronics (Shanghai) Co., Ltd. | Systems and methods for voltage control and current control of power conversion systems with multiple operation modes |
CN103326790A (en) * | 2013-06-28 | 2013-09-25 | 成都思迈科技发展有限责任公司 | Optical transmitter capable of automatically controlling power |
WO2014205840A1 (en) * | 2013-06-29 | 2014-12-31 | 华为技术有限公司 | Optical signal monitoring method, signal monitoring device and optical network system |
CN104471878A (en) * | 2013-06-29 | 2015-03-25 | 华为技术有限公司 | Optical signal monitoring method, signal monitoring device and optical network system |
CN104471878B (en) * | 2013-06-29 | 2017-06-20 | 华为技术有限公司 | One kind monitoring optical signal method, signal monitoring device and optical network system |
TWI682259B (en) * | 2018-12-29 | 2020-01-11 | 大陸商昂寶電子(上海)有限公司 | Voltage compensation system and method based on load condition in power converter |
US11190106B2 (en) | 2018-12-29 | 2021-11-30 | On-Bright Electronics (Shanghai) Co., Ltd. | Systems and methods for voltage compensation based on load conditions in power converters |
US11552570B2 (en) | 2018-12-29 | 2023-01-10 | On-Bright Electronics (Shanghai) Co., Ltd. | Systems and methods for voltage compensation based on load conditions in power converters |
US11652419B2 (en) | 2018-12-29 | 2023-05-16 | On-Bright Electronics (Shanghai) Co., Ltd. | Systems and methods for voltage compensation based on load conditions in power converters |
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