JP2007194576A - Optical transmitter and its control method - Google Patents

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Kensuke Matsui
謙介 松井
Tetsuya Kiyonaga
哲也 清永
Takahiro Fujimoto
隆宏 藤本
Hiroshi Yamada
宏 山田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical transmitter capable of promptly detecting a deterioration of a characteristic of a laser diode and having an optimal extinction ratio by using a function for detecting the deterioration of the characteristic of the laser diode, and to provide a method of controlling the optical transmitter. <P>SOLUTION: The optical transmitter is equipped with a laser diode driving circuit for driving the laser diode by a laser diode current superposed, so that pilot signals respectively having lower frequencies as compared with sending signals to different voltage levels of the sending signals may mutually become inverse phases; a monitor circuit for monitoring an optical output of the laser diode; a filter circuit for abstracting frequency components of the pilot signals from an output of the monitor circuit; a phase comparator circuit for comparing phases of the pilot signals with phases of the frequency components abstracted by the filter circuit; and a deterioration judging circuit for judging a deterioration of the laser diode according to a phase comparing result of the phase comparator circuit. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は光送信器に係り、特に、レーザダイオード(LD:laser diode)を用いた光送信器の劣化検出および劣化検出結果に基づいて消光比を制御する光送信器に関する。   The present invention relates to an optical transmitter, and more particularly, to an optical transmitter that controls deterioration of an optical transmitter using a laser diode (LD) and an extinction ratio based on the result of detection of the deterioration.

長距離伝送を可能とする光伝送システムの光源としてLDを用いた光送信器が使用されている。光送信器は、光伝送距離を延伸するために、光送信電力を一定電力にするように制御し、また、光送信信号の論理レベル“1”と論理レベル“0”のレベル比である消光比を一定の範囲にするように制御する。   An optical transmitter using an LD is used as a light source of an optical transmission system that enables long-distance transmission. The optical transmitter controls the optical transmission power to be a constant power in order to extend the optical transmission distance, and the extinction is a level ratio between the logical level “1” and the logical level “0” of the optical transmission signal. Control the ratio to a certain range.

図12は、LDの直接変調を説明する図であり、図の右側がLD101の周辺回路であり、図の左側が増幅器(AMP)102を有するLD駆動回路である。送信信号(2)は変調電流(Ip)制御信号(4)で制御されたIpによって変調され、バイアス電流(Ib)制御信号(5)で制御されたIbによってLD閾値電流(Ith)以上にバイアスされたLDに印加される。IthはLDの発振可能な最小電流である。   FIG. 12 is a diagram for explaining the direct modulation of the LD. The right side of the figure is a peripheral circuit of the LD 101, and the left side of the figure is an LD driving circuit having an amplifier (AMP) 102. The transmission signal (2) is modulated by Ip controlled by the modulation current (Ip) control signal (4), and biased to the LD threshold current (Ith) or more by Ib controlled by the bias current (Ib) control signal (5). Applied to the formed LD. Ith is the minimum current that can be oscillated by the LD.

図13は、送信信号の変調された光出力を説明する図である。(A)は送信信号であり、(B)はIbによってバイアスされて発振するLDの連続波(CW:continuous wave)が、送信信号を変調したIpによって変調された光出力信号である。該光出力信号は一般的に(C)のようにLDの固有に発振するCWを省略した波形として示される。つまり、LDは、Ith以上にバイアスされることによって発振してCWを発生し、変調されたIpが印加されることによってCWの振幅が決定され、CWのレベルによって送信信号が識別できる光信号を出力する。   FIG. 13 is a diagram for explaining the modulated optical output of the transmission signal. (A) is a transmission signal, and (B) is an optical output signal in which a continuous wave (CW) oscillated by being biased by Ib is modulated by Ip that modulates the transmission signal. The optical output signal is generally shown as a waveform in which the CW that oscillates inherent to the LD is omitted as shown in FIG. In other words, the LD oscillates by being biased to Ith or more to generate CW, the amplitude of the CW is determined by applying the modulated Ip, and an optical signal whose transmission signal can be identified by the CW level. Output.

図14は、LD変換効率を説明する図(1)である。(103)は、LD電流と光出力電力の関係を示すLD変換効率カーブである。LDはLD電流が臨界レベルを越えると誘導放出を始める。該臨界レベルは図14中のLD閾値電流(Ith)である。一般に、LD電流はLD閾値電流を超えるようにIb、Ipは設定される。(104)は送信信号がランダムパターンである場合のLD電流を示している。(105)は、LD電流(104)が印加されることによってLDの発振する光出力を示している。Ith以上にバイアスされるIbによってLD電流の動作点が決定され、IpによってLD電流の動作範囲が決定される。光出力はLD変換効率カーブ(103)の傾きに応じて決定される。よって、光出力電力はIb、Ipによって制御され、消光比はIpによって制御される。   FIG. 14 is a diagram (1) for explaining the LD conversion efficiency. (103) is an LD conversion efficiency curve showing the relationship between the LD current and the optical output power. The LD begins stimulated emission when the LD current exceeds a critical level. The critical level is the LD threshold current (Ith) in FIG. Generally, Ib and Ip are set so that the LD current exceeds the LD threshold current. (104) indicates the LD current when the transmission signal has a random pattern. (105) indicates the optical output of the LD oscillating when the LD current (104) is applied. The operating point of the LD current is determined by Ib biased to Ith or more, and the operating range of the LD current is determined by Ip. The light output is determined according to the slope of the LD conversion efficiency curve (103). Therefore, the optical output power is controlled by Ib and Ip, and the extinction ratio is controlled by Ip.

図12〜図14を用いてLDの直接変調について説明する。送信信号(2)はAMP102においてIpによって変調され、Ith以上に設定されたIbによってバイアスされたLD101に印加される。よって、LD101に印加されるLD電流(104)は、LD変換効率カーブ(103)のLDの発振可能なLD電流領域にバイアスされた動作点を中心にIpの振幅を有する信号となり、LD変換効率カーブ(103)の特性により、光出力(105)を得ることが可能となる。これにより、消光比はLD変換効率カーブ(103)の傾きによって、Ipの大きさによって影響されることになる。   The direct modulation of the LD will be described with reference to FIGS. The transmission signal (2) is modulated by Ip in the AMP 102 and applied to the LD 101 biased by Ib set to Ith or higher. Therefore, the LD current (104) applied to the LD101 becomes a signal having an amplitude of Ip with the operating point biased in the LD current region capable of oscillating the LD of the LD conversion efficiency curve (103) as the LD conversion efficiency. The light output (105) can be obtained by the characteristic of the curve (103). As a result, the extinction ratio is affected by the magnitude of Ip due to the slope of the LD conversion efficiency curve (103).

図15は、光送信器の制御を説明する図である。111はLD101の光出力をモニタするフォトダイオード(PD:photo diode)であり、112は図12に示したLD駆動回路であり、113はLD駆動回路112を制御する制御回路である。   FIG. 15 is a diagram for explaining the control of the optical transmitter. 111 is a photodiode (PD) that monitors the light output of the LD 101, 112 is the LD drive circuit shown in FIG. 12, and 113 is a control circuit that controls the LD drive circuit 112.

図16は、光出力のモニタを説明する図である。(106)はPD111がモニタした信号のPD電流である。光出力(105)の出力光の一部をPD111が受光し、光電気変換されてPD電流(106)が得られる。   FIG. 16 is a diagram for explaining monitoring of optical output. (106) is the PD current of the signal monitored by the PD 111. A part of the output light of the optical output (105) is received by the PD 111 and is photoelectrically converted to obtain a PD current (106).

制御回路113は、PD111のモニタ電流を受け、LD101の光出力が予め決めた一定電力になるように図12にて示したIp制御信号(4)、Ib制御信号(5)を介してLD駆動回路を制御する。また、LD101の消光比を制御するためにIp制御信号(4)を介してLD駆動回路を制御する。   The control circuit 113 receives the monitor current of the PD 111 and drives the LD via the Ip control signal (4) and the Ib control signal (5) shown in FIG. 12 so that the optical output of the LD 101 becomes a predetermined constant power. Control the circuit. Further, the LD driving circuit is controlled via the Ip control signal (4) in order to control the extinction ratio of the LD 101.

図17は、LD変換効率を説明する図(2)である。Ipを図14で示したIpから増加した場合であり、LD変換効率カーブ(103)に応じて、消光比が増加することを示している。この場合、図には示していないが、Ibを増加した場合、動作点が移動し、光出力電力は増加する。   FIG. 17 is a diagram (2) for explaining the LD conversion efficiency. This is a case where Ip is increased from Ip shown in FIG. 14, and shows that the extinction ratio increases in accordance with the LD conversion efficiency curve (103). In this case, although not shown in the figure, when Ib is increased, the operating point moves and the optical output power increases.

LD変換効率は温度変化の影響を受けやすく、また経年によって変化するため、IthやLD変換効率カーブの傾きは一定でない。そのため、光出力電力を一定にするための自動電力制御(APC:auto power control)や消光比を一定範囲に保持するための自動消光比制御(AMC:auto modulation control)を行う必要が生じる。   Since the LD conversion efficiency is easily affected by temperature changes and changes with time, the slopes of Ith and LD conversion efficiency curves are not constant. Therefore, it is necessary to perform automatic power control (APC: auto power control) for keeping the optical output power constant and automatic extinction ratio control (AMC: auto modulation control) for keeping the extinction ratio in a certain range.

前記APC、AMCの制御技術として、レーザダイオードの経年劣化に対して光出力電力及び消光比を一定にするべく制御するために、劣化前のレーザダイオードの光出力電力を検出し、該検出値を基準値として記憶し、該基準値に対してフィードバック制御する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。   As a control technique of the APC and AMC, in order to control the optical output power and the extinction ratio to be constant with respect to the aging degradation of the laser diode, the optical output power of the laser diode before the degradation is detected, and the detected value is calculated. A technique for storing as a reference value and performing feedback control with respect to the reference value is disclosed (for example, see Patent Document 1).

また、動作中におけるLD変換効率カーブのIbの動作点とIpの動作範囲に対して、予め設定したLD変換効率カーブのIbの動作点とIpの動作範囲とを比較し、IbとIpを変化させることによって、最適な光出力パワーと消光比を確保する技術が開示されている(例えば、特許文献2参照。)。
特開平11−135871号公報 米国特許第6414974号明細書
Also, the Ib operating point and Ip operating range of the LD conversion efficiency curve set in advance are compared with the Ib operating point and Ip operating range of the LD conversion efficiency curve during operation, and Ib and Ip are changed. Thus, a technique for ensuring an optimum optical output power and extinction ratio is disclosed (for example, see Patent Document 2).
Japanese Patent Laid-Open No. 11-135871 US Pat. No. 6,414,974

ところで、LD変換効率はLDの種類によって異なり、また同一のLDにおいても周囲温度によって異なり、また経年変化によっても異なってくる。一般的に高温での使用、経年により劣化が生じる。   By the way, the LD conversion efficiency varies depending on the type of the LD, and also varies depending on the ambient temperature even in the same LD, and also varies depending on aging. Generally, deterioration occurs due to high temperature use and aging.

図18はLD劣化を説明する図である。一般的に、LDが劣化する場合、LD変換効率カーブ103は103(1)、103(2)、103(3)に示すように、LD変換効率カーブの傾きは小さくなる。   FIG. 18 is a diagram for explaining LD degradation. In general, when the LD deteriorates, the LD conversion efficiency curve 103 has a small slope as shown in 103 (1), 103 (2), and 103 (3).

図19はLD劣化時のLD変換効率を説明する図である。本図に示すように、LD変換効率カーブの傾きが非常に小さくなるように劣化した場合、Ib、Ip共に大きくすることによって消光比を大きくすることは可能であるが、LD変換効率カーブの傾きが小さくなるほど大きなIb,Ipが必要となる。また、LD変換効率カーブの傾きがゼロ程度になるまで劣化した場合には、Ib、Ipを大きくしても消光比を大きくすることは難しくなる。しかしながら、APC、AMCの制御においては、LD劣化によってLD変換効率が著しく悪化していることを認識できない限り、該制御のリミッタが掛かるまでIbを大きくしかつIpも大きくするような帰還制御が働き、不要な制御が行われる。一般的に、LDを用いた光送信器においては、許容されるLDバイアス電流を予め設定し、LDバイアス電流を監視し、予め設定されたLDバイアス電流の許容値を超えた場合、警報を発出すると共に光送信器の制御を停止することが知られている。   FIG. 19 is a diagram for explaining the LD conversion efficiency when the LD is deteriorated. As shown in this figure, when the slope of the LD conversion efficiency curve deteriorates so as to become very small, it is possible to increase the extinction ratio by increasing both Ib and Ip, but the slope of the LD conversion efficiency curve As I becomes smaller, larger Ib and Ip are required. Further, when the slope of the LD conversion efficiency curve is degraded to about zero, it is difficult to increase the extinction ratio even if Ib and Ip are increased. However, in the control of APC and AMC, unless it can be recognized that the LD conversion efficiency is remarkably deteriorated due to LD deterioration, feedback control is performed so that Ib is increased and Ip is increased until the control limiter is applied. Unnecessary control is performed. In general, in an optical transmitter using an LD, an allowable LD bias current is set in advance, the LD bias current is monitored, and an alarm is issued when the preset LD bias current exceeds an allowable value. In addition, it is known to stop the control of the optical transmitter.

本発明は、LDを使用した光送信器において、LD劣化を速やかに検出できる光送信器を提供することを目的とする。また、前記のLD劣化を検出する機能を用いて最適な消光比を得ることが可能な光送信器および光送信器制御方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an optical transmitter that can quickly detect LD degradation in an optical transmitter using an LD. It is another object of the present invention to provide an optical transmitter and an optical transmitter control method capable of obtaining an optimum extinction ratio by using the function of detecting LD degradation.

第一の発明は、送信信号の異なる電圧レベルに対して、それぞれ該送信信号に比べて低い周波数を有するパイロット信号が互いに逆位相になるように重畳されたLD電流によりLDを駆動するLD駆動回路と、該LDの光出力をモニタするモニタ回路と、該モニタ回路の出力より該パイロット信号の周波数成分を抽出するフィルタ回路と、該パイロット信号の位相と該フィルタ回路の抽出した該周波数成分の位相とを比較する位相比較回路と、該位相比較回路の位相比較結果によって該レーザダイオードの劣化を判定する劣化判定回路を備えることを特徴とする光送信器である。   The first invention is an LD driving circuit for driving an LD with LD currents superimposed so that pilot signals having lower frequencies than the transmission signal are in opposite phases with respect to different voltage levels of the transmission signal. A monitor circuit for monitoring the optical output of the LD, a filter circuit for extracting the frequency component of the pilot signal from the output of the monitor circuit, the phase of the pilot signal and the phase of the frequency component extracted by the filter circuit And a deterioration determination circuit that determines deterioration of the laser diode based on a phase comparison result of the phase comparison circuit.

第一の発明によれば、LDを使用した光送信器において、LDの劣化を速やかに検出できる光送信器を提供することが可能となる。   According to the first invention, in the optical transmitter using the LD, it is possible to provide an optical transmitter capable of quickly detecting deterioration of the LD.

第二の発明は、送信信号に応じたLD電流によりLDを駆動するLD駆動回路と、該LDの光出力をモニタするモニタ回路と、該モニタ回路が出力するモニタ電流に基づいて、該LDの光出力電力もしくは該LDの光出力の消光比のいずれかを、もしくは両方を制御する制御回路を備える光送信器であって、
該LD駆動回路は、送信信号の異なる電圧レベルに対して、それぞれ該送信信号に比べて低い周波数を有するパイロット信号が互いに逆位相になるように重畳されたLD電流を生成し、該モニタ回路の出力より該パイロット信号の周波数成分を抽出するフィルタ回路と、該パイロット信号の位相と該フィルタ回路の抽出した該周波数成分の位相を比較する位相比較回路と、該位相比較回路の位相比較結果によって該LDの劣化を判定する劣化判定回路を備え、
該劣化判定回路が該LDの劣化を判定した場合に、該制御回路において該LDの光出力電力及び該LDの光出力の消光比の制御を保持することを特徴とする光送信器である。
According to a second aspect of the present invention, an LD driving circuit that drives an LD with an LD current corresponding to a transmission signal, a monitor circuit that monitors an optical output of the LD, and a monitor current output by the monitor circuit An optical transmitter comprising a control circuit that controls either the optical output power or the extinction ratio of the optical output of the LD, or both,
The LD driving circuit generates an LD current in which pilot signals having lower frequencies than the transmission signal are superimposed on the different voltage levels of the transmission signal so as to have opposite phases to each other. A filter circuit for extracting the frequency component of the pilot signal from the output, a phase comparison circuit for comparing the phase of the pilot signal with the phase of the frequency component extracted by the filter circuit, and the phase comparison result of the phase comparison circuit A deterioration determination circuit for determining the deterioration of the LD is provided,
An optical transmitter characterized in that, when the degradation determination circuit determines degradation of the LD, the control circuit holds control of the optical output power of the LD and the extinction ratio of the optical output of the LD.

第二の発明によれば、前記のLDの劣化を検出する機能を用いて最適な消光比を有する光送信器を提供することが可能となる。   According to the second invention, it is possible to provide an optical transmitter having an optimum extinction ratio by using the function of detecting the degradation of the LD.

第三の発明は、送信信号を変調する変調電流にバイアス電流を重畳したLD電流によってLDを駆動し、
該LDの光出力をモニタし、
該モニタ回路が出力するモニタ電流に基づいて、該LDの光出力電力もしくは該LDの光出力の消光比のいずれかを、もしくは両方を制御する光送信器制御方法において、
パイロット信号を重畳した変調電流によって送信信号を変調しバイアス電流を重畳したLD電流を生成し、
光出力の変調されたパイロット信号の周波数成分を抽出し、
該パイロット信号の位相と該パイロット信号の周波数成分の位相を比較し、
該位相比較結果によって該LDの劣化を判定し、
該LDの劣化を判定した場合に、該LDの光出力電力及び該LDの光出力の消光比の制御を保持することを特徴とする光送信器制御方法である。
The third invention drives the LD with an LD current in which a bias current is superimposed on a modulation current for modulating a transmission signal,
Monitor the optical output of the LD,
In the optical transmitter control method for controlling either or both of the optical output power of the LD and the extinction ratio of the optical output of the LD based on the monitor current output by the monitor circuit,
Modulating a transmission signal with a modulation current superimposed with a pilot signal to generate an LD current superimposed with a bias current,
Extract the frequency component of the modulated pilot signal of the optical output,
Comparing the phase of the pilot signal with the phase of the frequency component of the pilot signal;
The degradation of the LD is determined based on the phase comparison result,
In the optical transmitter control method, when the degradation of the LD is determined, control of the optical output power of the LD and the extinction ratio of the optical output of the LD is maintained.

第三の発明によれば、前記のLDの劣化を検出する機能を用いて最適な消光比を有する光送信器の制御方法を提供することが可能となる。   According to the third invention, it is possible to provide a method of controlling an optical transmitter having an optimum extinction ratio by using the function of detecting the degradation of the LD.

本発明の光送信器および光送信器制御方法は、該光送信器が備えるLDが温度上昇による劣化や経年劣化によって、LD変換効率が悪化した状態において、速やかに該LDの劣化を検出することが可能となる。また、パイロット信号の位相を比較した結果とパイロット信号の振幅を検出した結果に基づいて、Ib、Ipを制御し最適な消光比に対応して動作する光送信器の提供が可能となる。   The optical transmitter and the optical transmitter control method according to the present invention quickly detect the degradation of the LD provided in the optical transmitter in a state where the LD conversion efficiency has deteriorated due to degradation due to temperature rise or deterioration over time. Is possible. Further, it is possible to provide an optical transmitter that controls Ib and Ip based on the result of comparing the phase of the pilot signal and the result of detecting the amplitude of the pilot signal and operates in accordance with the optimum extinction ratio.

以降、図面を併用して本発明の詳細について説明する。なお、図面において同一のものまたは類似するものについては同一の符号を記載している。
(実施例1)
図1,2,3を用いて説明する。
Hereinafter, the details of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is described about the same thing or similar thing in drawing.
Example 1
This will be described with reference to FIGS.

図1は本発明の光送信器の構成を説明する図(1)である。101はLD、111はPD、10はLD駆動回路、11は位相比較回路、12はフィルタ回路、13は劣化判定回路である。   FIG. 1 is a diagram (1) illustrating the configuration of an optical transmitter according to the present invention. 101 is an LD, 111 is a PD, 10 is an LD drive circuit, 11 is a phase comparison circuit, 12 is a filter circuit, and 13 is a deterioration determination circuit.

図2は本発明のLDの直接変調を説明する図である。図12に対応して、Ipにはパイロット信号(1)が重畳されている。Ip制御信号(4)に、生成されたパイロット信号(1)を重畳することによって、送信信号(2)は該パイロット信号(1)を重畳したIpによって変調され、Ib制御信号(5)で制御されたIbによってバイアスされたLD101に印加される。   FIG. 2 is a diagram for explaining direct modulation of the LD of the present invention. Corresponding to FIG. 12, pilot signal (1) is superimposed on Ip. By superimposing the generated pilot signal (1) on the Ip control signal (4), the transmission signal (2) is modulated by the Ip on which the pilot signal (1) is superimposed, and is controlled by the Ib control signal (5). Applied to the LD 101 biased by the biased Ib.

図3は本発明の光送信器の動作を説明する図(1)である。LDを駆動するLD電流(6)、LD変換効率カーブ(8)、LD光出力(3)、PD電流(7)を示している。   FIG. 3 is a diagram (1) for explaining the operation of the optical transmitter of the present invention. An LD current (6) for driving the LD, an LD conversion efficiency curve (8), an LD light output (3), and a PD current (7) are shown.

パイロット信号(1)は、送信信号(2)に比較して十分に周波数の低い信号とする。例えば、送信信号が2.4GHzである場合に、パイロット信号は2KHz程度とする。本実施例では、論理レベル“1”“0”の一定周期の信号としているが、本光送信器が含まれる伝送システムにおいて対向する光受信器が、送信先を認識できるユニークな特定パターンのパイロット信号でもよい。   The pilot signal (1) is a signal having a sufficiently lower frequency than the transmission signal (2). For example, when the transmission signal is 2.4 GHz, the pilot signal is about 2 KHz. In this embodiment, the signal is a signal having a constant period of logical levels “1” and “0”, but a pilot having a unique specific pattern in which the opposite optical receiver in the transmission system including this optical transmitter can recognize the transmission destination. It may be a signal.

該生成されたパイロット信号(1)は、LD駆動回路10と位相比較回路11へ提供される。LD駆動回路10は、図2に示すように、Ip制御信号(4)に、該生成されたパイロット信号(1)を重畳することによって、送信信号(2)は該パイロット信号(1)を重畳したIpによって変調される。Ib制御信号(5)で制御されたIbによってバイアスされたLD101には、LD電流(6)が印加される。   The generated pilot signal (1) is provided to the LD driving circuit 10 and the phase comparison circuit 11. As shown in FIG. 2, the LD driving circuit 10 superimposes the generated pilot signal (1) on the Ip control signal (4), thereby superimposing the pilot signal (1) on the transmission signal (2). Modulated by Ip. The LD current (6) is applied to the LD 101 biased by Ib controlled by the Ib control signal (5).

Ip制御信号(4)はLD電流(6)の振幅値を制御し、Ip制御信号(4)を大きくすることによってAMP(102)の増幅率は増大しLD電流(6)の振幅値は大きくなる。また、Ib制御信号(5)はLD電流(6)の中心値を制御し、Ib制御信号(5)を大きくすることによってLD電流(6)の中心値は大きくなる。   The Ip control signal (4) controls the amplitude value of the LD current (6). By increasing the Ip control signal (4), the amplification factor of the AMP (102) increases and the amplitude value of the LD current (6) increases. Become. The Ib control signal (5) controls the center value of the LD current (6). By increasing the Ib control signal (5), the center value of the LD current (6) increases.

つまり、図3に示すように、Ip制御信号(4)によってLD電流(6)の動作範囲が決定され、Ib制御信号(5)によってLD電流(6)の中心値が決定される。   That is, as shown in FIG. 3, the operating range of the LD current (6) is determined by the Ip control signal (4), and the center value of the LD current (6) is determined by the Ib control signal (5).

図3においては、LD電流(6)の動作点、動作範囲がIth以上に設定された場合であるので、光変換効率カーブ(8)の傾きに基づいて光出力(3)が発生する。   In FIG. 3, since the operating point and operating range of the LD current (6) are set to be equal to or greater than Ith, the light output (3) is generated based on the slope of the light conversion efficiency curve (8).

PD111は、該光出力(3)の一部の出力光をモニタし、光電気変換したPD電流(7)をフィルタ回路12に出力する。   The PD 111 monitors a part of the output light of the optical output (3), and outputs a PD current (7) obtained by photoelectric conversion to the filter circuit 12.

フィルタ回路12は、該PD電流(7)をパイロット信号(1)以下の低帯域を通過させる。もしくは、パイロット信号(1)帯域の周波数成分のみを通過させる。光出力(3)、並びに該光出力(3)をモニタしたPD電流(7)に含まれるパイロット信号は、Ipに重畳されて変調されているため、論理レベル“1”側の正位相のパイロット信号と、論理レベル“0”側の逆位相のパイロット信号になる。そのため、光出力(3)が、LD変換効率カーブ(8)の同じ傾きに基づいて変換された場合には、フィルタ回路12は、論理レベル“1”側の正位相のパイロット信号と、論理レベル“0”側の逆位相のパイロット信号を平均化するために、フィルタ回路12にはパイロット信号が出力されない。   The filter circuit 12 passes the PD current (7) through a low band below the pilot signal (1). Alternatively, only the frequency component of the pilot signal (1) band is passed. Since the pilot signal included in the optical output (3) and the PD current (7) monitoring the optical output (3) is superimposed and modulated on Ip, the positive phase pilot on the logic level “1” side The signal and the pilot signal of the opposite phase on the logic level “0” side. Therefore, when the optical output (3) is converted based on the same slope of the LD conversion efficiency curve (8), the filter circuit 12 has a positive phase pilot signal on the logic level “1” side and the logic level. In order to average the pilot signals of the opposite phase on the “0” side, no pilot signal is output to the filter circuit 12.

位相比較回路11は、フィルタ回路12がパイロット信号を出力するかを、そしてパイロット信号を出力した場合、該パイロット信号の位相が、生成されたパイロット信号(1)と比較して、正位相であるか逆位相であるかを比較する。   The phase comparison circuit 11 indicates whether the filter circuit 12 outputs a pilot signal, and when the pilot signal is output, the phase of the pilot signal is positive compared to the generated pilot signal (1). Or if they are in antiphase.

劣化判定回路13は、位相比較回路の比較結果により、フィルタ回路12がパイロット信号を出力しなかった場合は正常、つまりLDに劣化は生じていないと判定する。
(実施例2)
図4は本発明の光送信器の動作を説明する図(2)である。図3に対応して、LD変換効率カーブにおいて劣化が生じている場合の光送信器の動作を説明する。
Based on the comparison result of the phase comparison circuit, the deterioration determination circuit 13 determines that the filter circuit 12 does not output a pilot signal, that is, that the LD is not deteriorated.
(Example 2)
FIG. 4 is a diagram (2) for explaining the operation of the optical transmitter of the present invention. Corresponding to FIG. 3, the operation of the optical transmitter when the LD conversion efficiency curve is degraded will be described.

LDが劣化した場合のLD変換効率カーブ(18)に基づいて、LD電流(6)が変換された光出力(13)は、論理レベル“1”側の正位相のパイロット信号が完全に抑圧されてしまう。該光出力(13)をモニタしたPD電流(17)も、同様に論理レベル“1”側の正位相のパイロット信号が完全に抑圧されたものになる。   Based on the LD conversion efficiency curve (18) when the LD deteriorates, the positive output pilot signal on the logic level “1” side is completely suppressed in the optical output (13) converted from the LD current (6). End up. Similarly, the PD current (17) monitoring the optical output (13) is also a signal in which the positive phase pilot signal on the logic level “1” side is completely suppressed.

フィルタ回路12は、よって、論理レベル“0”側の逆位相のパイロット信号のみをフィルタリングすることになる。   Therefore, the filter circuit 12 filters only the pilot signal having the opposite phase on the logic level “0” side.

位相比較回路11は、生成されたパイロット信号(1)と比較することによって、逆位相のパイロット信号を検出したことを通知する。   The phase comparison circuit 11 compares with the generated pilot signal (1) to notify that an antiphase pilot signal has been detected.

劣化判定回路13は、位相比較回路の該比較結果により、LD変換効率カーブ(18)の論理レベル“1”側の傾きが異常であることを判断し、LDに劣化が生じていると判定する。
(実施例3)
図5は本発明の光送信器の構成を説明する図(2)である。図1に対応して、制御回路14は、劣化判定回路13の劣化判定結果およびPD111のモニタ信号を受けLD駆動回路10を制御する。
The degradation determination circuit 13 determines that the slope of the logic level “1” side of the LD conversion efficiency curve (18) is abnormal based on the comparison result of the phase comparison circuit, and determines that degradation has occurred in the LD. .
(Example 3)
FIG. 5 is a diagram (2) illustrating the configuration of the optical transmitter of the present invention. Corresponding to FIG. 1, the control circuit 14 receives the deterioration determination result of the deterioration determination circuit 13 and the monitor signal of the PD 111 and controls the LD driving circuit 10.

図6は本発明の光送信器の動作を説明する図(3)である。図3に対応して、LD変換効率カーブ(8)は同じであるが、Ibが小さいために、LDの動作点が低くなり、動作範囲が低くなって、LDの動作範囲の一部がIth以下になっている。   FIG. 6 is a diagram (3) for explaining the operation of the optical transmitter of the present invention. Corresponding to FIG. 3, the LD conversion efficiency curve (8) is the same, but since Ib is small, the operating point of the LD is lowered, the operating range is lowered, and a part of the operating range of the LD is Ith. It is as follows.

前記のLDの動作点、動作範囲において、LD変換効率カーブ(8)に基づいて、LD電流(6)が変換された光出力(23)は、論理レベル“0”側の逆位相のパイロット信号が抑圧されてしまう。該光出力(23)をモニタしたPD電流(27)も、同様に論理レベル“0”側の逆位相のパイロット信号が抑圧されたものになる。   Based on the LD conversion efficiency curve (8) at the LD operating point and operating range, the optical output (23) converted from the LD current (6) is an antiphase pilot signal on the logic level “0” side. Will be suppressed. Similarly, the PD current (27) monitored for the optical output (23) is the one in which the pilot signal of the opposite phase on the logic level “0” side is suppressed.

フィルタ回路12は、論理レベル“1”側の正位相のパイロット信号と、論理レベル“0”側の逆位相のパイロット信号を平均化するために、論理レベル“1”側の正位相のパイロット信号を出力する。   In order to average the positive phase pilot signal on the logic level “1” side and the antiphase pilot signal on the logic level “0” side, the filter circuit 12 has the positive phase pilot signal on the logic level “1” side. Is output.

位相比較回路11は、生成されたパイロット信号(1)と比較することによって、正位相のパイロット信号を検出したことを劣化判定回路13に通知する。   The phase comparison circuit 11 notifies the deterioration determination circuit 13 that a positive phase pilot signal has been detected by comparing with the generated pilot signal (1).

劣化判定回路13は、位相比較回路の該比較結果により、LDの動作点、動作範囲が低いと判断し、LDに劣化は生じていないと判定する。   Based on the comparison result of the phase comparison circuit, the deterioration determination circuit 13 determines that the LD operating point and operating range are low, and determines that the LD has not deteriorated.

制御回路14は、劣化判定回路の該判断結果、該判定結果に基づいて、動作点を高くするためにIbを増加するようにIb制御信号(5)を介してLD駆動回路を制御する。
(実施例4)
図5の光送信器の構成において、前記図4に示すLD変換効率カーブ(18)を有する場合には、劣化判定回路13のLDに劣化が生じているとの判定に基づいて、制御回路14は、Ip制御信号(4)、Ib制御信号(5)を介してLD駆動回路への制御を保持する。また、該光送信器が使用されるシステムにおいて、許容されるならば、制御回路14は、Ip制御信号(4)、Ib制御信号(5)を介してLD駆動回路への制御を停止してもよい。
(実施例5)
図7は本発明の光送信器の構成を説明する図(3)である。図5に対応して、15は振幅比較回路、16は劣化判定回路、17は劣化判定条件格納回路、18は制御回路である。
Based on the determination result of the deterioration determination circuit and the determination result, the control circuit 14 controls the LD drive circuit via the Ib control signal (5) so as to increase Ib in order to increase the operating point.
Example 4
In the configuration of the optical transmitter of FIG. 5, when the LD conversion efficiency curve (18) shown in FIG. 4 is provided, the control circuit 14 is based on the determination of the deterioration of the LD of the deterioration determination circuit 13. Holds control to the LD drive circuit via the Ip control signal (4) and the Ib control signal (5). In the system in which the optical transmitter is used, if permitted, the control circuit 14 stops the control to the LD drive circuit via the Ip control signal (4) and the Ib control signal (5). Also good.
(Example 5)
FIG. 7 is a diagram (3) illustrating the configuration of the optical transmitter according to the present invention. Corresponding to FIG. 5, 15 is an amplitude comparison circuit, 16 is a deterioration determination circuit, 17 is a deterioration determination condition storage circuit, and 18 is a control circuit.

振幅比較回路15は、パイロット信号(1)と、フィルタ回路12で論理レベル“1”側の正位相のパイロット信号と、論理レベル“0”側の逆位相のパイロット信号の平均化されたパイロット信号の振幅値を比較する。   The amplitude comparison circuit 15 is an averaged pilot signal of the pilot signal (1), the positive phase pilot signal on the logic level “1” side and the antiphase pilot signal on the logic level “0” side in the filter circuit 12. Compare the amplitude values.

図8は振幅比較回路を説明する図である。(A1)、(B1)、(C1)はPD111の光出力をモニタしたパイロット信号に注目したPD電流を示している。(A2)、(B2)、(C2)は、フィルタ回路12の出力であり、論理レベル“1”側の正位相のパイロット信号と論理レベル“0”側の逆位相のパイロット信号の平均化されたパイロット信号を示している。(A3)、(B3)、(C3)は、振幅比較回路15の比較結果であり、(A2)、(B2)、(C2)に示すフィルタリングされたパイロット信号のパイロット信号(1)に対する振幅の比率と、該フィルタリングされたパイロット信号の位相を示す。(A1)、(A2)、(A3)は、図3で説明したLDに劣化がない場合であり、振幅比較回路15の比較結果は0%となる。(B1)、(B2)、(B3)は、図4で説明した場合において、LD変換効率カーブ(18)において傾きが0にならずに、論理レベル“1”側の正位相のパイロット信号が半分だけ抑圧された場合であり、振幅比較回路15の比較結果は50%、逆位相となる。(C1)、(C2)、(C3)は、図6で説明したLDに劣化がなく、Ibが小さいために、LDの動作点が低くなり、動作範囲が低くなって、LDの動作範囲の一部がIth以下になっており、論理レベル“0”側の逆位相のパイロット信号が30%だけ抑圧された場合であり、振幅比較回路15の比較結果は30%、正位相となる。   FIG. 8 is a diagram illustrating an amplitude comparison circuit. (A1), (B1), and (C1) indicate PD currents focused on a pilot signal obtained by monitoring the optical output of the PD111. (A2), (B2), and (C2) are outputs of the filter circuit 12, and are obtained by averaging the positive phase pilot signal on the logic level “1” side and the antiphase pilot signal on the logic level “0” side. The pilot signal is shown. (A3), (B3), and (C3) are comparison results of the amplitude comparison circuit 15, and the amplitude of the filtered pilot signal shown in (A2), (B2), and (C2) with respect to the pilot signal (1) is shown. The ratio and the phase of the filtered pilot signal are shown. (A1), (A2), and (A3) are cases where the LD described with reference to FIG. 3 is not deteriorated, and the comparison result of the amplitude comparison circuit 15 is 0%. In the case described with reference to FIG. 4, (B1), (B2), and (B3) do not have a slope of 0 in the LD conversion efficiency curve (18). This is a case where only half is suppressed, and the comparison result of the amplitude comparison circuit 15 is 50% and in reverse phase. In (C1), (C2), and (C3), since the LD described in FIG. 6 is not deteriorated and Ib is small, the operating point of the LD is lowered, the operating range is lowered, and the operating range of the LD is reduced. This is a case where a part of the signal is equal to or lower than Ith and the pilot signal of the opposite phase on the logic level “0” side is suppressed by 30%, and the comparison result of the amplitude comparison circuit 15 is 30% and the positive phase.

図9は劣化判定条件を説明する図であり、劣化判定条件格納回路17に格納され、劣化判定回路16がLDの劣化を判定するための条件が格納されている。パイロット信号振幅値はパイロット信号(1)の振幅値を示し、判定閾値は、図8の(A3)、(B3)、(C3)に示した該振幅比較回路15の比較結果に対して劣化の程度が正常と判断する閾値を示している。   FIG. 9 is a diagram for explaining the deterioration determination condition, which is stored in the deterioration determination condition storage circuit 17, and stores the condition for the deterioration determination circuit 16 to determine the deterioration of the LD. The pilot signal amplitude value indicates the amplitude value of the pilot signal (1), and the determination threshold value is lower than the comparison result of the amplitude comparison circuit 15 shown in (A3), (B3), and (C3) of FIG. The threshold value indicates that the degree is normal.

図10は劣化判定および消光比制御処理フローであり、上記位相比較結果、振幅比較結果、劣化判定条件を用いて、LD劣化の判定および消光比制御の処理フローについて説明する。   FIG. 10 shows a flow of processing for determining deterioration and extinction ratio. The processing flow for determining LD deterioration and controlling extinction ratio will be described using the above phase comparison result, amplitude comparison result, and deterioration determination condition.

S1. 位相比較回路11のパイロット信号(1)とフィルタ回路12のフィルタリングされたパイロット信号の位相比較結果を判定する。該フィルタリングされたパイロット信号にパイロット信号が現れない場合、つまり、論理レベル“1”側の正位相のパイロット信号と論理レベル“0”側の逆位相のパイロット信号が平均化されて出力されない場合を正常と判定し、その他の場合、つまり、該フィルタリングされたパイロット信号にいずれかの位相のパイロット信号が現れた場合を正常でないと判定する。   S1. A phase comparison result between the pilot signal (1) of the phase comparison circuit 11 and the filtered pilot signal of the filter circuit 12 is determined. When the pilot signal does not appear in the filtered pilot signal, that is, when the positive phase pilot signal on the logical level “1” side and the negative phase pilot signal on the logical level “0” side are averaged and not output. In other cases, that is, when a pilot signal of any phase appears in the filtered pilot signal, it is determined as not normal.

S2. 前記S1において正常でないと判定された場合であり、振幅比較回路15のパイロット信号(1)とフィルタ回路12のフィルタリングされたパイロット信号の振幅比較結果を判定する。図9で示した劣化判定条件に基づいて、フィルタリングされたパイロット信号のパイロット信号(1)に対する振幅の比率を求め、該比率が、該パイロット信号(1)の振幅値に対応した判定閾値に対して正常範囲にあるかを判定する。   S2. This is a case where it is determined in S1 that the signal is not normal, and the amplitude comparison result between the pilot signal (1) of the amplitude comparison circuit 15 and the filtered pilot signal of the filter circuit 12 is determined. Based on the deterioration determination condition shown in FIG. 9, the ratio of the amplitude of the filtered pilot signal to the pilot signal (1) is obtained, and the ratio is determined with respect to the determination threshold corresponding to the amplitude value of the pilot signal (1). To determine whether it is in the normal range.

S3. 前記S2において前記振幅比率が正常範囲にない場合であり、LDが劣化状態にあると判定されるので警報を発出する。そして、制御回路18においてはLDの光出力電力およびLDの光出力の消光比の制御を保持するように制御しても良い。また、制御回路18においてはLDの光出力を停止するように制御しても良い。   S3. In S2, the amplitude ratio is not in the normal range, and it is determined that the LD is in a deteriorated state, so an alarm is issued. Then, the control circuit 18 may perform control so as to maintain control of the optical output power of the LD and the extinction ratio of the optical output of the LD. Further, the control circuit 18 may be controlled to stop the optical output of the LD.

S4. 前記S1において位相比較結果が正常、もしくは前記S2において振幅比較結果が正常のいずれかの場合であり、LDの光出力の消光比の制御を実施するか否かを判定する。現状の消光比が本制御対象の光送信器を備える光伝送システムの特性を満足する場合には、該判定は消光比制御を実施しないと判定する。消光比を改善する場合には、該判定は消光比制御を実施すると判定する。   S4. Whether the phase comparison result is normal in S1 or the amplitude comparison result is normal in S2, it is determined whether or not to control the extinction ratio of the optical output of the LD. When the current extinction ratio satisfies the characteristics of the optical transmission system including the optical transmitter to be controlled, it is determined that the extinction ratio control is not performed. When the extinction ratio is improved, it is determined that the extinction ratio control is performed.

S5. 前記S4において消光比を改善しない場合であり、制御回路18はIb、Ipを現状値に保持するよう制御する。   S5. This is a case where the extinction ratio is not improved in S4, and the control circuit 18 performs control so as to maintain Ib and Ip at their current values.

S6. 前記S4において消光比を改善する場合であり、位相比較回路11のパイロット信号(1)とフィルタ回路12のフィルタリングされたパイロット信号の位相比較結果が、正位相の場合か、該フィルタリングされたパイロット信号にパイロット信号が現れない場合か、もしくは逆位相の場合かを判定する。   S6. In the case where the extinction ratio is improved in S4, whether the phase comparison result between the pilot signal (1) of the phase comparison circuit 11 and the filtered pilot signal of the filter circuit 12 is a positive phase or the filtered pilot signal It is determined whether the pilot signal does not appear in FIG.

S7. 前記S6において位相比較結果が正位相の場合であり、制御回路18はIpを減少する。本制御は、Ipを減少することによって、論理レベル“0”側の逆位相のパイロット信号がIth以下で動作していることを改善する。なお、Ipの変化量は制御回路18が予め備える制御テーブル(図示せず)に格納されている制御情報に基づいて決定する。   S7. In S6, the phase comparison result is a positive phase, and the control circuit 18 decreases Ip. This control improves that the anti-phase pilot signal on the logic level “0” side is operating below Ith by decreasing Ip. The amount of change in Ip is determined based on control information stored in a control table (not shown) provided in advance in the control circuit 18.

S8. 前記S6において位相比較結果が逆位相の場合であり、制御回路18はIbもしくはIpを減少する。本制御は、Ibを減少することによってLD変換効率カーブの動作点をLD電流の小さい方に移動し、論理レベル“1”側の正位相のパイロット信号のLD変換効率カーブの傾きが、論理レベル“0”側の逆位相のパイロット信号のLD変換効率カーブの傾きよりの小さいカーブ点で動作していることを改善する。なお、IpもしくはIbの減少量は制御回路18が予め備える制御テーブル(図示せず)に格納されている制御情報に基づいて決定する。   S8. This is a case where the phase comparison result is the opposite phase in S6, and the control circuit 18 decreases Ib or Ip. In this control, the operating point of the LD conversion efficiency curve is moved to the smaller LD current by decreasing Ib, and the slope of the LD conversion efficiency curve of the positive phase pilot signal on the logic level “1” side is the logic level. It is improved that the operation is performed at a curve point smaller than the slope of the LD conversion efficiency curve of the pilot signal having the opposite phase on the “0” side. The amount of decrease in Ip or Ib is determined based on control information stored in a control table (not shown) provided in advance in the control circuit 18.

S9. 前記S6において位相比較結果が、該フィルタリングされたパイロット信号にパイロット信号が現れない場合であり、制御回路18はIpを増加する。本制御は、Ipを増加することによってLD変換効率カーブの動作範囲を大きくして消光比を大きくするように改善する。   S9. In S6, the phase comparison result is a case where no pilot signal appears in the filtered pilot signal, and the control circuit 18 increases Ip. This control is improved to increase the extinction ratio by increasing the operating range of the LD conversion efficiency curve by increasing Ip.

S10. 前記S7、S8、もしくはS9のいずれかを処理した後に、該処理によって消光比が改善されたかを判定するためにパイロット信号(1)を送出する。なお、本処理は、パイロット信号(1)が適時送出される光送信機の場合に必要であり、パイロット信号(1)が常時送出されている場合には、本処理は不要である。該パイロット信号(1)の送出によって、前記S1からの処理フローが実施されることによって、前記光伝送システムの特性を満足する消光比を得ることができる。
(実施例6)
図11は本発明の光送信器の構成を説明する図(4)である。図7に対応して、19はパイロット生成回路である。パイロット信号パターン、パイロット信号の発生周期、発出タイミング、パイロット信号の振幅値が、制御回路20によって制御されるパイロット信号を生成する。
S10. After processing any of S7, S8, or S9, a pilot signal (1) is transmitted to determine whether the extinction ratio has been improved by the processing. This process is necessary for an optical transmitter that transmits the pilot signal (1) in a timely manner, and is unnecessary when the pilot signal (1) is constantly transmitted. By transmitting the pilot signal (1), the processing flow from S1 is performed, whereby an extinction ratio that satisfies the characteristics of the optical transmission system can be obtained.
(Example 6)
FIG. 11 is a diagram (4) for explaining the configuration of the optical transmitter of the present invention. Corresponding to FIG. 7, reference numeral 19 denotes a pilot generation circuit. A pilot signal whose pilot signal pattern, pilot signal generation period, emission timing, and pilot signal amplitude value are controlled by the control circuit 20 is generated.

以上の実施例1〜6を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。   Regarding the embodiment including the above Examples 1 to 6, the following additional notes are disclosed.

(付記1) 送信信号の異なる電圧レベルに対して、それぞれ該送信信号に比べて低い周波数を有するパイロット信号が互いに逆位相になるように重畳されたレーザダイオード電流によりレーザダイオードを駆動するレーザダイオード駆動回路と、
該レーザダイオードの光出力をモニタするモニタ回路と、
該モニタ回路の出力より該パイロット信号の周波数成分を抽出するフィルタ回路と、
該パイロット信号の位相と該フィルタ回路の抽出した該周波数成分の位相とを比較する位相比較回路と、
該位相比較回路の位相比較結果によって該レーザダイオードの劣化を判定する劣化判定回路と、
を備えることを特徴とする光送信器。
(Supplementary note 1) Laser diode drive for driving a laser diode with a laser diode current superimposed so that pilot signals having lower frequencies than the transmission signal are in opposite phases with respect to different voltage levels of the transmission signal Circuit,
A monitor circuit for monitoring the optical output of the laser diode;
A filter circuit for extracting the frequency component of the pilot signal from the output of the monitor circuit;
A phase comparison circuit that compares the phase of the pilot signal with the phase of the frequency component extracted by the filter circuit;
A deterioration determination circuit for determining deterioration of the laser diode based on a phase comparison result of the phase comparison circuit;
An optical transmitter comprising:

(付記2) 送信信号に応じたレーザダイオード電流によりレーザダイオードを駆動するレーザダイオード駆動回路と、
該レーザダイオードの光出力をモニタするモニタ回路と、
該モニタ回路が出力するモニタ電流に基づいて、該レーザダイオードの光出力電力もしくは該レーザダイオードの光出力の消光比のいずれかを、もしくは両方を制御する制御回路を備える光送信器であって、
該レーザダイオード駆動回路は、送信信号の異なる電圧レベルに対して、それぞれ該送信信号に比べて低い周波数を有するパイロット信号が互いに逆位相になるように重畳されたレーザダイオード電流を生成し、
該モニタ回路の出力より該パイロット信号の周波数成分を抽出するフィルタ回路と、
該パイロット信号の位相と該フィルタ回路の抽出した該周波数成分の位相を比較する位相比較回路と、
該位相比較回路の位相比較結果によって該レーザダイオードの劣化を判定する劣化判定回路を備え、
該劣化判定回路が該レーザダイオードの劣化を判定した場合に、該制御回路において該レーザダイオードの光出力電力及び該レーザダイオードの光出力の消光比の制御を保持することを特徴とする光送信器。
(Supplementary note 2) a laser diode driving circuit for driving a laser diode with a laser diode current according to a transmission signal;
A monitor circuit for monitoring the optical output of the laser diode;
An optical transmitter comprising a control circuit for controlling either or both of the optical output power of the laser diode or the extinction ratio of the optical output of the laser diode based on the monitor current output by the monitor circuit,
The laser diode driving circuit generates laser diode currents superimposed such that pilot signals having lower frequencies than the transmission signals are in opposite phases with respect to different voltage levels of the transmission signals,
A filter circuit for extracting the frequency component of the pilot signal from the output of the monitor circuit;
A phase comparison circuit that compares the phase of the pilot signal with the phase of the frequency component extracted by the filter circuit;
A deterioration determination circuit for determining deterioration of the laser diode based on a phase comparison result of the phase comparison circuit;
When the deterioration determination circuit determines deterioration of the laser diode, the control circuit holds control of the optical output power of the laser diode and the extinction ratio of the optical output of the laser diode. .

(付記3) 付記2に記載の光送信器であって、
前記フィルタ回路の抽出した該周波数成分の振幅を検出し、前記パイロット信号の振幅と比較する振幅比較回路を備え、
前記劣化判定回路は、前記位相比較回路の比較結果、該振幅比較回路の比較結果及び予め登録されたレーザダイオード劣化判定条件に基づいてレーザダイオードの劣化の状態を判定し、
前記制御回路は、該劣化判定回路の判定結果に基づいて前記レーザダイオードの光出力の消光比を制御することを特徴とする光送信器。
(Supplementary note 3) The optical transmitter according to supplementary note 2, wherein
An amplitude comparison circuit that detects the amplitude of the frequency component extracted by the filter circuit and compares it with the amplitude of the pilot signal;
The deterioration determination circuit determines a deterioration state of the laser diode based on a comparison result of the phase comparison circuit, a comparison result of the amplitude comparison circuit, and a laser diode deterioration determination condition registered in advance.
The optical transmitter is characterized in that the control circuit controls an extinction ratio of the optical output of the laser diode based on a determination result of the deterioration determination circuit.

(付記4) 付記3に記載の光送信器であって、
前記レーザダイオード劣化判定条件は、レーザダイオードの特性によってグループ化される該グループを識別するレーザダイオード固体識別番号と、前記パイロット信号の振幅値を示すパイロット信号振幅値と、レーザダイオード固体識別番号毎に該パイロット信号の振幅値に対してレーザダイオード劣化と判定するための判定閾値から構成し、予め登録されていることを特徴とする光送信器。
(Supplementary note 4) The optical transmitter according to supplementary note 3, wherein
The laser diode deterioration determination condition is determined for each laser diode solid identification number for identifying the group grouped according to the characteristics of the laser diode, a pilot signal amplitude value indicating the amplitude value of the pilot signal, and each laser diode solid identification number. An optical transmitter comprising a determination threshold value for determining the deterioration of the laser diode with respect to the amplitude value of the pilot signal, and registered in advance.

(付記5) 送信信号を変調する変調電流にバイアス電流を重畳したレーザダイオード電流によってレーザダイオードを駆動し、
該レーザダイオードの光出力をモニタし、
該モニタ回路が出力するモニタ電流に基づいて、該レーザダイオードの光出力電力もしくは該レーザダイオードの光出力の消光比のいずれかを、もしくは両方を制御する光送信器制御方法において、
パイロット信号を重畳した変調電流によって送信信号を変調しバイアス電流を重畳したレーザダイオード電流を生成し、
光出力の変調されたパイロット信号の周波数成分を抽出し、
該パイロット信号の位相と該パイロット信号の周波数成分の位相を比較し、
該位相比較結果によって該レーザダイオードの劣化を判定し、
該レーザダイオードの劣化を判定した場合に、該レーザダイオードの光出力電力及び該レーザダイオードの光出力の消光比の制御を保持することを特徴とする光送信器制御方法。
(Supplementary Note 5) A laser diode is driven by a laser diode current obtained by superimposing a bias current on a modulation current for modulating a transmission signal,
Monitoring the light output of the laser diode;
In an optical transmitter control method for controlling either or both of the optical output power of the laser diode or the extinction ratio of the optical output of the laser diode based on the monitor current output by the monitor circuit,
Modulating a transmission signal with a modulation current superimposed with a pilot signal to generate a laser diode current superimposed with a bias current,
Extract the frequency component of the modulated pilot signal of the optical output,
Comparing the phase of the pilot signal with the phase of the frequency component of the pilot signal;
The deterioration of the laser diode is determined by the phase comparison result,
An optical transmitter control method characterized by maintaining control of the optical output power of the laser diode and the extinction ratio of the optical output of the laser diode when the deterioration of the laser diode is determined.

(付記6) 付記5に記載の光送信器制御方法であって、
前記パイロット信号の周波数成分の振幅を検出し、前記パイロット信号の振幅と比較し、
前記位相比較の結果、該比較結果及び予め登録されたレーザダイオード劣化判定条件に基づいてレーザダイオードの劣化の状態を判定し、
該劣化判定回路の判定結果に基づいて前記レーザダイオードの光出力の消光比を制御することを特徴とする光送信器制御方法。
(Supplementary note 6) The optical transmitter control method according to supplementary note 5, wherein
Detecting the amplitude of the frequency component of the pilot signal and comparing it with the amplitude of the pilot signal;
As a result of the phase comparison, determine the state of deterioration of the laser diode based on the comparison result and a laser diode deterioration determination condition registered in advance,
An optical transmitter control method, comprising: controlling an extinction ratio of an optical output of the laser diode based on a determination result of the deterioration determination circuit.

(付記7) 付記6に記載の光送信器制御方法であって、
前記位相比較結果が正常範囲にあり、かつ前記振幅比較結果が正常範囲にあり、そして消光比制御を行う場合、
該位相比較結果が正位相である状態では前記変調電流を減少し、
該位相比較結果が逆位相である状態では前記バイアス電流もしくは変調電流を減少し、
該位相比較結果が正位相でなく逆位相でもない状態では前記変調電流を増加するように制御することを特徴とする光送信器制御方法。
(Supplementary note 7) The optical transmitter control method according to supplementary note 6, wherein
When the phase comparison result is in a normal range and the amplitude comparison result is in a normal range, and extinction ratio control is performed,
In the state where the phase comparison result is a positive phase, the modulation current is decreased,
When the phase comparison result is in the opposite phase, the bias current or the modulation current is decreased,
An optical transmitter control method, wherein the modulation current is controlled to increase in a state where the phase comparison result is neither a positive phase nor a reverse phase.

(付記8) 付記2に記載の光送信器であって、
特定なパターンのパイロット信号を生成するパイロット生成回路を備えることを特徴とする光送信器。
(Supplementary note 8) The optical transmitter according to supplementary note 2,
An optical transmitter comprising a pilot generation circuit that generates a pilot signal having a specific pattern.

(付記9) 付記1に記載の光送信器であって、
前記フィルタ回路は、ローパスフィルタもしくはバンドパスフィルタのいずれかであることを特徴とする光送信器。
(Supplementary note 9) The optical transmitter according to supplementary note 1, wherein
The optical transmitter is characterized in that the filter circuit is either a low-pass filter or a band-pass filter.

本発明の光送信器の構成を説明する図(1)FIG. 1 illustrates the configuration of an optical transmitter according to the present invention. 本発明のLDの直接変調を説明する図The figure explaining the direct modulation of LD of this invention 本発明の光送信器の動作を説明する図(1)FIG. (1) explaining operation | movement of the optical transmitter of this invention 本発明の光送信器の動作を説明する図(2)FIG. 2 explains the operation of the optical transmitter of the present invention (2). 本発明の光送信器の構成を説明する図(2)FIG. 2 illustrates the configuration of the optical transmitter according to the present invention. 本発明の光送信器の動作を説明する図(3)FIG. 3 illustrates the operation of the optical transmitter according to the present invention. 本発明の光送信器の構成を説明する図(3)FIG. 3 illustrates the configuration of the optical transmitter according to the present invention. 振幅比較回路を説明する図The figure explaining an amplitude comparison circuit 劣化判定条件を説明する図A diagram for explaining deterioration judgment conditions 劣化判定および消光比制御処理フローDeterioration judgment and extinction ratio control processing flow 本発明の光送信器の構成を説明する図(4)FIG. 4 illustrates the configuration of the optical transmitter according to the present invention. LDの直接変調を説明する図Diagram explaining direct modulation of LD 送信信号の変調された光出力を説明する図The figure explaining the modulated optical output of a transmission signal LD変換効率を説明する図(1)Diagram explaining LD conversion efficiency (1) 光送信器の制御を説明する図The figure explaining control of an optical transmitter 光出力のモニタを説明する図Diagram explaining optical output monitor LD変換効率を説明する図(2)Diagram explaining LD conversion efficiency (2) LD劣化を説明する図Diagram explaining LD degradation LD劣化時のLD変換効率を説明する図The figure explaining LD conversion efficiency at the time of LD degradation

符号の説明Explanation of symbols

10, 112 LD駆動回路
11 位相比較回路
12 フィルタ回路
13, 16 劣化判定回路
14, 18, 20, 113 制御回路
19 パイロット生成回路
15 振幅比較回路
17 劣化判定条件格納回路
101 レーザダイオード(LD)
102 増幅器(AMP)
111 フォトダイオード(PD)
(1) パイロット信号
(2) 送信信号
(3), (13), (23), (105) 光出力
(4) Ip制御信号
(5) Ib制御信号
(6), (104) LD電流
(7), (17), (27), (106) PD電流
(8), (18), (103) LD変換効率カーブ
10, 112 LD drive circuit
11 Phase comparison circuit
12 Filter circuit
13, 16 Degradation judgment circuit
14, 18, 20, 113 Control circuit
19 Pilot generation circuit
15 Amplitude comparison circuit
17 Degradation condition storage circuit
101 Laser diode (LD)
102 Amplifier (AMP)
111 Photodiode (PD)
(1) Pilot signal
(2) Transmission signal
(3), (13), (23), (105) Optical output
(4) Ip control signal
(5) Ib control signal
(6), (104) LD current
(7), (17), (27), (106) PD current
(8), (18), (103) LD conversion efficiency curve

Claims (5)

送信信号の異なる電圧レベルに対して、それぞれ該送信信号に比べて低い周波数を有するパイロット信号が互いに逆位相になるように重畳されたレーザダイオード電流によりレーザダイオードを駆動するレーザダイオード駆動回路と、
該レーザダイオードの光出力をモニタするモニタ回路と、
該モニタ回路の出力より該パイロット信号の周波数成分を抽出するフィルタ回路と、
該パイロット信号の位相と該フィルタ回路の抽出した該周波数成分の位相とを比較する位相比較回路と、
該位相比較回路の位相比較結果によって該レーザダイオードの劣化を判定する劣化判定回路と、
を備えることを特徴とする光送信器。
A laser diode driving circuit for driving a laser diode with a laser diode current superimposed so that pilot signals having lower frequencies than the transmission signal are in opposite phases with respect to different voltage levels of the transmission signal;
A monitor circuit for monitoring the optical output of the laser diode;
A filter circuit for extracting the frequency component of the pilot signal from the output of the monitor circuit;
A phase comparison circuit that compares the phase of the pilot signal with the phase of the frequency component extracted by the filter circuit;
A deterioration determination circuit for determining deterioration of the laser diode based on a phase comparison result of the phase comparison circuit;
An optical transmitter comprising:
送信信号に応じたレーザダイオード電流によりレーザダイオードを駆動するレーザダイオード駆動回路と、
該レーザダイオードの光出力をモニタするモニタ回路と、
該モニタ回路が出力するモニタ電流に基づいて、該レーザダイオードの光出力電力もしくは該レーザダイオードの光出力の消光比のいずれかを、もしくは両方を制御する制御回路を備える光送信器であって、
該レーザダイオード駆動回路は、送信信号の異なる電圧レベルに対して、それぞれ該送信信号に比べて低い周波数を有するパイロット信号が互いに逆位相になるように重畳されたレーザダイオード電流を生成し、
該モニタ回路の出力より該パイロット信号の周波数成分を抽出するフィルタ回路と、
該パイロット信号の位相と該フィルタ回路の抽出した該周波数成分の位相を比較する位相比較回路と、
該位相比較回路の位相比較結果によって該レーザダイオードの劣化を判定する劣化判定回路を備え、
該劣化判定回路が該レーザダイオードの劣化を判定した場合に、該制御回路において該レーザダイオードの光出力電力及び該レーザダイオードの光出力の消光比の制御を保持することを特徴とする光送信器。
A laser diode driving circuit for driving the laser diode by a laser diode current corresponding to the transmission signal;
A monitor circuit for monitoring the optical output of the laser diode;
An optical transmitter comprising a control circuit for controlling either or both of the optical output power of the laser diode or the extinction ratio of the optical output of the laser diode based on the monitor current output by the monitor circuit,
The laser diode driving circuit generates laser diode currents superimposed such that pilot signals having lower frequencies than the transmission signals are in opposite phases with respect to different voltage levels of the transmission signals,
A filter circuit for extracting the frequency component of the pilot signal from the output of the monitor circuit;
A phase comparison circuit that compares the phase of the pilot signal with the phase of the frequency component extracted by the filter circuit;
A deterioration determination circuit for determining deterioration of the laser diode based on a phase comparison result of the phase comparison circuit;
When the deterioration determination circuit determines deterioration of the laser diode, the control circuit holds control of the optical output power of the laser diode and the extinction ratio of the optical output of the laser diode. .
請求項2に記載の光送信器であって、
前記フィルタ回路の抽出した該周波数成分の振幅を検出し、前記パイロット信号の振幅と比較する振幅比較回路を備え、
前記劣化判定回路は、前記位相比較回路の比較結果、該振幅比較回路の比較結果及び予め登録されたレーザダイオード劣化判定条件に基づいてレーザダイオードの劣化の状態を判定し、
前記制御回路は、該劣化判定回路の判定結果に基づいて前記レーザダイオードの光出力の消光比を制御することを特徴とする光送信器。
The optical transmitter according to claim 2, wherein
An amplitude comparison circuit that detects the amplitude of the frequency component extracted by the filter circuit and compares it with the amplitude of the pilot signal;
The deterioration determination circuit determines a deterioration state of the laser diode based on a comparison result of the phase comparison circuit, a comparison result of the amplitude comparison circuit, and a laser diode deterioration determination condition registered in advance.
The optical transmitter is characterized in that the control circuit controls an extinction ratio of the optical output of the laser diode based on a determination result of the deterioration determination circuit.
送信信号を変調する変調電流にバイアス電流を重畳したレーザダイオード電流によってレーザダイオードを駆動し、
該レーザダイオードの光出力をモニタし、
該モニタ回路が出力するモニタ電流に基づいて、該レーザダイオードの光出力電力もしくは該レーザダイオードの光出力の消光比のいずれかを、もしくは両方を制御する光送信器制御方法において、
パイロット信号を重畳した変調電流によって送信信号を変調しバイアス電流を重畳したレーザダイオード電流を生成し、
光出力の変調されたパイロット信号の周波数成分を抽出し、
該パイロット信号の位相と該パイロット信号の周波数成分の位相を比較し、
該位相比較結果によって該レーザダイオードの劣化を判定し、
該レーザダイオードの劣化を判定した場合に、該レーザダイオードの光出力電力及び該レーザダイオードの光出力の消光比の制御を保持することを特徴とする光送信器制御方法。
A laser diode is driven by a laser diode current in which a bias current is superimposed on a modulation current that modulates a transmission signal,
Monitoring the light output of the laser diode;
In an optical transmitter control method for controlling either or both of the optical output power of the laser diode or the extinction ratio of the optical output of the laser diode based on the monitor current output by the monitor circuit,
Modulating a transmission signal with a modulation current superimposed with a pilot signal to generate a laser diode current superimposed with a bias current,
Extract the frequency component of the modulated pilot signal of the optical output,
Comparing the phase of the pilot signal with the phase of the frequency component of the pilot signal;
The deterioration of the laser diode is determined by the phase comparison result,
An optical transmitter control method characterized by maintaining control of the optical output power of the laser diode and the extinction ratio of the optical output of the laser diode when the deterioration of the laser diode is determined.
請求項4に記載の光送信器制御方法であって、
前記パイロット信号の周波数成分の振幅を検出し、前記パイロット信号の振幅と比較し、
前記位相比較の結果、該比較結果及び予め登録されたレーザダイオード劣化判定条件に基づいてレーザダイオードの劣化の状態を判定し、
該劣化判定回路の判定結果に基づいて前記レーザダイオードの光出力の消光比を制御することを特徴とする光送信器制御方法。
The optical transmitter control method according to claim 4,
Detecting the amplitude of the frequency component of the pilot signal and comparing it with the amplitude of the pilot signal;
As a result of the phase comparison, determine the state of deterioration of the laser diode based on the comparison result and a laser diode deterioration determination condition registered in advance,
An optical transmitter control method, comprising: controlling an extinction ratio of an optical output of the laser diode based on a determination result of the deterioration determination circuit.
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