JP2009267937A - 光送信器、及び、光送信器の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バースト信号の非入力時においてレーザダイオードからの発光を維持しつつ、バースト信号の入力開始時の過発光の発生を回避できる光送信器と光送信器の制御方法とを提供すること。
【解決手段】コントローラ１０は、バースト信号の入力が停止すると、ＡＰＣ制御を行いつつ変調電流ｉ２の供給を停止してバイアス電流ｉ１の供給のみを行うようＬＤ駆動回路６を制御し、バースト信号の入力が再開すると、所定の時間が経過するまで、ＡＰＣ制御を停止してバイアス電流ｉ１及び変調電流ｉ２をそれぞれの予め設定された電流値とするようにＬＤ駆動回路６を制御し、この所定の時間が経過した後にＡＰＣ制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、光送信器と光送信器の制御方法とに関する。

特許文献１には、レーザダイオードに信号の入力が開始した時に生じる過発光を回避するための光送信器に係る技術が開示されている。この光送信器は、バイアス電流を制御するパワー制御ループを備える。このパワー制御ループのバイアス電圧制御部は、上記のような過発光を回避するために、信号の非入力時においてバイアス電圧の印可を停止する。また、特許文献２の光送信器は、信号（バースト入力信号）の非入力状態であってもレーザダイオードに擬似入力信号（ランダムパターン信号）を入力してレーザダイオードを発光させることにより、レーザダイオードからの発光量に基づく自動パワー制御を信号入力の有無によらず継続可能とする。この擬似入力信号に応じて発生するレーザ光は、光スイッチにより外部には出力されない。
特開平０７−２７３３８８号公報 特開２０００−０４９７１５号公報

特許文献１の光送信器においては、信号の非入力時にバイアス電圧の印可が停止するので、レーザダイオードからの発光も停止する。しかし、レーザ光が発光されないと、後段の機器（例えば光アンプの自動ゲイン調整など）が誤動作する虞がある。一方、特許文献２の光送信器においては、バースト入力信号の非入力時であってもレーザダイオードからの発光が擬似入力信号を用いて継続されるので、上記のような誤動作が回避可能となる。しかし、特許文献２の光送信器は、擬似信号を発生するランダムパターン発生器や、バースト信号の非入力時にレーザ光が外部に送信されるのを防ぐための光スイッチ等が必要であり、構成が複雑となる。そこで本発明の目的は、バースト信号の非入力時においてレーザダイオードからの発光を維持しつつ、バースト信号の入力開始時の過発光の発生を回避できる光送信器と光送信器の制御方法とを提供することである。

本発明の光送信器は、レーザダイオードと、外部からのバースト信号に応じた変調電流とバイアス電流とを上記レーザダイオードに供給する駆動回路と、上記レーザダイオードからの出力光をモニタするためのフォトダイオードと、上記フォトダイオードから出力されるモニタ信号に基づいてＡＰＣ制御を行うコントローラとを備え、上記コントローラは、上記バースト信号の入力が停止すると、上記ＡＰＣ制御を行いつつ上記変調電流の供給を停止して上記バイアス電流の供給のみを行うよう上記駆動回路を制御し、上記バースト信号の入力が再開すると、所定の時間が経過するまで、上記ＡＰＣ制御を停止して上記バイアス電流及び上記変調電流をそれぞれの予め設定された電流値とするように上記駆動回路を制御し、上記所定の時間が経過した後に、上記ＡＰＣ制御を行う、ことを特徴とする。

本発明によれば、バースト信号の入力が停止すると、変調電流の供給を停止してバイアス電流の供給のみを行うので、バースト信号の非入力時においてもレーザダイオードからの発光を維持可能となる。そして、バースト信号の入力が再開しても、所定時間が経過するまでＡＰＣ制御を停止し、バイアス電流及び変調電流をそれぞれの予め設定された電流値とするので、バースト信号の入力再開時における過発光の発生を回避できる。

本発明においては、上記バースト信号の入力の停止及び開始を検知する検知回路を更に備え、上記コントローラは、上記バースト信号の入力停止を示す信号を上記検知回路から受けると、上記ＡＰＣ制御を行いつつ上記変調電流の供給を停止して上記バイアス電流の供給のみを行うよう上記駆動回路を制御し、上記バースト信号の入力再開を示す信号を上記検知回路から受けると、上記所定の時間が経過するまで、上記ＡＰＣ制御を停止して上記バイアス電流及び上記変調電流をそれぞれの上記電流値とするように上記駆動回路を制御し、上記所定の時間が経過した後に、上記ＡＰＣ制御を行う、のが好ましい。

このように、レーザダイオード、駆動回路、光検出素子及びコントローラから成る構成に、検知回路を更に加えただけで、バースト信号の非入力時においてレーザダイオードからの発光を維持しつつ、バースト信号の入力再開時の過発光の発生を回避できる光送信器が実現できる。

本発明の光送信器の制御方法は、レーザダイオードと、外部からのバースト信号に応じた変調電流とバイアス電流とを上記レーザダイオードに供給する駆動回路と、上記レーザダイオードの出力光をモニタするためのフォトダイオードとを備え、上記フォトダイオードから出力されるモニタ信号に基づいてＡＰＣ制御を行う光送信器の制御方法であって、上記バースト信号の入力が停止すると、上記ＡＰＣ制御を行いつつ上記変調電流の供給を停止して上記バイアス電流の供給のみを行うよう上記駆動回路を制御し、上記バースト信号の入力が再開すると、所定の時間が経過するまで、上記ＡＰＣ制御を停止して上記バイアス電流及び上記変調電流をそれぞれの予め設定された電流値とするように上記駆動回路を制御し、上記所定の時間が経過した後に、上記ＡＰＣ制御を行う、ことを特徴とする。

本発明によれば、バースト信号の入力が停止すると、変調電流の供給を停止してバイアス電流の供給のみを行うので、バースト信号の非入力時においてもレーザダイオードからの発光を維持可能となる。そして、バースト信号の入力が再開しても、所定時間が経過するまでＡＰＣ制御を停止し、バイアス電流及び変調電流をそれぞれの予め設定された電流値とするので、バースト信号の入力再開時における過発光の発生を回避できる。

本発明によれば、バースト信号の非入力時においてレーザダイオードからの発光を維持しつつ、バースト信号の入力開始時の過発光の発生を回避できる光送信器と光送信器の制御方法とが提供できる。

以下、図面を参照して、本発明に係る好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において、可能な場合には、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図１に、本実施形態に係る光送信器１の構成を示す。光送信器１は、外部から入力されるバースト信号に応答して光信号を出力する。光送信器１は、ＡＰＣ回路２及び検知回路３を備える。

ＡＰＣ回路２は、ＬＤ４（ＬＤ：レーザダイオード）、ＬＤ駆動回路６、モニタ用ＰＤ８（ＰＤ：フォトダイオード）、コントローラ１０、メモリ１０ａ、ＡＤＣ１２（ＡＤＣ：アナログ／デジタル変換器）、バイアス電流設定用ＤＡＣ１４及び変調電流設定用ＤＡＣ１６（ＤＡＣ：デジタル／アナログ変換器）を有する。ＬＤ４は、バイアス電流ｉ１及び変調電流ｉ２の供給を受けて出力光Ｓｇ３（レーザ光）を出射する。ＬＤ４は、特に、変調電流ｉ２に応じた光信号（図３に示す光信号Ｓｇ３１や光信号Ｓｇ３２等）を出力し、この光信号は、出力光Ｓｇ３に含まれる。ＬＤ４のアノードは電源Ｖｃｃに接続され、カソードはＬＤ駆動回路６に接続される。

ＬＤ駆動回路６は、バイアス電流ｉ１及び変調電流ｉ２をＬＤ４に供給する。ＬＤ駆動回路６は、外部からの伝送信号Ｓｇ１を受けると、伝送信号Ｓｇ１に含まれるバースト信号（図３に示すバースト信号Ｓｇ１１及びバースト信号Ｓｇ１２等）に応じた変調電流ｉ２を生成する。モニタ用ＰＤ８は、ＬＤ４の出力光Ｓｇ３をモニタするための光検出素子である。モニタ用ＰＤ８の出力するモニタ信号は、ＡＤＣ１２を介してコントローラ１０に入力される。モニタ用ＰＤ８のアノードは、ＡＤＣ１２に接続されるとともに、抵抗Ｒを介して接地され、カソードは、電源Ｖｃｃに接続される。なお、モニタ用ＰＤ８からのモニタ信号は、出力光Ｓｇ３の波形と同様の波形を有する信号である。

コントローラ１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等（不図示）を有し、ＣＰＵは、ＲＯＭやメモリ１０ａに格納されたコンピュータプログラムを実行することにより、ＡＰＣ回路２を制御する。コントローラ１０は、出力光Ｓｇ３の値（光量）を表すモニタ用ＰＤ８からのモニタ信号に基づいて、ＬＤ４のＡＰＣ制御を行う。コントローラ１０は、バイアス電流ｉ１の供給を制御するための信号を、バイアス電流設定用ＤＡＣ１４を介してＬＤ駆動回路６に出力し、変調電流ｉ２の供給を制御するための信号を、変調電流設定用ＤＡＣ１６を介してＬＤ駆動回路６に出力する。

コントローラ１０は、バースト信号の入力の停止を示す信号を検知回路３から受けると、変調電流ｉ２の供給を停止してバイアス電流ｉ１の供給のみを行うようＬＤ駆動回路６を制御する。コントローラ１０は、バースト信号の入力の開始を示す信号を検知回路３から受けると、所定時間（図３に示す時間Ｔ２）が経過するまでＡＰＣ制御を停止してバイアス電流ｉ１及び変調電流ｉ２をそれぞれの予め設定された電流値（具体的には、バースト信号の入力中にＬＤ４に供給される電流値程度）とするようにＬＤ駆動回路６を制御する。時間Ｔ２を表すデータと、上記の予め設定された電流値を表すデータとは、何れもコントローラ１０のＲＯＭやメモリ１０ａに予め格納されている。

メモリ１０ａは、読み取り／書き込み自在なメモリであり、コントローラ１０に接続されている。メモリ１０ａは、コントローラ１０の実行するコンピュータプログラム（ＡＰＣ回路２の動作を制御するためのプログラム等）と、このコンピュータプログラムの実行に必要な各種データ（バイアス電流ｉ１及び変調電流ｉ２のそれぞれに対する設定データ等）とを格納する。

光送信器１は、検知回路３を備える。検知回路３は、ＣＰＵ（不図示）を有し、このＣＰＵは、検知回路３の内蔵メモリに予め格納されたコンピュータプログラムを実行することによって検知回路３を動作させる。検知回路３は、伝送信号Ｓｇ１を受けると、この伝送信号Ｓｇ１に含まれるバースト信号（バースト信号Ｓｇ１１及びバースト信号Ｓｇ１２等）の入力の停止及び開始を検知し、この検知結果を示す検知信号Ｓｇ２をコントローラ１０に出力する。

次に、図２及び図３を参照して、光送信器１の動作を説明する。図２に、コントローラ１０による処理内容を表すフローチャートを示す。図３に、伝送信号Ｓｇ１の具体例と、この伝送信号Ｓｇ１に応じた検知信号Ｓｇ２及び出力光Ｓｇ３とを示す。

検知信号Ｓｇ２は、バースト信号の入力の停止及び開始を示す信号を含み、検知回路３からコントローラ１０に出力される。検知信号Ｓｇ２がＬｏｗの場合、バースト信号が入力中であることを示し、検知信号Ｓｇ２がＨｉｇｈの場合、バースト信号が停止中であることを示す。検知回路３は、バースト信号の入力が停止したと判断した時（時刻ｔ１）から所定時間内（時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間Ｔ０）にバースト信号の再入力が無ければ、検知信号Ｓｇ２をＨｉｇｈとする。検知回路３は、バースト信号の入力が開始（再開）したと判断した時（時刻ｔ３）から所定時間（時刻ｔ３から時刻ｔ４までの時間Ｔ１）が経過した後に、検知信号Ｓｇ２をＨｉｇｈからＬｏｗとする。バースト信号の入力の停止を示す信号は、検知信号Ｓｇ２においてＬｏｗからＨｉｇｈに切り替わる箇所（立ち上がり部Ｐ１）であり、バースト信号の入力開始（再開）を示す信号は、検知信号Ｓｇ２においてＨｉｇｈからＬｏｗに切り替わる箇所（立ち下がり部Ｐ２）である。なお、時間Ｔ０，Ｔ１を表すデータは、何れも検知回路３の内蔵メモリに予め格納されている。

まず、バースト信号Ｓｇ１１が検知回路３やＬＤ駆動回路６に入力されており、コントローラ１０はＡＰＣ制御を行っているものとする。この場合、検知回路３は、検知信号Ｓｇ２を、バースト信号が入力中であることを示すＬｏｗに設定し、出力光Ｓｇ３は、バースト信号Ｓｇ１１に応じた光信号Ｓｇ３１を含む。

コントローラ１０は、バースト信号の入力の停止を示す信号が検知信号Ｓｇ２に含まれているか否かを監視する（ステップＳ１）。コントローラ１０は、バースト信号の入力の停止を示す信号を検出するまでは（ステップＳ１；Ｎｏ）、ＡＰＣ制御を続ける（ステップＳ２）。ＡＰＣ制御中にバースト信号Ｓｇ１１の入力が停止し、光信号Ｓｇ３１の発光も停止すると、コントローラ１０は、モニタ用ＰＤ８のモニタ信号からバースト信号Ｓｇ１１の入力が停止したと判断し（時刻ｔ１）、モニタ用ＰＤ８のモニタ信号の値を予め設定された値（図３に示す出力光Ｓｇ３の値Ａに対応する値）に維持するようにＡＰＣ制御を行う。この出力光Ｓｇ３の値Ａは、光送信器１の後段に設けられ出力光Ｓｇ３を受けて動作する器機に誤動作が生じない程度の値（最低値）となっている。値Ａに対応するモニタ信号の値を表すデータは、コントローラ１０のＲＯＭやメモリ１０ａに予め格納されている。

コントローラ１０は、時刻ｔ２に、バースト信号の入力停止を示す信号（検知信号Ｓｇ２の立ち上がり部Ｐ１）を検出すると（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、変調電流ｉ２の供給を停止し、バイアス電流ｉ１の供給のみをＡＰＣ制御に基づいて行う（ステップＳ３）。ステップＳ３の後、コントローラ１０は、バースト信号の入力の再開を示す信号が検知信号Ｓｇ２に含まれているか否かを監視し（ステップＳ４）、バースト信号の入力の再開を示す信号を検出するまでは（ステップＳ４；Ｎｏ）、ステップＳ３の処理を継続して行う。

コントローラ１０は、時刻ｔ４に、バースト信号の入力の再開を示す信号（検知信号Ｓｇ２の立ち下がり部Ｐ２）を検出すると（ステップＳ４；Ｙｅｓ）、ステップＳ５に移行する。ステップＳ５において、コントローラ１０は、時刻ｔ４から時間Ｔ２が経過するまで（時刻ｔ５に至るまで）、ＡＰＣ制御を停止してオープンループ制御を行い、バイアス電流ｉ１及び変調電流ｉ２をそれぞれの予め設定された電流値（具体的には、バースト信号の入力中にＬＤ４に供給される電流値程度）とするようにＬＤ駆動回路６を制御する。その後、コントローラ１０は、時刻ｔ５に、オープンループ制御を停止してＡＰＣ制御を再開する（以上、ステップＳ５）。時刻ｔ４以降、変調電流ｉ２がＬＤ４に供給されることに伴って、出力光Ｓｇ３に光信号Ｓｇ３２が含まれる。

以上説明したように、コントローラ１０は、バースト信号Ｓｇ１１の入力が停止すると、変調電流ｉ２の供給を停止してバイアス電流ｉ１の供給のみを行うので、バースト信号の非入力時においてもＬＤ４からの出力光Ｓｇ３を維持可能となる。そして、コントローラ１０は、バースト信号Ｓｇ１２の入力が再開しても、所定の時間Ｔ１が経過するまでＡＰＣ制御を停止し、バイアス電流ｉ１及び変調電流ｉ２をそれぞれの予め設定された電流値とするので、バースト信号Ｓｇ１２の入力開始時（時刻ｔ３後の期間）における過発光の発生を回避できる。

以上、好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。

実施形態に係る光送信器の構成を説明するための図である。 実施形態に係る光送信器の動作を説明するためのフローチャートである。 実施形態に係る光送信器の動作を説明するための図である。

符号の説明

１…光送信器、１０…コントローラ、１０ａ…メモリ、１２…ＡＤＣ、１４…バイアス電流設定用ＤＡＣ、１６…変調電流設定用ＤＡＣ、２…ＡＰＣ回路、３…検知回路、４…ＬＤ、６…ＬＤ駆動回路、８…モニタ用ＰＤ、ｉ１…バイアス電流、ｉ２…変調電流、Ｐ１…立ち上がり部、Ｐ２…立ち下がり部、Ｒ…抵抗、Ｓｇ１…伝送信号、Ｓｇ１１，Ｓｇ１２…バースト信号、Ｓｇ２…検知信号、Ｓｇ３…出力光、Ｓｇ３１，Ｓｇ３２…光信号

Claims (3)

1. レーザダイオードと、
   外部からのバースト信号に応じた変調電流とバイアス電流とを前記レーザダイオードに供給する駆動回路と、
   前記レーザダイオードからの出力光をモニタするためのフォトダイオードと、
   前記フォトダイオードから出力されるモニタ信号に基づいてＡＰＣ制御を行うコントローラと
   を備え、
   前記コントローラは、前記バースト信号の入力が停止すると、前記ＡＰＣ制御を行いつつ前記変調電流の供給を停止して前記バイアス電流の供給のみを行うよう前記駆動回路を制御し、前記バースト信号の入力が再開すると、所定の時間が経過するまで、前記ＡＰＣ制御を停止して前記バイアス電流及び前記変調電流をそれぞれの予め設定された電流値とするように前記駆動回路を制御し、前記所定の時間が経過した後に、前記ＡＰＣ制御を行う、ことを特徴とする光送信器。
2. 前記バースト信号の入力の停止及び開始を検知する検知回路を更に備え、
   前記コントローラは、前記バースト信号の入力停止を示す信号を前記検知回路から受けると、前記ＡＰＣ制御を行いつつ前記変調電流の供給を停止して前記バイアス電流の供給のみを行うよう前記駆動回路を制御し、前記バースト信号の入力再開を示す信号を前記検知回路から受けると、前記所定の時間が経過するまで、前記ＡＰＣ制御を停止して前記バイアス電流及び前記変調電流をそれぞれの前記電流値とするように前記駆動回路を制御し、前記所定の時間が経過した後に、前記ＡＰＣ制御を行う、ことを特徴とする請求項１に記載の光送信器。
3. レーザダイオードと、外部からのバースト信号に応じた変調電流とバイアス電流とを前記レーザダイオードに供給する駆動回路と、前記レーザダイオードの出力光をモニタするためのフォトダイオードとを備え、前記フォトダイオードから出力されるモニタ信号に基づいてＡＰＣ制御を行う光送信器の制御方法であって、
   前記バースト信号の入力が停止すると、前記ＡＰＣ制御を行いつつ前記変調電流の供給を停止して前記バイアス電流の供給のみを行うよう前記駆動回路を制御し、前記バースト信号の入力が再開すると、所定の時間が経過するまで、前記ＡＰＣ制御を停止して前記バイアス電流及び前記変調電流をそれぞれの予め設定された電流値とするように前記駆動回路を制御し、前記所定の時間が経過した後に、前記ＡＰＣ制御を行う、ことを特徴とする光送信器の制御方法。
   

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