JP2012010138A - Ｐｏｎシステム、その子局側装置およびデータ送信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザの立ち上がり、立下りを高速に行いつつ消費電力の低いＰＯＮシステム、その子局側装置およびデータ送信方法を提供することを目的とする。
【解決手段】子局側装置は、送信データを光信号に変換して出力する半導体レーザと、半導体レーザの発光/無発光を制御するレーザ駆動部と、親局側装置から受信したＧＡＴＥ信号から送信タイミング情報を抽出するＧＡＴＥ解析部と、送信タイミング情報に基づいて送信タイミング又は送信タイミング前にプレウォーミング信号を出力するプレウォーミング信号出力部と、プレウォーミング信号に基づいて電流源のＯＮ／ＯＦＦを制御する電流源制御部とを有し、電流源制御部はプレウォーミング信号に基づき電流源をＯＮし、レーザ駆動部は送信データに基づいて半導体レーザの発光/無発光を制御し、半導体レーザはレーザ駆動部の制御に基づいて送信データを光信号に変換して親局側装置へ出力することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、低消費電力化を実現するＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システム、その子局側装置およびデータ送信方法に関するものである。

局者側に設置される親局側装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）と加入者宅に設置される子局側装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）までを光ファイバで結ぶアクセス系光伝送システムにおいては、光スプリッタにより１つのＯＬＴにて多数のＯＮＵを収容することにより、各加入者あたりの装置コストを低減することができる。

このようなアクセス系光伝送システムの形態は、ＰＯＮと呼ばれ、近年のＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）システムにおいて主流となっている（例えば、非特許文献１参照）。

ＯＮＵ側からＯＬＴ側へのデータ送信時においては、ユーザが任意のタイミングで間欠的（バースト的）に最大でＧｂｐｓ級のデータを送信するため、ＯＮＵでは、高速にレーザをＯＮ/ＯＦＦすることが必要となってくる。

非特許文献２では、バイアス電流および変調電流を常に流しておき、バースト信号およびプレバイアス信号に基づいてこれら電流の流れるパスを高速に切り替えることによりレーザを高速にＯＮ/ＯＦＦすることのできるＯＮＵが提供されている。

IEEE Standard 802.3av, (2009). S.Yoshima et al., "A 10.3Gbit/s LAN-PHY based Burst-mode Transmitter with a fast 6ns turn-on/off time for 10 Gbps-based PON Systems," OFC2008.

しかしながら、上述した従来のＯＮＵにおいては、データ送信が無い時（レーザ無発光時）においてもバイアス電流および変調電流が流されており、電力が無駄に使われていた。そのため、消費電力が増大してしまうという問題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、レーザの立ち上がり、立下りを高速に行いつつ消費電力の低いＰＯＮシステム、その子局側装置およびデータ送信方法を提供することを目的とする。

本発明に係る子局側装置は、親局側装置と光ファイバを介して接続され、前記親局側装置と通信する子局側装置であって、前記子局側装置は、前記親局側装置への送信データを光信号に変換して前記親局側装置へ出力する半導体レーザと、前記送信データに基づいて前記半導体レーザに流される電流のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることにより前記半導体レーザの発光/無発光を制御するレーザ駆動部と、前記親局側装置から受信したＧＡＴＥ信号から前記送信データの送信タイミングを示すデータ送信タイミング情報を抽出するＧＡＴＥ解析部と、前記データ送信タイミング情報に基づいて前記送信タイミングまたは前記送信タイミングより前にプレウォーミング信号を出力するプレウォーミング信号出力部と、前記プレウォーミング信号に基づいて、前記半導体レーザに流される電流の電流源のＯＮ／ＯＦＦを制御する電流源制御部とを有し、前記電流源制御部は前記プレウォーミング信号出力部からの前記プレウォーミング信号の出力により前記電流源をＯＮし、前記レーザ駆動部は前記送信データに基づいて前記半導体レーザの発光/無発光を制御し、前記半導体レーザは前記レーザ駆動部の制御に基づいて前記送信データを光信号に変換して前記親局側装置へ出力することを特徴とする。

本発明のＰＯＮシステム、その子局側装置およびデータ送信方法によれば、レーザの立ち上がり、立下りを高速に行いつつ消費電力を低減することができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１に係るＰＯＮシステムの概略構成図を示す。 本発明の実施の形態１に係る子局側装置のフロー図を示す。 本発明の実施の形態１に係る子局側装置の動作タイミングチャートを示す。 ＭＡＣ回路の内部の概略構成図を示す。 本発明の実施の形態１に係る子局側装置の回路図を示す。 本発明の実施の形態２に係る子局側装置の概略構成図を示す。 本発明の実施の形態３に係る子局側装置の回路図を示す。 本発明の実施の形態３に係る子局側装置の動作タイミングチャートを示す。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るＰＯＮシステムの概略構成図を示す。ＰＯＮシステムは、スターカプラ３００を介して、複数のＯＮＵ１００とＯＬＴ２００とが光ファイバ４００によりスター型に接続される。ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）フィルタ５００は送受信光の合分波を行う。ＯＮＵ１００はＭＡＣ回路１と、電流源制御部２と、バイアス電流駆動部３、変調電流駆動部４と、Ｂｉｄｉ（Ｂｉ−ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ）型光送受信モジュール５とで構成されている。ここで、バイアス電流駆動部３と変調電流駆動部４とを合わせた構成をレーザ駆動部と定義する。

バイアス電流駆動部３は、バイアス電流用電流源３−１と、バイアス電流用差動回路３−２とから構成される。変調電流駆動部４は、入力バッファ４−１と、変調電流用電流源４−２と、変調電流用差動回路４−３とから構成される。また、Ｂｉｄｉ型光送受信モジュール５は、半導体レーザであるＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）とＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）とが一体型になった構成となっている。なお、Ｂｉｄｉ型光送受信モジュール５の代わりにＬＤとＰＤを別々に設け、それぞれ電気/光変換器、光/電気変換器としてもよい。レーザ駆動部は、上記したＬＤの発光/無発光を制御する。

ＭＡＣ回路１は、ＯＬＴ２００への送信タイミングが来ると、送信データ信号（バースト信号）とプレバイアス信号とを出力する。また、送信タイミングの前に電流源制御部２をＯＮするプレウォーミング信号を出力する。電流源制御部２は、バイアス制御信号によりバイアス電流用電流源３−１をON/OFF制御し、バイアス電流駆動部３を流れるバイアス電流の値を決定する。また、変調制御信号により変調電流用電流源４−２をON/OFF制御し、変調電流駆動部４を流れる変調電流の値を決定する。

バイアス電流用電流源３−１は、動作電源３−５または動作電源３−６からバイアス電流駆動部３にバイアス電流を流す。バイアス電流用差動回路３−２は、ＭＡＣ回路１から出力されるプレバイアス信号に基づいてパスＡとパスＢの切り替えを高速に行う。パスＡはバイアス電流を動作電源３−６からバイアス電流用電流源３−１へ流すパスで、このパスはＬＤに電流は流れない。パスＢはバイアス電流を動作電源３−５からＬＤを通ってバイアス電流用電流源３−１へ流すパスで、このパスはＬＤに電流が流れる。

データを送信しない時は、バイアス電流用差動回路３−２はパスをＡに固定しており、データを送信する時には、ＭＡＣ回路１からのプレバイアス信号によりパスをＢに切り替える。

入力バッファ４−１は、ＭＡＣ回路からのバースト信号の電圧レベルを、変調電流用差動回路４−３等の後段回路に合わせた電圧レベルに変換する。また、後記する入力バッファ制御部６からの信号によりシャットダウン機能を持つ、すなわち入力バッファ制御部６によりＯＮ/ＯＦＦ切り替えが行われる。変調電流用電流源４−２は、動作電源３−５から変調電流駆動部４に変調電流を流す。変調電流用差動回路４−３は、入力バッファからのバースト信号出力に基づいてパスＣとパスＤの切り替えを高速に行う。パスＣは変調電流を動作電源３−５から変調電流用電流源４−２へ流すパスで、このパスはＬＤに電流が流れない。パスＤは変調電流を動作電源３−５からＬＤを通って変調電流用電流源４−２へ流すパスで、このパスはＬＤに電流が流れる。

データを送信しない時は、変調電流用差動回路４−３はパスをＣに固定しており、データを送信する時は、入力バッファ４−１から出力されるバースト信号の電圧レベルに応じてパスＣとパスＤを切り替える。例えば、ＬＤの発光ありをデータ"1"、発光なしをデータ"0"とし、変調電流用差動回路４−３に入力されるバースト信号が"1100100・・"とすると、変調電流が流れるパスは"DDCCDCC・・"と切り替えられる。

Ｂｉｄｉ型光送受信モジュール５は、受信時にはＯＬＴ２００からの光信号を受けてＰＤで電気信号に変換し、送信時には電気信号をＬＤで光信号に変換してＯＬＴ２００に送信する。

本発明の実施の形態１の動作について図１および図２を用いて説明する。図２は、本発明の実施の形態１の動作を表すフロー図である。

ＯＮＵ１００からＯＬＴ２００へのデータ送信がない場合、すなわちＬＤの無発光時、電流源制御部２はＯＦＦとなっており、変調制御信号およびバイアス制御信号は発出されない。そのため、変調電流用電流源４−２およびバイアス電流用電流源３−１もＯＦＦしており、バイアス電流駆動部３にはバイアス電流は流れず、変調電流駆動部４には変調電流は流れない（ステップＳ１）。なおその際、バイアス電流用差動回路３−２はバイアス電流が流れるパスをＬＤに電流が流れないパスＡに、変調電流用差動回路４−３は変調電流が流れるパスをＬＤに電流が流れないパスＣに、それぞれ固定している。

ＯＮＵ１００からＯＬＴ２００へデータを送信する場合（ステップＳ２−Ｙｅｓ）、ＯＮＵ１００はＯＬＴ２００に対して通信要求（ＲＥＰＯＲＴ）を行う（ステップＳ３）。ＲＥＰＯＲＴを受け取ったＯＬＴ２００はスケジューリングを行い、ＯＮＵ１００からＯＬＴ２００へのデータを送信するタイミングについての情報であるデータ送信タイミング情報と、データを送信する時間間隔についての情報である送信時間（グラント）情報を含んだＧＡＴＥ信号をＯＮＵ１００に送信する。

ＧＡＴＥ信号を受信したＯＮＵ１００は、そのデータをＢｉｄｉ型光送受信モジュール５で光/電気変換し、ＭＡＣ回路１に送る（ステップＳ４）。

ＭＡＣ回路１は、受け取ったＧＡＴＥ信号からデータ送信のタイミングおよび送信時間、すなわちＬＤの発光するタイミングと発光時間についての情報を抽出する（ステップＳ５）。

次にＭＡＣ回路１は、抽出した送信タイミングおよび送信時間情報に基づいて、そのタイミングよりも前にプレウォーミング信号を電流源制御部２に出力する（ステップＳ６）。なお、電流源制御部２とバイアス電流用電流源３−１との間、および電流源制御部２と変調電流用電流源４−２の間にそれぞれバッファを設け、各バッファにプレウォーミング信号が出力される構成としてもよい。

プレウォーミング信号を受けた電流源制御部２はＯＮし、バイアス制御信号をバイアス電流用電流源３−１に、変調制御信号を変調電流用電流源４−２に出力する（ステップＳ７）。なお、ＭＡＣ回路１がバイアス電流用電流源３−１と変調電流用電流源４−２に直接制御信号を出力する構成としてもよい。

バイアス制御信号を受けたバイアス電流用電流源３−１はＯＮしてバイアス電流を流し、変調制御信号を受けた変調電流用電流源４−２はＯＮして変調電流を流す（ステップＳ８）。なお、この時バイアス電流はパスＡを流れており、変調電流はパスＣを流れているため、ＬＤの発光は起こらない。

ＯＬＴ２００に通知されたＯＮＵ１００のデータ送信タイミング、すなわちＬＤ発光タイミングになると、ＭＡＣ回路１からプレバイアス信号およびバースト信号が出力される（ステップＳ９）。プレバイアス信号に基づいてバイアス電流用差動回路３−２はパスをＡからＢに切り替える。バースト信号に基づいて変調電流用差動回路４−３はパスを切り替える。

そして、ＬＤが発光することにより、バースト状の送信データが光信号として光ファイバ４００を介し、ＯＬＴ２００へ送信される（ステップＳ１０）。

ＯＬＴ２００へのデータ送信が終了すると（ステップＳ１１−Ｙｅｓ）、ＭＡＣ回路１から電流源制御部２へのプレウォーミング信号の出力が同時に終了し、電流源制御部２はＯＦＦされる。そして、バイアス制御信号および変調制御信号も出力されなくなるため、バイアス電流用電流源３−１および変調電流用電流源４−２もＯＦＦされ、バイアス電流および変調電流は流れなくなる（ステップＳ１２）。

このように、プレウォーミング信号が出力されていない時間においては電流源制御部２がＯＦＦされ、バイアス電流および変調電流が流れないため、ＯＮＵ１００において消費する電力の低減を図ることが可能となる。

次に、プレウォーミング信号の出力のタイミングについて図３のタイミングチャートを用いて説明する。なお図３において、各信号のＨｉ、Ｌｏｗの論理レベルは説明のための便宜的なものであり、回路動作を制限するものではない。

ＯＬＴ２００により通知されたデータ送信開始タイミング(時刻t3)になると、プレバイアス信号(a)およびバースト信号(b)がＭＡＣ回路１から出力される。図３では、多量のバイアス電流と変調電流を同時にＬＤへ流すことによる過剰発光を抑制するため、バースト信号(b)の立ち上がり（時刻t4）は、プレバイアス信号(a)の立ち上がり（時刻t3）よりも遅くなるよう制御されている。例えば、バースト信号(b)の出力先にバッファ等で構成される遅延回路を設けてこれを実現してもよいし、ＭＡＣ回路１内で遅延処理を予め行っておいてもよい。なお、使用する光モジュールの種類によっては過剰発光が起こらない場合もあり、この場合にはバースト信号(b)とプレバイアス信号(a)とを同時に立ち上がることとしてもよい。

プレウォーミング信号(c)は、データ送信が開始される時刻t3よりも前（時刻t1）に出力される。これは、バイアス電流用電流源３−１および変調電流用電流源４−２が、大電流を駆動しているため、過渡応答が収束するまでに数百ns（ナノ秒）から数us（マイクロ秒）の長い時間を有するので、電流源の過渡応答による影響を排除するためである。

図３にあるように、プレウォーミング信号(c)が出力されてからデータ送信が開始される時間（t3-t1）を、電流源の応答収束時間（t2-t1）よりも十分長くとっておけば、電流源の過渡応答による影響を受けずにＬＤを発光させることができる。すなわち、電流源が十分立ち上がった状態でＬＤの発光制御を行うので、レーザの立ち上がり、立下りを高速に行うことができる。なお、電流源の収束応答時間は、バイアス電流用電流源３−１の応答が安定するまで時間または変調電流用電流源４−２の応答が安定するまでの時間のいずれか一方のうち、遅い方を意味する。

上述したように、t3-t1≧t2-t1とすることがレーザの立ち上がり、立下りを高速に行うためには好ましいが、システムの要求仕様によっては、電流源の収束時間（t2）がデータ送信開始時間（t3）よりも後または同時にきても構わない。また、プレウォーミング信号(c)の出力時間（t1）がデータ送信開始時間（t3）と同時となっても構わない。

この場合、プレウォーミング信号(c)の出力タイミングを遅くするほど、電流源をＯＦＦする時間が長くなる、つまりバイアス電流と変調電流を流さない時間が長くなるので、より低消費電力化の効果を図ることが可能となる。なお、データ出力開始時点において電流源が十分立ち上がっていない場合においては、ＬＤの過剰発光は生じないため、プレバイアス信号(a)とバースト信号(b)を同時に立ち上げる制御としてもよい。

バースト信号(b)が立ち上がると、光出力信号(e)が立ち上がり、ＯＬＴ２００にデータが送信される。そして、データ送信が終了すると（時刻t5）、バースト信号(b)、プレウォーミング信号(c)、光出力信号(e)はLowとなり、少し遅れて（時刻t6）プレバイアス信号(a)がLowとなる。なお、プレバイアス信号(a)をデータ送信終了と同時に（時刻t5）Lowとしても構わない。

このように、プレウォーミング信号が出力されていない間は電流源はＯＦＦされ、バイアス電流および変調電流が流れないため、低消費電力化を図ることができる。またデータ送信のタイミングよりも前にプレウォーミング信号を出力することにより、データ送信時には電流源は十分立ち上がっていることから、レーザの立ち上がり、立下りを高速に行うことができる。

次に、プレウォーミング信号の出力タイミングを決定するためのＭＡＣ回路１の構成の一例について説明する。図４は、ＭＡＣ回路１の内部を表した概略図である。

ＧＡＴＥ解析部１−１は、光/電気変換されたＧＡＴＥ信号を受け取り、送信タイミング情報および送信時間（グラント）情報を取得する。そして、その結果をプレウォーミング信号出力部１−２に通知する。

プレウォーミング信号出力部１−２は、ＧＡＴＥ解析部１−１から通知された情報からプレウォーミング信号の出力についての開始時間および終了時間を決定する。そして、決定された時間に基づいて、プレウォーミング信号を図４中に図示しない電流源制御部２に出力する。

図３を例にとって説明すると、ＧＡＴＥ解析部１−１は、ＧＡＴＥ信号からデータ送信タイミング（時刻t3）およびデータを送信する時間間隔であるデータ送信時間（t5-t3）についての情報を取得する。そして、この結果をプレウォーミング信号出力部１−２に通知する。

通知を受けたプレウォーミング信号出力部１−２は、プレウォーミング信号出力の開始時間を、送信タイミング（時刻t3）よりも前の時刻t1と決定し、またＯＬＴ２００へのデータ送信の終了時刻t5と同時刻にプレウォーミング信号の出力を終了するよう決定する。なお、データ送信の終了後にプレウォーミング信号の出力を終了してもよい。

なお、ＭＡＣ回路１の構成は図４の構成に限定されるものではなく、例えばＧＡＴＥ解析部１−１においてプレウォーミング信号の出力タイミング等を決定することとしてもよい。

次に、実施の形態１の発明に係るＯＮＵ１００の具体的回路構成の一例を図５に示す。バイアス電流駆動部３は、差動対のＮＰＮ形トランジスタ３−３、３−４と、これらの各エミッタ電極と設置電位との間に配置されるバイアス電流用電流源３−１とを基本的に備えている。

トランジスタ３−３のコレクタ電極はＬＤのカソードに接続され、トランジスタ３−４のコレクタ電極は動作電源３−６に接続されている。トランジスタ３−３、３−４の各ベース電極には、ＭＡＣ回路からのプレバイアス信号が入力される。

変調電流駆動部４は、入力バッファ４−１と、差動対のＮＰＮ形トランジスタ４−４、４−５と、これらの各エミッタ電極と設置電位との間に配置される変調電流用電流源４−２とを基本的に備えている。

トランジスタ４−４のコレクタ電極はＬＤのカソードに接続され、トランジスタ４−５のコレクタ電極は動作電源４−６に接続されている。トランジスタ４−４、４−５の各ベース電極には、入力バッファ４−１からバースト信号が入力される。

以上説明したように、本実施の形態においては、ＯＮＵ１００からＯＬＴ２００へのデータ送信がない場合においては、電流源制御部２をＯＦＦすることにより、バイアス電流および変調電流を流さないようにし、子局側装置における消費電力を低減することができる。また、ＯＮＵ１００からＯＬＴ２００へのデータ送信がある場合においては、データ送信タイミングの前にプレウォーミング信号を電流源制御部２に出力しＯＮすることにより、データ送信の時刻においてバイアス電流用電流源３−１および変調電流用電流源４−２は立ち上がっており、レーザを高速にＯＮ/ＯＦＦすることが可能となる。すなわち、本実施の形態の発明では、レーザの立ち上がり、立下りを高速に行いつつ消費電力を低減することができる。

また、通常ＰＯＮシステムではＧｂｐｓ級の高速な信号でやりとりがなされているため、プレウォーミング信号で回路に与える電源のＯＮ/ＯＦＦを切り替えると高周波特性の問題が生じ、送信特性が劣化してしまうが、プレウォーミング信号で電流源制御部２のＯＮ/ＯＦＦを切り替えることにより、送信特性の劣化を防ぎ、システムのスループットを向上させることができる。

ただし、システムにて要求される仕様を満足するのであれば、動作電源３−５、３−６にスイッチを設け、これらスイッチをプレウォーミング信号にてＯＮ/ＯＦＦ制御し、ＯＦＦの場合にはバイアス電流および変調電流を流さないようにして低消費電力化を行うこととしてもよい。また、電流源制御部２と、バイアス電流駆動部３と、変調電流駆動部４が１つまたは複数の電源で動作する構成となっている場合については、これら電源をプレウォーミング信号でＯＮ/ＯＦＦして低消費電力化を行ってもよい。

実施の形態２．
図６は、本発明の実施の形態２に係る子局側装置の概略構成図を示す。実施の形態１に相当する部分には図１と同一符号を付してその説明を省略する。実施の形態２は実施の形態１と比べて、入力バッファ制御部６が追加された構成となっている。

入力バッファ制御部６は、動作電源７と接続されており、ＭＡＣ回路１からのプレウォーミング信号が入力されるとＯＮして入力バッファ４−１の動作をＯＮし、プレウォーミング信号が入力されなくなるとＯＦＦし、シャットダウン機能を持つ入力バッファ４−１の動作をＯＦＦする。このようにプレウォーミング信号で入力バッファ４−１の動作についてＯＮ/ＯＦＦを切り替えることにより、入力バッファ４−１に流れる電流のＯＮ/ＯＦＦを切り替えることができる。

つまり、プレウォーミング信号が入力されると入力バッファ４−１に電流が流れ、プレウォーミング信号の入力が終了すると入力バッファ４−１に電流は流れなくなるので、データ送信されない間は入力バッファ４−１に電流は流れず、子局側装置における消費電力を低減することができる。

以上説明したように、本実施の形態においては、実施の形態１と比較してさらに次の効果を有する。つまり、ＯＮＵ１００からＯＬＴ２００へのデータ送信がない場合には、プレウォーミング信号を出力せず、入力バッファ制御部６が入力バッファ４−１の動作をＯＦＦするので、入力バッファ４−１に流れる電流をＯＦＦすることができ、子局側装置における消費電力を低減することができる。

実施の形態３．
図７は、本発明の実施の形態３に係る子局側装置の回路構成の一例を示す。実施の形態１に相当する部分には図１と同一符号を付してその説明を省略する。図７における子局側装置は、内部レギュレータ４−１−１と、Ｖｃｃ系回路４−１−２と、Ｖｒｅｇ系回路４−１−３とを構成に含み、また、電圧ドロップ抵抗６−１と、コンデンサ６−２と、スイッチ６−３とを構成に含む。ここで動作電源７の電圧値はＶｃｃ[V]とする。

内部レギュレータ４−１−１は、与えられた電圧の値を、Ｖｒｅｇ系回路４−１−３が動作する電圧値Ｖｒｅｇにレベル変換を行い、Ｖｒｅｇ系回路４−１−３に出力する。Ｖｃｃ系回路４−１−２は、動作電源７の電圧値Ｖｃｃ以下で動作する回路であり、Ｖｒｅｇ系回路４−１−３は、電圧値Ｖｒｅｇ以下で動作する回路である。

電圧ドロップ抵抗６−１は動作電源７の電圧のドロップ量を調整するための抵抗であり、コンデンサ６−２は高周波特性の補償を行う。スイッチ６−３は、プレウォーミング信号の入力によりＯＮ/ＯＦＦが切り替えられる。なお、電圧ドロップ抵抗６−１は必ずしも抵抗である必要はなく、電圧のドロップができるのであれば、ダイオード等で実現してもよい。

図７と図８を用いて実施の形態３の動作を説明する。図８は、実施の形態３のタイミングチャートを示す。プレウォーミング信号(c)が入力されるまでは、スイッチ６−３はＯＦＦ（オープン）となっている。この時内部レギュレータに与えられる電圧(f)は、動作電源７の電圧Ｖｃｃが電圧ドロップ抵抗６−１を経由し電圧ドロップされた後の電圧値Ｖｄｒｏｐとなる。

この電圧値Ｖｄｒｏｐは内部レギュレータ４−１−１が動作するための電圧（閾値）よりも低いため、プレウォーミング信号(c)が入力されるまでは、内部レギュレータ４−１−１は動作せず、内部レギュレータ出力電圧(g)は０Ｖとなる。そのため、Ｖｒｅｇ系回路４−１−３には０Ｖの電圧が与えられ電流が流れず、データ非送信時において、子局側装置における消費電力を低減することができる。

また、この場合Ｖｃｃ系回路４−１−２にも同様にＶｄｒｏｐの電圧が与えられ、Ｖｃｃ系回路は動作するので、入力バッファ４−１は完全にはＯＦＦしていない。そのため、プレウォーミング信号が入力されてからの入力バッファ４−１の動作立ち上がり時間を短くすることができる。

プレウォーミング信号(c)が入力されると、スイッチ６−３はＯＮ（ショート）し、スイッチ６−３を経由するパスから内部レギュレータ４−１−１に電圧値Ｖｃｃの電圧が供給され、即座に閾値を超えることにより内部レギュレータ４−１−１は動作を開始する。そして、内部レギュレータは与えられた電圧値をＶｃｃからＶｒｅｇにレベル変換しＶｒｅｇ回路４−１−３に出力する。

内部レギュレータ４−１−１から出力電圧Ｖｒｅｇを与えられたＶｒｅｇ系回路４−１−３は動作を再開し、入力バッファ４−１は完全にＯＮする。

以上説明したように、本実施の形態においては、実施の形態１と比較して次の効果がある。データ非送信時においては、入力バッファ制御部６にプレウォーミング信号が入力されず、入力バッファ制御部６は内部レギュレータ４−１−１をＯＦＦすることにより、Ｖｒｅｇ系回路４−１−３をＯＦＦするので、子局側装置における低消費電力化が図れる。一方、データ非送信時においてもＶｃｃ系回路４−１−２をＯＮしておくこと、つまり入力バッファ４−１を完全にはＯＦＦしないことにより、プレウォーミング信号が入力されてからの入力バッファ４−１の動作立ち上がり時間を短くすることができる。

１００ ＯＮＵ
２００ ＯＬＴ
３００ スターカプラ
４００ 光ファイバ
５００ ＷＤＭフィルタ
１ ＭＡＣ回路
２ 電流源制御部
３ バイアス電流駆動部
３−１ バイアス電流用電流源
３−２ バイアス電流用差動回路
３−３、３−４ トランジスタ
３−５、３−６ 動作電源
４ 変調電流駆動部
４−１ 入力バッファ
４−１−１ 内部レギュレータ
４−１−２ Ｖｃｃ系回路
４−１−３ Ｖｒｅｇ系回路
４−２ 変調電流用電流源
４−３ 変調電流用差動回路
４−４、４−５ トランジスタ
４−６ 動作電源
５ Ｂｉｄｉ型光送受信モジュール
６ 入力バッファ制御部
６−１ 電圧ドロップ抵抗
６−２ コンデンサ
６−３ スイッチ
７ 動作電源

Claims (8)

1. 親局側装置と光ファイバを介して接続され、前記親局側装置と通信する子局側装置であって、
   前記子局側装置は、
   前記親局側装置への送信データを光信号に変換して前記親局側装置へ出力する半導体レーザと、
   前記送信データに基づいて前記半導体レーザに流される電流のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることにより前記半導体レーザの発光/無発光を制御するレーザ駆動部と、
   前記親局側装置から受信したＧＡＴＥ信号から前記送信データの送信タイミングを示すデータ送信タイミング情報を抽出するＧＡＴＥ解析部と、
   前記データ送信タイミング情報に基づいて前記送信タイミングまたは前記送信タイミングより前にプレウォーミング信号を出力するプレウォーミング信号出力部と、
   前記プレウォーミング信号に基づいて、前記半導体レーザに流される電流の電流源のＯＮ／ＯＦＦを制御する電流源制御部とを有し、
   前記電流源制御部は前記プレウォーミング信号出力部からの前記プレウォーミング信号の出力により前記電流源をＯＮし、前記レーザ駆動部は前記送信データに基づいて前記半導体レーザの発光/無発光を制御し、前記半導体レーザは前記レーザ駆動部の制御に基づいて前記送信データを光信号に変換して前記親局側装置へ出力することを特徴とする子局側装置。
2. 前記ＧＡＴＥ解析部は、さらに
   前記ＧＡＴＥ信号から、前記送信データを送信する時間間隔についての情報であるデータ送信時間情報を抽出し、
   前記プレウォーミング信号出力部は、
   前記データ送信タイミング情報と前記データ送信時間情報とに基づいて、前記プレウォーミング信号の出力を停止し、
   前記電流源制御部は、
   前記プレウォーミング信号の停止に伴い、前記電流源をＯＦＦすることを特徴とする請求項１に記載の子局側装置。
3. 前記電流源は、
   前記半導体レーザに流されるバイアス電流を供給するバイアス電流用電流源と、
   前記半導体レーザに流される変調電流を供給する変調電流用電流源を含み、
   前記電流源制御部は、前記プレウォーミング信号に基づいて前記バイアス電流用電流源のＯＮ/ＯＦＦと前記変調電流用電流源のＯＮ/ＯＦＦとを切り替える
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の子局側装置。
4. 前記プレウォーミング信号が出力されてから前記送信データを送信するまでの時間間隔は、前記電流源の応答収束時間よりも長いことを特徴とする請求項１または２に記載の子局側装置。
5. 前記送信データが入力され、該送信データの電圧レベルを変換して出力する入力バッファと、
   前記プレウォーミング信号出力部から前記プレウォーミング信号が出力されている場合は前記入力バッファの動作をＯＮし、前記プレウォーミング信号が出力されていない場合は前記入力バッファの動作をＯＦＦする入力バッファ制御部と、
   を有し、
   前記半導体レーザは、前記入力バッファから出力された前記送信データを光信号に変換することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の子局側装置。
6. 前記入力バッファは、
   第１の電圧値を有する入力電流を第２の電圧値を有する電流に変換して出力する内部レギュレータと、
   前記第１の電圧値で動作する第１の回路と、
   前記第２の電圧値で動作する第２の回路とを有し、
   前記入力バッファ制御部は、前記プレウォーミング信号出力部から前記プレウォーミング信号が出力されていない場合は、前記第１の回路を動作させるとともに前記内部レギュレータ及び前記第２の回路の動作を停止し、前記プレウォーミング信号が出力されている場合は、前記第１の回路、前記内部レギュレータ及び前記第２の回路を作動させることを特徴とする請求項５に記載の子局側装置。
7. 親局側装置と複数の子局側装置とが光ファイバを介して接続されたＰＯＮシステムであって、
   前記親局側装置は、送信データの送信タイミングを示すデータ送信タイミング情報を前記子局側装置に対して送信し、
   前記子局側装置は、
   前記親局側装置への送信データを光信号に変換して前記親局側装置へ出力する半導体レーザと、
   前記半導体レーザに流される電流のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることで前記半導体レーザの発光/無発光を制御するレーザ駆動部と、
   前記親局側装置から受信した前記データ送信タイミング情報に基づいて、前記送信タイミングまたは前記送信タイミングより前にプレウォーミング信号を出力するプレウォーミング信号出力部と、
   前記プレウォーミング信号に基づいて、前記半導体レーザに流される電流の電流源のＯＮ／ＯＦＦを制御する電流源制御部とを有し、
   前記電流源制御部は前記プレウォーミング信号の入力により前記電流源をＯＮし、前記レーザ駆動部は前記送信データに基づいて前記半導体レーザの発光/無発光を制御し、前記半導体レーザは前記レーザ駆動部の制御に基づいて前記送信データを光信号に変換して前記親局側装置へ出力することを特徴とするＰＯＮシステム。
8. 親局側装置と光ファイバで接続された子局側装置が前記親局側装置に対して送信データを送信するデータ送信方法であって、
   前記親局側装置から、前記送信データの送信タイミングを示すデータ送信タイミング情報及び前記データを送信する時間間隔を示すデータ送信時間情報とを受信する受信ステップと、
   前記データ送信タイミング情報と前記データ送信時間情報とに基づいて、プレウォーミング信号の出力開始タイミングと出力終了タイミングとを決定する決定ステップと、
   前記出力開始タイミングに前記プレウォーミング信号を出力する出力ステップと、
   前記プレウォーミング信号の出力に基づいて、半導体レーザに流される電流の電流源をＯＮする起動ステップと、
   前記送信データに基づいて、前記電流源から前記半導体レーザに流される電流のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることで、前記送信データを光信号に変換する電気／光変換ステップと、
   前記光信号を前記親局側装置に対して送信する送信ステップと、
   前記出力終了タイミングに前記プレウォーミング信号の出力を停止し、前記電流源をＯＦＦする停止ステップとを有し、
   前記出力開始タイミングは、前記送信データの送信タイミングと同じ又は前記送信タイミングよりも前であり、前記出力終了タイミングは、前記送信データを送信する時間間隔の終了時または終了後であることを特徴とするデータ送信方法。

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