JP2022010899A - 送受信装置、端末装置および送受信システム - Google Patents

送受信装置、端末装置および送受信システム Download PDF

Info

Publication number
JP2022010899A
JP2022010899A JP2020111680A JP2020111680A JP2022010899A JP 2022010899 A JP2022010899 A JP 2022010899A JP 2020111680 A JP2020111680 A JP 2020111680A JP 2020111680 A JP2020111680 A JP 2020111680A JP 2022010899 A JP2022010899 A JP 2022010899A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
laser diode
photodiode
current
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2020111680A
Other languages
English (en)
Inventor
悠介 藤田
Yusuke Fujita
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
THine Electronics Inc
Original Assignee
THine Electronics Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by THine Electronics Inc filed Critical THine Electronics Inc
Priority to JP2020111680A priority Critical patent/JP2022010899A/ja
Priority to CN202110704867.5A priority patent/CN113938203A/zh
Priority to TW110123171A priority patent/TW202220399A/zh
Priority to US17/359,955 priority patent/US11323182B2/en
Publication of JP2022010899A publication Critical patent/JP2022010899A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50—Transmitters
    • H04B10/501—Structural aspects
    • H04B10/503—Laser transmitters
    • H04B10/505—Laser transmitters using external modulation
    • H04B10/5057—Laser transmitters using external modulation using a feedback signal generated by analysing the optical output
    • H04B10/50572—Laser transmitters using external modulation using a feedback signal generated by analysing the optical output to control the modulating signal amplitude including amplitude distortion
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50—Transmitters
    • H04B10/501—Structural aspects
    • H04B10/503—Laser transmitters
    • H04B10/505—Laser transmitters using external modulation
    • H04B10/5057—Laser transmitters using external modulation using a feedback signal generated by analysing the optical output
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/40—Transceivers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
    • H04B10/2589—Bidirectional transmission
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
    • H04B10/2589—Bidirectional transmission
    • H04B10/25891—Transmission components
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50—Transmitters
    • H04B10/501—Structural aspects
    • H04B10/503—Laser transmitters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/60—Receivers
    • H04B10/66—Non-coherent receivers, e.g. using direct detection
    • H04B10/69—Electrical arrangements in the receiver
    • H04B10/691—Arrangements for optimizing the photodetector in the receiver
    • H04B10/6911—Photodiode bias control, e.g. for compensating temperature variations
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/60—Receivers
    • H04B10/66—Non-coherent receivers, e.g. using direct detection
    • H04B10/69—Electrical arrangements in the receiver
    • H04B10/693—Arrangements for optimizing the preamplifier in the receiver
    • H04B10/6931—Automatic gain control of the preamplifier
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/60—Receivers
    • H04B10/66—Non-coherent receivers, e.g. using direct detection
    • H04B10/69—Electrical arrangements in the receiver
    • H04B10/695—Arrangements for optimizing the decision element in the receiver, e.g. by using automatic threshold control

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

【課題】レーザダイオードに供給される電流信号の大きさを安価な構成で高精度に調整することができる送受信装置、端末装置及び送受信システムを提供する。【解決手段】送受信システムにおいて、送受信装置１１は、制御部、駆動部、特定パターン生成部、送信信号検出部、増幅部５５、差動増幅部５６、平均電流検出部及び受信信号検出部を備える。無信号期間に、制御部は、駆動部からレーザダイオード１２に電流信号を入力させてレーザダイオード１２から光信号を出力させ、この光信号を受光した送受信装置２１のフォトダイオード２３から出力された電流信号の平均値（平均電流検出部６７による検出結果）に応じた長さの期間に亘って相手方のレーザダイオード２２から出力された特定パターンの光信号がフォトダイオード１３に到達すると、この特定パターンの光信号の期間の長さに基づいて駆動部からレーザダイオード１２に入力される電流信号の大きさを調整する。【選択図】図４

Description

本発明は、送受信装置、端末装置および送受信システムに関するものである。
光信号を伝送することにより通信を行う送受信システムでは、送信側の端末装置において電気信号に基づいてレーザダイオードから出力された光信号は、受信側の端末装置のフォトダイオードにより受光されて電気信号に変換される。光信号の強度変調パターンは、送信すべき電気信号の強度変調パターンに応じたものとなる。逆方向にも光信号を伝送することにより双方向の通信が可能である。レーザダイオードからフォトダイオードへ光信号を伝送する伝送路として光ファイバが用いられ、この場合には低損失で長距離の光伝送が可能である。
レーザダイオードを駆動する駆動部は、送信すべき電気信号（電圧信号）に基づいて電流信号を生成し、この電流信号をレーザダイオードに供給して、この電流信号に応じた光信号をレーザダイオードから出力させる。光信号を受光するフォトダイオードは、受光量に応じて電流信号を出力する。フォトダイオードから出力される電流は微小である。増幅部は、フォトダイオードから出力される微小な電流信号を十分な振幅の電圧信号に変換して、その電圧信号を出力する。電流信号を電圧信号に変換する増幅部はトランスインピーダンスアンプリファイア（ＴＩＡ: Transimpedance Amplifier）と呼ばれる。
駆動部および増幅部は、シリコンチップ上に安価で高速動作可能な回路として作製され得る。レーザダイオードは、シリコンで作製され得ず、化合物半導体チップ上に作製される。フォトダイオードは、シリコンで作製され得るが、駆動部および増幅部とは最適プロセスが異なる等の理由により、駆動部および増幅部とは別のチップ上に作製される。したがって、駆動部および増幅部は共通のシリコンチップ上に作製され得るが、レーザダイオードおよびフォトダイオードそれぞれは別チップとなる。
図１および図２は、レーザダイオードにおける出力光パワーＰと供給電流値Ｉとの間の関係を示す図である。これらの図に示されるように、供給電流値Ｉが閾値電流ＩTHより小さい範囲では、レーザダイオードは殆ど発光しない。これに対して、供給電流値Ｉが閾値電流ＩTHより大きい範囲では、レーザダイオードの出力光パワーＰは供給電流値Ｉに応じたものとなる。図１は、レーザダイオードに入力される電流信号が常に閾値電流ＩTHより大きい場合を示している。図２は、レーザダイオードに入力される電流信号のＬレベルが閾値電流ＩTHより小さい場合を示している。
レーザダイオードへの供給電流値ＩがＬレベルからＨレベルへ遷移した時刻をＴＩとし、この遷移に応じてレーザダイオードの出力光パワーＰがＬレベルからＨレベルへ遷移する時刻をＴＰとすると、図２に示されるようにレーザダイオードに入力される電流信号のＬレベルが閾値電流ＩTHより小さい場合、時刻ＴＩから時刻ＴＰまでの時間（ＴＰ－ＴＩ）で定義されるターンオン遅延はランダムに変動してジッタが生じる。また、図２に示されるようにレーザダイオードに入力される電流信号のＬレベルが閾値電流ＩTHより小さい場合、電流信号がＬレベルからＨレベルに転じた後のレーザダイオードの出力光パワーＰは、緩和振動が原因となってリンギング（時間的な変動）が生じ、これもジッタとなる。ターンオン遅延のランダム変動およびリンギングを抑制して、ジッタ発生を抑制するために、図１に示されるようにレーザダイオードに入力される電流信号のＬレベルは閾値電流ＩTHより大きいことが要求される。
レーザダイオードの出力光パワーＰのＨレベル時の値をＰＨとし、レーザダイオードの出力光パワーＰのＬレベル時の値をＰＬ（＝αＰＨ）とすると、両者の比（ＰＨ／ＰＬ）で定義される消光比は１／αとなる。フォトダイオードにより光信号のレベルを確実に識別することを考慮すると、この消光比は大きいことが望ましい。
出力光パワーＰのジッタを十分に抑制するには、レーザダイオードに入力される電流信号のＬレベルが閾値電流と比べて十分に大きいことが望ましい。一方、出力光パワーＰの消光比を大きくするには、レーザダイオードに入力される電流信号のＬレベルが閾値電流以上の範囲で小さいことが望ましい。すなわち、ジッタ抑制と消光比確保とはトレードオフの関係にある。したがって、ジッタ抑制および消光比確保の双方を考慮した上で、レーザダイオードに入力される電流信号のＬレベルおよびＨレベルは適正値に設定されることが望まれる。
ところが、レーザダイオードの閾値電流は、温度変化および経年劣化により大きく変化する。例えば、温度が１℃上昇すると、閾値電流は１～２％大きくなる。したがって、レーザダイオードに入力される電流信号のＬレベルおよびＨレベルが適正値に設定されていたとしても、その設定のままでは、温度変化または経年劣化により閾値電流が変化したときに、ジッタ抑制が不十分になり又は消光比が悪化することになる。また、閾値電流の上昇に備えて、レーザダイオードに入力される電流信号のＬレベルおよびＨレベルを適正値より大きく設定すると、消費電力が大きくなる。
閾値電流の変動の問題に対処することを意図した発明が特許文献１～３に開示されている。特許文献１に開示された発明は、送信側の端末装置において駆動部からレーザダイオードに供給される電流信号の大きさを温度に応じて調整する。すなわち、この発明では、温度が高くなると閾値電流が大きくなるので電流信号を大きくし、温度が低くなると閾値電流が小さくなるので電流信号を小さくする。
特許文献２に開示された発明は、送信側の端末装置においてレーザダイオードの近傍にモニタ用フォトダイオードを配置し、レーザダイオードから出力される光のパワーをモニタ用フォトダイオードにより検出する。そして、この発明では、検出された出力光パワーの平均値が一定となるように、駆動部からレーザダイオードに供給される電流信号の大きさを調整する。
特許文献３に開示された発明は、受信側の端末装置において光信号を受信したフォトダイオードの平均出力電流を検出し、この検出値に応じた電気信号を受信側の端末装置から送信側の端末装置へ送る。そして、この発明では、送信側の端末装置において、受信側の端末装置から送られて来た電気信号に基づいて、駆動部からレーザダイオードに供給される電流信号の大きさを調整する。
米国特許第５０４３９９２号明細書 米国特許第８９８９２２７号明細書 米国特許第８５２１０１９号明細書
特許文献１に開示された発明は、駆動部からレーザダイオードに供給される電流信号の大きさを調整する際に、レーザダイオードの出力光パワーに基づくフィードバック制御を行うものではなく、温度に基づくフィードフォワード制御を行うものであるから、電流信号の大きさの調整を高精度に行うことが困難である。また、この発明は、レーザダイオードの経年劣化による閾値電流の変動の問題には対処することができない。
特許文献２に開示された発明は、駆動部からレーザダイオードに供給される電流信号の大きさを調整する際に、レーザダイオードの出力光パワーに基づくフィードバック制御を行うことから、電流信号の大きさの調整を高精度に行うことが可能であり、また、レーザダイオードの経年劣化による閾値電流の変動の問題にも対処することができる。しかし、この発明は、モニタ用フォトダイオードが近傍に配置された高価なレーザダイオードを用いることが必要であるから、システムのコストが高くなる。
特許文献３に開示された発明は、受信側の端末装置において光信号を受信したフォトダイオードの平均出力電流の検出値に応じた電気信号を送信側の端末装置へ送るために銅線を設けることが必要であるから、システムのコストが高くなる。
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、レーザダイオードから出力される光信号の伝送により双方向に通信を行うことができ、レーザダイオードに供給される電流信号の大きさを安価な構成で高精度に調整することができる送受信システムを提供することを目的とする。また、このような送受信システムで用いられる端末装置、および、この端末装置に含まれる送受信装置を提供することをも目的とする。
本発明の送受信装置は、相手方送受信装置の側との間で双方向に信号の送受信を行う送受信装置であって、(1) 相手方送受信装置の側へ送信すべき信号に基づいて電流信号をレーザダイオードに入力させて、レーザダイオードから光信号を相手方送受信装置の側の相手方フォトダイオードへ出力させる駆動部と、(2) 相手方送受信装置の側の相手方レーザダイオードから到達した光信号を受光するフォトダイオードから出力される電流信号を入力し、この電流信号を電圧信号に変換して該電圧信号を出力する増幅部と、(3) フォトダイオードから出力される電流信号の平均値を検出する平均電流検出部と、(4)駆動部からレーザダイオードへの電流信号の入力を制御する制御部と、を備える。
なお、相手方送受信装置は、本発明の送受信装置と同じ構成を有することができる。
制御部は、相手方送受信装置の側との間で送受信すべき信号がない無信号期間に、(a) 駆動部からレーザダイオードに電流信号を入力させてレーザダイオードから光信号を出力させ、この光信号を受光した相手方フォトダイオードから出力された電流信号の平均値に応じた長さの期間に亘って相手方レーザダイオードから出力された特定パターンの光信号がフォトダイオードに到達すると、この特定パターンの光信号の期間の長さに基づいて駆動部からレーザダイオードに入力される電流信号の大きさを調整し、(b) 平均電流検出部により検出された電流信号の平均値に応じた長さの期間に亘って駆動部からレーザダイオードに特定パターンの電流信号を入力させてレーザダイオードから特定パターンの光信号を出力させる。
特定パターンの光信号は、その特定パターンの期間の前後におけるパワーを中心にパワーが増減を繰り返すのが好適であり、また、その特定パターンの期間の前後におけるパワーと異なるパワーを有するのも好適である。
本発明の端末装置は、上記の本発明の送受信装置と、送受信装置の駆動部から電流信号が入力されて光信号を出力するレーザダイオードと、光信号を受光して送受信装置の増幅部へ電流信号を出力するフォトダイオードと、を備える。
本発明の送受信システムは、上記の本発明の端末装置である第１端末装置および第２端末装置を備え、第１端末装置のレーザダイオードから出力された光信号を第２端末装置のフォトダイオードが受光し、第２端末装置のレーザダイオードから出力された光信号を第１端末装置のフォトダイオードが受光する。本発明の送受信システムは、第１端末装置のレーザダイオードから出力された光信号を第２端末装置のフォトダイオードへ導光する第１光ファイバと、第２端末装置のレーザダイオードから出力された光信号を第１端末装置のフォトダイオードへ導光する第２光ファイバと、を更に備えるのが好適である。
本発明によれば、レーザダイオードから出力される光信号の伝送により双方向に通信を行うことができ、レーザダイオードに供給される電流信号の大きさを安価な構成で高精度に調整することができる。
図１は、レーザダイオードにおける出力光パワーＰと供給電流値Ｉとの間の関係を示す図である。 図２は、レーザダイオードにおける出力光パワーＰと供給電流値Ｉとの間の関係を示す図である。 図３は、送受信システム１の構成を示す図である。 図４は、送受信装置１１および送受信装置２１の構成を示す図である。 図５は、送受信装置１１の平均電流検出部５７の回路例を示す図である。 図６は、レーザダイオードにおける出力光パワーＰと供給電流値Ｉとの間の関係を示す図である。 図７は、無信号期間において特定パターンとして第１パターンを用いて個別調整を行う場合の送受信システム１の動作例を示すタイミングチャートである。 図８は、無信号期間において特定パターンとして第２パターンを用いて個別調整を行う場合の送受信システム１の動作例を示すタイミングチャートである。 図９は、無信号期間において特定パターンとして第１パターンを用いて同時調整を行う場合の送受信システム１の動作例を示すタイミングチャートである。 図１０は、無信号期間において特定パターンとして第２パターンを用いて同時調整を行う場合の送受信システム１の動作例を示すタイミングチャートである。
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。本発明は、これらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
図３は、送受信システム１の構成を示す図である。送受信システム１は、端末装置１０および端末装置２０を備える。端末装置１０は、送受信装置１１、レーザダイオード１２およびフォトダイオード１３を備える。端末装置２０は、送受信装置２１、レーザダイオード２２およびフォトダイオード２３を備える。端末装置１０と端末装置２０とは互いに同じ構成を有することができる。
端末装置１０のレーザダイオード１２から出力される光信号は、端末装置２０のフォトダイオード２３により受光される。端末装置２０のレーザダイオード２２から出力される光信号は、端末装置１０のフォトダイオード１３により受光される。レーザダイオード１２から出力される光信号は、空間を伝搬してフォトダイオード２３に到達する構成であってもよいが、光ファイバ３０により導光されてフォトダイオード２３に到達する構成であるのが好適である。同様に、レーザダイオード２２から出力される光信号は、空間を伝搬してフォトダイオード１３に到達する構成であってもよいが、光ファイバ４０により導光されてフォトダイオード１３に到達する構成であるのが好適である。光ファイバにより光信号を導光することにより、低損失で長距離の光伝送が可能である。
また、端末装置１０はコネクタ１４を備え、端末装置２０はコネクタ２４を備える。端末装置１０の送受信装置１１は、コネクタ１４に入力された電圧信号に基づいて電流信号をレーザダイオード１２に供給してレーザダイオード１２から光信号を出力させ、光信号を受光したフォトダイオード１３から出力される電流信号を電圧信号に変換して該電圧信号をコネクタ１４から出力させる。同様に、端末装置２０の送受信装置２１は、コネクタ２４に入力された電圧信号に基づいて電流信号をレーザダイオード２２に供給してレーザダイオード２２から光信号を出力させ、光信号を受光したフォトダイオード２３から出力される電流信号を電圧信号に変換して該電圧信号をコネクタ２４から出力させる。
アクティブ光ケーブル（ＡＯＣ: Active Optical Cable）は、このような構成を有する。ＡＯＣでは、パドルカード（Paddle Card）と呼ばれる基板の上に送受信装置、レーザダイオードおよびフォトダイオードが実装されている。そして、送受信装置とコネクタとが互いに電気的に接続され、レーザダイオードと一方の光ファイバの光入射端とが光学的に接続され、フォトダイオードと他方の光ファイバの光出射端とが光学的に接続されている。
図４は、送受信装置１１および送受信装置２１の構成を示す図である。この図には、送受信装置１１の側にあるレーザダイオード１２およびフォトダイオード１３も示され、また、送受信装置２１の側にあるレーザダイオード２２およびフォトダイオード２３も示されている。
送受信装置１１は、制御部５１、駆動部５２、特定パターン生成部５３、送信信号検出部５４、増幅部５５、差動増幅部５６、平均電流検出部５７および受信信号検出部５８を備える。送受信装置２１は、制御部６１、駆動部６２、特定パターン生成部６３、送信信号検出部６４、増幅部６５、差動増幅部６６、平均電流検出部６７および受信信号検出部６８を備える。送受信装置１１と送受信装置２１とは互いに同じ構成を有しており、送受信装置１１と送受信装置２１との間で同じ名称の構成要素は同じ機能を有する。
以下では送受信装置１１および送受信装置２１の構成のうち一方の送受信装置１１の構成について主に説明する。送受信装置１１は、相手方の送受信装置２１の側との間で双方向に信号の送受信を行う。制御部５１は、送信信号検出部５４、平均電流検出部５７および受信信号検出部５８それぞれによる検出の結果を受けて、駆動部５２および差動増幅部５６それぞれの動作を制御する。
駆動部５２は、相手方の送受信装置２１の側へ送信すべき信号があるとき、その信号に基づいて電流信号をレーザダイオード１２に入力させて、レーザダイオード１２から光信号を相手方のフォトダイオード２３へ出力させる。駆動部５２に入力される信号（電圧信号）は差動信号であってもよい。また、駆動部５２は、相手方の送受信装置２１の側との間で送受信すべき信号がない無信号期間に、特定パターン生成部５３により生成された特定パターンの電流信号をレーザダイオード１２に入力させて、レーザダイオード１２から特定パターンの光信号を相手方のフォトダイオード２３へ出力させる。
特定パターン生成部５３は、無信号期間に駆動部５２がレーザダイオード１２に供給する電流信号の特定パターンを生成する。送信信号検出部５４は、相手方の送受信装置２１の側へ送信すべき信号の有無を検出し、その検出結果を制御部５１に通知する。送信信号検出部５４は、駆動部５２に入力される信号（電圧信号）のレベルの時間的変動の大きさに基づいて、送信すべき信号の有無を検出することができる。
増幅部５５は、相手方のレーザダイオード２２から到達した光信号を受光するフォトダイオード１３から出力される電流信号を入力し、この電流信号を電圧信号に変換して該電圧信号を出力する。この増幅部５５は、電流信号を電圧信号に変換するＴＩＡである。増幅部５５から出力される電圧信号は差動信号であってもよい。差動増幅部５６は、増幅部５５から出力される信号を増幅して出力する。差動増幅部５６は、相手方の送受信装置２１の側から信号が送られてきていない無信号期間は、制御部５１による制御により、出力端をハイインピーダンス状態とすることができる。
平均電流検出部５７は、フォトダイオード１３から出力される電流信号の平均値を検出し、その検出結果を制御部５１に通知する。フォトダイオード１３から出力される電流信号の値が時間的に変化する場合、平均電流検出部５７は、その時間的に変化する電流信号を平滑化することで移動平均（低周波成分）を求める。受信信号検出部５８は、増幅部５５から出力される電圧信号をモニタし、その電圧信号のレベルを検出して、その検出結果を制御部５１に通知する。
制御部５１は、送信信号検出部５４、平均電流検出部５７および受信信号検出部５８それぞれによる検出の結果を受ける。制御部５１は、これらの検出結果に基づいて、送受信装置１１の側から相手方の送受信装置２１の側へ送信すべき信号の有無を判断するとともに、相手方の送受信装置２１の側から送受信装置１１の側へ送られて来る信号の有無を判断する。これにより、制御部５１は、相手方の送受信装置２１の側との間で送受信すべき信号がない無信号期間を検知することができる。この検知した無信号期間に、制御部５１は、差動増幅部５６の出力をハイインピーダンス状態とする。
無信号期間に、制御部５１は、駆動部５２からレーザダイオード１２に電流信号を入力させてレーザダイオード１２から光信号を出力させ、この光信号を受光した相手方のフォトダイオード２３から出力された電流信号の平均値（平均電流検出部６７による検出結果）に応じた長さの期間に亘って相手方のレーザダイオード２２から出力された特定パターンの光信号がフォトダイオード１３に到達すると、この特定パターンの光信号の期間の長さに基づいて駆動部５２からレーザダイオード１２に入力される電流信号の大きさを調整する。
無信号期間に、制御部５１は、平均電流検出部５７により検出された電流信号の平均値に応じた長さの期間に亘って駆動部５２からレーザダイオード１２に特定パターンの電流信号を入力させてレーザダイオード１２から特定パターンの光信号を出力させる。
特定パターンの期間の長さは、多段階の何れかに設定されてもよいが、平均電流検出部５７，６７により検出された電流信号の平均値と閾値（目標値）との比較に基づいて２段階の何れかに設定されるのが好適である。
図５は、送受信装置１１の平均電流検出部５７の回路例を示す図である。この図には、フォトダイオード１３および増幅部５５も示されている。平均電流検出部５７は、差動アンプ７１、ＰＭＯＳトランジスタ７２、コンデンサ７３、ＰＭＯＳトランジスタ７４、抵抗器７５および比較器７６を含む。
フォトダイオード１３のアノードは、増幅部５５の入力端子に接続されている。フォトダイオード１３のカソードは、差動アンプ７１の非反転入力端子に接続されている。差動アンプ７１の反転入力端子は、一定の参照電圧Ｖrefが入力される。差動アンプ７１の出力端子は、ＰＭＯＳトランジスタ７２，７４それぞれのゲートに接続されている。ＰＭＯＳトランジスタ７２，７４それぞれのソースは、電源電位供給端に接続されている。ＰＭＯＳトランジスタ７２のドレインは、差動アンプ７１の非反転入力端子に接続され、また、コンデンサ７３を介して接地電位供給端に接続されている。ＰＭＯＳトランジスタ７４のドレインは、比較器７６の一方の入力端子に接続され、また、抵抗器７５を介して接地電位供給端に接続されている。比較器７６の他方の入力端子は、一定の閾値電圧Ｖthが入力される。比較器７６は、二つの入力端子それぞれに入力される電圧値を比較して、その比較結果を表す信号を出力端子から制御部５１へ出力する。
ＰＭＯＳトランジスタ７２は電流源として作用する。差動アンプ７１、ＰＭＯＳトランジスタ７２およびコンデンサ７３はＬＤＯ（Low Dropout）レギュレータを構成している。差動アンプ７１の非反転入力端子の電圧値Ｖbiasは、差動アンプ７１の反転入力端子に入力される一定の参照電圧Ｖrefと等しい。この一定の電圧値Ｖbiasがフォトダイオード１３のカソードに与えられる。フォトダイオード１３から出力される電流信号のうち、ＡＣ成分（高周波成分）はコンデンサ７３に流れ、平均電流（低周波成分）はＰＭＯＳトランジスタ７２のソースとドレインとの間に流れる。
ＰＭＯＳトランジスタ７２，７４はカレントミラー回路を構成している。ＰＭＯＳトランジスタ７４のソースとドレインとの間に流れる電流（すなわち、抵抗器７５に流れる電流）の大きさは、ＰＭＯＳトランジスタ７２のソースとドレインとの間に流れる電流の大きさと等しい。比較器７６の一方の入力端子に入力される電圧値は、抵抗器７５に流れる電流の大きさと抵抗器７５の抵抗値との積であるＶaveとなる。比較器７６は、電圧値Ｖaveと閾値電圧Ｖthとを大小比較して、これら二つの電圧値のうち何れが大きいかを表す信号を出力端子から出力する。比較器７６の出力端子から出力される信号は、フォトダイオード１３から出力される電流信号の平均値（低周波成分）が目標値と比べて大きいか否かを表している。
本実施形態では、送受信装置１１は、無信号期間における制御部５１による制御により、レーザダイオード１２に供給される電流信号の大きさを調整することができる。同様にして、送受信装置２１は、無信号期間における制御部６１による制御により、レーザダイオード２２に供給される電流信号の大きさを調整することができる。
図６は、レーザダイオードにおける出力光パワーＰと供給電流値Ｉとの間の関係を示す図である。この図は、駆動部からレーザダイオードに供給される電流信号の大きさの調整を説明するものである。温度変化または経年劣化により、レーザダイオードにおける出力光パワーＰと供給電流値Ｉとの間の特性が、実線で示されるものから、破線で示されるものへ変化したとする。このような特性の変化が生じたときに、レーザダイオードから出力される光信号の大きさの変化が抑制されるように、駆動部からレーザダイオードに供給される電流信号の大きさを、実線で示されるものから、破線で示されるものへ変更する。
本実施形態では、フィードバック制御によるものであるので、レーザダイオードに供給される電流信号の大きさを高精度に調整することができる。また、本実施形態では、特許文献２に開示された発明のようにモニタ用フォトダイオードが近傍に配置された高価なレーザダイオードを用いる必要はなく、また、特許文献３に開示された発明のように光ファイバとは別に銅線を設ける必要もないので、安価な構成とすることができる。
次に、送受信システム１の動作例について説明する。送受信装置１１の側から相手方の送受信装置２１の側へ送信すべき信号があるときには、その信号（電圧信号）に応じた電流信号が駆動部５２からレーザダイオード１２に与えられ、その電流信号に応じた光信号がレーザダイオード１２から出力される。レーザダイオード１２から出力された光信号が相手方のフォトダイオード２３に到達すると、その光信号に応じた電流信号がフォトダイオード２３から出力され、その電流信号は増幅部６５により電圧信号に変換され、その電圧信号は差動増幅部６６により増幅されて出力される。送受信装置２１の側から送受信装置１１の側へ送信すべき信号があるときも同様である。
送受信装置１１および送受信装置２１の何れの側からも送信すべき信号がない無信号期間は、次のようにして検知することができる。送受信装置１１の側から送受信装置２１の側へ送信すべき信号がない場合、そのことは送信信号検出部５４により検出され、その検出結果は制御部５１に通知される。そして、制御部５１による制御により、駆動部５２からレーザダイオード１２へ電流が供給されず、レーザダイオード１２から光が出力されない。送受信装置２１では、レーザダイオード１２からフォトダイオード２３に到達する光が無いことが平均電流検出部６７により検出され、その検出結果は制御部６１に通知される。同様に、送受信装置２１の側から送受信装置１１の側へ送信すべき信号がない場合、そのことは送信信号検出部６４により検出され、その検出結果は制御部６１に通知される。そして、制御部６１による制御により、駆動部６２からレーザダイオード２２へ電流が供給されず、レーザダイオード２２から光が出力されない。送受信装置１１では、レーザダイオード２２からフォトダイオード１３に到達する光が無いことが平均電流検出部５７により検出され、その検出結果は制御部５１に通知される。このようにして、送受信装置１１の制御部５１および送受信装置２１の制御部６１は、送受信装置１１と送受信装置２１との間で送受信すべき信号がない無信号期間を検知することができる。
無信号期間は、通常通信期間（本来の信号を送信すべき期間）と次の通常通信期間との間に存在するだけでなく、スタートアップ時にも存在する。何れにおいても駆動部５２からレーザダイオード１２に入力される電流信号の大きさの調整が可能である。スタートアップ時の無信号期間に調整を行えば、その時点で経年劣化によりレーザダイオード１２の特性が変化していても、レーザダイオード１２に入力される電流信号の大きさを最適化することができる。通常通信期間と通常通信期間との間の無信号期間に調整を行えば、動作中に温度変化によりレーザダイオード１２の特性が変化しても、レーザダイオード１２に入力される電流信号の大きさを最適に維持することができる。
無信号期間において、送受信装置１１の側において駆動部５２からレーザダイオード１２に供給される電流信号の大きさと、送受信装置２１の側において駆動部６２からレーザダイオード２２に供給される電流信号の大きさとは、個別に調整されてもよいし、実質的に同時に調整されてもよい。
特定パターンは様々な態様が可能である。特定パターンは、無信号期間のうち特定パターンの期間を他の期間と区別することができればよい。特定パターンの光信号は、その特定パターンの期間の前後におけるパワーを中心にパワーが増減を繰り返すもの（以下「第１パターン」という。）であってもよい。また、特定パターンの光信号は、その特定パターンの期間の前後におけるパワーと異なるパワーを有するもの（以下「第２パターン」という。）であってもよい。
次に、図７～図１０を用いて、無信号期間における送受信システム１の動作例を説明する。この動作は、制御部５１，６１による制御の下に行われる。個別調整の場合、送受信装置１１の側における駆動部５２からレーザダイオード１２に供給される電流信号の大きさの調整と、送受信装置２１の側における駆動部６２からレーザダイオード２２に供給される電流信号の大きさの調整とは、同様にして行うことができる。したがって、個別調整の動作例の以下の説明では、送受信装置１１の側における駆動部５２からレーザダイオード１２に供給される電流信号の大きさの調整について主に説明する。
図７は、無信号期間において特定パターンとして第１パターンを用いて個別調整を行う場合の送受信システム１の動作例を示すタイミングチャートである。この図には、(a) 送受信装置１１の側においてレーザダイオード１２から出力される光信号、(b) 送受信装置２１の側においてフォトダイオード２３から出力される電流信号の平均、(c) 送受信装置２１の側においてレーザダイオード２２から出力される光信号、および、(d)送受信装置１１の側において増幅部５５から出力される電圧信号、それぞれの波形が模式的に示されている。
サイクル１では、送受信装置１１の側において、駆動部５２からレーザダイオード１２に入力される電流信号に応じて、一定の振幅を有しパワーが増減を繰り返す光信号がレーザダイオード１２から出力される（図７（ａ））。
送受信装置２１の側において、レーザダイオード１２から出力された光信号はフォトダイオード２３により受光され、フォトダイオード２３から出力された電流信号の平均値（図７（ｂ））が平均電流検出部６７により目標値と比較される。図に示された例では、フォトダイオード２３から出力された電流信号の平均値（図７（ｂ））は目標値より大きく、この結果に応じて期間Ｔ１に亘って、特定パターンの電流信号が駆動部６２からレーザダイオード２２に入力されて、特定パターンの光信号がレーザダイオード２２から出力される（図７（ｃ））。期間Ｔ１以外の期間における光信号のパワーは、期間Ｔ１における光信号の平均パワーに等しくされる。
送受信装置１１の側において、レーザダイオード２２から出力された光信号がフォトダイオード１３により受光され、フォトダイオード１３から出力された電流信号は増幅部５５により電圧信号に変換される（図７（ｄ））。増幅部５５から出力される電圧信号が差動信号である場合、その差動信号の振幅の有無が受信信号検出部５８により検出されることで、特定パターンの期間Ｔ１の長さが検知される。増幅部５５から出力される電圧信号（図７（ｄ））の特定パターンの期間Ｔ１の長さに基づいて、次のサイクル２で駆動部５２からレーザダイオード１２に入力される電流信号の大きさが変更される。この図に示された例では、サイクル１でフォトダイオード２３から出力された電流信号の平均値（図７（ｂ））が目標値より大きいと判断されたので、次のサイクル２で駆動部５２からレーザダイオード１２に入力される電流信号の大きさはサイクル１より小さくされる。
サイクル２では、送受信装置１１の側において、駆動部５２からレーザダイオード１２に入力される変更後の（前のサイクル１より小さい）電流信号に応じて、一定の振幅を有しパワーが増減を繰り返す光信号がレーザダイオード１２から出力される（図７（ａ））。
送受信装置２１の側において、レーザダイオード１２から出力された光信号がフォトダイオード２３により受光され、フォトダイオード２３から出力された電流信号の平均値（図７（ｂ））が平均電流検出部６７により目標値と比較される。図に示された例では、フォトダイオード２３から出力された電流信号の平均値（図７（ｂ））は目標値より小さく、この結果に応じて期間Ｔ２に亘って、特定パターンの電流信号が駆動部６２からレーザダイオード２２に入力されて、特定パターンの光信号がレーザダイオード２２から出力される（図７（ｃ））。期間Ｔ２以外の期間における光信号のパワーは、期間Ｔ２における光信号の平均パワーに等しくされる。
送受信装置１１の側において、レーザダイオード２２から出力された光信号はフォトダイオード１３により受光され、フォトダイオード１３から出力された電流信号は増幅部５５により電圧信号に変換される（図７（ｄ））。増幅部５５から出力される電圧信号が差動信号である場合、その差動信号の振幅の有無が受信信号検出部５８により検出されることで、特定パターンの期間Ｔ２の長さが検知される。増幅部５５から出力される電圧信号（図７（ｄ））の特定パターンの期間Ｔ２の長さに基づいて、次のサイクル３で駆動部５２からレーザダイオード１２に入力される電流信号の大きさが変更される。この図に示された例では、サイクル２でフォトダイオード２３から出力された電流信号の平均値（図７（ｂ））が目標値より小さいと判断されたので、次のサイクル３で駆動部５２からレーザダイオード１２に入力される電流信号の大きさはサイクル２より大きくされる。
図８は、無信号期間において特定パターンとして第２パターンを用いて個別調整を行う場合の送受信システム１の動作例を示すタイミングチャートである。この図には、(a) 送受信装置１１の側においてレーザダイオード１２から出力される光信号、(b) 送受信装置２１の側においてフォトダイオード２３から出力される電流信号の平均、(c) 送受信装置２１の側においてレーザダイオード２２から出力される光信号、および、(d)送受信装置１１の側においてフォトダイオード１３から出力される電流信号の平均、それぞれの波形が模式的に示されている。
サイクル１では、送受信装置１１の側において、駆動部５２からレーザダイオード１２に入力される電流信号に応じて、一定の振幅を有しパワーが増減を繰り返す光信号がレーザダイオード１２から出力される（図８（ａ））。
送受信装置２１の側において、レーザダイオード１２から出力された光信号はフォトダイオード２３により受光され、フォトダイオード２３から出力された電流信号の平均値（図８（ｂ））が平均電流検出部６７により目標値と比較される。図に示された例では、フォトダイオード２３から出力された電流信号の平均値（図８（ｂ））は目標値より大きく、この結果に応じて期間Ｔ１に亘って、特定パターンの電流信号が駆動部６２からレーザダイオード２２に入力されて、特定パターンの光信号がレーザダイオード２２から出力される（図８（ｃ））。期間Ｔ１以外の期間における光信号のパワーは、期間Ｔ１における光信号の平均パワーと異なる値（例えば小さい値またはオフ状態）とされる。
送受信装置１１の側において、レーザダイオード２２から出力された光信号がフォトダイオード１３により受光され、フォトダイオード１３から出力された電流信号の平均値（図８（ｄ））が平均電流検出部５７により検出されることで、特定パターンの期間Ｔ１の長さが検知される。この特定パターンの期間Ｔ１の長さに基づいて、次のサイクル２で駆動部５２からレーザダイオード１２に入力される電流信号の大きさが変更される。この図に示された例では、サイクル１でフォトダイオード２３から出力された電流信号の平均値（図８（ｂ））が目標値より大きいと判断されたので、次のサイクル２で駆動部５２からレーザダイオード１２に入力される電流信号の大きさはサイクル１より小さくされる。
サイクル２では、送受信装置１１の側において、駆動部５２からレーザダイオード１２に入力される電流信号に応じて、一定の振幅を有しパワーが増減を繰り返す光信号がレーザダイオード１２から出力される（図８（ａ））。
送受信装置２１の側において、レーザダイオード１２から出力された光信号はフォトダイオード２３により受光され、フォトダイオード２３から出力された電流信号の平均値（図８（ｂ））が平均電流検出部６７により目標値と比較される。図に示された例では、フォトダイオード２３から出力された電流信号の平均値（図８（ｂ））は目標値より小さく、この結果に応じて期間Ｔ２に亘って、特定パターンの電流信号が駆動部６２からレーザダイオード２２に入力されて、特定パターンの光信号がレーザダイオード２２から出力される（図８（ｃ））。期間Ｔ２以外の期間における光信号のパワーは、期間Ｔ２における光信号の平均パワーと異なる値（例えば小さい値またはオフ状態）とされる。
送受信装置１１の側において、レーザダイオード２２から出力された光信号がフォトダイオード１３により受光され、フォトダイオード１３から出力された電流信号の平均値（図８（ｄ））が平均電流検出部５７により検出されることで、特定パターンの期間Ｔ２の長さが検知される。この特定パターンの期間Ｔ２の長さに基づいて、次のサイクル３で駆動部５２からレーザダイオード１２に入力される電流信号の大きさが変更される。この図に示された例では、サイクル２でフォトダイオード２３から出力された電流信号の平均値（図８（ｂ））が目標値より小さいと判断されたので、次のサイクル３で駆動部５２からレーザダイオード１２に入力される電流信号の大きさはサイクル２より大きくされる。
図９は、無信号期間において特定パターンとして第１パターンを用いて同時調整を行う場合の送受信システム１の動作例を示すタイミングチャートである。この図には、(a) 送受信装置１１の側においてレーザダイオード１２から出力される光信号、(b) 送受信装置２１の側においてフォトダイオード２３から出力される電流信号の平均、(c) 送受信装置２１の側においてレーザダイオード２２から出力される光信号、および、(d)送受信装置１１の側においてフォトダイオード１３から出力される電流信号の平均、それぞれの波形が模式的に示されている。
サイクル１では、送受信装置２１の側において、レーザダイオード１２から出力された光信号（図９（ａ））がフォトダイオード２３により受光され、フォトダイオード２３から出力された電流信号の平均値（図９（ｂ））が平均電流検出部６７により目標値と比較される。図に示された例では、フォトダイオード２３から特定パターン期間中に出力された電流信号の平均値（図９（ｂ））は目標値より大きく、この結果に応じて期間Ｔ１に亘って、特定パターンの電流信号が駆動部６２からレーザダイオード２２に入力されて、特定パターンの光信号がレーザダイオード２２から出力される（図９（ｃ））。
送受信装置１１の側において、レーザダイオード２２から出力された光信号（図９（ｃ））がフォトダイオード１３により受光され、フォトダイオード１３から出力された電流信号の平均値（図９（ｄ））が平均電流検出部５７により目標値と比較される。図に示された例では、フォトダイオード１３から特定パターン期間中に出力された電流信号の平均値（図９（ｄ））は目標値より小さく、この結果に応じて期間Ｔ２に亘って、特定パターンの電流信号が駆動部５２からレーザダイオード１２に入力されて、特定パターンの光信号がレーザダイオード１２から出力される（図９（ａ））。
サイクル１でフォトダイオード１３により受光された光信号（図９（ｃ））の特定パターンの期間Ｔ１の長さに基づいて、次のサイクル２で駆動部５２からレーザダイオード１２に入力される電流信号の大きさがサイクル１より小さくされる。また、サイクル１でフォトダイオード２３により受光された光信号（図９（ａ））の特定パターンの期間Ｔ２の長さに基づいて、次のサイクル２で駆動部６２からレーザダイオード２２に入力される電流信号の大きさがサイクル１より大きくされる。
サイクル２では、送受信装置２１の側において、レーザダイオード１２から出力された光信号（図９（ａ））がフォトダイオード２３により受光され、フォトダイオード２３から出力された電流信号の平均値（図９（ｂ））が平均電流検出部６７により目標値と比較される。図に示された例では、フォトダイオード２３から特定パターン期間中に出力された電流信号の平均値（図９（ｂ））は目標値より小さく、この結果に応じて期間Ｔ２に亘って、特定パターンの電流信号が駆動部６２からレーザダイオード２２に入力されて、特定パターンの光信号がレーザダイオード２２から出力される（図９（ｃ））。
送受信装置１１の側において、レーザダイオード２２から出力された光信号（図９（ｃ））がフォトダイオード１３により受光され、フォトダイオード１３から出力された電流信号の平均値（図９（ｄ））が平均電流検出部５７により目標値と比較される。図に示された例では、フォトダイオード１３から特定パターン期間中に出力された電流信号の平均値（図９（ｄ））は目標値より大きく、この結果に応じて期間Ｔ１に亘って、特定パターンの電流信号が駆動部５２からレーザダイオード１２に入力されて、特定パターンの光信号がレーザダイオード１２から出力される（図９（ａ））。
サイクル２でフォトダイオード１３により受光された光信号（図９（ｃ））の特定パターンの期間Ｔ２の長さに基づいて、次のサイクル３で駆動部５２からレーザダイオード１２に入力される電流信号の大きさがサイクル２より大きくされる。また、サイクル２でフォトダイオード２３により受光された光信号（図９（ａ））の特定パターンの期間Ｔ１の長さに基づいて、次のサイクル３で駆動部６２からレーザダイオード２２に入力される電流信号の大きさがサイクル２より小さくされる。
図１０は、無信号期間において特定パターンとして第２パターンを用いて同時調整を行う場合の送受信システム１の動作例を示すタイミングチャートである。この図には、(a) 送受信装置１１の側においてレーザダイオード１２から出力される光信号、(b) 送受信装置２１の側においてフォトダイオード２３から出力される電流信号の平均、(c) 送受信装置２１の側においてレーザダイオード２２から出力される光信号、および、(d)送受信装置１１の側においてフォトダイオード１３から出力される電流信号の平均、それぞれの波形が模式的に示されている。
サイクル１では、送受信装置２１の側において、レーザダイオード１２から出力された光信号（図１０（ａ））がフォトダイオード２３により受光され、フォトダイオード２３から出力された電流信号の平均値（図１０（ｂ））が平均電流検出部６７により目標値と比較される。図に示された例では、フォトダイオード２３から特定パターン期間中に出力された電流信号の平均値（図１０（ｂ））は目標値より大きく、この結果に応じて期間Ｔ１に亘って、特定パターンの電流信号が駆動部６２からレーザダイオード２２に入力されて、特定パターンの光信号がレーザダイオード２２から出力される（図１０（ｃ））。
送受信装置１１の側において、レーザダイオード２２から出力された光信号（図１０（ｃ））がフォトダイオード１３により受光され、フォトダイオード１３から出力された電流信号の平均値（図１０（ｄ））が平均電流検出部５７により目標値と比較される。図に示された例では、フォトダイオード１３から特定パターン期間中に出力された電流信号の平均値（図１０（ｄ））は目標値より小さく、この結果に応じて次のサイクル２の期間Ｔ２に亘って、特定パターンの電流信号が駆動部５２からレーザダイオード１２に入力されて、特定パターンの光信号がレーザダイオード１２から出力される（図１０（ａ））。
サイクル１でフォトダイオード１３により受光された光信号（図１０（ｃ））の特定パターンの期間Ｔ１の長さに基づいて、次のサイクル２で駆動部５２からレーザダイオード１２に入力される電流信号の大きさがサイクル１より小さくされる。また、サイクル１でフォトダイオード２３により受光された光信号（図１０（ａ））の特定パターンの期間Ｔ２の長さに基づいて、次のサイクル２で駆動部６２からレーザダイオード２２に入力される電流信号の大きさがサイクル１より大きくされる。
サイクル２では、送受信装置２１の側において、レーザダイオード１２から出力された光信号（図１０（ａ））がフォトダイオード２３により受光され、フォトダイオード２３から出力された電流信号の平均値（図１０（ｂ））が平均電流検出部６７により目標値と比較される。図に示された例では、フォトダイオード２３から特定パターン期間中に出力された電流信号の平均値（図１０（ｂ））は目標値より小さく、この結果に応じて期間Ｔ２に亘って、特定パターンの電流信号が駆動部６２からレーザダイオード２２に入力されて、特定パターンの光信号がレーザダイオード２２から出力される（図１０（ｃ））。
送受信装置１１の側において、レーザダイオード２２から出力された光信号（図１０（ｃ））がフォトダイオード１３により受光され、フォトダイオード１３から出力された電流信号の平均値（図１０（ｄ））が平均電流検出部５７により目標値と比較される。図に示された例では、フォトダイオード１３から特定パターン期間中に出力された電流信号の平均値（図１０（ｄ））は目標値より大きく、この結果に応じて次のサイクル３の期間Ｔ１に亘って、特定パターンの電流信号が駆動部５２からレーザダイオード１２に入力されて、特定パターンの光信号がレーザダイオード１２から出力される。
サイクル２でフォトダイオード１３により受光された光信号（図１０（ｃ））の特定パターンの期間Ｔ２の長さに基づいて、次のサイクル３で駆動部５２からレーザダイオード１２に入力される電流信号の大きさがサイクル２より大きくされる。また、サイクル２でフォトダイオード２３により受光された光信号（図１０（ａ））の特定パターンの期間Ｔ２の長さに基づいて、次のサイクル３で駆動部６２からレーザダイオード２２に入力される電流信号の大きさがサイクル２より大きくされる。
図７～図１０の何れに示された動作例においても、サイクル３以降の動作も同様に行われる。フォトダイオード２３から出力された電流信号の平均値が目標値より大きい場合にレーザダイオード２２から出力される光信号における特定パターンの期間Ｔ１の長さと、この電流信号の平均値が目標値より小さい場合の特定パターンの期間Ｔ２の長さとは、互いに異なる。すなわち、レーザダイオード２２から出力される光信号における特定パターンの期間の長さは、フォトダイオード２３から出力される電流信号の平均値に応じたものであり、レーザダイオード１２から出力される光信号の平均パワーに応じたものである。期間Ｔ１，Ｔ２それぞれの長さは、２倍以上異ならせるのが好ましく、１０倍以上異ならせるのが更に好ましい。
レーザダイオード１２からフォトダイオード２３に至るまでの光信号の光路における光損失は一定としてよい。したがって、フォトダイオード２３から出力される電流信号の平均値と対比される目標値は、レーザダイオード１２から出力される光信号の平均パワーの目標値に応じたものとすることができる。上記のような調整をすることで、レーザダイオード１２から出力される光信号の平均パワーを目標値に近づけることができ、本来送信すべき信号（電圧信号）に基づいて駆動部５２からレーザダイオード１２に与える電流信号の大きさを適切に設定することができる。
駆動部５２からレーザダイオード１２に供給される電流信号の大きさの調整は、所定数のサイクルの後に終了してもよいし、フォトダイオード２３から出力される電流信号の平均値と目標値との大小比較の結果が変化した時点で終了してもよい。同様にして、駆動部６２からレーザダイオード２２に与える電流信号の大きさも適切に設定することができる。
図７および図９に示された動作例では、特定パターンの光信号は、その特定パターンの期間の前後におけるパワーを中心にパワーが増減を繰り返す第１パターンであった。この場合、無信号期間においてフォトダイオード１３，２３から出力される電流信号の大きさの時間的変動が小さいので、増幅部５５，６５は、常にＤＣオフセットキャンセルを行うことができ、無信号期間から通常通信期間に遷移した際の起動を迅速に行うことができる。
図８および図１０に示された動作例では、特定パターンの光信号は、そその特定パターンの期間の前後におけるパワーと異なるパワーを有する第２パターンであった。この場合、無信号期間のうち特定パターン期間以外の期間において、消費電力を低減することができる。
無信号期間においてレーザダイオード１２，２２に供給される電流信号の大きさを調整する際に、平均電流検出部５７，６７は、フォトダイオード１３，２３から出力される電流信号の平均の大きさを検出すればよく、また、受信信号検出部５８，６８は、増幅部５５，６５から出力される差動信号の平均振幅の大きさを検出すればよい。何れも、高速性を要求されることはない。したがって、無信号期間においてレーザダイオード１２，２２に供給される電流信号の大きさを調整する際には、通常通信期間において高速通信を行う際に生じるジッタが問題になることはない。
１…送受信システム、１０…端末装置（第１端末装置）、１１…送受信装置、１２…レーザダイオード、１３…フォトダイオード、１４…コネクタ、２０…端末装置（第２端末装置）、２１…送受信装置、２２…レーザダイオード、２３…フォトダイオード、２４…コネクタ、３０…光ファイバ（第１光ファイバ）、４０…光ファイバ（第２光ファイバ）、５１…制御部、５２…駆動部、５３…特定パターン生成部、５４…送信信号検出部、５５…増幅部、５６…差動増幅部、５７…平均電流検出部、５８…受信信号検出部、６１…制御部、６２…駆動部、６３…特定パターン生成部、６４…送信信号検出部、６５…増幅部、６６…差動増幅部、６７…平均電流検出部、６８…受信信号検出部、７１…差動アンプ、７２…ＰＭＯＳトランジスタ、７３…コンデンサ、７４…ＰＭＯＳトランジスタ、７５…抵抗器、７６…比較器。

Claims (6)

  1. 相手方送受信装置の側との間で双方向に信号の送受信を行う送受信装置であって、
    前記相手方送受信装置の側へ送信すべき信号に基づいて電流信号をレーザダイオードに入力させて、前記レーザダイオードから光信号を前記相手方送受信装置の側の相手方フォトダイオードへ出力させる駆動部と、
    前記相手方送受信装置の側の相手方レーザダイオードから到達した光信号を受光するフォトダイオードから出力される電流信号を入力し、この電流信号を電圧信号に変換して該電圧信号を出力する増幅部と、
    前記フォトダイオードから出力される電流信号の平均値を検出する平均電流検出部と、
    前記駆動部から前記レーザダイオードへの電流信号の入力を制御する制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、
    前記相手方送受信装置の側との間で送受信すべき信号がない無信号期間に、
    前記駆動部から前記レーザダイオードに電流信号を入力させて前記レーザダイオードから光信号を出力させ、この光信号を受光した前記相手方フォトダイオードから出力された電流信号の平均値に応じた長さの期間に亘って前記相手方レーザダイオードから出力された特定パターンの光信号が前記フォトダイオードに到達すると、この特定パターンの光信号の期間の長さに基づいて前記駆動部から前記レーザダイオードに入力される電流信号の大きさを調整し、
    前記平均電流検出部により検出された電流信号の平均値に応じた長さの期間に亘って前記駆動部から前記レーザダイオードに特定パターンの電流信号を入力させて前記レーザダイオードから特定パターンの光信号を出力させる、
    送受信装置。
  2. 前記特定パターンの光信号は、その特定パターンの期間の前後におけるパワーを中心にパワーが増減を繰り返す、
    請求項１に記載の送受信装置。
  3. 前記特定パターンの光信号は、その特定パターンの期間の前後におけるパワーと異なるパワーを有する、
    請求項１に記載の送受信装置。
  4. 請求項１～３の何れか１項に記載の送受信装置と、
    前記送受信装置の駆動部から電流信号が入力されて光信号を出力するレーザダイオードと、
    光信号を受光して前記送受信装置の増幅部へ電流信号を出力するフォトダイオードと、
    を備える端末装置。
  5. 請求項４に記載の端末装置である第１端末装置および第２端末装置を備え、
    前記第１端末装置のレーザダイオードから出力された光信号を前記第２端末装置のフォトダイオードが受光し、
    前記第２端末装置のレーザダイオードから出力された光信号を前記第１端末装置のフォトダイオードが受光する、
    送受信システム。
  6. 前記第１端末装置のレーザダイオードから出力された光信号を前記第２端末装置のフォトダイオードへ導光する第１光ファイバと、
    前記第２端末装置のレーザダイオードから出力された光信号を前記第１端末装置のフォトダイオードへ導光する第２光ファイバと、
    を更に備える請求項５に記載の送受信システム。
JP2020111680A 2020-06-29 2020-06-29 送受信装置、端末装置および送受信システム Pending JP2022010899A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020111680A JP2022010899A (ja) 2020-06-29 2020-06-29 送受信装置、端末装置および送受信システム
CN202110704867.5A CN113938203A (zh) 2020-06-29 2021-06-24 收发装置、终端装置以及收发系统
TW110123171A TW202220399A (zh) 2020-06-29 2021-06-24 收發裝置、終端裝置以及收發系統
US17/359,955 US11323182B2 (en) 2020-06-29 2021-06-28 Transmitting and receiving device, terminal device, and transmitting and receiving system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020111680A JP2022010899A (ja) 2020-06-29 2020-06-29 送受信装置、端末装置および送受信システム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022010899A true JP2022010899A (ja) 2022-01-17

Family

ID=79030542

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020111680A Pending JP2022010899A (ja) 2020-06-29 2020-06-29 送受信装置、端末装置および送受信システム

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11323182B2 (ja)
JP (1) JP2022010899A (ja)
CN (1) CN113938203A (ja)
TW (1) TW202220399A (ja)

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5043992A (en) 1989-10-06 1991-08-27 At&T Bell Laboratories Laser driver with temperature compensation
US6996136B1 (en) * 2000-05-05 2006-02-07 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Ultrashort-pulse fiber laser with a dispersion-managed cavity
US8521019B2 (en) 2008-07-14 2013-08-27 Nanotech Semiconductor Ltd. Method and system for closed loop control of an optical link
EP2568547B1 (de) * 2011-09-06 2014-04-16 Leica Geosystems AG Monitordiodenloser Lasertreiber
US10014570B2 (en) * 2013-05-13 2018-07-03 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Single transducer for data and power in wirelessly powered devices
KR20150054530A (ko) 2013-11-12 2015-05-20 한국전자통신연구원 자동 바이어스 및 변조 제어를 위한 레이저 드라이버
WO2017180122A1 (en) * 2016-04-14 2017-10-19 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Optical receivers
US10659168B2 (en) * 2016-08-23 2020-05-19 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Low-power fiber optic transceiver
US10459259B2 (en) * 2017-01-09 2019-10-29 Maxlinear, Inc. Method and system for electro-absorption modulator drivers in CMOS
US11336236B2 (en) * 2018-03-20 2022-05-17 Universiteit Gent Differential transimpedance amplifier
US20190327002A1 (en) * 2018-04-23 2019-10-24 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Isolation device, isolation sensor package, and method

Also Published As

Publication number Publication date
CN113938203A (zh) 2022-01-14
TW202220399A (zh) 2022-05-16
US20210409121A1 (en) 2021-12-30
US11323182B2 (en) 2022-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9525480B2 (en) Optical communication module, optical network unit, and method of controlling light-emitting element
US10122469B2 (en) Optical transmitter, active optical cable, and optical transmission method
JP5138990B2 (ja) 前置増幅器および光受信装置
CN106851443B (zh) Olt收发一体芯片
US8483580B2 (en) Method and apparatus for adjusting the gain of an amplifier of an optical receiver module based on link bit error rate (BER) measurements
JP5864025B2 (ja) バースト光受信器、バースト光受信器のａｐｄのバイアス電圧制御方法
US20100155627A1 (en) Methods and apparatuses for performing common mode pulse compensation in an opto-isolator
KR101557218B1 (ko) 수직 공진 표면 방출 레이저 다이오드 구동 장치 및 구동 방법
US11005573B2 (en) Optic signal receiver with dynamic control
CN106953696B (zh) 兼容8472协议、数字可编程的olt收发一体芯片
US20150124313A1 (en) Optical communication apparatus and control method of optical communication apparatus
US9638725B2 (en) Optical receiver and light reception current monitoring method
US20060285563A1 (en) Optical apparatus
US9813162B2 (en) Optical transmission circuit, optical transmission device, and optical transmission system
US20160204753A1 (en) Amplification circuit
KR100703389B1 (ko) 버스트 모드 광 수신 장치 및 방법
JP4315165B2 (ja) 局側装置及び光受信回路
CN106953697B (zh) 模拟可编程的olt收发一体芯片
JP2022010899A (ja) 送受信装置、端末装置および送受信システム
US9148129B2 (en) Driver circuit with asymmetric boost
KR20040084622A (ko) 레이저 다이오드의 특성 보상 장치 및 이를 구비한 광송신기
Atef et al. Gigabit transmission over PMMA step-index plastic optical fiber using an optical receiver for multilevel communication
JP2013042365A (ja) アバランシェ・フォト・ダイオード調整システムおよびアバランシェ・フォト・ダイオード調整方法
US20110286751A1 (en) Optical transceiver and method for controlling the same
JP2014158096A (ja) 光電気変換装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230329

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240126

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240206

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240313