JP3189976B2 - レーザダイオード駆動方法、レーザダイオード駆動回路及びそれを用いた光伝送システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光通信装置などにおけ
るレーザダイオード駆動回路、レーザダイオードの駆動
方法、レーザダイオード駆動回路を備えた光伝送システ
ムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】レーザダイオード駆動回路において、レ
ーザダイオードの発光出力を安定化するために一般にＡ
ＰＣ（自動パワー制御）回路が用いられる。ＡＰＣ回路
を用いたレーザダイオード駆動回路の従来例を図１３に
示す。図１３において、１はバッファ回路、２は定電流
源、３は低域フィルタ、４は増幅器、５は基準電圧発生
器、ＬＤはレーザダイオード、ＰＤはフォトダイオー
ド、Ｑ１〜Ｑ３はトランジスタ、Ｒ１、Ｒ２は抵抗であ
る。Ｖ_inより入力された信号は、バッファ回路１を通
り、トランジスタＱ１、Ｑ２、定電流源２より構成され
る差動スイッチ回路を駆動してレーザダイオードＬＤに
流れる電流をＯＮ、ＯＦＦする。この変調電流は、トラ
ンジスタＱ３、抵抗Ｒ２に流れるバイアス電流に重畳さ
れてレーザダイオードＬＤを駆動する。フォトダイオー
ドＰＤはこのレーザダイオードＬＤの背面光を受けて光
信号を電流に変換し、さらに抵抗Ｒ１により電圧に変換
される。この電圧は低域フィルタ３を通って平滑化さ
れ、増幅器４のマイナス側に入力される。増幅器４のプ
ラス側には、基準電圧発生器５により基準電圧が与えら
れている。増幅器４の出力はトランジスタＱ３のベース
に入力される。

【０００３】ここでレーザダイオードＬＤの発光出力が
温度変化等により増加した場合、フォトダイオードＰＤ
に流れる電流も増加し、増幅器４の負入力電圧が上昇し
てトランジスタＱ３に流す電流を減らして、ダイオード
ＬＤの発光出力を下げるように制御がかかる。逆にダイ
オードＬＤの発光出力が減少した場合はトランジスタＱ
３に流れる電流を増やす方向に制御がかかるため、レー
ザダイオードＬＤの発光パワーは常に一定に保たれる。

【０００４】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来例では、入力信号Ｖ_inがバースト信号の場合は、
信号が入力してからＡＰＣ回路が安定するまでの時間、
つまり低域フィルタ３の時定数で決まる時間内は信号が
失われるという欠点があった。

【０００５】従って、本発明の目的は、上記の課題に鑑
み、バースト信号などが入力された場合にも不都合が生
じない光通信装置などにおけるレーザダイオード駆動回
路、レーザダイオードの駆動方法、更にこうしたレーザ
ダイオード駆動回路を備えた光伝送ないし光通信システ
ム、ネットワークを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のレーザダイオード駆動回路では、レーザダイオード
を駆動するバイアス電流に低周波信号を重畳する為の低
周波発振手段と、その低周波信号に対応するレーザダイ
オードの出力光波形検出レベルが一定になるように、バ
イアス電流を制御する手段を備える駆動回路であって、
該バイアス電流を制御するトランジスタのベースに該低
周波信号を与える（これは、典型的には、前記バイアス
電流を制御する手段を構成するレーザダイオードの出力
光波形検出レベルの電圧を基準電圧と比較増幅する増幅
器の出力側と前記べースとの間で、前記低周波信号を与
えることで行なわれる）ことを特徴とする。特に、前記
バイアス電流の制御は、バイアス電流がレーザダイオー
ドの発振しきい値に近づくように行うと好適である。

【０００７】また、上記目的を達成する本発明のレーザ
ダイオード駆動回路では、レーザダイオードを駆動する
バイアス電流に低周波信号を重畳する為の低周波発振手
段と、該低周波信号に対応する該レーザダイオードの出
力光波形検出レベルが一定になるように、バイアス電流
を制御する手段を備える駆動回路であって、該バイアス
電流を制御するトランジスタのエミッタに該低周波信号
を与えることを特徴としたり、或は、該バイアス電流を
制御する第１のトランジスタのコレクタに第２のトラン
ジスタのコレクタを接続し、該第２のトランジスタのベ
ースに該低周波信号を与えることを特徴とする。ここで
も、前記バイアス電流の制御は、バイアス電流がレーザ
ダイオードの発振しきい値に近づくように行うと好適で
ある。

【０００８】更に、上記目的を達成する上記レーザダイ
オード駆動回路を備えた本発明による光伝送システムな
いしネットワークでは、送信端局と受信端局との間を光
伝送路で接続した光通信システムにおいて、送信端局に
上記のレーザダイオード駆動回路を備えたことを特徴と
したり、端局装置間を光伝送路で接続した双方向光通信
システムにおいて、端局装置に上記のレーザダイオード
駆動回路を備えたことを特徴としたり、少なくとも１本
の光伝送路を介して、複数の端末が該端末に夫々接続さ
れた端局装置を用いて互いに光通信を行なうバス型光通
信ネットワークにおいて、端局装置の光送信部に上記の
レーザダイオード駆動回路を設けたことを特徴とした
り、少なくとも、複数の光信号を送信する手段と、複数
の光信号を受信する手段と、通信を制御する手段とを備
える光ノードに端末が接続され、該光ノードが光伝送路
によって他の同様の光ノードに接続されて成るアクティ
ブバス型光通信ネットワークにおいて、光ノードの前記
光信号を送信する手段に上記のレーザダイオード駆動回
路を設けたことを特徴としたり、送信部及び受信部を有
する複数の端局とスターカップラと該端局と該スターカ
ップラを接続する光伝送路からなるスター型光通信ネッ
トワークにおいて、送信部に上記のレーザダイオード駆
動回路を備えることを特徴としたり、送信部及び受信部
を有する複数の端局と該端局を接続する光伝送路からな
るループ型光通信ネットワークにおいて、送信部に上記
のレーザダイオード駆動回路を備えることを特徴とした
りする。

【０００９】本発明のレーザダイオード駆動回路及び方
法によれば、バイアス電流に低周波信号を重畳してレー
ザダイオードを駆動し、その変調光出力の中から重畳し
た低周波信号を検出して、その検出レベルが一定になる
ようにバイアス電流を制御することにより、バースト信
号などが入力された時にも先頭ビットから正確に伝送で
きるようにしたものである。よって、こうしたレーザダ
イオード駆動回路を上記の如き光伝送システムに用いれ
ば、情報信号発振当初から光送信部から正確に信号を送
信できる。

【００１０】

【実施例１】図１は、本発明のレーザダイオード駆動回
路ないし方法の第１実施例における構成を示し、図２
は、本実施例において温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３におけるレ
ーザダイオードの電流波形と光出力波形を示す図であ
る。図１において、図１３と同一部分は同一符号で示
し、６はピーク検出器、７は低周波発振器、８は帯域通
過フィルタである。

【００１１】次に、上記構成において、Ｖ_inより入力さ
れた信号は、バッファ回路１を通り、トランジスタＱ
１、Ｑ２、定電流源２より構成される差動スイッチ回路
を駆動してレーザダイオードＬＤに流れる電流をＯＮ、
ＯＦＦする。この変調電流は、トランジスタＱ３、抵抗
Ｒ２に流れるバイアス電流に重畳されてレーザダイオー
ドＬＤを駆動する。このバイアス電流は、トランジスタ
Ｑ３のベース電圧により制御される。そのベース電圧
は、増幅器４と低周波発振器７の出力電圧を加算したも
のであり、低周波発振器７の発振周波数は入力信号の伝
送速度に比べ、十分低い周波数である。この低周波信号
が重畳された電流でレーザダイオードＬＤを駆動する
と、図２のように、低周波信号が重畳された光波形が得
られる。

【００１２】この光信号はフォトダイオードＰＤにより
電流に変換され、さらに抵抗Ｒ１により電圧に変換され
る。その電圧は、帯域通過フィルタ８を通って、重畳さ
れている低周波信号成分のみを取り出す。さらに、ピー
ク検出器６によりその信号レベルが検出される。ピーク
検出器６からの検波出力は、増幅器４の負入力端子に接
続され、基準電圧発生器５から増幅器４の正入力端子に
入力されている基準電圧Ｖ_Rと比較増幅される。ここ
で、もし検波出力レベルが基準電圧Ｖ_Rよりも大きい場
合は、トランジスタＱ３のベース電圧を下げ、レーザダ
イオードＬＤを駆動するバイアス電流を減らすことによ
り、検波出力レベルを下げる方向に制御がかかる。逆に
検波出力レベルが基準電圧よりも小さい場合は、トラン
ジスタＱ３のベース電圧を上げ、レーザダイオードＬＤ
を駆動するバイアス電流を増やして検波出力レベルを上
げる方向に制御がかかる。このようにして、重畳した低
周波信号の検波レベルが基準電圧Ｖ_Rと一致する方向へ
と制御がかかる。

【００１３】次に、温度変動に対する動作を説明する。
レーザダイオードは、温度変動に対し、発振しきい値及
び発振しきい値での発光パワーが大きく変化するデバイ
スであり、図２のような電流と発光出力特性を示す。こ
こで、Ｔ１は低温時、Ｔ２は常温時、Ｔ３は高温時であ
る。まず、初期設定として、Ｔ２において低周波信号が
レーザダイオードＬＤの発振しきい値を跨ぐ位置になる
ように基準電圧ＶＲを設定する。すると、図２のＴ２の
光波形が得られる。ここで、温度が下がりＴ１になった
とすると、低周波信号は発振しきい値を越えるため、光
波形において低周波信号振幅が大きくなる。すると、ピ
ーク検出器６により検出される上記検波レベルが上がる
のでバイアス電流を下げる方向に制御がかかり、Ｔ１に
おける発振しきい値を跨ぐ位置で、低周波信号振幅が初
期設定時と同じになり安定する。逆に、温度が上がりＴ
３になると、低周波信号は発振しきい値以下になるため
光波形において低周波信号が小さくなり、バイアス電流
を上げてＴ３における発振しきい値で安定する。

【００１４】このようにして、温度が変わりレーザダイ
オードの発振しきい値が変動しても、常に発振しきい値
に電流がバイアスされることになる。この一連の動作は
入力信号の有無に関係なく行われ、信号が無い時にレー
ザダイオードＬＤが発振しきい値に安定的にバイアスさ
れているため、信号入力に対しすぐに応答ができ、信号
が失われることはない。

【００１５】図３に第２の実施例を示す。本実施例で
は、トランジスタＱ３のエミッタに低周波信号を与える
ことにより、第１の実施例と同じ動作をさせたものであ
る。

【００１６】図４に第３の実施例を示す。本実施例で
は、トランジスタＱ３のコレクタからトランジスタＱ
４、抵抗Ｒ３を接続し、トランジスタＱ４のベースに低
周波信号を与えることにより、第１の実施例と同じ動作
をさせたものである。

【００１７】図５に上記レーザダイオード駆動回路を備
えた光通信システムを示す。図５において、１０１、１
０２は送信端局、１１５、１１６は分岐合流器、１０
３、１０４は受信端局、１１７は光伝送路である。送信
端局１０１、１０２は、夫々、信号処理部と上記レーザ
ダイオード駆動回路を含む光送信部１１１、１２１と、
光送信部１１１、１２１からの光信号出力を増幅する為
の光増幅器１１２、１２２より構成される。受信端局１
０３、１０４は、夫々、入力光信号を増幅する為の光増
幅器１３２、１４２と、光−電気変換部と信号処理部を
含む光受信部１３１、１４１より構成されている。

【００１８】図５の構成の光通信システムにおいて、送
信端局１０１、１０２の光送信部１１１、１２１より出
力された光信号は、光増幅器１１２、１２２により、夫
々、増幅されて、送信端局１０１、１０２より出力され
る。その出力光信号は、時分割多重、波長多重、或はＣ
ＳＭＡ（ｃａｒｒｉｅｒ ｓｅｎｓｅ ｍｕｌｔｉｐｌ
ｅ ａｃｃｅｓｓ ）／ＣＤ（ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｄ
ｅｔｅｃｔｉｏｎ）等の予め決められた多重化方式を用
いて、光伝送路１１７上で衝突しない様に制御されて、
分岐合流器１１５を通って光伝送路１１７に送出され
る。図５において図示していないが、光伝送路１１７で
の光量の減衰が問題になる場合は、光伝送路１１７の途
中に中継装置を配置してもよい。

【００１９】光伝送路１１７を通った光信号は、分岐合
流器１１６に入力され、多重化方式に応じた分離方法で
分離されて受信端局１０３、１０４に入力される。各受
信端局１０３、１０４に入力された光信号は、光伝送路
１１７や分岐合流器１１６でのロスを補うべく、光増幅
器１３２、１４２で増幅されて、光受信部１３１、１４
１に入力される。この様にして送信端局１０１から受信
端局１０３への通信と、送信端局１０２から受信端局１
０４への通信が、１本の光伝送路１１７を通して行なわ
れる。

【００２０】図５においては、送信端局２台、受信端局
２台の例を示したが、分岐合流器１１５、１１６の分岐
数を増やして、送信端局Ｎ台、受信端局Ｎ台でＮ対Ｎの
通信も可能である。また、分岐合流器１１５、１１６を
用いず、１対１の通信もできる。図５に示す光増幅器
は、図示の全箇所に配置する必要はなく、各部の光信号
の減衰を補償する必要のある所に配置すればよい。

【００２１】本発明によるレーザダイオード駆動回路を
この様な光通信システムに用いれば、信号発振当初から
常に正確に送信部から光信号を送信できる。

【００２２】次に、図６に、本発明による上記レーザダ
イオード駆動回路を用いた双方向光通信システムの実施
例を示す。図６の構成の光通信システムにおいて、２０
１、２０２は端局装置、２０３は光伝送路である。端局
装置２０１、２０２は、夫々、送信部と受信部を持って
おり、送信部は、信号処理部と上記レーザダイオード駆
動回路を含む光送信部２１１、２４１と、光送信部２１
１、２４１からの光信号出力を増幅する為の光増幅器２
１２、２４２より構成される。受信部は、入力光信号を
増幅する為の光増幅器２２２、２３２と、光−電気変換
部と信号処理部を含む光受信部２２１、２３１より構成
されている。端局装置２０１、２０２において、送信部
と受信部は、夫々、分岐合流器２１５、２１７で接続さ
れている。

【００２３】図６の構成において、端局装置２０１の光
送信部２１１及び端局装置２０２の光送信部２４１より
出力された光信号は、光増幅器２１２、２４２により、
夫々、増幅されて、分岐合流器２１５、２１７を通って
各端局装置２０１、２０２より出力される。その出力光
信号は、光伝送路２０３を夫々逆方向に伝送されて相手
側の端局装置に入力される。図示されていないが、光伝
送路２０３での光量の減衰が問題になる場合には、光伝
送路２０３の途中に中継装置を配置しても良い。

【００２４】光入力信号は、夫々、分岐合流器２１７、
２１５により光受信部２３１、２２１の方向に分岐さ
れ、光増幅器２３２、２２２で光伝送路２０３と分岐合
流器２１５、２１７のロスを補うべく増幅されて、光受
信部２３１、２２１に入力される。この様にして、端局
装置２０１、２０２の間で、１本の伝送路２０３を通し
て双方向の通信が行なわれる。

【００２５】図６においては、送信部と受信部を１つず
つ持つ端局装置２台の双方向通信の例を示したが、端局
装置内に複数の送信部と受信部を持つ構成又は複数の端
局装置を分岐合流器で接続した構成も可能である。図６
に示す光増幅器は、図示の全箇所に配置する必要はな
く、各部の光信号の減衰を補償する必要のある所に配置
すればよい。

【００２６】その他の点については、図６のシステムも
図５のシステムと同様なことが言える。

【００２７】図７、図８は、本発明の上記レーザダイオ
ード駆動回路を用いた本発明のバス型光通信ネットワー
クの実施例を説明する図である。図７は本実施例のシス
テム全体構成を示し、図８は本実施例における端局装置
の構成を示すブロック図を示す。

【００２８】図７において、３００は光ファイバ等の光
伝送路、３２１〜３２９はこの光伝送路３００を用いて
通信を行なう端末、３１１〜３１９は、夫々、端末３２
１〜３２９からの電気信号を光信号に変換して光伝送路
３００に送出し、光伝送路上の光信号を電気信号に変換
して端末へ伝達し、更には、光伝送路３００上の通信状
態を検出して他の端末からの信号と自端末からの信号が
伝送路上で衝突しない様に通信を制御する端局装置であ
る。また、３３１〜３３９は前記光ファイバ等の光伝送
路３００に接続され、光伝送路上の信号の一部を取り出
して端局装置３１１〜３１９に伝達し、或は、端局装置
３１１〜３１９からの光信号を光伝送路３００へと送り
出す光カップラである。更に、３４１〜３４２は光伝送
路３００上の光信号を増幅して伝送する為の光増幅器で
ある。

【００２９】図８は、図７の端局装置３１２の構成を一
例として示し、同図において、３５０は端末３２２から
の信号を光信号に変換し、他端末からの信号と光伝送路
３００上で衝突しない様に制御して光伝送路上へ送出す
る光送信部、３６０は光送信部３５０からの光信号を増
幅する光増幅器、３７０は光伝送路３００を伝送されて
きた光信号を電気信号に変換し、この信号が自端局装置
３１２に接続された端末（この例の場合３２２）へのも
のであれば、信号をこの端末へと伝達する光受信部、３
８０は光伝送路３００を伝達されてきた信号を増幅して
光受信部３７０へと伝達する光増幅器、３９０は光増幅
器３６０からの光信号を光カップラ（この場合３３２）
へと送出し、また光カップラからの光信号を光増幅器３
８０へと伝達する分岐合流素子である。光送信部３５０
には上記レーザダイオード駆動回路を用いる。ここで
は、端局装置３１２を例にこの装置の構成を示したが、
他の端局装置３１１〜３１９も同様の構成となってい
る。

【００３０】今、端末３２２と端末３２９との間で通信
を行なう場合を想定して本実施例の動作を説明する。端
末３２２から信号を送出する場合、先ず光送信部３５０
は時分割多重、波長多重、或はＣＳＭＡ／ＣＤなどの予
め決められた多重化方式を好適に用いて、他の端末から
の信号と、端末３２２からの信号が光伝送路３００上で
衝突しない様に制御して、端末３２２からの信号を光信
号に変換して光増幅器３６０へと送出する。この信号は
光増幅器３６０で増幅され、分岐合流素子３９０を通
り、光カップラ３３２によって光伝送路３００上に双方
向に送出される。この光信号は、光カップラ３３３、・
・・、３３８を通り、中継光増幅器３４２へと到達す
る。この時、各光カップラでこの光信号のパワーの一部
は分岐されて、端局装置３１３、・・・、３１８へと伝
達されるが、これらの端局装置は、この信号が自端局装
置に接続された端末３２３、・・・、３２８へ宛てたも
のでないことを識別し、これらの光信号は捨てられる。
中継光増幅器３４２へと到達した光信号は、各光カップ
ラを通ってパワーの一部を分岐された為、光信号強度が
低下しているが、光中継増幅器３４２によって増幅され
て再び強度が大きくなって光伝送路３００上を光カップ
ラ３３９の方向へと送出される。

【００３１】光カップラ３３９では、この光信号の一部
は分岐されて端局装置３１９へ伝達され、図８に示した
光分岐合流素子３９０、光増幅器３８０と同様の素子を
介して光受信部へ伝達される。この光受信部は、伝達さ
れてきた光信号を電気信号に変換し、この信号が端末３
２９へ宛てたものであることを認識して、端末３２９へ
と信号を伝達する。

【００３２】端末３２９から端末３２２へ信号を伝送す
る場合も、今説明したのと同様の手順で光伝送路３００
上を逆方向に信号が伝送されて通信が行なわれる。この
時、端局装置３１２へ到達する光信号は、光カップラ３
３８、・・・、３３３、３３２を通過し、その後、この
信号は光分岐合流素子３９０も通るので、各部において
光信号が減衰し、強度が弱くなっているが、光受信部３
７０へ入射する前に光増幅器３８０で増幅され十分な強
度となって光受信部３７０に伝達される。

【００３３】本実施例で示す光増幅器は全箇所に配置す
る必要はなく、各部の光信号の減衰を補償する必要のあ
る所に配置すれば良い。また、図７のシステムでは、中
継光増幅器３４１、３４２が、光カップラ３３１、・・
・、３３９とは独立に光伝送路３００上に設置されてい
る場合を例示してあるが、各光カップラに、中継光増幅
器を内蔵してもよい。

【００３４】更に、本実施例では、単一の光伝送路３０
０を用いたときの形態で説明を行なったが、光伝送路と
して、例えば、光ファイバを複数本用いて、双方向伝送
や多重化伝送を行なう構成も考えられる。本実施例で
も、本発明によるレーザダイオード駆動回路を用いるの
で、信号発振当初から常に正確に送信部から光信号を送
信できる。

【００３５】図９、図１０は、本発明の上記レーザダイ
オード駆動回路を用いたアクティブバス型光通信ネット
ワークの実施例を説明する図である。図９は本実施例の
システム全体構造を示し、同図において、４００、４０
１は光ファイバ等の光伝送路、４１１、・・・、４１９
は通信を行なう端末、４２１、・・・、４２９は、光送
信、光受信、及び通信制御を行なうアクティブ光ノー
ド、４８０は光信号を増幅する中継光増幅器である。図
１０は、前記アクティブ光ノードのうちの１つ４２２を
一例としてその構成を説明するブロック図であり、同図
において、４５０、４５１は光信号を電気信号に変換す
る光−電気変換（Ｏ／Ｅ）回路、４４０、４４１は前述
のレーザダイオード駆動回路を用いて電気信号を光信号
に変換する電気−光変換（Ｅ／Ｏ）回路、４３０は通信
制御部であり、伝送路４００、４０１上を伝送されてき
て、Ｏ／Ｅ回路４５０或は４５１で電気信号に変換され
た信号が端末４１２に宛てられたものであるか否かを判
別し、そうであればこの信号を端末４１２へ伝達し、そ
うでなければこの信号をＥ／Ｏ回路４４０、４４１を用
いて再び光信号に変換して光伝送路４００、４０１上に
送出する。また、通信制御部４３０は、端末４１２から
信号が送られてきた場合、他の端末からの光信号と衝突
しない様に制御して、Ｅ／Ｏ回路４４０、４４１を用い
て光信号に変換し、光伝送路４００、４０１上に送出す
る機能も備える。４９１〜４９４は光増幅器である。

【００３６】ここで、端末４１２から端末４１９へと信
号を伝送する場合を例にして本実施例の動作を説明す
る。端末４１２から信号が出されると、アクティブ光ノ
ードの通信制御部４３０は、時分割多重、波長多重或は
ＣＳＭＡ／ＣＤなどの予め決められた多重化方式を好適
に用いて、端末４１２からの信号が光伝送路４００、４
０１上で他端末からの信号と衝突しない様に制御して、
端末４１２からの信号を、Ｅ／Ｏ回路４４０、４４１に
より光信号に変換し、光増幅器４９２、４９４によって
増幅して、双方向に光伝送路４００、４０１上に送出す
る。この信号は、アクティブ光ノード４２１、４２３に
入射し、一度電気信号に変換されてアクティブ光ノード
４２１、４２３の通信制御部に入力されるが、ここでは
この信号が端末４１１或は４１３へ宛てられたものでは
ないので、再び光信号へと変換されて光伝送路上へ送出
される。

【００３７】端末４２３と端末４２９はその距離が長
く、光伝送路に用いている光ファイバにより光信号の損
失が生じるが、この信号を増幅して損失を補償し、アク
ティブ光ノード４２９に充分な強度の光信号が入力され
る様に、中継光増幅器４８０が挿入されている。中継光
増幅器４８０で増幅された光信号は、アクティブ光ノー
ド４２９に設けられた光増幅器で増幅されＯ／Ｅ回路で
電気信号に変換されて通信制御部に達する。アクティブ
光ノード４２９の通信制御部は、この信号が端末４１９
に宛てられたものであることを識別して、該信号を端末
４１９へと送出する。

【００３８】一方、アクティブ光ノード４２２から、伝
送路４０１を介してアクティブ光ノード４２１の方向へ
と送出された信号は、次々とアクティブ光ノードを通過
し、図９の光通信ネットワークの左端まで伝送されて捨
てられる。

【００３９】上記の如く、光伝送路４００は図９におい
て右方向への信号伝送を、また光伝送路４０１は左方向
への信号伝送を行なっており、どの端末から送出された
信号も、両方向へ同時に伝送されて必ず宛先の端末へと
到達する。

【００４０】本実施例で示す光増幅器は全箇所に配置す
る必要はなく、各部の光信号の減衰を補償する必要のあ
る所に配置すれば良い。また、図９のシステムでは、各
アクティブ光ノード間に２本の光伝送路を用いて双方向
に信号を伝送する形態で説明したが、図６の前記実施例
の如く、光分岐合流素子を用いて１本の光伝送路を双方
向に信号が伝搬する場合、或は、３本以上の光伝送路を
用いて信号を多重化して伝送してもよい。本実施例で
も、本発明のレーザダイオード駆動回路を用いるので、
信号発振当初から常に正確に送信部から光信号を送信で
きる。

【００４１】次に、図１１は本発明の上記レーザダイオ
ード駆動回路を用いたスター型光通信ネットワークの実
施例の構成図である。本実施例は端局数は４であり、又
各光ファイバでは光信号が双方向に伝送している。図１
１中、６０１〜６０４は端末をネットワークに接続する
端局、６０５はネットワーク内の端局６０１〜６０４の
入出力をマトリクス的に接続するスターカップラ、６０
６〜６１３は伝送路となる光ファイバ、６１４〜６１７
は上記レーザダイオード駆動回路を用いて電気信号を光
信号に変換しこれをネットワークに送出する送信部、６
１８〜６２１はネットワークから入射する光信号を電気
信号に変換する受信部、６２２〜６２５は端局の送、受
信部６１４〜６１７、６１８〜６２１と光ファイバ６１
０〜６１３を接続する光分岐合流器、６２６〜６３８は
光信号を直接増幅する光増幅器である。光増幅器のう
ち、６２６〜６２９は送信部６１４〜６１７のブースタ
増幅器、６３０〜６３３は受信部６１８〜６２１の前置
増幅器、６３４はスターカップラ６０５のブースタ増幅
器、６３５〜６３８は伝送路の中継増幅器として機能す
る。

【００４２】次に、端局６０１から端局６０３への通信
を想定して本実施例の動作を説明する。端局６０１の送
信部６１４において電気信号は光信号に変換され、これ
は光増幅器６２６で増幅され光分岐合流器６２２を経て
ネットワークの伝送路である光ファイバ６１０に入射す
る。光ファイバ６１０に入射した光信号は光増幅器６３
５で増幅され、光ファイバ６０６を経てスターカップラ
６０５に入射する。光信号はスターカップラ６０５の内
部の光増幅器６３４で増幅され、スターカップラ６０５
に接続された全ての光ファイバ６０６〜６０９に送出さ
れる。光ファイバ６０６〜６０９に入射した光信号は光
増幅器６３５〜６３８で増幅され、光分岐合流器６２２
〜６２５で分岐され、その光信号の一部は光増幅器６３
０〜６３３で増幅され、受信部６１８〜６２１に入射す
る。

【００４３】受信部６１８〜６２１はその光信号を電気
信号に変換する。端局６０１〜６０４はこの電気信号の
うち自局宛ての信号を識別する。この信号は端局６０３
宛てであるので、端局６０３はこの信号を識別後、受信
し通信は終了する。尚、スター型のシステムでは、どの
端局から送出された光信号も伝送路全体を伝搬する為、
時分割多重、波長分割多重方式等を用いて光信号が伝送
路上で衝突しない様に通信が行なわれる。

【００４４】本実施例では、ネットワーク内の光の伝送
される経路全てに光増幅器を備えた例を挙げたが、その
経路の一部に光増幅器を備えたシステムも可能である。
また、送信部と受信部を光分岐合流器で接続し、１端局
につき１本の光ファイバで双方向伝送する様になってい
るが、送、受信を分け１端局につき２本の光ファイバを
用いるシステムも可能である。

【００４５】本実施例でも、本発明の上記レーザダイオ
ード駆動回路を用いているので、図７、図９のネットワ
ークと同様な効果を得ることができる。

【００４６】図１２は、本発明の上記レーザダイオード
駆動回路を用いたループ型光通信ネットワークの実施例
の構成図である。この実施例では、端局数は４であり、
また光信号はループネットワークを時計回りに伝送して
いる。図１２中、７０１〜７０４は端末をネットワーク
に接続する端局、７０５〜７１２は伝送路となる光ファ
イバ、７１３〜７１６は上記レーザダイオード駆動回路
に用いて電気信号を光信号に変換しネットワークに送出
する送信部、７１７〜７２０はネットワークから入射す
る光信号を電気信号に変換する受信部、７２１〜７３２
は光信号を直接増幅する光増幅器である。光増幅器のう
ち、７２１〜７２４は送信部７１３〜７１６のブースタ
増幅器、７２５〜７２８は受信部７１７〜７２０の前置
増幅器、７２９〜７３２は伝送路の中継増幅器として機
能する。

【００４７】次に、端局７０１から端局７０３への通信
を想定して本実施例の動作を説明する。端局７０１の送
信部７１３において電気信号は光信号に変換され、光増
幅器７２１で増幅されネットワークの伝送路である光フ
ァイバ７０５に入射する。この光信号は光増幅器７２９
で増幅され、光ファイバ７０６を経て、端局７０２の光
増幅器７２６で増幅され、受信部７１８で電気信号に変
換される。この信号は端局７０３宛てである為、端局７
０２はこの信号を送信部７１４で光信号に変換し、光増
幅器７２２で増幅しネットワークの伝送路である光ファ
イバ７０７に入射する。この光信号は光増幅器７３０で
増幅され、光ファイバ７０８を経て端局７０３の光増幅
器７２７で増幅され、受信部７１９で電気信号に変換さ
れる。この信号は端局７３０宛てである為、端局７０３
はこの信号を識別後、受信し通信は終了する。

【００４８】本実施例では、ネットワーク内の光の伝送
される経路全てに光増幅器を備えた例を挙げたが、その
経路の一部に光増幅器を備えたシステムも可能である。
また、端局内での信号を再生、中継する能動型の例にな
っているが、光分岐合流器を用いて伝送路である光ファ
イバに端局を接続する受動型のシステムも可能である。

【００４９】本実施例でも、本発明の上記レーザダイオ
ード駆動回路を用いているので、図７、図９のネットワ
ークと同様な効果を得ることができる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるレー
ザダイオード駆動回路及び方法によれば、レーザダイオ
ードを駆動するバイアス電流は信号が入力されない時に
も制御する事ができ、バースト信号などが入力した場合
にも信号が失われることがなく先頭ビットから正確に光
信号に変換することができる。

【００５１】また、本発明によるレーザダイオード駆動
回路を備えた本発明の光通信システムないしネットワー
クによれば、常に正確に送信部から光信号を送信できて
正確な光通信ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のレーザダイオード駆動回路及び方法の
第１の実施例を示す構成図である。

【図２】温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３におけるレーザダイオー
ドの電流波形と光出力波形を示す図である。

【図３】本発明のレーザダイオード駆動回路及び方法の
第２の実施例を示す構成図である。

【図４】本発明のレーザダイオード駆動回路及び方法の
第３の実施例を示す構成図である。

【図５】送信端局と受信端局との間を光伝送路で接続し
た本発明による光通信システムの構成図である。

【図６】端局装置間を光伝送路で接続した本発明による
双方向光通信システムの構成図である。

【図７】光伝送路を介して複数の端末が端局装置を用い
て互いに光通信を行なう本発明によるバス型光通信ネッ
トワークの構成図である。

【図８】図７の実施例における端局装置の構成を示す図
である。

【図９】光伝送路を介して複数の端末がアクティブ光ノ
ードを用いて互いに光通信を行なう本発明によるバス型
光通信ネットワークの構成図である。

【図１０】図９のアクティブ光ノードの構成を示すブロ
ック図である。

【図１１】本発明によるスター型光通信ネットワークの
構成図である。

【図１２】本発明によるループ型光通信ネットワークの
構成図である。

【図１３】従来例を示す構成図である。

【符号の説明】

１ バッ
ファ回路 ２ 定電
流源 ３ 低域
フィルタ ４ 増幅
器 ５ 基準
電圧発生器 ６ ピー
ク検出器 ７ 低周
波発振器 ８ 帯域
通過フィルタ ＬＤ レー
ザダイオード ＰＤ フォ
トダイオード Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４ トラ
ンジスタ Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ 抵抗 １０１，１０２ 送信
端局 １０３，１０４ 受信
端局 １１１，１２１，・・，７１６ 光送
信部 １１２，１２２，・・，７２８ 光増
幅器 １１５，１１６，２１５，２１７，・・６２５ 分岐
合流器 １１７，２０３，・・，７２１ 光フ
ァイバ １３１，１４１，・・，７２０ 光受
信部 ２０１，２０２，・・，７０４ 端局
装置 ３２１，３２２，・・，４１９ 端末 ３３１〜３３９ カッ
プラ ３４１，３４２，・・，４８０ 中継
器 ３９０ 分岐
合流素子 ４２１〜４２９ アク
ティブ光ノード ４３０ 通信
制御部 ４４０，４４１ Ｅ／
Ｏ回路 ４５０，４５１ Ｏ／
Ｅ回路 ６０５ スタ
ーカプラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 10/28 (56)参考文献 特開 平３−278586（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−43898（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−22083（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−296726（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−204491（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−97914（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−65538（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−53649（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−215241（ＪＰ，Ａ) 特表 昭60−501524（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50 H04B 10/00

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザダイオードを駆動するバイアス電流
   に低周波信号を重畳する為の低周波発振手段と、該低周
   波信号に対応する該レーザダイオードの出力光波形検出
   レベルが一定になるように、バイアス電流を制御する手
   段を備える駆動回路であって、該バイアス電流を制御す
   るトランジスタのベースに該低周波信号を与えることを
   特徴とするレーザダイオード駆動回路。
2. 【請求項２】レーザダイオードを駆動するバイアス電流
   に低周波信号を重畳する為の低周波発振手段と、該低周
   波信号に対応する該レーザダイオードの出力光波形検出
   レベルが一定になるように、バイアス電流を制御する手
   段を備える駆動回路であって、該バイアス電流を制御す
   るトランジスタのエミッタに該低周波信号を与えること
   を特徴とするレーザダイオード駆動回路。
3. 【請求項３】レーザダイオードを駆動するバイアス電流
   に低周波信号を重畳する為の低周波発振手段と、該低周
   波信号に対応する該レーザダイオードの出力光波形検出
   レベルが一定になるように、バイアス電流を制御する手
   段を備える駆動回路であって、該バイアス電流を制御す
   る第１のトランジスタのコレクタに第２のトランジスタ
   のコレクタを接続し、該第２のトランジスタのベースに
   該低周波信号を与えることを特徴とするレーザダイオー
   ド駆動回路。
4. 【請求項４】前記ベースに前記低周波信号を与えること
   は、前記バイアス電流を制御する手段を構成するレーザ
   ダイオードの出力光波形検出レベルの電圧を基準電圧と
   比較増幅する増幅器の出力側と前記べースとの間で、前
   記低周波信号を与えることで行なわれる請求項１記載の
   レーザダイオード駆動回路。
5. 【請求項５】前記バイアス電流の制御は、バイアス電流
   がレーザダイオードの発振しきい値に近づくように行う
   請求項１から４のいずれかに記載のレーザダイオード駆
   動回路。
6. 【請求項６】送信端局と受信端局との間を光伝送路で接
   続した光通信システムにおいて、送信端局に請求項１か
   ら５のいずれかに記載のレーザダイオード駆動回路を備
   えたことを特徴とする光通信システム。
7. 【請求項７】端局装置間を光伝送路で接続した双方向光
   通信システムにおいて、端局装置に請求項１から５のい
   ずれかに記載のレーザダイオード駆動回路を備えたこと
   を特徴とする双方向光通信システム。
8. 【請求項８】少なくとも１本の光伝送路を介して、複数
   の端末が該端末に夫々接続された端局装置を用いて互い
   に光通信を行なうバス型光通信ネットワークにおいて、
   端局装置の光送信部に請求項１から５のいずれかに記載
   のレーザダイオード駆動回路を設けたことを特徴とする
   バス型光通信ネットワーク。
9. 【請求項９】少なくとも、複数の光信号を送信する手段
   と、複数の光信号を受信する手段と、通信を制御する手
   段とを備える光ノードに端末が接続され、該光ノードが
   光伝送路によって他の同様の光ノードに接続されて成る
   アクティブバス型光通信ネットワークにおいて、光ノー
   ドの前記光信号を送信する手段に請求項１から５のいず
   れかに記載のレーザダイオード駆動回路を設けたことを
   特徴とするアクティブバス型光通信ネットワーク。
10. 【請求項１０】送信部及び受信部を有する複数の端局と
    スターカップラと該端局と該スターカップラを接続する
    光伝送路からなるスター型光通信ネットワークにおい
    て、送信部に請求項１かち５のいずれかに記載のレーザ
    ダイオード駆動回路を備えることを特徴とするスター型
    光通信ネットワーク。
11. 【請求項１１】送信部及び受信部を有する複数の端局と
    該端局を接続する光伝送路からなるループ型光通信ネッ
    トワークにおいて、送信部に請求項１から５のいずれか
    に記載のレーザダイオード駆動回路を備えることを特徴
    とするループ型光通信ネットワーク。