JP6063474B2 - 閉ループ光変調振幅制御 - Google Patents

Description

ここで記載されている技術は、一般的にはデータ伝送に関し、特に光データ送信機制御に関する。

光通信は、光ファイバーを介するなどして光パルスを送ることによりある場所から別の場所へ情報を伝送することを含んでいる。光は、情報を搬送するために変調される搬送波を形成する。光通信は、その低損失性および高データ搬送容量で知られている。しかしながら、光データ信号発生の品質が適切に制御されていない時には、光通信システムのこれらの認知された利点が軽減され得る。

ここでの教えに従えば、光変調フィードバック回路のために、システムおよび方法が提供される。前記フィードバック回路は、光検出器により発生されるモニタリング信号を受信するように構成される低周波比較回路を含み、前記モニタリング信号は、光学ドライバーにより受信されるデータ信号に基づいて送信する光伝送装置によって発生される光の量に比例している。前記比較回路は、さらに、前記モニタリング信号の低周波成分と前記データ信号の低周波成分の比較に基づいて前記光学ドライバーに送信される変調制御フィードバック信号を発生するように構成される。

別の例として、光変調振幅フィードバック制御を実行する方法においては、モニタリング信号が、光検出器から受信され、これは、光学ドライバーにより受信されるデータ信号に基づいて送信する光伝送装置によって発生される光の量に比例しており、変調制御フィードバック信号が発生され、これが、前記モニタリング信号の低周波成分と前記データ信号の低周波成分との比較に基づいて前記光学ドライバーに送信される。

さらなる例として、光学ドライバー集積回路が、受信データ信号に基づいてドライバー信号を出力するように構成される光学ドライバーを有しており、前記ドライバー信号の変調振幅が、受信変調制御フィードバック信号によって制御される。前記集積回路は、さらに、光検出器により発生されるモニタリング信号を受信するように構成される低周波比較回路を有し、前記モニタリング信号は、前記ドライバー信号に基づいて送信する光伝送装置によって発生される光の量に比例している。前記比較回路は、さらに、前記モニタリング信号の低周波成分と前記データ信号の低周波成分との比較に基づいて前記光学ドライバーに送信される前記変調制御フィードバック信号を発生するように構成される。

さらなる例として、光モジュールが、受信データ信号に基づいてドライバー信号を出力するように構成される光学ドライバーを有しており、そこでは、前記ドライバー信号の変調振幅が、受信変調制御フィードバック信号によって制御され、レーザーダイオードが、前記ドライバー信号に基づいて光を送信するように構成される。前記ドライバーは、さらに、前記光伝送装置、および、前記モニタリング信号の低周波成分と前記データ信号の低周波成分との比較に基づいて前記光学ドライバーに送信される前記変調制御フィードバック信号を発生するように構成される低周波比較回路とによって発生される光の量に比例するモニタリング信号を発生するように構成される、光検出器を有する。

閉ループ光変調振幅制御を含む光送信機構成を描写しているブロック図である。 光変調振幅フィードバック制御を実行する方法を描写しているフロー図である。 モニタリング信号とデータ信号の一つ又は双方をフィルターする光変調フィードバック回路を描写しているブロック図である。 光変調振幅フィードバック制御を実行する方法を描写しているフロー図である。 モニター信号とデータ信号間の比較の例示の詳細を描写している光変調フィードバック回路のブロック図である。 モニター信号とデータ信号間の比較の例示の詳細を描写している光変調フィードバック回路のブロック図である。 減算回路の例示の詳細を描写している光変調フィードバック回路のブロック図である。 図６の構成における特別な点での例示のデータ信号の多くのプロットを描写している。 図６の構成における特別な点での例示のデータ信号の多くのプロットを描写している。 図６の構成における特別な点での例示のデータ信号の多くのプロットを描写している。 図６の構成における特別な点での例示のデータ信号の多くのプロットを描写している。 図６の構成における特別な点での例示のデータ信号の多くのプロットを描写している。 図６の構成における特別な点での例示のデータ信号の多くのプロットを描写している。 平均電力制御を含む光変調フィードバック回路のブロック図である。 デューテイサイクル変調器を含む光送信機を描写しているブロック図である。 デューテイサイクル変調を含む光変調振幅フィードバック制御を実行する方法を描写しているフロー図である。 回路信号のさらなるフィルタリングを含む例示の光送信機構成を描写している。 交互データ信号のデューテイサイクル変調構成を描写しているブロック図である。 例示の低周波テスト信号およびデータ信号上でのそのテスト信号の効果を描写している。 ハイブリッドアーキテクチャーを描写している。

発光ダイオード（ＬＥＤ）送信機、ＶＣＳＥＬ送信機、または、レーザーダイオード送信機のような光送信機は、情報を搬送するために変調される光を発生するコンポーネントを有する。例えば、レーザーダイオード送信機は、レーザーダイオードおよびデータ搬送光信号を発生するレーザーダイオードに送信されるドライバー信号を発生するレーザーダイオードドライバーを有する。

レーザーダイオードドライバーは、ドライバー信号を発生するために処理される一つ以上の入力信号を受信する。例えば、レーザーダイオードドライバーは、伝送用の光信号に変調されるべきデータを含有するデータ入力信号、並びに、変調電流制御入力やバイアス電流制御入力のような一つ以上のパラメーター調整入力を受信するだろう。変調電流制御入力が、ロジック「１」とロジック「０」間の光電力出力の絶対値差を制御し、バイアス電流制御入力が、レーザーダイオードの平均光電力出力を制御する。温度における変化、時間経過における送信機特性の変動、その他のような多くのファクターに基づいて光送信機の性能が変化するだろうから、高い信号品質を維持して電力浪費を最小化するように所望の動作範囲内にて光送信機が機能することを保証するために、制御メカニズムを、光送信機構成内に組み入れることができる。

図１は、閉ループ光変調振幅（ＯＭＡ）制御を含む光送信機構成を描写しているブロック図である。レーザーダイオードドライバー１０２により送信されるドライバー信号１０８に従ってレーザーダイオード１０６によって光信号に変調を行うべきデータを供給するデータ入力信号１０４を、レーザーダイオードドライバー１０２が受信する。レーザーダイオードドライバー１０２は、また、ロジック「１」とロジック「０」間でレーザーダイオード１０６の光電力出力の絶対値差を調整するＯＭＡ制御フィードバック信号（ＩＭＯＤ）１１０を受信する。変調制御フィードバック信号１１０は、閉ループモニタリング制御を経由して発生される。モニターフォトダイオード１１２のような光検出器は、レーザーダイオード１０６により発生される光の量を検出して、検出される光の量に比例するモニタリング信号１１４を出力する。低周波比較回路１１６が、モニタリング信号１１４とデータ信号１０４を受信する。低周波比較は、モニタリング信号１１４の低周波成分とデータ信号１０４の低周波成分を比較して、光変調振幅を調整するためにレーザーダイオードドライバー１０２に送信される変調制御フィードバック信号１１０を発生する。

図２は、光変調振幅フィードバック制御を実行する方法を描写しているフロー図である。２０２にて、光学ドライバーにより受信されるデータ信号に基づいて送信する光伝送装置によって発生される光の量に比例するモニタリング信号が、光検出器から受信される。２０４にて、モニタリング信号の低周波成分とデータ信号の低周波成分間で比較がなされ、２０６にて、変調制御フィードバック信号が発生されて、比較に基づいて、光学ドライバーに送信される。

図３は、モニタリング信号とデータ信号の一つ又は双方をフィルターする光変調フィードバック回路を描写しているブロック図である。レーザーダイオードドライバー３０２が、データ入力信号３０６と光変調振幅電流フィードバック信号３０８に基づいて、ドライバー信号３０４を発生する。ドライバー信号３０４は、データ伝送のために、レーザーダイオード３１０に送信される。モニターフォトダイオード３１２が、レーザーダイオード３１０により発生される光の量に比例するモニター信号３１４を発生する光検出器として動作する。モニター信号３１４とデータ信号３０６は、残留信号３１８を発生するために、レーザーダイオード３１０により送信される光に比例するモニター信号３１４から（例えば、振幅スケーラー３１７を経由の）データ信号に比例した値を減算する減算器３１６に送信される。もし、送信機のＯＭＡが狙い通りならば、その時は、残留信号３１８はゼロに近いであろう。もし、ＯＭＡが目標より大きいならば、その時は、残留信号はデータ信号と同相であろうし、もし、ＯＭＡが目標より少ないならば、その時は、残留信号はデータ信号と位相がずれているであろう。

３２０にて、残留信号３１８とデータ信号３０６の一つ又は双方が、信号の高周波数成分を除去するためにフィルターされて、信号のＤＣ成分を除去するためにＡＣ結合される。例えば、信号３０６、３１８は、モニターフォトダイオード３１２の帯域幅に接近しているか、または、より大きい周波数を有する信号成分をフィルターし、時として最大帯域幅ωＭＡＸを有する帯域制限されたデバイスである、ローパスフィルター３２０に送信されるだろう。そのような構成において、ローパスフィルター３２０は、ωＭＡＸに接近しているか、または、より大きい高周波数成分をフィルター除去するように構成されるだろう。３２２にて、低周波成分が比較されて、レーザーダイオードドライバー３０２に送信される変調制御フィードバック信号３０８を発生する。例えば、変調制御フィードバック信号３０８を発生するために、フィルターされた残留信号３１８とデータ信号３０６が、この２つの信号３０６、３１８を乗算する（混合する）か、または、相関をとることにより、比較されるだろう。

図４は、光変調振幅フィードバック制御を実行する方法を描写しているフロー図である。４０２にて、モニタリング信号が、モニターフォトダイオードのような光検出器から受信され、これは、光学ドライバーにより受信されるデータ信号に基づいて送信する光伝送装置によって発生される光の量に比例する。４０４にて、データ信号に比例する信号が、残留信号を発生するために、モニタリング信号から減算され、４０６にて、残留信号とデータ信号の一つ又は双方が、ローパスフィルターに送信される。４０８にて、モニタリング信号の低周波成分とデータ信号の低周波成分間で、比較がなされる。例えば、その比較は、残留信号とデータ信号を乗算するか、または、相関をとることにより、実行されるだろう。４１０にて、変調制御フィードバック信号が発生され、それは、光学ドライバーに送信され、４０８における比較に基づいている。

図５Ａおよび図５Ｂは、モニター信号とデータ信号間の比較の例示の詳細を描写している光変調フィードバック回路のブロック図である。図５Ａにおいて、レーザーダイオードドライバー５０２は、データ入力信号５０６と光変調振幅電流フィードバック信号５０８に基づいて、ドライバー信号５０４を発生する。ドライバー信号５０４は、データ伝送用のレーザーダイオード５１０に送信される。モニターフォトダイオード５１２は、レーザーダイオード５１０により発生される光の量に比例するモニター信号５１４を発生する光検出器として、動作する。モニター信号５１４とデータ信号５０６は、残留信号５１８を発生するために、データ信号５０６に比例する値を、レーザーダイオード５１０により送信される光に比例するモニター信号５１４から減算する減算器５１６に送信される。

５２０にて、残留信号５１８とデータ信号５０６の一つ又は双方が、信号の高周波数成分を除去するために、フィルターされて、信号のＤＣ成分を除去するために、ＡＣ結合されるだろう。５２２にて、低周波成分が比較される。例えば、フィルターされた残留信号５１８とデータ信号５０６が、この２つの信号５０６、５１８を乗算することにより、比較されるだろう。乗算５２２の出力は、変調制御フィードバック信号５０８を発生するために、積分器５２４に送信される。

図５Ｂは、図５Ａにおけるモニター信号とデータ信号間の比較を提供するための複数の代替構成を描写している。この複数の代替構成は、互いに別の構成と類似または同等の性能を提供するだろう。図５Ａの比較構成は５５２にて示される。５５４においては、データ信号のスケーリングは、次の一つに移動する。すなわち、データ信号のローパスフィルタリング５５８の５５６の前か、データ信号のローパスフィルタリング５５８の５６０の後であるが、減算器５６４への分岐５６２の前か、減算器５６４への分岐５６２上かである。５６６においては、フィルターされた形式のモニター信号５６８とスケーリングおよびフィルターされた形式のデータ信号が混合され、それから、減算器５７２に提供される。

図６は、減算回路の例示の詳細を描写している光変調フィードバック回路のブロック図である。レーザーダイオードドライバー６０２が、データ入力信号６０６と光変調振幅電流フィードバック信号６０８に基づいて、ドライバー信号６０４を発生する。ドライバー信号６０４は、データ伝送用のレーザーダイオード６１０に送信される。モニターフォトダイオード６１２が、制限された帯域幅ωＭＡＸを条件として、レーザーダイオード６１０により発生される光の量に比例するモニター電流信号６１４（７０４にて図７に示された例示の波形）を発生する光検出器として動作する。減算器６１６が、残留電流６１７（７０６にて図７に示された例示の波形）を発生するために、モニター電流信号６１４からデータ信号６０６に比例するリファレンス電流６１８（７０２にて図７に示された例示の波形）を減算する。リファレンス電流６１８は、ロジック「０」電流６２０とデルタ電流６２２の総和として発生され、そこでは、リファレンス電流６１８のロジック「１」成分がデータ信号６０６に応答するスイッチ６２４により制御される。ロジック「０」電流６２０とロジック「１」電流は、レーザーダイオード６１２が所望のＯＭＡで送信しているときに残留電流６１７の低周波成分がゼロであろうように、選択されるだろう。

残留電流６１７は、残留電流６１７を残留電圧６２８に変換するトランスインピーダンス増幅器６２６に送信される。モニタリングフォトダイオード６１２の実際のまたは見積られた帯域幅に従うか、または、それ以下として、残留電圧６２８とデータ信号６０６が、６３０、６３１にてローパスフィルターされ、ＡＣ結合される（それぞれ、７１２、７０８にて図７に示された例示の波形）。６３２にて、フィルターされた残留信号とフィルターされたデータ信号が乗算され（７１４にて図７に示される例示の波形）、乗算のＤＣ成分または平均が、レーザーダイオードドライバー６０２に送信される変調制御フィードバック信号６０８を発生するために、積分器６３４により検出される。

図７および図８は、図６の構成における特別な点での例示のデータ信号の多くのプロットを描写している。図７においては、送信機のＯＭＡが目標以上であり、適宜に減少されるべきである。７０２におけるプロットは、発生されてデータ信号に比例するＩＲＥＦ信号を表す。所望のＯＭＡで光伝送装置が動作するとき、ＩＲＥＳＩＤＵＥ信号の低周波成分はゼロだろう、そのようにＩＭＯＮ０とＩＭＯＮ１の大きさが選択される。７０４におけるプロットは、モニターフォトダイオードにより発生されるモニター電流信号を示し、７０６におけるプロットは、ＩＭＰＤからＩＲＥＦを減算することにより発生されるＩＲＥＳＩＤＵＥを表す。７０８、７１０と７１２におけるプロットは、それぞれ、ローパスフィルターされたバージョンのＩＲＥＦ、ＩＭＰＤとＩＲＥＳＩＤＵＥを表す。７１４にて、フィルターされたデータ信号（例えば、ＩＲＥＦの電圧形式）が、変調制御フィードバック信号を発生に使用されるＶＭＵＬＴ信号を発生するために、フィルターされた残留信号（例えば、ＩＲＥＳＩＤＵＥの電圧形式）と乗算される。ＶＭＵＬＴ信号は平均するとゼロより大きいので、レーザーダイオードドライバーは、データ信号を介してＯＭＡを比例的に低くするように指示される。

図８においては、送信機のＯＭＡが目標以下であり、適宜に増加されるべきである。８０２におけるプロットは、発生されてデータ信号に比例するＩＲＥＦ信号を表す。８０４におけるプロットは、モニターフォトダイオードにより発生されるモニター電流信号を示し、８０６におけるプロットは、ＩＭＰＤからＩＲＥＦを減算することにより発生されるＩＲＥＳＩＤＵＥを表す。８０８、８１０と８１２におけるプロットは、それぞれ、ローパスフィルターされたバージョンのＩＲＥＦ、ＩＭＰＤとＩＲＥＳＩＤＵＥを表す。８１４にて、フィルターされたデータ信号（例えば、ＩＲＥＦの電圧形式）が、変調制御フィードバック信号発生するために使用されるＶＭＵＬＴ信号を発生するために、フィルターされた残留信号（例えば、ＩＲＥＳＩＤＵＥの電圧形式）と乗算される。ＶＭＵＬＴ信号は平均するとゼロより小さいので、レーザーダイオードドライバーは、データ信号を介してＯＭＡを比例的に持ち上げるように指示される。

いくつかの実施においては、光送信機内に平均電力制御（ＡＰＣ）フィードバックをさらに組み入れることが望ましい。図９は、平均電力制御を含む光変調フィードバック回路例のブロック図である。レーザーダイオードドライバー９０２が、データ入力信号９０６、光変調振幅電流フィードバック信号９０８と平均電力制御フィードバック信号９１０に基づいて、ドライバー信号９０４を発生する。ドライバー信号９０４は、データ伝送用レーザーダイオード９１２に送信される。モニターフォトダイオード９１４が、レーザーダイオード９１２により発生される光の量に比例するモニター電流信号９１６を発生する光検出器として動作する。減算器９１８が、残留電流９２２を発生するために、モニター電流信号９１６からデータ信号９０６に比例するリファレンス電流９２０を減算する。

残留電流９２２が、残留電流９２２を残留電圧９２６へ変換するために、トランスインピーダンス増幅器９２４に送信される。トランスインピーダンス増幅器９２４は、ＩＲＥＳＩＤＵＥからＤＣ成分をフィルターするだろうし、そのＤＣ成分をＡＰＣ制御ループ９２８に提供するだろう。ＡＰＣ制御ループ９２８は、モニター電流信号のＤＣ成分を所望のレベルへ強制するために、ＩＲＥＳＩＤＵＥ信号のＤＣ成分に基づいて平均電力制御フィードバック信号９１０を発生する。モニタリングフォトダイオード９１４の実際のまたは見積られた帯域幅に従うか、または、それより低いとして、残留電圧９２６とデータ信号９０６が９３０、９３１にてローパスフィルターされる。９３２にて、フィルターされた残留信号とフィルターされたデータ信号が乗算、または、相関されて、レーザーダイオードドライバー９０２へ送信される変調制御フィードバック信号９０８を発生するために、積分器９３４に送信される。

入力データが早い繰返しレートで繰返す短いシーケンスで比較的に静的であるときのような、いくつかのシナリオにおいて、データ信号の低周波成分は、所望のＯＭＡから送信機ＯＭＡの偏位を識別するためには、不十分であろう。データ信号の十分な低周波成分を保証するために、デューテイサイクル変調器が、光送信機に組み入れられるだろう。図１０は、デューテイサイクル変調器を含む光送信機を描写している。レーザーダイオードドライバー１００２は、変調振幅制御フィードバック信号１００６、平均電力制御フィードバック信号１００８、および、低周波テスト信号１０１４によるデューテイサイクル変調器１０１２によって変調されるデューテイサイクルを有するデータ入力信号１０１０に基づいて、ドライバー信号１００４を送信し、そこでは、データ信号１０１０が、低周波テスト信号１０１４（例えば、擬似乱数ビットシーケンス）によってデータ信号の立ち上がりと立ち下がりエッジを差分的に遅延することにより生み出される。デューテイサイクル変調器１０１２によって導入されるデューテイサイクル歪みの量は、例えば、光学リンクの総合ジッター上で無視できる効果を得るように、制限されるだろう。

光変調器１０１６からのデューテイサイクル変調されたデータ信号１０１０とモニター信号が、変調振幅制御フィードバック信号１００６と平均電力制御フィードバック信号１００８を発生するために、減算器１０１８とトランスインピーダンス増幅器１０２０とフィルター１０２１、１０２２と乗算器１０２４と積分器１０２６、１０２８に提供される。デューテイサイクル変調器１０１２を欠く実施では、入力データ信号１０１０の小さな低周波成分によるＯＭＡエラーを識別することに苦闘するであろう場合には、図１０の構成が、長期間の繰返しデータ（例えば、１０１０１０１０…のようなアイドリングパターン）にもかかわらず強いＯＭＡを提供できる。

デューテイサイクル変調は、入力データ信号のモニタリングに基づいて、選択的にアクティベートされるだろう。例えば、データ信号が静的（例えば、繰返しアイドリングパターン）であると観察されるときには、デューテイサイクル変調は、データ信号の低周波成分を強調するようにアクティベートされるだろう。低周波成分がデータ信号波形単独に基づいて十分であるように、データ信号が動的であるときには、デューテイサイクル変調は無効にされ得る。

図１１は、デューテイサイクル変調を含む光変調振幅フィードバック制御を実行する方法を描写しているフロー図である。１１０２にて、受信データ信号のデューテイサイクルが、データ信号の低周波成分に加えるために変えられる。１１０４にて、変調されたデータ信号に基づいて送信する光伝送装置により発生される光の量に比例するモニタリング信号が、光検出器から受信される。１１０６にて、変調されたデータ信号に比例する信号が、残留信号を発生するために、モニタリング信号から減算される。１１０８にて、残留信号と変調されたデータ信号の一つ又は双方が、ローパスフィルターされ、１１１０においては、１１１２にて変調振幅制御フィードバック信号を発生するために、（フィルターされた）残留信号とデータ信号が相関、または、乗算される。

前述の構成は例示的であり、この開示の範囲は、上述では明示的に記載されていないさらなる変形を含む。例えば、図１２は、回路信号のさらなるフィルタリングを含む、例示の光送信機構成を描写している。図１２の例において、フィルターＦ１・１２０２とＦ２・１２０４の上限遮断周波数は、モニターフォトダイオード１２０６により正確に検出され得る周波数範囲へのモニタリングフォトダイオード１２０６信号より低く選定される。１２１０における比較がモニターフォトダイオード１２０６により減衰されるいくつかの周波数成分を含むので、１２０２、１２０４にて過度に高い遮断周波数を設定することはモニター信号１２０８の見かけ上の振幅を減らすことができる。この見かけ上の減衰は、モニターフォトダイオード１２０６帯域幅制限に近づく周波数でモニターフォトダイオード信号１２０８の増加する位相シフトにより悪化され、データ信号とモニターフォトダイオード信号１２０８の同相成分間の相関を減らすであろう。

減算に先立ってリファレンス信号ＩＲＥＦ・１２１２をフィルタリングすることは、相関決定を改善できる。ローパスフィルターＦ３・１２１４が、モニターフォトダイオード１２０６の制限された帯域幅に対してある程度補償を行う。フィルターＦ４・１２１６が、乗算器１２１０と積分器１２１８を含む相関器により使用されるデータ信号にマッチング位相シフトを導入する。Ｆ３・１２１４がモニターフォトダイオード１２０６の周波数応答にマッチするときは、それから、ＯＭＡが狙い通りであるときに、ＩＲＥＳＩＤＵＥがゼロであろう。モニターフォトダイオード１２０６帯域幅は、一般的に、高い精度では知られていないが、フィルターＦ３・１２１４とＦ４・１２１６の包含は、システムが、振幅制御の精度を維持しながら、広範囲のモニターフォトダイオード１２０６帯域幅を許容することを可能にする。

例えば、もしモニターフォトダイオード１２０６帯域幅がＦ３・１２１２帯域幅よりも広いならば、その時は、モニターフォトダイオード信号１２０８の振幅がＦ３・１２１４帯域幅に近づく周波数にてリファレンス信号のそれを越えるであろう。これは、システムが現在ＯＭＡを過大評価する原因となると予想されるかもしれない。しかしながら、そのような周波数では、フィルターＦ３・１２１２により導入される増加する位相シフトに起因して、モニタリング信号１２０８とリファレンス信号１２１２間の増大する位相差が、同様に存在する。これが、再び、（同様に、フィルターされた）データ信号とモニターフォトダイオード信号１２０８同相成分の間の相関を減らす。従って、位相差は振幅差に対してある程度補償する傾向にある。これは他の状況と対照的であり、そこでは、位相差が振幅差を増強するだろう。

従って、もしモニターフォトダイオード１２０６帯域幅が期待したより広いならば、Ｆ３・１２１４は、著しく精度に影響することなく、狭いモニターフォトダイオード１２０６帯域幅を補償するために、かなり積極的に設定され得る。（振幅比較の帯域幅を設定する）Ｆ１・１２０２とＦ２・１２０４の与えられた帯域幅に対して、システムは、かなりより広い範囲のモニターフォトダイオード１２０６帯域幅を許容できるか、および／または、モニターフォトダイオード１２０６帯域幅の与えられた下限に対して、Ｆ１・１２０２とＦ２・１２０４の帯域幅を増化させることができ、振幅比較が広い周波数帯にわたってなされることを可能にする。後者は、データ信号エネルギーのかなりより大きい割合が比較に使用されることを可能にする。これは、雑音とオフセットへの感度を減らし、ＯＭＡエラーの検出がかなりより短い時間窓にわたってなされるを可能にする。これは、データが短いバースト内で送信されるであろう、バーストモード光学ドライバーに対して、有用であるだろう。

別の例示として、図１３は、交互データ信号のデューテイサイクル変調構成を描写しているブロック図である。デューテイサイクル変調器１３０２は、レーザーダイオードドライバー１３０６に送信される変調された入力データ信号１３０４を発生するために、入力データ信号のデューテイサイクルを変える。前に記載された例とは異なって、データ信号１３０４を乗算器/混合器１３１２に提供する代わりに、低周波テスト信号１３１４が、１３１２への入力として、代わりに提供される。データ信号１３０４の低周波成分の大きな部分がデューテイサイクル変調により提供されるシナリオにおいては、低周波テスト信号１３１４の直接使用法が、改善されたＯＭＡ制御を提供できる。図１４は、例示の低周波テスト信号１４０２およびデータ信号１４０４上でのそのテスト信号の効果を描写している。

さらなる例示として、図１５は、ハイブリッドアーキテクチャーを描写している。このハイブリッドアーキテクチャーは、ここにて上述されたいくつかの特徴を組み合わせる。図１５の例においては、ＶＤＡＴＡ＿ＦＩＬＴ１５０２とＶＬＦＴＳ１５０４の双方が、相関器１５０６へ提供される。図１５のアーキテクチャーは、入力データ信号における低周波コンテンツの量に関係ない品質ＯＭＡ制御を提供するだろう。

ここにて記載されたいくつかの具体例は、Ｌ−Ｉ曲線における非線形、ねじれ及びバンプに対する優れた免疫力を提供でき、レーザーの詳細な特性化に対するいかなる必要性をも回避するだろう。描写されているアーキテクチャーは、中程度か狭い帯域幅のモニターフォトダイオードで実施されるだろうし、低電力消費を表すだろうし、非常に高い（理論的に制限のない）ビットレートを有するシステムにて利用されるだろう。

尚、この光変調振幅制御システムは、様々な構成にて提供され得る。例えば、光変調フィードバック回路が、変調制御フィードバック信号を発生する低周波比較回路を有するスタンドアロン形式にて、実装され得る。別の構成において、光学ドライバー集積回路が、光学ドライバーと低周波比較回路を具備することができる。さらなる構成において、光モジュールが、光学ドライバー、レーザーダイオード、光検出器および低周波比較回路を具備することができる。更に、いくつかの素子は、ここにて描写されるアナログバージョンの代わりに、デジタルコンポーネントを使用してもよい。

本発明は、特別な実施の形態を参照して記載されてきた。しかしながら、当該技術者にとっては、上述の実施の形態のそれら以外の特別な形式にて発明を具体化することが可能であることが、容易に明らかであろう。具体例は、単に例示的であるにすぎず、限定的に捉えるべきではない。発明の範囲は、前述の記載よりはむしろ、請求項において反映されており、請求項の範囲内に含まれる全ての変形事項と均等事項が、請求項に包含されることが意図されている。

例えば、本システムおよび方法は、一つ以上のデータ処理装置との通信のために、ネットワーク（例えば、ローカルエリアネットワーク、広域ネットワーク、インターネット、それらの組み合わせなど）、ファイバー光学媒体、変調された搬送波、ワイヤレスネットワークなどを経由して運搬されるデータ信号を、利用するだろう。データ信号は、装置へまたは装置から提供されている任意または全てのここにて開示されたデータを搬送できる。

本明細書の記載において、および、引き続く請求項を通して使用されているように、「不定冠詞：a」、「不定冠詞：an」と「定冠詞：the」の意味は、文脈が明確に指示しない限り、複数の参照を含むことを理解すべきである。また、本明細書の記載において、および、引き続く請求項を通して使用されるように、「前置詞：ｉｎ」の意味は、文脈が明確に指示しない限り、「前置詞：in」と「前置詞：on」を含む。更に、用語「each(各々)」の使用は、文脈が明確に指示しない限り、「each and every（各々かつ全部）」を意味する必要はない。最後に、本明細書の記載において、および、引き続く請求項を通して使用されるように、「接続詞：and」と「接続詞：or」の意味は、接続詞と離接的接続詞の双方を含み、文脈が明確に指示しない限り、交換可能に使用されるだろう。語句「exclusive or（排他的なｏｒ）」は、離接的接続詞の意味だけが適用されるであろう状況を示すために、使用されるだろう。

Claims (18)

1. 光学ドライバーにより受信されるデータ信号に基づいて光伝送装置によって発生される光の量に比例するモニタリング信号を光検出器から受信し、
   前記モニタリング信号から前記データ信号に比例する信号を減算して残留信号を生成し、
   前記残留信号の低周波成分と前記データ信号の低周波成分との相関に基づいて前記光学ドライバーに送信される変調制御フィードバック信号を生成するように構成される低周波比較回路を具備することを特徴とする光変調フィードバック回路。
2. 光学ドライバーにより受信されるデータ信号に基づいて光伝送装置によって発生される光の量に比例するモニタリング信号を光検出器から受信し、
   前記データ信号のデューテイサイクルを、前記データ信号の低周波成分に加える低周波テスト信号によって変更し、
   前記モニタリング信号から前記データ信号に比例する信号を減算して残留信号を生成し、
   前記残留信号の低周波成分と、前記低周波テスト信号との相関、又は前記残留信号の低周波成分と、前記データ信号と前記低周波テスト信号の組み合わせとの相関に基づいて変調制御フィードバック信号を生成するように構成される低周波比較回路を具備することを特徴とする光変調フィードバック回路。
3. 前記モニタリング信号のＤＣ成分に基づいて、前記光学ドライバーへ平均電力制御フィードバック信号を送信するように構成される平均電力制御回路を、さらに具備することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光変調フィードバック回路。
4. さらに、一つ以上のローパスフィルターを具備し、前記残留信号と前記データ信号の一つ又は双方が、前記変調制御フィードバック信号の生成に先立って、前記一つ以上のローパスフィルターに送信されることを特徴とする請求項１に記載の光変調フィードバック回路。
5. 前記データ信号の低周波成分の帯域幅が、前記光検出器の帯域幅より狭いことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光変調フィードバック回路。
6. 前記変調制御フィードバック信号が、前記光学ドライバーの変調振幅を調整するために、前記光学ドライバーに送信されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光変調フィードバック回路。
7. 前記光伝送装置の所望の光変調振幅が達成される際に、前記残留信号の低周波成分がゼロであることを特徴とする請求項１に記載の光変調フィードバック回路。
8. さらに、積分器またはローパスフィルターを具備し、前記積分器またはローパスフィルターが、前記残留信号と前記データ信号の前記相関を受信して前記変調制御フィードバック信号を生成するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の光変調フィードバック回路。
9. 前記低周波比較回路が、前記モニタリング信号または前記残留信号からＤＣ成分を除去するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の光変調フィードバック回路。
10. 前記光伝送装置が、ＬＥＤ、レーザーダイオード、または、ＶＣＳＥＬであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の光変調フィードバック回路。
11. 光学ドライバーにより受信されるデータ信号に基づいて光伝送装置によって発生される光の量に比例するモニタリング信号を光検出器から受信することと、
    前記モニタリング信号から前記データ信号に比例する信号を減算して残留信号を生成することと、
    前記残留信号の低周波成分と前記データ信号の低周波成分の相関に基づいて前記光学ドライバーに送信される変調制御フィードバック信号を生成すること
    を含む光変調振幅フィードバック制御を実行する方法。
12. 光学ドライバーにより受信されるデータ信号に基づいて光伝送装置によって発生される光の量に比例するモニタリング信号を光検出器から受信することと、
    前記データ信号のデューテイサイクルを、前記データ信号の低周波成分に加える低周波テスト信号によって変更することと、
    前記モニタリング信号から前記データ信号に比例する信号を減算して残留信号を生成することと、
    前記残留信号の低周波成分と、前記低周波テスト信号との相関、又は前記残留信号の低周波成分と、前記データ信号と前記低周波テスト信号の組み合わせとの相関に基づいて変調制御フィードバック信号を生成すること
    を含む光変調振幅フィードバック制御を実行する方法。
13. 前記変調制御フィードバック信号を生成するのに先立って、前記残留信号と前記データ信号の一つ又は双方をローパスフィルターに提供することを、さらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
14. 前記光伝送装置の所望の光変調振幅が達成される際に、前記残留信号の低周波成分がゼロであることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. 受信されるデータ信号に基づいてドライバー信号を出力するように構成される光学ドライバーであり、前記ドライバー信号の変調振幅が受信変調制御フィードバック信号によって制御されるものと、
    光学ドライバーにより受信されるデータ信号に基づいて光伝送装置によって発生される光の量に比例するモニタリング信号を光検出器から受信し、前記モニタリング信号から前記データ信号に比例する信号を減算して残留信号を生成し、前記残留信号の低周波成分と前記データ信号の低周波成分との相関に基づいて前記光学ドライバーに送信される変調制御フィードバック信号を生成するように構成される低周波比較回路と
    を具備する光学ドライバー集積回路。
16. 受信されるデータ信号に基づいてドライバー信号を出力するように構成される光学ドライバーであり、前記ドライバー信号の変調振幅が受信変調制御フィードバック信号によって制御されるものと、
    光学ドライバーにより受信されるデータ信号に基づいて光伝送装置によって発生される光の量に比例するモニタリング信号を光検出器から受信し、前記データ信号のデューテイサイクルを、前記データ信号の低周波成分に加える低周波テスト信号によって変更し、前記モニタリング信号から前記データ信号に比例する信号を減算して残留信号を生成し、前記残留信号の低周波成分と、前記低周波テスト信号との相関、又は前記残留信号の低周波成分と、前記データ信号と前記低周波テスト信号の組み合わせとの相関に基づいて生成するように構成される低周波比較回路と
    を具備する光学ドライバー集積回路。
17. 受信されるデータ信号に基づいてドライバー信号を出力するように構成される光学ドライバーであり、前記ドライバー信号の変調振幅が受信変調制御フィードバック信号によって制御されるものと、
    前記ドライバー信号に基づいて光を送信するように構成されるレーザーダイオードと、
    前記レーザーダイオードにより発生される光の量に比例するモニタリング信号を発生するように構成される光検出器と、
    前記モニタリング信号を前記光検出器から受信し、前記モニタリング信号から前記データ信号に比例する信号を減算して残留信号を生成し、前記残留信号の低周波成分と前記データ信号の低周波成分との相関に基づいて前記光学ドライバーに送信される変調制御フィードバック信号を生成するように構成される低周波比較回路と
    を具備する光モジュール。
18. 受信されるデータ信号に基づいてドライバー信号を出力するように構成される光学ドライバーであり、前記ドライバー信号の変調振幅が受信変調制御フィードバック信号によって制御されるものと、
    前記ドライバー信号に基づいて光を送信するように構成されるレーザーダイオードと、
    前記レーザーダイオードにより発生される光の量に比例するモニタリング信号を発生するように構成される光検出器と、
    前記モニタリング信号を前記光検出器から受信し、前記データ信号のデューテイサイクルを、前記データ信号の低周波成分に加える低周波テスト信号によって変更し、前記モニタリング信号から前記データ信号に比例する信号を減算して残留信号を生成し、前記残留信号の低周波成分と、前記低周波テスト信号との相関、又は前記残留信号の低周波成分と、前記データ信号と前記低周波テスト信号の組み合わせとの相関に基づいて生成するように構成される低周波比較回路と
    を具備する光モジュール。
    

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