JP6491129B2 - 駆動回路および光送信器 - Google Patents
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Description
光通信ネットワークの大容量化に伴って、イーサネットの標準規格は現在、10GbEおよび40GbEの標準化が完了しており、更なるなる大容量化を目指して、100GbEまでの標準化が完了されつつある。また、今後のトラヒック増大に向けて、400GbEの標準化の議論も開始されている。
図13に示す光送信器500において、送信すべき信号(DATA)をDSP(digital signal processor)50によりディジタル信号処理を行った後、ディジタル/アナログ変換器(Digital−to−analog Converter、以下、「DAC」と称することがある。)51を用いてディジタル信号処理された2ビットのディジタル信号D0,D1をアナログ信号に変換する。
図14に示すDAC51の2つ入力端子にディジタル信号D0、D1を夫々入力することにより、図15に示すように、ディジタル信号D0とディジタル信号D1の論理レベルの組合せに応じた4値のアナログ信号Vout5を生成することができる。このアナログ信号Vout5をバッファ回路(Linear driver)52を介して駆動電圧VoutとしてEA変調器53に入力することにより、2ビットのディジタル信号D0,D1に応じて4段階に光の強度が変調された光信号OPout5を生成することができる。このようにして生成された光信号OPout5は、例えば、合波器55によって他の光信号と合波されて光ファイバ56に送信される。
図16において、横軸はEA変調器の駆動電圧を表し、縦軸はEA変調器から出力される光信号の強度を表している。
図16に示されるように、一般的なEA変調器は、入力される駆動電圧に対して非線形な光出力となる消光特性を有している。
図17Aに示すように、EA変調器の消光特性の線形領域500において、線形な駆動電圧、すなわち電圧差が等間隔の4値の駆動電圧Vout5によってEA変調器を駆動した場合、光の強度が等間隔な光アイ波形となる光信号OPout5を生成することができる。
〈光送信器の構成〉
図1に、本発明の実施の形態1に係る駆動回路を備えた光送信器の構成を示す。
同図に示される光送信器100は、外部から入力された電気信号を光信号に変換して、光ファイバ等から成る光ネットワークに出力する装置である。光送信器100は、例えば、ディジタル信号処理装置2、駆動回路1、発光部3、および光変調器4から構成されている。
図2は、実施の形態1に係る駆動回路1の構成を示す図である。
図2に示すように、駆動回路1は、入力端子IN0および入力端子IN1と、ディジタル/アナログ変換部(DAC)11と、非線形補償部12とを有する。
以下、ディジタル/アナログ変換部11および非線形補償部12について、図3を用いて詳細に説明する。
図3に示されるように、ディジタル/アナログ変換部11は、電圧生成部112と、電流回路114,115と、制御回路110,111とを含む。
非線形補償部12は、電流回路121と非線形補償制御回路120とを含む。
電流回路121は、スイッチSW2tと電流源I2とを含む。スイッチSW2tは、一端が出力端子OUTに接続されている。スイッチSW2tは、後述する非線形補償制御回路120の出力端子QTから出力される信号CN2によってオン・オフが切り替えられる。
図4に示されるように、非線形補償制御回路120は、入力端子MT、MC、LT、LC、出力端子QT、QC、抵抗Ra,Rb、スイッチSWa〜SWd、および電流源Iを含む。
図6に、実施の形態1に係る駆動回路1の入力(D1,D0)と出力(駆動電圧Vout)の関係を示す。
図6に示すように、駆動回路1は、ディジタル信号処理装置2から駆動回路1に入力するPAM4用のディジタル信号D0,D1の4通りの論理の組合せ(D1,D0)=(0,0)、(0,1)、(1,0)、(1,1)に応じて、“VCC”、“VCC−R(I0+I2)”、“VCC−R・I1”、“VCC−R(I0+I1)”の4値の駆動電圧Voutを生成する。この駆動電圧VoutがEA変調器4に入力されることにより、EA変調器4から4値の光の強度を有する光信号OPoutが生成される。
実施の形態1に係る駆動回路1によれば、非線形補償部12の電流I2を調整することにより、PAM4用のディジタル信号D0,D1の4通りの論理の組合せに対して、不等間隔の駆動電圧Voutを生成することが可能となる。以下、図を用いて具体的に説明する。
図9は、実施の形態2に係る駆動回路の回路構成を示す図である。
図9に示される駆動回路1Aは、実施の形態1に係る光送信器100における駆動回路1の別の回路構成例を表している。
非線形補償制御回路120_1は、実施の形態1における非線形補償制御回路120と同様に、入力端子MT,MC,LT,LCに、信号CN1(D1),信号CN1x(D1の反転論理)、信号CN0(D0),および信号CN0x(D0の反転論理)が夫々入力される。
図12は、実施の形態3に係る駆動回路の回路構成を示す図である。
図13に示される駆動回路1Cは、実施の形態1に係る光送信器100における駆動回路1の別の回路構成例を表している。
ここで、抵抗R1=R2=R4=R5=rとしたとき、抵抗R3=R6=2rである。
Claims (7)
- 電界吸収型の光変調器を駆動する駆動回路であって、
2ビットのディジタル信号を入力する第1入力端子および第2入力端子と、
前記第1入力端子に入力された第1ディジタル信号と前記第2入力端子に入力された第2ディジタル信号の論理レベルに応じて第1電流を線形に変化させ、電流を電圧に変換する電流電圧変換素子に前記第1電流を供給することにより、前記光変調器を駆動するための駆動電圧を生成するディジタル/アナログ変換部と、
前記第1ディジタル信号と前記第2ディジタル信号の論理レベルが相違する場合に、第2電流を、前記ディジタル/アナログ変換部の前記電流電圧変換素子に供給する非線形補償部と、を有する
ことを特徴とする駆動回路。 - 請求項1に記載の駆動回路において、
前記ディジタル・アナログ変換部は、
前記電流電圧変換素子を有し、入力した電流に応じた電圧を生成する第1電圧生成部と、
電流を生成する第1電流回路と、
前記第1電流回路よりも大きい電流を生成する第2電流回路と、を有し、
前記第1入力端子に入力された第1ディジタル信号が第1論理レベルである場合に、前記第1電流回路の電流を前記第1電圧生成部に供給し、前記第1ディジタル信号が第2論理レベルである場合に前記第1電流回路の電流の前記第1電圧生成部への供給を停止する第1制御回路と、
前記第2入力端子に入力された第2ディジタル信号が前記第1論理レベルである場合に、前記第2電流回路の電流を前記第1電圧生成部に供給し、前記第2ディジタル信号が前記第2論理レベルである場合に前記第2電流回路の電流の前記第1電圧生成部への供給を停止する第2制御回路と、
前記非線形補償部は、
電流を生成する第3電流回路と、
前記第1ディジタル信号が前記第1論理レベル、且つ前記第2ディジタル信号が前記第2論理レベルである組合せの場合に、前記第3電流回路の電流を前記第1電圧生成部に供給し、それ以外の組合せの場合に、前記第3電流回路の電流の前記第1電圧生成部への供給を停止する第3制御回路と、を有する
ことを特徴とする駆動回路。 - 請求項2に記載の駆動回路において、
前記第3電流回路は、電流が変更可能な可変電流源を含む
ことを特徴とする駆動回路。 - 請求項2または3に記載の駆動回路において、
前記ディジタル/アナログ変換部は、
前記電流電圧変換素子を有し、入力した電流に応じた電圧を生成する第2電圧生成部を更に有し、
前記非線形補償部は、
電流を生成する第4電流回路と、
前記第1ディジタル信号が前記第2論理レベル、且つ前記第2ディジタル信号が前記第1論理レベルである組合せの場合に、前記第4電流回路の電流を前記第2電圧生成部に供給し、それ以外の組合せの場合に、前記第4電流回路の電流の前記第2電圧生成部への供給を停止する第4制御回路と、を更に有し、
前記第1制御回路は、前記第1ディジタル信号が前記第1論理レベルである場合に、前記第1電流回路の電流を前記第1電圧生成部に供給し、前記第1ディジタル信号が前記第2論理レベルである場合に、前記第1電流回路の電流を前記第2電圧生成部に供給し、
前記第2制御回路は、前記第2ディジタル信号が前記第1論理レベルである場合に、前記第1電流回路の電流を前記第1電圧生成部に供給し、前記第2ディジタル信号が前記第2論理レベルである場合に、前記第2電流回路の電流を前記第2電圧生成部に供給する
ことを特徴とする駆動回路。 - 請求項2乃至4の何れか一項に記載の駆動回路において、
前記第3制御回路は、
一端が第1固定電位に接続された第1抵抗および第2抵抗と、
一端が前記第1抵抗の他端に接続された第1スイッチと、
一端が前記第2抵抗の他端に接続された第2スイッチと、
一端が前記第1スイッチの他端および前記第2スイッチの他端に接続された第3スイッチと、
一端が前記第1抵抗と前記第1スイッチとが接続される出力ノードに接続される第4スイッチと、
一端が前記第3スイッチの他端および前記第4スイッチの他端に接続され、他端が前記第1固定電位と異なる第2固定電位に接続される電流源と、
を含み、
前記第1スイッチおよび前記第2スイッチは、前記第1ディジタル信号の論理レベルに応じて何れか一方がオンし、
前記第3スイッチおよび前記第4スイッチは、前記第2ディジタル信号の論理レベルに応じて何れか一方がオンし、
前記第3電流回路は、前記出力ノードの電圧に応じて前記第1電圧生成部への電流の供給と遮断が制御される
ことを特徴とする駆動回路。 - 請求項2乃至5の何れか一項に記載の駆動回路において、
前記第1電圧生成部は、R−2R型の抵抗ラダー回路を含む
ことを特徴とする駆動回路。 - 発光素子を含み、一定強度の光を出力する発光部と、
入力された送信すべき信号に対して、4値のパルス振幅変調方式に応じたディジタル信号処理を行うことにより、2ビットのディジタル信号を生成するディジタル信号処理装置と、
前記ディジタル信号処理装置によって生成された2ビットのディジタル信号を入力する請求項2乃至6の何れか一項に記載の駆動回路と、
前記駆動回路の前記第1電圧生成部によって生成された電圧に応じて前記発光部から出力された光の強弱を変化させて出力する前記光変調器と、を備える
ことを特徴とする光送信器。
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