JP7305354B2 - laser power controller - Google Patents

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Description

光ファイバ通信システムにおいては、送信レーザダイオードの出力パワーを制御できることが多くの理由で重要である。第一に、損傷を避けるため、レーザの平均およびピークパワーは一定の限界を超えてはならない。第二に、バイナリ(または他の基数)データ値に対応する異なるパワーレベルは、リンクの端での確実な受信を保証するために、変調指数(或いは消光比として定義される)が全体システム仕様内になるように設定されなければならない。任意の制御システムに対処する一つの難しさは、レーザの特性が、温度とともに、また経年変化によって、さらには理想的な線形応答からの逸脱によっても大きく変化する可能性があり、そのため、「ハイ」および「ロー」の駆動電流レベルについての従来の工場セットアップが十分ではない、ということである。 In fiber optic communication systems, being able to control the output power of a transmitting laser diode is important for many reasons. First, the average and peak power of the laser must not exceed certain limits to avoid damage. Second, the different power levels corresponding to the binary (or other radix) data values are such that the modulation index (or extinction ratio, defined as must be set to be within One difficulty in dealing with any control system is that laser characteristics can vary significantly with temperature, aging, and even deviations from an ideal linear response; ' and 'low' drive current levels are not sufficient.

従来技術には、最小および最大送信光出力の瞬時値を推定し、デバイス特性の変化を補償することを目的とした方法を説明する多数の技術が存在する。モニタダイオードおよびそれに関連する回路の帯域幅が制限されているため、大部分はその有効性が限定されている。他のものは、データストリーム内に存在するか、または何等かの定義された方法でデータストリーム内に意図的に挿入されるために、特定のパターンを必要とする。 There are numerous techniques in the prior art describing methods aimed at estimating the instantaneous values of minimum and maximum transmitted optical power and compensating for changes in device characteristics. The limited bandwidth of monitor diodes and their associated circuitry limits their effectiveness in large part. Others require specific patterns to be present in the data stream or intentionally inserted into the data stream in some defined way.

送信された出力パワーを監視することは、データを一連の離散的なバーストで送信する光通信リンクではさらに困難であり、その理由は、光出力の単純平均値は時間とともに大きく変動する可能性があり、また、最小レベルおよび最大レベルの適切な推定値に達するために先行技術に記載されている殆どの方法にとって瞬間レベルは十分に安定していないためである。温度に関連する影響はさらに深刻である可能性が高く、その理由は、送信レーザダイオードはデータバーストのために活性化される前に長期間オフ状態にあり得、それ故に、データバーストの間に昇温する前に周囲温度に冷却され得るためである。 Monitoring transmitted output power is even more difficult in optical communication links, which transmit data in a series of discrete bursts, because the simple average value of optical power can vary greatly over time. Yes, and because the instantaneous levels are not stable enough for most methods described in the prior art to arrive at good estimates of minimum and maximum levels. Temperature-related effects are likely to be even more severe, because the transmit laser diode may be off for long periods of time before being activated for a data burst, thus This is because it can be cooled to ambient temperature before warming up.

したがって、データバースト中に論理「1」および論理「0」に対応する最小および最大の光出力をほぼ連続的に検知できることが望ましい。さらに、適度な帯域幅だけで送信パワーモニタ機能を使用すると共に、送信データペイロードを乱さず、また受信信号の雑音性能を落とさない手段によって、そのような測定を実行できることが望ましい。そのようなアプローチは特許文献1に提案されている。 Therefore, it is desirable to be able to sense substantially continuously the minimum and maximum light outputs corresponding to logic '1' and logic '0' during data bursts. Further, it would be desirable to be able to perform such measurements using a transmit power monitor function with only a modest bandwidth and by a means that does not disturb the transmitted data payload or degrade the noise performance of the received signal. Such an approach is proposed in US Pat.

英国特許第2541291号明細書(英国特許出願第1611938.0号)British Patent No. 2541291 (British Patent Application No. 1611938.0)

しかしながら、前述した方法は、データバーストごとに1つのデータポイントしかないという利点を有するが、それ故に、必要なレーザ電流値の計算に許容できない影響を与える可能性があるため、ノイズの影響を受けやすい。本発明の目的は、各データバースト中の光レベルの更なる測定値を使用することによって、バーストモード光通信システムにおけるレーザ出力の改善された正確で安定した制御を達成することである。 However, the method described above has the advantage of having only one data point per data burst, but is therefore susceptible to noise, as it can unacceptably affect the calculation of the required laser current value. Cheap. It is an object of the present invention to achieve improved, accurate and stable control of laser power in burst mode optical communication systems by using additional measurements of light level during each data burst.

第1の態様によれば、シーケンスで送信されるデータの少なくとも2つの連続するバーストに含まれる情報を光ファイバ通信システム送信するためのシステムが提供される。このシステムは、規定のバースト期間中のデータ送信期間の間にデータ入力値を選択すると共に、前記規定のバースト期間中かつ前記データ送信期間の直後の延長期間の間に論理ハイ値および論理ロー値の一方を選択するように構成され、少なくとも2つのデータバーストの前記シーケンスについて、少なくとも1つのデータバーストは論理ロー値バーストであり、少なくとも1つのデータバーストは論理ハイ値バーストであるように、データ入力値、論理ハイ値または論理ロー値のうちの1つを選択するように構成された選択回路と、前記規定のバースト期間中に前記選択回路によって選択されたデータ入力値、論理ハイ値若しくは論理ロー値のうちの1つまたはゼロ値に対応する電流であって、レーザダイオードが光出力を供給するような前記電流をレーザダイオードに与えるように構成された駆動回路と、前記レーザダイオードの光出力に対応するセンサモジュール出力であって、バーストの前記シーケンスにおける前記論理ハイ値および前記論理ロー値に対応した前記レーザダイオードの光出力に比例する電気出力を与える前記センサモジュール出力を提供するように構成され、さらに、バーストの前記シーケンス中の前記データ送信期間の間だけ前記センサモジュール出力の平均値に対応する出力を提供するように構成された光センサモジュールと、前記レーザダイオードの光信号出力パワーレベルに関する所望の値を受信すると共に、前記論理ハイ値および前記論理ロー値に対応した前記レーザダイオードの光出力に比例する前記光センサモジュールからの出力を受信し、かつ、バーストの前記シーケンス中の前記データ送信期間の間だけ前記センサモジュール出力の平均値に対応した前記出力を受信し、前記光センサモジュールからのそれら出力および前記所望の値を使用して前記駆動回路に制御値を提供するように構成されたコントローラと、を含む。 According to a first aspect, there is provided a system for transmitting information in a fiber optic communication system contained in at least two consecutive bursts of data transmitted in sequence . The system selects a data input value during a data transmission period during a defined burst period and selects a logic high value and a logic low value during an extended period during said defined burst period and immediately following said data transmission period. , such that for said sequence of at least two data bursts, at least one data burst is a logic low value burst and at least one data burst is a logic high value burst. a selection circuit configured to select one of a value, a logic high value or a logic low value; and a data input value, logic high value or logic low value selected by said selection circuit during said defined burst period. a drive circuit configured to provide a current corresponding to one of the values or a zero value to a laser diode such that the laser diode provides a light output; and configured to provide a corresponding sensor module output, said sensor module output providing an electrical output proportional to the light output of said laser diode corresponding to said logic high value and said logic low value in said sequence of bursts. an optical sensor module configured to provide an output corresponding to an average value of said sensor module output only during said data transmission period in said sequence of bursts; and an optical signal output power level of said laser diode. receiving a desired value and receiving an output from the light sensor module proportional to the light output of the laser diode corresponding to the logic high value and the logic low value; and receiving the data in the sequence of bursts. configured to receive said output corresponding to an average value of said sensor module outputs only during a transmission period, and to provide a control value to said drive circuit using those outputs from said photosensor module and said desired value; and a controller.

前記光センサモジュールは、フォトダイオード出力パワー検出器を備えていてもよい。
前記光センサモジュールは、光センサおよびトランスインピーダンス型増幅器を備えていてもよく、該トランスインピーダンス型増幅器が前記センサモジュール出力を提供するように構成される。
The optical sensor module may comprise a photodiode output power detector.
The photosensor module may comprise a photosensor and a transimpedance amplifier, the transimpedance amplifier configured to provide the sensor module output.

前記制御値は、前記レーザダイオードの光出力の平均パワー、論理ハイを表す前記レーザダイオードの光出力のパワー、論理ローを表す前記レーザダイオードの光出力のパワー、および前記レーザダイオードの光出力の変調指数のうちの少なくとも1つを制御するように構成されてもよい。 The control value comprises an average power of the optical output of the laser diode, a power of the optical output of the laser diode representing a logic high, a power of the optical output of the laser diode representing a logic low, and a modulation of the optical output of the laser diode. It may be configured to control at least one of the indices.

前記電流は、定常成分と可変成分とを含んでもよい。
前記駆動回路は、バイアス制御値と変調制御値との組み合わせに応じて、前記レーザダイオードに与えられる前記電流を設定するように構成されてもよい。
前記制御値は、前記駆動回路を制御して、前記レーザダイオードに与えられるバイアス電流および変調電流のうちの少なくとも一方を設定するように構成されてもよい。
The current may include a steady component and a variable component.
The drive circuit may be configured to set the current provided to the laser diode according to a combination of a bias control value and a modulation control value.
The control value may be configured to control the drive circuit to set at least one of a bias current and a modulation current provided to the laser diode.

前記駆動回路は、前記レーザダイオードにバイアス電流を与えるように構成されたバイアス回路を備えてもよい。
前記駆動回路は、前記レーザダイオードに変調電流を与えるように構成された変調回路を備えてもよい。
前記駆動回路は、平均値と変調値との組み合わせに応じて、前記レーザダイオードに与えられる前記電流を設定するように構成されてもよい。
The drive circuit may comprise a bias circuit configured to provide a bias current to the laser diode.
The drive circuit may comprise a modulation circuit configured to provide a modulated current to the laser diode.
The drive circuit may be configured to set the current provided to the laser diode according to a combination of an average value and a modulation value.

前記バースト期間は、バーストイネーブル信号によってゲート制御されてもよい。
前記制御値は、所望の論理ハイおよび論理ローの光出力パワーレベルを供給するように駆動回路を制御してもよい。
前記延長期間は、前記センサモジュール出力の整定時間より長くてもよい。
The burst period may be gated by a burst enable signal.
The control value may control the drive circuit to provide the desired logic high and logic low optical output power levels.
The extension period may be longer than the settling time of the sensor module output.

前記選択回路は、連続する延長期間ごとに前記論理ハイ値および前記論理ロー値のうちの一方を交互に選択してもよい。
前記選択回路は、予め定められたシーケンスに従って、連続する延長期間ごとに前記論理ハイ値または前記論理ロー値を選択してもよい。
前記選択回路は、前記論理ハイ値が選択された延長期間の直後に前記論理ロー値を選択してもよい。
前記選択回路は、セレクタスイッチ機能を備えていてもよい。
前記選択回路の帯域幅は、前記延長期間の時間よりも有意に短い時間に、前記データ入力、前記論理ハイ値および前記論理ロー値の間で切り替え可能に構成されてもよい。
The selection circuitry may alternately select one of the logic high value and the logic low value for successive extended periods of time.
The selection circuitry may select the logic high value or the logic low value for each successive extended period of time according to a predetermined sequence.
The selection circuit may select the logic low value immediately after an extended period of time during which the logic high value was selected.
The selection circuit may have a selector switch function.
A bandwidth of the selection circuit may be configured to switch between the data input, the logic high value and the logic low value in a time significantly less than the time of the extended period.

前記駆動回路の前記制御値は、それぞれ係数によってスケーリングされた前記光センサモジュールからの平均値、ハイ値およびロー値の組み合わせに基づいてもよい。 The control value of the drive circuit may be based on a combination of average, high and low values from the light sensor module each scaled by a factor.

前記システムは、機能が主にデジタルである回路を備えてもよい。
前記駆動回路のための前記制御値は、デジタル計算機能によって計算されてもよい。
前記システムは、機能が主にアナログである回路を備えてもよい。
The system may comprise circuits that are primarily digital in function .
The control values for the drive circuit may be calculated by a digital computing function.
The system may comprise circuits that are primarily analog in function .

第2の態様によれば、シーケンスで送信されるデータの少なくとも2つの連続するバーストに含まれる情報を光ファイバ通信システム送信するための方法が提供される。この方法は、規定のバースト期間中のデータ送信期間の間にデータ入力値を選択すると共に、前記規定のバースト期間中かつ前記データ送信期間の直後の延長期間の間に論理ハイ値および論理ロー値の一方を選択して、少なくとも2つのデータバーストの前記シーケンスについて、少なくとも1つのデータバーストは論理ロー値バーストであり、少なくとも1つのデータバーストは論理ハイ値バーストであるように、データ入力値、論理ハイ値または論理ロー値のうちの1つを選択することと、前記規定のバースト期間中に選択されたデータ入力値、論理ハイ値若しくは論理ロー値のうちの1つまたはゼロ値に対応する電流であって、レーザダイオードが光出力を供給するような前記電流をレーザダイオードに与えることと、前記レーザダイオードの光出力に対応する出力であって、バーストの前記シーケンスにおける前記論理ハイ値および前記論理ロー値に対応した前記レーザダイオードの光出力に比例する電気出力を提供すると共に、バーストの前記シーケンス中の前記データ送信期間の間だけ前記レーザダイオードの光出力に対応する出力の平均値に対応する出力を提供することと、前記レーザダイオードの光信号出力パワーレベルに関する所望の値を受信することと、前記レーザダイオードの光出力に対応する前記出力および前記所望の値を使用して駆動回路に制御値を提供することと、を含む。 According to a second aspect, a method is provided for transmitting information in a fiber optic communication system contained in at least two consecutive bursts of data transmitted in sequence . The method selects a data input value during a data transmission period in a prescribed burst period and selects a logic high value and a logic low value during an extended period during said prescribed burst period and immediately following said data transmission period. to select one of the data input values, logic selecting one of a high value or a logic low value; and a current corresponding to the selected data input value, the one of the logic high value or logic low value, or a zero value during the defined burst period. providing said current to a laser diode such that said laser diode provides a light output; and an output corresponding to said light output of said laser diode, said logic high value and said logic in said sequence of bursts. providing an electrical output proportional to the optical output of the laser diode corresponding to a low value and corresponding to an average value of the output corresponding to the optical output of the laser diode only during the data transmission period in the sequence of bursts. providing an output; receiving a desired value for an optical signal output power level of said laser diode; and controlling a drive circuit using said output and said desired value corresponding to the optical output of said laser diode. providing a value.

前記方法は、前記レーザダイオードの光出力の平均パワー、論理ハイを表す前記レーザダイオードの光出力パワー、論理ローを表す前記レーザダイオードの光出力パワー、および前記レーザダイオードの光出力の変調指数のうちの少なくとも1つを制御するために前記制御値を適用することを更に含んでもよい。 The method comprises: average power of the optical output of the laser diode; optical output power of the laser diode representing a logic high; optical output power of the laser diode representing a logic low; and modulation index of the optical output of the laser diode. applying the control value to control at least one of

前記電流は、定常成分と可変成分とを含んでもよい。
前記方法は、バイアス制御値と変調制御値との組み合わせに応じて、前記レーザダイオードに供給される前記電流を設定することを更に含んでもよい。
前記レーザダイオードに供給される前記電流を設定することは、前記バイアス制御値および前記変調制御値に基づいて、前記レーザダイオードに供給されるバイアス電流および変調電流の少なくとも一方を設定することを含んでもよい。
前記電流を供給することは、前記レーザダイオードにバイアス電流を供給することを更に含んでもよい。
前記電流を供給することは、前記レーザダイオードに変調電流を供給することを更に含んでもよい。
The current may include a steady component and a variable component.
The method may further comprise setting the current supplied to the laser diode according to a combination of a bias control value and a modulation control value.
Setting the current supplied to the laser diode may include setting at least one of a bias current and a modulation current supplied to the laser diode based on the bias control value and the modulation control value. good.
Providing the current may further comprise providing a bias current to the laser diode.
Providing the current may further comprise providing a modulated current to the laser diode.

前記レーザダイオードに供給される前記電流を設定することは、平均値と変調値との組み合わせに応じて、前記電流を設定することを含んでもよい。
前記バースト期間は、バーストイネーブル信号によってゲート制御されてもよい。
前記方法は、所望の論理ハイおよび論理ロー光出力パワーレベルを伝えるように前記制御値を適用することを更に含んでもよい。
前記延長期間は、前記出力を提供する整定時間より長くてもよい。
Setting the current supplied to the laser diode may include setting the current according to a combination of an average value and a modulation value.
The burst period may be gated by a burst enable signal.
The method may further comprise applying the control value to convey desired logic high and logic low optical output power levels.
The extended period of time may be longer than the settling time to provide the output.

データ入力値、論理ハイ値または論理ロー値のうちの1つを選択することは、連続する延長期間ごとに前記論理ハイ値および前記論理ロー値を交互に選択することを含んでもよい。
データ入力値、論理ハイ値または論理ロー値のうちの1つを選択することは、予め定められたシーケンスに従って、連続する延長期間ごとに前記論理ハイ値または前記論理ロー値を選択することを含んでもよい。
データ入力値、論理ハイ値または論理ロー値のうちの1つを選択することは、前記論理ハイ値が選択された延長期間の直後に前記論理ロー値を選択することを含んでもよい。
Selecting one of a data input value, a logic high value or a logic low value may comprise alternately selecting said logic high value and said logic low value for successive extended periods of time.
Selecting one of a data input value, a logic high value or a logic low value includes selecting said logic high value or said logic low value for each successive extended period of time according to a predetermined sequence. It's okay.
Selecting one of a data input value, a logic high value or a logic low value may include selecting said logic low value immediately after an extended period of time during which said logic high value was selected.

データ入力値、論理ハイ値または論理ロー値のうちの1つを選択することは、セレクタスイッチ機能を使用して選択することを含んでもよい。
データ入力値、論理ハイ値または論理ロー値のうちの1つを選択することは、前記延長期間の時間よりも大幅に短い時間内に、前記データ入力値、前記論理ハイ値および前記論理ロー値の間で切り替えることを含んでもよい。
前記レーザダイオードの光出力に対応する前記出力および前記駆動回路に制御値を供給するための前記所望の値を使用することは、それぞれ係数によってスケーリングされた前記光センサモジュールからの平均値、ハイ値およびロー値の組み合わせに基づいて制御値を供給することを含んでもよい。
Selecting one of the data input value, the logic high value or the logic low value may include selecting using a selector switch function.
Selecting one of a data input value, a logic high value or a logic low value is performed within a time period substantially less than the extended period of time. may include switching between
Using said output corresponding to the light output of said laser diode and said desired value for supplying a control value to said drive circuit is an average value, a high value respectively from said light sensor module scaled by a factor. and providing a control value based on a combination of the row values.

第3の態様によれば、シーケンスで送信されるデータの少なくとも2つの連続するバーストに含まれる情報を光ファイバ通信システム送信するためのシステムが提供される。このシステムは、規定のバースト期間中のデータ送信期間の間にデータ入力値を選択すると共に、前記規定のバースト期間中かつ前記データ送信期間の直後の延長期間の間に論理ハイ値および論理ロー値の一方を選択するように構成され、少なくとも2つのデータバーストの前記シーケンスについて、少なくとも1つのデータバーストは論理ロー値バーストであり、少なくとも1つのデータバーストは論理ハイ値バーストであるように、データ入力値、論理ハイ値または論理ロー値のうちの1つを選択するための手段と、前記規定のバースト期間中に前記選択するための手段によって選択されたデータ入力値、論理ハイ値若しくは論理ロー値のうちの1つまたはゼロ値に対応する電流であって、レーザダイオードが光出力を供給するような前記電流をレーザダイオードに与えるための手段と、前記レーザダイオードの光出力に対応するセンサモジュール出力であって、バーストの前記シーケンスにおける前記論理ハイ値および前記論理ロー値に対応した前記レーザダイオードの光出力に比例する電気出力を与える前記センサモジュール出力を提供するように構成され、さらに、バーストの前記シーケンス中の前記データ送信期間の間だけ前記センサモジュール出力の平均値に対応する出力を提供する、前記センサモジュール出力を提供するための手段と、前記レーザダイオードの光信号出力パワーレベルに関する所望の値を受信すると共に、前記論理ハイ値および前記論理ロー値に対応した前記レーザダイオードの光出力パワーレベルに比例する前記出力を前記光センサモジュールから受信し、かつ、バーストの前記シーケンス中の前記データ送信期間の間だけ前記センサモジュール出力の平均値に対応した前記出力を受信し、前記光センサモジュールからのそれら出力および前記所望の値を使用して、前記電流をレーザダイオードに与えるための手段に制御値を提供するように構成された制御手段と、を含む。 According to a third aspect, there is provided a system for transmitting information in a fiber optic communication system contained in at least two consecutive bursts of data transmitted in sequence . The system selects a data input value during a data transmission period during a defined burst period and selects a logic high value and a logic low value during an extended period during said defined burst period and immediately following said data transmission period. , such that for said sequence of at least two data bursts, at least one data burst is a logic low value burst and at least one data burst is a logic high value burst. means for selecting one of a value, a logic high value or a logic low value; and a data input value, logic high value or logic low value selected by said means for selecting during said defined burst period. means for providing a laser diode with a current corresponding to one or a zero value of said laser diode such that said laser diode provides a light output; and a sensor module output corresponding to said light output of said laser diode. is configured to provide the sensor module output that provides an electrical output proportional to the optical output of the laser diode corresponding to the logic high value and the logic low value in the sequence of bursts; means for providing said sensor module output for providing an output corresponding to an average value of said sensor module output only during said data transmission periods in said sequence; receiving values from the optical sensor module proportional to the optical output power level of the laser diode corresponding to the logic high value and the logic low value; and the data in the sequence of bursts. means for receiving said output corresponding to an average value of said sensor module output only during a transmission period and using those outputs from said photosensor module and said desired value to apply said current to a laser diode; and control means configured to provide a control value.

前記センサモジュール出力を提供するための手段は、フォトダイオード出力パワー検出器を備えていてもよい。
前記センサモジュール出力を提供するための手段は、光センサおよびトランスインピーダンス型増幅器を備えていてもよく、該トランスインピーダンス型増幅器が前記センサモジュール出力を提供するように構成される。
The means for providing a sensor module output may comprise a photodiode output power detector.
The means for providing the sensor module output may comprise an optical sensor and a transimpedance amplifier, the transimpedance amplifier configured to provide the sensor module output.

前記制御値は、前記レーザダイオードの光出力の平均パワー、論理ハイを表す前記レーザダイオードの光出力パワー、論理ローを表す前記レーザダイオードの光出力パワー、および前記レーザダイオードの光出力の変調指数のうちの少なくとも1つを制御するように構成されてもよい。 The control values are the average power of the optical output of the laser diode, the optical output power of the laser diode representing a logic high, the optical output power of the laser diode representing a logic low, and the modulation index of the optical output of the laser diode. may be configured to control at least one of the

前記電流は、定常成分と可変成分とを含んでもよい。
前記電流をレーザダイオードに与えるための手段は、バイアス制御値と変調制御値との組み合わせに応じて、前記レーザダイオードに与えられる前記電流を設定するように構成されてもよい。
前記電流をレーザダイオードに与えるための手段は、前記制御値に基づいて、前記レーザダイオードに与えられるバイアス電流および変調電流のうちの少なくとも一方を設定するための手段を備えてもよい。
The current may include a steady component and a variable component.
The means for providing the current to the laser diode may be configured to set the current provided to the laser diode in response to a combination of a bias control value and a modulation control value.
The means for applying the current to the laser diode may comprise means for setting at least one of a bias current and a modulation current applied to the laser diode based on the control value.

前記電流をレーザダイオードに与えるための手段は、バイアス電流を前記レーザダイオードに与えるための手段を備えてもよい。
前記電流をレーザダイオードに与えるための手段は、変調電流を前記レーザダイオードに与えるための手段を備えてもよい。
前記電流をレーザダイオードに与えるための手段は、平均値と変調値との組み合わせに応じて、前記レーザダイオードに与えられる前記電流を設定するための手段を備えてもよい。
The means for applying a current to the laser diode may comprise means for applying a bias current to the laser diode.
The means for applying a current to the laser diode may comprise means for applying a modulated current to the laser diode.
The means for applying said current to a laser diode may comprise means for setting said current applied to said laser diode in response to a combination of an average value and a modulation value.

前記バースト期間は、バーストイネーブル信号によってゲート制御されてもよい。
前記制御手段は、前記電流を与えるための手段を制御して所望の論理ハイおよび論理ロー光出力パワーレベルを供給するために、前記制御値を使用するための手段を備えてもよい。
前記延長期間は、前記センサモジュール出力を提供するための手段の整定時間より長くてもよい。
The burst period may be gated by a burst enable signal.
The control means may comprise means for using the control values to control the means for providing current to provide desired logic high and logic low optical output power levels.
The extended period of time may be longer than the settling time of the means for providing the sensor module output.

前記選択するための手段は、連続する延長期間ごとに前記論理ハイ値および前記論理ロー値のうちの一方を交互に選択するように構成されてもよい。
前記選択するための手段は、予め定められたシーケンスに従って、連続する延長期間ごとに前記論理ハイ値または前記論理ロー値を選択するように構成されてもよい。
前記選択するための手段は、前記論理ハイ値が選択された延長期間の直後に前記論理ロー値を選択するように構成されてもよい。
前記選択するための手段は、セレクタスイッチ機能に基づき選択するように構成されてもよい。
The means for selecting may be configured to alternately select one of the logic high value and the logic low value for successive extended periods of time.
The means for selecting may be arranged to select the logic high value or the logic low value for each successive extended period of time according to a predetermined sequence.
The means for selecting may be configured to select the logic low value immediately after an extended period of time during which the logic high value was selected.
The means for selecting may be arranged to select based on a selector switch function.

前記選択するための手段の帯域幅は、前記選択するための手段が、前記延長期間の時間よりも有意に短い時間に、前記データ入力、前記論理ハイ値および前記論理ロー値の間で切り替わるように構成されるようなものであってもよい。
前記制御手段は、それぞれ係数によってスケーリングされた前記光センサモジュール出力を提供するための手段からの平均値、ハイ値およびロー値の組み合わせに基づいて制御値を生成するように構成されてもよい。
The bandwidth of the means for selecting is such that the means for selecting switches between the data input, the logic high value and the logic low value in a time significantly less than the time of the extended period of time. It may be configured as follows.
The control means may be configured to generate a control value based on a combination of average, high and low values from the means for providing the photosensor module output each scaled by a factor.

ここで本発明を単に一例として添付の図面を参照して説明する。 The invention will now be described, by way of example only, with reference to the accompanying drawings.

一方向の変調電流を用いたバーストモード光ファイバリンクにおける送信器のための典型的な構成を示す。1 shows a typical configuration for a transmitter in a burst mode fiber optic link with unidirectional modulated current. 双方向の変調電流を用いたバーストモード光ファイバリンクにおける送信器のための典型的な構成を示す。Figure 2 shows a typical configuration for a transmitter in a burst mode fiber optic link with bidirectional modulated current. レーザダイオードの出力特性と温度の影響とを示す。Figure 2 shows the output characteristics of a laser diode and the effect of temperature. レーザ特性に湾曲がある場合における従来の推定方法の制限を示す。We show the limitations of the conventional estimation method when there is curvature in the laser characteristics. 一般的な許容レーザターンオフ時間を有する一般的なデータバーストの構造を示す。Figure 2 shows the structure of a typical data burst with typical allowable laser turn-off times; 有効データパケット内に埋め込まれたハイおよびローのリファレンスレベルを有するバーストモード光信号を示す。FIG. 2 shows a burst mode optical signal with high and low reference levels embedded within a valid data packet; FIG. 有効データバースト期間内に埋め込まれたローリファレンスレベルを有するバーストモード光信号を示す。Fig. 3 shows a burst mode optical signal with a low reference level embedded within the valid data burst period; 有効データバースト期間内に埋め込まれたハイリファレンスレベルを有するバーストモード光信号を示す。Fig. 3 shows a burst mode optical signal with a high reference level embedded within the valid data burst period; 一方向の変調電流を用いた本発明の一実施形態を示す。Fig. 3 shows an embodiment of the invention using unidirectional modulated current; 双方向の変調電流を用した本発明の一実施形態を示す。Fig. 3 shows an embodiment of the invention using bi-directional modulated current; リファレンスレベルを感知するための手段の更なる実施形態を示す。Fig. 4 shows a further embodiment of the means for sensing the reference level; 入力からゲート平均値を得るための手段の更なる実施形態を示す。Fig. 4 shows a further embodiment of the means for obtaining the gated average value from the input;

説明は、限定的な意味で解釈されるべきではなく、本発明の実施形態の一般的な原理を単に説明する目的でなされている。例えば、デジタル信号およびデジタル回路を使用して実行されるように説明されている演算は、実質的にアナログ信号およびアナログ回路を使用して達成することもできる。 The description should not be construed in a limiting sense, but is merely meant to illustrate the general principles of embodiments of the invention. For example, operations illustrated as being performed using digital signals and circuits may be accomplished using substantially analog signals and circuits.

図1aおよび図1bは、光通信システムに好適な送信器における典型的な構成を示す。レーザダイオード101には、定常成分および可変成分を有する電流が駆動回路により供給される。この電流は、変調データ入力107内の論理ローレベルを示すためにスイッチング機能110によって切り離される変調電流116を有する、より小さな定常バイアス電流115の形態であってもよい。或いは、入力データストリーム107の制御下で光出力に最大値および最小値を生成するために、スイッチ120による選択の後に電流を加算および減算する双方向変調電流126,127を有する平均電流125の形態であってもよい。これらの電流は、一方向の変調電流の場合にはデジタル-アナログ変換器(DAC)111,112によって、或いは、双方向の変調電流の場合にはデジタル-アナログ変換器(DAC)121,122によって提供されてもよく、これらのDACは、コントローラ機能117または128によりそれぞれ設定された各デジタル値113,114または123,124によって制御される電流出力を有する。 Figures 1a and 1b show a typical configuration in a transmitter suitable for optical communication systems. The laser diode 101 is supplied by a drive circuit with a current having a constant component and a variable component. This current may be in the form of a smaller steady-state bias current 115 with modulation current 116 cut off by switching function 110 to indicate a logic low level in modulation data input 107 . Alternatively, in the form of average current 125 with bidirectional modulated currents 126, 127 adding and subtracting currents after selection by switch 120 to produce maximum and minimum values in light output under control of input data stream 107. may be These currents are converted by digital-to-analog converters (DAC) 111, 112 for unidirectional modulated currents or by digital-to-analog converters (DAC) 121, 122 for bidirectional modulated currents. As may be provided, these DACs have current outputs controlled by respective digital values 113, 114 or 123, 124 set by controller functions 117 or 128, respectively.

バーストモードで動作するとき、これらの電流は、送信バーストの規定の長さに対応する更なる信号または複数の信号108によって、データバーストにおけるアクティブな送信期間に対応する方法でゲート制御されてもよい。 When operating in burst mode, these currents may be gated in a manner corresponding to active transmission periods in data bursts by a further signal or signals 108 corresponding to the specified length of the transmission burst. .

レーザダイオード101の光出力は、モニタフォトダイオード102のような光センサによって感知され、その感知された光レベルに比例した電流を生成する。当該電流は直接感知されてもよいが、より一般的にはトランスインピーダンス型増幅器103によって電圧105に変換されてもよい。モニタフォトダイオード102とトランスインピーダンス型増幅器103との組み合わせは、通常、メインデータチャネル帯域幅よりも実質的に小さい帯域幅を有する。このモニタ値105は、アナログ-デジタル変換器104によってデジタル形式106に変換されてもよく、これらのデータは、何等かのアルゴリズムに従って、レーザダイオードの電流レベルを計算し設定するためにコントローラ117または128よって使用されてもよい。モニタダイオード102およびその関連する増幅器103は、通常、レーザ101によって送信されるデータの帯域幅よりはるかに小さい信号帯域幅を有し、モニタチャネル帯域幅のこの制限は、それが送信光信号の最大および最小のピーク値およびトラフ(trough)値の観察可能性を制限するので、任意の送信光レベル制御機構の実現において非常に重要である。 The light output of laser diode 101 is sensed by a light sensor, such as monitor photodiode 102, to produce a current proportional to the sensed light level. The current may be sensed directly or, more generally, converted to voltage 105 by a transimpedance amplifier 103 . The combination of monitor photodiode 102 and transimpedance amplifier 103 typically has a bandwidth substantially less than the main data channel bandwidth. This monitored value 105 may be converted to digital form 106 by an analog-to-digital converter 104 and these data are used by a controller 117 or 128 to calculate and set the laser diode current level according to some algorithm. may therefore be used. Monitor diode 102 and its associated amplifier 103 typically have a signal bandwidth much less than the bandwidth of the data transmitted by laser 101, and this limitation of monitor channel bandwidth means that it is the maximum of the transmitted optical signal. and limit the observability of minimum peak and trough values, which is very important in the implementation of any transmitted light level control scheme.

図2は、光通信システムで使用されるような典型的なレーザダイオードの特性を示す図である。レーザダイオードを流れる電流は、変調された光信号を生成するために使用されるとき、最小電流が該レーザ101についての閾値203を超えると共に、最大電流がデバイスの製造元の定格を下回るように変調される。レーザダイオードが低温であるとき、または電流レベルが比較的低いとき、単純な線形モデル201で十分である。しかしながら、レーザダイオードが昇温したとき、またはその特性が経年変化するにつれて、閾値電流は変化し(204)、電流と光出力の関係はより湾曲した形状202を示すことがある。したがって、システムの寿命に亘って動作中に所望の光出力および所望の変調度を維持することは簡単ではない。 FIG. 2 is a diagram showing the characteristics of a typical laser diode, such as those used in optical communication systems. The current through the laser diode is modulated such that the minimum current exceeds the threshold 203 for the laser 101 and the maximum current is below the device manufacturer's rating when used to generate a modulated optical signal. be. A simple linear model 201 is sufficient when the laser diode is cold or the current level is relatively low. However, as the laser diode heats up, or as its characteristics age, the threshold current changes (204) and the relationship between current and light output may exhibit a more curved shape 202. FIG. Therefore, maintaining the desired light output and desired depth of modulation during operation over the life of the system is not straightforward.

所与の実際的なシステムでは、信頼性のある通信を確立するために必要な信号レベルに関して、レーザの平均動作パワーが規定のレベルに設定されるように最大電流を設定することができる。そのようなシステムにおける重要なパラメータは、通常は消光比(ER)と呼ばれる最大光出力と最小光出力の比であり、これは受信機の信号対雑音レベルに影響する。ERは、最小および最大のレーザダイオード電流値の関数であり、単純な線形関係として表されることもあるが、実際にはこれは正確な表現ではない。 In a given practical system, the maximum current can be set such that the average operating power of the laser is set at a specified level with respect to the signal level required to establish reliable communication. An important parameter in such systems is the ratio of maximum to minimum optical power, commonly called extinction ratio (ER), which affects the signal-to-noise level of the receiver. ER is a function of minimum and maximum laser diode current values and is sometimes expressed as a simple linear relationship, although in practice this is not an exact representation.

図3は、高温でのレーザダイオードの平均光パワー303が、特定の最小光出力レベル301および最大光出力レベル302を生成するために必要な最小レーザ駆動電流レベル305および最大レーザ駆動電流レベル306を正確に推定するための基礎として適切ではなく、したがって、所望のERを維持する方法として適切でないことを示している。監視される平均光出力に対応する駆動電流304は、実際の最小電流レベル305および最大電流レベル306の平均値にはならない。 FIG. 3 shows the minimum laser drive current level 305 and maximum laser drive current level 306 required to produce the specified minimum optical power level 301 and maximum optical power level 302 at the average optical power 303 of a laser diode at elevated temperature. This indicates that it is not suitable as a basis for accurate estimation and therefore as a method for maintaining the desired ER. The drive current 304 corresponding to the monitored average light output does not average the actual minimum current level 305 and maximum current level 306 .

システムが連続的なデータストリームで動作する場合、レーザは定常状態の温度に達することができ、それはモニタするのが比較的容易である。さらに、モニタダイオードシステムからデータを収集し、ピークおよびトラフの光データレベルを測定値の何等かの種類の平均化により測定して、ERおよび平均光パワーの信頼できる推定値を提供するのに十分な時間がある。この目的のためのシステムは、絶対駆動電流レベルの低速変調を多くの場合に使用する先行技術において知られている(例えば、Smith et al, Electronics Letter Vol 14, 1978,および同様の派生的装置)。 If the system operates with a continuous data stream, the laser can reach a steady state temperature, which is relatively easy to monitor. In addition, it is sufficient to collect data from the monitor diode system and measure peak and trough optical data levels by some kind of averaging of the measurements to provide reliable estimates of ER and average optical power. I have time Systems for this purpose are known in the prior art (e.g. Smith et al, Electronics Letter Vol 14, 1978, and similar derivatives), often using slow modulation of the absolute drive current level. .

図4は、バーストモード動作の仕様(例えば、標準的なITU-T勧告G.984.2など)に準拠したシステムにおけるデータバーストを送信することを目的とした光信号の一般的な形態を示している。レーザへのバイアス電流は、データ信号107がレーザ出力を変調するために使用される前に、バーストイネーブル信号108よってゲート制御される。そのような規格では、データバースト403の持続時間T1は正確に定義され、典型的には数100ナノ秒のオーダーである。データバーストの終わりに、論理値はハイ状態(論理ハイ値)またはロー状態(論理ロー値)であり得ることに留意されたい。そのような規格はまた、典型的にはT2をレーザ出力がゼロに戻らなければならない時間間隔404と定義する。実際のバイアス制御システムの帯域幅を考慮すると、この間隔は10ナノ秒のオーダーである(所与の具体例では、12.8ナノ秒が定義された値である)。 Figure 4 shows the general form of an optical signal intended to transmit data bursts in a system conforming to specifications for burst mode operation (e.g. standard ITU-T Recommendation G.984.2). ing. The bias current to the laser is gated by burst enable signal 108 before data signal 107 is used to modulate the laser output. In such standards, the duration T1 of data burst 403 is precisely defined, typically on the order of hundreds of nanoseconds. Note that at the end of the data burst, the logic value can be in a high state (logic high value) or low state (logic low value). Such standards also typically define T2 as the time interval 404 within which the laser power must return to zero. Considering the bandwidth of practical bias control systems, this interval is on the order of 10 ns (12.8 ns is the defined value in the given example).

そのようなバーストモードシステムでは、平均パワーおよびERを制御する問題の解決は難しい。バーストが始まる前、レーザは比較的冷たい状態にある。データパケットが送信されるとすぐに、レーザは昇温し始め、通常のバーストの間も昇温し続ける。例えば5回以下の短いトレーニングバースト後にシステムが動作可能であることが規格の要件であり、その間にシステムの動作パラメータが制御されるべきである。動作パラメータを適時に確立するための手段が英国特許第2535553号明細書(GB2535553B)に開示されており、そこでは、一連のデータバーストの開始時におけるレーザのスロープ効率の推定値を決定するために、定義された振幅トライアルバーストが出力される。平均光出力を監視することだけによってそのような起動システムの動作後に動作条件を維持することは、第1に光パワーの断続的なバーストのために、第2に明確に定義された平均値を有する各バーストにデータコンテンツがあることへの依存のために、一般に満足のいくものではない。この後者の要件は、バースト内のデータ0および1の値の数が実質的に等しいことを要求し、それは保証されないかもしれない。 In such burst mode systems, the problem of controlling average power and ER is difficult to solve. Before the burst begins, the laser is relatively cold. As soon as the data packet is sent, the laser begins to heat up and continues to heat up during normal bursts. It is a requirement of the standard that the system is operable after, for example, five short training bursts or less, during which the operating parameters of the system should be controlled. A means for establishing operating parameters in time is disclosed in GB 2535553B, in which to determine an estimate of the slope efficiency of a laser at the beginning of a series of data bursts: , a trial burst of defined amplitude is output. Maintaining operating conditions after operation of such a start-up system by only monitoring the average optical power output, firstly due to intermittent bursts of optical power and secondly to a well-defined average value. It is generally not satisfactory because of its reliance on having data content in each burst. This latter requirement requires that the number of data 0 and 1 values in a burst be substantially equal, which may not be guaranteed.

レーザが実質的に上昇した平均温度まで暖まった最初のトレーニングバーストの後に、レーザ出力のERを正確に制御するための手段を提供することに対する更なる要求が残存する。ピーク値とトラフ値の測定値は、連続モードシステムの場合と同じモニタチャネル帯域幅の制限があるが、信号の断続的な性質によって要求がさらに複雑になり、当該タスクがより困難になる。 A further need remains to provide a means for precisely controlling the ER of the laser output after the first training burst in which the laser has warmed up to a substantially elevated average temperature. Peak and trough measurements are subject to the same monitor channel bandwidth limitations as for continuous mode systems, but the intermittent nature of the signal further complicates the requirements and makes the task more difficult.

本発明の一実施形態では、データ「1」の値および/またはデータ「0」の値を表す光出力の瞬時値、または定義され得るような他の値を迅速かつ正確に推定するための手段が提供されると共に、各データバーストのデータコンテンツ期間中にのみ光出力の平均値を推定する手段も提供され、前記手段の全ては前記バーストのデータコンテンツの修正を必要としない方法で動作する。当該推定値を使用して、所望の出力レベルを供給するために駆動電流の必要値を計算することができると共に、短期間の昇温および/または長期間の経年劣化によるレーザ特性の変化にかかわらずこれらのレベルを維持することができる更なる手段が提供される。当該電流は、システムに応じて、より小さなバイアス電流および一方向の変調電流、または、平均電流および双方向の変調電流の形をとることができる。 In one embodiment of the present invention, a means for quickly and accurately estimating instantaneous values of light output representing data '1' values and/or data '0' values, or other values as may be defined. is provided, along with means for estimating the average value of the light output only during the data content period of each data burst, all of said means operating in a manner that does not require modification of the data content of said burst. This estimate can be used to calculate the required value of drive current to provide a desired output level, as well as changes in laser characteristics due to short-term heating and/or long-term aging. Further means are provided by which these levels can be maintained. The current can take the form of a smaller bias current and a unidirectional modulation current, or an average current and a bidirectional modulation current, depending on the system.

図4において、データのバースト後にレーザをオフにする時間は一定の持続時間ではないかもしれないが、データ送信期間401の終わりに存在する論理値に依存する可能性が高いことに留意されたい。データ送信期間の終わりにレーザバイアス電流(または平均電流)をハイ状態405からオフにするプロセスは、データ送信期間の終わりにレーザバイアス電流をロー状態406からオフにする時間よりもかなり長い可能性が高い。このターンオンおよびターンオフ時間は、通常、バイアス電流115(または平均電流125)を維持する内部回路の応答時間によって決まり、当該回路は、通常、レーザのデータ変調と同じ速度で応答するようには設計されていない。しかしながら、変調データ信号107に応答する変調回路110または120の帯域幅は、データシンボルレートでレーザ電流を切り替えるために必然的に非常に速い。したがって、バイアス電流(または平均電流)制御を使用して「ハイ」状態からオフにするのではなく、変調回路110または120を使用して、最初にレーザ出力を非常に急速に、通常は数十ピコ秒程度の時間で「ロー」状態へ低減することができる。レーザ出力が上記「ロー」状態になると、完全な消光にオフするタスクははるかに容易になる。さらに、バイアス電流115(または平均電流125)が、規格によって要求される間隔404より実質的に短い時間間隔でバーストイネーブル信号108または実質的に同等の信号に応答することを確実にすることは困難なタスクではない。このアプローチは、それほど長くはないがそれでもなおそのようなモニタチャネル回路に典型的な過渡整定時間よりも長い時間間隔を利用可能にする。この知識を用いて、一般の光学的な「ハイ」および「ロー」出力レベルについての有用な測定を実行するために、指定されたターンオフ間隔404において利用可能な上記時間を活用することが可能である。 Note in FIG. 4 that the time to turn off the laser after a burst of data may not be a constant duration, but likely depends on the logic value present at the end of the data transmission period 401. The process of turning off the laser bias current (or average current) from the high state 405 at the end of the data transmission period can be significantly longer than the time to turn off the laser bias current from the low state 406 at the end of the data transmission period. expensive. This turn-on and turn-off time is typically determined by the response time of the internal circuitry that maintains the bias current 115 (or average current 125), which is typically designed to respond at the same speed as the laser's data modulation. not However, the bandwidth of modulation circuit 110 or 120 in response to modulated data signal 107 is necessarily very fast to switch laser current at the data symbol rate. Therefore, rather than using bias current (or average current) control to turn off from a "high" state, modulation circuit 110 or 120 is used to first ramp the laser output very rapidly, typically several tens of It can be reduced to the "low" state in times on the order of picoseconds. The task of turning off to complete extinction becomes much easier once the laser output is in the above "low" state. Furthermore, it is difficult to ensure that the bias current 115 (or average current 125) responds to the burst enable signal 108, or a substantially equivalent signal, in time intervals substantially shorter than the interval 404 required by the standard. not a simple task. This approach makes available a time interval that is not very long but still longer than the transient settling time typical of such monitor channel circuits. With this knowledge, it is possible to take advantage of the time available in the specified turn-off interval 404 to make useful measurements of general optical "high" and "low" output levels. be.

データバーストの短時間延長中における光学的な「ハイ」値および「ロー」値の測定と同時に、バーストのデータコンテンツの送信中における平均光パワーの現在に関する有用な情報を収集することも可能であり、モニタフォトダイオード回路105の平均出力は、バースト内のデータ期間中およびモニタ回路によって必要とされる任意の整定時間外でも取得される。そのような平均化のためのゲート制御は、データ入力107と他の内部論理信号とのいくつかの組み合わせにおいて、バーストイネーブル信号108から容易に導出される。 Along with measuring the optical "high" and "low" values during the short extension of the data burst, it is also possible to gather useful information about the current average optical power during the transmission of the data content of the burst. , the average output of the monitor photodiode circuit 105 is obtained during the data period in the burst and also outside any settling time required by the monitor circuit. The gating control for such averaging is readily derived from burst enable signal 108 in some combination of data input 107 and other internal logic signals.

図5は、ハイレベルおよびローレベルの測定を容易にするために送信信号に巧妙な修正を加えたバーストモードシステムに関連する光レベルを示す。当該修正は、それらがバーストパケット内のデータの通常の伝送に影響を与えず、関連のある伝送規格によって設定された仕様に違反しないようになされる。 FIG. 5 shows the light levels associated with a burst mode system with clever modifications to the transmitted signal to facilitate high and low level measurements. Such modifications are made so that they do not affect normal transmission of data in burst packets and do not violate specifications set by the relevant transmission standards.

上記修正のためのフレームワークを提供するために時間間隔が最初に定義され、その時間間隔は、伝送規格によって許容されるレーザターンオフ時間404より実質的に短いものの、モニタチャネル出力105の整定時間より実質的に長くなるのに十分長いという条件を満たすのと同時に、バイアス電流制御回路がレーザを完全に消光するために期間404内に十分な残り時間を与える。本発明の特徴は、未処理のデータ信号107を修正された形態のレーザ変調信号501で置き換えることであり、各バーストの終わりの既知の論理値が延長期間T3,502の間保持される。同時に、レーザへのバイアス電流115(または平均電流125)は、そのバーストのデータが終了した後、規定された期間、バイアス(または平均)および変調回路がアクティブのままとなるように、バーストイネーブル信号(レーザ電流イネーブル制御信号506)の修正バージョンによって制御される。 A time interval is first defined to provide a framework for the above modifications, which is substantially less than the laser turn-off time 404 allowed by the transmission standard, but less than the monitor channel output 105 settling time. It provides sufficient time remaining within period 404 for the bias current control circuit to completely extinguish the laser while satisfying the condition of being long enough to be substantially long. A feature of the present invention is to replace the raw data signal 107 with a modified form of the laser modulated signal 501, with a known logic value at the end of each burst held for an extended period of time T3,502. At the same time, the bias current 115 (or average current 125) to the laser is adjusted by the burst enable signal so that the bias (or average) and modulation circuits remain active for a defined period of time after the data for that burst has ended. (laser current enable control signal 506).

データバーストのこの延長部分の論理値は、図5の503で示される「1」と図5の504で示される「0」との間で交互になるようにタイミングよく作られてもよい。或いは、データバーストのこの延長部分の論理値は、図6に示されるように、いくつかの連続したデータバーストに対して「0」に設定されてもよい。或いは、データバーストのこの延長部分の論理値は、図7に示されるように、いくつかの連続するデータバーストに対して「1」に設定されてもよい。この論理値保持期間502の持続時間は、モニタチャネル出力105が実質的に正確な測定結果に落ち着くことができるように十分に長くなるようにされる。データバーストの終わりに保持された論理値が「1」である場合、レーザ変調電流115(または双方向変調電流の場合は125)は、この延長期間502の終わりに、データ変調回路110(または双方向変調電流の場合は120)へのレーザ電流イネーブル制御信号506のコマンドエッジ505によって「0」に戻される。このようにして、レーザ電流は、遥かに遅いバイアス電流制御によってではなく、典型的には数十ピコ秒で、広帯域幅変調回路機能によって、実質的にその消光状態に向かって減少する。この状態に達するとすぐに、バイアス電流115(または平均電流125)および変調電流116(または双方向変調の場合には126および127)が、レーザ電流制御信号506によってオフにされると共に、レーザのトータル電流が、関連する規格によって許容される時間の終了前にゼロまで減衰する。したがって、これら若しくは実質的に同様の手段によって、モニタ出力105は、先行技術においてしばしばそうであるように特定のデータパターンおよび/またはランレングスから生じる著しい制限なしに、論理ハイ「1」および論理ロー「0」の両方のデータ状態の間に、適正で一般的な光出力の実質的に正確な推定値を提供することができる。 The logic value of this extended portion of the data burst may be timed to alternate between a "1" indicated at 503 in FIG. 5 and a "0" indicated at 504 in FIG. Alternatively, the logic value of this extended portion of the data burst may be set to '0' for several consecutive data bursts, as shown in FIG. Alternatively, the logical value of this extended portion of the data burst may be set to '1' for several consecutive data bursts, as shown in FIG. The duration of this logic hold period 502 is made long enough to allow the monitor channel output 105 to settle to a substantially accurate measurement result. If the logic value held at the end of the data burst is a "1", the laser modulating current 115 (or 125 for bidirectional modulating current) is applied to the data modulating circuit 110 (or both) at the end of this extended period 502. Returned to '0' by the command edge 505 of the laser current enable control signal 506 to 120) for directionally modulated current. In this way, the laser current is substantially reduced toward its extinction state by the wide bandwidth modulation circuit function, typically in tens of picoseconds, rather than by much slower bias current control. Upon reaching this state, bias current 115 (or average current 125) and modulation current 116 (or 126 and 127 for bi-directional modulation) are turned off by laser current control signal 506 and the laser The total current decays to zero before the end of the time allowed by the relevant standard. Thus, by these or substantially similar means, monitor output 105 can be a logic high "1" and a logic low without significant limitations resulting from particular data patterns and/or run lengths as is often the case in the prior art. During both "0" data states, it can provide a substantially accurate estimate of the proper and typical light output.

データバースト期間中、データ入力107および他の内部信号と組み合わせたバーストイネーブル信号108を使用して、完全にデータ送信期間内の期間アクティブであり、典型的には、前記データ送信期間の殆どの間アクティブであるゲート信号508を提供し、そのゲート信号は、平均化機能がモニタチャネル出力105から平均値を計算することを可能にするために使用される。前記ゲート信号508は、データバーストの開始から生じ且つモニタチャネルの制限された帯域幅の結果として生じるモニタチャネル出力の予想される整定時間の後にのみアクティブになるように構成される。バーストイネーブル信号の開始からの遅延に対するこの要件は、典型的には数データシンボル期間程度である。平均化機能は、一実施形態では、バーストの終わりに平均値を保持し、単一のバーストに基づく推定値ではなくローリング平均を作成するために、次のバーストの間に新しい入力信号とある程度比例して、保持した平均値を使用することができる。 During data burst periods, the data input 107 and burst enable signal 108 in combination with other internal signals are used to be active for a period entirely within the data transmission period, typically for most of said data transmission period. It provides a gating signal 508 that is active and is used to enable the averaging function to calculate an average value from the monitor channel output 105 . The gating signal 508 is configured to become active only after the expected settling time of the monitor channel output resulting from the start of the data burst and resulting from the limited bandwidth of the monitor channel. This requirement for delay from the start of the burst enable signal is typically on the order of a few data symbol periods. The averaging function, in one embodiment, keeps the average value at the end of the burst and scales it somewhat proportionally with the new input signal during the next burst to create a rolling average rather than an estimate based on a single burst. to use the retained mean value.

複数のデータバーストから得られたこれらの測定値から、光学的「0」、光学的「1」および光学的平均を表すアナログ値をデジタル形式に変換することができ、これらの値を組み合わせた単純なアルゴリズムを用いて、ノイズおよびエラーに対する感受性を最小にする有利な方法で一般的な消光比および平均光パワーを決定することができる。また、前記アルゴリズムは、ERおよび平均パワーがシステムの望ましい目標値と一致するように、変調電流116(または双方向変調の場合には126および127)およびバイアス電流115(または対応する平均電流125)に対する必要な調整を決定することができる。 From these measurements obtained from multiple data bursts, the analog values representing optical "0", optical "1" and optical average can be converted to digital form and these values combined in a simple A simple algorithm can be used to determine the general extinction ratio and average optical power in an advantageous manner that minimizes susceptibility to noise and error. The algorithm also uses modulation current 116 (or 126 and 127 for bi-directional modulation) and bias current 115 (or corresponding average current 125) such that the ER and average power match the desired target values for the system. can determine the necessary adjustments to

図8は、本発明の一実施形態による構成を示す。バイアス電流115は、電流出力デジタル-アナログ変換器(DAC)111によって設定され、変調電流116は、他のDAC112によって同様に設定される。それらのDACのための制御デジタル値はデジタル計算機能826によって決定され、該デジタル計算機能826は、その入力をシステムフィードバック値と所望の平均パワー131および変調深度132(またはER)に対応するデジタル入力とから取得する。変調回路110は、入来するデータ入力107によって直接制御されず、選択回路、例えばセレクタスイッチ機能813によって、データ入力107と論理「1」または論理「0」との間でその入力を切り替えることができる。データバーストの開始を示すためにバーストイネーブル信号108がアサートされると、論理制御機能811は、セレクタ813を使用して変調入力経路を設定し、入力データを変調回路110に直接渡す。変調された光信号がレーザ101によって生成され、モニタダイオード102とそれに関連する増幅器103とによって帯域制限されたモニタ信号105が生成される。このモニタ信号105は、アナログ-デジタル変換器(ADC)820によってデジタル値821に直接変換される。データバーストのデータ送信部分の間、この出力821を使用することができるが、それはこのチャネルの帯域幅制限のために制限された値のものとなる。データペイロードの終わりに、バーストイネーブル信号108はこの送信期間の終わりを示す。 FIG. 8 shows a configuration according to one embodiment of the invention. A bias current 115 is set by a current output digital-to-analog converter (DAC) 111 and a modulation current 116 is similarly set by another DAC 112 . The control digital values for those DACs are determined by a digital computation function 826, which inputs digital inputs corresponding to the system feedback value and the desired average power 131 and modulation depth 132 (or ER). and get from. The modulation circuit 110 is not directly controlled by the incoming data input 107, but can switch its input between the data input 107 and a logic "1" or a logic "0" by a selection circuit, such as a selector switch function 813. can. When burst enable signal 108 is asserted to indicate the start of a data burst, logic control function 811 sets the modulation input path using selector 813 to pass input data directly to modulation circuit 110 . A modulated optical signal is generated by a laser 101 and a band-limited monitor signal 105 is generated by a monitor diode 102 and its associated amplifier 103 . This monitor signal 105 is directly converted to a digital value 821 by an analog-to-digital converter (ADC) 820 . During the data transmission portion of the data burst, this output 821 can be used, but it will be of limited value due to the bandwidth limitations of this channel. At the end of the data payload, burst enable signal 108 marks the end of this transmission period.

従来のシステムでは、バーストイネーブル信号108をデアサートすると、変調電流116およびバイアス電流115を完全に無効になる。本発明のこの実施形態によれば、制御論理811は、所定の延期時間をとり、バイアス電流および変調電流をオンに保持する。付加的なバースト状態信号810は、各データバーストと共に必要に応じて論理値を変更することができ、バーストを「ハイ」または「ロー」として効果的に指定することができる。例示的な具体化として、バーストが「ハイ」として指定されている場合、バーストの終わりの延期中に、変調入力セレクタ813は、光出力がハイレベル302に保持されるように論理「1」503に設定される。この変調光学値は、上記モニタの制限された帯域幅にもかかわらずモニタチャネルが正確な測定を行うのに十分に長いが、伝送規格で許容される時間404内にレーザを完全に消光する時間として十分に短い期間502の間保持される。モニタチャネル出力105はデジタル形式821に変換され、次にバースト状態信号810によってイネーブルされた論理ゲート822を介して適切な時点で第1のレジスタ824に渡される。そして、このレジスタは、測定された光学的な「ハイ」の値を計算機能826に与える。 In conventional systems, deasserting burst enable signal 108 completely disables modulation current 116 and bias current 115 . According to this embodiment of the invention, control logic 811 holds the bias current and modulation current on for a predetermined delay time. An additional burst status signal 810 can change logic values as needed with each data burst, effectively designating the burst as "high" or "low." As an exemplary implementation, if the burst is designated as "high", then during postponing the end of the burst, the modulation input selector 813 outputs a logic "1" 503 so that the optical output is held at a high level 302. is set to This modulation optical value is long enough for the monitor channel to make accurate measurements despite the limited bandwidth of the monitor, but the time to completely extinguish the laser within the time 404 allowed by the transmission standard. is held for a sufficiently short period 502 as . The monitor channel output 105 is converted to digital form 821 and then passed through a logic gate 822 enabled by the burst state signal 810 to a first register 824 at the appropriate time. This register then provides the measured optical “high” value to calculation function 826 .

この延長期間503の終わりに、変調セレクタは、論理「1」を選択したままにするかまたは論理「0」に設定され、通常の変調回路110を使用してレーザ変調電流116を除去し、それによって光出力を非常に急速に減少させる。同じ瞬間505において、制御論理811は、バイアス電流DAC111および変調電流DAC112に出力電流を停止するように命令し、その結果、レーザ101は、関連する通信規格によって要求される期間404内に完全に消光する。 At the end of this extension period 503, the modulation selector leaves a logic "1" selected or is set to a logic "0", removing the laser modulation current 116 using the normal modulation circuit 110 and reduces the light output very rapidly. At the same instant 505, control logic 811 commands bias current DAC 111 and modulation current DAC 112 to stop output current, so that laser 101 is completely extinguished within time period 404 as required by the relevant communication standard. do.

バースト状態信号810によってバーストが「ロー」として指定されている場合、データペイロードの終わりに、変調セレクタ813は論理「0」504に設定され、レーザ出力はローレベル301になる。バーストデータペイロードの最後のシンボルがバーストの終わりに論理「1」を必要としたとしても、通常の変調回路110を使用することによって論理「0」への遷移を非常に高速に行うことができる。やはり、この変調光学値は、モニタチャネルがその制限された帯域幅にもかかわらず正確な測定を行うのに十分長いが、伝送規格で許容されている時間404内にレーザを完全に消光する時間として十分に短い期間502の間保持される。モニタチャネル出力105は、デジタル形式821に変換され、次にバースト状態信号810の論理補数によってイネーブルされる論理ゲート823を介して第2のレジスタ825に適切な時点で渡される。そして、このレジスタは、測定された光学的「ロー」値を計算機能826に与える。 At the end of the data payload, the modulation selector 813 is set to a logic "0" 504 and the laser output goes to a low level 301 if the burst is designated as "low" by the burst status signal 810. FIG. Even if the last symbol of the burst data payload required a logic '1' at the end of the burst, the transition to logic '0' can be made very fast by using a conventional modulation circuit 110 . Again, this modulation optical value is long enough for the monitor channel to make accurate measurements despite its limited bandwidth, but the time to completely extinguish the laser within the time 404 allowed by the transmission standard. is held for a sufficiently short period 502 as . The monitor channel output 105 is converted to digital form 821 and then passed to a second register 825 via a logic gate 823 enabled by the logic complement of the burst state signal 810 at the appropriate time. This register then provides the measured optical “low” value to calculation function 826 .

1つの便利な構成は、バーストを交互に「ハイ」および「ロー」に指定することであろう。しかし、本発明はまた、あるレベルの推定値を他のレベルよりも早く取得する必要がある場合、または、システムの他の要件を考慮に入れる必要がある場合、例えばノイズがいずれかのレベルでより重要な場合に、他の何等かの「ハイ」および「ロー」状態のシーケンスを使用してもよい。 One convenient configuration would be to alternately designate bursts as "high" and "low." However, the invention is also useful if estimates of certain levels need to be obtained sooner than others, or if other requirements of the system need to be taken into account, e.g. Some other sequence of "high" and "low" states may be used in more critical cases.

また、各データバースト中に、モニタダイオード102および関連回路103の出力105は、ゲート信号508によって命令されたときにのみ動作する平均化機能804に渡される。この平均化機能は、ゲート信号508によってイネーブルにされる期間にわたって、その入力に提示された信号の平均を提供し、ゲート信号が平均化を停止すべきであることを示すときに結果を保持することができる。ゲート信号508の終わりは、平均化機能がデータバースト504の延長期間中のレーザ出力の「ハイ」または「ロー」状態への設定を考慮しないことを保証することに留意されたい。前記平均化機能は、以前の平均値の各計算を考慮してもよく、そのような機能を使用するときに当業者によって一般的な方法で行われるように、応答時間およびノイズ耐性を最適化するために定義される重み付けまたは減衰率を使用することができる。前記平均化機能804の出力805はADC806に渡され、各データバーストの終了後にデジタル形式に変換されてレジスタ807に渡される。このデジタル形式への変換のタイミングは、制御信号801の使用によって簡便に同期させることができる。前記レジスタ807の出力も計算機能826に渡される。 Also during each data burst, the output 105 of the monitor diode 102 and associated circuitry 103 is passed to an averaging function 804 that operates only when commanded by the gating signal 508 . This averaging function provides an average of the signal presented at its input over the period enabled by the gate signal 508 and holds the result when the gate signal indicates that averaging should stop. be able to. Note that the end of gating signal 508 ensures that the averaging function does not consider setting the laser output to a “high” or “low” state during the extended period of data burst 504 . Said averaging function may take into account each previous calculation of the average value, optimizing response time and noise immunity as is commonly done by those skilled in the art when using such functions. A defined weighting or decay rate can be used. The output 805 of the averaging function 804 is passed to ADC 806 and converted to digital form and passed to register 807 after each data burst. The timing of this conversion to digital form can be conveniently synchronized through the use of control signal 801 . The output of said register 807 is also passed to computational function 826 .

次に、計算機能826は、光学的「ハイ」値、光学的「ロー」値および光学的平均値に関する推定値を取得し、また、平均値131およびER132についての必要な目標値入力を取得し、簡単な計算を用いて新しいバイアス電流制御値113および新しい変調電流値114を得る。その計算は、実際の応用において各チャンネルから得られる達成された信号品質に応じて、該計算への各入力に対して「0」から「1」までの範囲のいくつかのスケーリング係数を使用し、光学的「ハイ」、光学的「ロー」および光学的平均を考慮することができる。前記計算は、算出されたER値および平均値と、対応する要求ER値および平均値との間の誤差が最小化されて、無視できる若しくは許容できるレベルになるように実行される。このプロセスは、「ハイ」および「ロー」バーストの数回の繰り返しと数回の平均操作とを必要とし、システムの正確な収束速度は、特定のアプリケーションにおいて前記入力および他のシステム変数に対して選択されたスケーリング係数に依存する。 The calculation function 826 then obtains estimates for the optical "high" value, the optical "low" value and the optical average value, and also obtains the required target value inputs for the average value 131 and ER132. , to obtain a new bias current control value 113 and a new modulation current value 114 using simple calculations. The calculation uses several scaling factors ranging from '0' to '1' for each input to the calculation, depending on the achieved signal quality obtained from each channel in the actual application. , optical "high", optical "low" and optical average. The calculations are performed such that the error between the calculated ER and mean values and the corresponding required ER and mean values is minimized to negligible or acceptable levels. This process requires several iterations of "high" and "low" bursts and several averaging operations, and the exact convergence speed of the system depends on the inputs and other system variables in a particular application. Depends on the scaling factor chosen.

これらのスケーリング係数の数値は固定でも可変でもよい。例えば、係数は製造時および試験時に決定され、システムに格納されてもよい。或いは、ユーザは、試験中に、または延長動作を監視した結果として、係数の数値を決定し、これらの監視から値を最適化し、それらをシステムに格納することができる。他の代案として、システムが他の性能情報を使用し、あるいは定義された開始値から開始して適応的に使用されている間に、係数を変更する能力を有するコントローラ機能が構築されてもよい。 The numerical values of these scaling factors may be fixed or variable. For example, coefficients may be determined during manufacturing and testing and stored in the system. Alternatively, the user can determine the numerical values of the coefficients during testing or as a result of monitoring extended operation, optimize the values from these monitoring, and store them in the system. As another alternative, a controller function may be built with the ability to change the coefficients while the system is using other performance information or adaptively starting from defined starting values. .

図9は、本発明の第2の実施形態による構成を示している。この構成において、計算機能826は、光学的「ハイ」値、光学的「ロー」値および光学平均値についての推定値を取得すると共に、平均値131およびER132についての必要な目標値入力も取得し、そして、簡単な計算を用いて新しい平均電流制御値123および新しい双方向変調電流値124を得る。その計算は、同様に、実際の応用において各チャンネルから得られる達成された信号品質に応じて、該計算への各入力に対して「0」から「1」までの範囲のいくつかのスケーリング係数を使用し、光学的「ハイ」、光学的「ロー」および光学的平均を考慮することができる。前記計算は、算出されたER値および平均値と、対応する要求ER値および平均値との間の誤差が最小化されて、無視できる若しくは許容できるレベルになるように実行される。このプロセスは、「ハイ」および「ロー」バーストの数回の繰り返しと数回の平均操作とを必要とし、システムの正確な収束速度は、特定のアプリケーションにおいて前記入力および他のシステム変数に対して選択されたスケーリング係数に依存する。 FIG. 9 shows an arrangement according to a second embodiment of the invention. In this configuration, the calculation function 826 obtains estimates for the optical "high" value, the optical "low" value and the optical average value, as well as the required target value inputs for the average value 131 and ER132. , and a new average current control value 123 and a new bidirectional modulation current value 124 are obtained using simple calculations. The calculation likewise uses several scaling factors ranging from '0' to '1' for each input to the calculation, depending on the achieved signal quality obtained from each channel in the actual application. can be used to consider an optical "high", an optical "low" and an optical average. The calculations are performed such that the error between the calculated ER and mean values and the corresponding required ER and mean values is minimized to negligible or acceptable levels. This process requires several iterations of "high" and "low" bursts and several averaging operations, and the exact convergence speed of the system depends on the inputs and other system variables in a particular application. Depends on the scaling factor chosen.

これらのスケーリング係数の数値は固定でも可変でもよい。例えば、係数は製造時および試験時に決定され、システムに格納されてもよい。或いは、ユーザは、試験中に、または延長動作を監視した結果として、係数の数値を決定し、これらの監視から値を最適化し、それらをシステムに格納することができる。他の代案として、システムが他の性能情報を使用し、あるいは定義された開始値から開始して適応的に使用されている間に、係数を変更する能力を有するコントローラ機能が構築されてもよい。 The numerical values of these scaling factors may be fixed or variable. For example, coefficients may be determined during manufacturing and testing and stored in the system. Alternatively, the user can determine the numerical values of the coefficients during testing or as a result of monitoring extended operation, optimize the values from these monitoring, and store them in the system. As another alternative, a controller function may be built with the ability to change the coefficients while the system is using other performance information or adaptively starting from defined starting values. .

図10は、従来のADC機能を用いることなく、光学的「ハイ」レベルおよび光学的「ロー」レベルの推定に関するデジタル情報を提供するためにシステム内で使用され得る構成の実施形態を示す。アナログ入力1007は、比較器1004において、ある所望の基準値1003と比較される。前記比較器の出力は、イネーブルサンプリングクロック信号1009が存在するときにカウンタ1006がインクリメントまたはデクリメントされるように、ある論理機能1005において選択信号1008でゲート制御されてもよい。これらの手段により、デジタル出力1010は、入力信号1007と基準値1003との間の差の符号に応じて増減する。この値1010が、本明細書で提示されているシステムのような何らかの閉ループシステムで使用されている場合、入力信号1007の値は基準値1003に近づいて等しくなる傾向がある。デジタル形式1001の基準をアナログ基準1003に変換するためにDAC1002を使用することは便利である。 FIG. 10 shows an embodiment of a configuration that can be used within a system to provide digital information regarding optical "high" and optical "low" level estimates without conventional ADC functionality. Analog input 1007 is compared to some desired reference value 1003 in comparator 1004 . The output of the comparator may be gated with a select signal 1008 in some logic function 1005 such that a counter 1006 is incremented or decremented when an enable sampling clock signal 1009 is present. By these means the digital output 1010 scales according to the sign of the difference between the input signal 1007 and the reference value 1003 . When this value 1010 is used in some closed-loop system, such as the system presented herein, the value of the input signal 1007 tends to approach and equal the reference value 1003 . It is convenient to use a DAC 1002 to convert a reference in digital form 1001 to an analog reference 1003 .

図11は、アナログ入力信号1101からゲート平均値を取得する簡単な手段の一実施形態を示す。前記アナログ入力信号1101は、ゲート信号803の制御下で、スイッチング機能1107を介して増幅器1103、抵抗器1105、およびコンデンサ1104を含むアナログ積分器に渡される。スイッチ1107が閉じている間、積分増幅器1103の出力1102は、入力信号1101の瞬時の符号および大きさに応じて上昇または下降する。ゲート信号803の制御下でスイッチ1107が開かれると、積分および平均化動作が停止し、その値が保持される。出力値のドリフトは、使用されている部品の電気的な不完全性によるものである。平均化操作のために何らかの減衰機能を持つことが望ましい。図示されている簡単で便利な方法は、これらの構成要素の相対値によって設定されたある速度で出力が減衰することを可能にするスイッチ1108によって、キャパシタンス1104の両端に抵抗1106を接続することである。 FIG. 11 shows one embodiment of a simple means of obtaining the gated average value from the analog input signal 1101 . The analog input signal 1101 is passed through switching function 1107 to an analog integrator comprising amplifier 1103 , resistor 1105 and capacitor 1104 under the control of gate signal 803 . While switch 1107 is closed, output 1102 of integrating amplifier 1103 rises or falls depending on the instantaneous sign and magnitude of input signal 1101 . When switch 1107 is opened under the control of gate signal 803, the integration and averaging operations stop and the value is held. Output value drift is due to electrical imperfections in the components used. It is desirable to have some damping function for the averaging operation. A simple and convenient method illustrated is to connect a resistor 1106 across a capacitance 1104 with a switch 1108 that allows the output to decay at a rate set by the relative values of these components. be.

多数のデータバーストに亘って、システムは、誤差が最小になるように電流を調整し、よって、レーザは、実質的に所望の平均光出力および実質的に所望のERで動作することになる。 Over many data bursts, the system will adjust the current to minimize the error, so the laser will operate at substantially the desired average optical power and substantially the desired ER.

本発明を特定の実施例およびその可能な実施形態を参照して説明してきたが、これらは決して本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。特許請求の範囲に記載されている本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく、他の多くの可能な実施形態、変更および改良を本発明に組み込むことができ、または本発明と共に組み込むことができることは明らかである。 Although the invention has been described with reference to specific examples and possible embodiments thereof, these should not be construed as limiting the scope of the invention in any way. Many other possible embodiments, modifications and improvements can be incorporated into or with the present invention without departing from the scope and spirit of the invention as set forth in the claims. is clear.

Claims (22)

シーケンスで送信されるデータの少なくとも2つの連続するバーストに含まれる情報を光ファイバ通信システム送信するためのシステムであって、
規定のバースト期間中のデータ送信期間の間にデータ入力値を選択すると共に、前記規定のバースト期間中かつ前記データ送信期間の直後の延長期間の間に論理ハイ値および論理ロー値の一方を選択するように構成され、少なくとも2つのデータバーストの前記シーケンスについて、少なくとも1つのデータバーストは論理ロー値バーストであり、少なくとも1つのデータバーストは論理ハイ値バーストであるように、データ入力値、論理ハイ値または論理ロー値のうちの1つを選択するように構成された選択回路と、
前記規定のバースト期間中に前記選択回路によって選択されたデータ入力値、論理ハイ値若しくは論理ロー値のうちの1つまたはゼロ値に対応する電流であって、レーザダイオードが光出力を供給するような前記電流をレーザダイオードに与えるように構成された駆動回路と、
前記レーザダイオードの光出力に対応するセンサモジュール出力であって、バーストの前記シーケンスにおける前記論理ハイ値および前記論理ロー値に対応した前記レーザダイオードの光出力に比例する電気出力を与える前記センサモジュール出力を提供するように構成され、さらに、バーストの前記シーケンス中の前記データ送信期間の間だけ前記センサモジュール出力の平均値に対応する出力を提供するように構成された光センサモジュールと、
前記レーザダイオードの光信号出力パワーレベルに関する所望の値を受信すると共に、前記論理ハイ値および前記論理ロー値に対応した前記レーザダイオードの光出力に比例する前記光センサモジュールからの出力を受信し、かつ、バーストの前記シーケンス中の前記データ送信期間の間だけ前記センサモジュール出力の平均値に対応する前記出力を受信するように構成されたコントローラであって、各値が係数によってスケーリングされた前記光センサモジュールからの出力の平均値、ハイ値およびロー値、並びに前記所望の値の組み合わせを使用して、前記駆動回路に制御値を提供するように構成された前記コントローラと、
を含むシステム。
1. A system for transmitting information in a fiber optic communication system contained in at least two consecutive bursts of data transmitted in sequence, comprising :
Selecting a data input value during a data transmission period in a defined burst period and selecting one of a logic high value and a logic low value during an extended period during said defined burst period and immediately following said data transmission period. a data input value, a logic high value such that for said sequence of at least two data bursts, at least one data burst is a logic low value burst and at least one data burst is a logic high value burst a selection circuit configured to select one of a value or a logic low value;
a current corresponding to one of a data input value, a logic high value, a logic low value, or a zero value selected by the selection circuit during the defined burst period, such that the laser diode provides light output; a drive circuit configured to provide said current to the laser diode;
a sensor module output corresponding to the light output of said laser diode, said sensor module output providing an electrical output proportional to said light output of said laser diode corresponding to said logic high value and said logic low value in said sequence of bursts. and further configured to provide an output corresponding to an average value of the sensor module output only during the data transmission period in the sequence of bursts;
receiving a desired value for the optical signal output power level of the laser diode and an output from the optical sensor module proportional to the optical output of the laser diode corresponding to the logic high value and the logic low value; and a controller configured to receive said output corresponding to an average value of said sensor module output only during said data transmission period in said sequence of bursts, said light being each value scaled by a factor. said controller configured to provide a control value to said drive circuit using a combination of average, high and low values of outputs from sensor modules and said desired value;
system including.
前記光センサモジュールは、フォトダイオード出力パワー検出器を備える、請求項1に記載のシステム。 2. The system of claim 1, wherein the optical sensor module comprises a photodiode output power detector. 前記光センサモジュールは、光センサおよびトランスインピーダンス型増幅器を備え、該トランスインピーダンス型増幅器が前記センサモジュール出力を提供するように構成されている、請求項に記載のシステム。 2. The system of claim 1 , wherein the optical sensor module comprises an optical sensor and a transimpedance amplifier, the transimpedance amplifier configured to provide the sensor module output. 前記制御値は、前記レーザダイオードの光出力の平均パワー、論理ハイを表す前記レーザダイオードの光出力のパワー、論理ローを表す前記レーザダイオードの光出力のパワー、および前記レーザダイオードの光出力の変調指数のうちの少なくとも1つを制御するように構成されている、請求項1~3のいずれか1つに記載のシステム。 The control value comprises an average power of the optical output of the laser diode, a power of the optical output of the laser diode representing a logic high, a power of the optical output of the laser diode representing a logic low, and a modulation of the optical output of the laser diode. A system according to any one of claims 1 to 3, arranged to control at least one of the indices. 前記電流は、定常成分と可変成分とを含む、請求項1~4のいずれか1つに記載のシステム。 The system of any one of claims 1-4, wherein the current comprises a steady component and a variable component. 前記駆動回路は、バイアス制御値と変調制御値との組み合わせに応じて、前記レーザダイオードに与えられる前記電流を設定するように構成されている、請求項1~5のいずれか1つに記載のシステム。 6. The drive circuit according to claim 1, wherein said drive circuit is configured to set said current applied to said laser diode according to a combination of a bias control value and a modulation control value. system. 前記制御値は、前記駆動回路を制御して、前記レーザダイオードに与えられるバイアス電流および変調電流のうちの少なくとも一方を設定するように構成されている、請求項6に記載のシステム。 7. The system of Claim 6, wherein the control value is configured to control the drive circuit to set at least one of a bias current and a modulation current provided to the laser diode. 前記駆動回路は、前記レーザダイオードにバイアス電流を与えるように構成されたバイアス回路を備える、請求項1~5のいずれか1つに記載のシステム。 The system of any one of claims 1-5, wherein the drive circuit comprises a bias circuit configured to provide a bias current to the laser diode. 前記駆動回路は、前記レーザダイオードに変調電流を与えるように構成された変調回路を備える、請求項1~5のいずれか1つに記載のシステム。 The system of any one of claims 1-5, wherein the drive circuit comprises a modulation circuit configured to provide a modulated current to the laser diode. 前記駆動回路は、平均値と変調値との組み合わせに応じて、前記レーザダイオードに与えられる前記電流を設定するように構成されている、請求項1~5のいずれか1つに記載のシステム。 A system according to any one of claims 1 to 5, wherein the drive circuit is arranged to set the current applied to the laser diode according to a combination of average and modulation values. 前記バースト期間は、バーストイネーブル信号によってゲート制御される、請求項1~10のいずれか1つに記載のシステム。 The system of any one of claims 1-10, wherein the burst period is gated by a burst enable signal. 前記制御値は、所望の論理ハイおよび論理ローの光出力パワーレベルを供給するように駆動回路を制御する、請求項1~11のいずれか1つに記載のシステム。 The system of any one of claims 1-11, wherein the control value controls a driver circuit to provide desired logic high and logic low optical output power levels. 前記延長期間は、前記センサモジュール出力の整定時間より長い、請求項1~12のいずれか1つに記載のシステム。 The system of any one of claims 1-12, wherein the extended period of time is longer than the settling time of the sensor module output. 前記選択回路は、連続する延長期間ごとに前記論理ハイ値および前記論理ロー値のうちの一方を交互に選択する、請求項1~13のいずれか1つに記載のシステム。 14. The system of any one of claims 1-13, wherein the selection circuit alternately selects one of the logic high value and the logic low value for successive extended periods of time. 前記選択回路は、予め定められたシーケンスに従って、連続する延長期間ごとに前記論理ハイ値または前記論理ロー値を選択する、請求項1~13のいずれか1つに記載のシステム。 The system of any one of claims 1-13, wherein the selection circuit selects the logic high value or the logic low value for each successive extended period of time according to a predetermined sequence. 前記選択回路は、前記論理ハイ値が選択された延長期間の直後に前記論理ロー値を選択する、請求項1~13のいずれか1つに記載のシステム。 The system of any one of claims 1-13, wherein the selection circuit selects the logic low value immediately after an extended period of time during which the logic high value was selected. 前記選択回路は、セレクタスイッチ機能を備える、請求項1~16のいずれか1つに記載のシステム。 The system according to any one of claims 1 to 16, wherein said selection circuit comprises a selector switch function. 前記選択回路の帯域幅は、前記延長期間の時間よりも有意に短い時間に、前記データ入力値、前記論理ハイ値および前記論理ロー値の間で切り替え可能に構成されている、請求項1~17のいずれか1つに記載のシステム。 The bandwidth of the selection circuit is configured to be switchable between the data input value, the logic high value and the logic low value in a time significantly less than the time of the extended period of time. 18. The system according to any one of 17. 機能が主にデジタルである回路を含む、請求項1~18のいずれか1つに記載のシステム。 A system according to any one of claims 1 to 18, comprising circuits whose functions are predominantly digital . 前記駆動回路のための前記制御値は、デジタル計算機能によって計算される、請求項1~19のいずれか1つに記載のシステム。 The system according to any one of claims 1 to 19, wherein said control values for said drive circuit are calculated by a digital computing function. 機能が主にアナログである回路を含む、請求項1~18のいずれか1つに記載のシステム。 A system according to any one of claims 1 to 18, comprising circuits which are predominantly analog in function . シーケンスで送信されるデータの少なくとも2つの連続するバーストに含まれる情報を光ファイバ通信システム送信するための方法であって、
規定のバースト期間中のデータ送信期間の間にデータ入力値を選択すると共に、前記規定のバースト期間中かつ前記データ送信期間の直後の延長期間の間に論理ハイ値および論理ロー値の一方を選択して、少なくとも2つのデータバーストの前記シーケンスについて、少なくとも1つのデータバーストは論理ロー値バーストであり、少なくとも1つのデータバーストは論理ハイ値バーストであるように、データ入力値、論理ハイ値または論理ロー値のうちの1つを選択することと、
前記規定のバースト期間中に選択されたデータ入力値、論理ハイ値若しくは論理ロー値のうちの1つまたはゼロ値に対応する電流であって、レーザダイオードが光出力を供給するような前記電流をレーザダイオードに与えることと、
前記レーザダイオードの光出力に対応する出力であって、バーストの前記シーケンスにおける前記論理ハイ値および前記論理ロー値に対応した前記レーザダイオードの光出力に比例する電気出力を提供すると共に、バーストの前記シーケンス中の前記データ送信期間の間だけ前記レーザダイオードの光出力に対応する出力の平均値に対応する出力を提供することと、
前記レーザダイオードの光信号出力パワーレベルに関する所望の値を受信することと、
各値が係数によってスケーリングされた前記レーザダイオードの光出力に対応する前記出力の平均値、ハイ値およびロー値、並びに前記レーザダイオードの光信号出力パワーレベルに関する前記所望の値を組み合わせ、それらの組み合わされた値を使用してレーザダイオードに与える電流を制御するための制御値を供給することと、
を含む方法。
A method for transmitting information in a fiber optic communication system contained in at least two consecutive bursts of data transmitted in sequence, comprising :
Selecting a data input value during a data transmission period in a defined burst period and selecting one of a logic high value and a logic low value during an extended period during said defined burst period and immediately following said data transmission period. Then, for said sequence of at least two data bursts, the data input value, the logic high value or the logic selecting one of the rho values;
a current corresponding to one of a data input value, a logic high value, a logic low value, or a zero value selected during said defined burst period, said current such that said laser diode provides light output; feeding a laser diode;
providing an electrical output corresponding to the optical output of the laser diode, the electrical output being proportional to the optical output of the laser diode corresponding to the logic high value and the logic low value in the sequence of bursts; providing an output corresponding to an average value of the output corresponding to the light output of the laser diode only during the data transmission periods in the sequence;
receiving a desired value for an optical signal output power level of the laser diode;
combining the average, high and low values of the output corresponding to the optical output of the laser diode, each value scaled by a factor, and the desired value for the optical signal output power level of the laser diode; using the determined value to provide a control value for controlling the current applied to the laser diode;
method including.
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