JPH03163923A - 自己アラインメントアナログレーザー送信方式とその装置 - Google Patents
自己アラインメントアナログレーザー送信方式とその装置Info
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/50—Transmitters
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
- H01S5/06209—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in single-section lasers
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明はレーザー、詳しくはケーブルテレビジョン回
路網の様な光ファイバー網を通じて信号の伝送に使用さ
れるレーザー送信機に関するものである。
路網の様な光ファイバー網を通じて信号の伝送に使用さ
れるレーザー送信機に関するものである。
[発明の背景]
ケーブルテレビジョン回路網は主として゜“ヘッドエン
ド゜゛から個々の加入者の家庭に、テレビジョン信号を
配信する様に設計されている。従来までは回路網には内
部導線と導電性の外部シールドから成る同軸ケーブルが
利用されてきたが、最近光ファイバーでテレビジョン信
号を送信する新しいテクノロジーが展開されてきた。光
ファイバーシステムではレーザー光を高周波(RF)テ
レビ信号で変調し送信する。A hernの゛゜ケーブ
ルTVシステムにおけるステレオオーディオプログラム
の放送゜゜という米国特許No.4,621,282で
はヘッドエンドの開閉部に光ファイバーを接続し、信号
は加入者宅に接続されている。この特許のシステムでは
信号はアナログではなく,デジタルの形で光ファイバー
で送信される。
ド゜゛から個々の加入者の家庭に、テレビジョン信号を
配信する様に設計されている。従来までは回路網には内
部導線と導電性の外部シールドから成る同軸ケーブルが
利用されてきたが、最近光ファイバーでテレビジョン信
号を送信する新しいテクノロジーが展開されてきた。光
ファイバーシステムではレーザー光を高周波(RF)テ
レビ信号で変調し送信する。A hernの゛゜ケーブ
ルTVシステムにおけるステレオオーディオプログラム
の放送゜゜という米国特許No.4,621,282で
はヘッドエンドの開閉部に光ファイバーを接続し、信号
は加入者宅に接続されている。この特許のシステムでは
信号はアナログではなく,デジタルの形で光ファイバー
で送信される。
ケーブルテレビ網で,光ファイバー技術やレーザー送信
機を利用するための必要条件としては、置き換え可能な
レーザーモジュールを使用する必要がある。
機を利用するための必要条件としては、置き換え可能な
レーザーモジュールを使用する必要がある。
もしレーザーモジュールが焼損したり動作不良になった
時は、その場で新しいものと交換しなければならない。
時は、その場で新しいものと交換しなければならない。
この場合、違うモジュールでは特性が異なるという問題
が起こる。現場でレーザーモジュールを交換した場合、
送信機のアラインメントは面倒であり、且つ時間を浪費
することになる。
が起こる。現場でレーザーモジュールを交換した場合、
送信機のアラインメントは面倒であり、且つ時間を浪費
することになる。
特別な特性を持った新しいレーザーモジュールを使うと
、現場での交換の労も少なく、アライメントでの時間浪
費もないという利点がある。更に新しく開発されたレー
ザーモジュールを設置することで、モジュールの特性を
自己補正で補う利点も加わる。
、現場での交換の労も少なく、アライメントでの時間浪
費もないという利点がある。更に新しく開発されたレー
ザーモジュールを設置することで、モジュールの特性を
自己補正で補う利点も加わる。
11
本発明は光ファイバー伝送用の信号で変調されたレーザ
ー送信機、およびそのアラインメントに関するものであ
る。
ー送信機、およびそのアラインメントに関するものであ
る。
[発明の概要]
本発明の装置は、光ファイバー通信用に信号で適正に変
調されたアナログレーザー送信機である。
調されたアナログレーザー送信機である。
レーザー光には伝送信号で変調されており、伝送信号の
強さをモニターする手段が備えられており、又レーザー
にはその操作特性を決める手段が接続されている。操作
特性には例えばレーザーの傾斜能及び定格出力等が含ま
れている。又100%変調で動作するのに必要な入力パ
ワーの強度も特性に含まれている。
強さをモニターする手段が備えられており、又レーザー
にはその操作特性を決める手段が接続されている。操作
特性には例えばレーザーの傾斜能及び定格出力等が含ま
れている。又100%変調で動作するのに必要な入力パ
ワーの強度も特性に含まれている。
決定された動作特性からレーザー光を変調するのに必要
な信号のレベルを導く手段も備わっており、そのレベル
に信号の強度を調整する手段も備えられている。
な信号のレベルを導く手段も備わっており、そのレベル
に信号の強度を調整する手段も備えられている。
レーザーは一般に、出力を発生するのに入力バイアス電
流を必要とする。一つの出力レベルP1でのバイアス電
流工.と他の出力レベルP2でのバ12 イアス電流工2を測定する手段も、レーザーの傾斜能か
ら決める手段も含まれている。次式から傾斜能SEを計
算する手段も備わっている。
流を必要とする。一つの出力レベルP1でのバイアス電
流工.と他の出力レベルP2でのバ12 イアス電流工2を測定する手段も、レーザーの傾斜能か
ら決める手段も含まれている。次式から傾斜能SEを計
算する手段も備わっている。
P2−P1
SE=
I 2 − I
今、レーザーの定格出力をP nomとし,人力インピ
ーダンスをRとすると望む変調度Mで,レーザーを変調
する伝送シグナルの必要レベルLを次式で計算する手段
も含まれている。
ーダンスをRとすると望む変調度Mで,レーザーを変調
する伝送シグナルの必要レベルLを次式で計算する手段
も含まれている。
L=1/2 X (Pnom /SE) 2×R×M2
バイアス電流■1及び■2の代わりに,パワーレベルP
1及びP2を測っても傾斜能を決めることができる。
バイアス電流■1及び■2の代わりに,パワーレベルP
1及びP2を測っても傾斜能を決めることができる。
上記の様に,100%変調で動作させるのに必要な入力
バワー強度を決めることで.動作特性が決まることにな
る。この人力バワー量はレーザーをテストトーンで変調
して決めることができる。テストトーンのパワーを比較
的低出力から高出力へ徐々に増加させバイアス電流をモ
ニターする。このモニター手段がテストトーンによるレ
ーザーの過変調のために起きるバイアス電流の変化を検
知し、この時点でのテストトーンのパワー量がレーザー
を100%変調で動作させるのに必要な人力パワー量で
ある。この入力パワー量から望む変調レベルで、レーザ
ーを動作させるのに必要な伝送シグナルのパワーレベル
を計算する手段が備えられている。コンピュータプロセ
ッサ,又はその他の手段が伝送シグナルのパワーを必要
なパワーに調整することになる。
バワー強度を決めることで.動作特性が決まることにな
る。この人力バワー量はレーザーをテストトーンで変調
して決めることができる。テストトーンのパワーを比較
的低出力から高出力へ徐々に増加させバイアス電流をモ
ニターする。このモニター手段がテストトーンによるレ
ーザーの過変調のために起きるバイアス電流の変化を検
知し、この時点でのテストトーンのパワー量がレーザー
を100%変調で動作させるのに必要な人力パワー量で
ある。この入力パワー量から望む変調レベルで、レーザ
ーを動作させるのに必要な伝送シグナルのパワーレベル
を計算する手段が備えられている。コンピュータプロセ
ッサ,又はその他の手段が伝送シグナルのパワーを必要
なパワーに調整することになる。
次式で計算されるレーザーバイアス電流I bias(
しきい値電流Ithの上位置)を光ファイバー伝送を行
っている間、レーザーに加えておく。
しきい値電流Ithの上位置)を光ファイバー伝送を行
っている間、レーザーに加えておく。
P nom
Ibias =
SE
[発明の実施例]
図面に基づいてこの発明の実施例を説明する。
この発明のレーザー送信機では,光ファイバーケブル又
は空間の光リンクの様な伝送媒体に,レーザーを人力信
号で変調し伝送するのに必要な信号レベルを測り決定す
る。
は空間の光リンクの様な伝送媒体に,レーザーを人力信
号で変調し伝送するのに必要な信号レベルを測り決定す
る。
第1図において、端子10に加えられたRF入力信号で
レーザー送信機が変調される。RF信号分配回路12が
RF人力信号を受け、ヘッドエンド設備の中の1つ又は
それ以上のレーザーカードに分配する。各レーザーカー
ドは別々の光ファイバケーブルに入力信号を送信する。
レーザー送信機が変調される。RF信号分配回路12が
RF人力信号を受け、ヘッドエンド設備の中の1つ又は
それ以上のレーザーカードに分配する。各レーザーカー
ドは別々の光ファイバケーブルに入力信号を送信する。
マイクロプロセッザ14がレーザー送信機の動作をコン
トロールするのに役立ち、各々カードに備えてあるデジ
タルI/Oインターフエイス36を経て,各レーザーカ
ードと伝送する。
トロールするのに役立ち、各々カードに備えてあるデジ
タルI/Oインターフエイス36を経て,各レーザーカ
ードと伝送する。
第1図の構成図に示したレーザーカードでは,RFレベ
ルコントロール回路l6が分配回路12からRF人力信
号を受ける。RFレベルコントロル回路は一般的なP−
1−Nダイオードアツテネーター出入力信号はP−I−
Nダイオードを通る電流の変化により可変減衰される。
ルコントロール回路l6が分配回路12からRF人力信
号を受ける。RFレベルコントロル回路は一般的なP−
1−Nダイオードアツテネーター出入力信号はP−I−
Nダイオードを通る電流の変化により可変減衰される。
その他の可変減衰回路も使用することができ、これらの
回路は周知の15 ものでよい。
回路は周知の15 ものでよい。
減衰レベルのコンl・ロールはデジタルI/Oインタフ
ェイス36を経て,マイクロプロセッサ14で行われる
。
ェイス36を経て,マイクロプロセッサ14で行われる
。
レーザー保護回路l8がRF入力信号をレベル内に保ち
,レーザーが破損するのを防いでいる。
,レーザーが破損するのを防いでいる。
RFレベル測定回路20がレーザー保護回路18と協調
して,一般的な方法で使用されている。この発明では,
RFレベル測定回路20も又、光ファイバーに伝送する
レーザーを適度に変調するのに必要なRF入力信号のパ
ワーレベルを保つのに役立っている。
して,一般的な方法で使用されている。この発明では,
RFレベル測定回路20も又、光ファイバーに伝送する
レーザーを適度に変調するのに必要なRF入力信号のパ
ワーレベルを保つのに役立っている。
レーザー保護回路18からの信号は,レーザーモジュー
ル22に接続されている。レーザーの出力は通常の手段
で光ファイバー24に接続されている。レーザーモジュ
ール22は第2図にもう少し詳しく示しておいた。
ル22に接続されている。レーザーの出力は通常の手段
で光ファイバー24に接続されている。レーザーモジュ
ール22は第2図にもう少し詳しく示しておいた。
レーザーモジュール22は,デジタルーアナログコンバ
ータ30と自動電力制御(APC)ループ26を経て,
マイクロプロセッサ14でコント16 ロールされている。アナログスイッチ32がRFレベル
測定回路20およびAPCループ26と同じ様に熱電冷
却器(TEC)コン1・ロール回路28からのアナログ
信号レベルを読み取る。TECコントロール回路28は
通常のもので、周知の方法でレーザーを冷却する熱電ク
ーラーをコントロールしている。
ータ30と自動電力制御(APC)ループ26を経て,
マイクロプロセッサ14でコント16 ロールされている。アナログスイッチ32がRFレベル
測定回路20およびAPCループ26と同じ様に熱電冷
却器(TEC)コン1・ロール回路28からのアナログ
信号レベルを読み取る。TECコントロール回路28は
通常のもので、周知の方法でレーザーを冷却する熱電ク
ーラーをコントロールしている。
アナログスイッチ32への入力はアナログデジタルコン
バータ34でデジタル化され、デジタルI/Oインター
フェイス36を経て、マイクロプロセッサ14に接続さ
れている。
バータ34でデジタル化され、デジタルI/Oインター
フェイス36を経て、マイクロプロセッサ14に接続さ
れている。
第2図にレーザーモジュール22の配線図を示してある
。レーザー保護回路18からのRF伝送信号は、RF入
力ライン38で入力する。整合抵抗40がレーザーイン
ピーダンスと合計されて、レーザーモジュールの入力イ
ンピーダンスとなっている。コンデンサ42がRF人力
信号のDC成分をフィルターし、チョーク46がRF信
号がレーザー人力バイアス電流I biasを供給する
APC回路に、フィードバックするのを防ぐ役目をして
いる。レーザーパッケージ50には、レーザーダイオー
ド48とモニターのフォトダイオード52が配置されて
おり、フォトダイオード52は演算増幅器54と可変補
正抵抗56と協調して、ライン68にレーザーダイオー
ド48の出力に相当するアナログ信号P outを出力
し、パワーモニタの役目を行う。
。レーザー保護回路18からのRF伝送信号は、RF入
力ライン38で入力する。整合抵抗40がレーザーイン
ピーダンスと合計されて、レーザーモジュールの入力イ
ンピーダンスとなっている。コンデンサ42がRF人力
信号のDC成分をフィルターし、チョーク46がRF信
号がレーザー人力バイアス電流I biasを供給する
APC回路に、フィードバックするのを防ぐ役目をして
いる。レーザーパッケージ50には、レーザーダイオー
ド48とモニターのフォトダイオード52が配置されて
おり、フォトダイオード52は演算増幅器54と可変補
正抵抗56と協調して、ライン68にレーザーダイオー
ド48の出力に相当するアナログ信号P outを出力
し、パワーモニタの役目を行う。
複数の端子53,55.57が符合化として配置されて
おり、マイクロプロセッザ14によりレーザーモジュー
ルの定格出力P nomとして読み取られる。59に示
した様、に端子53,55.57の1ケタ又はそれ以上
がデジタル符合化のため、接地されている。
おり、マイクロプロセッザ14によりレーザーモジュー
ルの定格出力P nomとして読み取られる。59に示
した様、に端子53,55.57の1ケタ又はそれ以上
がデジタル符合化のため、接地されている。
読み出し専用記゛障デバイス(FROM).又は同じ様
なデバイスがデジタル符合化のために用いられる。
なデバイスがデジタル符合化のために用いられる。
この発明で使用されたレーザーの代表的な定格出力は、
2ミリワッ1・のオーダーである。
2ミリワッ1・のオーダーである。
稼動中に、レーザーモジュールは、最後には焼損し交換
する必要がある。本発明ではレーザーモジュールを交換
した時自動的に補正を行い、新しいレーザーモジュール
の特性に調整を行う。マイクロプロセッサ14は設置し
たレーザーモジュールの特性を測り、その特性からモジ
ュールの入力部38に必要とするアナログ信号レベルを
決める。実際のレーザーへのアナログ信号レベルを測り
、計算したレベルに調整する。
する必要がある。本発明ではレーザーモジュールを交換
した時自動的に補正を行い、新しいレーザーモジュール
の特性に調整を行う。マイクロプロセッサ14は設置し
たレーザーモジュールの特性を測り、その特性からモジ
ュールの入力部38に必要とするアナログ信号レベルを
決める。実際のレーザーへのアナログ信号レベルを測り
、計算したレベルに調整する。
レーザーモジュールの動作特性には、定格出力パワーP
nom、Lきい値電流はIth及び傾斜能が含まれてい
る。しきい値電流はデバイスがレーザーダイオード48
の、一般的な転移特性図80を図示してある。レーザー
出力パワーを軸88にレーザーダイオードに加えたバイ
アス電流を、軸86にプロットしてある。図で判かる様
に、しきい値電流Ithまでははっきりした出力を示さ
ず、この時点から、傾斜84に沿ってバイアス電流が増
加するのに従い出力パワーも増加する。
nom、Lきい値電流はIth及び傾斜能が含まれてい
る。しきい値電流はデバイスがレーザーダイオード48
の、一般的な転移特性図80を図示してある。レーザー
出力パワーを軸88にレーザーダイオードに加えたバイ
アス電流を、軸86にプロットしてある。図で判かる様
に、しきい値電流Ithまでははっきりした出力を示さ
ず、この時点から、傾斜84に沿ってバイアス電流が増
加するのに従い出力パワーも増加する。
傾斜能SEはある量の駆動電流に対し、レーザーの出力
パワーがどのくらい変化するかを測ることで求められる
。しきい値電流と傾斜能の両者は1 9 デバイス毎に異なり、従ってこれらの動作特性はレーザ
ーモジュール毎に変わる。更に、これらの動作特性もま
た、レーザーモジュールの寿命の間に変わってくる。よ
って、レーザーを変調する伝送信号の最適アナログ駆動
レベルを決めるためには、これらのパラメーラを各モジ
ュール毎に決めねばならない。
パワーがどのくらい変化するかを測ることで求められる
。しきい値電流と傾斜能の両者は1 9 デバイス毎に異なり、従ってこれらの動作特性はレーザ
ーモジュール毎に変わる。更に、これらの動作特性もま
た、レーザーモジュールの寿命の間に変わってくる。よ
って、レーザーを変調する伝送信号の最適アナログ駆動
レベルを決めるためには、これらのパラメーラを各モジ
ュール毎に決めねばならない。
レーザーモジュールの傾斜能を決めるため、本発明の実
施例では、マイクロプロセッサ14がレーザーダイオー
ドの転移特性(L−I線)84の2点の位置決めを行う
。レーザーダイオードのバイアス電流は、第1図の自動
電力制御回路26から供給されている。第3図にこの回
路の詳細を示してある。ライン68のレーザー出力P
outは制御偏差増幅器の負極に入り、D/Aコンバー
タ30を経て、ライン68で受けたマイクロプロセッサ
からの対照電圧P refは、増幅器60の正極に加え
られている。もしP refとP outの電圧が異な
ると、その偏差は増幅器60で増幅され、ループフィル
タと積分器64を通り、電圧一電流コンバ20 タ66に入力する。
施例では、マイクロプロセッサ14がレーザーダイオー
ドの転移特性(L−I線)84の2点の位置決めを行う
。レーザーダイオードのバイアス電流は、第1図の自動
電力制御回路26から供給されている。第3図にこの回
路の詳細を示してある。ライン68のレーザー出力P
outは制御偏差増幅器の負極に入り、D/Aコンバー
タ30を経て、ライン68で受けたマイクロプロセッサ
からの対照電圧P refは、増幅器60の正極に加え
られている。もしP refとP outの電圧が異な
ると、その偏差は増幅器60で増幅され、ループフィル
タと積分器64を通り、電圧一電流コンバ20 タ66に入力する。
その結果、ライン70のレーザーバイアス電流I bi
asは変化しP outとP refの差は減少し、最
後にはほとんどゼロになる。この様にして、自動電力制
御回路が対照パワーレベルに等しい、一定の出力パワー
を保つ様に、レーザーダイオードのバイアス電流をコン
トロールする。
asは変化しP outとP refの差は減少し、最
後にはほとんどゼロになる。この様にして、自動電力制
御回路が対照パワーレベルに等しい、一定の出力パワー
を保つ様に、レーザーダイオードのバイアス電流をコン
トロールする。
マイクロプロセッサl4は、APCループ26のモニタ
ー箇所(即ちライン70)からバイアス電流を読み取る
様に、アナログスイッチ32及びA/Dコンバータ34
をコントロールして、レーザーバイアス電流I bia
sを決める。傾斜能を決めるため、マイクロプロセッサ
はあるレベルP1に対照パワーレベルP refをセッ
トし、第4図に示す様にその点のバイアス電流を測る。
ー箇所(即ちライン70)からバイアス電流を読み取る
様に、アナログスイッチ32及びA/Dコンバータ34
をコントロールして、レーザーバイアス電流I bia
sを決める。傾斜能を決めるため、マイクロプロセッサ
はあるレベルP1に対照パワーレベルP refをセッ
トし、第4図に示す様にその点のバイアス電流を測る。
次に第2のレベルP2をセットし、バイアス電流■2を
測り、次式により傾斜能を計算する。
測り、次式により傾斜能を計算する。
p2−p
SE=
I2 I ,
公称レーザーバイアス電流は同じ様に、マイクロプロセ
ッサにより次式で計算される。
ッサにより次式で計算される。
Pnom
Ibias =
SE
前に述べた様に,Pnomはレーザーモジュール上の符
号化ターミナルから読み取ることが出来るが(レーザー
モジュールの定格出力を変えない限り)、送信機の製造
時点または現場技術者により、マイクロプロセッサにプ
ログラムしておくことが出来る。
号化ターミナルから読み取ることが出来るが(レーザー
モジュールの定格出力を変えない限り)、送信機の製造
時点または現場技術者により、マイクロプロセッサにプ
ログラムしておくことが出来る。
ライン38でモジュールに人力した伝送信号入力は、瞬
間的なレーザーバイアス電流を変えて、レーザー出力を
変調する。変調電流のピーク値は、レーザーの公称出力
P nomと傾斜能および望む全RMS変調度Mに相関
して必要となる。Mの最適値は送信機の特定の応用面で
決まり、例えば40チャンネルのAM送信システムでは
、Mの値は大審3乃至0.35である。この値はマイク
ロプロセッサ■4にプログラムされるか、または前に述
べたPnomと同様に、端子53.55および57の符
号化ターミナルで読みとることが出来る。
間的なレーザーバイアス電流を変えて、レーザー出力を
変調する。変調電流のピーク値は、レーザーの公称出力
P nomと傾斜能および望む全RMS変調度Mに相関
して必要となる。Mの最適値は送信機の特定の応用面で
決まり、例えば40チャンネルのAM送信システムでは
、Mの値は大審3乃至0.35である。この値はマイク
ロプロセッサ■4にプログラムされるか、または前に述
べたPnomと同様に、端子53.55および57の符
号化ターミナルで読みとることが出来る。
光ファイバー伝送システムでの変調度についての検討は
1988年10月号の C ommunication
s T ech一nology 誌で D avid
G rubbIIIによって゜’AM光ファイバー
幹線゜′、及び 1989 N C T AT
echnical P a aersでG rub
b,及び T rjsnoにより、 ゛″AM光ファイバー幹線:ノズル、及びひずみ分析゛
という題名の論文で行われている。
1988年10月号の C ommunication
s T ech一nology 誌で D avid
G rubbIIIによって゜’AM光ファイバー
幹線゜′、及び 1989 N C T AT
echnical P a aersでG rub
b,及び T rjsnoにより、 ゛″AM光ファイバー幹線:ノズル、及びひずみ分析゛
という題名の論文で行われている。
レーザー送信機で希望する変調度に必要なRF入力パワ
ーレベルLは、次の関係からマイクロプロセッサ14で
計算される。
ーレベルLは、次の関係からマイクロプロセッサ14で
計算される。
L= 1/2 (Ibias) ” ×R×M2勿
論この式は、T biasを置き変えて下式の様に表し
ても良い。
論この式は、T biasを置き変えて下式の様に表し
ても良い。
L= 1/2 X (Pnom /SE) 2
×R×M2一度正しいアナログ信号レベルが決まると
、2 3 マイクロプロセッサはRFレベル測定回路20,アナロ
グスイッヂ32,及びA/Dコンバータ34を経て、レ
ーザーモジュールに入力する実際の信号量を読み取り、
RFレベルコン1・ロール16を経て、正確なRF信号
レベルLを供給する様に調整を行う。
×R×M2一度正しいアナログ信号レベルが決まると
、2 3 マイクロプロセッサはRFレベル測定回路20,アナロ
グスイッヂ32,及びA/Dコンバータ34を経て、レ
ーザーモジュールに入力する実際の信号量を読み取り、
RFレベルコン1・ロール16を経て、正確なRF信号
レベルLを供給する様に調整を行う。
第5図に適切な変調を行うのに必要な、RF入力パワー
レベルをマイクロプロセッサが決めるルチンのフローチ
ャートを示してある。ルーチンは100から始まり10
2でレーザーモジュールの定楕出力バワーP nomを
読み取る。前にも述べた様に、Pnomの値はモジュー
ル上に物理的に配置されたピンに符号化されてあるか、
又はマイクロプロセッサにメモリーに格納されている。
レベルをマイクロプロセッサが決めるルチンのフローチ
ャートを示してある。ルーチンは100から始まり10
2でレーザーモジュールの定楕出力バワーP nomを
読み取る。前にも述べた様に、Pnomの値はモジュー
ル上に物理的に配置されたピンに符号化されてあるか、
又はマイクロプロセッサにメモリーに格納されている。
ステップ104では、レーザーモジュールのモニター回
路の出力から実際の出力のモニターを始める。前に説明
した様に、出力パワーはライン68に出力され、A/D
コンバータ34及びアナログスイッチ32を経て、AP
Cループ26からのパワー信号が、マイクロプロセッサ
により読み取ら24 れる。
路の出力から実際の出力のモニターを始める。前に説明
した様に、出力パワーはライン68に出力され、A/D
コンバータ34及びアナログスイッチ32を経て、AP
Cループ26からのパワー信号が、マイクロプロセッサ
により読み取ら24 れる。
ステップ106では対照となる最初のパワーレベルP1
をセツ!・シ、ライン62を経て、APCループ26の
制御偏差増幅器60に加えられる。
をセツ!・シ、ライン62を経て、APCループ26の
制御偏差増幅器60に加えられる。
ライン62の信号は、マイクロプロセッサからのデジタ
ル信号出力を、デジタルーアナログコンバータ30で変
換したアナログ信号である。
ル信号出力を、デジタルーアナログコンバータ30で変
換したアナログ信号である。
ステップ108では対照となるパワーレベルP1がレー
ザーモジュールにより到達したかどうかを決め、まだ達
していない時はライン68のレーザー出力パワーが、マ
イクロプロセッサが設定した対照のレベルに等しくなる
までループ続ける。これが到達すると、108から11
0に移り、マイクロプロセッサはライン70上のレーザ
モジュールに人力するバイアス電流値を、測定し記憶す
る。次にステップ1 1. 2で2番目のパワーレベル
の対照P2を設定する。ステップ114では対照P2が
到達したかどうかを決め、到達した時はステップl.
I 6に移り、レベルP2に必要な入力バイアス電流■
2を測り、記憶する。
ザーモジュールにより到達したかどうかを決め、まだ達
していない時はライン68のレーザー出力パワーが、マ
イクロプロセッサが設定した対照のレベルに等しくなる
までループ続ける。これが到達すると、108から11
0に移り、マイクロプロセッサはライン70上のレーザ
モジュールに人力するバイアス電流値を、測定し記憶す
る。次にステップ1 1. 2で2番目のパワーレベル
の対照P2を設定する。ステップ114では対照P2が
到達したかどうかを決め、到達した時はステップl.
I 6に移り、レベルP2に必要な入力バイアス電流■
2を測り、記憶する。
ステップ]18ではp,,p2及びI− I2の値
を使用して、モジュールの傾斜能を計算する。次にステ
ップ120で、レーザーの適切な動作のため加えるしき
い値電流より上位にあるバイアス電流I bias値を
計算する。
を使用して、モジュールの傾斜能を計算する。次にステ
ップ120で、レーザーの適切な動作のため加えるしき
い値電流より上位にあるバイアス電流I bias値を
計算する。
ステップ122では、マイクロブロセッザは、変調度M
及び人力インピーダンスRを読み取る。
及び人力インピーダンスRを読み取る。
これらの値はレーザーシステムが製作された時に、シス
テム設計者により又はレーザーモジュルが交換された時
に、現場技術者によりプログラムされ、メモリーに格納
されたものである。
テム設計者により又はレーザーモジュルが交換された時
に、現場技術者によりプログラムされ、メモリーに格納
されたものである。
ステップ124では、適正な変調に必要なRF人力バワ
レベル値を計算し、メモリーに格納しておく。この値は
RFレベルコントロール16RFレベル測定回路20,
及びAPCループか協調して入力パワーレベルを一定に
保のに使われる。ステップ126でルーチンは終わる。
レベル値を計算し、メモリーに格納しておく。この値は
RFレベルコントロール16RFレベル測定回路20,
及びAPCループか協調して入力パワーレベルを一定に
保のに使われる。ステップ126でルーチンは終わる。
もう−つの実施例のルーチンを第5図の破線の132か
ら146で説明する。これは対明となるパワーレベルを
設定し、それに伴うバイアス電流を測定する代わりに、
対照とするバイアス電流を設定し、その出力パワーを測
定するルーチンである。先ずステップ132で、マイク
ロプロセッサはバイアス電流をモニターする。ステップ
134で、レーザーダイオードに加える電流をゼロから
増していき、はっきりした出力パワーが認められるしき
い値電流Ithを決める。ステップ136で対照とする
バイアスを設定し( I thより上に)、ステップ1
38で電流値がこれに到達したかどうか決める。
ら146で説明する。これは対明となるパワーレベルを
設定し、それに伴うバイアス電流を測定する代わりに、
対照とするバイアス電流を設定し、その出力パワーを測
定するルーチンである。先ずステップ132で、マイク
ロプロセッサはバイアス電流をモニターする。ステップ
134で、レーザーダイオードに加える電流をゼロから
増していき、はっきりした出力パワーが認められるしき
い値電流Ithを決める。ステップ136で対照とする
バイアスを設定し( I thより上に)、ステップ1
38で電流値がこれに到達したかどうか決める。
この時点でバワーP1を洞定し、ステップ140に記し
てある様にメモリーに格納する。ステ・ソブ142で対
照バイアスI2 (同じ(Ithより大)を設定する。
てある様にメモリーに格納する。ステ・ソブ142で対
照バイアスI2 (同じ(Ithより大)を設定する。
ステップ144で、バイアス電流が対照値工2に到達し
ているかどうか決め、ステップ146で相当する出力P
2が測定され、記憶される。このあとのフローは前に同
じである。
ているかどうか決め、ステップ146で相当する出力P
2が測定され、記憶される。このあとのフローは前に同
じである。
第6図に、必要なRF入力パワーレベルを計算する別の
手法のフローチャートを示してある。ルーチンは200
で始まり、ステップ202でライ2 7 ン70のレーザーモジュールに人力する。I bias
の測定を開始する。ステップ204でテストトーン(例
えばIOMHZ正弦波)をライン38のRF入力に加え
る。テストトーンはレーザーカードの一部、または送信
機のどこかに設置した通常の発振器から発生させればよ
い。
手法のフローチャートを示してある。ルーチンは200
で始まり、ステップ202でライ2 7 ン70のレーザーモジュールに人力する。I bias
の測定を開始する。ステップ204でテストトーン(例
えばIOMHZ正弦波)をライン38のRF入力に加え
る。テストトーンはレーザーカードの一部、または送信
機のどこかに設置した通常の発振器から発生させればよ
い。
テストトーンを加えている間、マイクロプロセッサは入
力バイアス電流I biasの変化を監視している。こ
れはステップ206に示してある。変化が認められない
時は、ステップ208でテストトーンのパワーを予め定
めてある増加量で増していく。206に戻り、バイアス
電流の変化が検知されるまでパワーの増加を続ける。検
知した時点で、ステップ210に進み、テストトーンの
パワはレ=ザーを100%変調で動作させるのに必要な
パワーにほぼ等しい。過変調のこの点におけるI bi
asの変化は、変調シグナル中のひずみによるものであ
る。この過変調の時点では、特にAPCループがひずみ
によって起きるP outの瞬間の増加を検知し、I
biasを変化させて補正する様に28 働く。
力バイアス電流I biasの変化を監視している。こ
れはステップ206に示してある。変化が認められない
時は、ステップ208でテストトーンのパワーを予め定
めてある増加量で増していく。206に戻り、バイアス
電流の変化が検知されるまでパワーの増加を続ける。検
知した時点で、ステップ210に進み、テストトーンの
パワはレ=ザーを100%変調で動作させるのに必要な
パワーにほぼ等しい。過変調のこの点におけるI bi
asの変化は、変調シグナル中のひずみによるものであ
る。この過変調の時点では、特にAPCループがひずみ
によって起きるP outの瞬間の増加を検知し、I
biasを変化させて補正する様に28 働く。
ステップ212で希望する変調度に必要なRF入カパワ
ーレベルは、100%変調のテストトーンバワーの測定
値の比率から計算できる。これは次の関係式を用いれば
よい。
ーレベルは、100%変調のテストトーンバワーの測定
値の比率から計算できる。これは次の関係式を用いれば
よい。
L=Pl00%XM”
ここでLは必要な入力パワーレベルで、p too%は
測定したl00%変調に相当するテストトーンのパワー
で、Mは変調度である。計算した値は記憶され、ステッ
プ241でルーチンは終わる。
測定したl00%変調に相当するテストトーンのパワー
で、Mは変調度である。計算した値は記憶され、ステッ
プ241でルーチンは終わる。
この発明によるレーザー送信機のアラインメントは、レ
ーザーモジュールを交換した時に、人為的に作動された
開閉操作によっても起きる。また普通の稼動状態におい
ても、レーザーモジュールの動作特性の低下を周期的に
スイッチを入れることで補正できる。またマイクロプロ
セッサに時間ベースでアラインメントルーチンを周期的
に行う様、プログラムすることち可能である。
ーザーモジュールを交換した時に、人為的に作動された
開閉操作によっても起きる。また普通の稼動状態におい
ても、レーザーモジュールの動作特性の低下を周期的に
スイッチを入れることで補正できる。またマイクロプロ
セッサに時間ベースでアラインメントルーチンを周期的
に行う様、プログラムすることち可能である。
[発明の効果]
この発明は上述の様に、アナログレーザー送信機の自己
アラインメントを行う装置と、方法について以下の様に
構成したものである。レーザーモジュールの動作特性を
決め、この特性値から、光ファイバーへ送信するレーザ
ーを適正に変調するのに必要な伝送信号のパワーレベル
を決め、伝送信号の入力の大きさを上記の求めたレベル
に調整し、適正な変調度でこのレベルを一定に保つ方式
である。現場でレーザーモジュールを交換した時には、
自己アラインメントが行われているため交換が簡単で、
また時間の浪費が少ない。またモジュールは稼動時間の
経過とともに動作特性が低下するので、周期的にアライ
ンメントを行はせて、この低下を補償できる効果がある
。
アラインメントを行う装置と、方法について以下の様に
構成したものである。レーザーモジュールの動作特性を
決め、この特性値から、光ファイバーへ送信するレーザ
ーを適正に変調するのに必要な伝送信号のパワーレベル
を決め、伝送信号の入力の大きさを上記の求めたレベル
に調整し、適正な変調度でこのレベルを一定に保つ方式
である。現場でレーザーモジュールを交換した時には、
自己アラインメントが行われているため交換が簡単で、
また時間の浪費が少ない。またモジュールは稼動時間の
経過とともに動作特性が低下するので、周期的にアライ
ンメントを行はせて、この低下を補償できる効果がある
。
第1図はこの発明によるアナログレーザー送信装置のブ
ロックダイヤグラムである。 第2図はこの発明によるレーザーモジュールの配線図で
ある。 第3図はこの発明で使用した自動電力制御回路のプロッ
クダイアグラムである。 第4図はレーザーダイオートの転移特性(L−I線)で
ある。 第5図は本発明のレーザーの動作特性を決めるフローチ
ャートルーチンである。 第6図は同じくレーザーの動作特性を決める別のルーチ
ンのフローチャートである。
ロックダイヤグラムである。 第2図はこの発明によるレーザーモジュールの配線図で
ある。 第3図はこの発明で使用した自動電力制御回路のプロッ
クダイアグラムである。 第4図はレーザーダイオートの転移特性(L−I線)で
ある。 第5図は本発明のレーザーの動作特性を決めるフローチ
ャートルーチンである。 第6図は同じくレーザーの動作特性を決める別のルーチ
ンのフローチャートである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)光ファイバー送信において、信号の適正な変調を
行うアナログレーザー送信機のアラインメントを行う装
置で、 レーザーと、レーザーの変調に接続して送信シグナル強
度をモニターする手段と、 その動作特性を決めるためのレーザーに接続した手段と
、 光ファイバーに送信する変調レーザーの必要シグナルレ
ベルを動作特性から導く手段と、その送信シグナルレベ
ルの強度を調節する手段とから成ることを特徴とする装
置。 (2)特許請求の範囲第1項において、前記動作特性は
、レーザーの傾斜能を含むことを特徴とする装置。 (3)特許請求の範囲第2項において、前記動作特性は
更に、レーザーの定格出力を含むことを特徴とする装置
。 (4)特許請求の範囲第2項において、前記レーザーは
出力するために入力バイアス電流を必要とし、前記決定
手段は、 一つの出力レベルP_1におけるレーザーのバイアス電
流I_1を測定し、他の出力レベルP_2におけるバイ
アス電流I_2を測定する手段と、 次の関係式から傾斜能SEを計算する手段を含むことを
特徴とする装置。 SE=(P_2−P_1)/(I_2−I_1)(5)
特許請求の範囲第2項において、前記レーザーは定格出
力Pnomで、入力インピーダンスはRであり、前記導
出手段は、希望する変調度Mに対するレベルLを、次式
から計算する手段であることを特徴とする装置。 L=1/2×(Pnom/SE)^2×R×M^2(6
)特許請求の範囲第2項において、レーザーは出力する
ために入力バイアス電流を必要とし、前記決定手段は、 一つのバイアス電流I_1においてレーザーの出力レベ
ルP_1を測定し、他のバイアス電流I_2で出力レベ
ルを測定する手段と、 次の関係式から傾斜能SEを計算する手段から成ること
を特徴とする装置。 SE=(P_2−P_1)/(I_2−I_1)(7)
特許請求の範囲第6項において、前記レーザーは定格出
力Pnomで、入力インピーダンスはRであり、前記導
出手段は、希望する変調度MでのレベルLを、次の関係
式から計算する手段を含むことを特徴とする装置。 L=1/2×(Pnom/SE)^2×R×M^2(8
)特許請求の範囲第1項において、前記動作特性は10
0%変調で、レーザーを動作させるのに必要な入力を含
むことを特徴とする装置。 (9)特許請求の範囲第8項において、前記決定手段は
、 レーザー変調にテストトーンを適用する手段と、テスト
トーンのパワーを比較的低出力から高出力まで徐々に増
していく手段と、 レーザーにテストトーンを加えている間、そのバイアス
電流をモニターする手段と、 テストトーンによるレーザーの過変調で起こる、バイア
ス電流の変化の検知のための、モニター手段と、 バイアス電流の変化を検知した時の、テストトーンのパ
ワーを測定する手段と、 ここで決定されたテストトーンのパワーの強度が100
%変調で、レーザーを動作させるのに必要な入力強度と
ほとんど等しいことを特徴とする装置。 (10)特許請求の範囲第9項において、前記導出手段
は、 入力パワー強度から希望する変調レベルでレーザーを動
作させ、送信シグナルに必要なパワーレベルを計算する
手段を含むことを特徴とする装置。 (11)自己アラインメントアナログレーザー送信機で
、 コンピュータプロセッサと、送信信号を受信する入力端
子と、 この送信信号を受信するのに接続された入力部と、光フ
ァイバーを通して送信信号により変調されたレーザー信
号を送信する出力部を有するレーザーモジュールと、 レーザーモジュールの動作特性を決定するための、前記
コンピュータプロセッサと協調する動作手段と、 その動作特性に基づき、望むレベルでレーザーを変調す
る伝送信号に必要なパワーを誘導するための、コンピュ
ータプロセッサと協調する動作手段と、 その必要パワーに伝送信号のパワーを調整するための、
コンピュータプロセッサに応じる手段とから成ることを
特徴とする装置。 (12)特許請求の範囲第11項において更に、レーザ
ーモジュールにレーザー出力を発生させるため、入力バ
イアス電流を加える手段と、 そのレーザー出力パワーを測定する手段と、前記決定手
段からレーザーモジュールに対するバイアス電流と出力
パワー特性のセットが得られ、出力パワーP_1を発生
させるバイアス電流I_1と、出力パワーP_2を発生
させるバイアス電流I_2が含まれており、次式により
レーザーモジュールの傾斜能SEを決めることを特徴と
するレーザー送信機。SE=(P_2−P_1)/(I
_2−I_1)(13)特許請求の範囲第12項におい
て、前記レーザーモジュールは定格出力Pnomで入力
インピーダンスはRであり、前記誘導手段は次の関係式
から望む変調度Mでの必要パワーを導くことを特徴とす
るレーザー送信機。 L=1/2×(Pnom/SE)^2×R×M^2(1
4)特許請求の範囲第13項において更に、光ファイバ
ーを通じて通信している時のレーザーモジュールに加え
られている、公称レーザーバイアス電流を計算するため
の手段と、 光ファイバー通信が行われている間、計算された電流を
レーザーモジュールに加える手段から成ることを特徴と
するレーザー送信機。 (15)特許請求の範囲第14項において、前記公称レ
ーザーバイアス電流Ibiasは、次式により計算され
ることを特徴とするレーザー送信機。 Ibias=Pnom/SE (16)特許請求の範囲第11項において更に、レーザ
ー出力を発生させるためにレーザーモジュールに入力バ
イアス電流を加える手段と、 前記決定手段は、入力端子にテストトーンを加える手段
と、 テストトーンのパワーを比較的低パワーから高パワーま
で徐々に増加する手段と、 入力端子にテストトーンが加えられている間、入力バイ
アス電流をモニターするための手段と、テストトーンに
よるレーザーの過変調に起因するバイアス電流の変化を
検知するためのモニター手段に接続された手段と、 バイアス電流の変化を検知したときのテストトーンのパ
ワーを決める手段と、 決定されたテストトーンのパワーの強度が、100%変
調におけるレーザーモジュールを動作させるのに必要な
パワーが、動作特性を表示するものであり、通信シグナ
ルに必要なパワーを導くために使われることを特徴とす
るレーザー送信機。 (17)光ファーバー通信での信号の変調を行うための
、アナログレーザー送信機のアライメントで、レーザー
ので動作特性を決め、 光ファーバーを通じて送信するため前記レーザーに適し
た変調を行い、動作特性から伝送シグナルとして必要な
パワーレベルに導き、 変調レーザーに結合された伝送シグナルの強度をモニタ
ーし、 導いたパワーレベルに伝送シグナルの強度を調整する段
階から成ることを特徴とする方式。 (18)特許請求の範囲第17項において、レーザーの
傾斜能は前記決定段階で決められ、パワーレベルLは次
の関係式から導かれることを特徴とする方式。 L=1/2×(Pnom/SE)^2×R×M^2ここ
でPnomはレーザーの定格出力Rは入力カインピーダ
ンスMは望む変調度である。 (19)特許請求の範囲第17項において、100%変
調時のレーザーを動作させるのに必要な伝送シグナルの
強度は前記決定段階で決められ、誘導段階で導かれるパ
ワーレベルは前記の決定された強度から計算されること
を特徴とする方式。 (20)特許請求の範囲第17項において更に、光ファ
イバーを通して送信される間、レーザーに加えられた公
称レーザーバイアス電流を計算し、光ファイバー通信の
間レーザー出力を発生させるため、前記電流をレーザー
に加える段階かれ成ることを特徴とする方式。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US371,336 | 1989-06-26 | ||
US07/371,336 US5046138A (en) | 1989-06-26 | 1989-06-26 | Self-aligning analog laser transmitter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03163923A true JPH03163923A (ja) | 1991-07-15 |
JP2809490B2 JP2809490B2 (ja) | 1998-10-08 |
Family
ID=23463548
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2165883A Expired - Fee Related JP2809490B2 (ja) | 1989-06-26 | 1990-06-26 | 自己アラインメントアナログレーザー送信方法とその装置 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5046138A (ja) |
EP (1) | EP0405419B1 (ja) |
JP (1) | JP2809490B2 (ja) |
KR (1) | KR0154540B1 (ja) |
DE (1) | DE69024414T2 (ja) |
HK (1) | HK209796A (ja) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5379145A (en) * | 1989-12-01 | 1995-01-03 | Scientific-Atlanta, Inc. | Laser transmitter for light wave (fiber optic) communication espectially of AM modulated CATV signals having means . . . against damage |
US5267071A (en) * | 1991-09-03 | 1993-11-30 | Scientific-Atlanta, Inc. | Signal level control circuitry for a fiber communications system |
US5790433A (en) * | 1996-09-05 | 1998-08-04 | International Business Machines Corporation | Method for controlling laser power in a texturing process |
DE19929571B4 (de) * | 1999-06-22 | 2016-01-07 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Optische Sendeeinrichtung |
US7079775B2 (en) | 2001-02-05 | 2006-07-18 | Finisar Corporation | Integrated memory mapped controller circuit for fiber optics transceiver |
KR100857083B1 (ko) | 2002-06-26 | 2008-09-05 | 주식회사 히타치엘지 데이터 스토리지 코리아 | 광디스크 장치에서의 기준 파워 설정방법 |
FR2845207B1 (fr) * | 2002-10-01 | 2006-06-30 | Sagem | Procede de reglage d'un emetteur laser et equipement optique correspondant |
US7215891B1 (en) | 2003-06-06 | 2007-05-08 | Jds Uniphase Corporation | Integrated driving, receiving, controlling, and monitoring for optical transceivers |
US8159956B2 (en) | 2008-07-01 | 2012-04-17 | Finisar Corporation | Diagnostics for serial communication busses |
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