JPH03254233A - 光トランシーバ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光トランシーバに関する。より詳細には簡単
な構成で、精度の高いデータ伝送が可能な光トランシー
バに関する。

従来の技術 第４図（ａ）およびら〕に、従来の典型的な光通信装置
の光送信器のブロック図および光受信器のブロック図を
示す。第４図（ａ）の光送信器は、発光素子４１の光出
力を安定化させる機能を有する。すなわち、入力端子４
７に入力された電気信号が駆動回路４２によりパルス電
流に変換されて発光素子４１に印加され、光信号が送信
される。光信号の一部は、モニタ光として受光素子４４
で受光されて電気信号に変換され、増幅器４５を経て比
較器４６で基準電圧と比較される。比較結果に基づき、
バイアス電流駆動回路４３が、光信号の強度が一定とな
るよう調整される。

第４図（８）に示した光受信器では、受光素子５１で受
光された光信号が電気信号に変換され、増幅器５２で増
幅されて、電圧識別回路５４で判定されて、出力端子５
５から出力される。

従来の光トランシーバは、上記のような構成の光送信器
と光受信器とを一体に構成し、それぞれ送信用および受
信用の光伝送媒体と接続していた。

また、波長の異なる複数の光源から同時に異なる複数の
光信号を送出し、受信時に分波器等を使用してそれぞれ
の光信号に再び分離するいわゆる波長多重伝送（周波数
多重伝送）も行われていた。

発明が解決しようとする課題 上記従来の光トランシーバを用いた光通信では、伝送信
号はシングルエンド（単相〉で伝送されていた。そのた
め、受信部の識別回路において増幅器で増幅された受信
信号を判定する際に、参照電圧を固定することができな
かった。すなわち、参照電圧はディジタル信号の“０”
と“１”の出力レベルの中点に設定することが望ましい
が、従来のシングルエンド伝送では、光信号強度が変わ
るとこの点も変化してしまっていた。上記のような光信
号出力が一定となるような光送信器を使用した場合でも
、伝送距離、伝送経路仕様々な要因により受信した光信
号強度が変化することが避けられない。

このため、従来は、信号のマーク率（“０”と“１”の
割合）を長期的には一定とする操作を送信側で行い、受
信部で、 ■平均受信電力を検出して参照電圧をフィードバック制
御する。

■長期的なデユーティ−比を検出して参照電圧をフィー
ドバック制御する。

等の処理を行っていた。

しかしながら、上記従来の方法を実現しようとすると、
回路が複雑になり、そのために動作が不安定となってし
まう。また、データのマーク率の変動が本質的に大きい
用途、例えばコンピュータ間通信に見られるようなバー
スト信号の伝送には適用できないという欠点があった。

そこで本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し
た新規な光トランシーバを提供することにある。

課題を解決するための手段 本発明に従うと、光信号送信部と光信号受信部を具備し
、互いの光信号送信部と光信号受信部とが、一対の光伝
送媒体で光学的に結合されて光通信システムを構成する
光トランシーバにおいて、前記光信号送信部が送信する
光の波長と前記光信号受信部が受信する光の波長とが異
なり、前記光信号送信部が、同一の発光波長で前記一対
の光伝送媒体のそれぞれに対応する一対の発光素子と、
ディジタル信号の“０”および“１”に対応して前記発
光素子のいずれか一方のみが発光するよう前記発光素子
を駆動する差動電流を出力する駆動回路とを具備し、前
記光信号受信部が、前記光伝送媒体にそれぞれ対応する
一対の受光素子と、前記一対の光伝送媒体が伝送する光
から前記受光素子が受信する波長の光のみを分光する分
波手段と、前記受光素子のそれぞれが受信した信号の差
を増幅する差動増幅回路とを具備することを特徴とする
光トランシーバが提供される。

作用 本発明の光トランシーバは、送信部が、一対の発光素子
による差動の光信号をそれぞれの発光素子に対応する複
数の光伝送媒体で伝送する。具体的には、ディジタル信
号の“０”および“１”に応じて、いずれか一方の発光
素子のみを発光させて、光信号とする。この光信号をそ
れぞれの発光素子に対応する一対の光伝送媒体で伝送す
る。

方受信部は、上記の光伝送媒体それぞれに対応する一対
の受光素子を具備し、伝送された光信号を差動信号のま
ま受信し、増幅して、判定を行う。

本発明の光トランシーバでは、送信に使用する光と受信
に使用する光とで異なる波長として、光伝送媒体を送信
、受信で共用する。従って、本発明の光トランシーバは
、受信部に分波手段を具備し、受光素子が受信すべき波
長の光信号のみを分離する。

本発明の光トランシーバは、上記のように一対の光伝送
媒体（伝送路）を使用して、相補的に表現された光信号
を伝送する。従って、両方の光信号の伝送路として同じ
条件のものを使用する場合、２つの光信号は、同一の条
件で減衰等を受けるので、本発明の光トランシーバでは
、受信の際にディジタル信号の“０”と“１”の出力レ
ベルの中点は、常に一定となる。従って、判定回路にお
ける参照電圧を固定することが可能になり、精度の高い
通信を行うことができる。

また、２台の本発明の光トランシーバを用いた光通信シ
ステムでは、お互いを一対の光ファイバ等の光伝送媒体
で総合する。各光ファイバは、それぞれの光トランシー
バの各１個の発光素子および受光素子に対応している。

各方向の送信に使用する光の波長は異なるものとして、
いずれの光ファイバも、双方向の光信号伝送に使用する
。このため、本発明の光トランシーバの受信部は、受光
素子が受信すべき波長の光を分離する分波手段を具備す
る。

以下、本発明を実施例により、さらに詳しく説明するが
、以下の開示は本発明の単なる実施例に過ぎず、本発明
の技術的範囲をなんら制限するものではない。

実施例 第１図に、本発明の光トランシーバを２台用いた光通信
システムの概念図を示す。第１図に示した光通信システ
ムは、第１の光トランシーバＡと第２の光トランシーバ
Ｂとを、光ファイバ１５および１６で結合して構成され
ている。光トランシーバＡからＢへ送信される光信号の
光の波長はλＩであり、光トランシーバＢからＡへ送信
される光信号の光の波長はλ２である。光トランシーバ
ＡおよびＢは、送受信に使用する光の波長の相違に対応
して一部の特性が異なる以外は、同一の構成であるので
、以下の説明は、光トランシーバＡを中心に行う。

光トランシーバＡは、送信部１０ａと受信部２０ａで主
に構成されている。送信部１０ａは、入力端子７から人
力されたディジタル信号を互いに相補的なり信号および
右信号として第１の発光素子１１および第２の発光素子
１２に印加する差動・駆動回路１を具備する。発光素子
１１および１２は、波長λの光信号を発し、それぞれの
光信号は、光ファイバ等の光伝送路１５および１６で光
トランシーバＢの受信Ｒ２０ｂに伝送される。

一方、受信部２０ａでは、光トランシーバＢの送信部１
０ｂから光伝送路１５および１６により伝送された各光
信号が、それぞれ分波器２５１および２５２で波長λ２
の光信号のみ分離される。分離された波長λ２の各光信
号は、それぞれ第１の受光素子２１および第２の受光素
子２２で受光され、互いに相補的な信号であるＤ信号お
よび頁信号に変換される。

受光素子２１および２２の発するＤ信号および右信号は
差動増幅器２３で増幅され、識別器２４で判定され、出
力端子３０から出力される。

第２図（ａ）に、本発明の光トランシーバの送信部の電
気的に作動する部分のより具体的な構成を示す。第２図
（ａ）の送信部は、入力端子７からディジタル信号を入
力し、互いに相補的なり信号および右信号を出力するＥ
ＣＬバッファ２と、ＥＣＬバッファ２の出力するＤ信号
および頁信号を増幅する差動増幅器３とを具備する。差
動増幅器３の出力は、例えばレーザダイオードである発
光素子１１および１２の駆動回路を構成するＧａＡｓＭ
Ｅ　Ｓ　Ｆ　ＥＴ４および５のゲートにそれぞれ印加さ
れる。ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ４および５のソースは、共
通化されて電流源のＧａＡｓＭＥ　Ｓ　Ｆ　Ｅ　Ｔ　６
に接続され、ドレインはそれぞれ発光素子１１および１
２に接続されている。また、発光素子１１および１２の
他端は、共に接地されている。

第２図（８）に、本発明の光トランシーバの受信部の増
幅器の回路図を示す。第２図０））の増幅器は、例えば
Ｐｉｎフォトダイオードである受光素子２１および２２
と、ゲートに受光素子２１および２２が接続され、ンー
スが共通化されて電流源のＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ２８に
接続されているＧａＡｓＭ　Ｅ　Ｓ　Ｆ　Ｅ　Ｔ２６お
よび２７とを具備する。ＧａＡｓＭ　Ｅ　Ｓ　Ｆ　Ｅ　
Ｔ２６および２７のドレインは、それぞれ出力端子３１
および３２に接続され、且つ負荷抵抗３３および３４を
介して接地されている。また、受光素子２１および２２
の他端は接地され、ＧａＡｓＭ　Ｅ　Ｓ　Ｆ　Ｅ　Ｔ２
６および２７のゲートは、それぞれ抵抗３５および３６
を介して電源に接続されている。

第２図（Ｃ）に本発明の光トランシーバの受信部の分波
器の概念図を示す。第２図（Ｃ）の分波器は、第１図の
光トランシーバＡの受信部２０ａの分波器２５１を示し
たものである。゛発光素子１１の発する波長λ１の信号
光は、レンズ３９により拡散せずにプリズム３７を通過
し、レンズ３８で集光されて光ファイバ１５へ入射する
。一方、光ファイバ１５から出射された信号光はレンズ
３８により拡散せずにプリズム３７へ到達し、プリズム
３７で波長λ２の信号光のみが分離され、レンズ３９で
受光素子２１に集光される。

上記の本発明の光トランシーバを用いて“１”“０”の
繰り返しの信号を伝送して、本発明の光トランンーバの
動作を確認した。光トランシーバへの送信部１０ａでは
、“ｌ”の場合に発光素子１１のみが発光し、“０”場
合には発光素子１２のみが発光する。第３図（ａ）〜（
Ｃ）に、光トランシーバＢの受信部２０ｂの受光素子２
１ｂおよび２２ｂが受光して出力した信号波形を示す。

第３図（ａ）は、受光素子２１ｂが発するＤ信号を示し
、第３図（ｂ）ｊ；！、受光素子２２ｂが発する白信号
を示し、第３図（Ｃ）は、Ｄ頁信号を示す。さらに、第
３図（ａ）〜（Ｃ）には、光信号の強度が大きい場合と
、小さい場合を示した。

第３図（Ｃ）かられかるように、いずれの場合も、Ｄ−
Ｄ信号の識別点すなわち参照電圧は、差動入力がＯとな
る点にすることが好ましい。本発明の装置では、光信号
の強度に関係なく識別点は一定であるので参照電圧を固
定することが可能である。

発明の詳細 な説明したように、本発明の光トランシーバでは、光信
号の強度が変化しても、受信部において受信信号の識別
電位を変える必要がない。このため、識別回路の参照電
位を光信号の強度に合わせて変更する回路が不用となる
。従って、本発明に従えば、従来よりも簡単な構成の装
置で、高い精度の光信号伝送が可能となる。

また、本発明に従えば、受信部で積分時定数を有する参
照電位の制御回路が不必要となるので、直流信号の伝送
も可能であり、計測用途に利用すると効果的である。

さらに、本発明では、受信部において参照電位の検出を
行うために、伝送する光信号の平均強度を長期的に一定
にする操作をする必要がない。従って、伝送システムの
構成が容易となり、特にコンピュータ間の通信に見られ
る本質的にバーストな特性を有するデータの伝送に適し
ている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の光トランシーバを２台使用した光通
信システムの構成を示す概念図であり、第２図（ａ）は
、本発明の光トランシーバの送信部の電気的に動作する
部分のより具体的な構成を示すブロック図の一例であり
、 第２図ら）は、本発明の光トランシーバの受信部の光増
幅器の回路図の一例であり、 第２図（Ｃ）は、本発明の光トランシーバの受信部の分
波器の概念図であり、 第３図（ａ）〜（Ｃ）は、本実施例の光トランシーバの
受信部の受光素子が発する信号を示すグラフであり、 ゛第４図（ａ）およびら）は、従来の光トランシーバの
送信部および受信部のブロック図である。 〔主な参照番号〕 １・・・差動・駆動回路、 ２・　・　・ＥＣＬバッファ、 ３・・・差動増幅回路、 ４．５．６．２６．２７．２８ −　・−ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ。 ７・・・入力端子、 １０・・・送信部、 １１．１２．４１・・・発光素子、 １５．１６・・・光ファイバ ２０・・・受信部、 ２１．２２．５１・・・受光素子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光信号送信部と光信号受信部を具備し、互いの光信号送
   信部と光信号受信部とが、一対の光伝送媒体で光学的に
   結合されて光通信システムを構成する光トランシーバに
   おいて、前記光信号送信部が送信する光の波長と前記光
   信号受信部が受信する光の波長とが異なり、前記光信号
   送信部が、同一の発光波長で前記一対の光伝送媒体のそ
   れぞれに対応する一対の発光素子と、ディジタル信号の
   “０”および“１”に対応して前記発光素子のいずれか
   一方のみが発光するよう前記発光素子を駆動する差動電
   流を出力する駆動回路とを具備し、前記光信号受信部が
   、前記光伝送媒体にそれぞれ対応する一対の受光素子と
   、前記一対の光伝送媒体が伝送する光から前記受光素子
   が受信する波長の光のみを分光する分波手段と、前記受
   光素子のそれぞれが受信した信号の差を増幅する作動増
   幅回路とを具備することを特徴とする光トランシーバ。