JPH0774704A - 光学的伝送装置および光学的送信機 - Google Patents
光学的伝送装置および光学的送信機Info
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- JPH0774704A JPH0774704A JP6105362A JP10536294A JPH0774704A JP H0774704 A JPH0774704 A JP H0774704A JP 6105362 A JP6105362 A JP 6105362A JP 10536294 A JP10536294 A JP 10536294A JP H0774704 A JPH0774704 A JP H0774704A
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- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
- H01S5/06832—Stabilising during amplitude modulation
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H04B10/501—Structural aspects
- H04B10/503—Laser transmitters
- H04B10/504—Laser transmitters using direct modulation
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
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- H04B10/50—Transmitters
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 老化に起因してレーザダイオード特性曲線に
過度の平坦化が生じても伝送装置の機能を保証し、また
レーザダイオードの休止状態の光強度と最大光強度とを
一定のレベルに維持する。 【構成】 制御回路（３２）には、光電流（Ｉphoto）
の平均値から導出された調整パラメータ（Ｕm）から第
１の設定パラメータ（Ｕmod）を形成するための手段
と、測定した微分商（ｋ0）、光強度（Ｐopt）の平均値
（Ｐm）およびレーザダイオード電流（Ｉlaser）の平均
値から第２の設定パラメータ（Ｕ0）を形成するための
手段とが設けられている。
過度の平坦化が生じても伝送装置の機能を保証し、また
レーザダイオードの休止状態の光強度と最大光強度とを
一定のレベルに維持する。 【構成】 制御回路（３２）には、光電流（Ｉphoto）
の平均値から導出された調整パラメータ（Ｕm）から第
１の設定パラメータ（Ｕmod）を形成するための手段
と、測定した微分商（ｋ0）、光強度（Ｐopt）の平均値
（Ｐm）およびレーザダイオード電流（Ｉlaser）の平均
値から第２の設定パラメータ（Ｕ0）を形成するための
手段とが設けられている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザダイオードと、
該レーザダイオードに結合されたホトダイオードと、光
強度を調整するための制御回路とを有し、前記ホトダイ
オードの光電流は制御回路に供給され、前記制御回路は
変調電流およびバイアス電流のために第１および第２の
設定パラメータを発生し、さらに光強度と、レーザダイ
オードを流れるレーザ電流から微分商（ｋ０）を導出す
るための手段を有する光学的伝送装置に関する。
該レーザダイオードに結合されたホトダイオードと、光
強度を調整するための制御回路とを有し、前記ホトダイ
オードの光電流は制御回路に供給され、前記制御回路は
変調電流およびバイアス電流のために第１および第２の
設定パラメータを発生し、さらに光強度と、レーザダイ
オードを流れるレーザ電流から微分商（ｋ０）を導出す
るための手段を有する光学的伝送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】このような光学的伝送装置は、例えば情
報信号の伝送が光導波体を介して行われるケーブルデジ
タル伝送システムで使用される。
報信号の伝送が光導波体を介して行われるケーブルデジ
タル伝送システムで使用される。
【０００３】ドイツ特許公開第３８１７８３６号公報か
ら、レーザダイオードを有する伝送装置が公知である。
この伝送装置はレーザダイオードの光強度を調整するた
めの制御回路を有する。光強度の調整は、レーザダイオ
ードの特性曲線が老化過程により変化するため必要であ
る。老化したレーザダイオードでは、レーザダイオード
の特性曲線の落ち込み部が比較的に高いレーザダイオー
ド電流の方にシフトされ、レーザダイオードの特性曲線
の上昇度がとりわけレーザダイオード電流に対して落ち
込み部の上の領域で低減される。レーザダイオード特性
曲線の落ち込み部でのレーザダイオード電流は基準閾値
電流とされる。この従来技術では、モニタダイオードと
して動作するホトダイオード設けられており、このダイ
オードがパルス状のレーザダイオード信号を光電流に変
換する。レーザダイオード信号にはパルス状のパイロッ
ト信号が重畳されている。この光電流は制御回路に供給
される。制御回路は、平均光強度と休止状態の光強度を
一定レベルに維持するためと、直流成分からだけなるバ
イアス電流をレーザダイオードの閾値電流を越える値に
調整するため２つのアナログ調整経路を有する。レーザ
ダイオードは、バイアス電流によってのみトリガされた
場合、静止状態光強度を発生する。閾値電流はバイアス
電流よりも大きくてはならない。そのためレーザダイオ
ードの調整領域はその特性曲線の落ち込み部の上部に位
置され、レーザダイオードの光信号のひずみが回避され
る。制御回路はレーザダイオードの特性曲線の線形化モ
デルに基づく。しかしレーザダイオードの老化過程によ
り、レーザダイオード特性曲線が過度に平坦化されるこ
ともある。
ら、レーザダイオードを有する伝送装置が公知である。
この伝送装置はレーザダイオードの光強度を調整するた
めの制御回路を有する。光強度の調整は、レーザダイオ
ードの特性曲線が老化過程により変化するため必要であ
る。老化したレーザダイオードでは、レーザダイオード
の特性曲線の落ち込み部が比較的に高いレーザダイオー
ド電流の方にシフトされ、レーザダイオードの特性曲線
の上昇度がとりわけレーザダイオード電流に対して落ち
込み部の上の領域で低減される。レーザダイオード特性
曲線の落ち込み部でのレーザダイオード電流は基準閾値
電流とされる。この従来技術では、モニタダイオードと
して動作するホトダイオード設けられており、このダイ
オードがパルス状のレーザダイオード信号を光電流に変
換する。レーザダイオード信号にはパルス状のパイロッ
ト信号が重畳されている。この光電流は制御回路に供給
される。制御回路は、平均光強度と休止状態の光強度を
一定レベルに維持するためと、直流成分からだけなるバ
イアス電流をレーザダイオードの閾値電流を越える値に
調整するため２つのアナログ調整経路を有する。レーザ
ダイオードは、バイアス電流によってのみトリガされた
場合、静止状態光強度を発生する。閾値電流はバイアス
電流よりも大きくてはならない。そのためレーザダイオ
ードの調整領域はその特性曲線の落ち込み部の上部に位
置され、レーザダイオードの光信号のひずみが回避され
る。制御回路はレーザダイオードの特性曲線の線形化モ
デルに基づく。しかしレーザダイオードの老化過程によ
り、レーザダイオード特性曲線が過度に平坦化されるこ
ともある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
に述べた形式の伝送装置において、老化に起因してレー
ザダイオード特性曲線に過度の平坦化が生じてもこの伝
送装置の機能を保証し、またレーザダイオードの休止状
態の光強度と最大光強度とを一定のレベルに維持するこ
とである。
に述べた形式の伝送装置において、老化に起因してレー
ザダイオード特性曲線に過度の平坦化が生じてもこの伝
送装置の機能を保証し、またレーザダイオードの休止状
態の光強度と最大光強度とを一定のレベルに維持するこ
とである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によ
り、制御回路には、光電流の平均値から導出された調整
パラメータから第１の設定パラメータを形成するための
手段と、測定した微分商、光強度の平均値およびレーザ
ダイオード電流の平均値から第２の設定パラメータを形
成するための手段とが設けられているように構成して解
決される。
り、制御回路には、光電流の平均値から導出された調整
パラメータから第１の設定パラメータを形成するための
手段と、測定した微分商、光強度の平均値およびレーザ
ダイオード電流の平均値から第２の設定パラメータを形
成するための手段とが設けられているように構成して解
決される。
【０００６】老化または温度により生じるレーザダイオ
ード特性曲線の過度の平坦化は、ことにレーザダイオー
ドの最大光強度領域における特性曲線の微分商の過度の
低下を意味する。それにもかかわらずレーザダイオード
の最小光強度と最大光強度とを一定レベルに維持するた
めには制御回路が必要である。ここで最小光強度と最大
光強度を一定レベルに維持することは、平均光強度と減
衰係数を一定に保つことに相当する。減衰係数とは、最
大光強度に対する休止状態の光強度の比である。さらに
制御回路は、レーザダイオードの高光強度を決定するレ
ーザダイオードのバイアス電流がレーザダイオード特性
曲線の閾値電流以下に低下しないことを保証しなければ
ならない。なぜなら、これを低下するとレーザダイオー
ドの出力信号がひずむからである。光電流の平均値から
導出された設定パラメータを所定の基準値と比較するこ
とにより、制御回路にあるコントローラはレーザダイオ
ードの平均光強度を一定レベルに維持する。そのために
コントローラは第１の設定パラメータまたは変調電流を
それぞれ調整する。この変調電流によって情報を伝える
光信号のパルス形状が形成される。さらに制御回路はバ
イアス電流を決定する。そのためにレーザダイオード特
性曲線の線形化モデルが適用される。レーザダイオード
の最大光強度領域における測定された微分商とレーザダ
イオードの動作点は形成すべきバイアス電流を決定す
る。レーザダイオードの動作点はレーザダイオード電流
の平均値付近およびレーザダイオードの光強度の所定の
平均値付近に設定される。有利にはこのような制御回路
は、コントローラとバイアス電流を決定する制御回路部
分との共働によって平均光強度と減衰係数の両方を一定
レベルに維持する。レーザダイオード特性曲線が平坦に
なるとバイアス電流は付加的に増大する。その結果レー
ザダイオードの老化により閾値電流を比較的に高いレー
ザダイオード電流にシフトしても、バイアス電流は引き
続きレーザダイオードの閾値電流よりも大きいままとな
る。
ード特性曲線の過度の平坦化は、ことにレーザダイオー
ドの最大光強度領域における特性曲線の微分商の過度の
低下を意味する。それにもかかわらずレーザダイオード
の最小光強度と最大光強度とを一定レベルに維持するた
めには制御回路が必要である。ここで最小光強度と最大
光強度を一定レベルに維持することは、平均光強度と減
衰係数を一定に保つことに相当する。減衰係数とは、最
大光強度に対する休止状態の光強度の比である。さらに
制御回路は、レーザダイオードの高光強度を決定するレ
ーザダイオードのバイアス電流がレーザダイオード特性
曲線の閾値電流以下に低下しないことを保証しなければ
ならない。なぜなら、これを低下するとレーザダイオー
ドの出力信号がひずむからである。光電流の平均値から
導出された設定パラメータを所定の基準値と比較するこ
とにより、制御回路にあるコントローラはレーザダイオ
ードの平均光強度を一定レベルに維持する。そのために
コントローラは第１の設定パラメータまたは変調電流を
それぞれ調整する。この変調電流によって情報を伝える
光信号のパルス形状が形成される。さらに制御回路はバ
イアス電流を決定する。そのためにレーザダイオード特
性曲線の線形化モデルが適用される。レーザダイオード
の最大光強度領域における測定された微分商とレーザダ
イオードの動作点は形成すべきバイアス電流を決定す
る。レーザダイオードの動作点はレーザダイオード電流
の平均値付近およびレーザダイオードの光強度の所定の
平均値付近に設定される。有利にはこのような制御回路
は、コントローラとバイアス電流を決定する制御回路部
分との共働によって平均光強度と減衰係数の両方を一定
レベルに維持する。レーザダイオード特性曲線が平坦に
なるとバイアス電流は付加的に増大する。その結果レー
ザダイオードの老化により閾値電流を比較的に高いレー
ザダイオード電流にシフトしても、バイアス電流は引き
続きレーザダイオードの閾値電流よりも大きいままとな
る。
【０００７】本発明の別の実施例では、制御回路がレー
ザダイオード電流の平均値を変調電流の平均値と前もっ
て検出し記憶したバイアス電流値の合計から評価するよ
うに構成する。
ザダイオード電流の平均値を変調電流の平均値と前もっ
て検出し記憶したバイアス電流値の合計から評価するよ
うに構成する。
【０００８】レーザダイオード電流の平均値はレーザダ
イオード特性曲線の動作点でのレーザダイオード電流に
相応し、このレーザダイオード電流の平均値はモニタダ
イオードとして動作するホトダイオードにより発生され
る光電流から直接導出することはできない。この理由か
ら、レーザダイオード電流の平均値の評価を制御回路で
得られる他のパラメータから行うことが必要である。レ
ーザダイオード特性曲線からレーザダイオード電流の平
均値は変調電流の平均値とバイアス電流の合計であるこ
とが明らかである。監視期間が、レーザダイオードによ
り発生され、変調電流によって決定されるデータ信号の
パルス期間またはパルス休止期間（パルス数は実質的に
パルス休止数と等しい）と比較して非常に大きいことを
この実施例のように前提とすれば、統計的に均質な分散
を前提にできる。したがって変調電流の平均値の計算は
変調電流の振幅値を半分にすることにより非常に簡単に
行われる。さらにレーザダイオード電流の平均値を計算
するために必要なバイアス電流値は、問題の検出瞬時で
の制御回路の実際値から導出することはできない。とい
うのは、バイアス電流はレーザダイオード電流の平均値
から最初に導出されなければならないからである。この
理由から既に検出されたバイアス電流値を記憶するメモ
リを設けると有利である。次の検出瞬時ではこのように
記憶されたバイアス電流がレーザダイオード電流の平均
値の検出のために使用される。その後メモリは新たに計
算されたバイアス電流値により更新される。
イオード特性曲線の動作点でのレーザダイオード電流に
相応し、このレーザダイオード電流の平均値はモニタダ
イオードとして動作するホトダイオードにより発生され
る光電流から直接導出することはできない。この理由か
ら、レーザダイオード電流の平均値の評価を制御回路で
得られる他のパラメータから行うことが必要である。レ
ーザダイオード特性曲線からレーザダイオード電流の平
均値は変調電流の平均値とバイアス電流の合計であるこ
とが明らかである。監視期間が、レーザダイオードによ
り発生され、変調電流によって決定されるデータ信号の
パルス期間またはパルス休止期間（パルス数は実質的に
パルス休止数と等しい）と比較して非常に大きいことを
この実施例のように前提とすれば、統計的に均質な分散
を前提にできる。したがって変調電流の平均値の計算は
変調電流の振幅値を半分にすることにより非常に簡単に
行われる。さらにレーザダイオード電流の平均値を計算
するために必要なバイアス電流値は、問題の検出瞬時で
の制御回路の実際値から導出することはできない。とい
うのは、バイアス電流はレーザダイオード電流の平均値
から最初に導出されなければならないからである。この
理由から既に検出されたバイアス電流値を記憶するメモ
リを設けると有利である。次の検出瞬時ではこのように
記憶されたバイアス電流がレーザダイオード電流の平均
値の検出のために使用される。その後メモリは新たに計
算されたバイアス電流値により更新される。
【０００９】本発明の別の実施例では、バイアス電流を
検出するためコントローラの出力側で得られる第１の設
定パラメータを使用するように制御回路が構成される。
検出するためコントローラの出力側で得られる第１の設
定パラメータを使用するように制御回路が構成される。
【００１０】バイアス電流を検出するのに必要なレーザ
ダイオード電流の平均値を検出するため、実際変調電流
値または実際変調電流の値の半分を使用される。コント
ローラの出力側で得られる設定パラメータは変調電流に
比例する。したがって変調電流の実際値は簡単にこの設
定パラメータから検出することができる。
ダイオード電流の平均値を検出するため、実際変調電流
値または実際変調電流の値の半分を使用される。コント
ローラの出力側で得られる設定パラメータは変調電流に
比例する。したがって変調電流の実際値は簡単にこの設
定パラメータから検出することができる。
【００１１】さらに本発明の有利な実施例では、レーザ
電流をパイロット電流で変調するための変調手段が設け
られ、測定パラメータを計算することにより微分商を検
出するように制御回路が構成され、この測定パラメータ
はその周波数がパイロット電流の基本周波数に等しい光
電流の成分の振幅に相当する。
電流をパイロット電流で変調するための変調手段が設け
られ、測定パラメータを計算することにより微分商を検
出するように制御回路が構成され、この測定パラメータ
はその周波数がパイロット電流の基本周波数に等しい光
電流の成分の振幅に相当する。
【００１２】バイアス電流を検出するためには微分商の
値、または得られる最大光強度領域でのレーザダイオー
ド特性曲線の傾きが必要である。この理由からレーザダ
イオードの高周波データ信号に低周波パイロット信号が
重畳される。パイロット信号の振幅はデータ信号の振幅
よりも格段に小さい。パイロット信号の基本周波数は、
ローパスモードを有するホトダイオードの通過帯域にあ
る。光電流の周波数成分はパイロット信号の基本周波数
に相応し、フィルタ手段により選択される。周波数成分
は、微分商またはレーザダイオードの最大光強度領域に
おけるレーザダイオード特性曲線の傾きに対する尺度で
ある。
値、または得られる最大光強度領域でのレーザダイオー
ド特性曲線の傾きが必要である。この理由からレーザダ
イオードの高周波データ信号に低周波パイロット信号が
重畳される。パイロット信号の振幅はデータ信号の振幅
よりも格段に小さい。パイロット信号の基本周波数は、
ローパスモードを有するホトダイオードの通過帯域にあ
る。光電流の周波数成分はパイロット信号の基本周波数
に相応し、フィルタ手段により選択される。周波数成分
は、微分商またはレーザダイオードの最大光強度領域に
おけるレーザダイオード特性曲線の傾きに対する尺度で
ある。
【００１３】本発明の別の実施例では、第１の設定パラ
メータがパイロット電流の振幅を設定するために設けら
れる。
メータがパイロット電流の振幅を設定するために設けら
れる。
【００１４】レーザダイオードのデータ信号が重畳され
たパイロット信号により損なわれ、データが失われるの
を回避するため、パイロット信号の振幅は実質的にデー
タ信号の振幅よりも小さくなければならない。したがっ
てパイロット信号を形成するパイロット電流はデータ信
号を形成する変調電流よりも格段に小さい。このこと
は、パイロット電流の振幅と変調電流とが相互に固定の
関係を有することにより達成される。本発明では、２つ
の電流がコントローラの出力側で得られる第１の設定パ
ラメータから導出される。変調電流を第１の設定パラメ
ータから形成する変換器の変換係数は、パイロット電流
を第１の設定パラメータから形成する別の変換器の変換
係数よりも適切な係数だけ大きい。適切な係数は回路的
に簡単に実現される。
たパイロット信号により損なわれ、データが失われるの
を回避するため、パイロット信号の振幅は実質的にデー
タ信号の振幅よりも小さくなければならない。したがっ
てパイロット信号を形成するパイロット電流はデータ信
号を形成する変調電流よりも格段に小さい。このこと
は、パイロット電流の振幅と変調電流とが相互に固定の
関係を有することにより達成される。本発明では、２つ
の電流がコントローラの出力側で得られる第１の設定パ
ラメータから導出される。変調電流を第１の設定パラメ
ータから形成する変換器の変換係数は、パイロット電流
を第１の設定パラメータから形成する別の変換器の変換
係数よりも適切な係数だけ大きい。適切な係数は回路的
に簡単に実現される。
【００１５】本発明の別の実施例では、第２の設定パラ
メータを形成するための回路ブロックが設けられる。こ
の実施例では、調整パラメータ、測定パラメータおよび
第１の設定パラメータがこの回路ブロックの入力側で得
られ、回路ブロックは少なくともバイアス電流の値を記
憶するためのメモリを有する。
メータを形成するための回路ブロックが設けられる。こ
の実施例では、調整パラメータ、測定パラメータおよび
第１の設定パラメータがこの回路ブロックの入力側で得
られ、回路ブロックは少なくともバイアス電流の値を記
憶するためのメモリを有する。
【００１６】バイアス電流は上記のように単一の回路ブ
ロックにより検出することができる。この回路ブロック
は、供給される３つの入力パラメータと記憶されたバイ
アス電流値を評価するとすぐに第２の設定パラメータを
形成する。この第２の設定パラメータは検出すべきバイ
アス電流に比例する。バイアス電流を検出する前記手段
は有利には回路に移すことができる。
ロックにより検出することができる。この回路ブロック
は、供給される３つの入力パラメータと記憶されたバイ
アス電流値を評価するとすぐに第２の設定パラメータを
形成する。この第２の設定パラメータは検出すべきバイ
アス電流に比例する。バイアス電流を検出する前記手段
は有利には回路に移すことができる。
【００１７】本発明の別の有利な形態では、帯域通過処
理、復調および適切な低域通過処理が、光電流から測定
パラメータを検出するために行われる。
理、復調および適切な低域通過処理が、光電流から測定
パラメータを検出するために行われる。
【００１８】最大光強度領域におけるレーザダイオード
特性曲線の微分商に対する尺度を表す測定パラメータを
光電流から導出するため、パイロット信号の基本周波数
に相当する光電流の周波数成分を選択し、これをベース
バンドに変換することが必要である。光電流のこの周波
数成分の選択は有利にはバンドパスフィルタにより行わ
れる。直流成分からだけなる測定パラメータを形成する
ためベースバンドへ変換することは、有利には復調とそ
の後のローパスフィルタにより行われる。
特性曲線の微分商に対する尺度を表す測定パラメータを
光電流から導出するため、パイロット信号の基本周波数
に相当する光電流の周波数成分を選択し、これをベース
バンドに変換することが必要である。光電流のこの周波
数成分の選択は有利にはバンドパスフィルタにより行わ
れる。直流成分からだけなる測定パラメータを形成する
ためベースバンドへ変換することは、有利には復調とそ
の後のローパスフィルタにより行われる。
【００１９】さらに本発明は有利には、コントローラお
よび／または回路ブロックが集積回路で実現される。
よび／または回路ブロックが集積回路で実現される。
【００２０】基本的に、第１のパラメータと第２のパラ
メータを形成するコントローラと回路ブロックの両方を
単一のアナログ回路またはデジタル回路に実現すること
も可能である。とりわけ、第２の設定パラメータを形成
するための回路ブロックまたはバイアス電流を検出する
ための回路ブロックをデジタル回路で実現すると有利で
ある。というのは、バイアス電流を検出するための前記
の手法は簡単にモディファイできるからである。前記の
回路ブロックに対してデジタル回路が使用されるなら未
使用の計算容量がある場合に、コントローラもデジタル
回路で実現すると有利である。このようにしてアナログ
回路のコストを低減することができ、安価な回路構成が
得られる。
メータを形成するコントローラと回路ブロックの両方を
単一のアナログ回路またはデジタル回路に実現すること
も可能である。とりわけ、第２の設定パラメータを形成
するための回路ブロックまたはバイアス電流を検出する
ための回路ブロックをデジタル回路で実現すると有利で
ある。というのは、バイアス電流を検出するための前記
の手法は簡単にモディファイできるからである。前記の
回路ブロックに対してデジタル回路が使用されるなら未
使用の計算容量がある場合に、コントローラもデジタル
回路で実現すると有利である。このようにしてアナログ
回路のコストを低減することができ、安価な回路構成が
得られる。
【００２１】
【実施例】図１はレーザダイオードの特性曲線を示す。
レーザ電流Ｉlaserが横軸に、レーザダイオードの光強
度Ｐoptが縦軸に示されている。レーザダイオード特性
曲線はおおまかに２つの部分に分けることができる。特
性曲線の２つの部分はレーザダイオード特性曲線の落ち
込み部、すなわち閾値電流Ｉthの個所で出会う。閾値電
流Ｉthよりも小さなレーザ電流Ｉlaser領域内の特性曲
線部分は僅かな傾きを有するだけである。ここの光強度
Ｐoptは無視できるほど小さい。レーザダイオード電流
が閾値電流Ｉthを越える特性曲線部分からは光強度Ｐ
optが発生し、この部分は格段に大きな傾きを有する。
動作点（Ｉm，Ｐm）がそこにプロットされている。落ち
込み部とこの動作点との間の特性曲線領域は直線区間に
より良好に近似することができる。動作点より上では特
性曲線は明らかに平坦になる。この過度の平坦化はとく
に、レーザダイオードの温度が上昇するかまたはレーザ
ダイオードが老化したときに発生する。温度の上昇また
はレーザダイオードの老化により、閾値電流Ｉthより上
の特性曲線の傾きは低減する。さらに閾値電流Ｉthも増
大する。
レーザ電流Ｉlaserが横軸に、レーザダイオードの光強
度Ｐoptが縦軸に示されている。レーザダイオード特性
曲線はおおまかに２つの部分に分けることができる。特
性曲線の２つの部分はレーザダイオード特性曲線の落ち
込み部、すなわち閾値電流Ｉthの個所で出会う。閾値電
流Ｉthよりも小さなレーザ電流Ｉlaser領域内の特性曲
線部分は僅かな傾きを有するだけである。ここの光強度
Ｐoptは無視できるほど小さい。レーザダイオード電流
が閾値電流Ｉthを越える特性曲線部分からは光強度Ｐ
optが発生し、この部分は格段に大きな傾きを有する。
動作点（Ｉm，Ｐm）がそこにプロットされている。落ち
込み部とこの動作点との間の特性曲線領域は直線区間に
より良好に近似することができる。動作点より上では特
性曲線は明らかに平坦になる。この過度の平坦化はとく
に、レーザダイオードの温度が上昇するかまたはレーザ
ダイオードが老化したときに発生する。温度の上昇また
はレーザダイオードの老化により、閾値電流Ｉthより上
の特性曲線の傾きは低減する。さらに閾値電流Ｉthも増
大する。
【００２２】線図の下には例として、レーザダイオード
電流Ｉlaserの時間による変動が示されている。レーザ
ダイオード電流Ｉlaserはバイアス電流Ｉ0、変調電流Ｉ
modおよびパイロット電流Ｉpilotからなる。バイアス電
流Ｉ0は純粋に直流電流である。これによりレーザダイ
オード電流Ｉlaserは常に閾値電流Ｉthよりも大きくな
る。変調電流Ｉmodはこの実施例では、高周波の２値デ
ータ信号により変調される。この２値データ信号の周波
数は１４０ＭＨｚより上の領域にある。レーザダイオー
ド電流Ｉlaserの第３の成分は、パイロット電流Ｉpilot
である。このパイロット電流は数ｋＨｚの領域を有する
デジタルパイロット信号により変調されている。変調電
流Ｉmodが２値信号を表すように、パイロット電流Ｉ
pilotも行う。２つの２値状態“０”と“１”はゼロ変
調電流と最大変調電流によってそれぞれ表される。パイ
ロット電流Ｉpilotの伝送率はこの実施例では３．５ｋ
Ｈｚである。パイロット電流Ｉpilotの振幅は、変調電
流Ｉmodの振幅の百分の一の大きさである。そのため、
パイロット電流Ｉpilotは変調電流Ｉmodと比較して正し
い尺度では図示されていない。
電流Ｉlaserの時間による変動が示されている。レーザ
ダイオード電流Ｉlaserはバイアス電流Ｉ0、変調電流Ｉ
modおよびパイロット電流Ｉpilotからなる。バイアス電
流Ｉ0は純粋に直流電流である。これによりレーザダイ
オード電流Ｉlaserは常に閾値電流Ｉthよりも大きくな
る。変調電流Ｉmodはこの実施例では、高周波の２値デ
ータ信号により変調される。この２値データ信号の周波
数は１４０ＭＨｚより上の領域にある。レーザダイオー
ド電流Ｉlaserの第３の成分は、パイロット電流Ｉpilot
である。このパイロット電流は数ｋＨｚの領域を有する
デジタルパイロット信号により変調されている。変調電
流Ｉmodが２値信号を表すように、パイロット電流Ｉ
pilotも行う。２つの２値状態“０”と“１”はゼロ変
調電流と最大変調電流によってそれぞれ表される。パイ
ロット電流Ｉpilotの伝送率はこの実施例では３．５ｋ
Ｈｚである。パイロット電流Ｉpilotの振幅は、変調電
流Ｉmodの振幅の百分の一の大きさである。そのため、
パイロット電流Ｉpilotは変調電流Ｉmodと比較して正し
い尺度では図示されていない。
【００２３】レーザダイオード特性曲線の右側には光強
度Ｐoptの時間による変動が示されている。この変動は
上記のレーザダイオード電流Ｉlaserに相応する。光強
度Ｐo ptはレーザダイオード特性曲線に依存し、その時
間による変動はパルスシーケンスを表す。このパルスシ
ーケンスには付加的に直流成分Ｐ0（休止状態での光強
度）が重畳されている。この直流成分Ｐ0はバイアス電
流Ｉ0の高さにより決定される。パルスの高さＰmaxは、
変調電流Ｉmodとパイロット電流Ｉpilotの振幅により決
定される。例えば論理１は高さＰmaxのパルスにより表
され、論理ゼロは光強度Ｐ0を有するパルス休止によっ
て表される。
度Ｐoptの時間による変動が示されている。この変動は
上記のレーザダイオード電流Ｉlaserに相応する。光強
度Ｐo ptはレーザダイオード特性曲線に依存し、その時
間による変動はパルスシーケンスを表す。このパルスシ
ーケンスには付加的に直流成分Ｐ0（休止状態での光強
度）が重畳されている。この直流成分Ｐ0はバイアス電
流Ｉ0の高さにより決定される。パルスの高さＰmaxは、
変調電流Ｉmodとパイロット電流Ｉpilotの振幅により決
定される。例えば論理１は高さＰmaxのパルスにより表
され、論理ゼロは光強度Ｐ0を有するパルス休止によっ
て表される。
【００２４】レーザダイオード特性曲線の形状は上に述
べたように温度上昇または老化プロセスの結果で変化す
るから、光強度Ｐoptの調整が必要である。例えば直流
成分Ｐ0と光強度Ｐoptのパルスの高さＰmaxは一定値に
調整される。このことは光強度Ｐoptの平均値Ｐmといわ
ゆる減衰係数（これはＰmaxに対するＰ0の比を表す）を
一定値に調整するのと同じように重要である。
べたように温度上昇または老化プロセスの結果で変化す
るから、光強度Ｐoptの調整が必要である。例えば直流
成分Ｐ0と光強度Ｐoptのパルスの高さＰmaxは一定値に
調整される。このことは光強度Ｐoptの平均値Ｐmといわ
ゆる減衰係数（これはＰmaxに対するＰ0の比を表す）を
一定値に調整するのと同じように重要である。
【００２５】ＰＩコントローラＰＩと調整パラメータＵ
mが平均値Ｐmを調整するために設けられる。ＰＩコント
ローラの入力側には基準値Ｕm,sollが供給され、また調
整パラメータは平均値Ｐmに比例する。入力パラメータ
間の差に依存してＰＩコントローラＰＩは変調電流Ｉ
modの変調度を調整する。レーザダイオード特性曲線を
モディファイすることによりバイアス電流Ｉ0も再調整
される。したがってバイアス電流Ｉ0はレーザダイオー
ド特性曲線の簡単化モデルのために計算される。という
のはレーザダイオードの動作中にレーザダイオード特性
曲線を正確に測定することは不可能だからである。特性
曲線の簡単化モデルは、レーザダイオード電流Ｉlaser
が閾値電流Ｉthより小さいかまたは等しいとき、光強度
Ｐoptはゼロに等しいと仮定する。閾値電流Ｉthより大
きなレーザダイオード電流に対しては線形の特性曲線が
プロットされる。特性曲線のこの部分は傾きｋ0と動作
点（Ｉm，Ｐm）により決定される。傾きｋ0は、最大光
強度Ｐmax領域でのレーザダイオードの非線形特性曲線
の傾きまたは微分商に相応する。平均値Ｐmは固定であ
る。この値は連続的にレーザダイオードの動作中に、Ｐ
ＩコントローラＰＩにより再調整される。電流Ｉmはレ
ーザダイオード電流Ｉlaserの平均値を表す。この値は
記憶されたバイアス電流Ｉ0の和と変調電流Ｉmodの電流
パルスの高さの半分に基づいて計算または検出される。
ここではパイロット電流は変調電流と比較して無視でき
るほど小さく、検出に使用できる時間Ｉmは変調電流Ｉ
modのパルス期間と比較して長いことが前提とされてい
る。さらにパルスまたはパルス休止の発生頻度は変調電
流Ｉmodの発生頻度と同じことも前提とされている。
mが平均値Ｐmを調整するために設けられる。ＰＩコント
ローラの入力側には基準値Ｕm,sollが供給され、また調
整パラメータは平均値Ｐmに比例する。入力パラメータ
間の差に依存してＰＩコントローラＰＩは変調電流Ｉ
modの変調度を調整する。レーザダイオード特性曲線を
モディファイすることによりバイアス電流Ｉ0も再調整
される。したがってバイアス電流Ｉ0はレーザダイオー
ド特性曲線の簡単化モデルのために計算される。という
のはレーザダイオードの動作中にレーザダイオード特性
曲線を正確に測定することは不可能だからである。特性
曲線の簡単化モデルは、レーザダイオード電流Ｉlaser
が閾値電流Ｉthより小さいかまたは等しいとき、光強度
Ｐoptはゼロに等しいと仮定する。閾値電流Ｉthより大
きなレーザダイオード電流に対しては線形の特性曲線が
プロットされる。特性曲線のこの部分は傾きｋ0と動作
点（Ｉm，Ｐm）により決定される。傾きｋ0は、最大光
強度Ｐmax領域でのレーザダイオードの非線形特性曲線
の傾きまたは微分商に相応する。平均値Ｐmは固定であ
る。この値は連続的にレーザダイオードの動作中に、Ｐ
ＩコントローラＰＩにより再調整される。電流Ｉmはレ
ーザダイオード電流Ｉlaserの平均値を表す。この値は
記憶されたバイアス電流Ｉ0の和と変調電流Ｉmodの電流
パルスの高さの半分に基づいて計算または検出される。
ここではパイロット電流は変調電流と比較して無視でき
るほど小さく、検出に使用できる時間Ｉmは変調電流Ｉ
modのパルス期間と比較して長いことが前提とされてい
る。さらにパルスまたはパルス休止の発生頻度は変調電
流Ｉmodの発生頻度と同じことも前提とされている。
【００２６】図２変調電流Ｉmodとバイアス電流Ｉ0を調
整するための基本ブロック回路図を示す。回路ブロック
ａは入力側に調整パラメータＵmが供給されるように構
成されている。この回路ブロックａはコントローラを有
し、コントローラは調整パラメータＵmを基準値と比較
し、Ｉmodの振幅を決定する。回路ブロックｂの入力側
には調整パラメータＵm、測定パラメータＵdoおよび回
路ブロックａの出力信号Ｉmodが供給される。回路ブロ
ックｂは評価ユニットを有し、評価ユニットは３つの入
力パラメータに基づいてバイアス電流Ｉ0を決定する。
整するための基本ブロック回路図を示す。回路ブロック
ａは入力側に調整パラメータＵmが供給されるように構
成されている。この回路ブロックａはコントローラを有
し、コントローラは調整パラメータＵmを基準値と比較
し、Ｉmodの振幅を決定する。回路ブロックｂの入力側
には調整パラメータＵm、測定パラメータＵdoおよび回
路ブロックａの出力信号Ｉmodが供給される。回路ブロ
ックｂは評価ユニットを有し、評価ユニットは３つの入
力パラメータに基づいてバイアス電流Ｉ0を決定する。
【００２７】図３は、適用された光学的伝送装置のブロ
ック回路図を示す。回路ブロック１は回路構成の光学的
部分を有する。これは、光強度Ｐoptを有する光を形成
するレーザダイオード２と、これに結合されモニタダイ
オードとして動作するホトダイオード３により構成され
る。ホトダイオード３は光電流Ｉphotoを形成し、この
光電流は光強度Ｐoptに比例する。光電流Ｉphotoは光電
圧Ｕphotoに電流／電圧変換器４により変換される。光
電圧Ｕphotoはローパスフィルタ９に供給され、これの
出力側では電圧Ｕmが得られる。この電圧は光電流Ｉ
photo平均値に比例する。電圧Ｕphotoはさらにローパス
フィルタ５に供給される。これの出力側は肺パスフィル
タ６の入力側に接続されている。ローパスフィルタ５の
遮断周波数は１００ｋＨｚであり、ハイパスフィルタ６
の遮断周波数は１ｋＨｚである。したがってこれら２つ
の回路素子はバンドパスフィルタの機能を有する。ハイ
パスフィルタ６の出力信号は復調器（４象限乗算器）に
供給される。この復調器は、パイロット周波数ｆpilot
が使用されている間、バンドパス信号を復調する。ロー
パスフィルタは復調出力成分の高周波スペクトル成分を
減衰し、その直流成分を測定パラメータＵdoとして形成
する。調整パラメータＵm、基準値Ｕm,sollおよび測定
パラメータＵdoはマイクロコントローラ１３の３つの入
力側に供給される。マイクロコントローラ１３の３つの
入力側には３つのアナログ／デジタル変換器１０、１
１、１２が配置されている。これらは３つの入力パラメ
ータをデジタル化する。以下、同種の基準が同種のデジ
タルパラメータおよびアナログパラメータに対して使用
される。マイクロコントローラ１３は減算器１４を有
し、この減算器はＵm,sollとＵmの差を形成する。この
差はＰＩコントローラ１５の入力側に供給される。異な
る形式のコントローラ、例えばＰＩＤコントローラを使
用することもできる。コントローラ１５は第１の設定パ
ラメータＵmodを形成する。コントローラ１５の出力側
はさらにマイクロコントローラ１３の第１の出力側に接
続されている。マイクロコントローラ１３はさらに評価
回路１６を有し、この評価回路はメモリ２８を有する。
この評価回路１６の３つの入力側にはパラメータ
Ｕmod，ＵmおよびＵdoがデジタルで伝送される。これら
のパラメータはさらに評価回路１６により第２の設定パ
ラメータＵ0に後で説明する計算動作に従って処理され
る。第２の設定パラメータはマイクロコントローラ１３
の第２の出力側で得られる。
ック回路図を示す。回路ブロック１は回路構成の光学的
部分を有する。これは、光強度Ｐoptを有する光を形成
するレーザダイオード２と、これに結合されモニタダイ
オードとして動作するホトダイオード３により構成され
る。ホトダイオード３は光電流Ｉphotoを形成し、この
光電流は光強度Ｐoptに比例する。光電流Ｉphotoは光電
圧Ｕphotoに電流／電圧変換器４により変換される。光
電圧Ｕphotoはローパスフィルタ９に供給され、これの
出力側では電圧Ｕmが得られる。この電圧は光電流Ｉ
photo平均値に比例する。電圧Ｕphotoはさらにローパス
フィルタ５に供給される。これの出力側は肺パスフィル
タ６の入力側に接続されている。ローパスフィルタ５の
遮断周波数は１００ｋＨｚであり、ハイパスフィルタ６
の遮断周波数は１ｋＨｚである。したがってこれら２つ
の回路素子はバンドパスフィルタの機能を有する。ハイ
パスフィルタ６の出力信号は復調器（４象限乗算器）に
供給される。この復調器は、パイロット周波数ｆpilot
が使用されている間、バンドパス信号を復調する。ロー
パスフィルタは復調出力成分の高周波スペクトル成分を
減衰し、その直流成分を測定パラメータＵdoとして形成
する。調整パラメータＵm、基準値Ｕm,sollおよび測定
パラメータＵdoはマイクロコントローラ１３の３つの入
力側に供給される。マイクロコントローラ１３の３つの
入力側には３つのアナログ／デジタル変換器１０、１
１、１２が配置されている。これらは３つの入力パラメ
ータをデジタル化する。以下、同種の基準が同種のデジ
タルパラメータおよびアナログパラメータに対して使用
される。マイクロコントローラ１３は減算器１４を有
し、この減算器はＵm,sollとＵmの差を形成する。この
差はＰＩコントローラ１５の入力側に供給される。異な
る形式のコントローラ、例えばＰＩＤコントローラを使
用することもできる。コントローラ１５は第１の設定パ
ラメータＵmodを形成する。コントローラ１５の出力側
はさらにマイクロコントローラ１３の第１の出力側に接
続されている。マイクロコントローラ１３はさらに評価
回路１６を有し、この評価回路はメモリ２８を有する。
この評価回路１６の３つの入力側にはパラメータ
Ｕmod，ＵmおよびＵdoがデジタルで伝送される。これら
のパラメータはさらに評価回路１６により第２の設定パ
ラメータＵ0に後で説明する計算動作に従って処理され
る。第２の設定パラメータはマイクロコントローラ１３
の第２の出力側で得られる。
【００２８】第１の設定パラメータＵmodはデジタル／
アナログ変換器１７によりアナログの第１設定パラメー
タＵmod（直流電圧）に変換される。Ｕmodは電圧／電流
変換器２０の入力側に供給される。電圧／電流変換器の
出力側は乗算器２２の入力側に接続されている。乗算器
２２は入力信号をパルス状の２値信号により乗算する。
この２値信号は３．５ｋＨｚの周波数を有する。乗算器
２２の出力信号は加算器２３の第１の入力側に供給され
る。電圧／電流変換器２１は、電圧／電流変換器２０お
よび乗算器２２と並列に配置されている。変換器２１は
直流電圧Ｕmodを直流電流に変換する。この直流電流は
電圧／電流変換器２０の出力側から直流電流よりも格段
に、この実施例では係数１００だけ大きい。このように
形成された直流電流は加算器２３の第２の入力側に供給
される。このように形成された、加算器２３の出力側か
らの電流の和はレーザドライバ２４に供給される。レー
ザドライバは実質的に、他の乗算器２５と増幅器２６を
有する。乗算器２５は電流和を、周波数ｆDのパルス状
２値データ信号により乗算する。周波数ｆDは本実施例
では１４０ＭＨｚ以上の領域にある。パイロット電流Ｉ
pilotと変調電流Ｉmodの和はレーザドライバ２４の出力
側から出力される。この和は加算器２７に供給される。
電圧／電流変換器１９の出力側からのバイアス電流Ｉ0
は加算器２７の別の入力側に供給される。この電圧／電
流変換器１９の入力側には、デジタル／アナログ変換器
１８によりデジタルからアナログ信号に変換された第２
の設定パラメータＵ0が供給される。第２の設定パラメ
ータＵ0はバイアス電流Ｉ0に比例する。レーザダイオー
ドを駆動するレーザ電流Ｉlaserは加算器２７の出力側
から出力される。レーザ電流Ｉlaserは、Ｉpilot，Ｉ
modおよびＩ0の和により形成される。
アナログ変換器１７によりアナログの第１設定パラメー
タＵmod（直流電圧）に変換される。Ｕmodは電圧／電流
変換器２０の入力側に供給される。電圧／電流変換器の
出力側は乗算器２２の入力側に接続されている。乗算器
２２は入力信号をパルス状の２値信号により乗算する。
この２値信号は３．５ｋＨｚの周波数を有する。乗算器
２２の出力信号は加算器２３の第１の入力側に供給され
る。電圧／電流変換器２１は、電圧／電流変換器２０お
よび乗算器２２と並列に配置されている。変換器２１は
直流電圧Ｕmodを直流電流に変換する。この直流電流は
電圧／電流変換器２０の出力側から直流電流よりも格段
に、この実施例では係数１００だけ大きい。このように
形成された直流電流は加算器２３の第２の入力側に供給
される。このように形成された、加算器２３の出力側か
らの電流の和はレーザドライバ２４に供給される。レー
ザドライバは実質的に、他の乗算器２５と増幅器２６を
有する。乗算器２５は電流和を、周波数ｆDのパルス状
２値データ信号により乗算する。周波数ｆDは本実施例
では１４０ＭＨｚ以上の領域にある。パイロット電流Ｉ
pilotと変調電流Ｉmodの和はレーザドライバ２４の出力
側から出力される。この和は加算器２７に供給される。
電圧／電流変換器１９の出力側からのバイアス電流Ｉ0
は加算器２７の別の入力側に供給される。この電圧／電
流変換器１９の入力側には、デジタル／アナログ変換器
１８によりデジタルからアナログ信号に変換された第２
の設定パラメータＵ0が供給される。第２の設定パラメ
ータＵ0はバイアス電流Ｉ0に比例する。レーザダイオー
ドを駆動するレーザ電流Ｉlaserは加算器２７の出力側
から出力される。レーザ電流Ｉlaserは、Ｉpilot，Ｉ
modおよびＩ0の和により形成される。
【００２９】光学的伝送器が初めて光学的通信装置に使
用されるとき、休止状態の光強度Ｐ0と発生さるべき最
大光強度Ｐmaxとが所望の値に設定される。ＵmodとＩ0
は適切な初期値に設定される。したがって固定している
のは、レーザダイオードの光強度の所望の平均値であ
る。この平均値は、パルスとパルス休止が均一に分散し
ているとき（Ｐ0＋Ｐmax）／２に等しい。すなわち減衰
係数に相応する。レーザダイオード特性曲線が老化や温
度に依存する環境のため平坦化パターンを示したとき
に、光強度Ｐoptを実質的に一定レベルに維持するため
制御回路３２が挿入されている。レーザダイオード２に
結合されたホトダイオード３の光電流Ｉphotoがバイア
ス電流Ｉ0と変調電流Ｉmodの振幅の設定に使用される。
ホトダイオード３はローパスろ波作用を有し、その遮断
周波数はデータ信号の周波数ｆDより低いから、光電流
Ｉphotoを基礎とするＰ0とＰmaxに関しては何もいうべ
きことはない。したがってパイロット信号がレーザダイ
オードの出力信号に重畳されている。このパイロット信
号は周波数ｆpilot（これはホトダイオードのローパス
遮断周波数よりも低い）を有するパイロット電流Ｉ
pilotから形成される。したがってパイロット周波数ｆ
pilotはホトダイオード３の阻止領域にはない。第１お
よび第２の設定パラメータＵm，Ｕdoはそれぞれ上に述
べたように、光電流Ｉpho toから導出される。Ｕmは光電
流Ｉphotoの平均値に比例し、したがってレーザダイオ
ード２の光強度Ｐoptの平均値Ｐmに比例する。Ｕdoは周
波数がパイロット電流Ｉpilotの基本周波数に等しい光
電流Ｉphotoの成分の振幅に比例し、したがってＰmax領
域におけるレーザダイオード特性曲線の傾きまたは微分
商ｋ0に比例する。
用されるとき、休止状態の光強度Ｐ0と発生さるべき最
大光強度Ｐmaxとが所望の値に設定される。ＵmodとＩ0
は適切な初期値に設定される。したがって固定している
のは、レーザダイオードの光強度の所望の平均値であ
る。この平均値は、パルスとパルス休止が均一に分散し
ているとき（Ｐ0＋Ｐmax）／２に等しい。すなわち減衰
係数に相応する。レーザダイオード特性曲線が老化や温
度に依存する環境のため平坦化パターンを示したとき
に、光強度Ｐoptを実質的に一定レベルに維持するため
制御回路３２が挿入されている。レーザダイオード２に
結合されたホトダイオード３の光電流Ｉphotoがバイア
ス電流Ｉ0と変調電流Ｉmodの振幅の設定に使用される。
ホトダイオード３はローパスろ波作用を有し、その遮断
周波数はデータ信号の周波数ｆDより低いから、光電流
Ｉphotoを基礎とするＰ0とＰmaxに関しては何もいうべ
きことはない。したがってパイロット信号がレーザダイ
オードの出力信号に重畳されている。このパイロット信
号は周波数ｆpilot（これはホトダイオードのローパス
遮断周波数よりも低い）を有するパイロット電流Ｉ
pilotから形成される。したがってパイロット周波数ｆ
pilotはホトダイオード３の阻止領域にはない。第１お
よび第２の設定パラメータＵm，Ｕdoはそれぞれ上に述
べたように、光電流Ｉpho toから導出される。Ｕmは光電
流Ｉphotoの平均値に比例し、したがってレーザダイオ
ード２の光強度Ｐoptの平均値Ｐmに比例する。Ｕdoは周
波数がパイロット電流Ｉpilotの基本周波数に等しい光
電流Ｉphotoの成分の振幅に比例し、したがってＰmax領
域におけるレーザダイオード特性曲線の傾きまたは微分
商ｋ0に比例する。
【００３０】レーザダイオードの所望の平均光強度Ｐm
は基準値Ｕm,sollにより設定される。変調電流Ｉmodの
振幅を決定する設定パラメータＵmodを再調整すること
により、コントローラ１５はＰmを一定レベルに維持す
る。
は基準値Ｕm,sollにより設定される。変調電流Ｉmodの
振幅を決定する設定パラメータＵmodを再調整すること
により、コントローラ１５はＰmを一定レベルに維持す
る。
【００３１】以下どのようにバイアス電流Ｉ0が評価回
路１６の３つの入力パラメータＵmod，ＵmおよびＵdoか
ら形成されるのか、またはこれらの比例するパラメータ
Ｉmod，Ｉmおよびｋ0から形成されるのかを説明する。
レーザ電流Ｉlaserの平均値Ｉmの推定値は、 Ｉm＝Ｉ0,alt＋Ｉmod／２ （１） から計算することができる。ここでＩ0,altは前に算出
されメモリ２８に記憶されたバイアス電流Ｉ0である。
Ｉmodは比例係数を考慮して設定パラメータＵmodから直
接導出される。傾きまたは微分商ｋ0は ｋ0＝ｋ（Ｕdo／Ｕmod） （２） から得られる。ここでＵdoは、最大光強度Ｐmaxでのレ
ーザダイオード特性曲線の傾きまたは微分商ｋ0に比例
する。制御回路３２の利得係数または減衰係数は係数ｋ
に考慮されている。設定パラメータＵmodはｋ0の計算で
重要である。というのはパイロット電流Ｉpilotの振幅
は一定ではなくＵmodから送出されるからである。レー
ザダイオード特性曲線の線形化モデルが使用されるなら
ば、閾値Ｉthは Ｉth＝Ｉm−Ｐm／ｋ0 （３） である。この場合平均光強度Ｐmはマイクロコントロー
ラ１３の入力パラメータＵmにより定められる。最後に
バイアス電流Ｉ0は Ｉ0＝Ｉth＋Ｐ0／ｋ0 （４） により得られる。休止状態での光強度Ｐ0は所定の定数
パラメータである。Ｉthとｋ0は式（１）〜（３）から
算出される。
路１６の３つの入力パラメータＵmod，ＵmおよびＵdoか
ら形成されるのか、またはこれらの比例するパラメータ
Ｉmod，Ｉmおよびｋ0から形成されるのかを説明する。
レーザ電流Ｉlaserの平均値Ｉmの推定値は、 Ｉm＝Ｉ0,alt＋Ｉmod／２ （１） から計算することができる。ここでＩ0,altは前に算出
されメモリ２８に記憶されたバイアス電流Ｉ0である。
Ｉmodは比例係数を考慮して設定パラメータＵmodから直
接導出される。傾きまたは微分商ｋ0は ｋ0＝ｋ（Ｕdo／Ｕmod） （２） から得られる。ここでＵdoは、最大光強度Ｐmaxでのレ
ーザダイオード特性曲線の傾きまたは微分商ｋ0に比例
する。制御回路３２の利得係数または減衰係数は係数ｋ
に考慮されている。設定パラメータＵmodはｋ0の計算で
重要である。というのはパイロット電流Ｉpilotの振幅
は一定ではなくＵmodから送出されるからである。レー
ザダイオード特性曲線の線形化モデルが使用されるなら
ば、閾値Ｉthは Ｉth＝Ｉm−Ｐm／ｋ0 （３） である。この場合平均光強度Ｐmはマイクロコントロー
ラ１３の入力パラメータＵmにより定められる。最後に
バイアス電流Ｉ0は Ｉ0＝Ｉth＋Ｐ0／ｋ0 （４） により得られる。休止状態での光強度Ｐ0は所定の定数
パラメータである。Ｉthとｋ0は式（１）〜（３）から
算出される。
【００３２】レーザダイオードの特性曲線が温度または
老化条件のため平坦化パターンを示すと、まず迅速に応
答するコントローラ１５が所定の平均光強度Ｐmを一定
レベルに維持するため第１の設定パラメータＵmodまた
は変調電流Ｉmodのレベルを高める。評価回路１６は式
（１）〜（４）に従ってバイアス電流Ｉ0を上昇させ
る。このようにしてレーザダイオード電流の平均値Ｉm
が、変調電流Ｉmodの上昇により式（１）に従って上昇
する。これにより式（３）によれば、閾値Ｉthの計算の
際に比較的に高い値が得られることとなる。低減された
ｋ0による加数Ｐm／ｋ0の上昇は過補償される。式
（４）のこの結果によってＩ0が上昇する。レーザダイ
オード特性曲線の平坦化は閾値の上昇と結び付いている
が、バイアス電流Ｉ0が閾値電流Ｉthより小さくなるこ
とは回避される。レーザダイオードの出力信号のひずみ
は回避される。このようにして制御回路３２はさらに平
均値Ｐmと光強度Ｐoptの減衰係数が実質的に一定に留ま
ることを保証する。
老化条件のため平坦化パターンを示すと、まず迅速に応
答するコントローラ１５が所定の平均光強度Ｐmを一定
レベルに維持するため第１の設定パラメータＵmodまた
は変調電流Ｉmodのレベルを高める。評価回路１６は式
（１）〜（４）に従ってバイアス電流Ｉ0を上昇させ
る。このようにしてレーザダイオード電流の平均値Ｉm
が、変調電流Ｉmodの上昇により式（１）に従って上昇
する。これにより式（３）によれば、閾値Ｉthの計算の
際に比較的に高い値が得られることとなる。低減された
ｋ0による加数Ｐm／ｋ0の上昇は過補償される。式
（４）のこの結果によってＩ0が上昇する。レーザダイ
オード特性曲線の平坦化は閾値の上昇と結び付いている
が、バイアス電流Ｉ0が閾値電流Ｉthより小さくなるこ
とは回避される。レーザダイオードの出力信号のひずみ
は回避される。このようにして制御回路３２はさらに平
均値Ｐmと光強度Ｐoptの減衰係数が実質的に一定に留ま
ることを保証する。
【００３３】図４は光学的伝送装置を示す。光学的伝送
器２９の構成と機能は図１から図３に記載されている。
さらに光導波体伝送リンク３０が伝送器２９により形成
された光信号を伝送するために設けられている。伝送経
路３０の他方の端部には信号を受信するための光学的受
信器３１が設けられている。
器２９の構成と機能は図１から図３に記載されている。
さらに光導波体伝送リンク３０が伝送器２９により形成
された光信号を伝送するために設けられている。伝送経
路３０の他方の端部には信号を受信するための光学的受
信器３１が設けられている。
【００３４】
【発明の効果】本発明により、老化に起因してレーザダ
イオード特性曲線に過度の平坦化が生じても伝送装置の
機能が保証され、またレーザダイオードの休止状態の光
強度と最大光強度とが一定のレベルに維持される。
イオード特性曲線に過度の平坦化が生じても伝送装置の
機能が保証され、またレーザダイオードの休止状態の光
強度と最大光強度とが一定のレベルに維持される。
【図１】本発明を説明するためのレーザダイオード特性
曲線を示す線図である。
曲線を示す線図である。
【図２】使用される制御回路のブロック回路図である。
【図３】本発明の光学的伝送器のブロック回路図であ
る。
る。
【図４】図３の光学的伝送器を有する伝送装置のブロッ
ク回路図である。
ク回路図である。
２ レーザダイオード ３ ホトダイオード ４ 電流／電圧変換器 ３２ 制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 10/28 10/26 (72)発明者 フーベルト カール ドイツ連邦共和国 ノイマルクト ジーク フリートシュトラーセ ５
Claims (9)
- 【請求項１】 レーザダイオード（２）と、該レーザダ
イオードに結合されたホトダイオード（３）と、光強度
（Ｐopt）を調整するための制御回路（３２）とを有
し、 前記ホトダイオードの光電流（Ｉphoto）は制御回路に
供給され、 前記制御回路は変調電流（Ｉmod）およびバイアス電流
（Ｉ0）のために第１および第２の設定パラメータ（Ｕ
mod，Ｕ0）を発生し、 さらに光強度（Ｐopt）と、レーザダイオードを流れる
レーザ電流（Ｉlaser）から微分商（ｋ0）を導出するた
めの手段を有する光学的伝送装置において、 前記制御回路（３２）には、光電流（Ｉphoto）の平均
値から導出された調整パラメータ（Ｕm）から第１の設
定パラメータ（Ｕmod）を形成するための手段と、 測定した微分商（ｋ0）、光強度（Ｐopt）の平均値（Ｐ
m）およびレーザダイオード電流（Ｉlaser）の平均値か
ら第２の設定パラメータ（Ｕ0）を形成するための手段
とが設けられていることを特徴とする光学的伝送装置。 - 【請求項２】制御回路（３２）には、レーザダイオード
電流（Ｉlaser）の平均値（Ｉm）を変調電流（Ｉmod）
の平均値（Ｉmod／２）の和および前もって検出し記憶
したバイアス電流値（Ｉ0,alt）から形成するための手
段が設けられている請求項１記載の光学的伝送装置。 - 【請求項３】 制御回路（３２）には、コントローラ
（１５）の出力側にて得られる第１の設定パラメータ
（Ｕmod）をバイアス電流（Ｉ0）の決定のために使用す
る手段が設けられている請求項１または２記載の光学的
伝送装置。 - 【請求項４】 変調手段（２２）が、レーザ電流（Ｉ
laser）をパイロット電流（Ｉpilot）で変調するために
設けられており、 制御回路（３２）には測定パラメータ（Ｕdo）を計算す
ることにより微分商(ｋ0）を検出するための手段が設け
られており、 前記測定パラメータ、パイロット電流（Ｉpilot）の基
本周波数に等しい周波数を有する光電流（Ｉphoto）の
成分の振幅に相応する請求項１から３までのいずれか１
項記載の光学的伝送装置。 - 【請求項５】 第１の設定パラメータ（Ｕmod）はパイ
ロット電流（Ｉpilot）の振幅を設定する請求項４記載
の光学的伝送装置。 - 【請求項６】 回路ブロック（１６）が設けられてお
り、該回路ブロックは第２の設定パラメータ（Ｕ0）を
形成するために使用され、 調整パラメータ（Ｕm），測定パラメータ（Ｕdo）およ
び第１の設定パラメータ（Ｕmod）が当該回路ブロック
（１６）の入力側に供給され、 回路ブロック（１６）は少なくとも１つのバイアス電流
値（Ｉ0）を記憶するためのメモリを有する請求項１か
ら５までのいずれか１項記載の光学的伝送装置。 - 【請求項７】 バンドパスフィルタ（５、６）、復調器
（７）および実質的なローパスフィルタ（８）が、測定
パラメータ（Ｕdo）を光電流（Ｉphoto）から検出する
ために設けられている請求項１から６までのいずれか１
項記載の光学的伝送装置。 - 【請求項８】 コントローラ（１５）および／または回
路ブロック（１６）はデジタル回路に実現されている請
求項１から７までのいずれか１項記載の光学的伝送装
置。 - 【請求項９】 レーザダイオード（２）と、レーザダイ
オードに結合されたホトダイオード（３）と、光強度
（Ｐopt）を調整するための制御回路（３２）とを有
し、 前記ホトダイオードの光電流（Ｉphoto）は制御回路に
供給され、 前記制御回路は、変調電流（Ｉmod）およびバイアス電
流（Ｉ0）に対して第１および第２の設定パラメータ
（Ｕmod，Ｕ0）を検出し、 さらに光強度（Ｐopt）と、レーザダイオードを流れる
レーザ電流（Ｉlaser）から微分商（ｋ0）を導出するた
めの手段を有する光学的送信機において、 前記制御回路（３２）には、光電流（Ｉphoto）の平均
値から導出された調整パラメータ（Ｕm）から第１の設
定パラメータ（Ｕmod）を形成するための手段と、 測定した微分商（ｋ0）、光強度（Ｐopt）の平均値（Ｐ
m）およびレーザダイオード電流（Ｉlaser）の平均値か
ら第２の設定パラメータ（Ｕ0）を形成するための手段
とが設けられていることを特徴とする光学的送信機。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4316811A DE4316811A1 (de) | 1993-05-19 | 1993-05-19 | Optisches Übertragungssystem mit einer Laserdiode |
| DE4316811.6 | 1993-05-19 |
Publications (1)
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|---|---|
| JPH0774704A true JPH0774704A (ja) | 1995-03-17 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6105362A Pending JPH0774704A (ja) | 1993-05-19 | 1994-05-19 | 光学的伝送装置および光学的送信機 |
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| EP (1) | EP0625835A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0774704A (ja) |
| DE (1) | DE4316811A1 (ja) |
| FI (1) | FI942316A (ja) |
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