KR100194485B1

KR100194485B1 - 광통신 모듈

Info

Publication number: KR100194485B1
Application number: KR1019960032818A
Authority: KR
Inventors: 도모히사 이시카와; 가츠히코 하코모리; 다츠야 니시무라
Original assignee: 아끼구사 나오유끼; 후지쓰 가부시키가이샤
Priority date: 1995-08-10
Filing date: 1996-08-07
Publication date: 1999-06-15
Also published as: CN1148763A; JPH0955705A; KR970013899A; EP0759666A3; US5854702A; EP0759666A2; JP3583198B2

Abstract

본 발명은 광통신 모듈에 관한 것으로 TCM 통신 장치의 간단화를 도모하는 것을 목적으로 한다.

송신 신호를 광신호로서 전송로에 송신하고, 전송로에서의 광신호를 수광하는 광송·수신부(11A)와, 상기 송신 신호를 상기 광송·수신부에 부여하는 동시에 상기 광송·수신부의 수광 신호를 수신 신호로서 재생하는 구동부(12A)를 구비한다. 상기 구동부(12A)는 레이저 다이오드(18)를 구동하는 동시에, 송신 상태를 나타내는 송신 상태 표시 신호를 출력하는 레이저 다이오드 구동 회로(30A)와, 레이저 다이오드가 출력하는 광신호의 출력 파워가 일정하게 되도록 레이저 다이오드 구동 회로의 구동 전류를 제어하는 자동 출력 제어 회로(31)와, 수신 신호의 레벨을 일정하게 유지하는 자동 이득 제어 회로(34)와, 송신시에 자동 출력 제어 회로의 제어를 실시하고, 자동 이득 제어 회로의 제어를 정지하며, 수신시에 자동 출력 제어 회로의 제어를 정지하고, 자동 이득 제어 회로의 제어를 실시하도록 시분할로 송수신을 전환하는 송수신 전환 회로(36A)와, 송신 상태 표시 신호가 공급되고, 전환 신호를 생성하면 상기 전환 신호를 송수 전환 회로에 공급하는 전환 신호 생성 회로(50)를 구비한다.

Description

광통신 모듈

본 발명은 광통신 모듈에 관한 것으로, 특히, 시분할 다중 방식에 의해서 1개의 광파이버 케이블상에서 쌍방향 통신을 실현하는 TCM(Time Compression Multiplex ) 통신 시스템에 적용가능한 광통신 모듈에 관한 것이다.

여기서, TCM 통신 시스템에 관해서 간단히 설명한다. 제6(a)도는 광가입자 전송로의 다양한 토폴로지의 한 방식인 TCM을 이용한 수동 더블 스타(PDS) 구성을 도시한다. 이 TCM을 이용한 수동 더블 스타(PDS) 구성에 의하면, 제6(b)도에 도시한 바와 같이, 국(X)(100)측과 각 가입자(A~D)(102~105)측 사이에서 송신/수신을 교대로 시분할로 전환함으로써, 한 개의 광 파이버상에서 쌍방향 전송이 행해진다. 이것을 TCM-TDMA 방식이라고 한다.

국(X)(10)은 스타 커플러(101)를 경유하여 복수의 가입자(A~D)(102~105)측과 접속하고 있다. 국(X)(100)과 스타 커플러(101)는 한 개의 광 파이버(110)를 통해 접속하고 있다.

시스템 초기 설정시, 국(X)(100)은 거리 측정용 펄스를 각 가입자(A~D)(102~105)에 송출하고 그 반환 펄스를 수신함으로써, 국(X)(100)과 각 가입자(A~D)(102~105) 사이의 전송 지연 시간을 측정한다. 그 측정 결과에 기초하여 각 가입자(A~D)(102~105)가 국(X)(100)로부터 정보를 수신할 경우, 다른 가입자와 충돌하지 않고 국(X)(100)에 정보를 송신할 수 있는 송신용 타임 슬롯이 할당된다.

제6(b)도에 있어서, (ⅰ)는 국(X)(100)에서 각 가입자(A~D)(102~105)로의 송신, (ⅱ)는 국(X)(100)로부터의 정보를 수신한 가입자(A)(102)에서 국(X)(100)로의 송신, ⅲ)는 국(X)(100)로부터의 정보를 수신한 가입자(B)(103)에서 국(X)(100)로의 송신을 나타낸다.

제7도는 TCM 광통신 장치의 일부를 구성하는 종래의 광통신 모듈(10)을 도시한다. 광통신 모듈(10)은 송신 신호를 광신호로서 전송로(광 파이버 케이블)(13)로 송신하고, 전송로로부터의 광신호를 수광하는 광송·수신부(11)와, 상기 송신 신호를 광송·수신부(11)에 인가하는 동시에 광송·수신부(11)의 수광 신호를 수신 신호로서 재생하는 구동부(12)로 이루어지며, 프린트 기판상에 실장되어 있다.

광송·수신부(11)는 광커플러합분파기(14)와, 송신 모듈(15)과, 수신 모듈(16)을 구비한다. 제8도에 도시된 바와 같이, 송신 모듈(15)은 받침대(17)상에 발광 소자의 레이저 다이오드(LD)(18)가 수광 소자의 모니터용 포토 다이오드(PD)(19)에서 렌즈(20)측으로, 즉 다시말하면, 전송로측이라는 위치관계에 설치되어 있으면, 렌즈(20)가 있는 커버(21)로 피복된 구조를 가지며, 광 파이버(22)에 대향하고 있다. 모니터용 포토 다이오드(PD)(19)는 레이저 다이오드(LD)(18)로 부터 전방 및 후방에 출사되는 광 중에서, 후방에 출사되는 광을 수광한다. 수신 모듈(16)은 포토 다이오드(PD)(23)를 구비하며, 광 파이버(24)에 대향하고 있다. 구동부(12)는 LD 구동회로(30)와, 자동 출력 제어 회로(APC: Automatic Power Control)(31)와, 임계치 회로(VT)(32)와, 전치증폭기(33)와, 자동 이득 제어 회로(AGC; Automatic Gain Contrl)(34)와, 타이밍 재생/식별 회로(TIM; Timing recover)/DEC(Decision)(35)와, 송수 전환 회로(36)를 구비한다.

LD 구동회로(30)는 입력신호(DATA IN CLK IN)를 인가하고, 이것에 따라서 LD(18)를 구동한다. APC 회로(31)는 모니터용 포토 다이오드(PD)(19)로 수광되는 LD(18)로 부터의 광신호를 모니터하고, LD(18)의 출력 파워가 일정하게 되도록, LD 구동 회로(30)의 구동 전류를 제어한다. 임계치 회로(32)는 LD(18)를 구동하는 구동 임계치 전류를 결정한다. AGC 회로(34)는 수신 신호 레벨을 일정하게 유지한다. 타이밍 재생/식별 회로(35)는 상기 입력 신호로부터 수신 타이밍을 추출하고, 그것을 이용하여 AGC 회로(34)로부터 공급되는 수신 신호의 파형 성형을 행하여, 그 파형 성형된 신호를 외부에 출력한다(DATA OUT CLK OUT).

송수 전환 회로(36)에는 TCM 광통신 장치 본체로부터 송수 전환 신호가 인가된다. 이 송수 전환 회로(36)는 송수 전환 신호에 따라서 송신시에 APC 회로(31)의 제어를 실시하고 AGC 회로(34)의 제어를 정지하며, 수신시에 APC 회로(31)의 제어를 정지하고 AGC 회로(34)의 제어를 실시하도록 시분할로 송수신을 전환한다.

제8도에 도시된 바와 같이, 모니터용 포토 다이오드(PD)(19) 레이저 다이오드(LD)(18)로부터 전방 및 후방에 출사되는 광 중에서, 후방에 출사된 광을 수광하여 모니터하는 구성이다. 이 때문에 예컨대 LD(18)의 열화가 불균일하게 일어나고, 전방에 출사되는 광의 강도와 후방에 출사되는 광의 강도가 불균일하게 되어, 전자가 후자보다 약해진 경우에는 APC 회로(31)의 제어에 따르더라도 LD(18)로부터 전방에 출사되는 광의 강도가 소정의 강도보다 낮아지며, 광 파이버(22)에 입사하는 광의 강도가 소정의 강도보다 낮아지고, TCM 광통신에 이상이 일어날 우려가 있었다. 또한, LD(18) 중 전방만이 열화하고, LD(18)로부터 후방으로는 광이 정상으로 출사하지만, LD(18)로부터 전방으로는 광이 출사하지 않는 경우에는 TCM 광통신에 이상(異常)이 일어나고 있는데도 불구하고 이상을 발견할 수 없게 된다.

또한, 종래의 광통신 모듈(10)은 송수 전환 신호를 TCM 광통신 장치 본체로부터 수득하고 있는 구성이기 때문에, 모듈로의 신호 입력수가 증가하고, TCM 광통신 장치 본체의 구성이 복잡하게 되어 있었다.

본 발명의 목적은 상기 과제를 해결하기 위한 광통신 모듈을 제공하는 것이다.

제1도는 본 발명의 일실시예가 되는 광통신 모듈의 블록도.

제2도는 제1도중의 송신 모듈을 도시한 도면.

제3도는 제2도의 송신 모듈내의 광로를 도시하는 도면.

제4도는 송신 상태 표시 신호와 전환 신호를 도시하는 도면.

제5도는 송신 신호와, 수신 신호와, 전환 신호를 도시하는 도면.

제6도는 TCM 통신의 설명도.

제7도는 종래의 광통신 모듈의 블록도.

제8도는 제7도의 송신 모듈을 도시하는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11A : 광송·수신부 12A : 구동부

13 : 전송로(광 파이버 케이블) 14 : 광커플러합분파기

15A : 송신 모듈 16 : 수신 모듈

17A : 받침대 18 : 레이저 다이오드(LD)

19A : 모니터용 포토 다이오드(PD) 20 : 렌즈

21 : 커버 22 : 광 파이버

23 : 포토 다이오드(PD) 30A : LD 구동 회로

31 : 자동 출력 제어 회로(APC) 32 : 임계치 회로(VT)

33 : 전치증폭기 34 : 자동 이득 제어 회로(AGC)

35 : 타이밍 재생/식별 회로 36A : 송수 전환 회로

40 : 광통신 모듈 41 : 광축

42 : 전방에 출사하는 광 42a : 렌즈에 입사하는 광

42b : 렌즈의 외측에 향하는 광 50 : 전환 신호 생성 회로

200 : 송신 상태 표시 신호 201 : 전환 신호

202 : 입력(송신) 신호 203 : 수신 신호

청구범위 제1항 발명은 송신 신호를 광신호로서 전송로에 송출하는 동시에 해당 전송로에서 광신호를 수광하는 광송·수신부와, 상기 송신 신호를 상기 광송·수신부에 인가하는 동시에 상기 광송·수신부에서 수광한 광신호를 수신 신호로서 재생하는 구동부로 이루어지며, 상기 광송·수신부는 상기 광신호를 출력하는 발광 소자와 상기 전송선로부터의 광신호를 수광하는 수광 소자를 가지며, 상기 구동부는 상기 발광 소자를 구동하는 구동 회로와, 상기 발광 소자가 출력하는 광신호의 출력 파워가 일정하게 되도록 상기 해당 구동 회로의 구동 전류를 제어하는 자동 출력 제어 회로와, 상기 수신 신호의 레벨을 일정하게 유지하는 자동 이득 제어 회로와, 송신시에 상기 자동 출력 제어 회로의 제어를 실시하고, 수신기에 상기 자동 이득 제어 회로의 제어를 실시하도록 송수신을 전환하는 송수 전환 회로를 가지는 광통신 모듈에 있어서, 상기 광송·수신부는 모니터용 수광 소자를 상기 발광 소자로부터 전송로측에 송출되는 광의 일부를 모니터하도록 설치 구성한다.

청구범위 제2항 발명은 청구범위 제1항에 있어서, 구동부는 송신 상태를 나타내는 송신 상태 표시 신호를 출력하는 구동 회로와, 송신 상태 표시 신호가 공급되어 전환 신호를 생성하고, 전환 신호를 상기 송수 전환 회로에 공급하는 전환 신호 생성 회로를 구비한다.

청구범위 제3항 발명은 청구범위 제1항에 있어서, 전송로로부터의 광신호를 수광하는 수광 소자와 상기 모니터용 수광 소자를 동일한 소자로 겸용하도록 구성한다.

청구범위 제1항 발명에 있어서, 광송·수신부는 모니타용 수광 소자를 발광 소자로부터 전송로측에 송출되는 광의 일부를 모니터하도록 설치한 구성는 발광 소자로 부터 나와서 전송로로 전송하는 광의 일부를 모니터하도록 작용한다.

청구범위 제2항 발명에 있어서, 구동부가 송신 상태를 나타내는 송신 상태 표시 신호를 출력하는 구동 회로와, 송신 상태 표시 신호가 공급되어 전환 신호를 생성하고, 전환 신호를 상기 송수 전환 회로에 공급하는 전환 신호 생성 회로를 구비하는 구성은 광통신 모듈의 외부에 전환 신호 발생 장치 설치를 불필요하게 한다.

청구범위 제3항 발명에 있어서, 전송로에서의 광신호를 수광하는 수광 소자와 상기 모니터용 수광 소자를 동일한 소자로 겸용하는 구성은 발광 소자로부터 광 파이버측에 설치된 모니터용 수광 소자가 광신호 수신용에 이용되게 한다.

제1도는 TCM 광통신 장치의 일부를 구성하는 본 발명의 일실시예가 되는 광통신 모듈(40)을 도시한다. 동일 도면 중, 제7도에 나타내는 구성 부분과 동일 구성 부분에는 동일 부호를 붙인다.

광통신 모듈(40)은 송신 신호를 광신호로서 전송로(광 파이버 케이블)(13)에 송신하고 전송로에서의 광신호를 수광하는 광송·수신부(11A)와, 상기 송신 신호를 광송·수신부(11A)에 인가하는 동시에 광송·수신부(11A)의 수광신호를 수신 신호로서 재생하는 구동부(12A)로 이루어지며 프린트 기판상에 실장되어 있다.

광송·수신부(11A)는 광커플러합분파기(14)와, 송신 모듈(15A)과, 수신 모듈(16)을 가진다. 이 광송·수신부(11A)는 송신 모듈(15A)을 제외하고, 제7도의 광송·수신부(11)와 같은 구성이다.

송신 모듈(15A)은 제2도에 도시된 바와 같이, 받침대(17A)상에 레이저 다이오드(LD)(18)가 뒤에, 모니터용 포토 다이오드(PD)(19A)가 앞에, 라는 위치 관계로 설치되어 있으며, 렌즈(20)가 있는 커버(21)로 피복된 구조를 가지며, 광 파이버(22)에 대향하고 있다. 모니터용 포토 다이오드(PD)(19A)는 레이저 다이오드(LD)(18)로부터 앞쪽에, 또한 레이저 다이오드(LD)(18)와 렌즈(20)의 광축(41)에 대하여 치수 e 만큼의 아래쪽 위치에 경사 방향으로 장치되어 있다. 즉, 모니터용 포토 다이오드(PD)(19A)는 제3도에 도시된 바와 같이, 레이저 다이오드(LD)(18)로부터 어느 정도 넓혀져서 전방에 출사되는 광(42) 중 렌즈(20)에 입사하는 광(42a)을 조금도 출사되지 않는 위치로서 상기 광(42) 일부의 광(42b)을 수광하는 위치에 설치되어 있다.

또한, 모니터용 포토 다이오드(PD)(19A)는 APC 회로(31)와 접속하고 있다. 또한, 제3도중, 43은 레이저 다이오드(LD)(18)로부터 후방에 출사되는 광이다. 또한, 모니터용 포토 다이오드(PD)(19A)가 레이저 다이오드(LD)(18)로부터 전방에 배치되어 있기 때문에, 모니터용 포토 다이오드(PD)(19A)를 광신호 수광용과 겸용시키는 것이 가능하다.

구동부(12A)는 LD 구동 회로(30A)와, 자동 출력 제어 회로(APC; Automatic Power Control)(31)와, 임계치 회로(VT)(32)와, 전치증폭기(33)와, 자동 이득 제어 회로(AGC; Automatic Gain Control)(34)와, 타이밍 재생/식별 회로(35)와, 송수 전환 회로(36A)와, 전환 신호 생성 회로(50)를 구비한다. LD 구동 회로(30A)는 제5(a)도에 나타내는 입력(송신) 신호(DATA IN CLK IN)(202)를 인가하여, 이것에 따라서 LD 구동 전류를 출력하여 LD(18)를 구동하는 동시에, 제4(a)도에 나타내는 송신 상태를 나타내는 송신 상태 표시 신호(200)를 출력한다. 이 송신 상태 표시 신호(200)는 LD 구동 전류에 대응하는 신호이고, 전환 신호 생성(45)에 인가된다. APC 회로(31)는 모니터용 포토 다이오드(PD)(19)의 출력이 인가되고, LD(18)이 출력 파워가 일정하게 되도록 LD 구동 회로(30)의 구동 전류를 제어한다. 임계치 회로(32)는 LD(18)를 구동하는 구동 임계치 전류를 결정한다. AGC 회로(34)는 수신 신호 레벨을 일정하게 유지한다. 타이밍 재생/식별 회로(35)는 상기 입력 신호로부터 수신 타이밍을 추출하여, 그것을 이용하여 AGC 회로(34)로부터 공급되는 수신 신호의 파형 성형을 하고, 그리고, 제5(b)도에 나타내는 수신 신호(203)를 외부에 출력한다(DATA OUT CLK OUT).

또, 제6(a)도 중에 표시되는 국(X)(100)으로부터 각 가입자(A~D)(102~105)에 신호 송출의 타이밍이 지시된다. 각 가입자(A~D)(102~105)는 이 지시에 따라서 송신 신호를 작성하여 송출한다. 따라서, 각 가입자(A~D)(102~105)로부터 송출되는 송신 신호 사이에서 충돌은 일어나지 않는다.

전환 신호 생성 회로(50)는 상기 송신 상태 표시 신호가 공급되고, 전환 신호를 생성한다. 전환 신호 생성 회로(50)는 제4(b)도에 도시된 바와 같이, 단속적으로 계속되는 송신 상태 표시 신호(200) 중 하나의 송신 상태 표시 신호가 입력되면 즉시 상승, 송신 상태 표시 신호가 없어진 상태가 소정 시간 계속되면 하강하는 전환 신호(201)를 생성한다.

이 송신 상태 표시 신호(200)가 클럭 신호(CLK IN)와 함께 송수 전환 회로(36)에 인가된다. 이 송수 전환 회로(36)는 송수 전환 신호에 따라서, 송신시에 APC 회로(31)의 제어를 실시하고, AGC 회로(34)의 제어를 정지하며, 수신시에 APC 회로(31)의 제어를 정지하고, AGC 회로(34)의 제어를 실시하도록 시분할로 송수신을 전환한다.

상기 구성의 광통신 모듈(40)은 이하에 진술되는 특징을 가진다.

(1) 구동부(12A)가 그 내부에 전환 신호 생성 회로(50)를 구비하기 때문에, 광통신 모듈(40)의 외부에 전환 신호 생성 수단을 설치할 필요가 없으며, TCM 광통신 장치 본체의 구성을 종래의 구성에 비하여 간단하게 할 수 있다.

(2) 모니터용 포토 다이오드(PD)(19A)가 레이저 다이오드(LD)(18)로부터 전방에 출사되는 광의 일부를 수광하기 때문에, 레이저·다이오드(LD)(18)의 상태를 정확히 할 수 있다. 예컨대, LD(18)로부터 후방에는 광이 정상으로 출사되고 있지만, LD(18)로부터 전방으로는 광이 출사되지 않는 경우에(이 경우에는 TCM 광통신을 할 수 있게 된다), 그 이상을 즉시 발견할 수 있다.

상술된 바와 같이, 청구범위 제1항 발명에 의하면, 광송·수신부를, 모니터용 수광 소자를 발광 소자에서 전송로측에 송출되는 광의 일부를 모니터하도록 설치 구성하기 때문에, 발광 소자에서 광 파이버로 전송하는 광의 일부를 모니터할 수 있다. 따라서, 발광 소자로부터 후방으로는 광이 정상으로 출사하고 있지만, 발광 소자로부터 전방으로는 광이 출사하지 않는 경우에도 이상을 즉시 발견할 수 있으며, TCM 광통신에 있어서의 이상을 높은 신뢰성으로 검출할 수 있다.

청구범위 제2항 발명에 의하면, 구동부가 송신 상태를 나타내는 송신 상태 표시 신호를 출력하는 구동회로와, 송신 상태 표시 신호가 공급되고 전환 신호를 생성하며, 전환 신호를 상기 송수 전환 회로에 공급하는 전환 신호 생성 회로를 구비하기 때문에, 광통신 모듈의 외부에 전환 신호 발생 장치를 설치하는 것이 불필요하게 되며, 따라서, 전환 신호 발생 장치를 광통신 모듈의 외부에 구비한 구성에 비하여 광통신 장치를 보다 간단하게 구성할 수 있다.

청구범위 제3항 발명에 의하면, 전송로에서의 광신호를 수광하는 수광 소자와 상기 모니터용 수광 소자를 동일한 소자로 겸용하는 구성이기 때문에, 구성을 간단하게, 염가로, 소형으로 할 수 있다.

Claims

송신 신호를 광신호로서 전송로에 송출하는 동시에 해당 전송로에서의 광신호를 수광하는 광송·수신부와, 상기 송신 신호를 상기 광송·수신부에 인가하는 동시에 상기 광송·수신부에서 수광한 광신호를 수신 신호로서 재생하는 구동부로 이루어지며, 상기 광송·수신부는 상기 광신호를 출력하는 발광 소자와, 상기 전송로에서이 광신호를 수광하는 수광 소자를 가지며, 상기 구동부는 상기 발광소자를 구동하는 구동회로와, 상기 발광소자가 출력하는 광신호의 출력 전력이 일정하게 되도록 상기 구동 회로의 구동 전류를 제어하는 자동 출력 제어 회로와, 상기 수신 신호의 레벨을 일정하게 유지하는 자동 이득 제어 회로와, 송신시에 상기 자동 출력 제어 회로의 제어를 실시하고, 수신시에 상기 자동 이득 제어 회로의 제어를 실시하도록 송수신을 전환하는 송수 전환 회로를 구비하는 광통신 모듈에 있어서, 상기 광송·수신부는 모니터용 수광 소자가 상기 발광 소자로부터 전송로측에 송출되는 광의 일부를 모니터 하도록 설치 구성한 것을 특징으로 하는 광통신 모듈.
제1항에 있어서, 상기 구동부는 송신 상태를 나타내는 송신 상태 표시 신호를 출력하는 구동 회로와, 상기 송신 상태 표시 신호가 공급되고 전환 신호를 생성하며, 상기 전환 신호를 상기 송수 전환 회로에 공급하는 전환 신호 생성 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 광통신 모듈.
제1항에 있어서, 상기 전송로에서의 광신호를 수광하는 수광 소자와 상기 모니터용 수광 소자를 동일한 소자로 겸용하도록 구성한 것을 특징으로 하는 광통신 모듈.