JP2004056830A - Burst signal extinction ratio control circuit and integrated circuit thereof, burst signal extinction ratio control method, computer program, and laser diode drive circuit - Google Patents
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Abstract
【課題】 高速なバースト信号を光信号に変換するレーザダイオードの消光比を一定に保つ。
【解決手段】 変調電流Imを通常の値としたバースト#1の平均光パワーと変調電流をわずかに増やしたバースト#2の平均光パワーとの差が基準値と等しくなるよう、また、変調電流Imを通常の値としたバースト#3の平均光パワーが基準値と等しくなるように制御する。
【選択図】 図1
To maintain a constant extinction ratio of a laser diode that converts a high-speed burst signal into an optical signal.
SOLUTION: The difference between the average optical power of burst # 1 where modulation current Im is a normal value and the average optical power of burst # 2 where modulation current is slightly increased is equal to a reference value. Control is performed so that the average light power of burst # 3 with Im being a normal value is equal to the reference value.
[Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明はパケット通信におけるデジタルデータの光伝送において使用するレーザダイオードの消光比を制御するバースト信号消光比制御回路及びその集積回路、バースト信号消光比制御方法、コンピュータプログラム並びにレーザダイオード駆動回路に関する。 The present invention relates to a burst signal extinction ratio control circuit for controlling an extinction ratio of a laser diode used in optical transmission of digital data in packet communication, an integrated circuit thereof, a burst signal extinction ratio control method, a computer program, and a laser diode driving circuit.
パケット通信におけるデジタルデータの光伝送を行うために用いられるレーザダイオードの典型的な特性を図4に示す。横軸はレーザダイオードに流れる電流Id、縦軸はレーザダイオードからの光出力パワーPoutである。線甲は、ある温度での特性である。Idを0から徐々に増加させると、初めのうちは光出力パワーPoutは、ほとんど増加しないが閾値電流値を超えたところ(X点)から光出力パワーPoutは比較的線形に増加する。デジタル電気信号を光信号に変換するには、この線形領域を使用する。そのためには「L」を送信するときはバイアス電流Ibを流し、「H」を送信するときにはそれに加えて変調電流Imを流すようにする。これにより、光出力パワーは「L」のときPL、「H」のときPHとなる。
このとき、消光比はPH/PLで定義される。また、デジタル信号のマーク率(複数ビット中の“1”の割合)が0.5であれば平均出力パワー(平均光パワーとも言う)は(PH+PL)/2で表される。
FIG. 4 shows typical characteristics of a laser diode used for optical transmission of digital data in packet communication. The horizontal axis is the current Id flowing through the laser diode, and the vertical axis is the optical output power Pout from the laser diode. The instep is a characteristic at a certain temperature. When Id is gradually increased from 0, initially, the optical output power Pout hardly increases, but the optical output power Pout relatively linearly increases from the point where the threshold current value is exceeded (point X). This linear region is used to convert digital electrical signals into optical signals. To this end, when transmitting "L", the bias current Ib is supplied, and when "H" is transmitted, the modulation current Im is supplied in addition thereto. As a result, the optical output power becomes PL when it is “L” and PH when it is “H”.
At this time, the extinction ratio is defined by PH / PL. If the mark ratio of digital signals (the ratio of “1” in a plurality of bits) is 0.5, the average output power (also referred to as the average light power) is represented by (PH + PL) / 2.
しかしながら、温度変化や経時変化により特性が線乙のようになったとすると、消光比、平均光パワーを等しく保つには、バイアス電流Ibと変調電流Imを図に示すようにIb'、Im'へと変化させなければならない。このように消光比や平均光パワーを一定に制御する制御回路が既に提案されている。 However, assuming that the characteristics change as shown by the line due to temperature change and time-dependent change, in order to keep the extinction ratio and the average light power equal, the bias current Ib and the modulation current Im are changed to Ib 'and Im' as shown in the figure. Must be changed. Thus, a control circuit for controlling the extinction ratio and the average light power to be constant has already been proposed.
図5は下記の特許文献1などに示されている従来の制御回路の第1の構成例を示す。図5には制御回路5の他、レーザダイオード512、変調電流源515、バイアス電流源516、レーザダイオード512の光の一部を電気信号に変換するモニタフォトダイオード511が示されている。バースト出力中はスイッチ513が接続状態となりレーザダイオード512には常にバイアス電流Ibが流れる。バースト中、データが「L」の場合はレーザダイオード512にはIbの電流が流れるだけであるが、データが「H」である場合はスイッチ514が接続状態となり、レーザダイオード512にはIb+Imの電流が流れる。なお実際にはバースト開始より若干早くスイッチ513を接続状態にするプリバイアス動作を行うことが多いが、本発明とは直接関係がないため、その説明は省略する。
FIG. 5 shows a first configuration example of a conventional control circuit disclosed in the following
光バースト信号がレーザダイオード512から発せられると、その一部をモニタフォトダイオード511が電流に変換する。その電流信号は電流−電圧変換部(I/V)51によって電圧信号に変換される。最大値検出部52及び最小値検出部53は、それぞれ電圧信号の最大値、最小値を検出する。Im/Ib制御部54はそれらの値が図4におけるPH、PLに一致するように変調電流Imとバイアス電流Ibを求め、変調電流源515、バイアス電流源516にそれらの値を設定する。このようにして消光比が一定になるように制御していた。
(4) When the optical burst signal is emitted from the
図6は下記の特許文献2などに示されている従来の制御回路の第2の構成例を示す。図6には制御回路6の他、レーザダイオード612、パイロット電流源614、変調電流源615、バイアス電流源616、レーザダイオード612の光の一部を電気信号に変換するモニタフォトダイオード611が示されている。データが「L」である場合は、スイッチ613が開放状態となり、レーザダイオード612には、Ib+Ipの電流が流れる。データが「H」である場合は、スイッチ613が接続状態となり、レーザダイオード612には、Ib+Im+Ipの電流が流れる。
FIG. 6 shows a second configuration example of a conventional control circuit disclosed in
パイロット発振器64からは正弦波信号が出力されるが、その周波数としてはデータの周波数帯域よりも十分低い値が選ばれる。その正弦波信号に従ってパイロット電流源614は正弦波電流Ipを流すが、その振幅は変調電流Imに比べて小さいものとする。 The sine wave signal is output from the pilot oscillator 64, and its frequency is selected to be sufficiently lower than the data frequency band. The pilot current source 614 supplies a sine wave current Ip according to the sine wave signal, but the amplitude is smaller than the modulation current Im.
光信号がレーザダイオード612から発せられると、その一部をモニタフォトダイオード611が電流に変換する。その電流信号は電流−電圧変換部61によって電圧信号に変換される。この電気信号にはデータの周波数成分とパイロット信号が含まれている。ローパスフィルタ62はその中からパイロット信号のみを抜き出す。制御部63はこのパイロット信号の振幅が一定になるように変調電流Imとバイアス電流Ibを決定する。なお、制御部63は、レーザダイオード612の平均光パワーを一定にする役割を持つので、ローパスフィルタ62を通る前の電気信号も入力する。パイロット信号の振幅と平均光パワーが一定であれば消光比は一定に保たれる。
しかしながら、上記従来の第1の制御回路においては、データの速度が速くなるとモニタフォトダイオード511、電流−電圧変換部51、最大値検出部52及び最小値検出部53にも高速な動作が要求される。すなわちレーザダイオード512が発する光波形を正確にトレースできる帯域が求められる。このことは、モニタフォトダイオードとレーザダイオードが実装される光モジュールと制御回路の複雑化、高価格化を招くという問題点がある。
However, in the above-described conventional first control circuit, when the data speed increases, the
また、上記従来の第2の制御回路においては、低い周波数のパイロット信号と平均光パワーを扱うだけなので、回路の高速性は要求されないが、送信データは連続であることが前提であり、信号が断続するバースト信号に対しては消光比を制御できないという問題を有していた。 さらに、パイロット信号はデータ信号に対してノイズとなり、伝送品質を低下させるという問題もある。 Further, in the above-mentioned conventional second control circuit, since only the low frequency pilot signal and the average optical power are handled, high speed of the circuit is not required, but the transmission data is assumed to be continuous, and the signal is assumed to be continuous. There is a problem that the extinction ratio cannot be controlled for intermittent burst signals. Further, there is a problem that the pilot signal becomes noise with respect to the data signal, and deteriorates transmission quality.
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、高速なバースト信号に対して消光比を一定に制御できる優れた制御回路を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and to provide an excellent control circuit capable of controlling the extinction ratio to a constant value for a high-speed burst signal.
上記問題を解決するために、本発明は変調電流をバースト単位で少しだけ増加させる機能を設け、通常の変調電流での平均光パワーと変調電流を増加させた場合の平均光パワーとの差を基準値に一致させるように制御するようにしたものである。また、通常の変調電流での平均光パワーを基準値に一致させるように制御するようにしたものである。 In order to solve the above problem, the present invention provides a function of slightly increasing the modulation current in burst units, and calculates the difference between the average optical power at a normal modulation current and the average optical power when the modulation current is increased. The control is performed so as to match the reference value. Further, the average light power at the normal modulation current is controlled to be equal to the reference value.
すなわち、本発明によれば、レーザダイオードにバイアス電流と変調電流を供給して駆動する駆動部に制御信号を供給するバースト信号消光比制御回路であって、
前記レーザダイオードのバーストごとの平均光パワーを測定する測定手段と、
前記測定手段で測定された前記平均光パワーに基づき前記レーザダイオードの変調電流Imを制御する変調電流制御手段と、
前記測定手段で測定された前記平均光パワーに基づき前記レーザダイオードのバイアス電流Ibを制御するバイアス電流制御手段とを、
有するバースト信号消光比制御回路が提供される。
That is, according to the present invention, there is provided a burst signal extinction ratio control circuit that supplies a control signal to a driving unit that supplies a bias current and a modulation current to a laser diode and drives the laser diode.
Measuring means for measuring the average optical power for each burst of the laser diode,
Modulation current control means for controlling the modulation current Im of the laser diode based on the average light power measured by the measurement means,
Bias current control means for controlling a bias current Ib of the laser diode based on the average optical power measured by the measurement means,
A burst signal extinction ratio control circuit is provided.
この構成によれば、わずかな費用で高速なバースト信号に対して消光比を一定に制御でき、伝送品質を低下させることがない。 According to this configuration, the extinction ratio can be controlled to be constant for a high-speed burst signal at a small cost, and the transmission quality does not deteriorate.
また本発明によれば、レーザダイオードにバイアス電流と変調電流を供給して駆動する駆動部に制御信号を供給するバースト信号消光比制御方法であって、
前記レーザダイオードのバーストごとの平均光パワーを測定する測定ステップと、
前記測定ステップで測定された前記平均光パワーに基づき前記レーザダイオードの変調電流Imを制御する変調電流制御ステップと、
前記測定ステップで測定された前記平均光パワーに基づき前記レーザダイオードのバイアス電流Ibを制御するバイアス電流制御ステップとを、
有するバースト信号消光比制御方法が提供される。
Further, according to the present invention, there is provided a burst signal extinction ratio control method for supplying a control signal to a drive unit that supplies a bias current and a modulation current to a laser diode and drives the laser diode.
Measuring the average optical power for each burst of the laser diode,
A modulation current control step of controlling a modulation current Im of the laser diode based on the average light power measured in the measurement step,
A bias current control step of controlling a bias current Ib of the laser diode based on the average optical power measured in the measurement step,
A burst signal extinction ratio control method is provided.
この構成によれば、高速なバースト信号に対して消光比を一定に制御でき、伝送品質を低下させることがない。 According to this configuration, the extinction ratio can be controlled to be constant for a high-speed burst signal, and the transmission quality does not deteriorate.
また本発明によれば、レーザダイオードにバイアス電流と変調電流を供給して駆動する駆動部に制御信号を供給するバースト信号消光比制御方法であって、
前記レーザダイオードのバーストごとの平均光パワーを測定する測定ステップと、
前記測定ステップで測定された前記平均光パワーに基づき前記レーザダイオードの変調電流Imを制御する変調電流制御ステップと、
前記測定ステップで測定された前記平均光パワーに基づき前記レーザダイオードのバイアス電流Ibを制御するバイアス電流制御ステップとを、
有するバースト信号消光比制御方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムが提供される。
Further, according to the present invention, there is provided a burst signal extinction ratio control method for supplying a control signal to a drive unit that supplies a bias current and a modulation current to a laser diode and drives the laser diode.
Measuring the average optical power for each burst of the laser diode,
A modulation current control step of controlling a modulation current Im of the laser diode based on the average light power measured in the measurement step,
A bias current control step of controlling a bias current Ib of the laser diode based on the average optical power measured in the measurement step,
A computer program for causing a computer to execute the burst signal extinction ratio control method is provided.
この構成によれば、ソフトウェアによる信号処理により高速なバースト信号に対して消光比を一定に制御でき、伝送品質を低下させることがない。 According to this configuration, the extinction ratio for a high-speed burst signal can be controlled to be constant by signal processing by software, and the transmission quality does not deteriorate.
また本発明によれば、レーザダイオードにバイアス電流を供給するバイアス電流源と、
前記レーザダイオードに変調電流を供給する変調電流源と、
前記レーザダイオードのバーストごとの平均光パワーを測定する測定手段と、
前記測定手段で測定された前記平均光パワーに基づき前記レーザダイオードの変調電流Imを制御する変調電流制御手段と、
前記測定手段で測定された前記平均光パワーに基づき前記レーザダイオードのバイアス電流Ibを制御するバイアス電流制御手段とを、
有し、レーザダイオードの平均光パワーと消光比が一定になるようにしたレーザダイオード駆動回路が提供される。
Further, according to the present invention, a bias current source for supplying a bias current to the laser diode,
A modulation current source that supplies a modulation current to the laser diode;
Measuring means for measuring the average optical power for each burst of the laser diode,
Modulation current control means for controlling the modulation current Im of the laser diode based on the average light power measured by the measurement means,
Bias current control means for controlling a bias current Ib of the laser diode based on the average optical power measured by the measurement means,
There is provided a laser diode driving circuit having a constant laser diode averaging power and an extinction ratio.
この構成によれば、わずかな費用で高速なバースト信号に対して消光比を一定に制御でき、伝送品質を低下させることがない。 According to this configuration, the extinction ratio can be controlled to be constant for a high-speed burst signal at a small cost, and the transmission quality does not deteriorate.
本発明はバースト単位で変調電流をわずかに変化させてそれによる光出力パワーの変化量から消光比を一定に保つようにしたものである。変調電流に交流を重畳する方式は信号にノイズを加えるのと等価であり伝送品質の低下を招くのに対し、本発明はいわば直流を重畳させるので伝送品質の低下がない。また本発明ではバーストごとに信号振幅が若干変化することになるがバースト用の受信機は一般的にバーストごとに利得制御を行っており、このことによる問題点は生じない。 {Circle over (2)} In the present invention, the modulation current is slightly changed in burst units, and the extinction ratio is kept constant from the amount of change in the optical output power. A method of superimposing an alternating current on a modulation current is equivalent to adding noise to a signal and causes a decrease in transmission quality. On the other hand, in the present invention, a direct current is superimposed, so that there is no decrease in transmission quality. In the present invention, the signal amplitude slightly changes for each burst, but the burst receiver generally controls the gain for each burst, so that there is no problem.
図1は本発明の制御回路の実施の形態を示すブロック図である。図1には制御回路1の他、レーザダイオード112、変調電流源115、バイアス電流源116、レーザダイオード112の光の一部を電気信号に変換するモニタフォトダイオード111が示されている。バースト出力中はスイッチ113が接続状態となりレーザダイオード112には常にバイアス電流Ibが流れる。バースト中、データが「L」の場合はレーザダイオード112にはIbの電流が流れるだけであるが、データが「H」である場合はスイッチ114が接続状態となり、レーザダイオード112にはIb+Imの電流が流れる。なお上記従来例と同様、プリバイアス動作については省略する。またここではバーストデータのマーク率は0.5とする。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the control circuit of the present invention. FIG. 1 shows, in addition to the
図1の制御回路1は、モニタフォトダイオード111からの信号によりパワーを測定するパワー測定部11、パワー測定部11で測定された値をデータとして記憶する記憶部12、パワー測定部11で測定された値と記憶部12に先に記憶された値との差を検出する差検出部13と、基準値ΔPrefがあらかじめ格納されているΔPref格納部14と、差検出部13の出力信号と基準値ΔPrefを比較する比較部15と、比較部15の出力信号に応じて変調電流Imを設定する変調電流(Im)設定部16、基準値Prefがあらかじめ格納されているPref格納部17と、パワー測定部11の出力信号と基準値Prefを比較する比較部18と、比較部18の出力信号に応じてバイアス電流Ibを設定するバイアス電流(Ib)設定部19、これらの各部を制御する制御部110とを有している。
The
この制御回路の動作を図1、2を参照しながら説明する。制御回路1は立ち上げ後、基準値ΔPref及びPrefをそれぞれΔPref格納部14、Pref格納部17に設定する。引き続き変調電流Im、バイアス電流Ibの初期値をそれぞれ変調電流設定部16、バイアス電流設定部19に設定する。これらの設定動作の詳細は省略する。
{Operation of this control circuit will be described with reference to FIGS. After the start-up, the
1つ目のバースト#1を送信する場合、パワー測定部11はモニタフォトダイオード111からの信号を基に当該バーストの平均光パワーを測定する。その結果はいったん記憶部12に記憶される。その後、変調電流設定部16は現状の変調電流Imの、例えば1%にあたる電流ΔImを増加させる。次のバースト#2を送信する間、パワー測定部11は当該バーストの平均光パワーを測定する。その後、差検出部13にて記憶部12に先に記憶されていた値との差を取り、この差を比較部15で基準値ΔPrefと比較する。その結果、差>ΔPrefであれば、変調電流設定部16は変調電流Imを規定量Aだけ減少させる。逆に差<ΔPrefであれば変調電流設定部16は、変調電流Imを規定量Aだけ増加させる。
When transmitting the
次のバースト#3では、パワー測定部11の出力は比較部18にて基準値Prefと比較され、測定パワー>Prefであれば、バイアス電流設定部19はバイアス電流Ibを規定量Bだけ減少させる。逆に測定パワー<Prefであれば、バイアス電流設定部19はバイアス電流Ibを規定量Bだけ増加させる。
これらの処理はレーザダイオードの特性変化の速度に比べて十分に頻繁であれば、連続するバーストに対して行われなくてもよい。すなわち図2においてバースト#1、#2、#3の間に制御に寄与しないバーストがあってもよい。
In the
These processes need not be performed for successive bursts if they are sufficiently frequent compared to the speed of the characteristic change of the laser diode. That is, in FIG. 2, there may be bursts that do not contribute to control between
上記の動作によって消光比が一定に制御できる理由を図3を用いて説明する。図3はレーザダイオードの電流Id対光出力パワーPout特性を示している。データが「L」の場合は
Id=Ib
で、そのときの光出力パワーはPLである。データが「H」の場合は
Id=Ib+Im
で、そのときの光出力パワーはPHである。マーク率が0.5であれば平均的に
Id=Ib+Im/2
となり、そのときの光出力パワーはPaveである。
The reason why the extinction ratio can be controlled to be constant by the above operation will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows the current Id versus the optical output power Pout characteristic of the laser diode. If data is "L", Id = Ib
Then, the optical output power at that time is PL. If the data is "H", Id = Ib + Im
Then, the optical output power at that time is PH. If the mark ratio is 0.5, Id = Ib + Im / 2 on average
And the optical output power at that time is Pave.
さて、ここで変調電流をΔImだけ増加させると平均的に
Id=Ib+(Im+ΔIm)/2
となり、そのときの光出力パワーはPave+となる。このときのパワーの増分をΔPとする。
Now, if the modulation current is increased by ΔIm, on average, Id = Ib + (Im + ΔIm) / 2
And the optical output power at that time is Pave +. The power increase at this time is defined as ΔP.
これらのことから消光比ExRを求める。レーザダイオードの線形領域での特性は直線と見なすことができ、その式を
Pout=K×Id+J
とおく。このとき傾きKは図3から明らかなように
K=ΔP/(ΔIm/2)
である。また、平均光パワーは
Pave=K(Ib+(Im/2))+J
From these, the extinction ratio ExR is obtained. The characteristics of the laser diode in the linear region can be regarded as a straight line, and the equation is expressed as Pout = K × Id + J
far. At this time, the inclination K is, as is apparent from FIG. 3, K = ΔP / (ΔIm / 2)
It is. The average optical power is Pave = K (Ib + (Im / 2)) + J
さらに、
PL=K×Ib+J
PH=K(Ib+Im)+J
である。以上から
ExR=PH/PL
=(Pave+(ΔP/ΔIm))/(Pave−(ΔP/ΔIm))
further,
PL = K × Ib + J
PH = K (Ib + Im) + J
It is. From the above, ExR = PH / PL
= (Pave + (ΔP / ΔIm)) / (Pave− (ΔP / ΔIm))
ここでΔImをImに比例した値、C×Im(Cは定数)とすると
ExR=PH/PL
=(Pave+(ΔP/C))/(Pave−(ΔP/C))
となり、平均光パワーPaveと変調電流を変化させたときの平均光パワーの変動量ΔPを一定になるように制御すれば消光比が一定に保たれることがわかる。
Here, assuming that ΔIm is a value proportional to Im, C × Im (C is a constant), ExR = PH / PL
= (Pave + (ΔP / C)) / (Pave− (ΔP / C))
It can be seen that the extinction ratio can be kept constant by controlling the variation ΔP of the average optical power when the average optical power Pave and the modulation current are changed to be constant.
なお、この制御回路は個別の部品で実現してもよいし、その全部又は一部を集積回路により実現させてもよい。 Note that this control circuit may be realized by individual components, or may be entirely or partially realized by an integrated circuit.
さらに、上記実施の形態では制御部110の制御の下に各部が動作するものとして説明したが、モニタフォトダイオード111の出力をAD変換しCPU(中央演算処理装置)に取り込む形にしてソフトウェアにて、これらの処理を行うことも可能である。その場合の処理のフローは図2に示したものとなる。すなわち、ステップS1で基準値ΔPref及びPrefをそれぞれ設定し、ステップS2で変調電流Im、バイアス電流Ibの初期値をそれぞれ設定する。次いでステップS3で1つ目のバーストを送信する。ステップS4では、モニタフォトダイオード111からの信号を基に当該バーストの平均光パワーを測定する。その結果はステップS5で記憶される。その後、ステップS6で現状の変調電流Imの、例えば1%にあたる電流ΔImを増加させる。次いでステップS7で次のバーストを送信し、ステップS8で当該バーストの平均光パワーを測定する。 Further, in the above-described embodiment, each unit operates under the control of the control unit 110. However, the output of the monitor photodiode 111 is AD-converted and taken into a CPU (Central Processing Unit) by software. It is also possible to perform these processes. The processing flow in that case is as shown in FIG. That is, reference values ΔPref and Pref are set in step S1, and initial values of the modulation current Im and the bias current Ib are set in step S2. Next, the first burst is transmitted in step S3. In step S4, the average optical power of the burst is measured based on the signal from the monitor photodiode 111. The result is stored in step S5. After that, in step S6, the current ΔIm corresponding to, for example, 1% of the current modulation current Im is increased. Next, the next burst is transmitted in step S7, and the average optical power of the burst is measured in step S8.
その後、ステップS9で先に記憶されていた値と、現在の測定値との差を取り、この差をステップS10で基準値ΔPrefと比較する。その結果、差>ΔPrefであれば、ステップS11で変調電流Imを規定量A及びΔImだけ減少させる。逆に差<ΔPrefであれば、ステップS12で変調電流Imを規定量Aだけ増加させ、かつΔImだけ減少させる。ステップS11、S12で、変調電流ImをΔImだけ減少させるのは、ステップS6で増加させたΔImだけ減少させて、本来の値に戻すためである。ステップS11又はステップS12が終了すると、ステップS13へ行き、次のバーストを送信する。ステップS14では、平均光パワーを測定し、その値はステップS15で基準値Prefと比較される。測定パワー>Prefであれば、ステップS16でバイアス電流Ibを規定量Bだけ減少させる。逆に測定パワー<Prefであれば、ステップS17でバイアス電流Ibを規定量Bだけ増加させる。 Then, in step S9, the difference between the previously stored value and the current measured value is obtained, and this difference is compared with the reference value ΔPref in step S10. As a result, if the difference is greater than ΔPref, the modulation current Im is reduced by the specified amounts A and ΔIm in step S11. Conversely, if the difference <ΔPref, the modulation current Im is increased by the specified amount A and decreased by ΔIm in step S12. The reason why the modulation current Im is decreased by ΔIm in steps S11 and S12 is to reduce the modulation current Im by ΔIm increased in step S6 to return to the original value. When step S11 or step S12 ends, the process goes to step S13 to transmit the next burst. In step S14, the average optical power is measured, and the value is compared with the reference value Pref in step S15. If the measured power is greater than Pref, the bias current Ib is reduced by the specified amount B in step S16. Conversely, if the measured power <Pref, the bias current Ib is increased by the specified amount B in step S17.
ステップS16又はS17の後は、ステップS3に戻り、以後ステップS3〜ステップS16又はステップS17を繰り返す。すなわち、ステップS3からステップS11又はステップS12とステップS13〜ステップS16又はステップS17が交互に実行される。 After step S16 or S17, the process returns to step S3, and thereafter, steps S3 to S16 or S17 are repeated. That is, step S3 to step S11 or step S12 and step S13 to step S16 or step S17 are executed alternately.
以上のように本発明によれば、いわば直流を重畳させるので伝送品質の低下がなく、本発明ではバーストごとに信号振幅が若干変化することになるがバースト用の受信機は一般的にバーストごとに利得制御を行っており、このことによる問題点は生じないので、パケット通信におけるデジタルデータの光伝送において使用するレーザダイオードの消光比を制御するバースト信号消光比制御回路及びその集積回路、バースト信号消光比制御方法、コンピュータプログラム並びにレーザダイオード駆動回路などに利用可能である。 As described above, according to the present invention, so-called DC is superimposed, so that transmission quality does not decrease, and in the present invention, the signal amplitude slightly changes for each burst. Since there is no problem caused by this, a burst signal extinction ratio control circuit for controlling the extinction ratio of a laser diode used in optical transmission of digital data in packet communication, an integrated circuit thereof, and a burst signal It can be used for an extinction ratio control method, a computer program, a laser diode drive circuit, and the like.
1、5、6 制御回路
11 パワー測定部
12 記憶部
13 差検出部
14 ΔPref格納部
15、18 比較部
16 変調電流設定部
17 Pref格納部
19 バイアス電流設定部
51、61 電流−電圧変換部(I/V)
52 最大値検出部
53 最小値検出部
54 Im/Ib制御部
62 ローパスフィルタ
63、110 制御部
64 パイロット発振器
111、511、611 モニタフォトダイオード
112、512、612 レーザダイオード
113、114、513、514、613 スイッチ
115、515、615 変調電流源
116、516、616 バイアス電流源
614 パイロット電流源
1, 5, 6
52 Maximum
Claims (13)
前記レーザダイオードのバーストごとの平均光パワーを測定する測定手段と、
前記測定手段で測定された前記平均光パワーに基づき前記レーザダイオードの変調電流Imを制御する変調電流制御手段と、
前記測定手段で測定された前記平均光パワーに基づき前記レーザダイオードのバイアス電流Ibを制御するバイアス電流制御手段とを、
有するバースト信号消光比制御回路。 A burst signal extinction ratio control circuit that supplies a control signal to a drive unit that supplies a bias current and a modulation current to the laser diode and drives the laser diode,
Measuring means for measuring the average optical power for each burst of the laser diode,
Modulation current control means for controlling the modulation current Im of the laser diode based on the average light power measured by the measurement means,
Bias current control means for controlling a bias current Ib of the laser diode based on the average optical power measured by the measurement means,
Burst signal extinction ratio control circuit.
前記変調電流がImのときのバースト#1の平均光パワーP1と前記変調電流がIm+ΔImのときのバースト#2の平均光パワーP2との差を取る手段と、
前記差の値があらかじめ定められた基準値ΔPrefよりも大きい場合は、前記変調電流を減少させ、逆にその差の値が基準値ΔPrefよりも小さい場合は、前記変調電流を増加させる手段とを、
有する請求項1に記載のバースト信号消光比制御回路。 The modulation current control means,
Means for taking the difference between the average optical power P1 of burst # 1 when the modulation current is Im and the average optical power P2 of burst # 2 when the modulation current is Im + ΔIm;
Means for decreasing the modulation current when the value of the difference is larger than a predetermined reference value ΔPref, and increasing the modulation current when the value of the difference is smaller than the reference value ΔPref. ,
2. The burst signal extinction ratio control circuit according to claim 1, comprising:
前記バイアス電流がIbのときのバースト#3の平均光パワーP3と、あらかじめ定められた基準値Prefとを比較する手段と、
前記比較により前記平均光パワーP3が前記基準値Prefよりも大きい場合は、前記バイアス電流を減少させ、前記平均光パワーP3が前記基準値Prefよりも小さい場合は、前記バイアス電流を増加させる手段とを、
有する請求項1に記載のバースト信号消光比制御回路。 The bias current control means,
Means for comparing the average light power P3 of burst # 3 when the bias current is Ib with a predetermined reference value Pref;
Means for decreasing the bias current when the average light power P3 is greater than the reference value Pref, and increasing the bias current when the average light power P3 is less than the reference value Pref. To
2. The burst signal extinction ratio control circuit according to claim 1, comprising:
前記レーザダイオードのバーストごとの平均光パワーを測定する測定ステップと、
前記測定ステップで測定された前記平均光パワーに基づき前記レーザダイオードの変調電流Imを制御する変調電流制御ステップと、
前記測定ステップで測定された前記平均光パワーに基づき前記レーザダイオードのバイアス電流Ibを制御するバイアス電流制御ステップとを、
有するバースト信号消光比制御方法。 A burst signal extinction ratio control method for supplying a control signal to a drive unit that supplies a bias current and a modulation current to a laser diode and drives the laser diode,
Measuring the average optical power for each burst of the laser diode,
A modulation current control step of controlling a modulation current Im of the laser diode based on the average light power measured in the measurement step,
A bias current control step of controlling a bias current Ib of the laser diode based on the average optical power measured in the measurement step,
And a burst signal extinction ratio control method.
前記差の値があらかじめ定められた基準値ΔPrefよりも大きい場合は、前記変調電流を減少させ、逆にその差の値が基準値Prefよりも小さい場合は、前記変調電流を増加させるステップとを、
有する変調電流制御ステップと、
前記バイアス電流がIbのときのバースト#3の平均光パワーP3と、あらかじめ定められた基準値Prefとを比較するステップと、
前記比較により前記平均光パワーP3が前記基準値Prefよりも大きい場合は、前記バイアス電流を減少させ、前記平均光パワーP3が前記基準値Prefよりも小さい場合は、前記バイアス電流を増加させるステップとを、
有するバイアス電流制御ステップとを、
有し、前記変調電流制御ステップと前記バイアス電流制御ステップとを交互に実行するステップを有する請求項8に記載のバースト信号消光比制御方法。 Taking the difference between the average optical power P1 of burst # 1 when the modulation current is Im and the average optical power P2 of burst # 2 when the modulation current is Im + ΔIm;
When the value of the difference is larger than a predetermined reference value ΔPref, the modulation current is decreased, and when the value of the difference is smaller than the reference value Pref, the modulation current is increased. ,
A modulating current control step having
Comparing the average light power P3 of the burst # 3 when the bias current is Ib with a predetermined reference value Pref;
When the average optical power P3 is higher than the reference value Pref, the bias current is decreased when the average optical power P3 is lower than the reference value Pref, and the bias current is increased when the average optical power P3 is lower than the reference value Pref. To
Having a bias current control step,
9. The burst signal extinction ratio control method according to claim 8, comprising a step of alternately performing the modulation current control step and the bias current control step.
前記レーザダイオードのバーストごとの平均光パワーを測定する測定ステップと、
前記測定ステップで測定された前記平均光パワーに基づき前記レーザダイオードの変調電流Imを制御する変調電流制御ステップと、
前記測定ステップで測定された前記平均光パワーに基づき前記レーザダイオードのバイアス電流Ibを制御するバイアス電流制御ステップとを、
有するバースト信号消光比制御方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。 A burst signal extinction ratio control method for supplying a control signal to a drive unit that supplies a bias current and a modulation current to a laser diode and drives the laser diode,
Measuring the average optical power for each burst of the laser diode,
A modulation current control step of controlling a modulation current Im of the laser diode based on the average light power measured in the measurement step,
A bias current control step of controlling a bias current Ib of the laser diode based on the average optical power measured in the measurement step,
A computer program for causing a computer to execute the burst signal extinction ratio control method.
前記差の値があらかじめ定められた基準値ΔPrefよりも大きい場合は、前記変調電流を減少させ、逆にその差の値が基準値ΔPrefよりも小さい場合は、前記変調電流を増加させるステップとを、
有する変調電流制御ステップと、
前記バイアス電流がIbのときのバースト#3の平均光パワーP3と、あらかじめ定められた基準値Prefとを比較するステップと、
前記比較により前記平均光パワーP3が前記基準値Prefよりも大きい場合は、前記バイアス電流を減少させ、前記平均光パワーP3が前記基準値Prefよりも小さい場合は、前記バイアス電流を増加させるステップとを、
有するバイアス電流制御ステップとを、
有し、前記変調電流制御ステップと前記バイアス電流制御ステップとを交互に実行するステップを有する請求項10に記載のコンピュータプログラム。 Taking the difference between the average optical power P1 of burst # 1 when the modulation current is Im and the average optical power P2 of burst # 2 when the modulation current is Im + ΔIm;
When the value of the difference is larger than a predetermined reference value ΔPref, the modulation current is decreased, and when the value of the difference is smaller than the reference value ΔPref, the modulation current is increased. ,
A modulating current control step having
Comparing the average light power P3 of the burst # 3 when the bias current is Ib with a predetermined reference value Pref;
When the average optical power P3 is higher than the reference value Pref, the bias current is decreased when the average optical power P3 is lower than the reference value Pref, and the bias current is increased when the average optical power P3 is lower than the reference value Pref. To
Having a bias current control step,
The computer program according to claim 10, further comprising: alternately executing the modulation current control step and the bias current control step.
前記レーザダイオードに変調電流を供給する変調電流源と、
前記レーザダイオードのバーストごとの平均光パワーを測定する測定手段と、
前記測定手段で測定された前記平均光パワーに基づき前記レーザダイオードの変調電流Imを制御する変調電流制御手段と、
前記測定手段で測定された前記平均光パワーに基づき前記レーザダイオードのバイアス電流Ibを制御するバイアス電流制御手段とを、
有し、レーザダイオードの平均光パワーと消光比が一定になるようにしたレーザダイオード駆動回路。 A bias current source for supplying a bias current to the laser diode;
A modulation current source that supplies a modulation current to the laser diode;
Measuring means for measuring the average optical power for each burst of the laser diode,
Modulation current control means for controlling the modulation current Im of the laser diode based on the average light power measured by the measurement means,
Bias current control means for controlling a bias current Ib of the laser diode based on the average optical power measured by the measurement means,
A laser diode drive circuit having a laser diode having an average light power and an extinction ratio that are constant.
An integrated circuit comprising the burst signal extinction ratio control circuit according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003276973A JP2004056830A (en) | 2002-07-19 | 2003-07-18 | Burst signal extinction ratio control circuit and integrated circuit thereof, burst signal extinction ratio control method, computer program, and laser diode drive circuit |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002211364 | 2002-07-19 | ||
| JP2003276973A JP2004056830A (en) | 2002-07-19 | 2003-07-18 | Burst signal extinction ratio control circuit and integrated circuit thereof, burst signal extinction ratio control method, computer program, and laser diode drive circuit |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004056830A true JP2004056830A (en) | 2004-02-19 |
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ID=31949524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003276973A Pending JP2004056830A (en) | 2002-07-19 | 2003-07-18 | Burst signal extinction ratio control circuit and integrated circuit thereof, burst signal extinction ratio control method, computer program, and laser diode drive circuit |
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|---|---|
| JP (1) | JP2004056830A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110622443A (en) * | 2017-04-07 | 2019-12-27 | 高亮半导体有限公司 | Method for scaling a reference current to enable control of the average power and extinction ratio of laser modulation in an optical transmitter |
-
2003
- 2003-07-18 JP JP2003276973A patent/JP2004056830A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110622443A (en) * | 2017-04-07 | 2019-12-27 | 高亮半导体有限公司 | Method for scaling a reference current to enable control of the average power and extinction ratio of laser modulation in an optical transmitter |
| JP2020517150A (en) * | 2017-04-07 | 2020-06-11 | ハイライト セミコンダクター リミテッドHilight Semiconductor Limited | Method of generating a proportional reference current that allows control of the average power of an optical transmitter and the extinction ratio of a laser modulation |
| CN110622443B (en) * | 2017-04-07 | 2023-01-03 | 高亮半导体有限公司 | System and method for controlling an optical data transmitter |
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