JPH0210929A

JPH0210929A - 光学伝送システム

Info

Publication number: JPH0210929A
Application number: JP1048684A
Authority: JP
Inventors: Paul Bathe; ポウル・バッセ
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1988-03-03
Filing date: 1989-03-02
Publication date: 1990-01-16
Also published as: EP0331255A3; EP0331255A2; DE3806864A1

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〕本発明は光学信号を光導波伝送路に供給するレーザ送信
機及び該光導波伝送路の他端に接続した光学受信機を具
えている光学伝送システムに関するものである。

〔従来の技術］レーザダイオードの光学出力パワーをセットポイント発
生器によってプリセットさせることは既知である。この
セットポイント発生器により供給される設定値と実際の
出力パワーとの間には、レーザの特性曲線に係わる温度
依存性やレーザのエージング過程により生ずる非直線関
係があるために、ドイツ国特許出願第３７０６５７２．
６号にはレーザダイオードにより放射される光学パワー
を光学パワー測定用回路によって測定して、論理回路に
よりその光学パワーを調整することが提案されている。

光学パワーメータはレーザダイオードの近傍に配置した
モニタ用のフォトダイオード及びこのフォトダイオード
に接続した測定用の増幅器を具えている。この測定用増
幅器の出力パワーはレーザダイオードの放射光学パワー
に比例する。測定用増幅器の出力信号及び基準電圧を発
生するセットポイント発生器の出力信号は論理回路に供
給して、この論理回路によってレーザダイオードの光学
パワーを調整して、レーザダイオードによる放射光学パ
ワーがセットポイント発生器によりプリセットしたパワ
ーに相当するようにしている。

斯種のレーザ送信機によって放射される光学パワー（以
後伝送パワーと称する）は伝送媒体として用いられる光
導波伝送路にて減衰される。この光学パワー信号は光導
波伝送路の長さ及び他のファクタに応じて、光導波伝送
路の受信機接続端部に低い光学パワーレ゛ベル（以後受
信パワーレベルと称する）の受信信号として現われる。

この受信信号は受信パワーレベルが成る特定のパワー範
囲内にある場合にしか満足に評価できない。受信パワー
レベルが低過ぎる場合には、受信信号が受信機の入力雑
音によって消されてしまい、又受信パワーレベルが高過
ぎる場合には、受信機に過負荷がかかると云う危険があ
る。さらに、伝送パワーが不必要に高いことによりレー
ザダイオードの有効寿命が短い。従って、例えば光導波
伝送路を最初に用いる前に予期すべき減衰値を求め、そ
の後にレーザ送信機の光学伝送パワーを決定するように
する。この光学伝送パワーはセットポイント発生器を用
いてプリセットする。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述したように光導波伝送路の減衰値を予め求めても、
その値は通常実際の減衰値には正確に一致しない。例え
ば光導波伝送路の接続部品が粗末なために減衰レベルが
高くなることがある。予め求めた減衰値に対する劣化を
少なくとも満足させることのできるようにするために、
通常は伝送パワーを高目に選定して十分大きなパワーを
備えさせるようにしている。この場合における過剰なパ
ワーは受信＠端にて例えば光学減衰素子によって除去す
る。しかしこれらの手段を講じるにはいずれも追加の手
動調整を必要とし、これらの調整は受信機端及び送信機
端にて時々繰返し行なう必要がある。

本発明の目的は手動介入をできるだけ少なくして送信機
及び受信機の双方を最大レンジで作動し得るように適切
に構成配置した冒頭にて述べた種類の光学伝送システム
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は光学信号を光導波伝送路に供給するレーザ送信
機及び該光導波伝送路の他端に接続した光学受信機を具
えている光学伝送システムにおいて、受信機端に光学パ
ワーメータ及び評価回路を配置し、且つ該評価回路の出
力信号を復帰チャネルを経てレーザ送信機に供給するよ
うにしたことを特徴とする。

Ｃ実施例〕実施例について図面を参照して説明するに、第１図に示
す本発明の好適例における光学伝送システムは第１スポ
ツトＡから第２スポツトＢに第１データを転送する回路
と、第２スポツトＢから第１スポツトＡに第２データを
転送する回路との２つの回路を具えている。これら双方
のデータ伝送回路は同じ構造をしており、従って同一機
能をする回路部分には同一参照番号を付して示しである
。

第１スポツトＡから第２スポツトＢへの伝送方向に応じ
て、第■スボッ）Ａにおける全ての回路は以後送信回路
として示し、又第２スポツトＢにおける全ての回路は受
信回路として示すものとする。

しかし図面の明瞭化のために、送信機端におけるレーザ
ダイオードの調整回路及びこの送信機端にだけ必要とさ
れる関連回路は第１スボｙトＡ側にだけ示してあり、受
信機端に必要とされる回路は第２スポツトＢ側にだけ示
しである。

各データ転送回路はレーザダイオード１０を有するレー
ザ送信機１を具えている。レーザダイオード１０をグラ
スファイバ２ａに接続し、このグラスファイバの他端に
フォトダイード３０を接続する。フォトダイード３０は
受信機３に接続する。

データ信号を伝送する場合には、これらのデータを各送
信機】に内蔵させたエンコーダ１１によって適当な伝送
コードに変換する。この伝送コードを送信機１の最終段
１２に供給する。送信機の最終設工２は設定素子（１３
，１４）によってプリセットされた駆動電圧に応答して
、この送信機の最終段に接続したレーザダイオード１０
用の変調電流を発生する。光導波伝送路（グラスファイ
バ）２の他端に接続したフォトダイオード３０の光電流
を入力増幅器３工にて増幅する。入力増幅器３１の出力
端子にはデコーダ３２及びピーク値検出器（光学パワー
メータ）３３を接続する。デコーダ３２は受信したコー
ド化信号から元のデータ信号を再生する。ピーク値検出
器３３は受信した光学入力パワーに比例する電圧を発生
する。ピーク値検出器３３の出力端子には２つのアナロ
グ比較器３４及び３５を接続する。これら２つの比較器
に対しては調整抵抗によって異なる基準電圧をプリセッ
トする。第１比較器３４は、ピーク値検出器３３の電圧
がこの比較器３４のプリセット基準電圧よりも小さい場
合に出力信号ＣＩを発生する。第２比較器３５はピーク
値検出器３３の電圧がこの比較器３５のプリセット電圧
以上となる場合に出力信号Ｃ２を発生する。

前記両比較器の出力信号Ｃ１及びＣ２を制御信号回路３
９に供給する。この制御信号回路３９は比較器３４゜３
５と相俟って評価回路を形成する。制御信号回路３９は
比較器３４及び３５０２つの出力信号Ｃ１と０２とによ
って構成されるコマンドワードを形成する。第１比較器
３４が信号を発生する場合にはコマンドワードの第１ビ
ツトｘ１が２進値のｌ°“となる。又、第２比較器３５
が信号を発生する場合にはコマンドワードの第２ビツト
ｘ２が２進値の“°１″となる。

このコマンドワードを受信機端Ｂから送信機端Ａに転送
すべきデータ信号Ｄ２に、前記受信機端に配置したエン
コーダ１１にてコード誤、りをインターリーブさせるこ
とにより導入させる。斯かるコーＩＳ化コマンドワード
をデータ信号Ｄ２と一緒に受信機端におけるレーザダイ
オード１０及び第２グラスフアイバ２ｂによって送信機
端における受信機３に転送する。送信機端における受信
機３に配置したデコーダ３２はコード誤りとしてインタ
ーリーブさせたコマンドワードを再生する。コマンドワ
ードの第１ビツト×１がアクティブレベルに達している
場合にデコーダ３２はパルスを発生し、このパルスを設
定素子（１３，１４）の第１入力端子に供給する。コマ
ンドワードの第２ビツトＸ２がアクティブレベルに達し
ている場合にはデコーダ３２がパルスを発生し、このパ
ルスを設定素子（１３，１４）・の第２入力端子に供給
する。設定素子はアップ−ダウンカウンタ１３とデジタ
ル−アナログ変換器１４とで構成する。

カウンタ１３は、その第１計数入力端子ＣＵＰにパルス
がある場合に計数値が１つだけ増分され、又第２計数入
力端子ＣＤＨにパルスがある場合に計数値が１つだけ減
分されるように構成する。斯種のカウンタは例えば７４
ＬＳ１９３なる名称にて市販されている。デジタル−ア
ナログ変換器１４の出力信号は送信機端における送信機
の最終段１２０制御入力端子に供給する。この制御入力
端子に得られる電圧に応答してレーザダイオードのパル
ス電流、従ってレーザ送信機の光学出力パワーが既知の
方法にして制御される。

データ伝送の開始時にカウンタ１３の計数値は０にセッ
トされる。従って第１グラスフアイバ２ａを経て伝送さ
れる光学信号がないため、受信光学パワーのピーク値も
０である。従って、第１比較器３４が論理信号を発生す
るも、第２比較器３５は信号を発生しない。これら２つ
の信号から形成されるコマンドワードＸ１、　Ｘ２は復
帰チャネルとして選択される第２グラスフアイバ２ｂを
経て送信機端における受信機３に伝送される。この再生
コマンドワードの第１ビツトｘ１の２進値はＩＩ　Ｉ　
ＩＩであるため、デコーダ３２にて発生されたパルスは
カウンタ１３の入力端子に供給される。このパルスはカ
ウンタの計数値を１つだけ増分させる。従って、送信機
端における送信機１の伝送パワーが増強される。この過
程は、受信パワーのピーク値が高くなり、これによりピ
ーク値検出器３３の出力パワーが第１比較器３４の切換
えしきい値以上となるまでの成る時間周期の間繰返えさ
れる。第１比較器３４の切換えしきい値は、このしきい
値にて発生する受信パワーによりデータが損われること
なく受信できるような値に選定する。温度作用か、エー
ジング過程によりレーザダイオードの放射光学パワーが
低下する場合、又は伝送リンクの減衰度が大きくなる場
合に受信パワーレベルが降下する。受信パワーレベルが
一旦第１比較器３４の切換えしきい値以下に降下すると
、伝送パワーは前述したようにして再び増強される。

このようにしてフォトダイオード３０には常に十分高い
入力パワーレベルが与えられるようになる。

第２比較器３５の切換えしきい値は第１比較器３４のそ
れ以上とする。入力パワーレベルが増強され、ピーク値
検出器３３の出力パワーレベルが第２比較器３５に設定
したしきい値以上となる場合に、コマンドワードの第２
ビツトＸ２がセットされる。復帰チャネルを経て伝送さ
れるこのコマンドワードはカウンタ１３の第２入力端子
にパルスを発生するため、二〇カウンタの計数値は１つ
だけ減分される。

この過程は受信パワーが第２比較器３５に設定した最大
値以下に再び降下するまでの成る時間周期の間繰返えさ
れる。従って、第２比較器の切換えしきい値は、受信パ
ワーレベルが切換えしきい値に相当する場合に入力増幅
器３１の過負荷が確実になくなるように設定するのが有
利である。

上述した回路はフリップフロップ制御回路の原理に従っ
て作動する。調整値は受信機３の受信パワーであり、設
定値はレーザ送信機１の伝送パワーである。伝送パワー
をレーザ送信機に配置した第２制御ループにて（例えば
前記ドイツ国特許出願第３７０６５７２．６号から既知
のように、）設定素子（１３，１４）にて設定される設
定値に基いて制御する場合には、例えばコマンドワード
を遅延伝送することにより受信パワーを調整する前述し
た制御ループの時定数を、レーザ送信機内に配置される
制御ループの時定数に較べて十分大きな値に選定するこ
とができる。

上述した回路配置を用いることによって光学伝送システ
ムにおける回路を自動的に調整することができる。従っ
て、例えば光導波伝送路アレイの設置又は修理中に光導
波伝送路を長くしたり、又は短くしたりし、又手動調整
する必要なく伝送システムを再び作動させることができ
る。復帰チャネルには必ずしも第２先導波伝送路を用い
る必要はなく、この復帰チャネルには任意の信号通路、
例えば２線式の電線を用いることもできる。しかし、伝
送システムは通常双方向通信が行なえるようにするため
、本発明の例によるように、復帰路用に利用できる第２
伝送回路にてコード誤りをインターリーブさせることに
よりビット速度が比較的低い調整命令を伝送するように
するのが非常に有利である。これがため必ずしも２つの
光導波伝送路を用いる必要はない。その理由は、送信の
場合と、復帰伝送の場合に異なる周波数を用いるように
すれば、所謂双方向分波多重法に従って２方向用の１つ
の光導波伝送路を利用することができるからである。

本発明の他の例ではカウンタ１３の計数値を設定素子、
例えばスイッチによって設定することができる。プリセ
ット値としては伝送リンクの減衰傾向に従って最大パワ
ーレベルとして決定される値を選定する。送信機１が作
動する度毎にプリセット値は受諾パルスによって計数値
として採用される。このようにすれば、伝送リンクの自
動レベル調整が値“０”で開始せずに、図示の本例の回
路が最終的に調整される値に非常に近い値で開始するよ
うになるので有利である。これにより送信機１がターン
・オンする時間が極めて速くなる。

第２図は評価回路の特に好適な例を示したものであり、
この評価回路は２個の比較器３４及び３５並びにビット
誤りモニタ回路３６及びクロックドロップアウト信号発
生器３７を具えている。比較器３４及び３５は前述した
第１図の例のものと同様に作動する。ビット誤りモニタ
回路３６は、入力信号中に見つかるビット誤りの数が単
位時間当り成る特定の可調整限定値以上となる際に出力
信号Ｅ１を発生する。クロックドロップアウト信号発生
器３７は、デコーダに内蔵させたクロック再生段がいず
れの入力クロック信号をも再生できない場合に出力信号
Ｅ２を発生する。ビット誤りカウンタ（モニタ回路）３
６及びクロックドロップアウト出力信号発生器３７の出
力信号を第１ＯＲゲート４１の入力端子に供給する。こ
のＯＲゲートの出力信号は第１　ＡＮＤゲート４２の一
方の入力端子に供給し、このＡＮＤゲートの第２入力端
子は第２比較器３５の出力端子に接続する。

第１　ＡＮＤゲート４２の出力信号は第２ＯＲゲート４
３の第１入力端子に供給する。この第２ＯＲゲート４３
の出力端子に現われる各２進値はコマンドワードの第１
ピツ）ＸＩに相当する。第１ＯＲゲート４１の出力信号
は第２　ＡＮＤゲート４４の反転第１入力端子にも供給
する。第２比較器３５の出力信号をこのＡＮＤゲート４
４の第２入力端子に供給し、パルス発生器３８のパルス
を第２　ＡＮＤゲート４４の第３入力端子に供給する。

第２　ＡＮＤゲート４４の出力端子は第２ＯＲゲート４
３の第２入力端子に接続する。第１比較器３４の出力信
号は第３ＡＮＤゲート４５の第１入力端子に供給し、こ
のＡＮＤゲート４５の第２入力端子は第１ＯＲゲート４
１の出力端子に接続する。第３八ＮＤゲート４５の出力
端子に現われる各２進値はコマンワードの第２ビツトｘ
２に相当する。

上述したような評価回路を用いればレーザ送信機を極め
て有効に調整することができる。これがため光学伝送シ
ステムは先ず第１にデータをできるだけ正確に伝送する
ことができる。この点に関し、データ伝送中の誤りは再
生データクロツタの評価又はビット誤りをモニタするこ
とによってなくすことができる。僅か１つ誤りでも伝送
システムの全ての機能は少なくとも損われるから、第２
図の例ではビット誤りモニタ回路３６からの出力信号Ｅ
１とクロックドロップアウト信号発生器３７からの出力
信号との２つの信号を第１ＯＲゲート４１にて組合せる
。しかし、伝送誤り又は信号ドロップアウトは入力パワ
ーが小さ過ぎるか、又は大き過ぎて入力増幅器に過負荷
がかかるために起り得る。

従って、ＯＲゲート４１の出力信号を比較器３４及び３
５の出力信号と組合せる。伝送誤り及びクロック信号ド
ロップアウトが第１比較器３４の切換えしきい値以下の
入力パワーレベルで生ずる場合には、第１コマンドビツ
ト×１がセットされて、レーザの出力パワーを増強させ
る。これに対し、受信パワーのピーク値が第２比較器の
設定しきい値以上となる場合には、レーザ送信機の伝送
パワーが第２コマンドビツトＸ２の設定により低減され
る。このようにしてレーザ送信機の伝送パワーは受信信
号の受信品質に対して直接調整される。本発明の第１例
では切換えしきい値が送信機及び受信機のそれぞれの部
品公差に対して十分安全なマージンを保証するように切
換えしきい値を選択する必要があったが、本発明の第２
例の駆動回路では確実なデータ伝送を行なえる程度にレ
ーザパワーを増強させるだけである。

本発明の第１例では、受信パワーのピーク値が第２比較
器の設定しきい値以上となる場合にレーザダイオードの
パワーを低減させるだけであったが、時間制御パルス発
生器３８によって伝送パワーを連続的に調整して必要条
件を適えさせることもできる。パルス発生器３日により
大きな時間間隔で発生されるパルス列、例えば１時間当
り１つのパルス列は、ビット誤り及びクロックドロップ
アウトの双方をモニタしても伝送リンクにいずれの誤り
も生じない場合にパルス列の各パルスでコマンドワード
の第１ビツト×１をセットする。従ってレーザの伝送パ
ワーが低減する。一般にはまだデータ信号を完全に再生
し得る特有のビット誤りが一旦生ずると、第２　ＡＮＤ
ゲートの出力がブロックされるラビット誤り信号Ｃ２に
より、出力パワーはコマンドワードの第２ビツトＸ２の
設定により再び増強され、これはビット誤りがなくなる
まで続行される。このようなリセット回路によって伝送
パワーは常に誤りのない伝送ができるように選定される
。これによりレーザダイオードはできるだけ小さいパワ
ーで作動し、従ってレーザダイオードの有効寿命が不必
要に短縮されなくなると云う利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光学伝送システムの一例を示すブ
ロック線図；第２図は第１図の例に用いる評価回路の他の例を示すブ
ロック線図である。Ａ・・・第１スポツト（送信機端）Ｂ・・・第２スポツト（受信機端）１・・・レーザ送信機２ａ、２ｂ・・・光導波伝送路（グラスファイバ）３・
・・受信機１０・・・レーザダイオード１１・・・エンコーダ１２
・・・送信機最終段１３・・・アップ−ダウンカウンタ１４・・・デジタル−アナログ変換器（１３，１，４）・・・設定素子　３０・・・フォトダ
イオード３１・・・入力増幅器　　　３２・・・デコー
ダ３３・・・ピーク値検出器　３４・・・第１比較器３
５・・・第２比較器３６・・・ビット誤りモニタ回路３７・・・クロックドロップアウト信号発生器３８・・
・パルス発生器　　３９・・・制御信号回路（３４，３
５，３９）・・・評価回路４１・・・第１ＯＲゲート４３・・・第２ＯＲゲート４５・・・第３　ＡＮＤゲート４２・・・第１八ＮＤゲート４２・・・第２　ＡＮＤゲート

Claims

【特許請求の範囲】１、光学信号を光導波伝送路に供給するレーザ送信機及
び該光導波伝送路の他端に接続した光学受信機を具えて
いる光学伝送システムにおいて、受信機端に光学パワー
メータ（３３）及び評価回路（３４、３５、３９）を配
置し、且つ該評価回路（３４、３５、３９）の出力信号
を復帰チャネル（２ｂ）を経てレーザ送信機（１）に供
給するようにしたことを特徴とする光学伝送システム。２、前記評価回路が少なくとも１個の比較器（３４）を
具え、該比較器に前記パワーメータ（３３）の出力信号
を供給することを特徴とする請求項１に記載の光学伝送
システム。３、前記光学信号を誤りのない伝送コードに
よってコード化し、且つ前記評価回路がビット誤りをモ
ニタする回路（３６）を具え、該モニタ回路がビット誤
り評価信号（Ｅ１）を供給することを特徴とする請求項
１又は２に記載の光学伝送システム。４、前記評価回路がクロックドロップアウト信号（Ｅ２
）を発生するクロック再生回路（３７）を具えることを
特徴とする請求項１に記載の光学伝送システム。５、複数の評価信号（Ｃ１、Ｃ２、Ｅ１、Ｅ２）を前記
評価回路（３４、３５、３６、３７）にて互いに理論的
にリンクさせることを特徴とする請求項３又は４のいず
れかに記載の光学伝送システム。６、前記レーザ送信機にリセット回路（３８）を接続し
、該リセット回路がレーザ送信機の伝送パワーを低減さ
せるために適宜離間させたリセット信号を供給すること
を特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光学伝送
システム。７、前記光学信号を前記送信機（１）に配置したエンコ
ーダ（１１）によって伝送コードに変換し、且つ前記評
価回路（３４、３５、３９）からの信号（Ｘ１、Ｘ２）
を該エンコーダ（１１）に供給すると共に、これらの信
号を、コード誤りをインターリーブさせることによって
伝送すべき信号と一緒にインターリーブさせて、受信機
（３）のデコーダ（３２）で再生し、且つレーザ送信機
（１）に供給することを特徴とする請求項１〜６のいず
れかに記載の光学伝送システム。