JPH05300096A - Optical transmitter and optical receiver for optical parallel transmission and optical parallel transmitting system provided with them - Google Patents
Optical transmitter and optical receiver for optical parallel transmission and optical parallel transmitting system provided with themInfo
- Publication number
- JPH05300096A JPH05300096A JP4101060A JP10106092A JPH05300096A JP H05300096 A JPH05300096 A JP H05300096A JP 4101060 A JP4101060 A JP 4101060A JP 10106092 A JP10106092 A JP 10106092A JP H05300096 A JPH05300096 A JP H05300096A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- semiconductor laser
- parallel transmission
- laser unit
- driving
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は光並列伝送用光送信機及び光受信機並
びにこれらを備えた光並列伝送システムに関し、消費電
力をさほど大きくすることなしに安定動作を可能にする
ことを目的とする。
【構成】複数のLDを備えたLDアレイ111を備えた
光並列伝送用光送信機において、1つの特定のLD11
3についてのみAPCを行って各強度変調光を光ファイ
バアレイ120により光受信機130に伝送し、光受信
機130においては、APCがなされているLD113
からの光信号に基づきクロックを抽出して、このクロッ
クに基づいて各チャネルの識別動作を行うようにする。
(57) [Abstract] [Object] The present invention relates to an optical transmitter and an optical receiver for optical parallel transmission, and an optical parallel transmission system including them, and enables stable operation without significantly increasing power consumption. With the goal. In an optical transmitter for optical parallel transmission including an LD array 111 including a plurality of LDs, one specific LD 11
APC is performed only on No. 3 and each intensity-modulated light is transmitted to the optical receiver 130 by the optical fiber array 120. In the optical receiver 130, the LD 113 for which APC is performed is performed.
A clock is extracted on the basis of the optical signal from and the identification operation of each channel is performed based on this clock.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光並列伝送用の光送信
機及び光受信機並びにこれらを備えた光並列伝送システ
ムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical transmitter and an optical receiver for optical parallel transmission, and an optical parallel transmission system including them.
【0002】光通信技術の発展にともない、幹線系のみ
ならず、伝送端局装置・交換機等の通信機器間もしくは
機器内、或いはコンピュータ間もしくはコンピュータ内
における高速データ伝送に、光ファイバの広帯域性を利
用した光伝送技術を適用することが注目され、検討され
ている。このような光伝送インタフェースにおいては、
多くの信号を並列して伝送する光並列伝送システムが有
効である。光並列伝送システムは、電気による並列伝送
システムに比較して、伝送速度、伝送距離、対電磁誘導
雑音等の特性に優れるという特長を有しており、各方面
での研究開発が進められている。With the development of optical communication technology, the broadband property of optical fibers has been applied not only to the trunk line system but also to high-speed data transmission between or within communication devices such as transmission terminal equipment and switching equipment, or between computers or within computers. Applying the utilized optical transmission technology has been noticed and studied. In such an optical transmission interface,
An optical parallel transmission system that transmits many signals in parallel is effective. The optical parallel transmission system has characteristics that it is superior in characteristics such as transmission speed, transmission distance, and electromagnetic induction noise, etc., as compared with the electrical parallel transmission system, and research and development in various fields are underway. ..
【0003】光並列伝送システムにおける送信側の光源
としては、複数の発光素子を一体に集積化してなる発光
素子アレイが使用される。実用的な発光素子としては、
発光ダイオード(LED)及び半導体レーザ(レーザダ
イオード:LD)が知られているが、高速化、高出力化
の観点からは、半導体レーザがより優れている。As a light source on the transmission side in the optical parallel transmission system, a light emitting element array formed by integrally integrating a plurality of light emitting elements is used. As a practical light emitting element,
Although a light emitting diode (LED) and a semiconductor laser (laser diode: LD) are known, the semiconductor laser is more excellent from the viewpoint of high speed and high output.
【0004】一般に、半導体レーザにおいては、発振し
きい値や発光効率(微分量子効率)等の特性が発光ダイ
オードと比較して周囲温度に依存して大きく変化するの
で、温度変化等に対して安定な動作を実現することが要
求される。Generally, in a semiconductor laser, characteristics such as an oscillation threshold value and light emission efficiency (differential quantum efficiency) greatly change depending on the ambient temperature as compared with a light emitting diode, so that it is stable against temperature change and the like. It is required to realize various operations.
【0005】一方、発光素子アレイを光送信機に実装す
る場合或いは受光素子アレイを光受信機に実装する場合
には、複数の単素子を用いる場合と比較して実装面積を
小さくすることができるので、装置の小型化が可能にな
る。このような装置の小型化を効果的に行うためには、
各素子を駆動する回路についても小さな面積の基板、パ
ッケージに収容することが有効であり、このような駆動
回路の消費電力を小さく抑えることが要求される。On the other hand, when the light emitting element array is mounted on the optical transmitter or when the light receiving element array is mounted on the optical receiver, the mounting area can be reduced as compared with the case where a plurality of single elements are used. Therefore, the device can be downsized. In order to effectively reduce the size of such a device,
It is effective to accommodate a circuit for driving each element in a substrate or a package having a small area, and it is required to reduce the power consumption of such a drive circuit.
【0006】[0006]
【従来の技術】従来、単素子の半導体レーザを駆動する
方法としては、レーザ発振しきい値の近傍に固定された
バイアス電流に変調電流パルスを重畳して半導体レーザ
に供給するようにしたものと、レーザ発振しきい値が比
較的小さい半導体レーザを用い、バイアス電流を零にし
て変調電流パルスを直接供給するようにしたものが知ら
れている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of driving a single-element semiconductor laser, a modulation current pulse is superimposed on a bias current fixed near the laser oscillation threshold and supplied to the semiconductor laser. It is known that a semiconductor laser having a relatively small laser oscillation threshold is used and a bias current is set to zero to directly supply a modulation current pulse.
【0007】しかし、これらの方法による場合、半導体
レーザのレーザ発振しきい値が温度によって変動するこ
と等により、半導体レーザの安定な動作が困難になるこ
とがある。However, according to these methods, stable operation of the semiconductor laser may become difficult due to variations in the laser oscillation threshold of the semiconductor laser due to temperature and the like.
【0008】一方、温度変動等に対する半導体レーザの
安定な動作を可能にする技術として、自動光出力強度制
御(APC)がある。On the other hand, there is automatic light output intensity control (APC) as a technique that enables stable operation of a semiconductor laser against temperature fluctuations.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】バイアス電流を零又は
所定値に固定する前者の従来技術を半導体レーザアレイ
の全チャネルの素子(半導体レーザユニット)に適用す
る場合、回路規模を小さくすることができるので、消費
電力の低減が可能になるが、温度変動等により全チャネ
ルの半導体レーザユニットの動作が不安定になるという
問題があった。When the former conventional technique for fixing the bias current to zero or a predetermined value is applied to all channel elements (semiconductor laser unit) of the semiconductor laser array, the circuit scale can be reduced. Therefore, the power consumption can be reduced, but there is a problem that the operation of the semiconductor laser units of all channels becomes unstable due to temperature fluctuations and the like.
【0010】一方、後者の従来技術(APC)を半導体
レーザアレイの全チャネルの半導体レーザユニットに適
用した場合、全チャネルの安定動作が可能になるが、チ
ャネル数に応じた数のフィードバックループ又はその代
替手段が必要であることからチャネル数の増大にともな
って回路規模が増大し、消費電力が大きくなるという問
題があった。これに関連した技術として特開昭63−1
44653号公報に開示されたものがある。On the other hand, when the latter prior art (APC) is applied to the semiconductor laser units of all the channels of the semiconductor laser array, stable operation of all the channels becomes possible. Since an alternative means is required, there has been a problem that the circuit scale increases and the power consumption increases as the number of channels increases. As a technique related to this, JP-A-63-1
There is one disclosed in Japanese Patent No. 44653.
【0011】本発明の目的は、消費電力をさほど大きく
することなしに安定動作を実現することができる光並列
伝送用の光送信機及び光受信機並びにこれらを備えた光
並列伝送システムを提供することである。An object of the present invention is to provide an optical transmitter and an optical receiver for optical parallel transmission, which can realize stable operation without increasing the power consumption so much, and an optical parallel transmission system including them. That is.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】図1はクレーム対応図で
ある。本発明の光並列伝送用光送信機は、複数の半導体
レーザユニット11からなる半導体レーザアレイ12
と、該複数の半導体レーザユニット11を入力データに
基づきそれぞれ駆動する複数の駆動手段13と、複数の
半導体レーザユニット11から選択される1つの特定半
導体レーザユニットから出力される光の一部を受け、そ
の光強度に応じた電気信号を出力する光強度検出手段1
4と、光強度検出手段14からの電気信号を受け、その
平均レベルが一定になるように、上記特定半導体レーザ
ユニットを駆動する駆動手段に帰還をかける帰還手段1
5とを備える。FIG. 1 is a claim correspondence diagram. The optical transmitter for optical parallel transmission of the present invention is a semiconductor laser array 12 including a plurality of semiconductor laser units 11.
A plurality of driving means 13 for respectively driving the plurality of semiconductor laser units 11 based on input data; and a part of light output from one specific semiconductor laser unit selected from the plurality of semiconductor laser units 11. , A light intensity detecting means 1 for outputting an electric signal according to the light intensity
4 and the electric signal from the light intensity detecting means 14, and feedback means 1 for feeding back to the driving means for driving the specific semiconductor laser unit so that the average level becomes constant.
5 and.
【0013】本発明の光並列伝送用光受信機は、並列伝
送された複数の光信号をそれぞれ受け、その光強度に応
じた電気信号をそれぞれ出力する複数の受光手段31
と、複数の受光手段31から選択される1つの特定受光
手段からの電気信号に基づき識別用のクロックを発生さ
せるクロック発生手段32と、クロック発生手段32か
らのクロックに基づき、上記受光手段31からの電気信
号について識別を行う識別手段33とを備える。The optical receiver for optical parallel transmission of the present invention receives a plurality of optical signals transmitted in parallel, and outputs a plurality of light receiving means 31 for outputting electric signals corresponding to the optical intensities thereof.
A clock generating means 32 for generating an identification clock based on an electrical signal from one specific light receiving means selected from a plurality of light receiving means 31, and based on the clock from the clock generating means 32, the light receiving means 31 And an identification unit 33 that identifies the electric signal.
【0014】本発明の光並列伝送システムは、本発明に
かかる光並列伝送用光送信機10と、光送信機10にお
ける半導体レーザアレイ12からの複数の光信号をそれ
ぞれ伝送する並列光伝送路20と、並列光伝送路20に
より伝送された複数の光信号を受信する本発明にかかる
光並列伝送用光受信機30とを備える。そして、光受信
機30における上記特定受光手段が光送信機10におけ
る上記特定半導体レーザユニットからの光信号を受ける
ようにされている。The optical parallel transmission system of the present invention comprises an optical transmitter 10 for optical parallel transmission according to the present invention and a parallel optical transmission line 20 for transmitting a plurality of optical signals from the semiconductor laser array 12 in the optical transmitter 10. And an optical receiver 30 for optical parallel transmission according to the present invention, which receives a plurality of optical signals transmitted by the parallel optical transmission line 20. The specific light receiving means in the optical receiver 30 receives the optical signal from the specific semiconductor laser unit in the optical transmitter 10.
【0015】[0015]
【作用】光並列伝送において、温度変動等による半導体
レーザアレイの不安定動作の影響が最も大きいのは、受
信側におけるクロック等のタイミング情報の再生又は抽
出である。本発明では、受信側で1チャネルについての
み正確なタイミング情報が得られていれば、このタイミ
ング情報に基づいて全チャネルについての識別動作が可
能になるという点に着目している。In optical parallel transmission, the greatest influence of unstable operation of the semiconductor laser array due to temperature fluctuation is reproduction or extraction of timing information such as a clock on the receiving side. The present invention focuses on the point that if accurate timing information is obtained for only one channel on the receiving side, the identification operation for all channels can be performed based on this timing information.
【0016】即ち、送信側で1つの特定半導体レーザユ
ニットについてのみAPCを行ってその動作を安定化し
ておくことによって、この特定半導体レーザユニットに
より基準となるタイミング情報を正確に伝送し、特定半
導体レーザユニット以外の半導体レーザユニットの動作
が温度変動等により変動した場合にも受信側での安定な
識別動作を可能にしているのである。That is, by performing APC on only one specific semiconductor laser unit on the transmitting side to stabilize its operation, the specific semiconductor laser unit accurately transmits the reference timing information, and the specific semiconductor laser unit is transmitted. Even when the operation of the semiconductor laser unit other than the unit fluctuates due to temperature fluctuation or the like, stable identification operation on the receiving side is possible.
【0017】[0017]
【実施例】以下本発明の実施例を説明する。図2は本発
明の実施例を示す光並列伝送システムのブロック図であ
る。このシステムは複数チャネルの光信号を並列に出力
する光送信機110と、光送信機110からの光信号を
別々に伝送する複数の光ファイバからなる光ファイバア
レイ120と、光ファイバアレイ120により伝送され
た光信号をチャネルごとに受信する光受信機130とか
らなる。光受信機130の構成及び動作については後述
する。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. FIG. 2 is a block diagram of an optical parallel transmission system showing an embodiment of the present invention. This system uses an optical transmitter 110 that outputs a plurality of channels of optical signals in parallel, an optical fiber array 120 that includes a plurality of optical fibers that separately transmits optical signals from the optical transmitter 110, and an optical fiber array 120 that transmits the optical signals. The optical receiver 130 receives the generated optical signal for each channel. The configuration and operation of the optical receiver 130 will be described later.
【0018】光送信機110は、複数の半導体レーザユ
ニットを一体に集積化してなる半導体レーザアレイを備
えている。以下、このアレイをLDアレイと称し、各ユ
ニットをLDと称する。The optical transmitter 110 includes a semiconductor laser array in which a plurality of semiconductor laser units are integrated together. Hereinafter, this array is referred to as an LD array, and each unit is referred to as an LD.
【0019】LDアレイ111は、APCがなされない
n(nは自然数)個のLD112(#1〜#n)と、A
PCがなされる1つのLD113とを備えている。LD
112とLD113は共に集積化されたLDアレイの構
成部分として同じものであり、これらの符号を異ならせ
ているのは単に説明の便宜上である。The LD array 111 includes n (n is a natural number) LDs 112 (# 1 to #n) not subjected to APC and A
It is provided with one LD 113 which is a PC. LD
The reference numeral 112 and the LD 113 are the same as the components of the integrated LD array, and the reference numerals are different for the convenience of description.
【0020】各LD112(#1〜#n)はそれぞれに
対応して一つずつ設けられた駆動回路114(#1〜#
n)により駆動され、LD113は駆動回路115によ
り駆動される。駆動回路114(#1〜#n)にはそれ
ぞれ入力データDin(#1〜#n)が入力され、駆動回
路115には入力データDin′が入力される。入力デー
タDin(#1〜#n)は伝送データであり、入力データ
Din′は伝送データ又はクロック等の周期信号である。Each of the LDs 112 (# 1 to #n) is provided with a corresponding one of the drive circuits 114 (# 1 to #n).
n), and the LD 113 is driven by the drive circuit 115. The input data D in (# 1 to #n) is input to the drive circuits 114 (# 1 to #n), and the input data D in ′ is input to the drive circuit 115. The input data D in (# 1 to #n) is transmission data, and the input data D in ′ is transmission data or a periodic signal such as a clock.
【0021】各LD112(#1〜#n)及び113
は、それぞれの駆動回路から供給される駆動電流によっ
て駆動されて強度変調光を出力する。符号116はLD
113から出力される光の一部を受けその光強度を検出
するためのフォトダイオードを表しており、このフォト
ダイオード116としては、この実施例では、検出光強
度の平均レベルに応じた電気信号を出力させるために、
LD113の駆動に供される入力データDin′のビット
レートに相当する周波数よりも十分低い応答周波数のフ
ォトダイオードが用いられている。Each LD 112 (# 1 to #n) and 113
Are driven by the drive currents supplied from the respective drive circuits to output intensity-modulated light. Reference numeral 116 is an LD
A photodiode for receiving a part of the light output from 113 and detecting the light intensity thereof is shown. As this photodiode 116, in this embodiment, an electric signal corresponding to the average level of the detected light intensity is used. In order to output
A photodiode having a response frequency sufficiently lower than the frequency corresponding to the bit rate of the input data D in ′ used for driving the LD 113 is used.
【0022】帰還回路117は、フォトダイオード11
6からの電気信号を受けて、フォトダイオード116に
おける検出光強度が一定になるように駆動回路115に
帰還をかける。駆動回路114(#1〜#n)及び11
5並びに帰還回路117の具体的構成例については後述
する。The feedback circuit 117 includes the photodiode 11
Receiving the electric signal from 6, the feedback is applied to the drive circuit 115 so that the detection light intensity in the photodiode 116 becomes constant. Drive circuits 114 (# 1 to #n) and 11
5 and a specific configuration example of the feedback circuit 117 will be described later.
【0023】図3は、図2の光送信機110におけるL
Dアレイ111近傍の各構成部材の配置例を説明するた
めの斜視図である。LDアレイ111は放熱等を目的と
したヒートシンク201の縁部に固定されている。各L
D112及び113は、互いに対向する2つの劈開面上
にそれぞれ発光点を有している。以下、LDの一方の発
光点から放射され光伝送路に結合される光を前方光と称
し、他の1つの発光点から放射される光を後方光と称す
る。FIG. 3 shows L in the optical transmitter 110 of FIG.
FIG. 6 is a perspective view for explaining an arrangement example of each constituent member near the D array 111. The LD array 111 is fixed to the edge of the heat sink 201 for the purpose of heat dissipation and the like. Each L
Each of D112 and 113 has a light emitting point on each of the two cleavage surfaces facing each other. Hereinafter, the light emitted from one light emitting point of the LD and coupled to the optical transmission line is referred to as front light, and the light emitted from the other one light emitting point is referred to as rear light.
【0024】この実施例では、各LD112及び113
の前方光の発光点は等間隔で同一直線上に位置してお
り、各前方光は並列光伝送路120を構成している複数
の光ファイバ203に入射する。LD112及び113
と光ファイバ203の光学的結合構造としては、光ファ
イバ203のコア端面をLD112及び113の発光点
に接近させて位置させる結合構造を用いることができ
る。In this embodiment, each LD 112 and 113 is
The light emitting points of the front light are positioned on the same straight line at equal intervals, and the respective front lights are incident on the plurality of optical fibers 203 forming the parallel optical transmission line 120. LD 112 and 113
As an optical coupling structure between the optical fiber 203 and the optical fiber 203, a coupling structure in which the core end surface of the optical fiber 203 is located close to the light emitting points of the LDs 112 and 113 can be used.
【0025】このような光ファイバとLDの直接結合
は、互いに平行で且つLDの発光点のピッチと等しいピ
ッチを有するV溝が形成されたファイバホルダ204を
用い、各光ファイバ203の端部近傍の部分を上記V溝
に着座させ、ファイバホルダ204とLDアレイ111
の相対的位置関係を調整することによって容易に行うこ
とができる。Such direct coupling between the optical fiber and the LD is performed by using the fiber holder 204 in which V-grooves parallel to each other and having a pitch equal to the pitch of the light emitting points of the LD are formed, and near the end of each optical fiber 203. Is seated in the V groove, and the fiber holder 204 and the LD array 111 are seated.
This can be easily performed by adjusting the relative positional relationship of
【0026】また、LD113から出力される光の一部
を受けるためのフォトダイオード116については、フ
ォトダイオード116の受光部がLD113の後方光の
発光点に対向するようにフォトダイオード116をヒー
トシンク201上に固定すればよい。尚、各LD112
及び113における一方の電極はヒートシンク201を
介して接地されており、他方の電極にはボンディングワ
イヤ202を介して駆動回路からの駆動電流が供給され
る。Regarding the photodiode 116 for receiving a part of the light output from the LD 113, the photodiode 116 is mounted on the heat sink 201 so that the light receiving portion of the photodiode 116 faces the light emitting point of the rear light of the LD 113. You can fix it to. In addition, each LD112
, 113 are grounded via the heat sink 201, and the other electrode is supplied with a drive current from the drive circuit via the bonding wire 202.
【0027】図4(A)は、駆動回路114及び115
の構成例を示す図であり、図4(B)は駆動回路114
の他の構成例を示す図である。図4(A)の駆動回路
は、入力データに応じたパルス電流Im をLD112
(113)に供給する変調回路301と、直流のバイア
ス電流Ib をLD112(113)に供給するバイアス
回路302とからなる。変調回路301はトランジスタ
Tr1及び抵抗R1を備え、バイアス回路302はトラ
ンジスタTr2及び抵抗R2を備える。FIG. 4A shows the driving circuits 114 and 115.
4B is a diagram showing an example of the configuration of FIG.
It is a figure which shows the other structural example. The drive circuit of FIG. 4A outputs the pulse current I m according to the input data to the LD 112.
It includes a modulation circuit 301 for supplying (113) and a bias circuit 302 for supplying a DC bias current I b to the LD 112 (113). The modulation circuit 301 includes a transistor Tr1 and a resistor R1, and the bias circuit 302 includes a transistor Tr2 and a resistor R2.
【0028】LD112(113)のアノードは接地さ
れ、カソードはトランジスタTr1及びTr2のコネク
タに接続される。トランジスタTr1のベースには入力
データDin(Din′)が入力され、トランジスタTr2
のベースには後述する帰還回路からのバイアス制御信号
(駆動回路115の場合)又は固定された一定電流(駆
動回路114の場合)が入力される。トランジスタTr
1のエミッタは抵抗R1の一端に接続され、抵抗R1の
他端は電源端子−V1に接続される。トランジスタTr
2のエミッタは抵抗R2の一端に接続され、抵抗R2の
他端は電源端子−V2に接続される。The anode of the LD 112 (113) is grounded, and the cathode is connected to the connectors of the transistors Tr1 and Tr2. The input data D in (D in ′) is input to the base of the transistor Tr1 and the transistor Tr2
A bias control signal (in the case of the drive circuit 115) or a fixed constant current (in the case of the drive circuit 114) from a feedback circuit described later is input to the base of the. Transistor Tr
The emitter of 1 is connected to one end of the resistor R1, and the other end of the resistor R1 is connected to the power supply terminal -V1. Transistor Tr
The emitter of 2 is connected to one end of the resistor R2, and the other end of the resistor R2 is connected to the power supply terminal -V2.
【0029】一方、図4(B)の駆動回路は、図4
(A)の駆動回路からバイアス回路302を取り去った
構成を有している。即ち、この駆動回路は、変調回路3
01のみからなる。On the other hand, the drive circuit shown in FIG.
It has a configuration in which the bias circuit 302 is removed from the drive circuit of (A). That is, this drive circuit is the modulation circuit 3
It consists of 01 only.
【0030】以下の説明では、図4(A)の駆動回路を
用いてそのバイアス回路302にバイアス制御信号を入
力してLDを駆動する方法をAPC型駆動方法と称し、
図4(A)の駆動回路を用いてそのバイアス回路302
に固定電流を入力してLDを駆動する方法を固定バイア
ス駆動方法と称し、図4(B)の駆動回路を用いてLD
を駆動する方法を無バイアス駆動方法と称する。In the following description, a method of inputting a bias control signal to the bias circuit 302 to drive the LD using the drive circuit of FIG. 4A is called an APC type drive method,
The bias circuit 302 using the drive circuit of FIG.
A method of inputting a fixed current to the LD to drive the LD is called a fixed bias driving method, and the LD is driven by using the driving circuit of FIG.
The method of driving the is called a biasless driving method.
【0031】図5は、図4(A)の駆動回路を用いた場
合、即ちAPC型駆動方法又は固定バイアス駆動方法に
よる場合におけるLDの強度変調の原理説明図である。
符号401はLDのI−L特性を表しており、縦軸はL
D出力の光強度、横軸はLDに供給される電流を表して
いる。符号402は、LDに供給される電流値の時間変
化に対応する駆動電流波形をI−L特性401に対応さ
せて表したものである。符号403は、光強度の時間変
化に対応する強度変調光波形を同じくI−L特性401
に対応させて表したものである。FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of LD intensity modulation when the drive circuit of FIG. 4A is used, that is, when the APC drive method or the fixed bias drive method is used.
Reference numeral 401 represents the IL characteristic of the LD, and the vertical axis represents L.
The light intensity of the D output and the horizontal axis represent the current supplied to the LD. Reference numeral 402 represents the drive current waveform corresponding to the time change of the current value supplied to the LD in association with the IL characteristic 401. Reference numeral 403 denotes the intensity-modulated optical waveform corresponding to the temporal change of the light intensity, which is also the IL characteristic 401.
It corresponds to.
【0032】I−L特性401から明らかなように、L
Dは、レーザ発振しきい値Ithでレーザ発振を開始しこ
のしきい値Ithよりも大きい電流の領域においては電流
の増大に従って光強度が増大する特性を有している。As is clear from the IL characteristic 401, L
D has a characteristic that the laser intensity is started at the laser oscillation threshold value I th and the light intensity increases as the current increases in the region of the current larger than the threshold value I th .
【0033】駆動電流波形402は、データ入力に対応
したパルス電流Im が直流のバイアス電流Ib に重畳さ
れた波形である。固定バイアス駆動方法が適用される場
合には、バイアス電流Ib はレーザ発振しきい値Ithと
ほぼ等しく設定される。また、APC型駆動方法が適用
される場合には、後述するように、APCの結果とし
て、バイアス電流Ib は常にレーザ発振しきい値Ithよ
りも大きくなる。The drive current waveform 402 is a waveform in which the pulse current I m corresponding to the data input is superimposed on the DC bias current I b . When the fixed bias driving method is applied, the bias current I b is approximately equal to the lasing threshold I th. When the APC driving method is applied, as will be described later, as a result of APC, the bias current I b is always larger than the laser oscillation threshold I th .
【0034】このような駆動電流がLDに供給される
と、I−L特性401に従ってLD出力の光強度は変化
し、強度変調光が得られる。駆動電流波形402はI−
L特性を介して強度変調波形403に反映される。When such a driving current is supplied to the LD, the light intensity of the LD output changes according to the IL characteristic 401, and intensity modulated light is obtained. The drive current waveform 402 is I-
It is reflected in the intensity modulation waveform 403 via the L characteristic.
【0035】図6は、図4(B)の駆動回路が用いられ
ている場合、即ち無バイアス駆動方法による場合におけ
るLDの強度変調の原理説明図である。この場合、バイ
アス電流は零となりLDには入力データに応じたパルス
電流Im のみが駆動電流として供給される。駆動電流波
形は、図5の場合と同様に強度変調光波形に反映され
る。FIG. 6 is an explanatory view of the principle of the intensity modulation of the LD when the drive circuit of FIG. 4B is used, that is, when the bias-free drive method is used. In this case, the bias current becomes zero and only the pulse current I m corresponding to the input data is supplied to the LD as the drive current. The drive current waveform is reflected in the intensity-modulated light waveform as in the case of FIG.
【0036】尚、無バイアス駆動方法による場合には、
駆動電流値がハイレベルとローレベル(零レベル)の間
で遷移するときに必ずレーザ発振しきい値Ithを通過す
ることになる。その影響については後述する。In the case of the non-bias drive method,
When the drive current value transits between the high level and the low level (zero level), the laser oscillation threshold value I th is always passed. The effect will be described later.
【0037】図7は図2の帰還回路117の具体的構成
例を示す図である。この帰還回路は、フォトダイオード
116に生じた光電流を電圧値に変換する電流−電圧変
換器(抵抗501及び増幅器502)と、この変換器に
より変換された電圧値と参照電圧の誤差値を検出しこの
誤差値を図2の駆動回路115(具体的には図4(A)
のバイアス回路302)に帰還させる演算増幅器503
とを含む。FIG. 7 is a diagram showing a specific configuration example of the feedback circuit 117 of FIG. This feedback circuit detects a current-voltage converter (resistor 501 and amplifier 502) that converts the photocurrent generated in the photodiode 116 into a voltage value, and an error value between the voltage value converted by this converter and the reference voltage. The error value is calculated by using the drive circuit 115 of FIG. 2 (specifically, FIG. 4A).
Operational amplifier 503 for feedback to the bias circuit 302)
Including and
【0038】フォトダイオード116のカソードは接地
され、アノードは抵抗501を介して電源端子−Vに接
続される。フォトダイオード116に逆バイアスが加え
られている状態で、フォトダイオードにLD113(図
2及び図3参照)からの光の一部が入力すると、この入
力した光の強度に応じた光電流がフォトダイオード11
6及び抵抗501に流れる。本実施例では、フォトダイ
オード116の応答周波数は、入力データのビットレー
トに相当する周波数よりも十分低いので、光電流の大き
さはフォトダイオード116に入力する強度変調光の平
均光強度に応じたものとなる。The cathode of the photodiode 116 is grounded, and the anode is connected to the power supply terminal -V via the resistor 501. When a part of light from the LD 113 (see FIG. 2 and FIG. 3) is input to the photodiode with the reverse bias applied to the photodiode 116, a photocurrent corresponding to the intensity of the input light is generated in the photodiode. 11
6 and resistor 501. In the present embodiment, the response frequency of the photodiode 116 is sufficiently lower than the frequency corresponding to the bit rate of the input data, so the magnitude of the photocurrent depends on the average light intensity of the intensity-modulated light input to the photodiode 116. Will be things.
【0039】フォトダイオード116に生じた光電流の
変化は、フォトダイオード116と抵抗501の接続点
の電位変化として取り出されて増幅器502により増幅
される。演算増幅器503の第1の入力ポートには増幅
器502の出力電圧Va が光強度の平均値に対応する成
分として入力され、演算増幅器503の第2の入力ポー
トには予め定められた参照電圧Vref が入力される。The change in the photocurrent generated in the photodiode 116 is taken out as a potential change at the connection point between the photodiode 116 and the resistor 501 and amplified by the amplifier 502. The output voltage V a of the amplifier 502 is input to the first input port of the operational amplifier 503 as a component corresponding to the average value of the light intensity, and a predetermined reference voltage V a is input to the second input port of the operational amplifier 503. ref is entered.
【0040】演算増幅器503は、入力した2つの電圧
値の差成分を比例増幅して誤差信号として出力する。こ
の誤差信号は、適宜用いられる図示しないバッファ回路
や反転回路を介して図4(A)のバイアス回路302に
帰還される。The operational amplifier 503 proportionally amplifies the difference component of the two input voltage values and outputs it as an error signal. This error signal is fed back to the bias circuit 302 of FIG. 4A through a buffer circuit or an inverting circuit (not shown) that is used as appropriate.
【0041】図7の帰還回路を用いた場合におけるLD
113(図2参照)についてのAPCの動作原理を図8
により説明する。図8において、符号601はLDアレ
イ111(図2参照)の使用温度範囲の最低温度Tmin
におけるLD113のI−L特性を表し、符号602及
び603はそれぞれ温度T1 及びT2 におけるLD11
3のI−L特性を表す(Tmin <T1 <T2 )。LD using the feedback circuit of FIG.
The operating principle of APC for 113 (see FIG. 2) is shown in FIG.
Will be explained. In FIG. 8, reference numeral 601 is the lowest temperature T min in the operating temperature range of the LD array 111 (see FIG. 2).
Represents the IL characteristics of the LD 113 at, and reference numerals 602 and 603 denote LD 11 at temperatures T 1 and T 2, respectively.
3 represents the I-L characteristic (T min <T 1 <T 2 ).
【0042】いま、温度T1 において図7の演算増幅器
503の入力誤差(Va −Vref )が零のときの光強度
の平均値がP0 になるようにLD113へのバイアス電
流及びパルス電流の振幅が設定されている場合を想定す
る。LDにおいては、その温度が上昇するに従って、I
−L特性におけるレーザ発振しきい値が大きくなるとと
もに特性曲線の微分係数が減少する。[0042] Now, a bias current and a pulse current to the LD113 as the average value of the light intensity when the at temperatures T 1 input error of the operational amplifier 503 in FIG. 7 (V a -V ref) is zero becomes P 0 Assume that the amplitude of is set. In LD, as the temperature rises, I
As the laser oscillation threshold in the -L characteristic increases, the differential coefficient of the characteristic curve decreases.
【0043】この状態で、LD113の温度がT1 から
T2 に上昇すると、符号602で表されるI−L特性が
符号603で表されるI−L特性に変化することによ
り、光強度はP0 からこれよりも小さいP1 に低下す
る。In this state, when the temperature of the LD 113 rises from T 1 to T 2 , the I-L characteristic represented by reference numeral 602 changes to the I-L characteristic represented by reference numeral 603, so that the light intensity is changed. It decreases from P 0 to P 1 smaller than this.
【0044】光強度が低下して図7のフォトダイオード
116に流れる光電流が減少すると、演算増幅器503
の誤差入力(Va −Vref )は負となり、この誤差入力
に対応した演算増幅器503の出力信号が、図4(A)
の駆動回路におけるバイアス電流Ib を増大させる。逆
に、LD113の温度がT1 よりも低くなった場合に
は、演算増幅器503の誤差入力(Va −Vref )が正
となり、バイアス電流I b が減少させられる。The light intensity is reduced and the photodiode of FIG.
When the photocurrent flowing through 116 decreases, the operational amplifier 503
Error input (Va-Vref) Is negative and this error input
The output signal of the operational amplifier 503 corresponding to is shown in FIG.
Current I in the drive circuit ofbIncrease. Reverse
And the temperature of LD113 is T1When it becomes lower than
Is the error input of the operational amplifier 503 (Va-Vref) Is positive
And the bias current I bIs reduced.
【0045】このようにしてバイアス電流に負帰還がか
けられた駆動電流に基づいてレーザダイオード113を
駆動することによって、LD113からの強度変調光の
平均強度を安定化することができる。By thus driving the laser diode 113 based on the drive current obtained by negatively feeding back the bias current, the average intensity of the intensity-modulated light from the LD 113 can be stabilized.
【0046】尚、図8において、符号604は温度T1
におけるLD113の駆動電流の波形を表し、符号60
5はAPCの結果として得られる温度T2 におけるLD
113の駆動電流の波形を表している。In FIG. 8, reference numeral 604 indicates temperature T 1
Represents the waveform of the drive current of the LD 113 at,
5 is the LD at the temperature T 2 obtained as a result of APC
The waveform of the drive current of 113 is shown.
【0047】図9は図2の帰還回路117の他の構成例
を示す図である。この実施例が図7の実施例と異なる点
は、演算増幅器503に入力する参照電圧Vref ′が入
力データのマーク率に応じて制御されている点である。
具体的には次の通りである。FIG. 9 is a diagram showing another configuration example of the feedback circuit 117 of FIG. This embodiment differs from the embodiment of FIG. 7 in that the reference voltage V ref ′ input to the operational amplifier 503 is controlled according to the mark ratio of the input data.
Specifically, it is as follows.
【0048】マーク率モニタ回路601は、例えば駆動
回路115内に設けられた積分器によって構成され、駆
動回路115に入力される入力データの論理値「1」と
「0」の発生比率即ちマーク率を検出する。参照電圧設
定回路602は、マーク率モニタ回路601により検出
されたマーク率に応じて演算増幅器503に入力する参
照電圧Vref ′を設定する。The mark ratio monitor circuit 601 is composed of, for example, an integrator provided in the drive circuit 115, and the generation ratio of the logical values “1” and “0” of the input data input to the drive circuit 115, that is, the mark ratio. To detect. The reference voltage setting circuit 602 sets the reference voltage V ref ′ input to the operational amplifier 503 according to the mark ratio detected by the mark ratio monitor circuit 601.
【0049】いま、マーク率が例えば1/2の場合即ち
「1」と「0」が1:1の割合で発生する場合と、マー
ク率が例えば1/4の場合即ち「1」と「0」が1:3
の割合で発生する場合とでは、LD113からの強度変
調光における平均光強度が変化する。その結果、前述し
たAPCにおける動作条件が変化することになる。Now, when the mark rate is, for example, 1/2, that is, when "1" and "0" occur at a ratio of 1: 1 and when the mark rate is, for example, 1/4, that is, "1" and "0". Is 1: 3
The average light intensity of the intensity-modulated light from the LD 113 changes depending on the case. As a result, the operating conditions in the APC described above change.
【0050】そこで、本実施例では、参照電圧設定回路
602が、マーク率モニタ回路601から通知される入
力データのマーク率に応じて、基準となる参照電圧V
ref ′の値を変更するのである。これにより、マーク率
の変動にかかわらずAPCの動作を安定化させることが
できる。Therefore, in the present embodiment, the reference voltage setting circuit 602 determines the reference voltage V as a reference according to the mark ratio of the input data notified from the mark ratio monitor circuit 601.
It changes the value of ref ′. As a result, the operation of the APC can be stabilized regardless of the change in the mark ratio.
【0051】ところで、LD113についてAPCを行
う場合、LD113に供給されるバイアス電流の初期設
定値はLDアレイ111の使用温度範囲の最低温度にお
けるレーザ発振しきい値とほぼ等しく設定されているこ
とが望ましい。こうしておくと、図8からも明らかなよ
うに、LD113に供給される駆動電流の瞬時値は、常
にLD113のレーザ発振しきい値よりも大きくなる。
このことによる効果を以下に詳述する。When performing APC on the LD 113, it is desirable that the initial setting value of the bias current supplied to the LD 113 is set to be substantially equal to the laser oscillation threshold value at the lowest temperature of the operating temperature range of the LD array 111. .. By doing so, as is apparent from FIG. 8, the instantaneous value of the drive current supplied to the LD 113 is always larger than the laser oscillation threshold of the LD 113.
The effect of this will be described in detail below.
【0052】いま、図10(A)に示すように、LDに
与える電流を時刻t0 において0からIonに階段状に変
化させた場合を想定する。この場合、電流値IonがLD
のレーザ発振しきい値Ithよりも大きいにもかかわら
ず、電流変化と同時にレーザ発振が開始されるわけでは
なく、図10(B)に示すように、時刻t0 から有限の
時間td だけ遅れてレーザ発振が開始される。これは、
電流注入により注入される伝導帯の電子が発光再結合に
より価電子帯に戻るまでに零でない有限の時間τ S を要
するからである。この時間τS は自然放出キャリア寿命
と呼ばれ、通常2μ秒前後の値をとる。Now, as shown in FIG.
The current to be applied is time t0At 0 to IonTurn into a staircase
It is assumed that it has been converted. In this case, the current value IonIs LD
Laser oscillation threshold IthDespite being larger than
Instead, laser oscillation does not start at the same time as the current changes.
Instead, as shown in FIG.0From finite
Time tdLaser oscillation is started after a delay. this is,
Electrons in the conduction band injected by current injection become radiative recombination
Finite time τ that is not zero before returning to more valence band SRequires
Because it does. This time τSIs the spontaneous emission carrier lifetime
The value is usually around 2 μs.
【0053】従って、最終的にレーザ発振に必要な電子
が注入されたとしても、必ず遅れが生じることになる。
この遅れtd は次式で与えられる。 td =τS ・1n(Im /(Im −Ith+Ib )) ここに、Im は変調等に供されるパルス電流、Ib はバ
イアス電流である。この式で表される遅延時間td があ
ると、LDを変調して得られる信号のパルス幅が小さく
なり、結果としてデータの実効的なデューティの減少を
もたらす。Therefore, even if the electrons necessary for laser oscillation are finally injected, a delay will always occur.
This delay t d is given by the following equation. t d = τ S · 1n ( I m / (I m -I th + I b)) where the I m is a pulse current, I b is the bias current to be supplied to the modulation or the like. If there is a delay time t d represented by this equation, the pulse width of the signal obtained by modulating the LD becomes small, and as a result, the effective duty of data is reduced.
【0054】このことは、並列伝送において多数のチャ
ネル間のデータの伝搬遅延時間ばらつきとして定義され
るスキューについて次のような大きな問題を与える。即
ち、データのデューティが減少することにより等価的に
伝送のビットレートが上昇したのと同じになり、許容さ
れるスキューが小さくなるのである。その結果、伝送距
離が制限され、伝送システム全体の安定性や信頼性の低
下をもたらすことになる。This gives the following big problem with respect to skew which is defined as a variation in propagation delay time of data between a large number of channels in parallel transmission. That is, as the duty of data decreases, the transmission bit rate is equivalently increased, and the allowable skew is reduced. As a result, the transmission distance is limited, and the stability and reliability of the entire transmission system are reduced.
【0055】また、受信側において伝送されてきた信号
からクロックを抽出する自己タイミング型のシステムに
おいては、データの立ち上がりの遅れが等価的にジッタ
の増加としてとられられるので、これに伴いクロックの
ジッタも増加し、識別動作が不安定になる恐れがある。
データにおけるジッタの増大を図11(A)に模式的に
示し、クロックにおけるジッタの増大を図11(B)に
模式的に示す。Further, in a self-timing type system in which a clock is extracted from a signal transmitted on the receiving side, the delay of the rising edge of data is equivalently taken as an increase in jitter, and accordingly, the jitter of the clock is increased. Also increases, and the identification operation may become unstable.
An increase in jitter in data is schematically shown in FIG. 11A, and an increase in jitter in clock is schematically shown in FIG. 11B.
【0056】図2のLD112の駆動回路114として
図4(B)の駆動回路を用いて無バイアス駆動方法を実
施する場合、図6により説明した動作原理から明らかな
ように、LD112の駆動電流の瞬時値がレーザ発振し
きい値Ithよりも大きい電流値と小さい電流値とを交互
にとるので、前述したように受信側において識別動作が
不安定になる恐れがある。When the bias-free driving method is implemented by using the driving circuit of FIG. 4B as the driving circuit 114 of the LD 112 of FIG. 2, as is apparent from the operation principle described with reference to FIG. Since the instantaneous value alternately takes a larger current value and a smaller current value than the laser oscillation threshold value I th , the identification operation may become unstable on the receiving side as described above.
【0057】また、図2のLD112の駆動回路114
として図4(A)の駆動回路を用い固定バイアス駆動方
法を実施する場合にも、無バイアス駆動方法による場合
程ではないにしても受信側において識別動作が不安定に
なる恐れがある。The drive circuit 114 of the LD 112 shown in FIG.
As a result, even when the fixed bias driving method is performed using the driving circuit of FIG. 4A, the identification operation may become unstable on the receiving side, though not to the same degree as in the non-bias driving method.
【0058】何故ならば、図12に示すように、LD1
12の駆動電流波形701におけるバイアス電流値を温
度T1 におけるレーザ発振しきい値Ith1 とほぼ等しく
設定しておき、温度T1 においてはLD112の駆動電
流の瞬時値が常にレーザ発振しきい値Ith1 よりも大き
くなるようにしておいたとしても、温度T1 よりも高い
温度T2 又はT3 においては、LD112の駆動電流の
瞬時値が当該温度におけるレーザ発振しきい値Ith2 又
はIth3 よりも大きい値と小さい値とを交互にとるよう
になるからである。Because, as shown in FIG. 12, LD1
The bias current value in the drive current waveform 701 of No. 12 is set to be almost equal to the laser oscillation threshold value I th1 at the temperature T 1 , and the instantaneous value of the drive current of the LD 112 is always the laser oscillation threshold value I th at the temperature T 1 . Even if it is set to be larger than th1, the instantaneous value of the drive current of the LD 112 is higher than the laser oscillation threshold value I th2 or I th3 at the temperature T 2 or T 3 higher than the temperature T 1. This is because even a large value and a small value are taken alternately.
【0059】図2のLD113ではAPCがかけられて
いるのでこのような問題が生じにくい。即ち、図8で説
明したように、LD113に供給されるバイアス電流の
初期設定値を、LDアレイ111の使用温度範囲の最低
温度におけるレーザ発振しきい値とほぼ等しく設定した
場合、レーザ発振しきい値は常に最低温度におけるレー
ザ発振しきい値よりも大きくなり且つI−L特性の微分
係数は例えば符号602,603で表すように、常に最
低温度におけるI−L特性601の微分係数よりも小さ
くなるので、使用温度範囲においてはLD113の駆動
電流の瞬時値が常にレーザ発振しきい値よりも大きくな
り、レーザ発振の遅れが生じないのである。Since the LD 113 of FIG. 2 is subjected to APC, such a problem is unlikely to occur. That is, as described with reference to FIG. 8, when the initial setting value of the bias current supplied to the LD 113 is set to be substantially equal to the laser oscillation threshold value at the lowest temperature of the operating temperature range of the LD array 111, the laser oscillation threshold value is set. The value is always larger than the laser oscillation threshold value at the lowest temperature, and the differential coefficient of the IL characteristic is always smaller than the differential coefficient of the IL characteristic 601 at the minimum temperature, as indicated by reference numerals 602 and 603, for example. Therefore, in the operating temperature range, the instantaneous value of the driving current of the LD 113 is always larger than the laser oscillation threshold value, and the delay of laser oscillation does not occur.
【0060】ここで、LD113に供給するバイアス電
流の初期設定値がLDアレイ111の使用温度範囲の最
低温度におけるレーザ発振しきい値とほぼ等しくない場
合でも、上記初期設定値が上記しきい値よりも大きい限
りにおいては、レーザ発振の遅れは生じない。本実施例
において、上記初期設定値を上記しきい値とほぼ等しく
設定しているのは、温度上昇に伴う消光比の劣化を最低
限に抑えるためである。Here, even when the initial setting value of the bias current supplied to the LD 113 is not substantially equal to the laser oscillation threshold value at the lowest temperature of the operating temperature range of the LD array 111, the initial setting value is lower than the threshold value. As long as is large, there is no delay in laser oscillation. In this embodiment, the initial setting value is set to be substantially equal to the threshold value in order to minimize deterioration of the extinction ratio due to temperature rise.
【0061】さて、図2において、LDアレイ111を
構成している全てのLDについてAPC型駆動方法を適
用しようとすると、負帰還ループがLDの数だけ必要に
なるので、装置の構成が著しく複雑になり多大な消費電
力が必要になる。Now, in FIG. 2, if the APC driving method is applied to all the LDs forming the LD array 111, the number of negative feedback loops is required for the number of LDs, so that the structure of the device is extremely complicated. Therefore, a large amount of power consumption is required.
【0062】一方、LDアレイ111を構成する全ての
LDに無バイアス駆動方法又は固定バイアス駆動方法を
適用しようとすると、負帰還制御ループ等が不要になる
ので消費電力は少なくて済むが、前述したようにクロッ
クが不安定になり受信側における識別動作が不安定にな
る。On the other hand, if the non-bias driving method or the fixed bias driving method is applied to all the LDs constituting the LD array 111, the negative feedback control loop and the like are not required, and thus the power consumption can be reduced. As described above, the clock becomes unstable and the identification operation on the receiving side becomes unstable.
【0063】本発明では、受信側で安定な識別動作に必
要なクロックは1つあればよいという点に着目する。即
ち、図2において、送信側の1つのLD113について
のみAPCを行っておきさえすれば、LD113に対応
するチャネルで再生されるクロックに基づいて全てのチ
ャネルについて安定な識別動作が可能になるとともに、
装置の構成を簡略化して消費電力を低減することができ
るのである。In the present invention, attention is paid to the fact that only one clock is required for the stable identification operation on the receiving side. That is, in FIG. 2, if only one LD 113 on the transmission side is subjected to APC, stable identification operation can be performed for all channels based on the clock reproduced by the channel corresponding to the LD 113.
It is possible to simplify the configuration of the device and reduce power consumption.
【0064】次に、このような光送信機から並列光伝送
路を介して伝送された並列光信号を受信するための光受
信機の構成及び動作を説明する。入力データ(伝送デー
タ)Din′により強度変調されたLD113からの強度
変調光は、光受信機130においてフォトダイオード8
01により電気信号に変換され、この信号は等化増幅器
802により等化増幅されて識別器803に入力する。
等化増幅器802の出力信号はまたタイミング回路80
4に入力する。タイミング回路804は、フォトダイオ
ード801が受ける強度変調光の変調スペクトルの所定
の周波数成分を自己タイミング抽出することにより、ク
ロックを発生する。Next, the structure and operation of an optical receiver for receiving a parallel optical signal transmitted from such an optical transmitter via a parallel optical transmission line will be described. The intensity-modulated light from the LD 113, which is intensity-modulated by the input data (transmission data) D in ′, is input to the photodiode 8 in the optical receiver 130.
The signal is converted into an electric signal by 01, and this signal is equalized and amplified by the equalizing amplifier 802 and input to the discriminator 803.
The output signal of the equalizing amplifier 802 is also the timing circuit 80.
Enter in 4. The timing circuit 804 generates a clock by self-timedly extracting a predetermined frequency component of the modulation spectrum of the intensity-modulated light received by the photodiode 801.
【0065】一方、各LD112(#1〜#n)からの
強度変調光は、光受信機130においてそれぞれフォト
ダイオード805(#1〜#n)により電気信号に変換
され、各電気信号はそれぞれ等化増幅器806(#1〜
#n)により等化増幅されてそれぞれ識別器807(#
1〜#n)に入力する。そして、各識別器803及び8
07(#1〜#n)は、タイミング回路804からのク
ロックに基づき入力信号についての識別を行い、それぞ
れ出力データDout ′及びDout (#1〜#n)を出力
する。タイミング回路804が発生するクロックCLK
は識別以外の用途にも用いることができる。On the other hand, the intensity-modulated light from each LD 112 (# 1 to #n) is converted into an electric signal by the photodiode 805 (# 1 to #n) in the optical receiver 130, and each electric signal is equalized. Amplifier 806 (# 1 to # 1
#N) is equalized and amplified, and the discriminators 807 (#
1 to #n). Then, the respective discriminators 803 and 8
07 (# 1 to #n) identify the input signal based on the clock from the timing circuit 804 and output output data D out ′ and D out (# 1 to #n), respectively. Clock CLK generated by the timing circuit 804
Can be used for purposes other than identification.
【0066】本実施例によると、LD113はレーザ発
振の遅れを伴うことなくきれいな波形の強度変調光を出
力するので、タイミング回路804はジッタの少ないク
ロックを抽出することができ、このクロックに基づいて
全チャネルについて安定な識別動作を行うことができ
る。According to the present embodiment, the LD 113 outputs intensity-modulated light having a clean waveform without delay in laser oscillation, so that the timing circuit 804 can extract a clock with little jitter, and based on this clock. A stable identification operation can be performed for all channels.
【0067】ところで、等化増幅器802とタイミング
回路804をDC結合により接続した場合、LD113
の温度の上昇に伴ってそのバイアス電流がレーザ発振し
きい値よりもかなり大きくなって強度変調光の消光比が
劣化したときに各識別器803及び807(#1〜#
n)における識別動作に影響を与える恐れがある。この
ような影響を避けるためには、等化増幅器802とタイ
ミング回路804をAC結合により接続し、LD113
のバイアス電流の増大に伴って生じるフォトダイオード
801の受光出力の直流成分を除去すればよい。By the way, when the equalizing amplifier 802 and the timing circuit 804 are connected by DC coupling, the LD113
When the bias current increases considerably above the laser oscillation threshold value as the temperature rises and the extinction ratio of the intensity-modulated light deteriorates, the discriminators 803 and 807 (# 1 to #)
This may affect the identification operation in n). In order to avoid such an influence, the equalizing amplifier 802 and the timing circuit 804 are connected by AC coupling, and the LD 113
The DC component of the received light output of the photodiode 801 that occurs with the increase of the bias current of 1 may be removed.
【0068】この実施例では、伝送データにより変調さ
れるLD113からの強度変調光に基づき、自己タイミ
ング抽出によりクロックを抽出しているが、LD113
の駆動に供される入力データをクロックとしてもよい。
この場合に使用することができる光受信機の構成例を図
13に示す。In this embodiment, the clock is extracted by self-timing extraction based on the intensity-modulated light from the LD 113 which is modulated by the transmission data.
The input data used to drive the above may be used as a clock.
FIG. 13 shows a configuration example of an optical receiver that can be used in this case.
【0069】この実施例では、LD113(図2参照)
が直接クロックにより変調されるので、フォトダイオー
ド801の受光出力はクロックに対応した波形を有す
る。従って、フォトダイオード801の出力信号を増幅
器901で所定レベルにまで増幅して、これをクロック
として各識別器807(#1〜#n)に入力する。増幅
器901から出力されるクロックCLKは識別以外の用
途にも使用可能である。In this embodiment, the LD 113 (see FIG. 2)
Is directly modulated by the clock, the photodetection output of the photodiode 801 has a waveform corresponding to the clock. Therefore, the output signal of the photodiode 801 is amplified to a predetermined level by the amplifier 901 and is input to each of the discriminators 807 (# 1 to #n) as a clock. The clock CLK output from the amplifier 901 can be used for purposes other than identification.
【0070】この実施例によっても、ジッタの少ないク
ロックを得ることができるので、各識別器807(#1
〜#n)における識別動作を安定に行うことができる。
図13の光受信機が用いられる場合には、光送信機11
0の駆動回路115に入力するクロックの周波数は駆動
回路114(#1〜#n)への入力データDin(#1〜
#n)のビットレートに相当する周波数に等しく設定さ
れる。Also in this embodiment, a clock with little jitter can be obtained, so that each discriminator 807 (# 1) can be obtained.
It is possible to stably perform the identification operation in steps # to #n).
When the optical receiver of FIG. 13 is used, the optical transmitter 11
The frequency of the clock input to the drive circuit 115 of 0 is the input data D in (# 1 to # 1 to the drive circuit 114 (# 1 to #n)).
#N) is set equal to the frequency corresponding to the bit rate.
【0071】尚、図2の光送信機110の駆動回路11
5への入力データDin′は伝送データ又はクロックに限
定されない。即ち、受信側において信号識別のためのタ
イミング情報をLD113から送出するようにすればよ
いので、駆動回路115への入力データDin′は、フレ
ーム信号のような周期的に繰り返す固定パターンを有す
る信号であればよい。The drive circuit 11 of the optical transmitter 110 shown in FIG.
The input data D in 'to 5 is not limited to the transmission data or the clock. That is, since the receiving side may send the timing information for signal identification from the LD 113, the input data D in ′ to the drive circuit 115 is a signal having a fixed pattern such as a frame signal that repeats periodically. If
【0072】[0072]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
光送信機の消費電力をさほど大きくすることなしに基準
となるタイミング情報を送信側から受信側に安定して伝
送することができるようになり、このタイミング情報に
基づいて光受信機において全チャネルにおける安定な識
別動作が可能になるという効果を奏する。As described above, according to the present invention,
It becomes possible to stably transmit the reference timing information from the transmitting side to the receiving side without increasing the power consumption of the optical transmitter, and based on this timing information, all channels in the optical receiver are This has the effect of enabling stable identification operation.
【図1】クレーム対応図である。FIG. 1 is a diagram corresponding to a complaint.
【図2】本発明の実施例を示す光並列伝送システムのブ
ロック図である。FIG. 2 is a block diagram of an optical parallel transmission system showing an embodiment of the present invention.
【図3】LDアレイ近傍の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view near an LD array.
【図4】駆動回路の構成例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a drive circuit.
【図5】図4(A)の駆動回路を用いた場合の強度変調
の原理説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of the principle of intensity modulation when the drive circuit of FIG. 4 (A) is used.
【図6】図4(B)の駆動回路を用いた場合の強度変調
の原理説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of the principle of intensity modulation when the drive circuit of FIG. 4 (B) is used.
【図7】帰還回路の構成例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of a feedback circuit.
【図8】APCの動作原理の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of an operation principle of APC.
【図9】帰還回路の他の構成例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing another configuration example of a feedback circuit.
【図10】LDにおける発振開始の遅れを説明するため
の図である。FIG. 10 is a diagram for explaining a delay in oscillation start in the LD.
【図11】データ及びクロックにおけるジッタの説明図
である。FIG. 11 is an explanatory diagram of jitter in data and clock.
【図12】LDの温度変化に伴うI−L特性の変化を説
明するための図である。FIG. 12 is a diagram for explaining a change in the IL characteristic with a temperature change in the LD.
【図13】光並列伝送用光受信機の他の実施例を示すブ
ロック図である。FIG. 13 is a block diagram showing another embodiment of the optical receiver for optical parallel transmission.
10 光送信機 11 半導体レーザユニット 12 半導体レーザアレイ 13 駆動手段 14 光強度検出手段 15 帰還手段 20 光伝送路 30 光受信機 31 受光手段 32 クロック発生手段 33 識別手段 10 optical transmitter 11 semiconductor laser unit 12 semiconductor laser array 13 driving means 14 light intensity detecting means 15 feedback means 20 optical transmission line 30 optical receiver 31 light receiving means 32 clock generating means 33 identifying means
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04B 10/02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location H04B 10/02
Claims (16)
る半導体レーザアレイ(12)と、 該複数の半導体レーザユニットを入力データに基づきそ
れぞれ駆動する複数の駆動手段(13)と、 上記複数の半導体レーザユニットから選択される1つの
特定半導体レーザユニットから出力される光の一部を受
け、その光強度に応じた電気信号を出力する光強度検出
手段(14)と、 該光強度検出手段からの電気信号を受け、その平均レベ
ルが一定になるように、上記特定半導体レーザユニット
を駆動する駆動手段に帰還をかける帰還手段(15)とを備
えたことを特徴とする光並列伝送用光送信機。1. A semiconductor laser array (12) comprising a plurality of semiconductor laser units (11), a plurality of driving means (13) for respectively driving the plurality of semiconductor laser units based on input data, and the plurality of semiconductors. A light intensity detecting means (14) for receiving a part of light output from one specific semiconductor laser unit selected from the laser units and outputting an electric signal according to the light intensity, and a light intensity detecting means (14) from the light intensity detecting means. An optical transmitter for optical parallel transmission, comprising: feedback means (15) for feeding back the driving means for driving the specific semiconductor laser unit so that the average level of the electric signal becomes constant. ..
データに応じてその光強度が2値に変化する強度変調光
を出力することを特徴とする請求項1に記載の光並列伝
送用光送信機。2. The optical transmitter for optical parallel transmission according to claim 1, wherein the semiconductor laser unit outputs intensity-modulated light whose light intensity changes into a binary value according to the input data. ..
る駆動手段は、上記入力データに応じたパルス電流を上
記特定半導体レーザユニットに供給する変調回路(301)
と、直流のバイアス電流を上記特定半導体レーザユニッ
トに供給するバイアス回路(302) とを含み、 上記特定半導体レーザユニット以外の半導体レーザユニ
ットを駆動する駆動手段は、上記入力データに応じたパ
ルス電流を上記特定半導体レーザユニット以外の半導体
レーザユニットに供給する変調回路(301) を含むことを
特徴とする請求項2に記載の光並列伝送用光送信機。3. A drive circuit for driving the specific semiconductor laser unit, a modulation circuit (301) for supplying a pulse current according to the input data to the specific semiconductor laser unit.
And a bias circuit (302) for supplying a DC bias current to the specific semiconductor laser unit, and the driving means for driving a semiconductor laser unit other than the specific semiconductor laser unit is configured to generate a pulse current according to the input data. The optical transmitter for optical parallel transmission according to claim 2, further comprising a modulation circuit (301) for supplying to a semiconductor laser unit other than the specific semiconductor laser unit.
であり、該フォトダイオードの応答周波数は上記特定半
導体レーザユニットの駆動に供される入力データのビッ
トレートに相当する周波数よりも十分低いことを特徴と
する請求項3に記載の光並列伝送用光送信機。4. The light receiving means is a photodiode (116).
4. The optical parallel transmission light according to claim 3, wherein the response frequency of the photodiode is sufficiently lower than the frequency corresponding to the bit rate of the input data used for driving the specific semiconductor laser unit. Transmitter.
半導体レーザユニットの前方出射光及び後方出射光のい
ずれか一方を受けることを特徴とする請求項4に記載の
光並列伝送用光送信機。5. The optical transmitter for optical parallel transmission according to claim 4, wherein the photodiode (116) receives one of front emission light and rear emission light of the specific semiconductor laser unit.
(116) に生じた光電流を電圧値に変換する電流−電圧変
換器と、該変換器により変換された電圧値と参照電圧の
誤差値を検出し該誤差値を上記バイアス回路(302) に帰
還させる演算増幅器(503) とを含むことを特徴とする請
求項4に記載の光並列伝送用光送信機。6. The feedback means is the photodiode.
(116) a current-voltage converter that converts the photocurrent generated in (116) into a voltage value, and an error value between the voltage value converted by the converter and the reference voltage is detected and the error value is input to the bias circuit (302). The optical transmitter for optical parallel transmission according to claim 4, further comprising an operational amplifier (503) for feedback.
供される入力データのマーク率を検出するマーク率モニ
タ回路(601) と、 該マーク率モニタ回路により検出されたマーク率に応じ
て上記演算増幅器(503) の参照電圧を設定する参照電圧
設定回路(602) とを更に備えたことを特徴とする請求項
6に記載の光並列伝送用光送信機。7. A mark ratio monitor circuit (601) for detecting a mark ratio of input data used for driving the specific semiconductor laser unit, and the operational amplifier according to the mark ratio detected by the mark ratio monitor circuit. The optical transmitter for optical parallel transmission according to claim 6, further comprising a reference voltage setting circuit (602) for setting the reference voltage of (503).
導体レーザユニットに直流のバイアス電流を供給するバ
イアス回路(302) を更に備え、 該バイアス電流は一定値に固定されていることを特徴と
する請求項3に記載の光並列伝送用光送信機。8. A bias circuit (302) for supplying a DC bias current to a semiconductor laser unit other than the specific semiconductor laser unit, the bias current being fixed to a constant value. 3. An optical transmitter for optical parallel transmission according to item 3.
バイアス電流の初期設定値は、上記半導体レーザアレイ
の使用温度範囲の最低温度におけるレーザ発振しきい値
とほぼ等しいことを特徴とする請求項3又は8に記載の
光並列伝送用光送信機。9. The method according to claim 3, wherein the initial setting value of the bias current supplied to the semiconductor laser unit is substantially equal to the laser oscillation threshold value at the lowest temperature of the operating temperature range of the semiconductor laser array. 8. An optical transmitter for optical parallel transmission according to item 8.
に供される入力データの波形は周期的に繰り返す固定パ
ターンであることを特徴とする請求項2に記載の光並列
伝送用光送信機。10. The optical transmitter for optical parallel transmission according to claim 2, wherein the waveform of the input data used for driving the specific semiconductor laser unit is a fixed pattern that repeats periodically.
動にそれぞれ供される複数の入力データのビットレート
は同じであり、 上記特定半導体レーザユニットの駆動に供される入力デ
ータはクロックであることを特徴とする請求項10に記
載の光並列伝送用光送信機。11. The bit rate of a plurality of input data used for driving the plurality of semiconductor laser units is the same, and the input data used for driving the specific semiconductor laser unit is a clock. The optical transmitter for optical parallel transmission according to claim 10.
れ受け、その光強度に応じた電気信号をそれぞれ出力す
る複数の受光手段(31)と、 該複数の受光手段から選択される1つの特定受光手段か
らの電気信号に基づき識別用のクロックを発生させるク
ロック発生手段(32)と、 該クロック発生手段からのクロックに基づき、上記受光
手段からの電気信号について識別を行う識別手段(33)と
を備えたことを特徴とする光並列伝送用光受信機。12. A plurality of light receiving means (31) for respectively receiving a plurality of optical signals transmitted in parallel and outputting an electric signal according to the light intensity thereof, and one specification selected from the plurality of light receiving means. Clock generating means (32) for generating a discrimination clock based on an electric signal from the light receiving means, and discrimination means (33) for discriminating the electric signal from the light receiving means based on the clock from the clock generating means. An optical receiver for optical parallel transmission, comprising:
送情報により強度変調されており、 上記クロック発生手段においては当該変調スペクトルの
所定の周波数成分を抽出することにより上記識別用のク
ロックが再生されることを特徴とする請求項12に記載
の光並列伝送用光受信機。13. The optical signal received by the specific light receiving means is intensity-modulated by transmission information, and the clock generating means regenerates the identifying clock by extracting a predetermined frequency component of the modulation spectrum. The optical receiver for optical parallel transmission according to claim 12, wherein:
ロックにより強度変調されており、 上記クロック発生手段は上記特定受光手段からの電気信
号を増幅して上記識別用のクロックとして直接出力する
ことを特徴とする請求項12に記載の光並列伝送用光受
信機。14. The optical signal received by the specific light receiving means is intensity-modulated by a clock, and the clock generating means amplifies the electrical signal from the specific light receiving means and directly outputs it as the identifying clock. The optical receiver for optical parallel transmission according to claim 12.
光並列伝送用光送信機(10)と、 該光並列伝送用光送信機における上記半導体レーザアレ
イからの複数の光信号をそれぞれ伝送する並列光伝送路
(20)と、 該並列光伝送路により伝送された複数の光信号を受信す
る請求項12乃至14のいずれかに記載の光並列伝送用
光受信機(30)とを備え、 該光並列伝送用光受信機における上記特定受光手段は上
記光並列伝送用光送信機における上記特定半導体レーザ
ユニットからの光信号を受けることを特徴とする光並列
伝送システム。15. An optical transmitter (10) for optical parallel transmission according to claim 1, and a plurality of optical signals transmitted from the semiconductor laser array in the optical transmitter for optical parallel transmission, respectively. Parallel optical transmission line
(20) and the optical receiver (30) for optical parallel transmission according to any one of claims 12 to 14 for receiving a plurality of optical signals transmitted by the parallel optical transmission line, the optical parallel transmission The optical parallel transmission system, wherein the specific light receiving means in the optical receiver for use receives an optical signal from the specific semiconductor laser unit in the optical transmitter for optical parallel transmission.
を備えた光ファイバアレイ(120) であり、 該光ファイバアレイは上記半導体レーザアレイに直接結
合されていることを特徴とする請求項15に記載の光並
列伝送システム。16. The parallel optical transmission line is an optical fiber array (120) having a plurality of optical fibers, and the optical fiber array is directly coupled to the semiconductor laser array. The optical parallel transmission system described in.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4101060A JPH05300096A (en) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | Optical transmitter and optical receiver for optical parallel transmission and optical parallel transmitting system provided with them |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4101060A JPH05300096A (en) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | Optical transmitter and optical receiver for optical parallel transmission and optical parallel transmitting system provided with them |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05300096A true JPH05300096A (en) | 1993-11-12 |
Family
ID=14290576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4101060A Pending JPH05300096A (en) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | Optical transmitter and optical receiver for optical parallel transmission and optical parallel transmitting system provided with them |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05300096A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013106211A (en) * | 2011-11-14 | 2013-05-30 | Fujitsu Ltd | Optical transmitter and optical transmission method |
| CN113092411A (en) * | 2018-10-12 | 2021-07-09 | 上海禾赛科技股份有限公司 | Device and method for realizing self-stabilization of received light intensity based on laser array |
-
1992
- 1992-04-21 JP JP4101060A patent/JPH05300096A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013106211A (en) * | 2011-11-14 | 2013-05-30 | Fujitsu Ltd | Optical transmitter and optical transmission method |
| CN113092411A (en) * | 2018-10-12 | 2021-07-09 | 上海禾赛科技股份有限公司 | Device and method for realizing self-stabilization of received light intensity based on laser array |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7269194B2 (en) | High speed laser array driver | |
| US5526160A (en) | Optical transmitter and receiver device with a single optical module | |
| US5724170A (en) | Automatic power control circuit | |
| JP3130571B2 (en) | Semiconductor laser array device | |
| EP0589397B1 (en) | Laser diode driving circuit and optical transmission device | |
| US5646763A (en) | Optical transmitter and laser diode module for use in the optical transmitter | |
| US5754577A (en) | Compensation for variations in temperature and aging of laser diode by use of small signal, square-law portion of transfer function of diode detection circuit | |
| EP0775969B1 (en) | Image forming apparatus and constant current circuit switching device for use therewith | |
| JPH11119176A (en) | Driving circuit for electroabsorption optical modulator and optical transmitter using the same | |
| JPH05300096A (en) | Optical transmitter and optical receiver for optical parallel transmission and optical parallel transmitting system provided with them | |
| JP3175132B2 (en) | Optical transmitter | |
| US4483004A (en) | Laser functional device | |
| JP2007194365A (en) | Optical transmission circuit | |
| JP3109467B2 (en) | Optical transmitter | |
| JP3140763B2 (en) | Optical transmission equipment | |
| JP3414616B2 (en) | Optical transmission system | |
| WO1999034542A1 (en) | An optical transmitter | |
| JPH10173290A (en) | Light transmission circuit | |
| JPH07154016A (en) | High speed apc circuit | |
| JP2581176Y2 (en) | Laser modulation circuit | |
| JPH06125128A (en) | Optical transmitter circuit | |
| JP3125262B2 (en) | High-speed laser diode drive circuit | |
| KR200166901Y1 (en) | Device for driving a transmitting light element | |
| JP2000332344A (en) | Extinction ratio control circuit and electro-optical conversion circuit | |
| JPH0530039A (en) | Optical transmitter circuit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010424 |