光送信器の起動方法
【課題】光出力開始時に光出力モニタチェックを行い、光出力開始から短時間で光通信可能な状態にする。
【解決手段】光送信器1は、LD4と、LDD3と、光パワー検出部5と、マイコン2とを備える。マイコン2は、LD4の閾値電流の最大値A[mA]、スロープ効率の最大値B[mW/mA]、及び光送信器1の最大光出力値C[mW]に基づいて、LD4が光通信可能となる所定の駆動電流の値D[mA](D=(C/B)+A)を決定する。LDD3は、光送信器1の光出力開始時に、マイコン2からの指示に基づいて、LD4に所定の駆動電流を供給し、光パワー検出部5は、所定の駆動電流が供給されたLD4の光出力を検出し、マイコン2は、LD4の光出力が所定値以上の場合、LD4に対して所定の駆動電流の値Dを初期値としてAPC制御を行う。
【解決手段】光送信器1は、LD4と、LDD3と、光パワー検出部5と、マイコン2とを備える。マイコン2は、LD4の閾値電流の最大値A[mA]、スロープ効率の最大値B[mW/mA]、及び光送信器1の最大光出力値C[mW]に基づいて、LD4が光通信可能となる所定の駆動電流の値D[mA](D=(C/B)+A)を決定する。LDD3は、光送信器1の光出力開始時に、マイコン2からの指示に基づいて、LD4に所定の駆動電流を供給し、光パワー検出部5は、所定の駆動電流が供給されたLD4の光出力を検出し、マイコン2は、LD4の光出力が所定値以上の場合、LD4に対して所定の駆動電流の値Dを初期値としてAPC制御を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光通信に用いられる光送信器の起動方法に関する。
【背景技術】
【0002】
光ファイバとの間で光信号を送受する光トランシーバの需要が高まっている。このような光トランシーバにおいて2種類の規格がMSAで定められている。それぞれSFF(Small Form Factor)型、SFP(Small Formfactor Pluggable)型と呼ばれている。
【0003】
SFF型及びSFP型の光トランシーバをシステム機器に取り付けた場合、両者の取り付け状態は略同様となるが、SFF型の場合、マザーボードに直接半田付けなどの方法で固定し、システム機器のフェースパネルから光コネクタのみを露出させて、光コネクタを外部から挿抜するようになっている。一方、SFP型の場合、電気信号が本体後部、すなわち、光コネクタが挿入される光レセプタクルの反対側(俗に本体の後部/お尻側と呼ぶ)から入出力されている状態(電気的に「ON」になっている状態)でも、システム機器から光トランシーバ本体を挿抜できるようになっている。
【0004】
また、信号光源としてよく用いられている半導体レーザ(LD:Laser Diode)は、周囲の温度変化や経年変化に応じて、光出力(光パワー)が変動することが知られている。このため、光送信器には、光出力の変動をモニタし、このモニタ結果に基づいて駆動電流を制御するAPC(Automatic Power Control)回路を設け、一定の光出力が得られるようにしたものがある(例えば、特許文献1を参照)。このAPC回路によれば、光出力のモニタ値が小さくなれば、LDの駆動電流を増やすという制御を行うため、光パワー検出部の故障等により光出力モニタ値が実際より小さく検出されてしまうと、LDの駆動電流を過大に流してしまうという問題がある。
【0005】
これに対して、例えば、特許文献2に記載の技術を適用することができる。この特許文献2に記載の技術によれば、図9に示すように、光送信器の起動時に、LDが劣化、破壊されない程度に駆動電流を流して短時間LDを駆動させ、そのときの光出力モニタ値に基づいて、光出力検出部の異常の有無を判定するようにしている(以下、光出力モニタチェック機能という)。そして、光出力検出部に異常があると判定された場合には、レーザ特性取得処理を行わず、LDに過大な駆動電流が流れることを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2009−296292号公報
【特許文献2】特開2007−200513号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、上記特許文献2に記載の技術を適用した場合、次のような問題がある。一般に、光送信器を運用する際に、図10に示すように、光出力を抑制したまま起動する場合がある。そして、この抑制状態から光出力を開始した際には所定時間内で光通信可能な状態になることが要求されている。このような光送信器に対して特許文献2に記載の技術を適用した場合、光送信器の起動時ではなく、光出力開始時に光出力モニタチェックが実行される。しかし、図11に示すように、この光出力モニタチェックの結果、異常がなければ、レーザ特性取得処理を実行するため、LDに供給する駆動電流を変化させて光出力を変動させる。このため、光出力開始から一定期間、通信用の正常な光出力を行うことができず、通信不可となる。
【0008】
すなわち、光出力開始後の一定期間は光出力モニタチェック及びレーザ特性取得処理により通信用の正常な光出力を行うことができないため、光出力開始から通信可能になるまで待ち時間が発生してしまう。このため、光出力開始から所定時間内で光通信可能な状態にすることができず、上記の要求を満足することができないという問題がある。
【0009】
本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、光出力開始時に光出力モニタチェックを行い、光出力開始から短時間で光通信可能な状態にできる光送信器の起動方法を提供すること、を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明による光送信器の起動方法は、レーザダイオードと、レーザダイオードに駆動電流を供給するレーザダイオード駆動部と、レーザダイオードの光出力を検出する光出力検出部と、検出した光出力が所定範囲に入るようにレーザダイオード駆動部が供給する駆動電流の値を決定し、決定した駆動電流の値によりレーザダイオードの光出力を一定に制御するAPC制御部とを備えた光送信器の起動方法であって、APC制御部が、レーザダイオードの閾値電流の最大値、スロープ効率の最大値、及び光送信器の最大光出力値に基づいて、レーザダイオードが光通信可能となる所定の駆動電流の値を決定するステップと、レーザダイオード駆動部が、光送信器の光出力開始時に、APC制御部からの指示に基づいて、レーザダイオードに所定の駆動電流を供給するステップと、光出力検出部が、所定の駆動電流が供給されたレーザダイオードの光出力を検出するステップと、APC制御部が、レーザダイオードの光出力が所定値以上の場合、レーザダイオードに対して所定の駆動電流の値を初期値としてAPC制御を行うステップとを備える。
【0011】
また、レーザダイオードの閾値電流の最大値をA[mA]、スロープ効率の最大値をB[mW/mA]、及び光送信器の最大光出力値をC[mW]とした場合、所定の駆動電流の値D[mA]は、
D=(C/B)+A、で決定される。
【0012】
また、レーザダイオードの周辺温度を検出する温度センサを備え、レーザダイオードの閾値電流の最大値A[mA]を温度Tの関数として表したものをA(T)[mA]、スロープ効率の最大値B[mW/mA]を温度Tの関数として表したものをB(T)[mW/mA]とした場合、所定の駆動電流の値D(T)[mA]は、温度センサで検出された温度に基づいて、
D(T)=(C/B(T))+A(T)、で決定される。
【0013】
また、APC制御部は、レーザダイオードの光出力が所定値未満の場合、光送信器の異常を知らせるアラームを発信する。
また、APC制御部は、レーザダイオードの光出力が所定値未満の場合、レーザダイオードに対して駆動電流の供給を停止する。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、光出力開始時に、光通信可能な光出力が得られる適切な駆動電流をLDに供給して光出力モニタチェックを行い、この駆動電流の値を初期値としてAPC制御を行うことができるため、LDの劣化や破壊を防止しつつ、光出力開始から短時間で光通信可能な状態にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明による光送信器の一例を示すブロック図である。
【図2】光送信器の起動方法の一例を説明するためのフロー図である。
【図3】光送信器が光出力を開始したときの光出力と時間の関係の一例を示す図である。
【図4】本発明による光送信器の他の例を示すブロック図である。
【図5】温度と駆動電流値とのテーブルの一例を示す図である。
【図6】温度と駆動電流値との特性曲線の一例を示す図である。
【図7】光送信器の起動方法の他の例を説明するためのフロー図である。
【図8】光送信器が光出力を開始したときの光出力と時間の関係の他の例を示す図である。
【図9】従来技術を説明するための図である。
【図10】従来技術を説明するための図である。
【図11】従来技術を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、図1〜8を参照しながら、本発明の光送信器の起動方法に係る好適な実施の形態について説明する。
図1は、本発明による光送信器の一例を示すブロック図である。図中、1は光送信器で、該光送信器1は、マイコン2、LDD(Laser Diode Driver)3、LD(Laser Diode)4、光パワー検出部5、及びADC(Analog Digital Converter)6を備える。
【0017】
LD4は、本発明のレーザダイオードに相当し、LDD3から供給される駆動電流に応じた光信号を出力する。LDD3は、本発明のレーザダイオード駆動部に相当し、マイコン2が出力する駆動電流値に応じた駆動電流をLD4に供給する。光パワー検出部5は、本発明の光出力検出部に相当し、LD4の光出力を検出するモニタPD(Photo Diode)で構成される。ADC6は、光パワー検出部5で検出された光出力をAD変換し、光出力モニタ値を出力する。マイコン2は、本発明のAPC制御部に相当し、ADC6からの光出力モニタ値が所定範囲に入るようにLDD3が供給する駆動電流の値を決定し、決定した駆動電流の値によりLD4の光出力を一定に制御する。
【0018】
ここで、マイコン2は、LD4の閾値電流の最大値、スロープ効率の最大値、及び光送信器1の最大光出力値に基づいて、LD4が光通信可能となる所定の駆動電流(以下、これを駆動電流I0という)の値を決定する。LDD3は、光送信器1の光出力開始時に、マイコン2からの指示に基づいて、LD4に駆動電流I0を供給する。光パワー検出部5は、駆動電流I0が供給されたLD4の光出力を検出する。マイコン2は、LD4の光出力が所定値以上の場合、LD4に対して駆動電流I0の値を初期値としてAPC制御を行う。
【0019】
また、マイコン2は、LD4の光出力が所定値未満の場合、光送信器1の異常を知らせるアラームを発信する。なお、アラーム発信の代わりに、LD4に対して駆動電流の供給を停止するようにしてもよく、また、アラーム発信とLD4に対する駆動電流の供給停止とを共に行ってもよい。
【0020】
上記において、光出力開始直後は、APC制御を行わず、LD4を破壊することなく、LD4が光通信可能となる駆動電流I0でオープンループ制御を行い、このときの光出力モニタ値が所定値以上か否かを判定することで、光パワー検出部5の動作状態を判定する。
【0021】
そして、光出力モニタ値が所定値以上であれば、光パワー検出部5は正常に動作していると判定され、これ以後、駆動電流I0の値を初期値とするAPC制御に切り替わり、通常制御に移行する。また、光出力モニタ値が所定値未満であれば、光パワー検出部5に異常があると判定され、例えば、異常を知らせるアラームを発信する。これにより、LD4の劣化や破壊を防止しつつ、光出力開始から短時間で通信可能な状態にすることができる。なお、アラームの形態について特に限定するものではないが、例えば、アラーム音を出力したり、アラームランプを点灯させるなどの方法が考えられる。
【0022】
ここで、一般に、光出力を開始する際の駆動電流の初期値は、個々のLDで光出力・電流特性が異なるため、一意に決めることができない。これに対して、本発明では、以下の方法により、駆動電流の初期値を、LD4を破壊することなく、光通信可能な光出力が得られる適切な値に決定することができる。
【0023】
一般的なLDの駆動電流対光出力の特性(I−L特性)によれば、LDの光出力は、その時点においてLDを流れる電流から閾値電流を引いた値に略比例するという性質がある。この閾値電流や比例係数(スロープ効率)は、LD個々で個体差があるが、実際に入手可能な製品では、これらの値がある範囲に収まることが保証されている。
【0024】
具体的な例として、”Technical Specification of 1.3μm MQW-DFB Laser Diode Module: (Transmitter Optical Sub-assembly) SLT2220-xN Series” [SEI]の”4. Electrical and optical characteristics”を挙げて説明する。この仕様書に記載の部品の場合、動作環境の温度が25℃のときの閾値電流(Ith)は、最大で15mAである。さらに、LDを流れる電流から閾値電流を引いた値に対する光出力の比例係数(スロープ効率:Se)は、最小0.05mW/mA、最大0.15mW/mAとなっている。
【0025】
上記より、LD4に供給する駆動電流I0の値をD[mA]、LD4の閾値電流(Ith)の最大値をA[mA]、スロープ効率(Se)の最大値をB[mW/mA]、光送信器1の最大光出力値をC[mW]とした場合、
D=(C/B)+A …式(1)
で決定することができる。
【0026】
この式(1)により、上記範囲(閾値電流≦15mA、0.05mW/mA≦スロープ効率≦0.15mW/mA)に含まれるLDであれば、LDを破壊することなく、光通信可能な光出力が得られる適切な駆動電流I0を得ることができる。そして、駆動電流I0が供給されたLDの光出力を検出し、これが所定値以上であれば、LDに対して駆動電流I0の値を初期値としてAPC制御を行う。この駆動電流I0を初期値としてLDに供給することで、従来よりもAPC制御における収束時間を短縮することができる。
【0027】
図2は、光送信器1の起動方法の一例を説明するためのフロー図である。また、図3は、光送信器1が光出力を開始したときの光出力と時間の関係の一例を示す図である。図3中、t1は光出力開始時間(オープンループ制御開始時間)、t2はAPC制御開始時間、t3は光通信開始時間、m1は光出力開始時間t1における光出力モニタ値、m2は光通信開始時間t3における光出力モニタ値を示す。
【0028】
図2,3において、光送信器1の光出力開始時間t1に、LDD3は、前述の式(1)で決定された駆動電流I0をLD4に供給してオープンループ制御を行う(ステップS1)。そして、光パワー検出部5がLD4の光出力を検出し、ADC6がその検出値をAD変換して光出力モニタ値m1を出力する(ステップS2)。
【0029】
次に、マイコン2は、この光出力モニタ値m1が所定値以上であるか否かを判定し(ステップS3)、光出力モニタ値m1が所定値以上であると判定した場合(YESの場合)、APC制御開始時間t2で、ステップS1における駆動電流I0の値を初期値としてAPC制御を開始し(ステップS4)、通常動作に移行する。また、ステップS3において、光出力モニタ値m1が所定値未満であると判定した場合(NOの場合)、アラーム信号を出力する(ステップS5)。なお、ステップS5では、LD4に対して駆動電流の供給を停止するようにしてもよく、また、アラーム信号の出力とLD4に対する駆動電流の供給停止とを共に行ってもよい。
【0030】
ここで、ステップS4のAPC制御では、LD4の光出力が一定になるように制御される。図3の例では、LD4の光出力モニタ値がm2になるように駆動電流が制御され、光出力モニタ値がm2になる光通信開始時間t3で、光通信が可能とされる。一方、駆動電流I0の値Dは、前述の式(1)により、LD4を破壊することなく、光通信可能な光出力が得られるように決定される値であるため、目標となる光出力モニタ値m2に近い光出力モニタ値m1を得ることができる。従って、駆動電流I0の値を初期値として駆動電流を変化させることで、短時間で光出力モニタ値m2に収束させることができる。
【0031】
このように、光出力開始時に、LD4が光通信可能となる光出力が得られる適切な駆動電流I0をLD4に供給して光出力モニタチェックを行い、異常がなければ、駆動電流I0の値を初期値としてAPC制御を行うことができるため、光出力開始から短時間で通信可能な状態にすることができる。また、光出力モニタチェックの結果、異常があれば、アラームを発信したり、LD4に対して駆動電流の供給を停止することにより、LD4の劣化や破壊を防止することができる。
【0032】
図4は、本発明による光送信器の他の例を示すブロック図である。図中、7は温度センサを示す。図4の構成は、図1の構成に温度センサ7を追加したものであり、温度センサ7以外の構成は図1と同様であるため、ここでの説明は省略する。一般に、LDは温度により駆動電流と光出力との関係が変化する。そこで、温度センサ7によりLD4の周辺温度を検出し、光出力開始時に、この周辺温度に応じた駆動電流I0′をLD4に供給する。
【0033】
つまり、光出力開始直後のオープンループ制御の際に、温度センサ7で検出された周辺温度に応じて駆動電流I0′を変化させる。具体的には、LD4の閾値電流の最大値A[mA]を温度Tの関数として表したものをA(T)[mA]、スロープ効率の最大値B[mW/mA]を温度Tの関数として表したものをB(T)[mW/mA]、光送信器1の最大光出力値をC[mW]とした場合、駆動電流I0′の値D(T)[mA]は、温度センサ7で検出された温度に基づいて、
D(T)=(C/B(T))+A(T) …式(2)
で決定される。
【0034】
より具体的には、図5に示すテーブル、あるいは、図6に示す特性曲線を予め求めておき、これをマイコン2の図示しないメモリに格納しておく。そして、マイコン2は、光出力開始時に、温度センサ7で検出された温度に基づいて、図5のテーブルあるいは図6の特性曲線を参照し、LD4に供給する駆動電流I0′の値D(T)を求める。
【0035】
図7は、光送信器1の起動方法の他の例を説明するためのフロー図である。また、図8は、光送信器1が光出力を開始したときの光出力と時間の関係の他の例を示す図である。図8中、t1′は光出力開始時間(オープンループ制御開始時間)、t2′はAPC制御開始時間、t3′は光通信開始時間、m1′は光出力開始時間t1′における光出力モニタ値、m2は光通信開始時間t3′における光出力モニタ値を示す。
【0036】
図7,8において、光送信器1の光出力開始時間t1′に、マイコン2は、温度センサ7で検出された周辺温度に対応する駆動電流I0′を求め(ステップS11)、LDD3は、求めた駆動電流I0′をLD4に供給してオープンループ制御を行う(ステップS12)。そして、光パワー検出部5がLD4の光出力を検出し、ADC6がその検出値をAD変換して光出力モニタ値m1′を出力する(ステップS13)。
【0037】
次に、マイコン2は、この光出力モニタ値m1′が所定値以上であるか否かを判定し(ステップS14)、光出力モニタ値m1′が所定値以上であると判定した場合(YESの場合)、APC制御開始時間t2′で、ステップS12における駆動電流I0の値を初期値としてAPC制御を開始し(ステップS15)、通常動作に移行する。また、ステップS14において、光出力モニタ値m1′が所定値未満であると判定した場合(NOの場合)、アラーム信号を出力する(ステップS16)。なお、ステップS16では、LD4に対して駆動電流の供給を停止するようにしてもよく、また、アラーム信号の出力とLD4に対する駆動電流の供給停止とを共に行ってもよい。
【0038】
ここで、ステップS15のAPC制御では、LD4の光出力が一定になるように制御される。図8の例では、LD4の光出力モニタ値がm2になるように駆動電流が制御され、光出力モニタ値がm2になる光通信開始時間t3′で、光通信が可能とされる。一方、駆動電流I0′の値D(T)は、前述の図5のテーブルまたは図6の特性曲線により、LD4の周辺温度に基づいて、LD4を破壊することなく、光通信可能な光出力が得られるように決定される値であるため、目標となる光出力モニタ値m2に対して、前述の図3の光出力モニタ値m1と比べ、より近い光出力モニタ値m1′を得ることができる。従って、駆動電流I0′の値を初期値として駆動電流を変化させることで、より短時間で光出力モニタ値m2に収束させることができる。
【0039】
このように、LDの温度変化を考慮することにより、より適切な駆動電流の初期値を得ることができるため、LDの温度変化を考慮しない場合と比べ、光出力開始からより短時間で光通信可能な状態にすることができる。
【符号の説明】
【0040】
1…光送信器、2…マイコン、3…LDD、4…LD、5…光パワー検出部、6…ADC、7…温度センサ。
【技術分野】
【0001】
本発明は、光通信に用いられる光送信器の起動方法に関する。
【背景技術】
【0002】
光ファイバとの間で光信号を送受する光トランシーバの需要が高まっている。このような光トランシーバにおいて2種類の規格がMSAで定められている。それぞれSFF(Small Form Factor)型、SFP(Small Formfactor Pluggable)型と呼ばれている。
【0003】
SFF型及びSFP型の光トランシーバをシステム機器に取り付けた場合、両者の取り付け状態は略同様となるが、SFF型の場合、マザーボードに直接半田付けなどの方法で固定し、システム機器のフェースパネルから光コネクタのみを露出させて、光コネクタを外部から挿抜するようになっている。一方、SFP型の場合、電気信号が本体後部、すなわち、光コネクタが挿入される光レセプタクルの反対側(俗に本体の後部/お尻側と呼ぶ)から入出力されている状態(電気的に「ON」になっている状態)でも、システム機器から光トランシーバ本体を挿抜できるようになっている。
【0004】
また、信号光源としてよく用いられている半導体レーザ(LD:Laser Diode)は、周囲の温度変化や経年変化に応じて、光出力(光パワー)が変動することが知られている。このため、光送信器には、光出力の変動をモニタし、このモニタ結果に基づいて駆動電流を制御するAPC(Automatic Power Control)回路を設け、一定の光出力が得られるようにしたものがある(例えば、特許文献1を参照)。このAPC回路によれば、光出力のモニタ値が小さくなれば、LDの駆動電流を増やすという制御を行うため、光パワー検出部の故障等により光出力モニタ値が実際より小さく検出されてしまうと、LDの駆動電流を過大に流してしまうという問題がある。
【0005】
これに対して、例えば、特許文献2に記載の技術を適用することができる。この特許文献2に記載の技術によれば、図9に示すように、光送信器の起動時に、LDが劣化、破壊されない程度に駆動電流を流して短時間LDを駆動させ、そのときの光出力モニタ値に基づいて、光出力検出部の異常の有無を判定するようにしている(以下、光出力モニタチェック機能という)。そして、光出力検出部に異常があると判定された場合には、レーザ特性取得処理を行わず、LDに過大な駆動電流が流れることを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2009−296292号公報
【特許文献2】特開2007−200513号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、上記特許文献2に記載の技術を適用した場合、次のような問題がある。一般に、光送信器を運用する際に、図10に示すように、光出力を抑制したまま起動する場合がある。そして、この抑制状態から光出力を開始した際には所定時間内で光通信可能な状態になることが要求されている。このような光送信器に対して特許文献2に記載の技術を適用した場合、光送信器の起動時ではなく、光出力開始時に光出力モニタチェックが実行される。しかし、図11に示すように、この光出力モニタチェックの結果、異常がなければ、レーザ特性取得処理を実行するため、LDに供給する駆動電流を変化させて光出力を変動させる。このため、光出力開始から一定期間、通信用の正常な光出力を行うことができず、通信不可となる。
【0008】
すなわち、光出力開始後の一定期間は光出力モニタチェック及びレーザ特性取得処理により通信用の正常な光出力を行うことができないため、光出力開始から通信可能になるまで待ち時間が発生してしまう。このため、光出力開始から所定時間内で光通信可能な状態にすることができず、上記の要求を満足することができないという問題がある。
【0009】
本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、光出力開始時に光出力モニタチェックを行い、光出力開始から短時間で光通信可能な状態にできる光送信器の起動方法を提供すること、を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明による光送信器の起動方法は、レーザダイオードと、レーザダイオードに駆動電流を供給するレーザダイオード駆動部と、レーザダイオードの光出力を検出する光出力検出部と、検出した光出力が所定範囲に入るようにレーザダイオード駆動部が供給する駆動電流の値を決定し、決定した駆動電流の値によりレーザダイオードの光出力を一定に制御するAPC制御部とを備えた光送信器の起動方法であって、APC制御部が、レーザダイオードの閾値電流の最大値、スロープ効率の最大値、及び光送信器の最大光出力値に基づいて、レーザダイオードが光通信可能となる所定の駆動電流の値を決定するステップと、レーザダイオード駆動部が、光送信器の光出力開始時に、APC制御部からの指示に基づいて、レーザダイオードに所定の駆動電流を供給するステップと、光出力検出部が、所定の駆動電流が供給されたレーザダイオードの光出力を検出するステップと、APC制御部が、レーザダイオードの光出力が所定値以上の場合、レーザダイオードに対して所定の駆動電流の値を初期値としてAPC制御を行うステップとを備える。
【0011】
また、レーザダイオードの閾値電流の最大値をA[mA]、スロープ効率の最大値をB[mW/mA]、及び光送信器の最大光出力値をC[mW]とした場合、所定の駆動電流の値D[mA]は、
D=(C/B)+A、で決定される。
【0012】
また、レーザダイオードの周辺温度を検出する温度センサを備え、レーザダイオードの閾値電流の最大値A[mA]を温度Tの関数として表したものをA(T)[mA]、スロープ効率の最大値B[mW/mA]を温度Tの関数として表したものをB(T)[mW/mA]とした場合、所定の駆動電流の値D(T)[mA]は、温度センサで検出された温度に基づいて、
D(T)=(C/B(T))+A(T)、で決定される。
【0013】
また、APC制御部は、レーザダイオードの光出力が所定値未満の場合、光送信器の異常を知らせるアラームを発信する。
また、APC制御部は、レーザダイオードの光出力が所定値未満の場合、レーザダイオードに対して駆動電流の供給を停止する。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、光出力開始時に、光通信可能な光出力が得られる適切な駆動電流をLDに供給して光出力モニタチェックを行い、この駆動電流の値を初期値としてAPC制御を行うことができるため、LDの劣化や破壊を防止しつつ、光出力開始から短時間で光通信可能な状態にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明による光送信器の一例を示すブロック図である。
【図2】光送信器の起動方法の一例を説明するためのフロー図である。
【図3】光送信器が光出力を開始したときの光出力と時間の関係の一例を示す図である。
【図4】本発明による光送信器の他の例を示すブロック図である。
【図5】温度と駆動電流値とのテーブルの一例を示す図である。
【図6】温度と駆動電流値との特性曲線の一例を示す図である。
【図7】光送信器の起動方法の他の例を説明するためのフロー図である。
【図8】光送信器が光出力を開始したときの光出力と時間の関係の他の例を示す図である。
【図9】従来技術を説明するための図である。
【図10】従来技術を説明するための図である。
【図11】従来技術を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、図1〜8を参照しながら、本発明の光送信器の起動方法に係る好適な実施の形態について説明する。
図1は、本発明による光送信器の一例を示すブロック図である。図中、1は光送信器で、該光送信器1は、マイコン2、LDD(Laser Diode Driver)3、LD(Laser Diode)4、光パワー検出部5、及びADC(Analog Digital Converter)6を備える。
【0017】
LD4は、本発明のレーザダイオードに相当し、LDD3から供給される駆動電流に応じた光信号を出力する。LDD3は、本発明のレーザダイオード駆動部に相当し、マイコン2が出力する駆動電流値に応じた駆動電流をLD4に供給する。光パワー検出部5は、本発明の光出力検出部に相当し、LD4の光出力を検出するモニタPD(Photo Diode)で構成される。ADC6は、光パワー検出部5で検出された光出力をAD変換し、光出力モニタ値を出力する。マイコン2は、本発明のAPC制御部に相当し、ADC6からの光出力モニタ値が所定範囲に入るようにLDD3が供給する駆動電流の値を決定し、決定した駆動電流の値によりLD4の光出力を一定に制御する。
【0018】
ここで、マイコン2は、LD4の閾値電流の最大値、スロープ効率の最大値、及び光送信器1の最大光出力値に基づいて、LD4が光通信可能となる所定の駆動電流(以下、これを駆動電流I0という)の値を決定する。LDD3は、光送信器1の光出力開始時に、マイコン2からの指示に基づいて、LD4に駆動電流I0を供給する。光パワー検出部5は、駆動電流I0が供給されたLD4の光出力を検出する。マイコン2は、LD4の光出力が所定値以上の場合、LD4に対して駆動電流I0の値を初期値としてAPC制御を行う。
【0019】
また、マイコン2は、LD4の光出力が所定値未満の場合、光送信器1の異常を知らせるアラームを発信する。なお、アラーム発信の代わりに、LD4に対して駆動電流の供給を停止するようにしてもよく、また、アラーム発信とLD4に対する駆動電流の供給停止とを共に行ってもよい。
【0020】
上記において、光出力開始直後は、APC制御を行わず、LD4を破壊することなく、LD4が光通信可能となる駆動電流I0でオープンループ制御を行い、このときの光出力モニタ値が所定値以上か否かを判定することで、光パワー検出部5の動作状態を判定する。
【0021】
そして、光出力モニタ値が所定値以上であれば、光パワー検出部5は正常に動作していると判定され、これ以後、駆動電流I0の値を初期値とするAPC制御に切り替わり、通常制御に移行する。また、光出力モニタ値が所定値未満であれば、光パワー検出部5に異常があると判定され、例えば、異常を知らせるアラームを発信する。これにより、LD4の劣化や破壊を防止しつつ、光出力開始から短時間で通信可能な状態にすることができる。なお、アラームの形態について特に限定するものではないが、例えば、アラーム音を出力したり、アラームランプを点灯させるなどの方法が考えられる。
【0022】
ここで、一般に、光出力を開始する際の駆動電流の初期値は、個々のLDで光出力・電流特性が異なるため、一意に決めることができない。これに対して、本発明では、以下の方法により、駆動電流の初期値を、LD4を破壊することなく、光通信可能な光出力が得られる適切な値に決定することができる。
【0023】
一般的なLDの駆動電流対光出力の特性(I−L特性)によれば、LDの光出力は、その時点においてLDを流れる電流から閾値電流を引いた値に略比例するという性質がある。この閾値電流や比例係数(スロープ効率)は、LD個々で個体差があるが、実際に入手可能な製品では、これらの値がある範囲に収まることが保証されている。
【0024】
具体的な例として、”Technical Specification of 1.3μm MQW-DFB Laser Diode Module: (Transmitter Optical Sub-assembly) SLT2220-xN Series” [SEI]の”4. Electrical and optical characteristics”を挙げて説明する。この仕様書に記載の部品の場合、動作環境の温度が25℃のときの閾値電流(Ith)は、最大で15mAである。さらに、LDを流れる電流から閾値電流を引いた値に対する光出力の比例係数(スロープ効率:Se)は、最小0.05mW/mA、最大0.15mW/mAとなっている。
【0025】
上記より、LD4に供給する駆動電流I0の値をD[mA]、LD4の閾値電流(Ith)の最大値をA[mA]、スロープ効率(Se)の最大値をB[mW/mA]、光送信器1の最大光出力値をC[mW]とした場合、
D=(C/B)+A …式(1)
で決定することができる。
【0026】
この式(1)により、上記範囲(閾値電流≦15mA、0.05mW/mA≦スロープ効率≦0.15mW/mA)に含まれるLDであれば、LDを破壊することなく、光通信可能な光出力が得られる適切な駆動電流I0を得ることができる。そして、駆動電流I0が供給されたLDの光出力を検出し、これが所定値以上であれば、LDに対して駆動電流I0の値を初期値としてAPC制御を行う。この駆動電流I0を初期値としてLDに供給することで、従来よりもAPC制御における収束時間を短縮することができる。
【0027】
図2は、光送信器1の起動方法の一例を説明するためのフロー図である。また、図3は、光送信器1が光出力を開始したときの光出力と時間の関係の一例を示す図である。図3中、t1は光出力開始時間(オープンループ制御開始時間)、t2はAPC制御開始時間、t3は光通信開始時間、m1は光出力開始時間t1における光出力モニタ値、m2は光通信開始時間t3における光出力モニタ値を示す。
【0028】
図2,3において、光送信器1の光出力開始時間t1に、LDD3は、前述の式(1)で決定された駆動電流I0をLD4に供給してオープンループ制御を行う(ステップS1)。そして、光パワー検出部5がLD4の光出力を検出し、ADC6がその検出値をAD変換して光出力モニタ値m1を出力する(ステップS2)。
【0029】
次に、マイコン2は、この光出力モニタ値m1が所定値以上であるか否かを判定し(ステップS3)、光出力モニタ値m1が所定値以上であると判定した場合(YESの場合)、APC制御開始時間t2で、ステップS1における駆動電流I0の値を初期値としてAPC制御を開始し(ステップS4)、通常動作に移行する。また、ステップS3において、光出力モニタ値m1が所定値未満であると判定した場合(NOの場合)、アラーム信号を出力する(ステップS5)。なお、ステップS5では、LD4に対して駆動電流の供給を停止するようにしてもよく、また、アラーム信号の出力とLD4に対する駆動電流の供給停止とを共に行ってもよい。
【0030】
ここで、ステップS4のAPC制御では、LD4の光出力が一定になるように制御される。図3の例では、LD4の光出力モニタ値がm2になるように駆動電流が制御され、光出力モニタ値がm2になる光通信開始時間t3で、光通信が可能とされる。一方、駆動電流I0の値Dは、前述の式(1)により、LD4を破壊することなく、光通信可能な光出力が得られるように決定される値であるため、目標となる光出力モニタ値m2に近い光出力モニタ値m1を得ることができる。従って、駆動電流I0の値を初期値として駆動電流を変化させることで、短時間で光出力モニタ値m2に収束させることができる。
【0031】
このように、光出力開始時に、LD4が光通信可能となる光出力が得られる適切な駆動電流I0をLD4に供給して光出力モニタチェックを行い、異常がなければ、駆動電流I0の値を初期値としてAPC制御を行うことができるため、光出力開始から短時間で通信可能な状態にすることができる。また、光出力モニタチェックの結果、異常があれば、アラームを発信したり、LD4に対して駆動電流の供給を停止することにより、LD4の劣化や破壊を防止することができる。
【0032】
図4は、本発明による光送信器の他の例を示すブロック図である。図中、7は温度センサを示す。図4の構成は、図1の構成に温度センサ7を追加したものであり、温度センサ7以外の構成は図1と同様であるため、ここでの説明は省略する。一般に、LDは温度により駆動電流と光出力との関係が変化する。そこで、温度センサ7によりLD4の周辺温度を検出し、光出力開始時に、この周辺温度に応じた駆動電流I0′をLD4に供給する。
【0033】
つまり、光出力開始直後のオープンループ制御の際に、温度センサ7で検出された周辺温度に応じて駆動電流I0′を変化させる。具体的には、LD4の閾値電流の最大値A[mA]を温度Tの関数として表したものをA(T)[mA]、スロープ効率の最大値B[mW/mA]を温度Tの関数として表したものをB(T)[mW/mA]、光送信器1の最大光出力値をC[mW]とした場合、駆動電流I0′の値D(T)[mA]は、温度センサ7で検出された温度に基づいて、
D(T)=(C/B(T))+A(T) …式(2)
で決定される。
【0034】
より具体的には、図5に示すテーブル、あるいは、図6に示す特性曲線を予め求めておき、これをマイコン2の図示しないメモリに格納しておく。そして、マイコン2は、光出力開始時に、温度センサ7で検出された温度に基づいて、図5のテーブルあるいは図6の特性曲線を参照し、LD4に供給する駆動電流I0′の値D(T)を求める。
【0035】
図7は、光送信器1の起動方法の他の例を説明するためのフロー図である。また、図8は、光送信器1が光出力を開始したときの光出力と時間の関係の他の例を示す図である。図8中、t1′は光出力開始時間(オープンループ制御開始時間)、t2′はAPC制御開始時間、t3′は光通信開始時間、m1′は光出力開始時間t1′における光出力モニタ値、m2は光通信開始時間t3′における光出力モニタ値を示す。
【0036】
図7,8において、光送信器1の光出力開始時間t1′に、マイコン2は、温度センサ7で検出された周辺温度に対応する駆動電流I0′を求め(ステップS11)、LDD3は、求めた駆動電流I0′をLD4に供給してオープンループ制御を行う(ステップS12)。そして、光パワー検出部5がLD4の光出力を検出し、ADC6がその検出値をAD変換して光出力モニタ値m1′を出力する(ステップS13)。
【0037】
次に、マイコン2は、この光出力モニタ値m1′が所定値以上であるか否かを判定し(ステップS14)、光出力モニタ値m1′が所定値以上であると判定した場合(YESの場合)、APC制御開始時間t2′で、ステップS12における駆動電流I0の値を初期値としてAPC制御を開始し(ステップS15)、通常動作に移行する。また、ステップS14において、光出力モニタ値m1′が所定値未満であると判定した場合(NOの場合)、アラーム信号を出力する(ステップS16)。なお、ステップS16では、LD4に対して駆動電流の供給を停止するようにしてもよく、また、アラーム信号の出力とLD4に対する駆動電流の供給停止とを共に行ってもよい。
【0038】
ここで、ステップS15のAPC制御では、LD4の光出力が一定になるように制御される。図8の例では、LD4の光出力モニタ値がm2になるように駆動電流が制御され、光出力モニタ値がm2になる光通信開始時間t3′で、光通信が可能とされる。一方、駆動電流I0′の値D(T)は、前述の図5のテーブルまたは図6の特性曲線により、LD4の周辺温度に基づいて、LD4を破壊することなく、光通信可能な光出力が得られるように決定される値であるため、目標となる光出力モニタ値m2に対して、前述の図3の光出力モニタ値m1と比べ、より近い光出力モニタ値m1′を得ることができる。従って、駆動電流I0′の値を初期値として駆動電流を変化させることで、より短時間で光出力モニタ値m2に収束させることができる。
【0039】
このように、LDの温度変化を考慮することにより、より適切な駆動電流の初期値を得ることができるため、LDの温度変化を考慮しない場合と比べ、光出力開始からより短時間で光通信可能な状態にすることができる。
【符号の説明】
【0040】
1…光送信器、2…マイコン、3…LDD、4…LD、5…光パワー検出部、6…ADC、7…温度センサ。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
レーザダイオードと、該レーザダイオードに駆動電流を供給するレーザダイオード駆動部と、前記レーザダイオードの光出力を検出する光出力検出部と、該検出した光出力が所定範囲に入るように前記レーザダイオード駆動部が供給する駆動電流の値を決定し、該決定した駆動電流の値により前記レーザダイオードの光出力を一定に制御するAPC制御部とを備えた光送信器の起動方法であって、
前記APC制御部が、前記レーザダイオードの閾値電流の最大値、スロープ効率の最大値、及び前記光送信器の最大光出力値に基づいて、前記レーザダイオードが光通信可能となる所定の駆動電流の値を決定するステップと、
前記レーザダイオード駆動部が、前記光送信器の光出力開始時に、前記APC制御部からの指示に基づいて、前記レーザダイオードに前記所定の駆動電流を供給するステップと、
前記光出力検出部が、前記所定の駆動電流が供給された前記レーザダイオードの光出力を検出するステップと、
前記APC制御部が、前記レーザダイオードの光出力が所定値以上の場合、該レーザダイオードに対して前記所定の駆動電流の値を初期値としてAPC制御を行うステップとを備えたことを特徴とする光送信器の起動方法。
【請求項2】
前記レーザダイオードの閾値電流の最大値をA[mA]、スロープ効率の最大値をB[mW/mA]、及び前記光送信器の最大光出力値をC[mW]とした場合、前記所定の駆動電流の値D[mA]は、
D=(C/B)+A
で決定されることを特徴とする請求項1に記載の光送信器の起動方法。
【請求項3】
前記レーザダイオードの周辺温度を検出する温度センサを備え、前記レーザダイオードの閾値電流の最大値A[mA]を温度Tの関数として表したものをA(T)[mA]、スロープ効率の最大値B[mW/mA]を温度Tの関数として表したものをB(T)[mW/mA]、及び前記光送信器の最大光出力値をC[mW]とした場合、
前記所定の駆動電流の値D(T)[mA]は、前記温度センサで検出された温度に基づいて、
D(T)=(C/B(T))+A(T)
で決定されることを特徴とする請求項1に記載の光送信器の起動方法。
【請求項4】
前記APC制御部が、前記レーザダイオードの光出力が所定値未満の場合、前記光送信器の異常を知らせるアラームを発信すること特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の光送信器の起動方法。
【請求項5】
前記APC制御部が、前記レーザダイオードの光出力が所定値未満の場合、該レーザダイオードに対して駆動電流の供給を停止することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の光送信器の起動方法。
【請求項1】
レーザダイオードと、該レーザダイオードに駆動電流を供給するレーザダイオード駆動部と、前記レーザダイオードの光出力を検出する光出力検出部と、該検出した光出力が所定範囲に入るように前記レーザダイオード駆動部が供給する駆動電流の値を決定し、該決定した駆動電流の値により前記レーザダイオードの光出力を一定に制御するAPC制御部とを備えた光送信器の起動方法であって、
前記APC制御部が、前記レーザダイオードの閾値電流の最大値、スロープ効率の最大値、及び前記光送信器の最大光出力値に基づいて、前記レーザダイオードが光通信可能となる所定の駆動電流の値を決定するステップと、
前記レーザダイオード駆動部が、前記光送信器の光出力開始時に、前記APC制御部からの指示に基づいて、前記レーザダイオードに前記所定の駆動電流を供給するステップと、
前記光出力検出部が、前記所定の駆動電流が供給された前記レーザダイオードの光出力を検出するステップと、
前記APC制御部が、前記レーザダイオードの光出力が所定値以上の場合、該レーザダイオードに対して前記所定の駆動電流の値を初期値としてAPC制御を行うステップとを備えたことを特徴とする光送信器の起動方法。
【請求項2】
前記レーザダイオードの閾値電流の最大値をA[mA]、スロープ効率の最大値をB[mW/mA]、及び前記光送信器の最大光出力値をC[mW]とした場合、前記所定の駆動電流の値D[mA]は、
D=(C/B)+A
で決定されることを特徴とする請求項1に記載の光送信器の起動方法。
【請求項3】
前記レーザダイオードの周辺温度を検出する温度センサを備え、前記レーザダイオードの閾値電流の最大値A[mA]を温度Tの関数として表したものをA(T)[mA]、スロープ効率の最大値B[mW/mA]を温度Tの関数として表したものをB(T)[mW/mA]、及び前記光送信器の最大光出力値をC[mW]とした場合、
前記所定の駆動電流の値D(T)[mA]は、前記温度センサで検出された温度に基づいて、
D(T)=(C/B(T))+A(T)
で決定されることを特徴とする請求項1に記載の光送信器の起動方法。
【請求項4】
前記APC制御部が、前記レーザダイオードの光出力が所定値未満の場合、前記光送信器の異常を知らせるアラームを発信すること特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の光送信器の起動方法。
【請求項5】
前記APC制御部が、前記レーザダイオードの光出力が所定値未満の場合、該レーザダイオードに対して駆動電流の供給を停止することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の光送信器の起動方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2012−34301(P2012−34301A)
【公開日】平成24年2月16日(2012.2.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−174097(P2010−174097)
【出願日】平成22年8月3日(2010.8.3)
【出願人】(000154325)住友電工デバイス・イノベーション株式会社 (291)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年2月16日(2012.2.16)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年8月3日(2010.8.3)
【出願人】(000154325)住友電工デバイス・イノベーション株式会社 (291)
【Fターム(参考)】
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