駆動回路、光トランシーバ、通信システムおよび通信制御方法
【課題】時分割多重方式を採用する通信システムにおいて、スループットの向上を図る。
【解決手段】駆動回路６８は、光信号を送信するための発光素子ＬＤに供給すべきバイアス電流を生成するためのバイアス電流源８３と、バイアス電流源８３によって生成されるバイアス電流を発光素子ＬＤに供給するためのバイアス電流供給回路８２と、バイアス電流供給回路８２によるバイアス電流の供給に遅延時間を与えるための遅延回路７１とを備える。バイアス電流供給回路８２は、バイアス電流の生成が開始されてから上記遅延時間が経過すると、バイアス電流を発光素子ＬＤに供給する。
【解決手段】駆動回路６８は、光信号を送信するための発光素子ＬＤに供給すべきバイアス電流を生成するためのバイアス電流源８３と、バイアス電流源８３によって生成されるバイアス電流を発光素子ＬＤに供給するためのバイアス電流供給回路８２と、バイアス電流供給回路８２によるバイアス電流の供給に遅延時間を与えるための遅延回路７１とを備える。バイアス電流供給回路８２は、バイアス電流の生成が開始されてから上記遅延時間が経過すると、バイアス電流を発光素子ＬＤに供給する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動回路、光トランシーバ、通信システムおよび通信制御方法に関し、特に、光信号を送信するための発光素子を駆動する駆動回路、それを備えた光トランシーバ、ならびに発光素子を用いる通信システムおよび通信制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットが広く普及しており、利用者は世界各地で運営されているサイトの様々な情報にアクセスし、その情報を入手することが可能である。これに伴って、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）およびＦＴＴＨ（Fiber To The Home）等のブロードバンドアクセスが可能な装置も急速に普及してきている。
【０００３】
ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．３ａｈ（登録商標）−２００４（非特許文献１）には、複数の宅側装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）が光通信回線を共有して局側装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）とのデータ伝送を行なう媒体共有形通信である受動的光ネットワーク（ＰＯＮ：Passive Optical Network）の１つの方式が開示されている。すなわち、ＰＯＮを通過するユーザ情報およびＰＯＮを管理運用するための制御情報を含め、すべての情報がイーサネット（登録商標）フレームの形式で通信されるＥＰＯＮ（Ethernet（登録商標） PON）と、ＥＰＯＮのアクセス制御プロトコル（ＭＰＣＰ（Multi-Point Control Protocol））およびＯＡＭ（Operations Administration and Maintenance）プロトコルとが規定されている。局側装置と宅側装置との間でＭＰＣＰフレームをやりとりすることによって、宅側装置の加入、離脱、および上りアクセス多重制御などが行なわれる。また、非特許文献１では、ＭＰＣＰメッセージによる、新規宅側装置の登録方法、帯域割り当て要求を示すレポート、および送信指示を示すゲートについて記載されている。
【０００４】
なお、１ギガビット／秒の通信速度を実現するＥＰＯＮであるＧＥ−ＰＯＮ（Giga Bit Ethernet（登録商標） Passive Optical Network）の次世代の技術として、ＩＥＥＥ８０２．３ａｖ（登録商標）−２００９として標準化が行なわれた１０Ｇ−ＥＰＯＮすなわち通信速度が１０ギガビット／秒相当のＥＰＯＮにおいても、アクセス制御プロトコルはＭＰＣＰが前提となっている。
【０００５】
ここで、光通信の送信機に用いられるレーザ駆動回路が、特開２０１０―２６７９２４号公報（特許文献１）に開示されている。すなわち、レーザ駆動回路は、入力するバーストデータに応じてレーザダイオードに変調電流を供給する変調回路と、レーザダイオードにバイアス電流を与えるバイアス回路と、レーザダイオードに所望の発光強度と消光比が得られるように上記変調電流および上記バイアス電流を制御するＡＰＣ回路とを備える。送信イネーブル信号がオンのときレーザダイオードが入力するバーストデータに応じてバースト駆動され、送信イネーブル信号がオフのときレーザダイオードが消光する。変調回路は、送信イネーブル信号がオフのとき上記変調電流を遮断する変調電流カットオフ回路を含み、バイアス回路は、送信イネーブル信号がオフのとき上記バイアス電流を遮断するバイアス電流カットオフ回路を含む。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】IEEE Std 802.3ah（登録商標）-2004
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０―２６７９２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、ＰＯＮシステムでは、宅側装置から局側装置への上り方向の通信方式として時分割多重方式が採用されている。この時分割多重方式では、宅側装置はバースト信号を局側装置へ送信する。このため、宅側装置では、光信号を送信すべき期間においてレーザダイオード等の発光素子に電流を供給し、それ以外の期間では当該電流の供給を停止する必要がある。
【０００９】
特許文献１に記載のレーザ駆動回路をＰＯＮシステムの宅側装置において使用すると仮定した場合において、たとえばバイアス電流の供給を停止する構成としては、トランジスタをオフすることによってバイアス回路を開放状態にする方法、あるいはバイアス回路の出力電流をゼロに制御する方法が考えられる。
【００１０】
一方、バースト信号の送信を開始する際には、光通信回線へ不要な光出力および不安定な光出力がなされないように、レーザダイオードに変調電流を供給するのに先立って、レーザダイオードに供給するバイアス電流を安定させる必要がある。
【００１１】
しかしながら、上記バイアス電流を停止するためのいずれの構成でも、バイアス電流供給を停止した状態から所望のバイアス電流が供給されるまでの時間が、寄生パラメータによる応答速度の低下に起因して長くなってしまう可能性がある。
【００１２】
すなわち、バイアス電流が安定するまでの待ち時間が必要となるため、時分割多重方式が採用される宅側装置から局側装置への上り方向の通信において、各宅側装置からのバースト信号の間隔が長くなってしまい、ＰＯＮシステムのスループットが低下してしまうという問題点があった。
【００１３】
特に、１０Ｇ−ＥＰＯＮでは、ＧＥ−ＰＯＮと比べて、回線速度の高速化によって各宅側装置からのバースト信号の送信時間が短くなり、局側装置に接続可能な宅側装置の数が多くなることから、各宅側装置からのバースト信号の間隔が長くなると、ＰＯＮシステムのスループットが大幅に低下してしまう。
【００１４】
この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、時分割多重方式を採用する通信システムにおいて、スループットの向上を図ることが可能な駆動回路、光トランシーバ、通信システムおよび通信制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる駆動回路は、複数の宅側装置から局側装置への光信号が時分割多重される通信システムにおける宅側装置に用いられる駆動回路であって、上記光信号を送信するための発光素子に供給すべきバイアス電流を生成するためのバイアス電流源と、上記バイアス電流源によって生成される上記バイアス電流を上記発光素子に供給するためのバイアス電流供給回路と、上記バイアス電流供給回路による上記バイアス電流の供給に遅延時間を与えるための遅延回路とを備え、上記バイアス電流供給回路は、上記バイアス電流の生成が開始されてから上記遅延時間が経過すると、上記バイアス電流を上記発光素子に供給する。
【００１６】
このような構成により、光信号の安定出力の応答速度を向上させることができる。これにより、局側装置において、ある宅側装置から有効な上りデータは送信されてこないが当該宅側装置から光通信回線へ不要な光が出力されており、他の宅側装置から有効な上りデータを送信させることができない期間を短縮することができる。すなわち、遅延時間が与えられる期間において、バイアス電流は発光素子に供給されないことから、当該期間において、光通信回線へ不要な光出力および不安定な光出力がなされることを防ぐことができる。これにより、局側装置は、当該期間において他の宅側装置から上り光信号を送信させることができるため、各宅側装置からのバースト信号の間隔を短くすることができ、通信システムのスループットを向上させることができる。
【００１７】
好ましくは、上記バイアス電流源は、上記局側装置へ送信すべきデータに応じたレベルを有する変調電流の上記発光素子への供給に先立って上記バイアス電流を生成し、上記遅延時間は、上記バイアス電流の上記発光素子への供給開始タイミングが、上記変調電流の上記発光素子への供給開始タイミングの前または同時になるように設定されている
【００１８】
このような構成により、ダミーデータまたはプリアンブル等、正常に送信できなくても問題がないかまたは影響の少ないデータが、局側装置へ送信すべきデータの先頭に付与されない場合でも、各宅側装置からのバースト信号の間隔を短くすることができ、通信システムのスループットを向上させることができる。
【００１９】
好ましくは、上記バイアス電流供給回路は、上記バイアス電流源が含まれ、かつ上記発光素子が含まれない第１の電流経路を形成することにより、上記バイアス電流源を動作させて上記第１の電流経路を通して上記バイアス電流を流す動作、および上記発光素子および上記バイアス電流源が含まれる第２の電流経路を形成することにより、上記バイアス電流源を動作させて上記第２の電流経路を通して上記バイアス電流を流す動作を切り替え可能である。
【００２０】
このように、電流経路の切り替えによって発光素子への電流供給の有無を切り替える構成により、寄生パラメータによる回路の応答速度の低下の影響を低減し、発光素子へのバイアス電流供給先の切り替えを安定して迅速に行なうことができる。
【００２１】
より好ましくは、上記バイアス電流供給回路は、電源電圧が供給されるノードと上記バイアス電流源との間に接続され、オンすることにより上記第１の電流経路を形成するための第１のスイッチと、電源電圧が供給されるノードと上記バイアス電流源との間において上記発光素子と直列接続され、オンすることにより上記第２の電流経路を形成するための第２のスイッチとを含む。
【００２２】
このように、バイアス電流供給回路をスイッチ対からなる差動回路で構成することにより、簡易な構成で、発光素子へのバイアス電流供給の有無を迅速に切り替えることができる。
【００２３】
上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる光トランシーバは、複数の宅側装置から局側装置への光信号が時分割多重される通信システムにおける宅側装置に対して脱着可能な光トランシーバであって、上記光信号を送信するための発光素子と、上記発光素子を駆動するための駆動回路とを備え、上記駆動回路は、上記発光素子に供給すべきバイアス電流を生成するためのバイアス電流源と、上記バイアス電流源によって生成される上記バイアス電流を上記発光素子に供給するためのバイアス電流供給回路と、上記バイアス電流供給回路による上記バイアス電流の供給に遅延時間を与えるための遅延回路とを含み、上記バイアス電流供給回路は、上記バイアス電流の生成が開始されてから上記遅延時間が経過すると、上記バイアス電流を上記発光素子に供給し、上記光トランシーバは、さらに、上記遅延時間を記憶し、上記遅延時間が上記宅側装置から読み出し可能な記憶部を備える。
【００２４】
このように、宅側装置に対して脱着可能な光トランシーバに遅延時間が記憶され、遅延時間を宅側装置が読み出す構成により、遅延時間が異なる新たな光トランシーバへの交換が行なわれても、適切な遅延時間を局側装置に通知することができる。
【００２５】
上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信システムは、複数の宅側装置と、各上記宅側装置と光信号を送受信するための局側装置とを備える通信システムであって、上記各宅側装置から上記局側装置への上記光信号が時分割多重されるように上記各宅側装置からの上記光信号の送信計画を作成するための送信計画部と、上記宅側装置から上記局側装置への上記光信号の送信に先立って上記宅側装置において必要となる準備時間、または上記宅側装置における上記準備時間の短縮可否を上記送信計画部へ通知するための送信準備情報通知部とを備え、上記送信計画部は、上記送信準備情報通知部からの上記通知に基づいて上記送信計画を作成し、上記準備時間は、上記宅側装置の備える上記光信号を送信するための発光素子に、上記局側装置へ送信すべきデータに応じたレベルを有する変調電流、およびバイアス電流を供給する準備のために必要な時間である。
【００２６】
このような構成により、局側装置において、ある宅側装置から有効な上りデータは送信されてこないが当該宅側装置から光通信回線へ不要な光が出力されており、他の宅側装置から有効な上りデータを送信させることができない期間の短縮が可能か否か、またはその短縮時間を各宅側装置から取得することができる。これにより、局側装置において、各宅側装置からのバースト信号の間隔を短くした送信計画を作成することができるため、通信システムのスループットを向上させることができる。
【００２７】
上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信制御方法は、複数の宅側装置と、各上記宅側装置と光信号を送受信し、かつ上記各宅側装置から上記局側装置への上記光信号が時分割多重されるように上記各宅側装置からの上記光信号の送信計画を作成するための局側装置とを備える通信システムにおける通信制御方法であって、上記宅側装置が、上記局側装置への上記光信号の送信に先立って必要となる準備時間、または上記準備時間の短縮可否を上記局側装置へ通知するステップと、上記局側装置が、上記宅側装置からの上記通知に基づいて上記送信計画を作成するステップとを含み、上記準備時間は、上記宅側装置の備える上記光信号を送信するための発光素子に、上記局側装置へ送信すべきデータに応じたレベルを有する変調電流、およびバイアス電流を供給する準備のために必要な時間である。
【００２８】
このような構成により、局側装置において、ある宅側装置から有効な上りデータは送信されてこないが当該宅側装置から光通信回線へ不要な光が出力されており、他の宅側装置から有効な上りデータを送信させることができない期間の短縮が可能か否か、またはその短縮時間を各宅側装置から取得することができる。これにより、局側装置において、各宅側装置からのバースト信号の間隔を短くした送信計画を作成することができるため、通信システムのスループットを向上させることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、時分割多重方式を採用する通信システムにおいて、スループットの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける宅側装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る宅側装置における光トランシーバの送信側の構成を詳細に示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る宅側装置の光トランシーバにおける光出力、制御信号および各回路の状態を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける局側装置および宅側装置間のデータの流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００３２】
図１は、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムの構成を示す図である。
【００３３】
図１を参照して、ＰＯＮシステム３０１は、たとえば１０Ｇ−ＥＰＯＮであり、宅側装置２０２Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃ，２０２Ｄと、局側装置２０１と、スプリッタＳＰ１，ＳＰ２とを備える。宅側装置２０２Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃと局側装置２０１とは、スプリッタＳＰ１およびＳＰ２ならびに光ファイバＯＰＴＦを介して接続され、互いに光信号を送受信する。宅側装置２０２Ｄと局側装置２０１とは、スプリッタＳＰ２および光ファイバＯＰＴＦを介して接続され、互いに光信号を送受信する。ＰＯＮシステム３０１では、宅側装置２０２Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃ，２０２Ｄから局側装置２０１への光信号が時分割多重される。
【００３４】
図２は、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける宅側装置の構成を示す図である。
【００３５】
図２を参照して、宅側装置２０２は、光トランシーバ２１と、ＰＯＮ受信処理部２２と、バッファメモリ２３と、ＵＮ送信処理部２４と、ＵＮＩ（User Network Interface）ポート２５と、ＵＮ受信処理部２６と、バッファメモリ２７と、ＰＯＮ送信処理部２８と、制御部２９とを備える。
【００３６】
光トランシーバ２１は、宅側装置２０２に対して脱着可能である。光トランシーバ２１は、局側装置２０１から送信される下り光信号を受信し、電気信号に変換して出力する。
【００３７】
ＰＯＮ受信処理部２２は、光トランシーバ２１から受けた電気信号からフレームを再構成するとともに、フレームの種別に応じて制御部２９またはＵＮ送信処理部２４にフレームを振り分ける。具体的には、ＰＯＮ受信処理部２２は、データフレームをバッファメモリ２３経由でＵＮ送信処理部２４へ出力し、制御フレームを制御部２９へ出力する。
【００３８】
制御部２９は、各種制御情報を含む制御フレームを生成し、ＵＮ送信処理部２４へ出力する。
【００３９】
ＵＮ送信処理部２４は、ＰＯＮ受信処理部２２から受けたデータフレームおよび制御部２９から受けた制御フレームをＵＮＩポート２５経由で図示しないパーソナルコンピュータ等のユーザ端末へ送信する。
【００４０】
ＵＮ受信処理部２６は、ＵＮＩポート２５経由でユーザ端末から受信したデータフレームをバッファメモリ２７経由でＰＯＮ送信処理部２８へ出力し、ＵＮＩポート２５経由でユーザ端末から受信した制御フレームを制御部２９へ出力する。
【００４１】
制御部２９は、ＭＰＣＰおよびＯＡＭ等、局側装置２０１および宅側装置２０２間のＰＯＮ回線の制御および管理に関する宅側処理を行なう。すなわち、ＰＯＮ回線に接続されている局側装置２０１とＭＰＣＰメッセージおよびＯＡＭメッセージをやりとりすることによって、アクセス制御等の各種制御を行なう。制御部２９は、各種制御情報を含む制御フレームを生成し、ＰＯＮ送信処理部２８へ出力する。また、制御部２９は、宅側装置２０２における各ユニットの各種設定処理を行なう。
【００４２】
ＰＯＮ送信処理部２８は、ＵＮ受信処理部２６から受けたデータフレームおよび制御部２９から受けた制御フレームを光トランシーバ２１へ出力する。
【００４３】
光トランシーバ２１は、ＰＯＮ送信処理部２８から受けたデータフレームおよび制御フレームを光信号に変換し、局側装置２０１へ送信する。
【００４４】
図３は、本発明の実施の形態に係る宅側装置における光トランシーバの送信側の構成を詳細に示す図である。
【００４５】
図３を参照して、光トランシーバ２１は、プリバッファ回路６１と、イコライザ回路６２と、出力バッファ回路６３と、電源６４〜６６と、タイミング回路６７と、バイアス回路（駆動回路）６８と、発光回路７５と、マスタＩ／Ｆ（インタフェース）９１と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）９２と、スレイブＩ／Ｆ９３と、制御レジスタ９４と、キャパシタＣ１，Ｃ２とを含む。プリバッファ回路６１は、終端抵抗Ｒ１１を含む。発光回路７５は、発光素子ＬＤと、インダクタＬ１，Ｌ２とを含む。バイアス回路６８は、遅延回路７１と、インバータ７２と、レベルシフト回路８１と、バイアス電流供給回路８２と、バイアス電流源８３と、抵抗Ｒ３とを含む。レベルシフト回路８１は、トランジスタＴＲ４，ＴＲ５と、抵抗Ｒ１，Ｒ２と、キャパシタＣ３とを含む。バイアス電流供給回路８２は、トランジスタＴＲ２，ＴＲ３を含む。バイアス電流源８３は、トランジスタＴＲ１と、定電流源７３とを含む。ＣＰＵ９２は、たとえばＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）である記憶部９５を含む。
【００４６】
プリバッファ回路６１は、ＵＮ受信処理部２６からのデータフレームおよび制御部２９からの制御フレームである送信データを、キャパシタＣ１およびＣ２を介して終端抵抗Ｒ１１において受け、当該送信データを増幅して出力する。たとえば、プリバッファ回路６１は、当該送信データを、信号線ＩＮＰ，ＩＮＮからバランス信号として受ける。
【００４７】
イコライザ回路６２は、プリバッファ回路６１から受けた送信データの波形整形たとえば位相歪みの補正を行なって出力する。
【００４８】
出力バッファ回路６３は、たとえば２つのトランジスタからなる差動回路を含み、イコライザ回路６２から受けた送信データに基づいて、発光回路７５に変調電流を供給する。この変調電流は、局側装置２０１へ送信すべきデータの論理値に応じたレベルを有する。
【００４９】
発光回路７５は、上り光信号を局側装置２０１へ送信する。発光回路７５において、発光素子ＬＤは、電源電圧Ｖｃｃ２の供給される電源ノードにインダクタＬ１を介して接続され、また、バイアス回路６８にインダクタＬ２を介して接続されている。発光素子ＬＤは、バイアス回路６８から供給されたバイアス電流、および出力バッファ回路６３から供給された変調電流に基づいて発光し、かつ発光強度を変更する。
【００５０】
電源６４〜６６は、プリバッファ回路６１、イコライザ回路６２および出力バッファ回路６３にそれぞれ電力としてたとえば電流を供給し、電力供給の開始および停止を制御することが可能である。より詳細には、電源６４〜６６は、制御部２９から受けた送信イネーブル信号に基づいて、プリバッファ回路６１、イコライザ回路６２および出力バッファ回路６３に電流を供給するか否かをそれぞれ切り替える。
【００５１】
具体的には、電源６４〜６６は、送信イネーブル信号が活性化されている場合にプリバッファ回路６１、イコライザ回路６２および出力バッファ回路６３への電力供給をそれぞれ行ない、送信イネーブル信号が非活性化されている場合に当該電力供給を停止する。
【００５２】
また、タイミング回路６７は、出力バッファ回路６３から発光素子ＬＤへの変調電流の供給を強制的に停止する制御を行なう。
【００５３】
バイアス回路６８は、発光回路７５に電力としてバイアス電流を供給する。また、バイアス回路６８は、制御部２９から受けた送信イネーブル信号に基づいて、発光回路７５にバイアス電流を供給するか否かを切り替える。
【００５４】
発光回路７５において、インダクタＬ１は、電源電圧Ｖｃｃ２の供給される電源ノードに接続された第１端と、第２端とを有する。発光素子ＬＤは、たとえばレーザダイオードであり、インダクタＬ１の第２端に接続されたアノードと、インダクタＬ２の第１端に接続されたカソードとを有する。出力バッファ回路６３から出力された変調電流は、発光素子ＬＤのアノードからカソードへ流れる。
【００５５】
バイアス回路６８において、抵抗Ｒ３は、電源電圧Ｖｃｃ２の供給される電源ノードに接続された第１端と、第２端とを有する。レベルシフト回路８１において、トランジスタＴＲ４は、たとえばＮＰＮトランジスタであり、抵抗Ｒ３の第２端に接続されたコレクタと、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２、キャパシタＣ３およびトランジスタＴＲ５の接続ノードに接続されたベースと、エミッタとを有する。抵抗Ｒ１は、電源電圧Ｖｃｃ１の供給される電源ノードに接続された第１端と、第２端とを有する。抵抗Ｒ２は、抵抗Ｒ１の第２端に接続された第１端と、接地電圧の供給される接地ノードに接続された第２端とを有する。キャパシタＣ３は、抵抗Ｒ１の第２端に接続された第１端と、接地電圧の供給される接地ノードに接続された第２端とを有する。トランジスタＴＲ５は、たとえばＮＰＮトランジスタであり、インダクタＬ２の第２端に接続されたコレクタと、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２、キャパシタＣ３およびトランジスタＴＲ４の接続ノードに接続されたベースと、エミッタとを有する。
【００５６】
バイアス電流供給回路８２において、トランジスタＴＲ２は、たとえばＮＰＮトランジスタであり、トランジスタＴＲ４のエミッタに接続されたコレクタと、インバータ７２からの信号を受けるベースと、エミッタとを有する。トランジスタＴＲ３は、たとえばＮＰＮトランジスタであり、トランジスタＴＲ５のエミッタに接続されたコレクタと、遅延回路７１からの信号を受けるベースと、エミッタとを有する。
【００５７】
バイアス電流源８３において、トランジスタＴＲ１は、たとえばＮＰＮトランジスタであり、トランジスタＴＲ２およびＴＲ３のエミッタに接続されたコレクタと、制御部２９からの送信イネーブル信号を受けるベースと、定電流源７３に接続されたエミッタとを有する。定電流源７３は、トランジスタＴＲ１のエミッタと、接地電圧の供給される接地ノードとの間に接続されている。
【００５８】
電源電圧Ｖｃｃ２は、電源電圧Ｖｃｃ１よりもレベルが高い。電源電圧Ｖｃｃ１は、たとえばプリバッファ回路６１、イコライザ回路６２および出力バッファ回路６３にも供給される。
【００５９】
遅延回路７１は、制御部２９から受けた送信イネーブル信号を、遅延時間ＴＤＬだけ遅延させて出力する。具体的には、たとえば、遅延回路７１は、送信イネーブル信号が活性化されるタイミングを遅延時間ＴＤＬだけ遅らせた送信イネーブル信号を出力する。この遅延時間ＴＤＬは、たとえば数十ナノ秒である。
【００６０】
インバータ７２は、遅延回路７１から受けた送信イネーブル信号の論理レベルを反転して出力する。
【００６１】
レベルシフト回路８１は、バイアス電流供給回路８２およびバイアス電流源８３側に電源電圧Ｖｃｃ２よりもレベルの低い電圧が印加されるように、レベルシフトを行なう。すなわち、レベルシフト回路８１は、電源電圧Ｖｃｃ１を抵抗Ｒ１およびＲ２によって分圧した電圧から、トランジスタＴＲ４およびＴＲ５のベース−エミッタ間電圧を差し引いた電圧を、バイアス電流供給回路８２およびバイアス電流源８３側に印加する。これにより、バイアス電流供給回路８２およびバイアス電流源８３側に過大なレベルの電圧が印加されることを防ぐことができる。
【００６２】
バイアス電流源８３は、光信号を送信するための発光素子ＬＤに供給すべきバイアス電流を、送信イネーブル信号に基づき、出力バッファ回路６３による変調電流の発光素子ＬＤへの供給に先立って生成する。
【００６３】
バイアス電流源８３において、トランジスタＴＲ１は、制御部２９から受けた送信イネーブル信号が活性化されている場合にオンし、非活性化されている場合にオフする。
【００６４】
定電流源７３は、バイアス電流を生成する。ここで、光トランシーバ２１では、変調電流が発光素子ＬＤに供給されていない状態において、バイアス電流が発光素子ＬＤに供給されると発光素子ＬＤが発光するように、バイアス電流の値が設定される。
【００６５】
バイアス電流供給回路８２は、たとえば２つのトランジスタＴＲ２，ＴＲ３からなる差動回路である。バイアス電流供給回路８２は、バイアス電流源８３によって生成されるバイアス電流の発光素子ＬＤへの供給を制御する。
【００６６】
バイアス電流供給回路８２において、トランジスタＴＲ２は、インバータ７２から受けた送信イネーブル信号が活性化されている場合にオンし、非活性化されている場合にオフする。トランジスタＴＲ３は、遅延回路７１から受けた送信イネーブル信号が活性化されている場合にオンし、非活性化されている場合にオフする。すなわち、トランジスタＴＲ２およびＴＲ３は、相補的にオンおよびオフする。
【００６７】
遅延回路７１は、バイアス電流供給回路８２によるバイアス電流の供給に前述の遅延時間ＴＤＬを与える。この遅延時間ＴＤＬは、バイアス電流の発光素子ＬＤへの供給開始タイミングが、変調電流の発光素子ＬＤへの供給開始タイミングの前または同時になるように設定されている。
【００６８】
バイアス電流供給回路８２は、バイアス電流の生成が開始されてから遅延時間ＴＤＬが経過すると、バイアス電流を発光素子ＬＤに供給する。
【００６９】
バイアス電流供給回路８２は、バイアス電流源８３が含まれ、かつ発光素子ＬＤが含まれない電流経路Ａを形成することにより、バイアス電流源８３を動作させて電流経路Ａを通してバイアス電流を流す動作、および発光素子ＬＤおよびバイアス電流源８３が含まれる電流経路Ｂを形成することにより、バイアス電流源８３を動作させて電流経路Ｂを通してバイアス電流を流す動作を切り替え可能である。
【００７０】
より詳細には、電流経路Ａは、電源電圧Ｖｃｃ２が供給される電源ノードから、抵抗Ｒ３、トランジスタＴＲ４、トランジスタＴＲ２、トランジスタＴＲ１、および定電流源７３を経由する接地ノードへの経路である。また、電流経路Ｂは、電源電圧Ｖｃｃ２が供給される電源ノードから、インダクタＬ１、発光素子ＬＤ、インダクタＬ２、トランジスタＴＲ５、トランジスタＴＲ３、トランジスタＴＲ１、および定電流源７３を経由する接地ノードへの経路である。
【００７１】
バイアス電流供給回路８２において、トランジスタＴＲ２は、電源電圧Ｖｃｃ２が供給されるノードとバイアス電流源８３との間に接続され、オンすることにより電流経路Ａを形成する。また、トランジスタＴＲ３は、電源電圧Ｖｃｃ２が供給されるノードとバイアス電流源８３との間においてインダクタＬ２およびトランジスタＴＲ５を介して発光素子ＬＤと直列接続され、オンすることにより電流経路Ｂを形成する。
【００７２】
なお、電流経路Ａにおける電源電圧すなわち抵抗Ｒ３が接続される電源ノードに供給される電源電圧と、電流経路Ｂにおける電源電圧すなわちインダクタＬ１が接続される電源ノードに供給される電源電圧とは異なる電源電圧であってもよい。ただし、図３に示すように電流経路Ａ，Ｂの電源電圧を同じにする構成により、発光素子ＬＤへのバイアス電流供給の前後すなわち電流経路ＡおよびＢの切り替え前後において、バイアス電流の値を略等しくすることができるため、回路動作を安定させることができる。
【００７３】
ＣＰＵ９２は、たとえば、信号線ＳＣＬおよび信号線ＳＤＡからなるＩ２Ｃバス経由で制御部２９との間で各種データをやりとりする。また、ＣＰＵ９２における記憶部９５は、遅延時間ＴＤＬを記憶する。
【００７４】
マスタＩ／Ｆ９１は、ＣＰＵ９２およびＩ２Ｃバス間のインタフェース機能を提供する。
【００７５】
スレイブＩ／Ｆ９３は、ＣＰＵ９２および制御レジスタ９４間のインタフェース機能を提供する。
【００７６】
ＣＰＵ９２は、スレイブＩ／Ｆ９３を介して種々の制御データを制御レジスタ９４に書き込む。
【００７７】
電源６６は、制御レジスタ９４に書き込まれた制御データＡＰＣ１に基づいて、出力バッファ回路６３への供給電流量を変更する。
【００７８】
バイアス回路６８は、制御レジスタ９４に書き込まれた制御データＡＰＣ２に基づいて、発光回路７５への供給電流量を変更する。
【００７９】
［動作］
次に、本発明の実施の形態に係る駆動回路が発光素子への電流供給制御を行なう際の動作について図面を用いて説明する。
【００８０】
図４は、本発明の実施の形態に係る宅側装置の光トランシーバにおける光出力、制御信号および各回路の状態を示す図である。図４において、光出力Ａは、本発明の実施の形態に係る駆動回路において、発光素子ＬＤへのバイアス電流供給に遅延時間を与えないと仮定した場合における光出力である。また、光出力Ｂは、本発明の実施の形態に係る駆動回路を用いた場合における光出力である。なお、光出力の波形において、「データ」で示している部分は、実際には、送信データの論理値に応じて「バイアス」部分のみのレベルと「バイアス」部分および「データ」部分を合わせたレベルとで変化する波形となる。
【００８１】
図４を参照して、まず、局側装置２０１から上り光信号の送信を許可されていない期間において、送信イネーブル信号は非活性化される。この場合、トランジスタＴＲ１はオフ状態であり、トランジスタＴＲ２はオン状態であり、トランジスタＴＲ３はオフ状態である。このため、定電流源７３は動作せず、バイアス電流は生成されない。
【００８２】
次に、局側装置２０１から上り光信号の送信が許可され、宅側装置２０２から上り光信号を送信するために、送信イネーブル信号が活性化される。そうすると、トランジスタＴＲ１がオンする。また、トランジスタＴＲ２はオン状態のままであり、トランジスタＴＲ３はオフ状態のままである。これにより、電流経路Ａが形成され、定電流源７３が動作を開始し、バイアス電流を生成する。
【００８３】
また、送信イネーブル信号が活性化されると、電源６４〜６６が動作を開始し、それぞれプリバッファ回路６１、イコライザ回路６２および出力バッファ回路６３に電流が供給される。ただし、出力バッファ回路６３からの変調電流は、タイミング回路６７の制御により、発光素子ＬＤには供給されない（タイミングｔ１）。
【００８４】
次に、タイミングｔ１から遅延時間ＴＤＬ経過後のタイミングｔ２において、遅延回路７１の出力信号が活性化される。そうすると、トランジスタＴＲ２がオフし、トランジスタＴＲ３がオンする。また、トランジスタＴＲ１はオン状態のままである。これにより、バイアス電流の電流経路が電流経路Ａから電流経路Ｂへ切り替えられ、発光素子ＬＤにバイアス電流が供給される（タイミングｔ２）。
【００８５】
ここで、定電流源７３が動作を開始し、バイアス電流が流れ始めるタイミングｔ１から遅延時間ＴＤＬが経過したタイミングｔ２においては、バイアス電流は、所定のレベルで安定しており、発光素子ＬＤを安定して発光させることが可能な状態となっている。ただし、バイアス電流による発光素子ＬＤからの光出力は、タイミングｔ２から少し後に所定レベルに達し、安定する。これは、電流経路Ｂにおける回路が安定するまでに若干の時間を要するからである。
【００８６】
タイミング回路６７は、タイミングｔ１からタイミングｔ２、およびタイミングｔ２から時間ＴＡ経過後のタイミングｔ３までの期間、出力バッファ回路６３から発光素子ＬＤへの変調電流の供給を強制的に停止する。これにより、バイアス電流のレベルが不安定な状態で変調電流が流れることに起因するオーバーシュート等の発生を防ぐことができるため、回路動作を安定させることができる。
【００８７】
なお、電流経路Ａから電流経路Ｂへの切り替えに伴う回路の安定時間を考慮しなくても問題の無い場合には、タイミング回路６７は、タイミングｔ１からタイミングｔ２までの期間だけ、出力バッファ回路６３から発光素子ＬＤへの変調電流の供給を強制的に停止する構成であってもよい。
【００８８】
次に、発光素子ＬＤへの変調電流の供給が開始されると、無効データであるプリアンブルが送信され始め、その後、有効なデータの送信が開始される（タイミングｔ３）。
【００８９】
次に、宅側装置２０２からの上り光信号の送信を停止するために、送信イネーブル信号が非活性化される。そうすると、トランジスタＴＲ１がオフし、トランジスタＴＲ２がオンし、トランジスタＴＲ３がオフする。これにより、定電流源７３が動作を停止し、バイアス電流の生成が停止される（タイミングｔ４）。
【００９０】
ここで、光出力Ａの場合には、発光素子ＬＤへのバイアス電流供給に遅延時間ＴＤＬを与えないことから、定電流源７３がバイアス電流の生成を開始するタイミングｔ１の時点で、バイアス電流が発光素子ＬＤに供給される。そうすると、タイミングｔ１からバイアス電流が安定して発光素子ＬＤに供給され、かつ変調電流が発光素子ＬＤに供給されるタイミングｔ３まで、光通信回線へ不要な光出力または不安定な光出力がなされることになる。このタイミングｔ１からタイミングｔ３までの期間ＴＷＡＩＴが、局側装置２０１にとって、ある宅側装置２０２から有効な上りデータは送信されてこないが当該宅側装置２０２から光ファイバＯＰＴＦへ不要な光が出力されており、他の宅側装置２０２から有効な上りデータを送信させることができない期間となる。
【００９１】
これに対して、光出力Ｂでは、タイミングｔ１からタイミングｔ２までの期間、バイアス電流が発光素子ＬＤに供給されないことから、当該期間において、光通信回線へ不要な光出力または不安定な光出力がなされることを防ぐことができる。その一方で、タイミングｔ１の時点でバイアス電流の生成は開始されていることから、即座に所定レベルの安定したバイアス電流を発光素子ＬＤに供給することができる。
【００９２】
図５は、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける局側装置および宅側装置間のデータの流れを示す図である。
【００９３】
図５を参照して、局側装置２０１において、宅側装置２０２Ａが未登録であり、宅側装置２０２Ｂが登録済みである状態を考える。局側装置２０１は、ディスカバリゲートフレームを各宅側装置２０２へ送信する。このディスカバリゲートフレームにより、未登録の宅側装置２０２Ａに対して上り光信号の送信タイミングが通知される。また、局側装置２０１は、このディスカバリゲートフレームに、図４に示す期間ＴＷＡＩＴを短縮できるか否かの問い合わせを含める（ステップＳ１）。
【００９４】
次に、未登録の宅側装置２０２Ａは、局側装置２０１からディスカバリゲートフレームを受信して、ディスカバリゲートフレームが示す送信タイミングにおいて、局側装置２０１に対する登録要求であるレジスタ要求フレームを局側装置２０１へ送信する。
【００９５】
ここで、宅側装置２０２Ａは、ディスカバリゲートフレームが示す問い合わせに対して、自己が期間ＴＷＡＩＴを短縮できるか否か、すなわち発光素子ＬＤへのバイアス電流供給に遅延時間を与える構成を有しているか否かの回答をレジスタ要求フレームに含める。
【００９６】
なお、宅側装置２０２は、期間ＴＷＡＩＴを短縮できる場合には、その短縮時間、すなわち遅延時間ＴＤＬを当該回答に含めてもよい。具体的には、たとえば、宅側装置２０２における制御部２９は、期間ＴＷＡＩＴを短縮できるか否かの情報、または遅延時間ＴＤＬをたとえば光トランシーバ２１における記憶部９５から取得する（ステップＳ２）。
【００９７】
次に、局側装置２０１は、宅側装置２０２Ａからレジスタ要求フレームを受信して、レジスタフレームを宅側装置２０２Ａへ送信する。このレジスタフレームにより、未登録の宅側装置２０２Ａに対して、登録結果としてＬＬＩＤ（Logical Link Identification）が通知される（ステップＳ３）。
【００９８】
次に、局側装置２０１は、宅側装置２０２Ａから受信したレジスタ要求フレームが示す回答に基づいて、各宅側装置２０２の送信計画を作成する、具体的には、各宅側装置２０２の送信帯域および送信タイミングを算出する（ステップＳ４）。なお、ステップＳ３およびステップＳ４の実行順序は逆であってもよい。
【００９９】
次に、局側装置２０１は、ゲートフレームを各宅側装置２０２へ送信する。このゲートフレームにより、各宅側装置２０２に対して上り光信号の送信帯域および送信タイミングが通知される（ステップＳ５）。
【０１００】
次に、ＬＬＩＤが通知された宅側装置２０２Ａは、局側装置２０１からゲートフレームを受信して、当該ゲートフレームが示す送信タイミングにおいて、レジスタフレームの受信応答であるレジスタＡＣＫフレームを局側装置２０１へ送信する（ステップＳ６）。
【０１０１】
ところで、特許文献１に記載のレーザ駆動回路をＰＯＮシステムの宅側装置において使用すると仮定した場合において、たとえばバイアス電流の供給を停止する構成としては、トランジスタをオフすることによってバイアス回路を開放状態にする方法、あるいはバイアス回路の出力電流をゼロに制御する方法が考えられる。
【０１０２】
しかしながら、上記バイアス電流を停止するためのいずれの構成でも、バイアス電流供給を停止した状態から所望のバイアス電流が供給されるまでの時間が、寄生パラメータによる応答速度の低下に起因して長くなってしまう可能性がある。
【０１０３】
すなわち、バイアス電流が安定するまでの待ち時間が必要となるため、時分割多重方式が採用される宅側装置から局側装置への上り方向の通信において、各宅側装置からのバースト信号の間隔が長くなってしまい、ＰＯＮシステムのスループットが低下してしまうという問題点があった。
【０１０４】
これに対して、本発明の実施の形態に係る駆動回路では、バイアス電流源８３は、光信号を送信するための発光素子ＬＤに供給すべきバイアス電流を、局側装置２０１へ送信すべきデータに応じたレベルを有する変調電流の発光素子ＬＤへの供給に先立って生成する。遅延回路７１は、バイアス電流供給回路８２によるバイアス電流の供給に遅延時間ＴＤＬを与える。バイアス電流供給回路８２は、バイアス電流の生成が開始されてから遅延時間ＴＤＬが経過すると、バイアス電流を発光素子ＬＤに供給する。そして、遅延時間ＴＤＬは、バイアス電流の発光素子ＬＤへの供給開始タイミングが、変調電流の発光素子ＬＤへの供給開始タイミングの前または同時になるように設定されている。
【０１０５】
具体的には、たとえば、定電流源７３の上段にスイッチ回路すなわちトランジスタＴＲ１を設ける。そして、送信イネーブル信号が活性化され、バイアス電流供給の停止状態から復帰する際に、まず、トランジスタＴＲ１をオンし、バイアス回路６８の逆相側すなわち電流経路Ａを通してバイアス電流を流す。その後、遅延回路７１を通過した送信イネーブル信号がトランジスタＴＲ３へ入力され、バイアス回路６８の正相側すなわち電流経路Ｂを通してバイアス電流が流れる。この電流経路の切り替え時、バイアス電流源８３によって生成されるバイアス電流は既に安定しているので、光信号の安定出力の応答速度を向上させることができる。
【０１０６】
このような構成により、局側装置２０１において、ある宅側装置２０２から有効な上りデータは送信されてこないが当該宅側装置２０２から光ファイバＯＰＴＦへ不要な光が出力されており、他の宅側装置２０２から有効な上りデータを送信させることができない期間を短縮することができる。
【０１０７】
すなわち、遅延時間ＴＤＬが与えられる期間において、バイアス電流は発光素子ＬＤに供給されないことから、当該期間において、光通信回線へ不要な光出力および不安定な光出力がなされることを防ぐことができる。これにより、局側装置２０１は、当該期間において他の宅側装置２０２から上り光信号を送信させることができるため、各宅側装置からのバースト信号の間隔を短くすることができ、ＰＯＮシステムのスループットを向上させることができる。
【０１０８】
また、本発明の実施の形態に係る駆動回路では、バイアス電流供給回路８２は、バイアス電流源８３が含まれ、かつ発光素子ＬＤが含まれない電流経路Ａを形成することにより、バイアス電流源８３を動作させて電流経路Ａを通してバイアス電流を流す動作、および発光素子ＬＤおよびバイアス電流源８３が含まれる電流経路Ｂを形成することにより、バイアス電流源８３を動作させて電流経路Ｂを通してバイアス電流を流す動作を切り替え可能である。
【０１０９】
このように、電流経路の切り替えによって発光素子ＬＤへの電流供給の有無を切り替える構成により、寄生パラメータによる回路の応答速度の低下の影響を低減し、発光素子ＬＤへのバイアス電流供給先の切り替えを安定して迅速に行なうことができる。
【０１１０】
また、本発明の実施の形態に係る駆動回路では、バイアス電流供給回路８２において、トランジスタＴＲ２は、電源電圧Ｖｃｃ２が供給されるノードとバイアス電流源８３との間に接続され、オンすることにより電流経路Ａを形成する。トランジスタＴＲ３は、電源電圧Ｖｃｃ２が供給されるノードとバイアス電流源８３との間において発光素子ＬＤと直列接続され、オンすることにより電流経路Ｂを形成する。
【０１１１】
このように、バイアス電流供給回路８２をスイッチ対からなる差動回路で構成することにより、簡易な構成で、発光素子ＬＤへのバイアス電流供給の有無を迅速に切り替えることができる。
【０１１２】
また、たとえば宅側装置２０２に用いられる光トランシーバ２１が複数のメーカによって製造される場合には、光トランシーバ２１の製造元によって光トランシーバ２１における遅延時間ＴＤＬが異なる可能性がある。
【０１１３】
これに対して、本発明の実施の形態に係る光トランシーバでは、記憶部９５は、遅延回路７１が与える遅延時間ＴＤＬを記憶し、遅延時間ＴＤＬが宅側装置２０２における制御部２９から読み出し可能である。
【０１１４】
このように、宅側装置２０２に対して脱着可能な光トランシーバ２１に遅延時間ＴＤＬが記憶され、遅延時間ＴＤＬを制御部２９が読み出す構成により、遅延時間ＴＤＬが異なる新たな光トランシーバへの交換が行なわれても、適切な遅延時間を局側装置２０１に通知することができる。
【０１１５】
また、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムでは、局側装置２０１は、各宅側装置２０２から局側装置２０１への光信号が時分割多重されるように各宅側装置２０２からの光信号の送信計画を作成する。宅側装置２０２は、局側装置２０１への光信号の送信に先立って必要となる準備時間、または当該準備時間の短縮可否を局側装置２０１へ通知する。局側装置２０１は、宅側装置２０２からの通知に基づいて上記送信計画を作成する。そして、上記準備時間は、宅側装置２０２の備える光信号を送信するための発光素子ＬＤに、局側装置２０１へ送信すべきデータに応じたレベルを有する変調電流、およびバイアス電流を供給する準備のために必要な時間である。
【０１１６】
このような構成により、局側装置２０１において、ある宅側装置２０２から有効な上りデータは送信されてこないが当該宅側装置２０２から光通信回線へ不要な光が出力されており、他の宅側装置２０２から有効な上りデータを送信させることができない期間の短縮が可能か否か、またはその短縮時間を各宅側装置２０２から取得することができる。これにより、局側装置２０１において、各宅側装置２０２からのバースト信号の間隔を短くした送信計画を作成することができるため、ＰＯＮシステムのスループットを向上させることができる。
【０１１７】
なお、本発明の実施の形態に係る駆動回路では、局側装置２０１から上り光信号の送信を許可されていない期間において、バイアス電流の生成を停止する構成であるとしたが、これに限定するものではない。当該期間においてバイアス電流を発光素子ＬＤに供給しても発光素子ＬＤが発光しないようなレベルにバイアス電流を設定すればよく、当該期間におけるバイアス電流をゼロとする構成には限られない。
【０１１８】
また、本発明の実施の形態に係る駆動回路では、バイアス電流源８３は、光信号を送信するための発光素子ＬＤに供給すべきバイアス電流を、局側装置２０１へ送信すべきデータに応じたレベルを有する変調電流の発光素子ＬＤへの供給に先立って生成し、また、遅延時間ＴＤＬは、バイアス電流の発光素子ＬＤへの供給開始タイミングが、変調電流の発光素子ＬＤへの供給開始タイミングの前または同時になるように設定されている構成であるとしたが、これに限定するものではない。ダミーデータまたはプリアンブル等、正常に送信できなくても問題がないかまたは影響の少ないデータが、局側装置２０１へ送信すべきデータの先頭に付与される構成であってもよい。この場合、バイアス電流源８３は、バイアス電流を変調電流の発光素子ＬＤへの供給に先立って生成しなくてもよく、また、遅延時間ＴＤＬは、バイアス電流の発光素子ＬＤへの供給開始タイミングが、変調電流の発光素子ＬＤへの供給開始タイミングの前または同時になるように設定されていなくてもよい。
【０１１９】
また、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムでは、宅側装置２０２が送信準備情報通知部として上記準備時間の短縮可否または短縮時間を通知し、局側装置２０１が送信計画部として当該通知に基づいて各宅側装置２０２からの上り光信号の送信計画を作成する構成であるとしたが、これに限定するものではない。ＰＯＮシステム３０１における宅側装置２０２および局側装置２０１以外の図示しない装置において、上記のような通知、および送信計画の作成の少なくとも一方が実行される構成であってもよい。
【０１２０】
すなわち、ＰＯＮシステム３０１において、送信計画部は、各宅側装置２０２から局側装置２０１への光信号が時分割多重されるように各宅側装置２０２からの光信号の送信計画を作成する。送信準備情報通知部は、宅側装置２０２から局側装置２０１への光信号の送信に先立って宅側装置２０２において必要となる準備時間、または宅側装置２０２における準備時間の短縮可否を送信計画部へ通知する。そして、送信計画部は、送信準備情報通知部からの通知に基づいて送信計画を作成する。上記準備時間は、宅側装置２０２の備える光信号を送信するための発光素子ＬＤに、局側装置２０１へ送信すべきデータに応じたレベルを有する変調電流、およびバイアス電流を供給する準備のために必要な時間である。
【０１２１】
上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１２２】
２１ 光トランシーバ
２２ ＰＯＮ受信処理部
２３ バッファメモリ
２４ ＵＮ送信処理部
２５ ＵＮＩポート
２６ ＵＮ受信処理部
２７ バッファメモリ
２８ ＰＯＮ送信処理部
２９ 制御部
６１ プリバッファ回路
６２ イコライザ回路
６３ 出力バッファ回路
６４〜６６ 電源
６７ タイミング回路
６８ バイアス回路（駆動回路）
７１ 遅延回路
７２ インバータ
７３ 定電流源
７５ 発光回路
８１ レベルシフト回路
８２ バイアス電流供給回路
８３ バイアス電流源
９１ マスタＩ／Ｆ（インタフェース）
９２ ＣＰＵ
９３ スレイブＩ／Ｆ
９４ 制御レジスタ
９５ 記憶部
２０１ 局側装置
２０２Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃ，２０２Ｄ 宅側装置
３０１ ＰＯＮシステム
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３ キャパシタ
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ 抵抗
ＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ３，ＴＲ４，ＴＲ５ トランジスタ
Ｒ１１ 終端抵抗
ＬＤ 発光素子
Ｌ１，Ｌ２ インダクタ
ＳＰ１，ＳＰ２ スプリッタ
ＯＰＴＦ 光ファイバ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動回路、光トランシーバ、通信システムおよび通信制御方法に関し、特に、光信号を送信するための発光素子を駆動する駆動回路、それを備えた光トランシーバ、ならびに発光素子を用いる通信システムおよび通信制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットが広く普及しており、利用者は世界各地で運営されているサイトの様々な情報にアクセスし、その情報を入手することが可能である。これに伴って、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）およびＦＴＴＨ（Fiber To The Home）等のブロードバンドアクセスが可能な装置も急速に普及してきている。
【０００３】
ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．３ａｈ（登録商標）−２００４（非特許文献１）には、複数の宅側装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）が光通信回線を共有して局側装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）とのデータ伝送を行なう媒体共有形通信である受動的光ネットワーク（ＰＯＮ：Passive Optical Network）の１つの方式が開示されている。すなわち、ＰＯＮを通過するユーザ情報およびＰＯＮを管理運用するための制御情報を含め、すべての情報がイーサネット（登録商標）フレームの形式で通信されるＥＰＯＮ（Ethernet（登録商標） PON）と、ＥＰＯＮのアクセス制御プロトコル（ＭＰＣＰ（Multi-Point Control Protocol））およびＯＡＭ（Operations Administration and Maintenance）プロトコルとが規定されている。局側装置と宅側装置との間でＭＰＣＰフレームをやりとりすることによって、宅側装置の加入、離脱、および上りアクセス多重制御などが行なわれる。また、非特許文献１では、ＭＰＣＰメッセージによる、新規宅側装置の登録方法、帯域割り当て要求を示すレポート、および送信指示を示すゲートについて記載されている。
【０００４】
なお、１ギガビット／秒の通信速度を実現するＥＰＯＮであるＧＥ−ＰＯＮ（Giga Bit Ethernet（登録商標） Passive Optical Network）の次世代の技術として、ＩＥＥＥ８０２．３ａｖ（登録商標）−２００９として標準化が行なわれた１０Ｇ−ＥＰＯＮすなわち通信速度が１０ギガビット／秒相当のＥＰＯＮにおいても、アクセス制御プロトコルはＭＰＣＰが前提となっている。
【０００５】
ここで、光通信の送信機に用いられるレーザ駆動回路が、特開２０１０―２６７９２４号公報（特許文献１）に開示されている。すなわち、レーザ駆動回路は、入力するバーストデータに応じてレーザダイオードに変調電流を供給する変調回路と、レーザダイオードにバイアス電流を与えるバイアス回路と、レーザダイオードに所望の発光強度と消光比が得られるように上記変調電流および上記バイアス電流を制御するＡＰＣ回路とを備える。送信イネーブル信号がオンのときレーザダイオードが入力するバーストデータに応じてバースト駆動され、送信イネーブル信号がオフのときレーザダイオードが消光する。変調回路は、送信イネーブル信号がオフのとき上記変調電流を遮断する変調電流カットオフ回路を含み、バイアス回路は、送信イネーブル信号がオフのとき上記バイアス電流を遮断するバイアス電流カットオフ回路を含む。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】IEEE Std 802.3ah（登録商標）-2004
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０―２６７９２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、ＰＯＮシステムでは、宅側装置から局側装置への上り方向の通信方式として時分割多重方式が採用されている。この時分割多重方式では、宅側装置はバースト信号を局側装置へ送信する。このため、宅側装置では、光信号を送信すべき期間においてレーザダイオード等の発光素子に電流を供給し、それ以外の期間では当該電流の供給を停止する必要がある。
【０００９】
特許文献１に記載のレーザ駆動回路をＰＯＮシステムの宅側装置において使用すると仮定した場合において、たとえばバイアス電流の供給を停止する構成としては、トランジスタをオフすることによってバイアス回路を開放状態にする方法、あるいはバイアス回路の出力電流をゼロに制御する方法が考えられる。
【００１０】
一方、バースト信号の送信を開始する際には、光通信回線へ不要な光出力および不安定な光出力がなされないように、レーザダイオードに変調電流を供給するのに先立って、レーザダイオードに供給するバイアス電流を安定させる必要がある。
【００１１】
しかしながら、上記バイアス電流を停止するためのいずれの構成でも、バイアス電流供給を停止した状態から所望のバイアス電流が供給されるまでの時間が、寄生パラメータによる応答速度の低下に起因して長くなってしまう可能性がある。
【００１２】
すなわち、バイアス電流が安定するまでの待ち時間が必要となるため、時分割多重方式が採用される宅側装置から局側装置への上り方向の通信において、各宅側装置からのバースト信号の間隔が長くなってしまい、ＰＯＮシステムのスループットが低下してしまうという問題点があった。
【００１３】
特に、１０Ｇ−ＥＰＯＮでは、ＧＥ−ＰＯＮと比べて、回線速度の高速化によって各宅側装置からのバースト信号の送信時間が短くなり、局側装置に接続可能な宅側装置の数が多くなることから、各宅側装置からのバースト信号の間隔が長くなると、ＰＯＮシステムのスループットが大幅に低下してしまう。
【００１４】
この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、時分割多重方式を採用する通信システムにおいて、スループットの向上を図ることが可能な駆動回路、光トランシーバ、通信システムおよび通信制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる駆動回路は、複数の宅側装置から局側装置への光信号が時分割多重される通信システムにおける宅側装置に用いられる駆動回路であって、上記光信号を送信するための発光素子に供給すべきバイアス電流を生成するためのバイアス電流源と、上記バイアス電流源によって生成される上記バイアス電流を上記発光素子に供給するためのバイアス電流供給回路と、上記バイアス電流供給回路による上記バイアス電流の供給に遅延時間を与えるための遅延回路とを備え、上記バイアス電流供給回路は、上記バイアス電流の生成が開始されてから上記遅延時間が経過すると、上記バイアス電流を上記発光素子に供給する。
【００１６】
このような構成により、光信号の安定出力の応答速度を向上させることができる。これにより、局側装置において、ある宅側装置から有効な上りデータは送信されてこないが当該宅側装置から光通信回線へ不要な光が出力されており、他の宅側装置から有効な上りデータを送信させることができない期間を短縮することができる。すなわち、遅延時間が与えられる期間において、バイアス電流は発光素子に供給されないことから、当該期間において、光通信回線へ不要な光出力および不安定な光出力がなされることを防ぐことができる。これにより、局側装置は、当該期間において他の宅側装置から上り光信号を送信させることができるため、各宅側装置からのバースト信号の間隔を短くすることができ、通信システムのスループットを向上させることができる。
【００１７】
好ましくは、上記バイアス電流源は、上記局側装置へ送信すべきデータに応じたレベルを有する変調電流の上記発光素子への供給に先立って上記バイアス電流を生成し、上記遅延時間は、上記バイアス電流の上記発光素子への供給開始タイミングが、上記変調電流の上記発光素子への供給開始タイミングの前または同時になるように設定されている
【００１８】
このような構成により、ダミーデータまたはプリアンブル等、正常に送信できなくても問題がないかまたは影響の少ないデータが、局側装置へ送信すべきデータの先頭に付与されない場合でも、各宅側装置からのバースト信号の間隔を短くすることができ、通信システムのスループットを向上させることができる。
【００１９】
好ましくは、上記バイアス電流供給回路は、上記バイアス電流源が含まれ、かつ上記発光素子が含まれない第１の電流経路を形成することにより、上記バイアス電流源を動作させて上記第１の電流経路を通して上記バイアス電流を流す動作、および上記発光素子および上記バイアス電流源が含まれる第２の電流経路を形成することにより、上記バイアス電流源を動作させて上記第２の電流経路を通して上記バイアス電流を流す動作を切り替え可能である。
【００２０】
このように、電流経路の切り替えによって発光素子への電流供給の有無を切り替える構成により、寄生パラメータによる回路の応答速度の低下の影響を低減し、発光素子へのバイアス電流供給先の切り替えを安定して迅速に行なうことができる。
【００２１】
より好ましくは、上記バイアス電流供給回路は、電源電圧が供給されるノードと上記バイアス電流源との間に接続され、オンすることにより上記第１の電流経路を形成するための第１のスイッチと、電源電圧が供給されるノードと上記バイアス電流源との間において上記発光素子と直列接続され、オンすることにより上記第２の電流経路を形成するための第２のスイッチとを含む。
【００２２】
このように、バイアス電流供給回路をスイッチ対からなる差動回路で構成することにより、簡易な構成で、発光素子へのバイアス電流供給の有無を迅速に切り替えることができる。
【００２３】
上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる光トランシーバは、複数の宅側装置から局側装置への光信号が時分割多重される通信システムにおける宅側装置に対して脱着可能な光トランシーバであって、上記光信号を送信するための発光素子と、上記発光素子を駆動するための駆動回路とを備え、上記駆動回路は、上記発光素子に供給すべきバイアス電流を生成するためのバイアス電流源と、上記バイアス電流源によって生成される上記バイアス電流を上記発光素子に供給するためのバイアス電流供給回路と、上記バイアス電流供給回路による上記バイアス電流の供給に遅延時間を与えるための遅延回路とを含み、上記バイアス電流供給回路は、上記バイアス電流の生成が開始されてから上記遅延時間が経過すると、上記バイアス電流を上記発光素子に供給し、上記光トランシーバは、さらに、上記遅延時間を記憶し、上記遅延時間が上記宅側装置から読み出し可能な記憶部を備える。
【００２４】
このように、宅側装置に対して脱着可能な光トランシーバに遅延時間が記憶され、遅延時間を宅側装置が読み出す構成により、遅延時間が異なる新たな光トランシーバへの交換が行なわれても、適切な遅延時間を局側装置に通知することができる。
【００２５】
上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信システムは、複数の宅側装置と、各上記宅側装置と光信号を送受信するための局側装置とを備える通信システムであって、上記各宅側装置から上記局側装置への上記光信号が時分割多重されるように上記各宅側装置からの上記光信号の送信計画を作成するための送信計画部と、上記宅側装置から上記局側装置への上記光信号の送信に先立って上記宅側装置において必要となる準備時間、または上記宅側装置における上記準備時間の短縮可否を上記送信計画部へ通知するための送信準備情報通知部とを備え、上記送信計画部は、上記送信準備情報通知部からの上記通知に基づいて上記送信計画を作成し、上記準備時間は、上記宅側装置の備える上記光信号を送信するための発光素子に、上記局側装置へ送信すべきデータに応じたレベルを有する変調電流、およびバイアス電流を供給する準備のために必要な時間である。
【００２６】
このような構成により、局側装置において、ある宅側装置から有効な上りデータは送信されてこないが当該宅側装置から光通信回線へ不要な光が出力されており、他の宅側装置から有効な上りデータを送信させることができない期間の短縮が可能か否か、またはその短縮時間を各宅側装置から取得することができる。これにより、局側装置において、各宅側装置からのバースト信号の間隔を短くした送信計画を作成することができるため、通信システムのスループットを向上させることができる。
【００２７】
上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信制御方法は、複数の宅側装置と、各上記宅側装置と光信号を送受信し、かつ上記各宅側装置から上記局側装置への上記光信号が時分割多重されるように上記各宅側装置からの上記光信号の送信計画を作成するための局側装置とを備える通信システムにおける通信制御方法であって、上記宅側装置が、上記局側装置への上記光信号の送信に先立って必要となる準備時間、または上記準備時間の短縮可否を上記局側装置へ通知するステップと、上記局側装置が、上記宅側装置からの上記通知に基づいて上記送信計画を作成するステップとを含み、上記準備時間は、上記宅側装置の備える上記光信号を送信するための発光素子に、上記局側装置へ送信すべきデータに応じたレベルを有する変調電流、およびバイアス電流を供給する準備のために必要な時間である。
【００２８】
このような構成により、局側装置において、ある宅側装置から有効な上りデータは送信されてこないが当該宅側装置から光通信回線へ不要な光が出力されており、他の宅側装置から有効な上りデータを送信させることができない期間の短縮が可能か否か、またはその短縮時間を各宅側装置から取得することができる。これにより、局側装置において、各宅側装置からのバースト信号の間隔を短くした送信計画を作成することができるため、通信システムのスループットを向上させることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、時分割多重方式を採用する通信システムにおいて、スループットの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける宅側装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る宅側装置における光トランシーバの送信側の構成を詳細に示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る宅側装置の光トランシーバにおける光出力、制御信号および各回路の状態を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける局側装置および宅側装置間のデータの流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００３２】
図１は、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムの構成を示す図である。
【００３３】
図１を参照して、ＰＯＮシステム３０１は、たとえば１０Ｇ−ＥＰＯＮであり、宅側装置２０２Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃ，２０２Ｄと、局側装置２０１と、スプリッタＳＰ１，ＳＰ２とを備える。宅側装置２０２Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃと局側装置２０１とは、スプリッタＳＰ１およびＳＰ２ならびに光ファイバＯＰＴＦを介して接続され、互いに光信号を送受信する。宅側装置２０２Ｄと局側装置２０１とは、スプリッタＳＰ２および光ファイバＯＰＴＦを介して接続され、互いに光信号を送受信する。ＰＯＮシステム３０１では、宅側装置２０２Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃ，２０２Ｄから局側装置２０１への光信号が時分割多重される。
【００３４】
図２は、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける宅側装置の構成を示す図である。
【００３５】
図２を参照して、宅側装置２０２は、光トランシーバ２１と、ＰＯＮ受信処理部２２と、バッファメモリ２３と、ＵＮ送信処理部２４と、ＵＮＩ（User Network Interface）ポート２５と、ＵＮ受信処理部２６と、バッファメモリ２７と、ＰＯＮ送信処理部２８と、制御部２９とを備える。
【００３６】
光トランシーバ２１は、宅側装置２０２に対して脱着可能である。光トランシーバ２１は、局側装置２０１から送信される下り光信号を受信し、電気信号に変換して出力する。
【００３７】
ＰＯＮ受信処理部２２は、光トランシーバ２１から受けた電気信号からフレームを再構成するとともに、フレームの種別に応じて制御部２９またはＵＮ送信処理部２４にフレームを振り分ける。具体的には、ＰＯＮ受信処理部２２は、データフレームをバッファメモリ２３経由でＵＮ送信処理部２４へ出力し、制御フレームを制御部２９へ出力する。
【００３８】
制御部２９は、各種制御情報を含む制御フレームを生成し、ＵＮ送信処理部２４へ出力する。
【００３９】
ＵＮ送信処理部２４は、ＰＯＮ受信処理部２２から受けたデータフレームおよび制御部２９から受けた制御フレームをＵＮＩポート２５経由で図示しないパーソナルコンピュータ等のユーザ端末へ送信する。
【００４０】
ＵＮ受信処理部２６は、ＵＮＩポート２５経由でユーザ端末から受信したデータフレームをバッファメモリ２７経由でＰＯＮ送信処理部２８へ出力し、ＵＮＩポート２５経由でユーザ端末から受信した制御フレームを制御部２９へ出力する。
【００４１】
制御部２９は、ＭＰＣＰおよびＯＡＭ等、局側装置２０１および宅側装置２０２間のＰＯＮ回線の制御および管理に関する宅側処理を行なう。すなわち、ＰＯＮ回線に接続されている局側装置２０１とＭＰＣＰメッセージおよびＯＡＭメッセージをやりとりすることによって、アクセス制御等の各種制御を行なう。制御部２９は、各種制御情報を含む制御フレームを生成し、ＰＯＮ送信処理部２８へ出力する。また、制御部２９は、宅側装置２０２における各ユニットの各種設定処理を行なう。
【００４２】
ＰＯＮ送信処理部２８は、ＵＮ受信処理部２６から受けたデータフレームおよび制御部２９から受けた制御フレームを光トランシーバ２１へ出力する。
【００４３】
光トランシーバ２１は、ＰＯＮ送信処理部２８から受けたデータフレームおよび制御フレームを光信号に変換し、局側装置２０１へ送信する。
【００４４】
図３は、本発明の実施の形態に係る宅側装置における光トランシーバの送信側の構成を詳細に示す図である。
【００４５】
図３を参照して、光トランシーバ２１は、プリバッファ回路６１と、イコライザ回路６２と、出力バッファ回路６３と、電源６４〜６６と、タイミング回路６７と、バイアス回路（駆動回路）６８と、発光回路７５と、マスタＩ／Ｆ（インタフェース）９１と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）９２と、スレイブＩ／Ｆ９３と、制御レジスタ９４と、キャパシタＣ１，Ｃ２とを含む。プリバッファ回路６１は、終端抵抗Ｒ１１を含む。発光回路７５は、発光素子ＬＤと、インダクタＬ１，Ｌ２とを含む。バイアス回路６８は、遅延回路７１と、インバータ７２と、レベルシフト回路８１と、バイアス電流供給回路８２と、バイアス電流源８３と、抵抗Ｒ３とを含む。レベルシフト回路８１は、トランジスタＴＲ４，ＴＲ５と、抵抗Ｒ１，Ｒ２と、キャパシタＣ３とを含む。バイアス電流供給回路８２は、トランジスタＴＲ２，ＴＲ３を含む。バイアス電流源８３は、トランジスタＴＲ１と、定電流源７３とを含む。ＣＰＵ９２は、たとえばＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）である記憶部９５を含む。
【００４６】
プリバッファ回路６１は、ＵＮ受信処理部２６からのデータフレームおよび制御部２９からの制御フレームである送信データを、キャパシタＣ１およびＣ２を介して終端抵抗Ｒ１１において受け、当該送信データを増幅して出力する。たとえば、プリバッファ回路６１は、当該送信データを、信号線ＩＮＰ，ＩＮＮからバランス信号として受ける。
【００４７】
イコライザ回路６２は、プリバッファ回路６１から受けた送信データの波形整形たとえば位相歪みの補正を行なって出力する。
【００４８】
出力バッファ回路６３は、たとえば２つのトランジスタからなる差動回路を含み、イコライザ回路６２から受けた送信データに基づいて、発光回路７５に変調電流を供給する。この変調電流は、局側装置２０１へ送信すべきデータの論理値に応じたレベルを有する。
【００４９】
発光回路７５は、上り光信号を局側装置２０１へ送信する。発光回路７５において、発光素子ＬＤは、電源電圧Ｖｃｃ２の供給される電源ノードにインダクタＬ１を介して接続され、また、バイアス回路６８にインダクタＬ２を介して接続されている。発光素子ＬＤは、バイアス回路６８から供給されたバイアス電流、および出力バッファ回路６３から供給された変調電流に基づいて発光し、かつ発光強度を変更する。
【００５０】
電源６４〜６６は、プリバッファ回路６１、イコライザ回路６２および出力バッファ回路６３にそれぞれ電力としてたとえば電流を供給し、電力供給の開始および停止を制御することが可能である。より詳細には、電源６４〜６６は、制御部２９から受けた送信イネーブル信号に基づいて、プリバッファ回路６１、イコライザ回路６２および出力バッファ回路６３に電流を供給するか否かをそれぞれ切り替える。
【００５１】
具体的には、電源６４〜６６は、送信イネーブル信号が活性化されている場合にプリバッファ回路６１、イコライザ回路６２および出力バッファ回路６３への電力供給をそれぞれ行ない、送信イネーブル信号が非活性化されている場合に当該電力供給を停止する。
【００５２】
また、タイミング回路６７は、出力バッファ回路６３から発光素子ＬＤへの変調電流の供給を強制的に停止する制御を行なう。
【００５３】
バイアス回路６８は、発光回路７５に電力としてバイアス電流を供給する。また、バイアス回路６８は、制御部２９から受けた送信イネーブル信号に基づいて、発光回路７５にバイアス電流を供給するか否かを切り替える。
【００５４】
発光回路７５において、インダクタＬ１は、電源電圧Ｖｃｃ２の供給される電源ノードに接続された第１端と、第２端とを有する。発光素子ＬＤは、たとえばレーザダイオードであり、インダクタＬ１の第２端に接続されたアノードと、インダクタＬ２の第１端に接続されたカソードとを有する。出力バッファ回路６３から出力された変調電流は、発光素子ＬＤのアノードからカソードへ流れる。
【００５５】
バイアス回路６８において、抵抗Ｒ３は、電源電圧Ｖｃｃ２の供給される電源ノードに接続された第１端と、第２端とを有する。レベルシフト回路８１において、トランジスタＴＲ４は、たとえばＮＰＮトランジスタであり、抵抗Ｒ３の第２端に接続されたコレクタと、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２、キャパシタＣ３およびトランジスタＴＲ５の接続ノードに接続されたベースと、エミッタとを有する。抵抗Ｒ１は、電源電圧Ｖｃｃ１の供給される電源ノードに接続された第１端と、第２端とを有する。抵抗Ｒ２は、抵抗Ｒ１の第２端に接続された第１端と、接地電圧の供給される接地ノードに接続された第２端とを有する。キャパシタＣ３は、抵抗Ｒ１の第２端に接続された第１端と、接地電圧の供給される接地ノードに接続された第２端とを有する。トランジスタＴＲ５は、たとえばＮＰＮトランジスタであり、インダクタＬ２の第２端に接続されたコレクタと、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２、キャパシタＣ３およびトランジスタＴＲ４の接続ノードに接続されたベースと、エミッタとを有する。
【００５６】
バイアス電流供給回路８２において、トランジスタＴＲ２は、たとえばＮＰＮトランジスタであり、トランジスタＴＲ４のエミッタに接続されたコレクタと、インバータ７２からの信号を受けるベースと、エミッタとを有する。トランジスタＴＲ３は、たとえばＮＰＮトランジスタであり、トランジスタＴＲ５のエミッタに接続されたコレクタと、遅延回路７１からの信号を受けるベースと、エミッタとを有する。
【００５７】
バイアス電流源８３において、トランジスタＴＲ１は、たとえばＮＰＮトランジスタであり、トランジスタＴＲ２およびＴＲ３のエミッタに接続されたコレクタと、制御部２９からの送信イネーブル信号を受けるベースと、定電流源７３に接続されたエミッタとを有する。定電流源７３は、トランジスタＴＲ１のエミッタと、接地電圧の供給される接地ノードとの間に接続されている。
【００５８】
電源電圧Ｖｃｃ２は、電源電圧Ｖｃｃ１よりもレベルが高い。電源電圧Ｖｃｃ１は、たとえばプリバッファ回路６１、イコライザ回路６２および出力バッファ回路６３にも供給される。
【００５９】
遅延回路７１は、制御部２９から受けた送信イネーブル信号を、遅延時間ＴＤＬだけ遅延させて出力する。具体的には、たとえば、遅延回路７１は、送信イネーブル信号が活性化されるタイミングを遅延時間ＴＤＬだけ遅らせた送信イネーブル信号を出力する。この遅延時間ＴＤＬは、たとえば数十ナノ秒である。
【００６０】
インバータ７２は、遅延回路７１から受けた送信イネーブル信号の論理レベルを反転して出力する。
【００６１】
レベルシフト回路８１は、バイアス電流供給回路８２およびバイアス電流源８３側に電源電圧Ｖｃｃ２よりもレベルの低い電圧が印加されるように、レベルシフトを行なう。すなわち、レベルシフト回路８１は、電源電圧Ｖｃｃ１を抵抗Ｒ１およびＲ２によって分圧した電圧から、トランジスタＴＲ４およびＴＲ５のベース−エミッタ間電圧を差し引いた電圧を、バイアス電流供給回路８２およびバイアス電流源８３側に印加する。これにより、バイアス電流供給回路８２およびバイアス電流源８３側に過大なレベルの電圧が印加されることを防ぐことができる。
【００６２】
バイアス電流源８３は、光信号を送信するための発光素子ＬＤに供給すべきバイアス電流を、送信イネーブル信号に基づき、出力バッファ回路６３による変調電流の発光素子ＬＤへの供給に先立って生成する。
【００６３】
バイアス電流源８３において、トランジスタＴＲ１は、制御部２９から受けた送信イネーブル信号が活性化されている場合にオンし、非活性化されている場合にオフする。
【００６４】
定電流源７３は、バイアス電流を生成する。ここで、光トランシーバ２１では、変調電流が発光素子ＬＤに供給されていない状態において、バイアス電流が発光素子ＬＤに供給されると発光素子ＬＤが発光するように、バイアス電流の値が設定される。
【００６５】
バイアス電流供給回路８２は、たとえば２つのトランジスタＴＲ２，ＴＲ３からなる差動回路である。バイアス電流供給回路８２は、バイアス電流源８３によって生成されるバイアス電流の発光素子ＬＤへの供給を制御する。
【００６６】
バイアス電流供給回路８２において、トランジスタＴＲ２は、インバータ７２から受けた送信イネーブル信号が活性化されている場合にオンし、非活性化されている場合にオフする。トランジスタＴＲ３は、遅延回路７１から受けた送信イネーブル信号が活性化されている場合にオンし、非活性化されている場合にオフする。すなわち、トランジスタＴＲ２およびＴＲ３は、相補的にオンおよびオフする。
【００６７】
遅延回路７１は、バイアス電流供給回路８２によるバイアス電流の供給に前述の遅延時間ＴＤＬを与える。この遅延時間ＴＤＬは、バイアス電流の発光素子ＬＤへの供給開始タイミングが、変調電流の発光素子ＬＤへの供給開始タイミングの前または同時になるように設定されている。
【００６８】
バイアス電流供給回路８２は、バイアス電流の生成が開始されてから遅延時間ＴＤＬが経過すると、バイアス電流を発光素子ＬＤに供給する。
【００６９】
バイアス電流供給回路８２は、バイアス電流源８３が含まれ、かつ発光素子ＬＤが含まれない電流経路Ａを形成することにより、バイアス電流源８３を動作させて電流経路Ａを通してバイアス電流を流す動作、および発光素子ＬＤおよびバイアス電流源８３が含まれる電流経路Ｂを形成することにより、バイアス電流源８３を動作させて電流経路Ｂを通してバイアス電流を流す動作を切り替え可能である。
【００７０】
より詳細には、電流経路Ａは、電源電圧Ｖｃｃ２が供給される電源ノードから、抵抗Ｒ３、トランジスタＴＲ４、トランジスタＴＲ２、トランジスタＴＲ１、および定電流源７３を経由する接地ノードへの経路である。また、電流経路Ｂは、電源電圧Ｖｃｃ２が供給される電源ノードから、インダクタＬ１、発光素子ＬＤ、インダクタＬ２、トランジスタＴＲ５、トランジスタＴＲ３、トランジスタＴＲ１、および定電流源７３を経由する接地ノードへの経路である。
【００７１】
バイアス電流供給回路８２において、トランジスタＴＲ２は、電源電圧Ｖｃｃ２が供給されるノードとバイアス電流源８３との間に接続され、オンすることにより電流経路Ａを形成する。また、トランジスタＴＲ３は、電源電圧Ｖｃｃ２が供給されるノードとバイアス電流源８３との間においてインダクタＬ２およびトランジスタＴＲ５を介して発光素子ＬＤと直列接続され、オンすることにより電流経路Ｂを形成する。
【００７２】
なお、電流経路Ａにおける電源電圧すなわち抵抗Ｒ３が接続される電源ノードに供給される電源電圧と、電流経路Ｂにおける電源電圧すなわちインダクタＬ１が接続される電源ノードに供給される電源電圧とは異なる電源電圧であってもよい。ただし、図３に示すように電流経路Ａ，Ｂの電源電圧を同じにする構成により、発光素子ＬＤへのバイアス電流供給の前後すなわち電流経路ＡおよびＢの切り替え前後において、バイアス電流の値を略等しくすることができるため、回路動作を安定させることができる。
【００７３】
ＣＰＵ９２は、たとえば、信号線ＳＣＬおよび信号線ＳＤＡからなるＩ２Ｃバス経由で制御部２９との間で各種データをやりとりする。また、ＣＰＵ９２における記憶部９５は、遅延時間ＴＤＬを記憶する。
【００７４】
マスタＩ／Ｆ９１は、ＣＰＵ９２およびＩ２Ｃバス間のインタフェース機能を提供する。
【００７５】
スレイブＩ／Ｆ９３は、ＣＰＵ９２および制御レジスタ９４間のインタフェース機能を提供する。
【００７６】
ＣＰＵ９２は、スレイブＩ／Ｆ９３を介して種々の制御データを制御レジスタ９４に書き込む。
【００７７】
電源６６は、制御レジスタ９４に書き込まれた制御データＡＰＣ１に基づいて、出力バッファ回路６３への供給電流量を変更する。
【００７８】
バイアス回路６８は、制御レジスタ９４に書き込まれた制御データＡＰＣ２に基づいて、発光回路７５への供給電流量を変更する。
【００７９】
［動作］
次に、本発明の実施の形態に係る駆動回路が発光素子への電流供給制御を行なう際の動作について図面を用いて説明する。
【００８０】
図４は、本発明の実施の形態に係る宅側装置の光トランシーバにおける光出力、制御信号および各回路の状態を示す図である。図４において、光出力Ａは、本発明の実施の形態に係る駆動回路において、発光素子ＬＤへのバイアス電流供給に遅延時間を与えないと仮定した場合における光出力である。また、光出力Ｂは、本発明の実施の形態に係る駆動回路を用いた場合における光出力である。なお、光出力の波形において、「データ」で示している部分は、実際には、送信データの論理値に応じて「バイアス」部分のみのレベルと「バイアス」部分および「データ」部分を合わせたレベルとで変化する波形となる。
【００８１】
図４を参照して、まず、局側装置２０１から上り光信号の送信を許可されていない期間において、送信イネーブル信号は非活性化される。この場合、トランジスタＴＲ１はオフ状態であり、トランジスタＴＲ２はオン状態であり、トランジスタＴＲ３はオフ状態である。このため、定電流源７３は動作せず、バイアス電流は生成されない。
【００８２】
次に、局側装置２０１から上り光信号の送信が許可され、宅側装置２０２から上り光信号を送信するために、送信イネーブル信号が活性化される。そうすると、トランジスタＴＲ１がオンする。また、トランジスタＴＲ２はオン状態のままであり、トランジスタＴＲ３はオフ状態のままである。これにより、電流経路Ａが形成され、定電流源７３が動作を開始し、バイアス電流を生成する。
【００８３】
また、送信イネーブル信号が活性化されると、電源６４〜６６が動作を開始し、それぞれプリバッファ回路６１、イコライザ回路６２および出力バッファ回路６３に電流が供給される。ただし、出力バッファ回路６３からの変調電流は、タイミング回路６７の制御により、発光素子ＬＤには供給されない（タイミングｔ１）。
【００８４】
次に、タイミングｔ１から遅延時間ＴＤＬ経過後のタイミングｔ２において、遅延回路７１の出力信号が活性化される。そうすると、トランジスタＴＲ２がオフし、トランジスタＴＲ３がオンする。また、トランジスタＴＲ１はオン状態のままである。これにより、バイアス電流の電流経路が電流経路Ａから電流経路Ｂへ切り替えられ、発光素子ＬＤにバイアス電流が供給される（タイミングｔ２）。
【００８５】
ここで、定電流源７３が動作を開始し、バイアス電流が流れ始めるタイミングｔ１から遅延時間ＴＤＬが経過したタイミングｔ２においては、バイアス電流は、所定のレベルで安定しており、発光素子ＬＤを安定して発光させることが可能な状態となっている。ただし、バイアス電流による発光素子ＬＤからの光出力は、タイミングｔ２から少し後に所定レベルに達し、安定する。これは、電流経路Ｂにおける回路が安定するまでに若干の時間を要するからである。
【００８６】
タイミング回路６７は、タイミングｔ１からタイミングｔ２、およびタイミングｔ２から時間ＴＡ経過後のタイミングｔ３までの期間、出力バッファ回路６３から発光素子ＬＤへの変調電流の供給を強制的に停止する。これにより、バイアス電流のレベルが不安定な状態で変調電流が流れることに起因するオーバーシュート等の発生を防ぐことができるため、回路動作を安定させることができる。
【００８７】
なお、電流経路Ａから電流経路Ｂへの切り替えに伴う回路の安定時間を考慮しなくても問題の無い場合には、タイミング回路６７は、タイミングｔ１からタイミングｔ２までの期間だけ、出力バッファ回路６３から発光素子ＬＤへの変調電流の供給を強制的に停止する構成であってもよい。
【００８８】
次に、発光素子ＬＤへの変調電流の供給が開始されると、無効データであるプリアンブルが送信され始め、その後、有効なデータの送信が開始される（タイミングｔ３）。
【００８９】
次に、宅側装置２０２からの上り光信号の送信を停止するために、送信イネーブル信号が非活性化される。そうすると、トランジスタＴＲ１がオフし、トランジスタＴＲ２がオンし、トランジスタＴＲ３がオフする。これにより、定電流源７３が動作を停止し、バイアス電流の生成が停止される（タイミングｔ４）。
【００９０】
ここで、光出力Ａの場合には、発光素子ＬＤへのバイアス電流供給に遅延時間ＴＤＬを与えないことから、定電流源７３がバイアス電流の生成を開始するタイミングｔ１の時点で、バイアス電流が発光素子ＬＤに供給される。そうすると、タイミングｔ１からバイアス電流が安定して発光素子ＬＤに供給され、かつ変調電流が発光素子ＬＤに供給されるタイミングｔ３まで、光通信回線へ不要な光出力または不安定な光出力がなされることになる。このタイミングｔ１からタイミングｔ３までの期間ＴＷＡＩＴが、局側装置２０１にとって、ある宅側装置２０２から有効な上りデータは送信されてこないが当該宅側装置２０２から光ファイバＯＰＴＦへ不要な光が出力されており、他の宅側装置２０２から有効な上りデータを送信させることができない期間となる。
【００９１】
これに対して、光出力Ｂでは、タイミングｔ１からタイミングｔ２までの期間、バイアス電流が発光素子ＬＤに供給されないことから、当該期間において、光通信回線へ不要な光出力または不安定な光出力がなされることを防ぐことができる。その一方で、タイミングｔ１の時点でバイアス電流の生成は開始されていることから、即座に所定レベルの安定したバイアス電流を発光素子ＬＤに供給することができる。
【００９２】
図５は、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける局側装置および宅側装置間のデータの流れを示す図である。
【００９３】
図５を参照して、局側装置２０１において、宅側装置２０２Ａが未登録であり、宅側装置２０２Ｂが登録済みである状態を考える。局側装置２０１は、ディスカバリゲートフレームを各宅側装置２０２へ送信する。このディスカバリゲートフレームにより、未登録の宅側装置２０２Ａに対して上り光信号の送信タイミングが通知される。また、局側装置２０１は、このディスカバリゲートフレームに、図４に示す期間ＴＷＡＩＴを短縮できるか否かの問い合わせを含める（ステップＳ１）。
【００９４】
次に、未登録の宅側装置２０２Ａは、局側装置２０１からディスカバリゲートフレームを受信して、ディスカバリゲートフレームが示す送信タイミングにおいて、局側装置２０１に対する登録要求であるレジスタ要求フレームを局側装置２０１へ送信する。
【００９５】
ここで、宅側装置２０２Ａは、ディスカバリゲートフレームが示す問い合わせに対して、自己が期間ＴＷＡＩＴを短縮できるか否か、すなわち発光素子ＬＤへのバイアス電流供給に遅延時間を与える構成を有しているか否かの回答をレジスタ要求フレームに含める。
【００９６】
なお、宅側装置２０２は、期間ＴＷＡＩＴを短縮できる場合には、その短縮時間、すなわち遅延時間ＴＤＬを当該回答に含めてもよい。具体的には、たとえば、宅側装置２０２における制御部２９は、期間ＴＷＡＩＴを短縮できるか否かの情報、または遅延時間ＴＤＬをたとえば光トランシーバ２１における記憶部９５から取得する（ステップＳ２）。
【００９７】
次に、局側装置２０１は、宅側装置２０２Ａからレジスタ要求フレームを受信して、レジスタフレームを宅側装置２０２Ａへ送信する。このレジスタフレームにより、未登録の宅側装置２０２Ａに対して、登録結果としてＬＬＩＤ（Logical Link Identification）が通知される（ステップＳ３）。
【００９８】
次に、局側装置２０１は、宅側装置２０２Ａから受信したレジスタ要求フレームが示す回答に基づいて、各宅側装置２０２の送信計画を作成する、具体的には、各宅側装置２０２の送信帯域および送信タイミングを算出する（ステップＳ４）。なお、ステップＳ３およびステップＳ４の実行順序は逆であってもよい。
【００９９】
次に、局側装置２０１は、ゲートフレームを各宅側装置２０２へ送信する。このゲートフレームにより、各宅側装置２０２に対して上り光信号の送信帯域および送信タイミングが通知される（ステップＳ５）。
【０１００】
次に、ＬＬＩＤが通知された宅側装置２０２Ａは、局側装置２０１からゲートフレームを受信して、当該ゲートフレームが示す送信タイミングにおいて、レジスタフレームの受信応答であるレジスタＡＣＫフレームを局側装置２０１へ送信する（ステップＳ６）。
【０１０１】
ところで、特許文献１に記載のレーザ駆動回路をＰＯＮシステムの宅側装置において使用すると仮定した場合において、たとえばバイアス電流の供給を停止する構成としては、トランジスタをオフすることによってバイアス回路を開放状態にする方法、あるいはバイアス回路の出力電流をゼロに制御する方法が考えられる。
【０１０２】
しかしながら、上記バイアス電流を停止するためのいずれの構成でも、バイアス電流供給を停止した状態から所望のバイアス電流が供給されるまでの時間が、寄生パラメータによる応答速度の低下に起因して長くなってしまう可能性がある。
【０１０３】
すなわち、バイアス電流が安定するまでの待ち時間が必要となるため、時分割多重方式が採用される宅側装置から局側装置への上り方向の通信において、各宅側装置からのバースト信号の間隔が長くなってしまい、ＰＯＮシステムのスループットが低下してしまうという問題点があった。
【０１０４】
これに対して、本発明の実施の形態に係る駆動回路では、バイアス電流源８３は、光信号を送信するための発光素子ＬＤに供給すべきバイアス電流を、局側装置２０１へ送信すべきデータに応じたレベルを有する変調電流の発光素子ＬＤへの供給に先立って生成する。遅延回路７１は、バイアス電流供給回路８２によるバイアス電流の供給に遅延時間ＴＤＬを与える。バイアス電流供給回路８２は、バイアス電流の生成が開始されてから遅延時間ＴＤＬが経過すると、バイアス電流を発光素子ＬＤに供給する。そして、遅延時間ＴＤＬは、バイアス電流の発光素子ＬＤへの供給開始タイミングが、変調電流の発光素子ＬＤへの供給開始タイミングの前または同時になるように設定されている。
【０１０５】
具体的には、たとえば、定電流源７３の上段にスイッチ回路すなわちトランジスタＴＲ１を設ける。そして、送信イネーブル信号が活性化され、バイアス電流供給の停止状態から復帰する際に、まず、トランジスタＴＲ１をオンし、バイアス回路６８の逆相側すなわち電流経路Ａを通してバイアス電流を流す。その後、遅延回路７１を通過した送信イネーブル信号がトランジスタＴＲ３へ入力され、バイアス回路６８の正相側すなわち電流経路Ｂを通してバイアス電流が流れる。この電流経路の切り替え時、バイアス電流源８３によって生成されるバイアス電流は既に安定しているので、光信号の安定出力の応答速度を向上させることができる。
【０１０６】
このような構成により、局側装置２０１において、ある宅側装置２０２から有効な上りデータは送信されてこないが当該宅側装置２０２から光ファイバＯＰＴＦへ不要な光が出力されており、他の宅側装置２０２から有効な上りデータを送信させることができない期間を短縮することができる。
【０１０７】
すなわち、遅延時間ＴＤＬが与えられる期間において、バイアス電流は発光素子ＬＤに供給されないことから、当該期間において、光通信回線へ不要な光出力および不安定な光出力がなされることを防ぐことができる。これにより、局側装置２０１は、当該期間において他の宅側装置２０２から上り光信号を送信させることができるため、各宅側装置からのバースト信号の間隔を短くすることができ、ＰＯＮシステムのスループットを向上させることができる。
【０１０８】
また、本発明の実施の形態に係る駆動回路では、バイアス電流供給回路８２は、バイアス電流源８３が含まれ、かつ発光素子ＬＤが含まれない電流経路Ａを形成することにより、バイアス電流源８３を動作させて電流経路Ａを通してバイアス電流を流す動作、および発光素子ＬＤおよびバイアス電流源８３が含まれる電流経路Ｂを形成することにより、バイアス電流源８３を動作させて電流経路Ｂを通してバイアス電流を流す動作を切り替え可能である。
【０１０９】
このように、電流経路の切り替えによって発光素子ＬＤへの電流供給の有無を切り替える構成により、寄生パラメータによる回路の応答速度の低下の影響を低減し、発光素子ＬＤへのバイアス電流供給先の切り替えを安定して迅速に行なうことができる。
【０１１０】
また、本発明の実施の形態に係る駆動回路では、バイアス電流供給回路８２において、トランジスタＴＲ２は、電源電圧Ｖｃｃ２が供給されるノードとバイアス電流源８３との間に接続され、オンすることにより電流経路Ａを形成する。トランジスタＴＲ３は、電源電圧Ｖｃｃ２が供給されるノードとバイアス電流源８３との間において発光素子ＬＤと直列接続され、オンすることにより電流経路Ｂを形成する。
【０１１１】
このように、バイアス電流供給回路８２をスイッチ対からなる差動回路で構成することにより、簡易な構成で、発光素子ＬＤへのバイアス電流供給の有無を迅速に切り替えることができる。
【０１１２】
また、たとえば宅側装置２０２に用いられる光トランシーバ２１が複数のメーカによって製造される場合には、光トランシーバ２１の製造元によって光トランシーバ２１における遅延時間ＴＤＬが異なる可能性がある。
【０１１３】
これに対して、本発明の実施の形態に係る光トランシーバでは、記憶部９５は、遅延回路７１が与える遅延時間ＴＤＬを記憶し、遅延時間ＴＤＬが宅側装置２０２における制御部２９から読み出し可能である。
【０１１４】
このように、宅側装置２０２に対して脱着可能な光トランシーバ２１に遅延時間ＴＤＬが記憶され、遅延時間ＴＤＬを制御部２９が読み出す構成により、遅延時間ＴＤＬが異なる新たな光トランシーバへの交換が行なわれても、適切な遅延時間を局側装置２０１に通知することができる。
【０１１５】
また、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムでは、局側装置２０１は、各宅側装置２０２から局側装置２０１への光信号が時分割多重されるように各宅側装置２０２からの光信号の送信計画を作成する。宅側装置２０２は、局側装置２０１への光信号の送信に先立って必要となる準備時間、または当該準備時間の短縮可否を局側装置２０１へ通知する。局側装置２０１は、宅側装置２０２からの通知に基づいて上記送信計画を作成する。そして、上記準備時間は、宅側装置２０２の備える光信号を送信するための発光素子ＬＤに、局側装置２０１へ送信すべきデータに応じたレベルを有する変調電流、およびバイアス電流を供給する準備のために必要な時間である。
【０１１６】
このような構成により、局側装置２０１において、ある宅側装置２０２から有効な上りデータは送信されてこないが当該宅側装置２０２から光通信回線へ不要な光が出力されており、他の宅側装置２０２から有効な上りデータを送信させることができない期間の短縮が可能か否か、またはその短縮時間を各宅側装置２０２から取得することができる。これにより、局側装置２０１において、各宅側装置２０２からのバースト信号の間隔を短くした送信計画を作成することができるため、ＰＯＮシステムのスループットを向上させることができる。
【０１１７】
なお、本発明の実施の形態に係る駆動回路では、局側装置２０１から上り光信号の送信を許可されていない期間において、バイアス電流の生成を停止する構成であるとしたが、これに限定するものではない。当該期間においてバイアス電流を発光素子ＬＤに供給しても発光素子ＬＤが発光しないようなレベルにバイアス電流を設定すればよく、当該期間におけるバイアス電流をゼロとする構成には限られない。
【０１１８】
また、本発明の実施の形態に係る駆動回路では、バイアス電流源８３は、光信号を送信するための発光素子ＬＤに供給すべきバイアス電流を、局側装置２０１へ送信すべきデータに応じたレベルを有する変調電流の発光素子ＬＤへの供給に先立って生成し、また、遅延時間ＴＤＬは、バイアス電流の発光素子ＬＤへの供給開始タイミングが、変調電流の発光素子ＬＤへの供給開始タイミングの前または同時になるように設定されている構成であるとしたが、これに限定するものではない。ダミーデータまたはプリアンブル等、正常に送信できなくても問題がないかまたは影響の少ないデータが、局側装置２０１へ送信すべきデータの先頭に付与される構成であってもよい。この場合、バイアス電流源８３は、バイアス電流を変調電流の発光素子ＬＤへの供給に先立って生成しなくてもよく、また、遅延時間ＴＤＬは、バイアス電流の発光素子ＬＤへの供給開始タイミングが、変調電流の発光素子ＬＤへの供給開始タイミングの前または同時になるように設定されていなくてもよい。
【０１１９】
また、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムでは、宅側装置２０２が送信準備情報通知部として上記準備時間の短縮可否または短縮時間を通知し、局側装置２０１が送信計画部として当該通知に基づいて各宅側装置２０２からの上り光信号の送信計画を作成する構成であるとしたが、これに限定するものではない。ＰＯＮシステム３０１における宅側装置２０２および局側装置２０１以外の図示しない装置において、上記のような通知、および送信計画の作成の少なくとも一方が実行される構成であってもよい。
【０１２０】
すなわち、ＰＯＮシステム３０１において、送信計画部は、各宅側装置２０２から局側装置２０１への光信号が時分割多重されるように各宅側装置２０２からの光信号の送信計画を作成する。送信準備情報通知部は、宅側装置２０２から局側装置２０１への光信号の送信に先立って宅側装置２０２において必要となる準備時間、または宅側装置２０２における準備時間の短縮可否を送信計画部へ通知する。そして、送信計画部は、送信準備情報通知部からの通知に基づいて送信計画を作成する。上記準備時間は、宅側装置２０２の備える光信号を送信するための発光素子ＬＤに、局側装置２０１へ送信すべきデータに応じたレベルを有する変調電流、およびバイアス電流を供給する準備のために必要な時間である。
【０１２１】
上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１２２】
２１ 光トランシーバ
２２ ＰＯＮ受信処理部
２３ バッファメモリ
２４ ＵＮ送信処理部
２５ ＵＮＩポート
２６ ＵＮ受信処理部
２７ バッファメモリ
２８ ＰＯＮ送信処理部
２９ 制御部
６１ プリバッファ回路
６２ イコライザ回路
６３ 出力バッファ回路
６４〜６６ 電源
６７ タイミング回路
６８ バイアス回路（駆動回路）
７１ 遅延回路
７２ インバータ
７３ 定電流源
７５ 発光回路
８１ レベルシフト回路
８２ バイアス電流供給回路
８３ バイアス電流源
９１ マスタＩ／Ｆ（インタフェース）
９２ ＣＰＵ
９３ スレイブＩ／Ｆ
９４ 制御レジスタ
９５ 記憶部
２０１ 局側装置
２０２Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃ，２０２Ｄ 宅側装置
３０１ ＰＯＮシステム
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３ キャパシタ
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ 抵抗
ＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ３，ＴＲ４，ＴＲ５ トランジスタ
Ｒ１１ 終端抵抗
ＬＤ 発光素子
Ｌ１，Ｌ２ インダクタ
ＳＰ１，ＳＰ２ スプリッタ
ＯＰＴＦ 光ファイバ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の宅側装置から局側装置への光信号が時分割多重される通信システムにおける宅側装置に用いられる駆動回路であって、
前記光信号を送信するための発光素子に供給すべきバイアス電流を生成するためのバイアス電流源と、
前記バイアス電流源によって生成される前記バイアス電流を前記発光素子に供給するためのバイアス電流供給回路と、
前記バイアス電流供給回路による前記バイアス電流の供給に遅延時間を与えるための遅延回路とを備え、
前記バイアス電流供給回路は、前記バイアス電流の生成が開始されてから前記遅延時間が経過すると、前記バイアス電流を前記発光素子に供給する、駆動回路。
【請求項２】
前記バイアス電流源は、前記局側装置へ送信すべきデータに応じたレベルを有する変調電流の前記発光素子への供給に先立って前記バイアス電流を生成し、
前記遅延時間は、前記バイアス電流の前記発光素子への供給開始タイミングが、前記変調電流の前記発光素子への供給開始タイミングの前または同時になるように設定されている、請求項１に記載の駆動回路。
【請求項３】
前記バイアス電流供給回路は、前記バイアス電流源が含まれ、かつ前記発光素子が含まれない第１の電流経路を形成することにより、前記バイアス電流源を動作させて前記第１の電流経路を通して前記バイアス電流を流す動作、および前記発光素子および前記バイアス電流源が含まれる第２の電流経路を形成することにより、前記バイアス電流源を動作させて前記第２の電流経路を通して前記バイアス電流を流す動作を切り替え可能である、請求項１または請求項２に記載の駆動回路。
【請求項４】
前記バイアス電流供給回路は、
電源電圧が供給されるノードと前記バイアス電流源との間に接続され、オンすることにより前記第１の電流経路を形成するための第１のスイッチと、
電源電圧が供給されるノードと前記バイアス電流源との間において前記発光素子と直列接続され、オンすることにより前記第２の電流経路を形成するための第２のスイッチとを含む、請求項３に記載の駆動回路。
【請求項５】
複数の宅側装置から局側装置への光信号が時分割多重される通信システムにおける宅側装置に対して脱着可能な光トランシーバであって、
前記光信号を送信するための発光素子と、
前記発光素子を駆動するための駆動回路とを備え、
前記駆動回路は、
前記発光素子に供給すべきバイアス電流を生成するためのバイアス電流源と、
前記バイアス電流源によって生成される前記バイアス電流を前記発光素子に供給するためのバイアス電流供給回路と、
前記バイアス電流供給回路による前記バイアス電流の供給に遅延時間を与えるための遅延回路とを含み、
前記バイアス電流供給回路は、前記バイアス電流の生成が開始されてから前記遅延時間が経過すると、前記バイアス電流を前記発光素子に供給し、
前記光トランシーバは、さらに、
前記遅延時間を記憶し、前記遅延時間が前記宅側装置から読み出し可能な記憶部を備える、光トランシーバ。
【請求項６】
複数の宅側装置と、
各前記宅側装置と光信号を送受信するための局側装置とを備える通信システムであって、
前記各宅側装置から前記局側装置への前記光信号が時分割多重されるように前記各宅側装置からの前記光信号の送信計画を作成するための送信計画部と、
前記宅側装置から前記局側装置への前記光信号の送信に先立って前記宅側装置において必要となる準備時間、または前記宅側装置における前記準備時間の短縮可否を前記送信計画部へ通知するための送信準備情報通知部とを備え、
前記送信計画部は、前記送信準備情報通知部からの前記通知に基づいて前記送信計画を作成し、
前記準備時間は、前記宅側装置の備える前記光信号を送信するための発光素子に、前記局側装置へ送信すべきデータに応じたレベルを有する変調電流、およびバイアス電流を供給する準備のために必要な時間である、通信システム。
【請求項７】
複数の宅側装置と、
各前記宅側装置と光信号を送受信し、かつ前記各宅側装置から前記局側装置への前記光信号が時分割多重されるように前記各宅側装置からの前記光信号の送信計画を作成するための局側装置とを備える通信システムにおける通信制御方法であって、
前記宅側装置が、前記局側装置への前記光信号の送信に先立って必要となる準備時間、または前記準備時間の短縮可否を前記局側装置へ通知するステップと、
前記局側装置が、前記宅側装置からの前記通知に基づいて前記送信計画を作成するステップとを含み、
前記準備時間は、前記宅側装置の備える前記光信号を送信するための発光素子に、前記局側装置へ送信すべきデータに応じたレベルを有する変調電流、およびバイアス電流を供給する準備のために必要な時間である、通信制御方法。
【請求項１】
複数の宅側装置から局側装置への光信号が時分割多重される通信システムにおける宅側装置に用いられる駆動回路であって、
前記光信号を送信するための発光素子に供給すべきバイアス電流を生成するためのバイアス電流源と、
前記バイアス電流源によって生成される前記バイアス電流を前記発光素子に供給するためのバイアス電流供給回路と、
前記バイアス電流供給回路による前記バイアス電流の供給に遅延時間を与えるための遅延回路とを備え、
前記バイアス電流供給回路は、前記バイアス電流の生成が開始されてから前記遅延時間が経過すると、前記バイアス電流を前記発光素子に供給する、駆動回路。
【請求項２】
前記バイアス電流源は、前記局側装置へ送信すべきデータに応じたレベルを有する変調電流の前記発光素子への供給に先立って前記バイアス電流を生成し、
前記遅延時間は、前記バイアス電流の前記発光素子への供給開始タイミングが、前記変調電流の前記発光素子への供給開始タイミングの前または同時になるように設定されている、請求項１に記載の駆動回路。
【請求項３】
前記バイアス電流供給回路は、前記バイアス電流源が含まれ、かつ前記発光素子が含まれない第１の電流経路を形成することにより、前記バイアス電流源を動作させて前記第１の電流経路を通して前記バイアス電流を流す動作、および前記発光素子および前記バイアス電流源が含まれる第２の電流経路を形成することにより、前記バイアス電流源を動作させて前記第２の電流経路を通して前記バイアス電流を流す動作を切り替え可能である、請求項１または請求項２に記載の駆動回路。
【請求項４】
前記バイアス電流供給回路は、
電源電圧が供給されるノードと前記バイアス電流源との間に接続され、オンすることにより前記第１の電流経路を形成するための第１のスイッチと、
電源電圧が供給されるノードと前記バイアス電流源との間において前記発光素子と直列接続され、オンすることにより前記第２の電流経路を形成するための第２のスイッチとを含む、請求項３に記載の駆動回路。
【請求項５】
複数の宅側装置から局側装置への光信号が時分割多重される通信システムにおける宅側装置に対して脱着可能な光トランシーバであって、
前記光信号を送信するための発光素子と、
前記発光素子を駆動するための駆動回路とを備え、
前記駆動回路は、
前記発光素子に供給すべきバイアス電流を生成するためのバイアス電流源と、
前記バイアス電流源によって生成される前記バイアス電流を前記発光素子に供給するためのバイアス電流供給回路と、
前記バイアス電流供給回路による前記バイアス電流の供給に遅延時間を与えるための遅延回路とを含み、
前記バイアス電流供給回路は、前記バイアス電流の生成が開始されてから前記遅延時間が経過すると、前記バイアス電流を前記発光素子に供給し、
前記光トランシーバは、さらに、
前記遅延時間を記憶し、前記遅延時間が前記宅側装置から読み出し可能な記憶部を備える、光トランシーバ。
【請求項６】
複数の宅側装置と、
各前記宅側装置と光信号を送受信するための局側装置とを備える通信システムであって、
前記各宅側装置から前記局側装置への前記光信号が時分割多重されるように前記各宅側装置からの前記光信号の送信計画を作成するための送信計画部と、
前記宅側装置から前記局側装置への前記光信号の送信に先立って前記宅側装置において必要となる準備時間、または前記宅側装置における前記準備時間の短縮可否を前記送信計画部へ通知するための送信準備情報通知部とを備え、
前記送信計画部は、前記送信準備情報通知部からの前記通知に基づいて前記送信計画を作成し、
前記準備時間は、前記宅側装置の備える前記光信号を送信するための発光素子に、前記局側装置へ送信すべきデータに応じたレベルを有する変調電流、およびバイアス電流を供給する準備のために必要な時間である、通信システム。
【請求項７】
複数の宅側装置と、
各前記宅側装置と光信号を送受信し、かつ前記各宅側装置から前記局側装置への前記光信号が時分割多重されるように前記各宅側装置からの前記光信号の送信計画を作成するための局側装置とを備える通信システムにおける通信制御方法であって、
前記宅側装置が、前記局側装置への前記光信号の送信に先立って必要となる準備時間、または前記準備時間の短縮可否を前記局側装置へ通知するステップと、
前記局側装置が、前記宅側装置からの前記通知に基づいて前記送信計画を作成するステップとを含み、
前記準備時間は、前記宅側装置の備える前記光信号を送信するための発光素子に、前記局側装置へ送信すべきデータに応じたレベルを有する変調電流、およびバイアス電流を供給する準備のために必要な時間である、通信制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１８６５２６（Ｐ２０１２−１８６５２６Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４６２６９（Ｐ２０１１−４６２６９）
【出願日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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