JP3583198B2 - 光通信モジュール - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光通信モジュールに係り、特に、時分割多重方式によって、一本の光ファイバケーブル上で双方向通信を実現するＴＣＭ（Ｔｉｍｅ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）通信システムに適用可能である光通信モジュールに関する。
【０００２】
ここで、ＴＣＭ通信システムについて簡単に説明する。図６（Ａ）は、光加入者伝送路の様々なトポロギーのうちの一方式であるＴＣＭを用いたパッシブダブルスター（ＰＤＳ）構成を示す。このＴＣＭを用いたパッシブダブルスター（ＰＤＳ）構成によれば、図６（Ｂ）に示ように、局（Ｘ）１００側と加入者（Ａ〜Ｄ）１０２〜１０５側との間で送信／受信を交互に時分割で切り換えることによって、一本の光ファイバ上で双方向伝送が行われる。これをＴＣＭ−ＴＤＭＡ方式という。
【０００３】
局（Ｘ）１００は、スターカプラ１０１を介して、複数の加入者（Ａ〜Ｄ）１０２〜１０５側と接続してある。局（Ｘ）１００とスターカプラ１０１とは、一本の光ファイバ１１０によって接続してある。
システムの初期設定時、局（Ｘ）１００は、距離測定用パルスを各加入者（Ａ〜Ｄ）１０２〜１０５へ送り出し、その折り返しパルスを受信することで、局（Ｘ）１００と各加入者（Ａ〜Ｄ）１０２〜１０５との間の伝送遅延時間を測定する。その測定結果に基づいて各加入者（Ａ〜Ｄ）１０２〜１０５には、局（Ｘ）１００から情報を受信した際に、局（Ｘ）１００へ他の加入者と衝突することなく情報を送信できる送信用のタイムスロットが割り当てられる。
【０００４】
図６（Ｂ）において、（ｉ）は局（Ｘ）１００から各加入者（Ａ〜Ｄ）１０２〜１０５への送信、（ｉｉ）は局（Ｘ）１００からの情報を受信した加入者（Ａ）１０２よりの局（Ｘ）１００への送信、（ｉｉｉ）は局（Ｘ）１００からの情報を受信した加入者（Ｂ）１０３よりの局（Ｘ）１００への送信を示す。
【０００５】
【従来の技術】
図７は、ＴＣＭ光通信装置の一部を構成する従来の光通信モジュール１０を示す。
光通信モジュール１０は、送信信号を光信号として伝送路（光ファイバケーブル）１３へ送信し、伝送路からの光信号を受光する光送受信部１１と、上記送信信号を光送受信部１１に与えるとともに光送受信部１１の受光信号を受信信号として再生する駆動部１２とよりなり、プリント基板上に実装してある。
【０００６】
光送受信部１１は、光カプラ合分波器１４と、送信モジュール１５と、受信モジュール１６とを有する。送信モジュール１５は、図８に示すように、基台１７上に、発光素子としての例えばレーザダイオード（ＬＤ）１８が、受光素子としての例えばモニタ用フォトダイオード（ＰＤ）１９よりレンズ２０側、換言すれば、伝送路側という位置関係で設けてあり、レンズ２０を有するカバー２１によって覆われた構造を有し、光ファイバ２２に対向している。モニタ用フォトダイオード（ＰＤ）１９は、レーザダイオード（ＬＤ）１８より前方及び後方に出射される光のうち、後方に出射される光を受光する。受信モジュール１６は、フォトダイオード（ＰＤ）２３を有する構成であり、光ファイバ２４に対向している。 駆動部１２は、ＬＤ駆動回路３０と、自動出力制御回路（ＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）） ３１と、閾値回路（ＶＴ）３２と、前置増幅器３３と、自動利得制御回路（ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ））３４と、タイミング再生／識別回路（ＴＩＭ（Ｔｉｍｉｎｇ ｒｅｃｏｖｅｒ）／ＤＥＣ（Ｄｅｃｉｓｉｏｎ））３５と、送受切り換え回路３６とを有する。
【０００７】
ＬＤ駆動回路３０は、入力信号（ＤＡＴＡ ＩＮ ＆ ＣＬＫ ＩＮ）を加えられて、これに従ってＬＤ１８を駆動する。ＡＰＣ回路３１は、モニタ用フォトダイオード（ＰＤ）１９で受光されるＬＤ１８からの光信号をモニタし、ＬＤ１８の出力パワーが一定となるように、ＬＤ駆動回路３０の駆動電流を制御する。閾値回路３２は、ＬＤ１８を駆動する駆動閾値電流を決める。ＡＧＣ回路３４は、受信信号レベルを一定に保つ。タイミング再生／識別回路３５は、上記の入力信号から受信タイミングを抽出し、それを用いてＡＧＣ回路３４から供給される受信信号の波形成形を行い、そして、それを外部に出力する（ＤＡＴＡ ＯＵＴ ＆ ＣＬＫ ＯＵＴ）。
【０００８】
送受切り換え回路３６には、ＴＣＭ光通信装置本体より送受切り換え信号が加えられる。この送受切り換え回路３６は、送受切り換え信号に従って、送信時に、ＡＰＣ回路３１の制御を実施し、ＡＧＣ回路３４の制御を停止し、受信時に、ＡＰＣ回路３１の制御を停止し、ＡＧＣ回路３４の制御を実施するように時分割で送受を切り換える。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、図８に示すように、モニタ用フォトダイオード（ＰＤ）１９は、レーザダイオード（ＬＤ）１８より前方及び後方に出射される光のうち、後方に出射される光を受光してモニタする構成である。このため、例えばＬＤ１８の劣化が不均一に起こり、前方に出射される光の強さと後方に出射される光の強さが不均一となり、前者が後者より弱くなった場合には、ＡＰＣ回路３１の制御に依っても、ＬＤ１８より前方に出射される光の強さが所定の強さより低くなり、光ファイバ２２に入射する光の強さが所定の強さより低くなって、ＴＣＭ光通信に異常が起きてしまう虞があった。また、ＬＤ１８のうち前側だけが劣化し、ＬＤ１８より後方へは光が正常に出射しているけれども、ＬＤ１８より前方へは光が出射していないような場合には、ＴＣＭ光通信に異常が起きているにも拘わらず、異常を発見出来ない。
【００１０】
また、従来の光通信モジュール１０は送受切り換え信号をＴＣＭ光通信装置本体より得ている構成であるため、モジュールへの信号入力数が増え、ＴＣＭ光通信装置本体の構成が複雑となっていた。
そこで、本発明は、上記課題を解決した光通信モジュールを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、送信信号を光信号として伝送路へ送出するとともに当該伝送路からの光信号を受光する光送受信部と、上記送信信号を該光送受信部に与えるとともに該光送受信部で受光した光信号を受信信号として再生する駆動部からなり、該光送受信部は、上記光信号を出力する発光素子と、上記伝送路からの光信号を受光する受光素子とを有し、上記駆動部は、該発光素子を駆動する駆動回路と、上記発光素子が出力する光信号の出力パワーが一定となるように該駆動回路の駆動電流を制御する自動出力制御回路と、上記受信信号のレベルを一定に保つ自動利得制御回路と、送信時に、上記自動出力制御回路の制御を実施し、受信時に、上記自動利得制御回路の制御を実施するように送受を切り換える送受切り換え回路とを有する光通信モジュールにおいて、
上記光送受信部は、モニタ用受光素子を、上記発光素子から伝送路側へ送出される光の一部をモニタするように設けた構成としたものである。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１において、駆動部は、駆動回路が送信状態を示す送信状態表示信号を出力する構成とすると共に、送信状態表示信号を供給されて、切り換え信号を生成し、切り換え信号を上記送受切り換え回路に供給する切り換え信号生成回路を有する構成としたものである。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１において、伝送路からの光信号を受光する受光素子と上記モニタ用受光素子を同一の素子で兼用する構成としたものである。
請求項１の発明において、光送受信部は、モニタ用受光素子を、発光素子から伝送路側へ送出される光の一部をモニタするように設けた構成は、発光素子より出て、伝送路に向かう光の一部をモニタするように作用する。
【００１４】
請求項２の発明において、駆動部を、駆動回路が送信状態を示す送信状態表示信号を出力する構成とすると共に、送信状態表示信号を供給されて、切り換え信号を生成し、切り換え信号を上記送受切り換え回路に供給する切り換え信号生成回路を有するようにした構成は、光通信モジュールの外部に切り換え信号発生装置を設けることを不要とするように作用する。
【００１５】
請求項３の発明において、伝送路からの光信号を受光する受光素子と上記モニタ用受光素子を同一の素子で兼用する構成は、発光素子より光ファイバ側に設けられたモニタ用の受光素子が、光信号受信用に利用されるように作用する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、ＴＣＭ光通信装置の一部を構成する本発明の一実施例になる光通信モジュール４０を示す。同図中、図７に示す構成部分と同一構成部分には同一符号を付す。
【００１７】
光通信モジュール４０は、送信信号を光信号として伝送路（光ファイバケーブル）１３へ送信し、伝送路からの光信号を受光する光送受信部１１Ａと、上記送信信号を光送受信部１１Ａに与えるとともに光送受信部１１Ａの受光信号を受信信号として再生する駆動部１２Ａとよりなり、プリント基板上に実装してある。
【００１８】
光送受信部１１Ａは、光カプラ合分波器１４と、送信モジュール１５Ａと、受信モジュール１６とを有する。この光送受信部１１Ａは、送信モジュール１５Ａを除き、図Ａの光送受信部１１と同じ構成である。
送信モジュール１５Ａは、図２に示すように、基台１７Ａ上に、レーザダイオード（ＬＤ）１８が後、モニタ用フォトダイオード（ＰＤ）１９Ａが前、という位置関係で設けてあり、レンズ２０を有するカバー２１によって覆われた構造を有し、光ファイバ２２に対向している。モニタ用フォトダイオード（ＰＤ）１９Ａは、レーザダイオード（ＬＤ）１８より前側であって、且つレーザダイオード（ＬＤ）１８とレンズ２０の光軸４１に対して寸法ｅ下方にずれた位置に、斜めの向きで、取り付けてある。即ち、モニタ用フォトダイオード（ＰＤ）１９Ａは、図３に示すように、レーザダイオード（ＬＤ）１８よりある程度拡がって前方に出射される光４２のうちレンズ２０に入射する光４２ａを少しも遮らない位置であって、上記の光４２の一部の光４２ｂを受光する位置に設けてある。
【００１９】
また、モニタ用フォトダイオード（ＰＤ）１９Ａは、ＡＰＣ回路３１と接続してある。また、図３中、４３はレーザダイオード（ＬＤ）１８より後方に出射される光である。また、モニタ用フォトダイオード（ＰＤ）１９Ａがレーザダイオード（ＬＤ）１８より前方に配置してあるため、モニタ用フォトダイオード（ＰＤ）１９Ａを光信号受光用と兼用させることが可能である。
【００２０】
駆動部１２Ａは、ＬＤ駆動回路３０Ａと、自動出力制御回路（ＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）） ３１と、閾値回路（ＶＴ）３２と、前置増幅器３３と、自動利得制御回路（ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ））３４と、タイミング再生／識別回路３５と、送受切り換え回路３６Ａと、切り換え信号生成回路５０とを有する。 ＬＤ駆動回路３０Ａは、図５（Ａ）に示す入力（送信）信号（ＤＡＴＡ ＩＮ ＆ ＣＬＫ ＩＮ）２０２を加えられて、これに従ってＬＤ駆動電流を出力してＬＤ１８を駆動するとともに、図４（Ａ）に示す、送信状態を示す送信状態表示信号２００を出力する。この送信状態表示信号２００は、ＬＤ駆動電流に対応する信号であり、切り換え信号生成４５に加えられる。ＡＰＣ回路３１は、モニタ用フォトダイオード（ＰＤ）１９の出力を加えられ、ＬＤ１８の出力パワーが一定となるように、ＬＤ駆動回路３０の駆動電流を制御する。閾値回路３２は、ＬＤ１８を駆動する駆動閾値電流を決める。ＡＧＣ回路３４は、受信信号レベルを一定に保つ。タイミング再生／識別回路３５は、上記の入力信号から受信タイミングを抽出し、それを用いてＡＧＣ回路３４から供給される受信信号の波形成形を行い、そして、図５（Ｂ）に示す受信信号２０３を外部に出力する（ＤＡＴＡ ＯＵＴ ＆ ＣＬＫ ＯＵＴ）。
【００２１】
なお、図６（Ａ）中、に示される局（Ｘ）１００から、各加入者（Ａ〜Ｄ）１０２〜１０５に信号送出のタイミングが指示される。各加入者（Ａ〜Ｄ）１０２〜１０５は、この指示に従って送信信号を作成して送出する。よって、各加入者（Ａ〜Ｄ）１０２〜１０５より送出される送信信号間で衝突は起きない。
【００２２】
切り換え信号生成回路５０は、上記の送信状態表示信号を供給されて、切り換え信号を生成する。切り換え信号生成回路５０は、図４（Ｂ）に示すように、断続的に続く送信状態表示信号２００のうち一の送信状態表示信号が入力すると直ちに立ち上がり、送信状態表示信号が無くなった状態が所定時間続くと立ち下がる切り換え信号２０１を生成する。
【００２３】
この送信状態表示信号２００が、クロック信号（ＣＬＫ ＩＮ）と共に送受切り換え回路３６に加えられる。この送受切り換え回路３６は、送受切り換え信号に従って、送信時に、ＡＰＣ回路３１の制御を実施し、ＡＧＣ回路３４の制御を停止し、受信時に、ＡＰＣ回路３１の制御を停止し、ＡＧＣ回路３４の制御を実施するように時分割で送受を切り換える。
【００２４】
上記構成の光通信モジュール４０は、以下に述べる特徴を有する。
（１）駆動部１２Ａが、その内部に切り換え信号生成回路５０を有する構成であるため、光通信モジュール４０の外部に切り換え信号生成手段を設ける必要がなく、ＴＣＭ光通信装置本体の構成を従来の構成に比べて簡単としうる。
（２）モニタ用フォトダイオード（ＰＤ）１９Ａがレーザダイオード（ＬＤ）１８より前方に出射される光の一部を受光するため、レーザダイオード（ＬＤ）１８の状態を正確にすることが出来る。例えば、ＬＤ１８より後方へは光が正常に出射しているけれども、ＬＤ１８より前方へは光が出射しなくなったような場合に（この場合には、ＴＣＭ光通信が出来なくなる）、この異常を直ぐに発見することが出来る。
【００２５】
【発明の効果】
上述の如く、請求項１の発明によれば、光送受信部を、モニタ用受光素子を、発光素子から伝送路側へ送出される光の一部をモニタするように設けた構成としてあるため、発光素子より出て、光ファイバに向かう光の一部をモニタすることが出来る。よって、発光素子より後方へは光が正常に出射しているけれども、発光素子より前方へは光が出射していないような異常も直ぐに発見出来、ＴＣＭ光通信における異常を高い信頼性でもって検出出来る。
【００２６】
請求項２の発明によれば、駆動部を、駆動回路が送信状態を示す送信状態表示信号を出力する構成とすると共に、送信状態表示信号を供給されて、切り換え信号を生成し、切り換え信号を上記送受切り換え回路に供給する切り換え信号生成回路を有する構成としてあるため、光通信モジュールの外部に切り換え信号発生装置を設けることが不要となり、よって、切り換え信号発生装置を光通信モジュールの外部に備えた構成に比べて、光通信装置をより簡単な構成と出来る。
【００２７】
請求項３の発明によれば、伝送路からの光信号を受光する受光素子と上記モニタ用受光素子を同一の素子で兼用する構成であるため、構成を簡易、安価、小型と出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例になる光通信モジュールのブロック図である。
【図２】図１中の送信モジュールを示す図である。
【図３】図２の送信モジュール内の光路を示す図である。
【図４】送信状態表示信号と切換信号とを示す図である。
【図５】送信信号と、受信信号と、切換信号とを示す図である。
【図６】ＴＣＭ通信の説明図である。
【図７】従来の光通信モジュールのブロック図である。
【図８】図７中の送信モジュールを示す図である。
【符号の説明】
１１Ａ 光送受信部
１２Ａ 駆動部
１３ 伝送路（光ファイバケーブル）
１４ 光カプラ合分波器
１５Ａ 送信モジュール
１６ 受信モジュール
１７Ａ 基台
１８ レーザダイオード（ＬＤ）
１９Ａ モニタ用フォトダイオード（ＰＤ）
２０ レンズ
２１ カバー
２２ 光ファイバ
２３ フォトダイオード（ＰＤ）
３０Ａ ＬＤ駆動回路
３１ 自動出力制御回路（ＡＰＣ）
３２ 閾値回路（ＶＴ）
３３ 前置増幅器
３４ 自動利得制御回路（ＡＧＣ）
３５ タイミング再生／識別回路
３６Ａ 送受切り換え回路
４０ 光通信モジュール
４１ 光軸
４２ 前方に出射する光
４２ａ レンズに入射する光
４２ｂ レンズの外側に向かう光
５０ 切り換え信号生成回路
２００ 送信状態表示信号
２０１ 切り換え信号
２０２ 入力（送信）信号
２０３ 受信信号

Claims (3)

1. 送信信号を光信号として伝送路へ送出するとともに当該伝送路からの光信号を受光する光送受信部と、上記送信信号を該光送受信部に与えるとともに該光送受信部で受光した光信号を受信信号として再生する駆動部からなり、該光送受信部は、上記光信号を出力する発光素子と、上記伝送路からの光信号を受光する受光素子とを有し、上記駆動部は、該発光素子を駆動する駆動回路と、上記発光素子が出力する光信号の出力パワーが一定となるように該駆動回路の駆動電流を制御する自動出力制御回路と、上記受信信号のレベルを一定に保つ自動利得制御回路と、送信時に、上記自動出力制御回路の制御を実施し、受信時に、上記自動利得制御回路の制御を実施するように送受を切り換える送受切り換え回路とを有する光通信モジュールにおいて、
   上記光送受信部は、モニタ用受光素子を、上記発光素子から伝送路側へ送出される光の一部をモニタするように設けた構成としたことを特徴とする光通信モジュール。
2. 請求項１において、上記駆動部は、上記駆動回路が送信状態を示す送信状態表示信号を出力する構成とすると共に、該送信状態表示信号を供給されて、切り換え信号を生成し、該切り換え信号を上記送受切り換え回路に供給する切り換え信号生成回路を有する構成としたことを特徴とする光通信モジュール。
3. 請求項１において、上記伝送路からの光信号を受光する受光素子と上記モニタ用受光素子を同一の素子で兼用する構成としたことを特徴とする光通信モジュール。

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