JPH0261184B2 - - Google Patents
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、間歇的にデータを送信する光送信装
置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to an optical transmitter that transmits data intermittently.
〔従来技術〕
従来の光送信装置の構成図を第１図に示す。第
１図において、１は変調器、２は送信データ、３
は変調電流、４はレーザダイオード、５は電流増
幅器、６はバイアス電流、７は光信号、８は電
源、９は受光素子、１０は平均回路を構成するコ
ンデンサ、１１は信号電流、１２は基準電流源、
１３は基準電流源１２の出力電流である。[Prior Art] FIG. 1 shows a configuration diagram of a conventional optical transmitter. In FIG. 1, 1 is a modulator, 2 is transmission data, and 3 is a modulator.
is a modulation current, 4 is a laser diode, 5 is a current amplifier, 6 is a bias current, 7 is an optical signal, 8 is a power supply, 9 is a light receiving element, 10 is a capacitor forming an average circuit, 11 is a signal current, 12 is a reference current source,
13 is the output current of the reference current source 12.
第２図は従来の光送信装置の各部波形図であ
る。 FIG. 2 is a waveform diagram of each part of a conventional optical transmitter.
第２図において１４は背景光である。 In FIG. 2, 14 is background light.
変調器１は間歇的に発生する送信データ２に対
応して変調電流３をレーザダイオード４に出力
し、電流増幅器５は、バイアス電流６をレーザダ
イオード４に出力する。レーザダイオード４は、
バイアス電流６および変調電流３により光信号７
を出力する。電源８により逆バイアスされた受光
素子９は、光信号７の一部を受光し電流に変換す
る。受光素子９の出力電流は平均回路を構成する
コンデンサ１０により平均化され、信号電流１１
となる。コンデンサ１０は、データ送出周期より
十分長い期間にわたり平均するように設定される
ので信号電流１１は、データ送出周期程度の時間
内では変動しない。電流増幅器５は基準電流源１
２の出力電流１３から信号電流１１を引き算した
電流を増幅し、レーザダイオード４にバイアス電
流６として出力する。電流増幅器５、レーザダイ
オード４および受光素子９は負帰還ループを構成
し、電流増幅器５の利得を大きくすることによ
り、受光素子９の信号電流１１と、基準電流源１
２の出力電流１３とを温度変動等によるレーザダ
イオード４特性変動によらず等しくすることが出
来る。受光素子９の信号電流１１は、光信号７の
平均値に比例しており、信号電流１１が制御され
ると、光信号７も制御される。 Modulator 1 outputs modulation current 3 to laser diode 4 in response to intermittently generated transmission data 2, and current amplifier 5 outputs bias current 6 to laser diode 4. The laser diode 4 is
Optical signal 7 is generated by bias current 6 and modulation current 3.
Output. The light receiving element 9 reverse biased by the power source 8 receives a part of the optical signal 7 and converts it into an electric current. The output current of the light receiving element 9 is averaged by a capacitor 10 forming an averaging circuit, and a signal current 11 is obtained.
becomes. Since the capacitor 10 is set to average over a period sufficiently longer than the data transmission period, the signal current 11 does not fluctuate within a time period approximately equal to the data transmission period. Current amplifier 5 is reference current source 1
A current obtained by subtracting the signal current 11 from the output current 13 of No. 2 is amplified and outputted to the laser diode 4 as a bias current 6. The current amplifier 5, the laser diode 4, and the light receiving element 9 constitute a negative feedback loop, and by increasing the gain of the current amplifier 5, the signal current 11 of the light receiving element 9 and the reference current source 1
The output current 13 of the laser diode 2 can be made equal to the output current 13 of the laser diode 4 regardless of variations in the characteristics of the laser diode 4 due to temperature variations or the like. The signal current 11 of the light receiving element 9 is proportional to the average value of the optical signal 7, and when the signal current 11 is controlled, the optical signal 7 is also controlled.
第２図に示す光送信装置の各部波形図におい
て、光信号７には背景光１４が含まれている。こ
れは、バイアス電流６によりレーザダイオード４
から出力される自然放出光によるものである。背
景光１４の大きさは、光信号７のピーク値に対し
５％程度である。 In the waveform diagram of each part of the optical transmitter shown in FIG. 2, the optical signal 7 includes background light 14. This is caused by the bias current 6 causing the laser diode 4 to
This is due to spontaneous emission light output from the The magnitude of the background light 14 is approximately 5% of the peak value of the optical signal 7.
光スターカプラや、Ｔカプラ等の受動形光回路
部品により複数の光送受信装置を接続し多重通信
を行う場合、非送信状態にある光送信装置から、
背景光が出力されると他の光送信装置から伝送さ
れる光信号に干渉を与え、通信特性が劣化する。
例えば、背景光１４が光信号７のピーク値に対し
５％程度とすると、20台の光送信装置から出力さ
れる背景光の合計は光信号ピーク値と同程度とな
り著しく通信特性を劣化させる。 When multiplex communication is performed by connecting multiple optical transmitting and receiving devices using passive optical circuit components such as optical star couplers and T-couplers, the optical transmitting device that is in a non-transmitting state
When background light is output, it interferes with optical signals transmitted from other optical transmitting devices, deteriorating communication characteristics.
For example, if the background light 14 is about 5% of the peak value of the optical signal 7, the total background light output from the 20 optical transmitters will be about the same as the optical signal peak value, significantly deteriorating the communication characteristics.
以上のように、従来の光送信装置を用いて受動
形光回路部品により複数の光送受信装置を接続し
た伝送系において多重通信を行う場合、通信特性
が著しく劣化するという欠点があつた。 As described above, when multiplex communication is performed in a transmission system in which a plurality of optical transmitting/receiving devices are connected by passive optical circuit components using a conventional optical transmitting device, there is a drawback that the communication characteristics are significantly deteriorated.
本発明においては、間歇的に発生する送信デー
タを、送信要求信号と同期させて光送信装置に入
力し、送信要求信号によりレーザダイオードに流
れるバイアス電流の経路を切換え、非送信状態に
おいてはレーザダイオードに電流が流れないよう
にすることにより背景光の発生を防ぐとともに、
送信状態においては光信号出力を規定値に制御す
ることを目的としている。
In the present invention, intermittently generated transmission data is input to the optical transmitter in synchronization with a transmission request signal, and the transmission request signal switches the path of the bias current flowing through the laser diode, and in the non-transmission state, the laser diode By preventing current from flowing through the area, background light is prevented, and
In the transmission state, the purpose is to control the optical signal output to a specified value.
以下、図面を用いて本発明に係る光送信装置の
実施例について説明する。第３図は、本発明に係
る光送信装置の構成図である。第３図において、
１５は送信要求信号、１６，１７はトランジス
タ、１８はスイツチングしきい値電圧、１９は負
荷である。
Embodiments of the optical transmitter according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 is a configuration diagram of an optical transmitter according to the present invention. In Figure 3,
15 is a transmission request signal, 16 and 17 are transistors, 18 is a switching threshold voltage, and 19 is a load.
第４図は本発明に係る光送信装置の各部波形図
である。第５図は本発明に係る光送信装置の他の
実施例である。第５図において、６ａ，６ｂはそ
れぞれ積分前、後のバイアス電流、７ａ，７ｂは
バイアス電流６ａ，６ｂに対する光信号である。 FIG. 4 is a waveform diagram of each part of the optical transmitter according to the present invention. FIG. 5 shows another embodiment of the optical transmitter according to the present invention. In FIG. 5, 6a and 6b are bias currents before and after integration, respectively, and 7a and 7b are optical signals for the bias currents 6a and 6b.
変調器１の動作は従来の光送信装置と同じ動作
を行う。送信データ２は送信要求信号１５と同期
してトランジスタ１６のベースに入力される。ト
ランジスタ１６とトランジスタ１７は電流切換ス
イツチを構成し、送信要求信号１５がトランジス
タ１７のベースに入力されるスイツチングしきい
値電圧１８以上になるとトランジスタ１６がオ
ン、トランジスタ１７がオフとなり、電流増幅器
５の出力電流はトランジスタ１６を経由してレー
ザダイオード４にバイアス電流６として出力され
る。送信要求信号１５が、スイツチングしきい値
１８以下になると、トランジスタ１６がオフ、ト
ランジスタ１７がオンとなり、電流増幅器５の出
力電流はトランジスタ１７を経由して負荷１９に
出力される。以上の動作により非送信状態におい
ては、レーザダイオード４には全く電流は流れな
いので、自然放出光による背景光出力光は発生し
ない。 The operation of the modulator 1 is the same as that of a conventional optical transmitter. Transmission data 2 is input to the base of transistor 16 in synchronization with transmission request signal 15 . Transistor 16 and transistor 17 constitute a current switching switch, and when transmission request signal 15 becomes equal to or higher than switching threshold voltage 18 inputted to the base of transistor 17, transistor 16 is turned on, transistor 17 is turned off, and current amplifier 5 is turned on. The output current is output as a bias current 6 to the laser diode 4 via the transistor 16. When the transmission request signal 15 becomes lower than the switching threshold 18, the transistor 16 is turned off and the transistor 17 is turned on, and the output current of the current amplifier 5 is outputted to the load 19 via the transistor 17. As a result of the above operation, no current flows through the laser diode 4 in the non-transmission state, so no background light output light due to spontaneous emission light is generated.
トランジスタ１６，１７で構成した電流切換ス
イツチは、常時どちらか一方のトランジスタが
ON、他方のトランジスタがOFF状態にあり、電
流増幅器５の出力からみた負荷インピーダンスは
変動しないので、送信要求信号１５による電流経
路切換動作は電流増幅器５の動作に影響を与えな
い。また、電流増幅器５の出力から電流切換スイ
ツチの共通エミツタを見込んだインピーダンスは
低い。したがつて、電流増幅器５の出力電流は従
来と同じ値を得ることが出来る。トランジスタ１
６，１７で構成した電流切換スイツチは、高速切
換動作が可能であり、データ送信開始直後から、
一つ前のデータ送信終了時と同じバイアス電流６
をレーザダイオード４に出力するので、送信デー
タの先頭ビツトから正常な光信号７を得ることが
出来る。 The current selection switch composed of transistors 16 and 17 is such that one of the transistors is always on.
ON, the other transistor is in the OFF state, and the load impedance seen from the output of the current amplifier 5 does not change, so the current path switching operation by the transmission request signal 15 does not affect the operation of the current amplifier 5. Further, the impedance from the output of the current amplifier 5 to the common emitter of the current changeover switch is low. Therefore, the output current of the current amplifier 5 can have the same value as the conventional one. transistor 1
The current selection switch composed of 6 and 17 is capable of high-speed switching operation, and immediately after starting data transmission,
The same bias current 6 as at the end of the previous data transmission
is output to the laser diode 4, so a normal optical signal 7 can be obtained from the first bit of the transmitted data.
なお、光出力熱サグ効果の大きいレーザダイオ
ード４を用いる場合には、一定変調電流３ａ、バ
イアス電流６ａの条件下であつても、データ送信
開始直後の光出力はデータ送信終了直前に比較し
て光信号７ａの振幅は大きくなる。この場合は、
第５図に示すように、トランジスタ１６とレーザ
ダイオード４の間に電流を積分するコンデンサ２
２を含む電流積分器を設け、応答時定数の大きい
バイアス電流６ｂをレーザダイオード４に出力す
ることにより、光出力熱サグ効果を補償した光信
号７ｂを得ることが出来る。 Note that when using a laser diode 4 with a large optical output thermal sag effect, even under the conditions of constant modulation current 3a and bias current 6a, the optical output immediately after the start of data transmission is lower than that immediately before the end of data transmission. The amplitude of the optical signal 7a increases. in this case,
As shown in FIG. 5, a capacitor 2 is connected between the transistor 16 and the laser diode 4 to integrate the current.
By providing a current integrator including 2 and outputting a bias current 6b having a large response time constant to the laser diode 4, it is possible to obtain an optical signal 7b that compensates for the optical output thermal sag effect.
光出力熱サグ効果は、主にレーザダイオードの
発振しきい値電流が、印加電流による接合部温度
上昇にともない上昇するのが原因と思われる。こ
の場合、光出力７ａは次式で表わされる。 The optical output thermal sag effect is thought to be mainly caused by an increase in the oscillation threshold current of the laser diode as the junction temperature increases due to the applied current. In this case, the optical output 7a is expressed by the following equation.
Ｐ＝η｛In＋IB−（Ithp−δe -t/〓1｝ (1)
ここで、Ｐは光信号７のピーク値、ηはレーザ
ダイオード４の光／電流変換率、Inは変調信号３
のピーク値、IBはバイアス電流６ａ、Ithpは定常
状態におけるレーザダイオード４の発振しきい
値、δおよびτ1は接合部温度上昇に伴う発振しき
い値変動量および応答時定数である。 P = η _ _ _ _ is the modulation signal 3
I B is the bias current 6a, I thp is the oscillation threshold of the laser diode 4 in a steady state, and δ and τ 1 are the oscillation threshold fluctuation amount and response time constant due to a rise in junction temperature.
第５図において、抵抗２０，２１およびコンデ
ンサ２２からなる電流積分器によりバイアス電流
を積分すると、バイアス電流６ｂは次式で表わさ
れる。 In FIG. 5, when the bias current is integrated by a current integrator consisting of resistors 20 and 21 and a capacitor 22, the bias current 6b is expressed by the following equation.
IB＝IBO＋（IB∞−IBO）（１−et/〓2） (2)
ここで、IB∞は定常状態におけるバイアス電流、
IBO＝R2／R1＋R2IB∞ (3)
ここでR1およびR2はそれぞれ抵抗２０および
２１の抵抗値である。 I B = I BO + (I B∞ − I BO ) (1−e t/ 〓 2 ) (2) Here, I B∞ is the bias current in steady state, I BO = R 2 /R 1 + R 2 I B∞ (3) where R 1 and R 2 are the resistance values of resistors 20 and 21, respectively.
τ2＝１／（R1＋R2）Ｃ (4) ここでＣはコンデンサ２２の容量値である。 τ 2 =1/(R 1 +R 2 )C (4) Here, C is the capacitance value of the capacitor 22.
式(1)〜(4)より
R1／R1＋R2IB∞＝δ (5)
（R1＋R2）Ｃ＝τ1 (6)
となるようにR1，R2，Ｃを設定すれば、データ
送信時の光信号７ｂは、
Ｐ＝η（In＋IB∞−Ithp） (7)
となり、光出力熱サグ効果による光出力変動を除
くことが出来る。 From equations (1) to (4), set R 1 , R 2 , and C so that R 1 /R 1 +R 2 I B∞ = δ (5) ( R 1 + R 2 )C = τ 1 ( 6 ) Then, the optical signal 7b during data transmission becomes P=η(I n +I B∞ −I thp ) (7), and optical output fluctuations due to the optical output thermal sag effect can be eliminated.
なお、以上の説明においては基準電流源１２の
出力電流値が、送信データのマーク率、デユーテ
イ、送出周期、送出時間等に依存しない場合につ
いて説明したが、送信データの信号電圧の平均値
に比例して電流値を制御する手段を備えた基準電
流源を用いる場合にも同様の効果がある。この場
合は、送信データのマーク率等上記パラメータの
変動に対しても安定な動作を得ることは従来のこ
の種の装置と同様の効果が得られる。 In the above explanation, the output current value of the reference current source 12 is not dependent on the mark rate, duty, sending period, sending time, etc. of the transmission data, but it is proportional to the average value of the signal voltage of the transmission data. A similar effect can be obtained when using a reference current source equipped with means for controlling the current value. In this case, the same effect as the conventional device of this type can be obtained in that stable operation can be obtained even with fluctuations in the above-mentioned parameters such as the mark rate of transmission data.
以上のように、本発明に係る光送信装置におい
ては、データ非送信時に光送信装置から光信号は
全く出力されるので同一伝送路に接続された他局
の通信に干渉を与えないという効果がある。ま
た、レーザダイオードの光出力熱サグ効果を補償
することが出来る利点もある。
As described above, in the optical transmitting device according to the present invention, since no optical signal is output from the optical transmitting device when data is not being transmitted, there is an effect that there is no interference with the communication of other stations connected to the same transmission path. be. Another advantage is that the optical output thermal sag effect of the laser diode can be compensated for.
第１図は、従来の光送信装置の構成図、第２図
は従来の光送信装置の各部波形図、第３図は、本
発明に係る光送信装置の構成図、第４図は、本発
明に係る光送信装置の各部波形図、第５図は、本
発明に係る光送信装置の他の実施例の構成図、第
６図は、本発明に係る光送信装置の他の実施例の
各部波形図である。
図中、１は変調器、４はレーザダイオード、５
は電流増幅器、１０は平均回路を構成するコンデ
ンサ、１３は基準信号源、１６，１７は切換スイ
ツチを構成するトランジスタ、１９は負荷、２
０，２１は電流積分器を構成する抵抗、２２は電
流積分器を構成するコンデンサである。なお、図
中同一あるいは相当部分には同一符号を付して示
してある。
FIG. 1 is a configuration diagram of a conventional optical transmitter, FIG. 2 is a waveform diagram of each part of the conventional optical transmitter, FIG. 3 is a configuration diagram of an optical transmitter according to the present invention, and FIG. 4 is a diagram of the present invention. FIG. 5 is a waveform diagram of each part of the optical transmitter according to the present invention, and FIG. 6 is a block diagram of another embodiment of the optical transmitter according to the present invention. It is a waveform diagram of each part. In the figure, 1 is a modulator, 4 is a laser diode, and 5 is a modulator.
10 is a current amplifier, 10 is a capacitor forming an average circuit, 13 is a reference signal source, 16 and 17 are transistors forming a changeover switch, 19 is a load, and 2
0 and 21 are resistors that constitute a current integrator, and 22 is a capacitor that constitutes a current integrator. It should be noted that the same or corresponding parts in the figures are indicated by the same reference numerals.
Claims (1)
信データに対応した変調電流をレーザダイオード
に流す変調器と、基準信号源と、レーザダイオー
ド出力光の一部を受光する受光素子と、前記基準
信号源の出力と前記受光素子出力との差に応じた
電流を出力する増幅器と、増幅器の出力電流が送
信要求信号が有意の場合にレーザダイオードに流
れるように経路を切換える切換スイツチとからな
り、間歇的に発生する送信データに対応した光信
号をレーザダイオードを用いて出力する光送信装
置において、前記送信要求信号に前記送信データ
が同期しているとともに、前記受光素子出力を送
信要求信号周期より長い期間にわたつて平均する
平均回路を設け、前記差を求める前記受光素子出
力を平均出力としたことを特徴とする光送信装
置。 ２ 前記切換スイツチと前記レーザダイオードと
の間にバイアス電流を前記レーザダイオードに出
力する電流積分器を設けたことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の光送信装置。[Claims] 1. A modulator that receives a transmission request signal and transmission data as input and causes a modulation current corresponding to the transmission data to flow through a laser diode, a reference signal source, and a light receiving element that receives a portion of the laser diode output light. , an amplifier that outputs a current according to the difference between the output of the reference signal source and the output of the light receiving element; and a changeover switch that switches the path so that the output current of the amplifier flows to the laser diode when the transmission request signal is significant. In an optical transmitter that uses a laser diode to output an optical signal corresponding to transmission data that is generated intermittently, the transmission data is synchronized with the transmission request signal, and the output of the light receiving element is transmitted as a transmission request signal. An optical transmitter characterized in that an averaging circuit is provided for averaging over a period longer than a signal cycle, and the output of the light receiving element for which the difference is determined is set as the average output. 2. The optical transmitter according to claim 1, further comprising a current integrator that outputs a bias current to the laser diode between the changeover switch and the laser diode.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59182719A JPS6161535A (en) | 1984-09-03 | 1984-09-03 | Optical transmitter |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP59182719A JPS6161535A (en) | 1984-09-03 | 1984-09-03 | Optical transmitter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6161535A JPS6161535A (en) | 1986-03-29 |
| JPH0261184B2 true JPH0261184B2 (en) | 1990-12-19 |
Family
ID=16123242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59182719A Granted JPS6161535A (en) | 1984-09-03 | 1984-09-03 | Optical transmitter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Families Citing this family (5)
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1984
- 1984-09-03 JP JP59182719A patent/JPS6161535A/en active Granted
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6161535A (en) | 1986-03-29 |
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Legal Events
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |