(57)【要約】      （修正有）【課題】光信号の送信回路における温度依存性を抑制し、良好な通信を実現する駆動回路を提供する。【解決手段】駆動回路５４は、光信号を送信する発光素子ＬＤにバイアス電流Ｉｂｉａｓを供給するバイアス電流供給回路６８と、送信データの論理値に応じた変調電流を発光素子ＬＤに供給する変調電流供給回路６３とを備え、バイアス電流Ｉｂｉａｓが流れる第１経路８１と、変調電流供給回路６３から変調電流を発光素子に供給するための経路を含み、バイアス電流Ｉｂｉａｓが流れる際に電流がバイアス電流供給回路６８から発光素子ＬＤを経由せずに変調電流供給回路６３を通ってバイアス電流供給回路６８へ戻る第２経路８２と、変調電流供給回路６３において第２経路８２と合流し、合流前において調整抵抗Ｒｃｔが設けられ、バイアス電流Ｉｂｉａｓが流れる際に、電流が調整抵抗Ｒｃｔを介してバイアス電流供給回路６８との間で流れる第３経路８３とを有する。【選択図】図９
2015135912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を送信するための発光素子にバイアス電流を供給するためのバイアス電流供給回路と、
送信すべきデータの論理値に応じた大きさの変調電流を前記発光素子に供給するための変調電流供給回路とを備え、
前記バイアス電流が流れる第１経路と、
前記変調電流供給回路から前記変調電流を前記発光素子に供給するための経路を含み、前記バイアス電流が流れる際に電流が前記バイアス電流供給回路から前記発光素子を経由せずに前記変調電流供給回路を通って前記バイアス電流供給回路へ戻る第２経路と、
前記変調電流供給回路において前記第２経路と合流し、合流前において調整抵抗が設けられ、前記バイアス電流が流れる際に、電流が前記調整抵抗を介して前記バイアス電流供給回路との間で流れる第３経路とを有する、駆動回路。
【請求項２】
前記調整抵抗の抵抗値は、前記第３経路を流れる電流の大きさが、前記第２経路を流れる電流の大きさの２％以上かつ７０％以下となる値である、請求項１に記載の駆動回路。
【請求項３】
前記変調電流供給回路は、
前記データの論理値に応じて、前記発光素子に電流を供給するか否かが切り替わる差動駆動回路と、
前記差動駆動回路の差動出力間に直列接続された第１の終端抵抗および第２の終端抵抗とを含み、
前記第３経路は、前記第１の終端抵抗および第２の終端抵抗間において前記第２経路と合流する、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、バースト光信号を送信するための送信イネーブル信号が活性化されると前記バイアス電流の供給を開始する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の駆動回路。
【請求項５】
前記光信号のビットレートは２．５ギガビット／秒より大きい、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の駆動回路。
【請求項６】
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、
前記発光素子にバイアス電流を供給するためのバイアス電流供給回路と、
送信すべきデータの論理値に応じた大きさの変調電流を前記発光素子に供給するための変調電流供給回路とを含み、
前記バイアス電流が流れる第１経路と、
前記変調電流供給回路から前記変調電流を前記発光素子に供給するための経路を含み、前記バイアス電流が流れる際に電流が前記バイアス電流供給回路から前記発光素子を経由せずに前記変調電流供給回路を通って前記バイアス電流供給回路へ戻る第２経路と、
前記変調電流供給回路において前記第２経路と合流し、合流前において調整抵抗が設けられ、前記バイアス電流が流れる際に、電流が前記調整抵抗を介して前記バイアス電流供給回路との間で流れる第３経路とを有する、宅側装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動回路および宅側装置に関し、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、およびそれを備えた宅側装置に関する。
【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を備える。変調回路は、差動駆動回路を含み、当該差動駆動回路とレーザダイオードとが容量素子によってＡＣ結合されている。また、差動駆動回路では、１対のトランジスタと電源ラインとの間に、インピーダンス整合のための終端抵抗が接続されている。
【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】
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光信号を局側装置へ送信する。このため、宅側装置では、バースト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】
このため、宅側装置においては、バースト応答特性、すなわち発光素子に供給する電流のオン／オフ速度特性が重要となる。
【００１０】
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光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、バースト応答特性を向上させて各宅側装置からのバースト光信号の間隔を短くし、ＰＯＮシステムのスループットを向上させる必要がある。
【００１１】
ここで、特許文献１に記載のレーザ駆動回路等、バースト信号のラインにおいて容量素子を用いる構成では、容量素子が通常、温度依存性を有するため、バースト応答特性が温度依存性を有することになる。この温度依存性により、光信号の送信特性が劣化し、通信に悪影響を及ぼす場合がある。
【００１２】
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、光信号の送信回路における温度依存性を抑制し、良好な通信を実現することが可能な駆動回路および宅側装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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、光信号を送信するための発光素子にバイアス電流を供給するためのバイアス電流供給回路と、送信すべきデータの論理値に応じた大きさの変調電流を前記発光素子に供給するための変調電流供給回路とを備え、前記バイアス電流が流れる第１経路と、前記変調電流供給回路から前記変調電流を前記発光素子に供給するための経路を含み、前記バイアス電流が流れる際に電流が前記バイアス電流供給回路から前記発光素子を経由せずに前記変調電流供給回路を通って前記バイアス電流供給回路へ戻る第２経路と、前記変調電流供給回路において前記第２経路と合流し、合流前において調整抵抗が設けられ、前記バイアス電流が流れる際に、電流が前記調整抵抗を介して前記バイアス電流供給回路との間で流れる第３経路とを有する。
【００１４】
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宅側装置は、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、前記発光素子にバイアス電流を供給するためのバイアス電流供給回路と、送信すべきデータの論理値に応じた大きさの変調電流を前記発光素子に供給するための変調電流供給回路とを含み、前記バイアス電流が流れる第１経路と、前記変調電流供給回路から前記変調電流を前記発光素子に供給するための経路を含み、前記バイアス電流が流れる際に電流が前記バイアス電流供給回路から前記発光素子を経由せずに前記変調電流供給回路を通って前記バイアス電流供給回路へ戻る第２経路と、前記変調電流供給回路において前記第２経路と合流し、合流前において調整抵抗が設けられ、前記バイアス電流が流れる際に、電流が前記調整抵抗を介して前記バイアス電流供給回路との間で流れる第３経路とを有する。
【００１５】
本発明は、このような特徴的な回路要素を備える駆動回路として実現することができるだけでなく、駆動回路の一部または全部を実現する半導体集積回路として実現することができる。
【００１６】
また、本発明は、このような特徴的な回路要素を備える宅側装置として実現できるだけでなく、宅側装置の一部または全部を実現する半導体集積回路として実現したり、宅側装置を備えるシステムとして実現したりすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、光信号の送信回路における温度依存性を抑制し、良好な通信を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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および送信イネーブル信号を示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態に係る光トランシーバの駆動回路において、無効電流対策を行なわないと仮定した場合の構成を示す図である。
【図６】図６は、図５に示す駆動回路において流れる無効電流を示す図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態に係る光トランシーバにおいて、無効電流を低減するための対策の一例を採用した駆動回路の構成を示す図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態に係る光トランシーバにおいて、リンギングを低減するための対策の一例を採用した駆動回路の構成を示す図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態に係る光トランシーバの駆動回路の構成を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態に係る駆動回路の経路８２および経路８３における等価回路を示す図である。
【図１１】図１１は、図１０に示す等価回路における、抵抗値Ｒｃｔ、並列回路Ａのインピーダンスおよび無効電流の関係を示す図である。
【図１２】図１２は、駆動回路５３が出力する光信号の温度特性の測定結果を示す図である。
【図１３】図１３は、駆動回路５３が出力する光信号の温度特性の測定結果を示す図である。
【図１４】図１４は、駆動回路５１が出力する光信号の温度特性の測定結果を示す図である。
【図１５】図１５は、駆動回路５１が出力する光信号の温度特性の測定結果を示す図である。
【図１６】図１６は、図１２〜図１５に示す測定結果のまとめを示す図である。
【図１７】図１７は、駆動回路５３においてキャパシタ１９の容量値を変更した場合の光信号の波形の測定結果を示す図である。
【図１８】図１８は、駆動回路５４が出力する光信号の温度特性の測定結果を示す図である。
【図１９】図１９は、図１２〜図１４および図１８に示す測定結果のまとめを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
【００２０】
（１）本発明の実施の形態に係る駆動回路は、光信号を送信するための発光素子にバイアス電流を供給するためのバイアス電流供給回路と、送信すべきデータの論理値に応じた大きさの変調電流を前記発光素子に供給するための変調電流供給回路とを備え、前記バイアス電流が流れる第１経路と、前記変調電流供給回路から前記変調電流を前記発光素子に供給するための経路を含み、前記バイアス電流が流れる際に電流が前記バイアス電流供給回路から前記発光素子を経由せずに前記変調電流供給回路を通って前記バイアス電流供給回路へ戻る第２経路と、前記変調電流供給回路において前記第２経路と合流し、合流前において調整抵抗が設けられ、前記バイアス電流が流れる際に、電流が前記調整抵抗を介して前記バイアス電流供給回路との間で流れる第３経路とを有する。
【００２１】
このような構成により、第３の経路のうち、第２の経路と合流する前の部分においてキャパシタのみを設ける構成と比べて、バースト応答特性の温度依存性を低減し、光信号の送信特性の劣化を抑制することができる。したがって、光信号の送信回路における温度依存性を抑制し、良好な通信を実現することができる。
【００２２】
（２）好ましくは、前記調整抵抗の抵抗値は、前記第３経路を流れる電流の大きさが、前記第２経路を流れる電流の大きさの２％以上かつ７０％以下となる値である。
【００２３】
このような構成により、第３の経路がバイアス電流供給回路とＤＣ的に絶縁されなくても、発光素子の駆動に寄与しない無効電流、すなわち第３の経路とバイアス電流供給回路との間で流れる電流を低減することができる。
【００２４】
（３）好ましくは、前記変調電流供給回路は、前記データの論理値に応じて、前記発光素子に電流を供給するか否かが切り替わる差動駆動回路と、前記差動駆動回路の差動出力間に直列接続された第１の終端抵抗および第２の終端抵抗とを含み、前記第３経路は、前記第１の終端抵抗および第２の終端抵抗間において前記第２経路と合流する。
【００２５】
このように、終端抵抗である第１の終端抵抗および第２の終端抵抗を用いる構成により、特に高周波の光信号を送信する場合において、差動駆動回路における送信特性の劣化を抑制することができる。また、第１の終端抵抗および第２の終端抵抗の接続ノードの電位が不安定となることによるリンギングの発生を抑制することができる。
【００２６】
（４）好ましくは、前記バイアス電流供給回路は、バースト光信号を送信するための送信イネーブル信号が活性化されると前記バイアス電流の供給を開始する。
【００２７】
このような構成により、特に送信イネーブル信号の活性化に応答してバイアス電流の供給が開始されるバースト光信号の送信回路において、バイアス電流の供給開始時における当該回路の挙動を安定化することができる。
【００２８】
（５）好ましくは、前記光信号のビットレートは２．５ギガビット／秒より大きい。
【００２９】
このような構成により、特に２．５ギガビット／秒より大きい高速なビットレートの光信号を伝送する光通信システムにおいて、光信号の送信回路における温度依存性を抑制し、良好な通信を実現することができる。
【００３０】
（６）本発明の実施の形態に係る宅側装置は、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、前記発光素子にバイアス電流を供給するためのバイアス電流供給回路と、送信すべきデータの論理値に応じた大きさの変調電流を前記発光素子に供給するための変調電流供給回路とを含み、前記バイアス電流が流れる第１経路と、前記変調電流供給回路から前記変調電流を前記発光素子に供給するための経路を含み、前記バイアス電流が流れる際に電流が前記バイアス電流供給回路から前記発光素子を経由せずに前記変調電流供給回路を通って前記バイアス電流供給回路へ戻る第２経路と、前記変調電流供給回路において前記第２経路と合流し、合流前において調整抵抗が設けられ、前記バイアス電流が流れる際に、電流が前記調整抵抗を介して前記バイアス電流供給回路との間で流れる第３経路とを有する。
【００３１】
このような構成により、第３の経路のうち、第２の経路と合流する前の部分においてキャパシタのみを設ける構成と比べて、バースト応答特性の温度依存性を低減し、光信号の送信特性の劣化を抑制することができる。したがって、光信号の送信回路における温度依存性を抑制し、良好な通信を実現することができる。
【００３２】
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。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
【００３３】
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。
【００３４】
図１を参照して、ＰＯＮシステム３０１は、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。ＰＯＮシステム３０１においては、たとえば、光信号のビットレートは２．５ギガビット／秒より大きい。以下、ＰＯＮシステム３０１は、１０Ｇ−ＥＰＯＮであると仮定して説明する。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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、駆動回路５１と、電源６４〜６６と、タイミング回路６７と、発光回路７５と、マスタＩ／Ｆ（インタフェース）６９と、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）７０と、スレイブＩ／Ｆ７１と、制御レジスタ７２と、キャパシタＣ１，Ｃ２とを含む。駆動回路５１は、出力バッファ回路（変調電流供給回路）６３と、バイアス電流供給回路６８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３１，３２とを含む。ＣＰＵ７０は、たとえばＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）である記憶部７３を含む。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
駆動回路５１は、発光回路７５における発光素子ＬＤを駆動する。より詳細には、出力バッファ回路６３は、たとえば２つのトランジスタを有する差動駆動回路を含み、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に差動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大きさの電流である。差動駆動回路を用いる構成により、送信データの論理値の変化に対する変調電流の応答速度を向上させることができる。
【００５０】
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３１を介して接続され、また、バイアス電流供給回路６８にインダクタ３２を介して接続されている。発光素子ＬＤは、バイアス電流供給回路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。
【００５１】
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に電力を供給するか否かをそれぞれ切り替える。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
バイアス電流供給回路６８は、発光回路７５に電力としてバイアス電流を供給する。バイアス電流供給回路６８は、バースト光信号を送信するための送信イネーブル信号が活性化されるとバイアス電流Ｉｂｉａｓの供給を開始する。すなわち、バイアス電流供給回路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。ここで、光トランシーバ２１では、発光素子ＬＤへの変調電流の大きさがゼロの状態において、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。
【００５５】
発光回路７５において、インダクタ３１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３１の第２端に接続されたアノードと、インダクタ３２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。
【００５６】
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およびイコライザ回路６２に供給される。また、電源電圧Ｖｃｃ２は、たとえば出力バッファ回路６３に供給される。電源電圧Ｖｃｃ１および電源電圧Ｖｃｃ２は直流電圧である。
【００５７】
ＣＰＵ７０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。
【００５８】
マスタＩ／Ｆ６９は、ＣＰＵ７０およびＩ２Ｃバス間のインタフェース機能を提供する。
【００５９】
スレイブＩ／Ｆ７１は、ＣＰＵ７０および制御レジスタ７２間のインタフェース機能を提供する。
【００６０】
ＣＰＵ７０は、スレイブＩ／Ｆ７１を介して種々の制御データを制御レジスタ７２に書き込む。
【００６１】
電源６６は、制御レジスタ７２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。
【００６２】
バイアス電流供給回路６８は、制御レジスタ７２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。
【００６３】
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および送信イネーブル信号を示す図である。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。
【００６４】
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、バイアス電流供給回路６８は動作せず、バイアス電流は生成されない。
【００６５】
次に、局側装置２０１から上り光信号の送信が許可されると、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、バイアス電流供給回路６８が動作を開始し、バイアス電流を生成して発光素子ＬＤに供給する。
【００６６】
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）。
【００６７】
すなわち、タイミング回路６７は、タイミングｔ１から時間ＴＤＬ経過後のタイミングｔ２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。
【００６８】
次に、時間ＴＤＬが経過し、発光素子ＬＤへの変調電流の供給が開始されると（タイミングｔ２）、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。
【００６９】
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と（タイミングｔ３）、出力バッファ回路６３およびバイアス電流供給回路６８が動作を停止し、バイアス電流および変調電流の生成が停止される。
【００７０】
ここで、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、当該差動駆動回路とレーザダイオード等の発光素子とが容量素子によってＡＣ結合されることから、終端抵抗および容量素子の時定数により、バースト応答特性が劣化してしまう。
【００７１】
このようなバースト応答特性の劣化を防ぐために、ＡＣ結合の代わりにたとえば抵抗によるＤＣ結合を行なう構成が考えられる。しかしながら、このような構成では、差動駆動回路からバイアス回路へＤＣ結合を介して発光素子の駆動に寄与しない無効電流が流れてしまう場合がある。
【００７２】
図５は、本発明の実施の形態に係る光トランシーバの駆動回路において、無効電流対策を行なわないと仮定した場合の構成を示す図である。
【００７３】
図５を参照して、駆動回路５１は、さらに、抵抗１３，１４と、フィルタ回路１７とを含む。出力バッファ回路６３は、抵抗１１，１２と、差動駆動回路４１とを含む。差動駆動回路４１は、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ１５，１６を含む。バイアス電流供給回路６８は、電流源３３を含む。
【００７４】
差動駆動回路４１は、送信データの論理値に応じて、発光素子ＬＤに電流を供給するか否かを切り替える。
【００７５】
抵抗１１，１２は、差動駆動回路４１の差動出力間に接続されている。抵抗１１および抵抗１２は、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ１５のドレインおよびＮチャネルＭＯＳトランジスタ１６のドレイン間に直列接続されている。
【００７６】
より詳細には、抵抗１１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。抵抗１２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。ＮチャネルＭＯＳトランジスタ１５は、抵抗１１の第２端に接続されたドレインと、電源６６の第１端に接続されたソースと、データノードＮ０に接続されたゲートとを有する。ＮチャネルＭＯＳトランジスタ１６は、抵抗１２の第２端に接続されたドレインと、電源６６の第１端に接続されたソースと、データノードＮ１に接続されたゲートとを有する。電源６６の第２端は、接地電圧の供給される接地ノードに接続されている。また、バイアス電流供給回路６８における電流源３３は、インダクタ３２の第２端と接地ノードとの間に接続されている。
【００７７】
データノードＮ０は、送信データが論理値「０」のときに活性化され、データノードＮ１は、送信データが論理値「１」のときに活性化される。
【００７８】
差動駆動回路４１および発光回路７５はＤＣ結合（直流結合）されている。すなわち、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ１５および抵抗１１の接続ノードが発光素子ＬＤのアノードおよび直流電源電圧である電源電圧Ｖｃｃ２が供給される電源ノードの接続ノードと直流結合されている。ＮチャネルＭＯＳトランジスタ１６および抵抗１２の接続ノードが発光素子ＬＤのカソードおよびバイアス電流供給回路６８の接続ノードと直流結合されている。
【００７９】
より詳細には、抵抗１１の第２端およびＮチャネルＭＯＳトランジスタ１５のドレインの接続ノードとインダクタ３１の第２端および発光素子ＬＤのアノードの接続ノードとが抵抗１３を介して接続されている。抵抗１２の第２端およびＮチャネルＭＯＳトランジスタ１６のドレインの接続ノードとインダクタ３２の第１端および発光素子ＬＤのカソードの接続ノードとが抵抗１４を介して接続されている。
【００８０】
出力バッファ回路６３において、抵抗１１，１２は、インピーダンス整合用の終端抵抗である。特に１０Ｇ−ＥＰＯＮでは、バースト光信号のリンギングを防ぐために有用である。
【００８１】
発光素子ＬＤは、たとえばアセンブリされた発光モジュールに内蔵されている。出力バッファ回路６３、フィルタ回路１７、抵抗１３，１４、発光回路７５およびバイアス電流供給回路６８は、プリント基板（ＰＣＢ：Ｐｒｉｎｔ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）に実装されている。発光回路７５および上記発光モジュールは、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）を介して接続されている。
【００８２】
出力バッファ回路６３における差動駆動回路４１の差動出力と発光素子ＬＤとの間は伝送路で接続されている。より詳細には、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ１５のドレインおよび抵抗１１の接続ノードと発光素子ＬＤのアノードとの間が、マイクロストリップライン等の伝送路で接続されている。また、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ１６のドレインおよび抵抗１２の接続ノードと発光素子ＬＤのカソードとの間が、マイクロストリップライン等の伝送路で接続されている。この伝送路の長さは、たとえば２５ｍｍ〜３０ｍｍであり、特性インピーダンスはたとえば２５Ωである。
【００８３】
発光回路７５およびバイアス電流供給回路６８は、特にインピーダンスを考慮する必要はなく、好ましくは、ＤＣ的にローインピーダンス、かつＡＣ的にハイインピーダンスである。
【００８４】
抵抗１３，１４は、バースト光信号の周波数特性を補正し、かつ出力バッファ回路６３側の寄生容量によるインピーダンスの低下を補償するために設けられたダンピング抵抗である。抵抗１３，１４により、前述のように、バースト応答特性の劣化を防ぐことができる。
【００８５】
フィルタ回路１７は、差動駆動回路４１および発光回路７５間を流れる変調電流等の高周波成分を除去するために、抵抗１３および抵抗１４間に設けられている。
【００８６】
駆動回路５１の動作は、以下のようになる。すなわち、送信データが論理値「１」のとき、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ１５がオフし、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ１６がオンする。これにより、発光回路７５の電源ノードから発光素子ＬＤおよび差動駆動回路４１のＮチャネルＭＯＳトランジスタ１６経由で出力バッファ回路６３の接地ノードへ電流ＩＭ１が流れる。すなわち、発光素子ＬＤにはある程度の大きさの変調電流が供給される。
【００８７】
また、送信データが論理値「０」のとき、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ１５がオンし、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ１６がオフする。これにより、発光回路７５の電源ノードから発光素子ＬＤを介さずに差動駆動回路４１のＮチャネルＭＯＳトランジスタ１５経由で出力バッファ回路６３の接地ノードへ電流ＩＭ０が流れる。すなわち、発光素子ＬＤへの変調電流の大きさはゼロになる。
【００８８】
また、送信データの論理値に関わらず、電流源３３により、発光回路７５の電源ノードから発光素子ＬＤを介してバイアス電流供給回路６８の接地ノードへバイアス電流Ｉｂｉａｓが流れる。
【００８９】
図６は、図５に示す駆動回路において流れる無効電流を示す図である。
【００９０】
図６を参照して、駆動回路５１では、送信データが論理値「１」のとき、出力バッファ回路６３の電源ノードから、抵抗１２および抵抗１４を介して電流源３３の接地ノードへ無効電流ＩＮＥが流れてしまう。
【００９１】
ここで、抵抗１１および抵抗１２の各々の抵抗値をＲｏｕｔとし、抵抗１３および抵抗１４の各々の抵抗値をＲｄａｍｐとし、発光素子ＬＤの順方向電圧および微分抵抗をそれぞれＶｆおよびＲｄとし、発光素子ＬＤを通して流れるバイアス電流および変調電流をＩｂｉａｓおよびＩｍｏｄとすると、無効電流ＩＮＥは以下の式で表される。
ＩＮＥ＝Ｖｆ／（Ｒｏｕｔ＋Ｒｄａｍｐ）
【００９２】
また、電源６６の出力電流ｙは、以下の式で表される。
ｙ＝Ｉｍｏｄ＋［｛Ｖｆ＋（Ｒｄ＋Ｒｄａｍｐ）×Ｉｍｏｄ｝／Ｒｏｕｔ］
【００９３】
ここで、電源６６の入力はハイインピーダンスであることから、無効電流ＩＮＥはすべて電流源３３へ流れる。すなわち、電流源３３の出力電流ｘは、以下の式で表される。
ｘ＝Ｉｂｉａｓ＋Ｖｆ／（Ｒｏｕｔ＋Ｒｄａｍｐ）
【００９４】
具体的には、たとえば、Ｖｆ＝１．４［Ｖ］、Ｒｏｕｔ＝２５［Ω］、Ｒｄａｍｐ＝６［Ω］とすると、電流源３３の出力電流ｘは、以下の式で表される。
ｘ＝Ｉｂｉａｓ＋４５．２
【００９５】
そこで、光トランシーバ２１の駆動回路において以下のような構成を採用することにより、無効電流ＩＮＥを低減することが可能である。
【００９６】
図７は、本発明の実施の形態に係る光トランシーバにおいて、無効電流を低減するための対策の一例を採用した駆動回路の構成を示す図である。
【００９７】
図７を参照して、駆動回路５２は、図５に示す駆動回路５１と比べて、抵抗１１の第１端および抵抗１２の第１端が電源ノードに接続されていない。これにより、差動駆動回路４１が発光素子ＬＤに供給する電流の電源が発光回路７５から供給される。すなわち、差動駆動回路４１は、発光回路７５から供給される電力によって発光素子ＬＤに電流を供給する。抵抗１１および抵抗１２の接続ノードは、発光回路７５の電源ノードよりも、抵抗１３および抵抗１１の電圧降下分だけ低い電位となる。すなわち、抵抗１１および抵抗１２の接続ノードの電位は、発光回路７５の電源ノードから供給される電源電圧Ｖｃｃ２によって決まる。
【００９８】
ここで、たとえば出力バッファ回路６３および発光回路７５間がＤＣ結合ではなくＡＣ結合されている構成では、差動駆動回路４１への直流電力の供給経路が存在しなくなる。このため、出力バッファ回路６３における抵抗１１および抵抗１２の接続ノードを電源ノードに接続する必要がある。
【００９９】
しかしながら、駆動回路５２では、出力バッファ回路６３および発光回路７５間がＤＣ結合されている。このため、当該ＤＣ結合を介して発光回路７５から直流電力を供給することが可能であることから、抵抗１１および抵抗１２の接続ノードを電源ノードに接続する必要が無くなる。
【０１００】
すなわち、図７に示すように、抵抗１１および抵抗１２の接続ノードと電源ノードとを非接続とする構成により、出力バッファ回路６３およびバイアス電流供給回路６８間を発光回路７５経由で流れる無効電流ＩＮＥの経路は、発光回路７５の電源ノードおよび出力バッファ回路６３間の経路を含むことになる。
【０１０１】
具体的には、無効電流ＩＮＥが、発光回路７５の電源ノードからインダクタ３１、抵抗１３、抵抗１１、抵抗１２、抵抗１４、インダクタ３２およびバイアス電流供給回路６８をこの順番で経由して接地ノードへ流れる。これにより、無効電流ＩＮＥの経路のインピーダンスが図５に示す駆動回路５１と比べて増加することから、無効電流ＩＮＥを低減することができる。
【０１０２】
駆動回路５２において、無効電流ＩＮＥは以下の式で表される。
ＩＮＥ＝Ｖｆ／｛２×（Ｒｏｕｔ＋Ｒｄａｍｐ）
【０１０３】
また、電源６６の出力電流ｙは、以下の式で表される。
ｙ＝Ｉｍｏｄ＋［｛Ｖｆ＋（Ｒｄ＋Ｒｄａｍｐ）×Ｉｍｏｄ｝／Ｒｏｕｔ］
【０１０４】
ここで、電源６６の入力はハイインピーダンスであることから、無効電流ＩＮＥはすべて電流源３３へ流れる。すなわち、電流源３３の出力電流ｘは、以下の式で表される。
ｘ＝Ｉｂｉａｓ＋Ｖｆ／｛２×（Ｒｏｕｔ＋Ｒｄａｍｐ）｝
【０１０５】
具体的には、たとえば、Ｖｆ＝１．４［Ｖ］、Ｒｏｕｔ＝２５［Ω］、Ｒｄａｍｐ＝６［Ω］とすると、電流源３３の出力電流ｘは、以下の式で表される。
ｘ＝Ｉｂｉａｓ＋２２．６
【０１０６】
すなわち、駆動回路５２では、図５に示す駆動回路５１と比べて、消費電流を２２．６ｍＡ削減することができる。
【０１０７】
駆動回路５２では、送信データのデューティ比が一定であれば、抵抗１１および抵抗１２の接続ノードの電位は変動しないため、当該接続ノードにおいてＡＣ的なグランド電位は安定している。すなわち、光トランシーバ２１が連続的な光信号を送信する場合には、安定した送信特性を得ることができる。
【０１０８】
一方、光トランシーバ２１がバースト光信号を送信する場合には、光信号を送信しない期間における送信データのデューティ比はゼロであり、光信号の送信開始タイミングにおいてデューティ比が変動する。このため、抵抗１１および抵抗１２の接続ノードの電位が不安定となり、バースト光信号においてリンギングが生じる場合がある。
【０１０９】
そこで、本発明の実施の形態では、光トランシーバ２１の駆動回路において以下のような構成をさらに採用して上記問題点を解決することが可能である。
【０１１０】
図８は、本発明の実施の形態に係る光トランシーバにおいて、リンギングを低減するための対策の一例を採用した駆動回路の構成を示す図である。
【０１１１】
図８を参照して、駆動回路５３では、図７に示す駆動回路５２と比べて、出力バッファ回路６３が、さらに、キャパシタ１９を含む。
【０１１２】
キャパシタ１９は、固定電圧である電源電圧Ｖｃｃ２が供給される電源ノードと抵抗１１および抵抗１２の接続ノードとの間に接続されている。すなわち、抵抗１１の第１端および抵抗１２の第１端がキャパシタ１９を介して電源ノードに接続されている。キャパシタ１９の容量値は、たとえば１０００ｐＦである。
【０１１３】
これにより、抵抗１１，１２は、固定電圧が供給されるノードと、発光回路７５を経由せずに交流結合される。なお、この固定電圧は、電源電圧Ｖｃｃ２に限らず、たとえば接地電圧であってもよい。
【０１１４】
このように、駆動回路５３では、図７に示す駆動回路５２において電位が不安定になる可能性のある各終端抵抗の接続ノードと、電源ノードとの間に容量素子を接続する。
【０１１５】
これにより、当該接続ノードの電位を、電源電圧Ｖｃｃ２で安定させることができる。また、当該電源ノードと各終端抵抗とはＡＣ結合されることになるため、図６で示したような当該電源ノードからの無効電流ＩＮＥが流れることを防ぐことができる。駆動回路５３では、図７に示す駆動回路５２と同様の無効電流ＩＮＥが流れることになる。
【０１１６】
駆動回路５３において、無効電流ＩＮＥは以下の式で表される。
ＩＮＥ＝Ｖｆ／｛２×（Ｒｏｕｔ＋Ｒｄａｍｐ）
【０１１７】
また、電源６６の出力電流ｙは、以下の式で表される。
ｙ＝Ｉｍｏｄ＋［｛Ｖｆ＋（Ｒｄ＋Ｒｄａｍｐ）×Ｉｍｏｄ｝／Ｒｏｕｔ］
【０１１８】
ここで、電源６６の入力はハイインピーダンスであることから、無効電流ＩＮＥはすべて電流源３３へ流れる。すなわち、電流源３３の出力電流ｘは、以下の式で表される。
ｘ＝Ｉｂｉａｓ＋Ｖｆ／｛２×（Ｒｏｕｔ＋Ｒｄａｍｐ）｝
【０１１９】
具体的には、たとえば、Ｖｆ＝１．４［Ｖ］、Ｒｏｕｔ＝２５［Ω］、Ｒｄａｍｐ＝６［Ω］とすると、電流源３３の出力電流ｘは、以下の式で表される。
ｘ＝Ｉｂｉａｓ＋２２．６
【０１２０】
すなわち、駆動回路５３では、図７に示す駆動回路５２と同様に、図５に示す駆動回路５１と比べて、消費電流を２２．６ｍＡ削減することができる。
【０１２１】
一方、駆動回路５３では、キャパシタ１９および抵抗１１，１２の時定数がバースト応答特性に影響する。そして、キャパシタ１９が、たとえば−５℃〜＋７０℃の範囲で±５％の温度依存性を有する場合、この温度依存性によって当該時定数が変化し、その結果、バースト応答特性が温度依存性を有することになる。
【０１２２】
ここで、１０Ｇ−ＥＰＯＮのＯＮＵでは、たとえば、発光素子に供給するバイアス電流および変調電流を直接制御する直接変調方式が採用されている。
【０１２３】
この直接変調方式では、バイアス電流については、たとえば、発光素子の前方光に比例した後方光をモニタ用受光素子で受光し、受光量をバイアス電流供給回路へフィードバックする方法が採用されている。
【０１２４】
光トランシーバ２１において、送信データが論理値「０」のとき、すなわち発光素子ＬＤにバイアス電流Ｉｂｉａｓが供給されるとともに発光素子ＬＤへの変調電流Ｉｍｏｄの大きさがゼロである状態の発光素子ＬＤの光出力Ｐ０を測定することにより、バイアス電流Ｉｂｉａｓを測定することが可能である。
【０１２５】
しかしながら、上述のようにバースト応答特性が温度依存性を有すると、バイアス電流の測定結果が温度に応じて変化してしまい、バイアス電流の制御を適切に行なうことが困難となる。
【０１２６】
また、送信データが論理値「１」のとき、すなわち発光素子ＬＤにバイアス電流Ｉｂｉａｓおよびある程度の大きさの変調電流Ｉｍｏｄが供給されている状態の発光素子ＬＤの光出力Ｐ１と光出力Ｐ０との比が消光比である。したがって、変調電流Ｉｍｏｄの大きさを調整することにより、発光素子ＬＤの消光比を調整することができる。変調電流Ｉｍｏｄを調整して発光素子ＬＤの消光比を一定に保つことにより、環境温度の変化および経年劣化による発光素子ＬＤの特性変動の影響を抑えることができる。
【０１２７】
しかしながら、上述のようにバースト応答特性が温度依存性を有すると、バイアス電流の測定結果が温度に応じて変化してしまい、変調電流の制御を適切に行なうことが困難となる。
【０１２８】
そこで、本発明の実施の形態では、光トランシーバ２１の駆動回路において以下のような構成を採用することにより、上記問題点を解決する。
【０１２９】
図９は、本発明の実施の形態に係る光トランシーバの駆動回路の構成を示す図である。
【０１３０】
図９を参照して、駆動回路５４では、図８に示す駆動回路５３と比べて、キャパシタ１９の代わりに抵抗（調整抵抗）２０を含む。
【０１３１】
抵抗２０は、固定電圧である電源電圧Ｖｃｃ２が供給される電源ノードと抵抗１１および抵抗１２の接続ノードとの間に接続されている。すなわち、抵抗１１の第１端および抵抗１２の第１端が抵抗２０を介して電源ノードに接続されている。たとえば、抵抗２０の抵抗値は、抵抗１１および抵抗１２の各々の抵抗値より大きい。
【０１３２】
駆動回路５４は、バイアス電流Ｉｂｉａｓが流れる経路８１を有する。また、駆動回路５４は、出力バッファ回路６３から変調電流Ｉｍｏｄを発光素子ＬＤに供給するための経路を含み、バイアス電流Ｉｂｉａｓが流れる際に電流がバイアス電流供給回路６８から発光素子ＬＤを経由せずに出力バッファ回路６３を通ってバイアス電流供給回路６８へ戻る経路８２を有する。また、駆動回路５４は、出力バッファ回路６３において経路８２と合流し、合流前において抵抗２０が設けられ、バイアス電流Ｉｂｉａｓが流れる際に、電流が抵抗２０を介してバイアス電流供給回路６８との間で流れる経路８３を有する。たとえば、経路８３は、抵抗１１および抵抗１２間において経路８２と合流する。
【０１３３】
言い換えれば、経路８１および経路８２は、電源電圧Ｖｃｃ２が供給される電源ノードを一方の端部として、両経路が一体化されている状態からインダクタ３１の後段において分離してそれぞれ発光素子ＬＤおよび出力バッファ回路６３へ向かう。そして、出力バッファ回路６３において経路８３が経路８２と合流し、両経路が一体化されている状態で、抵抗１４および発光素子ＬＤの後段において経路８１と合流し、経路８１〜８３が一体化されている状態でインダクタ３２および電流源３３を経由して他方の端部である接地ノードへ到達する。
【０１３４】
より詳細には、経路８１は、電源電圧Ｖｃｃ２が供給される電源ノードからインダクタ３１、発光素子ＬＤ、インダクタ３２、電流源３３をこの順番で経由して接地ノードへ到達するまでの経路である。経路８２は、電源電圧Ｖｃｃ２が供給される電源ノードからインダクタ３１、抵抗１３、抵抗１１、抵抗１２、抵抗１４、インダクタ３２、電流源３３をこの順番で経由して接地ノードへ到達するまでの経路である。経路８３は、電源電圧Ｖｃｃ２が供給される電源ノードから抵抗２０、抵抗１２、抵抗１４、インダクタ３２、電流源３３をこの順番で経由して接地ノードへ到達するまでの経路である。
【０１３５】
これにより、抵抗１１，１２は、固定電圧が供給されるノードと、発光回路７５を経由せずに直流結合される。なお、この固定電圧は、電源電圧Ｖｃｃ２に限らず、たとえば接地電圧であってもよい。すなわち、光トランシーバ２１において、各電流の流れる方向は上記に限定されるものではなく、各電流の流れる方向が上記と逆になるように、電源ノードと接地ノードとの位置関係を逆にし、トランジスタ等の部品を変更することも可能である。
【０１３６】
このように、駆動回路５４では、図７に示す駆動回路５２において電位が不安定になる可能性のある各終端抵抗の接続ノードと、電源ノードとの間に抵抗を接続する。
【０１３７】
これにより、当該接続ノードの電位を、電源電圧Ｖｃｃ２以下の電圧で安定させることができる。
【０１３８】
具体的には、抵抗２０の抵抗値をＲｃｔとすると、抵抗１４、抵抗１２および抵抗２０からなる回路のＤＣ的なインピーダンスＺは、以下の式で表される。
Ｚ＝（Ｒｄａｍｐ＋Ｒｏｕｔ）×Ｒｃｔ／（Ｒｄａｍｐ＋Ｒｏｕｔ＋Ｒｃｔ）
【０１３９】
Ｒｃｔが（Ｒｄａｍｐ＋Ｒｏｕｔ）よりも十分に大きい場合、インピーダンスＺは、以下の式で表される。
Ｚ＝（Ｒｄａｍｐ＋Ｒｏｕｔ）
【０１４０】
すなわち、キャパシタ１９の代わりに抵抗２０を用いる場合でも、図８に示す駆動回路５３と同様に、抵抗１１および抵抗１２の接続ノードの電位が不安定となることによるリンギングの発生を抑制しながら、無効電流ＩＮＥを低減することができる。
【０１４１】
そして、キャパシタ１９を用いないことにより、バースト応答特性の温度依存性を低減することができる。また、キャパシタ１９を用いないことにより、バースト応答を速くすることができる。
【０１４２】
なお、駆動回路５４は、図８に示す駆動回路５３と比べて、キャパシタ１９の代わりに抵抗２０のみを含む構成に限定されるものではない。経路８３のうち、経路８２と合流する前の部分において抵抗を含む構成であればよい。たとえば、当該部分において、抵抗およびキャパシタの直列回路が設けられる構成であってもよいし、抵抗およびキャパシタの並列回路が設けられる構成であってもよい。
【０１４３】
図１０は、本発明の実施の形態に係る駆動回路の経路８２および経路８３における等価回路を示す図である。
【０１４４】
Ｒｄａｍｐ＝０［Ω］、Ｒｏｕｔ＝２５［Ω］、発光素子ＬＤの順方向電圧Ｖｆ＝１．５［Ｖ］、インダクタ３１に抵抗成分はない、とすると、抵抗１１〜１４および抵抗２０からなる回路は、図１０に示すような並列回路Ａで表される。
【０１４５】
すなわち、抵抗値Ｒｏｕｔの抵抗１１および抵抗値Ｒｃｔの抵抗２０が並列に接続され、この並列回路Ａの一方端が電圧Ｖｆの供給されるノードに接続され、他方端が抵抗値Ｒｏｕｔの抵抗１２の第１端に接続される。抵抗１２の第２端が接地ノードに接続される。
ここで、図９における、電源電圧Ｖｃｃ２が供給される電源ノードと抵抗２０との接続ノードＮ１１ａ、および抵抗１１と抵抗１３との接続ノードＮ１１ｂが、図１０における、電圧Ｖｆの供給されるノードと抵抗１１および抵抗２０との接続ノードＮ１１に相当する。また、図９における、抵抗２０と抵抗１１と抵抗１２との接続ノードＮ１２が、図１０における、抵抗２０と抵抗１１と抵抗１２との接続ノードＮ１２に相当する。また、図９における、抵抗１２と抵抗１４との接続ノードＮ１３が、図１０における、接地ノードと抵抗１２との接続ノードＮ１３に相当する。
【０１４６】
図１１は、図１０に示す等価回路における、抵抗値Ｒｃｔ、並列回路Ａのインピーダンスおよび無効電流の関係を示す図である。
【０１４７】
図１１を参照して、抵抗値Ｒｃｔが１０００［ｐＦ］、すなわち図８に示す構成のようにキャパシタ１９を用いることで各終端抵抗の接続ノードがＤＣ的にオープン状態となる場合、並列回路Ａのインピーダンスは２５［Ω］となり、無効電流ＩＮＥの大きさは、Ｖｆ／等価回路の合成抵抗＝１．５／５０＝３０［ｍＡ］となる。また、抵抗値Ｒｃｔが１００［Ω］である場合、並列回路Ａのインピーダンスは２０［Ω］となり、無効電流ＩＮＥの大きさは、Ｖｆ／等価回路の合成抵抗＝１．５／４５＝３３［ｍＡ］となる。また、抵抗値Ｒｃｔが３７．５［Ω］である場合、並列回路Ａのインピーダンスは１５［Ω］となり、無効電流ＩＮＥの大きさは、Ｖｆ／等価回路の合成抵抗＝１．５／４０＝３７．５［ｍＡ］となる。また、抵抗値Ｒｃｔが１６．７［Ω］である場合、並列回路Ａのインピーダンスは１０［Ω］となり、無効電流ＩＮＥの大きさは、Ｖｆ／等価回路の合成抵抗＝１．５／３５＝４２．９［ｍＡ］となる。また、抵抗値Ｒｃｔが６．２５［Ω］である場合、並列回路Ａのインピーダンスは５［Ω］となり、無効電流ＩＮＥの大きさは、Ｖｆ／等価回路の合成抵抗＝１．５／３０＝５０［ｍＡ］となる。また、抵抗値Ｒｃｔが０［Ω］、すなわち図６に示す構成のように抵抗１１および抵抗１２と電源電圧Ｖｃｃ２の供給される電源ノードとが短絡状態となる場合、並列回路Ａのインピーダンスは０［Ω］となり、無効電流ＩＮＥの大きさは、Ｖｆ／等価回路の合成抵抗＝１．５／２５＝６０［ｍＡ］となる。
【０１４８】
無効電流ＩＮＥの変化率は、抵抗値Ｒｃｔが１０００［ｐＦ］の場合を基準すなわち±０％として、抵抗値Ｒｃｔが１００［Ω］の場合に＋１０％となり、抵抗値Ｒｃｔが３７．５［Ω］の場合に＋２５％となり、抵抗値Ｒｃｔが１６．７［Ω］の場合に＋４３％となり、抵抗値Ｒｃｔが６．２５［Ω］の場合に＋６７％となり、抵抗値Ｒｃｔが０［Ω］の場合に＋１００％となる。
【０１４９】
無効電流ＩＮＥの変化率に着目すると、０％より大きく１００％未満であれば、本発明の実施の形態に係る駆動回路を実施可能であり、２％以上かつ７０％以下が好ましく、７％以上かつ３０％以下であればより好ましい。
【０１５０】
すなわち、抵抗２０の抵抗値Ｒｃｔは、経路８３を流れる電流の大きさが、経路８２を流れる電流、すなわち抵抗２０が設けられず、抵抗１１および抵抗１２の接続ノードがＤＣ的にオープン状態となるときに流れる無効電流の大きさの２％以上かつ７０％以下となる値である。
【０１５１】
より好ましくは、抵抗２０の抵抗値Ｒｃｔは、経路８３を流れる電流の大きさが、経路８２を流れる電流の大きさの７％以上かつ３０％以下となる値である。
【０１５２】
図１２は、駆動回路５３が出力する光信号の温度特性の測定結果を示す図である。
図１２において、横軸は時間であり、縦軸はパワーである。そして、「バースト（プリバイアス）」の列は、バースト光信号のプリバイアス区間、すなわちバイアス電流Ｉｂｉａｓの供給開始タイミング後、かつ変調電流Ｉｍｏｄの供給開始タイミングから遡って所定時間以内のタイミングを拡大した波形である。また、「バースト（ハイレベル）」の列は、変調電流Ｉｍｏｄの供給開始タイミング後に着目した波形であり、「バースト（プリバイアス）」と比べて横軸を縮めて表示している。「バースト（プリバイアス）」および「バースト（ハイレベル）」において、Ｂは、光信号が論理ハイレベルおよび論理ローレベルを繰り返している部分である。また、「アイパターン」の列は、光信号のアイパターンである。
【０１５３】
また、−５℃、２５℃および７０℃の各々において、横軸および縦軸のスケールは同じであり、マーカＭＫ１およびＭＫ２の縦軸における大きさは同じである。
【０１５４】
図１２は、終端Ｃすなわちキャパシタ１９の容量値が１０００ｐＦであり、光信号のビットレートが１０．３１２５Ｇｂｐｓ（ギガビット／秒）である場合を示している。
【０１５５】
図１２を参照して、各温度における「バースト（プリバイアス）」の波形から、温度が上がるほどプリバイアス区間におけるバースト光信号のレベルが下がっている。そして、各温度の「アイパターン」の波形から、−５℃における消光比が６．５９ｄＢ、２５℃における消光比が６．９６ｄＢ、７０℃における消光比が７．５３ｄＢとなる。すなわち、バースト応答特性が温度依存性を有していることが分かる。
【０１５６】
図１３は、駆動回路５３が出力する光信号の温度特性の測定結果を示す図である。図の見方は図１２と同様である。
【０１５７】
図１３は、終端Ｃすなわちキャパシタ１９の容量値が１０００ｐＦであり、光信号のビットレートが１．２５Ｇｂｐｓ（ギガビット／秒）である場合を示している。
【０１５８】
図１３を参照して、各温度における「バースト（プリバイアス）」の波形から、温度が上がるほどプリバイアス区間におけるバースト光信号のレベルが下がっている。そして、各温度の「アイパターン」の波形から、−５℃における消光比が７．６８ｄＢ、２５℃における消光比が８．１６ｄＢ、７０℃における消光比が９．６２ｄＢとなる。すなわち、バースト応答特性が温度依存性を有していることが分かる。
【０１５９】
ここで、図１３に示す消光比の温度依存性は、図１２に示す消光比の温度依存性より大きい。これは、光信号のビットレートが１０．３１２５Ｇｂｐｓと高速の場合には、発光素子ＬＤの周波数特性が、消光比の温度依存性を打ち消す方向に表れるためと考えられる。すなわち、−５℃〜７０℃における消光比の変化量は、実際には約２ｄＢ弱であると考えられる。
【０１６０】
図１４は、駆動回路５１が出力する光信号の温度特性の測定結果を示す図である。図の見方は図１２と同様である。
【０１６１】
図１４は、終端Ｒが０Ωすなわち抵抗１１および抵抗１２と電源電圧Ｖｃｃ２の供給される電源ノードとが短絡状態となり、光信号のビットレートが１０．３１２５Ｇｂｐｓである場合を示している。
【０１６２】
図１４を参照して、各温度における「バースト（プリバイアス）」の波形から、プリバイアス区間におけるバースト光信号のレベルが温度に関わらず略一定である。また、各温度の「アイパターン」の波形から、−５℃における消光比が７．１４ｄＢ、２５℃における消光比が６．７５ｄＢ、７０℃における消光比が６．６２ｄＢとなる。すなわち、図１２に示すバースト応答特性と比べて、バースト応答特性の温度依存性が少なくなっていることが分かる。
【０１６３】
なお、図１４では、温度が上がるほど消光比が小さくなっている。これは、前述のように発光素子ＬＤの周波数特性が影響していると考えられる。
【０１６４】
図１５は、駆動回路５１が出力する光信号の温度特性の測定結果を示す図である。図の見方は図１２と同様である。
【０１６５】
図１５は、終端Ｒが０Ωすなわち抵抗１１および抵抗１２と電源電圧Ｖｃｃ２の供給される電源ノードとが短絡状態となり、光信号のビットレートが１．２５Ｇｂｐｓである場合を示している。
【０１６６】
図１５を参照して、各温度における「バースト（プリバイアス）」の波形から、プリバイアス区間におけるバースト光信号のレベルが温度に関わらず略一定である。また、各温度の「アイパターン」の波形から、−５℃における消光比が８．５４ｄＢ、２５℃における消光比が８．４２ｄＢ、７０℃における消光比が８．５０ｄＢとなる。すなわち、消光比が温度に関わらず略一定である。
【０１６７】
これにより、光信号のビットレートが１０．３１２５Ｇｂｐｓである図１２および図１４に示す場合において、消光比が発光素子ＬＤの周波数特性の影響を受けていることが裏付けられる。
【０１６８】
なお、図１４および図１５に示す構成すなわち駆動回路５１では、前述のように、無効電流ＩＮＥが大きくなり、消費電力が大きくなってしまう問題がある。
【０１６９】
図１６は、図１２〜図１５に示す測定結果のまとめを示す図である。
図１６を参照して、終端Ｃが１０００ｐＦかつ光信号のビットレートが１０．３１２５Ｇｂｐｓの場合、−５℃〜７０℃における消光比の変化量は＋０．９４ｄＢである。また、終端Ｃが１０００ｐＦかつ光信号のビットレートが１．２５Ｇｂｐｓの場合、−５℃〜７０℃における消光比の変化量は＋１．９４ｄＢである。また、終端Ｒが０Ωかつ光信号のビットレートが１０．３１２５Ｇｂｐｓの場合、−５℃〜７０℃における消光比の変化量は−０．５２ｄＢである。また、終端Ｒが０Ωかつ光信号のビットレートが１．２５Ｇｂｐｓの場合、−５℃〜７０℃における消光比の変化量は−０．０４ｄＢである。
【０１７０】
終端Ｒ＝０Ωの構成において、光信号のビットレート＝１．２５Ｇｂｐｓの場合、消光比に温度依存性が見られないのに対して、光信号のビットレート＝１０．３１２５Ｇｂｐｓの場合には、高温において消光比が低下する傾向が見られる。
【０１７１】
これは、高温では光信号の立ち上がり時間および立ち下がり時間がそれぞれ短くなることが原因であると考えられる。
【０１７２】
また、終端Ｃ＝１０００ｐＦの構成において、光信号のビットレート＝１０．３１２５Ｇｂｐｓおよび１．２５Ｇｂｐｓのいずれの場合も、高温において消光比が増加する傾向が見られ、特に、１．２５Ｇｂｐｓの場合に顕著となる。
【０１７３】
ここで、終端Ｒ＝０Ωの構成では、光信号のプリバイアス区間におけるレベルが各温度で略一定であり、また、高温において消光比が増加する傾向が見られないことから、終端Ｃ＝１０００ｐＦの構成における消光比の温度依存性は、終端Ｃ＝１０００ｐＦによる時定数の温度特性が原因であると考えられる。
【０１７４】
図１７は、駆動回路５３においてキャパシタ１９の容量値を変更した場合の光信号の波形の測定結果を示す図である。図の見方は図１２と同様である。図１７は、２５℃における測定結果を示している。
【０１７５】
図１７を参照して、容量値１０００ｐＦのキャパシタ１９を用いる駆動回路５３では、バースト光信号の立ち上がり部分Ｅにおいてリンギングが無い。
【０１７６】
これに対して、駆動回路５３においてキャパシタ１９を取り外した構成、すなわち図７に示す駆動回路５２では、バースト光信号の立ち上がり部分Ｄ１においてリンギングが大きくなっている。また、駆動回路５３においてキャパシタ１９の容量値を４７ｐＦと小さくした構成では、同様に、バースト光信号の立ち上がり部分Ｄ２においてリンギングが大きくなっている。
【０１７７】
このように、キャパシタ１９を取り外して各終端抵抗の接続ノードをオープン状態とするか、またはキャパシタ１９の容量値を小さくするだけでは、バースト応答は速くなるが、リンギングが大きくなり、不適であることが分かる。
【０１７８】
図１８は、駆動回路５４が出力する光信号の温度特性の測定結果を示す図である。図の見方は図１２と同様である。
【０１７９】
図１８は、終端Ｒすなわち抵抗２０の抵抗値が１００Ωであり、光信号のビットレートが１０．３１２５Ｇｂｐｓである場合を示している。
【０１８０】
図１９は、図１２〜図１４および図１８に示す測定結果のまとめを示す図である。
図１８および図１９を参照して、各温度における「バースト（プリバイアス）」の波形から、プリバイアス区間におけるバースト光信号のレベルの温度上昇による低下量は少ない。また、各温度の「アイパターン」の波形から、−５℃における消光比が７．００ｄＢ、２５℃における消光比が６．９５ｄＢ、７０℃における消光比が６．８１ｄＢとなる。すなわち、−５℃〜７０℃における消光比の変化量は−０．１９ｄＢと小さくなり、図１２および図１４に示す場合と比べて改善されていることが分かる。
【０１８１】
また、図１８に示すように、駆動回路５４では、アイパターンの波形が崩れることなく、図１２および図１４と同様のアイパターンが得られている。すなわち、図９に示す駆動回路において、図６〜図８に示す駆動回路５１〜５３と同等の光信号の送信特性が得られていることが分かる。
【０１８２】
また、図１７の上側および下側に示すバースト光信号では、図１７の真中に示すバースト光信号と比べて、バースト光信号の立ち上がり部分Ｄ１およびＤ２においてそれぞれリンギングが大きくなっている。
【０１８３】
これに対して、図１８に示すバースト光信号では、図１７の上側および下側に示すバースト光信号と比べて、−５℃、２５℃および７０℃の各々のバースト光信号の立ち上がり部分Ｆにおいてリンギングが少なくなり、バースト光信号の送信特性が改善されていることが分かる。
【０１８４】
また、この測定では、図１２に示す７０℃の場合および図１８に示す７０℃の場合において、駆動回路の消費電流は、それぞれ９６ｍＡおよび９８ｍＡであった。すなわち、図９に示す駆動回路５４は、図８に示す駆動回路５３に対する無効電流ＩＮＥの増加度合いが小さく、消費電力の点でも良好であることが分かる。
【０１８５】
ところで、特許文献１に記載のレーザ駆動回路等、バースト信号のラインにおいて容量素子を用いる構成では、容量素子が通常、温度依存性を有するため、バースト応答特性が温度依存性を有することになる。この温度依存性により、光信号の送信特性が劣化し、通信に悪影響を及ぼす場合がある。
【０１８６】
これに対して、本発明の実施の形態に係る駆動回路では、バイアス電流供給回路６８は、光信号を送信するための発光素子ＬＤにバイアス電流Ｉｂｉａｓを供給する。出力バッファ回路６３は、送信すべきデータの論理値に応じた大きさの変調電流Ｉｍｏｄを発光素子ＬＤに供給する。そして、駆動回路５４は、バイアス電流Ｉｂｉａｓが流れる経路８１を有する。駆動回路５４は、出力バッファ回路６３から変調電流Ｉｍｏｄを発光素子ＬＤに供給するための経路を含み、バイアス電流Ｉｂｉａｓが流れる際に電流がバイアス電流供給回路６８から発光素子ＬＤを経由せずに出力バッファ回路６３を通ってバイアス電流供給回路６８へ戻る経路８２を有する。駆動回路５４は、出力バッファ回路６３において経路８２と合流し、合流前において抵抗２０が設けられ、バイアス電流Ｉｂｉａｓが流れる際に、電流が抵抗２０を介してバイアス電流供給回路６８との間で流れる経路８３を有する。
【０１８７】
このような構成により、経路８３のうち、経路８２と合流する前の部分においてキャパシタのみを設ける構成と比べて、バースト応答特性の温度依存性を低減し、光信号の送信特性の劣化を抑制することができる。したがって、本発明の実施の形態に係る駆動回路では、光信号の送信回路における温度依存性を抑制し、良好な通信を実現することができる。
【０１８８】
また、本発明の実施の形態に係る駆動回路では、抵抗２０の抵抗値は、経路８３を流れる電流の大きさが、経路８２を流れる電流の大きさの２％以上かつ７０％以下となる値である。
【０１８９】
このような構成により、経路８３がバイアス電流供給回路６８とＤＣ的に絶縁されなくても、発光素子の駆動に寄与しない無効電流、すなわち経路８３とバイアス電流供給回路６８との間で流れる電流を低減することができる。
【０１９０】
また、本発明の実施の形態に係る駆動回路では、出力バッファ回路６３は、データの論理値に応じて、発光素子ＬＤに電流を供給するか否かが切り替わる差動駆動回路４１と、差動駆動回路４１の差動出力間に直列接続された抵抗１１および抵抗１２とを含む。そして、経路８３は、抵抗１１および抵抗１２間において経路８２と合流する。
【０１９１】
このように、終端抵抗である抵抗１１および抵抗１２を用いる構成により、特に高周波の光信号を送信する場合において、差動駆動回路４１における送信特性の劣化を抑制することができる。また、抵抗１１および抵抗１２の接続ノードの電位が不安定となることによるリンギングの発生を抑制することができる。
【０１９２】
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６８は、バースト光信号を送信するための送信イネーブル信号が活性化されるとバイアス電流Ｉｂｉａｓの供給を開始する。
【０１９３】
このような構成により、特に送信イネーブル信号の活性化に応答してバイアス電流の供給が開始されるバースト光信号の送信回路において、バイアス電流の供給開始時における当該回路の挙動を安定化することができる。
【０１９４】
また、本発明の実施の形態に係る駆動回路では、光信号のビットレートは２．５ギガビット／秒より大きい。
【０１９５】
このような構成により、特に２．５ギガビット／秒より大きい高速なビットレートの光信号を伝送する光通信システムにおいて、光信号の送信回路における温度依存性を抑制し、良好な通信を実現することができる。
【０１９６】
なお、本発明の実施の形態に係る駆動回路では、差動駆動回路４１は、１段のトランジスタ回路を含む構成であるとしたが、これに限定するものではない。差動駆動回路４１は、複数段のトランジスタ回路を含む構成であってもよい。この場合、最終段の回路に発光回路７５から直流電源電流が供給されれば十分である。
【０１９７】
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。
【０１９８】
以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。
【０１９９】
［付記１］
光信号を送信するための発光素子にバイアス電流を供給するためのバイアス電流供給回路と、
送信すべきデータの論理値に応じた大きさの変調電流を前記発光素子に供給するための変調電流供給回路とを備え、
前記バイアス電流が流れる第１経路と、
前記変調電流供給回路から前記変調電流を前記発光素子に供給するための経路を含み、前記バイアス電流が流れる際に電流が前記バイアス電流供給回路から前記発光素子を経由せずに前記変調電流供給回路を通って前記バイアス電流供給回路へ戻る第２経路と、
前記変調電流供給回路において前記第２経路と合流し、合流前において調整抵抗が設けられ、前記バイアス電流が流れる際に、電流が前記調整抵抗を介して前記バイアス電流供給回路との間で流れる第３経路とを有し、
前記変調電流供給回路、および前記発光素子は直流結合されており、
１０Ｇ−ＥＰＯＮの宅側装置に用いられる、駆動回路。
【０２００】
［付記２］
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、
前記発光素子にバイアス電流を供給するためのバイアス電流供給回路と、
送信すべきデータの論理値に応じた大きさの変調電流を前記発光素子に供給するための変調電流供給回路とを含み、
前記バイアス電流が流れる第１経路と、
前記変調電流供給回路から前記変調電流を前記発光素子に供給するための経路を含み、前記バイアス電流が流れる際に電流が前記バイアス電流供給回路から前記発光素子を経由せずに前記変調電流供給回路を通って前記バイアス電流供給回路へ戻る第２経路と、
前記変調電流供給回路において前記第２経路と合流し、合流前において調整抵抗が設けられ、前記バイアス電流が流れる際に、電流が前記調整抵抗を介して前記バイアス電流供給回路との間で流れる第３経路とを有し、
前記変調電流供給回路、および前記発光素子は直流結合されており、
１０Ｇ−ＥＰＯＮに用いられる、宅側装置。
【符号の説明】
【０２０１】
１１〜１４  抵抗
１５，１６  ＮチャネルＭＯＳトランジスタ
１７  フィルタ回路
１９  キャパシタ
２０  抵抗（調整抵抗）
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
３１，３２  インダクタ
３３  電流源
４１  差動駆動回路
５１〜５３  駆動回路
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（変調電流供給回路）
６４〜６６  電源
６７  タイミング回路
６８  バイアス電流供給回路
６９  マスタＩ／Ｆ（インタフェース）
７０  ＣＰＵ
７１  スレイブＩ／Ｆ
７２  制御レジスタ
７３  記憶部
７５  発光回路
８１〜８３  経路
２０１  局側装置
２０２Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃ，２０２Ｄ  宅側装置
３０１  ＰＯＮシステム
Ｃ１，Ｃ２  キャパシタ
ＬＤ  発光素子
ＳＰ１，ＳＰ２  スプリッタ
ＯＰＴＦ  光ファイバ
【図１】
2015135912.tif 000003
【図２】
2015135912.tif 000004
【図３】
2015135912.tif 000005
【図４】
2015135912.tif 000006
【図５】
2015135912.tif 000007
【図６】
2015135912.tif 000008
【図７】
2015135912.tif 000009
【図８】
2015135912.tif 000010
【図９】
2015135912.tif 000011
【図１０】
2015135912.tif 000012
【図１１】
2015135912.tif 000013
【図１２】
2015135912.tif 000014
【図１３】
2015135912.tif 000015
【図１４】
2015135912.tif 000016
【図１５】
2015135912.tif 000017
【図１６】
2015135912.tif 000018
【図１７】
2015135912.tif 000019
【図１８】
2015135912.tif 000020
【図１９】
2015135912.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成27年5月21日(2015.5.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を送信するための発光素子にバイアス電流を供給するためのバイアス電流供給回路と、
送信すべきデータの論理値に応じた大きさの変調電流を前記発光素子に供給するための変調電流供給回路とを備え、
前記バイアス電流が流れる第１経路と、
前記変調電流供給回路から前記変調電流を前記発光素子に供給するための経路を含み、前記バイアス電流が流れる際に直流電流が前記バイアス電流供給回路から前記発光素子を経由せずに前記変調電流供給回路を通って前記バイアス電流供給回路へ戻る第２経路と、
前記変調電流供給回路において前記第２経路と合流し、合流前において調整抵抗が設けられ、前記バイアス電流が流れる際に、直流電流が前記調整抵抗を介して前記バイアス電流供給回路との間で流れる第３経路とを有する、駆動回路。
【請求項２】
前記調整抵抗の抵抗値は、前記第３経路を流れる電流の大きさが、前記第２経路を流れる電流の大きさの２％以上かつ７０％以下となる値である、請求項１に記載の駆動回路。
【請求項３】
前記変調電流供給回路は、
前記データの論理値に応じて、前記発光素子に電流を供給するか否かが切り替わる差動駆動回路と、
前記差動駆動回路の差動出力間に直列接続された第１の終端抵抗および第２の終端抵抗とを含み、
前記第３経路は、前記第１の終端抵抗および第２の終端抵抗間において前記第２経路と合流する、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、バースト光信号を送信するための送信イネーブル信号が活性化されると前記バイアス電流の供給を開始する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の駆動回路。
【請求項５】
前記光信号のビットレートは２．５ギガビット／秒より大きい、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の駆動回路。
【請求項６】
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、
前記発光素子にバイアス電流を供給するためのバイアス電流供給回路と、
送信すべきデータの論理値に応じた大きさの変調電流を前記発光素子に供給するための変調電流供給回路とを含み、
前記バイアス電流が流れる第１経路と、
前記変調電流供給回路から前記変調電流を前記発光素子に供給するための経路を含み、前記バイアス電流が流れる際に直流電流が前記バイアス電流供給回路から前記発光素子を経由せずに前記変調電流供給回路を通って前記バイアス電流供給回路へ戻る第２経路と、
前記変調電流供給回路において前記第２経路と合流し、合流前において調整抵抗が設けられ、前記バイアス電流が流れる際に、直流電流が前記調整抵抗を介して前記バイアス電流供給回路との間で流れる第３経路とを有する、宅側装置。