(57)【要約】【課題】伝送レートの切替え時間を短縮することができる光トランシーバを提供する。【解決手段】光トランシーバ１のＣＰＵ１９は、光送信サブアセンブリ３のレーザダイオード３ａに供給するバイアス電流の制御値及び変調電流の制御値をトランシーバＩＣ１５に転送する。ＣＰＵ１９は、伝送レートに対応させたバイアス電流の制御値と変調電流の制御値とを、光送信サブアセンブリ３の温度に基づいて、選択可能な各伝送レートすべてについて、一定周期毎に算出し、上位ホスト１７から伝送レートを選択するレートセレクト要求があった場合には、算出したバイアス電流の制御値及び変調電流の制御値のうち、レートセレクト要求に係る伝送レートに対応する制御値をトランシーバＩＣ１５に転送する。【選択図】図１
2008228080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子を有し光信号を外部に送信する光送信サブアセンブリと、
外部からの光信号を受信する光受信サブアセンブリと、
前記発光素子用のドライバ及び前記光受信サブアセンブリ用のポストアンプを有するトランシーバＩＣと、
前記光送信サブアセンブリの温度に基づいて、前記発光素子に供給するバイアス電流及び前記発光素子に供給する変調電流を前記トランシーバＩＣに設定するコントローラと、を備えた光トランシーバにおいて、
前記コントローラは、
伝送レートに対応させた前記バイアス電流と前記変調電流を、前記光送信サブアセンブリの温度に基づいて、選択可能な各伝送レートについて、一定周期毎に算出し、
上位ホストから前記伝送レートを選択するレートセレクト要求があった場合には、当該要求に係る伝送レートに対応する前記算出したバイアス電流及び変調電流を前記トランシーバＩＣに設定することを特徴とする光トランシーバ。
【請求項２】
前記コントローラは、
前記各伝送レートに対応して前記光受信サブアセンブリに設定される情報、前記各伝送レートに対して前記光送信サブアセンブリに設定される情報、アラーム・ワーニング閾値、及び前記発光素子の出力補正値を保持しており、
前記レートセレクト要求に係る伝送レートに対応する前記光受信サブアセンブリに設定される情報、前記光送信サブアセンブリに設定される情報、前記アラーム・ワーニング閾値、及び前記出力補正値を、前記トランシーバＩＣに更に設定することを特徴とする請求項１に記載の光トランシーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光トランシーバに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような分野の技術として、下記特許文献１に記載の光トランシーバが知られている。また、図８に示すように、従来の一般的なＳＦＰ型光トランシーバ１０１は、ＴＯＳＡ１０３及びＬＤＤ１０７からなる送信系、ＲＯＳＡ１０５及びポストアンプ１０９からなる受信系、及び監視／制御系を担うコントローラ（ＣＰＵまたはＦＰＧＡ等のコントローラＩＣ）１１９から構成される。或いは、ＬＤＤ１０７、ポストアンプ１０９及びコントローラ１１９を１チップ化したトランシーバＩＣ１１５を用いる場合もある。
【０００３】
この種の光トランシーバの伝送レート切替えに関しては、業界標準規格（Multi-Source Agreement（ＭＳＡ）、ＳＦＦ−８０７９）が存在し、この規格においては、ＳＦＰのレートセレクト切替え方法の規格がまとめられている。特許文献１の光トランシーバは、伝送レートを切替える機能を備えていないが、例えば、上位ホストとの間にＣＰＵ等のコントローラを採用することでマルチレート切替えを実現することも考えられる。
【特許文献１】特開２００６−１９１６８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この場合には伝送レート切替えに時間がかかり、上記業界標準規格に規定された切替え時間を満足しない可能性がある。すなわち、上位ホストとのインターフェースを、トランシーバＩＣと対になるＣＰＵ等のコントローラを用いる場合、上位ホストからのレートセレクト要求に対し、コントローラは外部割込ポートによる割り込み処理で最優先で切替え処理する。一方、ＬＤバイアス電流・変調電流制御等は、温度依存があるので、用意した温度毎のルックアップテーブルか、温度補正計算を用いて補正するが、この温度補正処理に時間がかかる場合には、前述の割り込み処理内で切替えを行っても上記ＭＳＡに規定された切替え時間を満足することができない場合がある。
【０００５】
そこで、本発明は、伝送レートの切替え時間を短縮することができる光トランシーバを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の光トランシーバは、発光素子を有し光信号を外部に送信する光送信サブアセンブリと、外部からの光信号を受信する光受信サブアセンブリと、発光素子用のドライバ及び光受信サブアセンブリ用のポストアンプを有するトランシーバＩＣと、光送信サブアセンブリの温度に基づいて、発光素子に供給するバイアス電流及び発光素子に供給する変調電流をトランシーバＩＣに設定するコントローラと、を備えた光トランシーバにおいて、コントローラは、伝送レートに対応させたバイアス電流と変調電流を、光送信サブアセンブリの温度に基づいて、選択可能な各伝送レートについて、一定周期毎に算出し、上位ホストから伝送レートを選択するレートセレクト要求があった場合には、当該要求に係る伝送レートに対応する算出したバイアス電流及び変調電流をトランシーバＩＣに設定することを特徴とする。
【０００７】
この光トランシーバのコントローラにおいては、光送信サブアセンブリの温度に基づき、選択可能な伝送レートについて、各伝送レートに対応するバイアス電流及び変調電流が、一定周期毎に算出されている。ここで、上位ホストからレートセレクト要求があった場合には、レートセレクト要求に係る伝送レートに対応したバイアス電流及び変調電流がトランシーバＩＣに転送される。このように、コントローラは、レートセレクト要求があった後に対応するバイアス電流及び変調電流を算出するのではなく、予め選択可能な各伝送レートに対応するバイアス電流及び変調電流をすべて算出しておく。従って、コントローラは、レートセレクト要求に応答して、当該要求に対応するバイアス電流及び変調電流をトランシーバＩＣに対して素早く設定することができ、その結果、伝送レートの切替え時間を短縮することができる。
【０００８】
また、コントローラは、各伝送レートに対応して光受信サブアセンブリに設定される情報、各伝送レートに対して光送信サブアセンブリに設定される情報、アラーム・ワーニング閾値、及び発光素子の出力補正値を保持しており、レートセレクト要求に係る伝送レートに対応する光受信サブアセンブリに設定される情報、光送信サブアセンブリに設定される情報、アラーム・ワーニング閾値、及び出力補正値を、トランシーバＩＣに更に設定してもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の光トランシーバによれば、伝送レートの切替え時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る光トランシーバの好適な一実施形態について詳細に説明する。
【００１１】
図１に示すように、光トランシーバ１は、伝送レートを＃１〜＃４の４段階に切替え可能なマルチレート切替え機能を備えたものである。この光トランシーバ１は、光・電気変換素子である光送信サブアセンブリ（ＴＯＳＡ）３及び光受信サブアセンブリ（ＲＯＳＡ）５を備えている。更に光トランシーバ１は、トランシーバＩＣ１５と、上位ホスト１７とのデジタルインターフェースを担う１チップＣＰＵ（コントローラ）１９と、を備えている。トランシーバＩＣ１５は、ＬＤＤ（ＬＤドライバ）７、ＡＰＣ回路、ポストアンプ（Post AMP）９、及びＤＤＭ（デジタル監視／制御部）１１を含んで１チップ化されたものである。また、ＣＰＵ１９は、上位ホスト１７のＣＰＵとＩ２Ｃインターフェースで接続される。
【００１２】
また、このＣＰＵ１９の外部入力ピン３０（図２参照）には、ホスト１７からのレートセレクト信号（ＡＳ０／ＡＳ１）線が接続されている。レートセレクト信号とは、伝送レートを＃１〜＃４に切替える指示を行うためにホスト１７から送られる信号である。例えば、伝送レートを＃１とする指示は信号ＡＳ０がＬｏｗかつ信号ＡＳ１がＬｏｗとされる。また、伝送レートを＃２とする指示は信号ＡＳ０がＨｉｇｈかつ信号ＡＳ１がＬｏｗとされ、伝送レートを＃３とする指示は信号ＡＳ０がＬｏｗかつ信号ＡＳ１がＨｉｇｈとされ、伝送レートを＃４に切替える指示は信号ＡＳ０がＨｉｇｈかつ信号ＡＳ１がＨｉｇｈとされる。
【００１３】
図１に示すように、ＴＯＳＡ３は、ＬＤＤ７の制御により発光する半導体レーザダイオード（発光素子：以下「ＬＤ」）３ａを有しており、外部に光信号を送信する。ＲＯＳＡ５は、フォトダイオード（以下「ＰＤ」）５ａを有しており、外部からの光信号を受信する。受信した光信号は、フォトダイオード５ａで電気信号に変換され、ポストアンプ９で処理される。ＤＤＭ１１は、ＬＤＤ７及びポストアンプ９との電気信号のやり取りにより、ＴＯＳＡ３及びＲＯＳＡ５の動作を監視／制御する。ＤＭＭ１１には、温度計測素子（例えばサーミスタ）を内蔵しており、ケース内温度をモニタしている。なお、温度計測素子は、ＴＯＳＡ３周辺やＴＯＳＡに内蔵されていても、ＤＭＭ１１でモニタする方式でもよい。このような温度モニタ値を含む各種のモニタ値は、トランシーバＩＣ１５からＣＰＵ１９に送られる。
【００１４】
図２に示すように、ＣＰＵ１９は、トランシーバＩＣ１５とシリアルインターフェース（ここでは、ＳＰＩインターフェース）で接続されている。ＣＰＵ１９は、起動時等に、トランシーバＩＣ１５に対して、受信関連レジスタ値（RX_REG）、送信関連レジスタ値（TX_REG）、アラーム・ワーニング判定用閾値、モニタ換算用補正値（Slope、Offset）、を転送する。受信関連レジスタ値は、ＬＩＡ（Limiting amplifier）やRXLOS、RXパワーモニタゲイン調整用といった、ＲＯＳＡ５の制御のために設定される設定値である。送信関連レジスタ値は、ＡＰＣやＬＤＤ関連制御・設定用といった、ＴＯＳＡ３の制御のために設定される設定値である。また、アラーム・ワーニング判定用閾値は、アラーム・ワーニングの発生の判定条件を設定するための設定値である。このアラーム・ワーニングは、例えば、ＬＤ３ａを定強度で発光させるときに必要な電流値や、ＰＤ５ａへの受信信号光の入力レベルについて設定される。また、ＴＯＳＡ３の温度（ＬＤ３ａの温度）、ＲＯＳＡ５の温度（ＰＤ５ａの温度）、又は光トランシーバ１のケース内の温度についてアラーム・ワーニングが設定される場合もある。
【００１５】
また、ＬＤＤ７では、ＴＯＳＡ３に内蔵されたモニタ用ＰＤからの信号を用いてＬＤ３ａ出力のＡＰＣ制御を行っているが、ケース内温度によってモニタＰＤからの信号を補正する必要がある。上記モニタ換算用補正値は、このようなＬＤ３ａの出力制御の補正を行うための設定値である。上記のような各種の設定値には、光トランシーバ１の伝送レートに対応してそれぞれ最適な値が存在する。従って、図３に示すように、ＣＰＵ１９のＥＥＰＲＯＭ２０には、選択可能な４種類の伝送レート＃１，＃２，＃３，＃４のそれぞれに対応して、４種類の調整用レジスタ２１，２２，２３，２４が設けられている。そして、各調整用レジスタ２１〜２４には、各伝送レート＃１〜＃４にそれぞれ最適な受信関連レジスタ値２１ａ〜２４ａ、送信関連レジスタ値２１ｂ〜２４ｂ、アラーム・ワーニング判定用閾値２１ｃ〜２４ｃ、モニタ換算用補正値２１ｄ〜２４ｃが格納されている。
【００１６】
ＬＤ３ａ出力のＡＰＣ制御としては、トランシーバＩＣ１５内で閉じて自立制御する方式（ピーク検出方式）も考えられるが、ここでは、ＣＰＵ１９によって温度補正制御する方式を採用している。すなわち、ＣＰＵ１９はトランシーバＩＣ１５からＴＯＳＡ３の温度モニタ値を受け取り、当該温度モニタ値に応じたバイアス電流制御用ＤＡＣ値と変調電流制御用ＤＡＣ値とをトランシーバＩＣ１５に送信する。これにより、ＴＯＳＡ３のケース内温度に応じた最適のバイアス電流と変調電流とが、トランシーバＩＣ１５からＬＤ３ａに供給される。
【００１７】
ここで、温度モニタ値に対応する最適のバイアス電流制御用ＤＡＣ値と変調電流制御用ＤＡＣ値とを求めるために、各設定用レジスタ２１〜２４には、図４に示すＬＤバイアス電流用テーブル２１ｅ〜２４ｅ、及び図５に示すＬＤ変調電流用テーブル２１ｆ〜２４ｆといった温度補正用ルックアップテーブルが格納されている。ＬＤバイアス電流用テーブル２１ｅ〜２４ｅには、温度モニタ値とＬＤ３ａに供給すべきバイアス電流制御用ＤＡＣ値とが関連付けられており、ＬＤ変調電流用テーブル２１ｆ〜２４ｆには、温度モニタ値とＬＤ３ａに供給すべき変調電流制御用ＤＡＣ値とが関連付けられている。ＣＰＵ１５は、これらのルックアップテーブル２１ｅ〜２４ｅ，２１ｆ〜２４ｆを参照することにより、温度モニタ値に基づいて、ＬＤ３ａに供給すべき最適のバイアス電流制御用ＤＡＣ値及び変調電流制御用ＤＡＣ値を求めることができる。
【００１８】
そして、このような温度補正用ルックアップテーブル２１ｅ〜２４ｅ，２１ｆ〜２４ｆは、光トランシーバ１の伝送レートに応じた最適なものを用いる必要があるので、ＥＥＰＲＯＭ２０においては、４つの各調整用レジスタ２１〜２４に１つずつ、各伝送レート＃１〜＃４に対応したＬＤバイアス電流用テーブル及びＬＤ変調電流用テーブルが格納されている。この構成により、光トランシーバ１の伝送レートに応じたテーブル２１ｅ〜２４ｅ，２１ｆ〜２４ｆを用い、バイアス電流と変調電流とを温度及び伝送レートに対応させる制御が可能になる。
【００１９】
このような光トランシーバ１の動作について、図６を参照しながら説明する。まず、光トランシーバ１が起動されると（Ｓ６０２）、ＣＰＵ１９は、ホスト１７からの伝送レート指示信号を受ける。そして、ＣＰＵ１９は、この指示信号の伝送レートに対応する調整用レジスタ２１〜２４の何れかから、受信関連レジスタ値、送信関連レジスタ値、アラーム・ワーニング判定用閾値、及びモニタ換算用補正値を読み取り、トランシーバＩＣ１５にデータ転送する（初期処理：Ｓ６０４）。トランシーバＩＣ１５は、このように転送された受信関連レジスタ値、送信関連レジスタ値、アラーム・ワーニング判定用閾値、及びモニタ換算用補正値を用いて、ＴＯＳＡ３及びＲＯＳＡ５を動作させる。初期処理Ｓ６０４の終了後、ＣＰＵ１９は、トランシーバＩＣ１５から、一定周期毎（例えば、ここでは４msec毎）に、前述の温度モニタ値を含む各モニタ値、ステータス、アラーム・ワーニングレジスタの内容を取得する（Ｓ６０６）。
【００２０】
次に、ＣＰＵ１９は、伝送レート＃１用の各設定値が格納された調整用レジスタ２１のＬＤバイアス電流用テーブル２１ｅ〜２４ｅ及びＬＤ変調電流用テーブル２１ｆ〜２４ｆを参照し、Ｓ６０６で取得した上記温度モニタ値に対応するバイアス電流制御用ＤＡＣ値及び変調電流制御用ＤＡＣ値を算出する（Ｓ６０８）。すなわち、ここでは、伝送レート＃１に対応するバイアス電流制御用ＤＡＣ値及び変調電流制御用ＤＡＣ値が求められる。更に、ＣＰＵ１９は、伝送レート＃２用の各設定値が格納された調整用レジスタ２２のＬＤバイアス電流用テーブル２１ｅ〜２４ｅ及びＬＤ変調電流用テーブル２１ｆ〜２４ｆを参照し、Ｓ６０６で取得した上記温度モニタ値に対応するバイアス電流制御用ＤＡＣ値及び変調電流制御用ＤＡＣ値を算出する（Ｓ６１０）。すなわち、ここでは、伝送レート＃２に対応するバイアス電流制御用ＤＡＣ値及び変調電流制御用ＤＡＣ値が求められる。
【００２１】
更に、ＣＰＵ１９は、伝送レート＃３に対応するバイアス電流制御用ＤＡＣ値及び変調電流制御用ＤＡＣ値（Ｓ６１２）と、伝送レート＃４に対応するバイアス電流制御用ＤＡＣ値及び変調電流制御用ＤＡＣ値（Ｓ６１４）を、同様にして求める。以上のように、ＣＰＵ１９では、一定周期ごとに、温度モニタ値に基づいて、伝送レート＃１〜＃４のそれぞれに対応する４通りのバイアス電流制御用ＤＡＣ値及び変調電流制御用ＤＡＣ値が算出される。
【００２２】
次に、ＣＰＵ１９は、ホスト１７からのレートセレクト信号で示されている現在の伝送レートに応じて（Ｓ６１６）、伝送レート＃１〜＃４の何れかに対応するバイアス電流制御用ＤＡＣ値及び変調電流制御用ＤＡＣ値を、トランシーバＩＣ１５に転送し書き込み（Ｓ６１８、Ｓ６２０、Ｓ６２２、Ｓ６２４）、処理をＳ６０６に戻す。以上のようなＳ６０６〜Ｓ６２２の処理が、一定周期毎（４msec毎）に繰り返されることで、ホスト１７に指示された伝送レートに合わせたバイアス電流及び変調電流の温度に基づく制御が行われる。
【００２３】
ここで、図７に示すように、ホスト１７からのレートセレクト信号ＡＳ０又はＡＳ１が変化した場合（Ｓ７００）には、ＣＰＵ１９では、次のような割り込み処理が行われる。すなわち、ＣＰＵ１９は、前述のＳ６０８〜Ｓ６１４で算出した４種類のバイアス電流制御用ＤＡＣ値及び変調電流制御用ＤＡＣ値のうち、上記レートセレクト信号ＡＳ０，ＡＳ１で指示された現在の伝送レートに対応する何れかのバイアス電流制御用ＤＡＣ値及び変調電流制御用ＤＡＣ値を、トランシーバＩＣ１５に書き込む（Ｓ７０４、Ｓ７０６、Ｓ７０８、Ｓ７１０）。その後、ＣＰＵ１９は、現在の伝送レートに対応した受信関連レジスタ値、送信関連レジスタ値、アラーム・ワーニング判定用閾値、及びモニタ換算用補正値を、調整レジスタ２１〜２４の何れかから読み出して、トランシーバＩＣ１５に転送する（Ｓ７１４、Ｓ７１６、Ｓ７１８、Ｓ７２０）。このような割り込み処理により、光トランシーバ１は、ホスト１７からの伝送レート切替えの指示に対応して、バイアス電流と変調電流との制御を伝送レートに合わせて変更することが可能である。
【００２４】
以上のように、この光トランシーバ１のＣＰＵ１９においては、温度モニタ値に基づくバイアス電流制御用ＤＡＣ値及び変調電流制御用ＤＡＣ値が算出される際に、伝送レート＃１〜＃４に対応するすべてのＤＡＣ値が算出されている（Ｓ６０８〜Ｓ６１４）。従って、上位のホスト１７からの指示による伝送レートの切替え（Ｓ７００）があった場合には、当該伝送レートに応じたＤＡＣ値を、割り込み処理内で改めて算出する必要がなく、既に算出されたＤＡＣ値を選択して転送すればよい。その結果、伝送レート切替え後のバイアス電流制御用ＤＡＣ値及び変調電流制御用ＤＡＣ値を、素早くトランシーバＩＣ１５に書き込むことができ、伝送レートの切替え時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る光トランシーバの一実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１の光トランシーバのＣＰＵを示すブロック図である。
【図３】図２のＣＰＵのＥＥＰＲＯＭを示すブロック図である。
【図４】図３の温度補正用ルックアップテーブルに含まれるＬＤバイアス電流用テーブルを示す図である。
【図５】図３の温度補正用ルックアップテーブルに含まれるＬＤ変調電流用テーブルを示す図である。
【図６】図１の光トランシーバのＣＰＵの処理を示すフローチャートである。
【図７】図１の光トランシーバにおいて、伝送レートが変更される際の割り込み処理を示すフローチャートである。
【図８】従来の一般的な光トランシーバを示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２６】
１…光トランシーバ、３…ＴＯＳＡ（光送信サブアセンブリ）、３ａ…半導体レーザダイオード（発光素子）、５…ＲＯＳＡ（光受信サブアセンブリ）、７…ＬＤＤ（発光素子用のドライバ）、９…ポストアンプ、１５…トランシーバＩＣ、１９…ＣＰＵ（コントローラ）、２１ａ〜２４ａ…受信関連レジスタ、２１ｂ〜２４ｂ…送信関連レジスタ、２１ｃ〜２４ｃ…アラーム・ワーニング判定用閾値、２１ｄ〜２４ｄ…モニタ換算用補正値。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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