(57)【要約】【課題】光源の温度特性の補正のための調整を簡略化できる光送信部を提供する。【解決手段】入力信号に応じた駆動電力をドライバＩＣ１２より光源１１に印加して光出力強度を変調することで光出力信号を送信する光送信部において、周囲温度に依存した電気量を測定する温度センサ１４と、その測定電気量から周囲温度を演算すると共にその周囲温度に応じて前記ドライバＩＣ１２の駆動電力を制御するマイクロコントローラ１３とを備えた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号に応じた駆動電力をドライバＩＣより光源に印加して光出力強度を変調することで光出力信号を送信する光送信部において、周囲温度に依存した電気量を測定する温度センサと、その測定電気量から周囲温度を演算すると共にその周囲温度に応じて前記ドライバＩＣの駆動電力を制御するマイクロコントローラとを備えたことを特徴とする光送信部。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源の駆動電力を変調する直接変調方式による光送信部に係り、特に、光源の温度特性の補正のための調整を簡略化できる光送信部に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インターネットの普及により、ネットワーク上の情報量が急激に増大している。このため、より高速な光通信システムが求められている。光通信システムの高速化の方法として伝送速度を上げることが有効な方法であり、高速かつ高機能な光送受信器が求められている。
【０００３】
光送受信器は、一般に、電気を光に変換する電気−光変換回路（光送信部）と光を電気に変換する光−電気変換回路とで構成される。
【０００４】
従来、高速かつ長距離通信を目的とした光送受信器に使用される電気−光変換回路は、波長変動（チャーピング）が少なく、光ファイバ内の波長分散の影響が少ない外部変調方式が用いられてきた。
【０００５】
しかし、外部変調方式は、レーザの他に高価な外部変調器が必要となるため、比較的短距離通信を目的とした光通信システムには不向きである。他方、直接変調方式は、レーザを変調できるため安価な光通信システムに有利である。
【０００６】
直接変調方式は、半導体レーザに流れる電流をデータ信号により変調する方式である。この方式を実現する電気−光変換回路は、複数のアナログ回路を１チップに集積化したレーザ駆動用のドライバＩＣとレーザとにより構成される。
【０００７】
図３に、直接変調方式を用いた電気−光変換回路の基本構成を示す。図示のように、電気−光変換回路は、レーザ３１と、レーザ３１を駆動するドライバＩＣ３２と、ドライバＩＣ３２を調整する抵抗３４と、サーミスタ３３とにより構成される。
【０００８】
光通信システムにおいて、光ファイバ上の信号を正しく伝送させるために、光出力（平均値）を一定にし、消光比も一定値以上を保つことが必要とされている。これら光出力及び消光比の制御のために、ドライバＩＣ３２は、変調電流制御、ＡＰＣ（オートマチックパワーコントロール）制御を行う。
【０００９】
ＡＰＣ制御は、ドライバＩＣ３２の外付け抵抗３４により調整を行い、レーザ３１に加えるバイアス電圧を一定にすることにより実現できる。一方、消光比を一定に保つためには変調電流を一定に保つことが必要である。しかし、図４に示すように、レーザ３１は、温度により特性が変化する。図示した周囲温度２５°の場合、光出力が立ち上がる駆動電流が低いと共に駆動電流の増加に対する光出力強度の増加は顕著であり、周囲温度７０°の場合、光出力が立ち上がる駆動電流が高いと共に駆動電流の増加に対する光出力強度の増加は緩やかである。
【００１０】
消光比は、光出力信号の論理値の“１”と“０”とにおける光出力強度の比で表されるが、消光比が一定であるためには光出力信号の振幅が一定でなければならない。図４に示すように、光出力信号の振幅を一定値ｃに保つためには、温度変化に伴い変調電流の振幅範囲を２５°ではａになり、７０°ではｂとなるように変化させなくてはならない。
【００１１】
従来は、図３に示されるように、レーザ３１の温度特性を補正するため、温度により抵抗値が変化するサーミスタ３３等の温度センサを使用することで温度特性を持たせてレーザ３１の変調電流を制御していた。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００２−２０４０２２号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電気−光変換回路（図３）において動作温度範囲内で適切な変調電流を保つようにドライバＩＣ３２の調整を行うことは、作業の繁雑さを伴っていた。つまり、レーザ３１は、個体毎に温度特性がばらつくため、変調電流を動作温度範囲内で適切な値に調整するためには、ある温度で調整しても別の温度で調整が合わなければ、サーミスタ３３や抵抗３４を個別に変更（取り付け替える）し、再度、温度を変化させて調整し、それでも調整が合わなければ、何度でもサーミスタ３３や抵抗３４を変更する必要があった。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、光源の温度特性の補正のための調整を簡略化できる光送信部を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、入力信号に応じた駆動電力をドライバＩＣより光源に印加して光出力強度を変調することで光出力信号を送信する光送信部において、周囲温度に依存した電気量を測定する温度センサと、その測定電気量から周囲温度を演算すると共にその周囲温度に応じて前記ドライバＩＣの駆動電力を制御するマイクロコントローラとを備えたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１７】
図１に示されるように、本発明に係る光送信部は、レーザ１１と、レーザ１１を駆動するドライバＩＣ１２と、ドライバＩＣ１２を制御するマイクロコントローラ（以下、ＭＣＵという）１３と、周囲温度に依存した電圧を測定するサーミスタ１４とにより構成される。
【００１８】
ドライバＩＣ１２は、入力信号に応じた駆動電力をレーザ１１に印加して光出力強度を変調するものであって、しかも、駆動電力はＭＣＵ１３からの制御電圧により制御される。
【００１９】
ＭＣＵ１３は、レーザ１１の近傍に配置されたサーミスタ１４から周囲温度に依存した電圧を読み取り、その電圧を予め準備されている方程式に代入することにより、周囲温度を演算することができる。演算に用いる電気量は電圧に限らず抵抗値でもよい。一方、温度センサもサーミスタ１４に限定されず、周囲温度に依存した電気量は電圧に限らない。
【００２０】
ＭＣＵ１３は、演算で求めた温度を用い、ドライバＩＣ１２に与える制御電圧を求めることができる。制御電圧は、ドライバＩＣ１２がレーザ１１に印加する駆動電流に含まれる変調電流の振幅値に影響を与えるものであり、例えば、図４に示した振幅値ａや振幅値ｂはＭＣＵ１３が出力する制御電圧によって実現することができるようになっている。
【００２１】
ＭＣＵ１３は、図示しない外部とのインタフェース１５を有し、外部よりＭＣＵ１３内の後述する設定値を設定することができる。
【００２２】
ＭＣＵ１３の内部構造の一実施形態を図２に示す。図示のように、ＭＣＵ２１は、電圧をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２２と、内部制御プログラムに従って演算を行う演算部２４と、演算結果のディジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器２３と、データを格納するメモリ２５とを備えている。なお、Ａ／Ｄ変換器２２、Ｄ／Ａ変換器２３、メモリ２５は、ＭＣＵ２１の内部に実装されるとは限らない。
【００２３】
図１のサーミスタ１４で得られるサーミスタ電圧はＡ／Ｄ変換器２２に入力されている。Ｄ／Ａ変換器２３の出力電圧は、図１のドライバＩＣ１２に出力されている。
【００２４】
このＭＣＵ２１においてサーミスタ電圧をＡ／Ｄ変換器２２で読み込むことにより、演算部２４で演算して周囲温度を求めることができる。即ち、サーミスタ１４に流れる電流Ｉを一定とし、サーミスタ１４の抵抗値をＲ、サーミスタ電圧をＶとすると、Ｒ＝Ｖ／Ｉから抵抗値Ｒが算出でき、サーミスタ１４の周囲温度をＴ（Ｋ）とすると、抵抗値Ｒと温度Ｔとの関係は次式で表される。
【００２５】
Ｒ＝Ｒａ×ｅｘｐ（Ｂ×（１／Ｔ−１／Ｔａ））        （１）
Ｂ：Ｂ定数
Ｒａ：温度Ｔａ（Ｋ）のときの抵抗値
式（１）を温度Ｔについて解くことにより、温度Ｔは抵抗値Ｒの関数として表される。このサーミスタ１４の抵抗値Ｒの関数の演算をプログラム上で行うことにより、周囲温度Ｔを求めることができる。
【００２６】
メモリ２５には、所定刻みの温度Ｔ毎に領域を確保しておき、それぞれの領域にデータを格納しておく。計算された周囲温度Ｔに対応するアドレスで当該領域をアクセスすることにより、データを取り出すことができる。その取り出したデータの値をＤ／Ａ変換器２３で電圧に変換して出力することにより、周囲温度Ｔに対応した制御電圧がドライバＩＣ１２に与えられる。メモリ２５に格納するデータを変えることで、任意の変調電流値を制御可能となる。
【００２７】
メモリ２５へのデータの書き込みは、インタフェース１５を使用して外部より行うことが可能であり、ＭＣＵ２１がサーミスタ電圧の読み込み、抵抗値Ｒの関数の演算、制御電圧の出力等のプログラムを実行している最中でも可能となっている。
【００２８】
本発明に係る光送信部の動作を説明する。
【００２９】
メモリ２５の複数の領域には、周囲温度Ｔに対応した制御電圧を表すデータが格納されている。例えば、２５°に対応するデータは、論理値“１”、“０”が交互する入力信号に対してドライバＩＣ１２が図４の範囲ａで変化する駆動電流を出すことができるように設定され、７０°に対応するデータは、論理値“１”、“０”が交互する入力信号に対してドライバＩＣ１２が図４の範囲ｂで変化する駆動電流を出すことができるように設定されている。勿論、他の温度についても同様にメモリ２５の該当する領域にデータが格納されている。
【００３０】
サーミスタ１４には周囲温度に応じた電圧が生じるので、ＭＣＵ１３（２１）は、その電圧をＡ／Ｄ変換して読み取り、抵抗値Ｒの関数を計算して周囲温度Ｔを求める。ＭＣＵ１３（２１）は、周囲温度Ｔに対応するアドレスを用いてメモリ２５からデータを読み出し、そのデータをＤ／Ａ変換してドライバＩＣ１２に与える。ドライバＩＣ１２が入力信号に応じて出力する駆動電流は、周囲温度が２５°であれば範囲ａで変化し、周囲温度が７０°であれば範囲ｂで変化し、他の温度においても応分に変化するが、その結果、レーザ１１から出力される光出力信号の振幅は、温度によらず一定値ｃを保つことになる。
【００３１】
メモリ２５に格納するデータは任意に書き替えが可能であるので、レーザ１１の個体毎の温度特性のばらつきによって一定値ｃが保てないような場合、データを外部から書き替えることで一定値ｃが保てるように調整することができる。例えば、周囲温度２５°において光出力信号の振幅がｃであっても、周囲温度７０°になると光出力信号の振幅がｃに満たない場合、メモリ２５の周囲温度７０°に対応するアドレスのデータを駆動電流の範囲ｂが広がるようなデータに変更すればよく、例えば、周囲温度２５°において光出力信号の振幅がｃを超える場合、メモリ２５の周囲温度２５°に対応するアドレスのデータを駆動電流の範囲ａが狭まるようなデータに変更すればよい。
【００３２】
このように、光源の温度特性の補正のための調整の過程においてサーミスタ１４はもとより光送信部中の素子を全く取り付け替える必要がなく、調整が簡略化される。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００３４】
（１）変調電流を任意に調整することができる。
【００３５】
（２）調整の手順が簡略化されることで調整が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す光送信部の原理ブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すマイクロコントローラの内部構成図である。
【図３】従来の光送信部の原理ブロック図である。
【図４】レーザの温度特性を表すために、駆動電流に対する光出力強度の特性を温度別に示した電流−光出力特性図である。
【符号の説明】
１１  レーザ（光源）
１２  ドライバＩＣ
１３  マイクロコントローラ（ＭＣＵ）
１４  サーミスタ（温度センサ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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