(57)【要約】【課題】  簡易な構成によってＬＤ周囲温度を高精度に検出できるようにする。【解決手段】  送信信号光を発光し出力するレーザダイオード１１ａと、レーザダイオード１１ａの近傍に配置されたフォトダイオード１１ｂと、レーザダイオード１１ａによる該送信信号光の非発光時にフォトダイオード１１ｂに対して順方向バイアス電圧を供給する順方向バイアス供給部２２ａと、順方向バイアス供給部２２ａにより順方向バイアス電圧が供給されたフォトダイオード１１ｂの端子電圧から、レーザダイオード１１ａの周囲温度について検出する周囲温度検出部２３と、をそなえるように構成する。【選択図】        図２
2007005904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信信号光を発光し出力するレーザダイオードと、
該レーザダイオードの近傍に配置されたフォトダイオードと、
該レーザダイオードによる該送信信号光の非発光時に該フォトダイオードに対して順方向バイアス電圧を供給する順方向バイアス供給部と、
該順方向バイアス供給部により順方向バイアス電圧が供給された該フォトダイオードの端子電圧から、該レーザダイオードの周囲温度について検出する周囲温度検出部と、をそなえたことを特徴とする、光通信装置。
【請求項２】
送信信号光を発光し出力するレーザダイオードと、
該レーザダイオードの近傍において該送信信号光の後方光を受光しうる位置に配置されたフォトダイオードと、
該レーザダイオードによる該送信信号光の発光時には該フォトダイオードに対して逆方向バイアス電圧を供給するとともに、該レーザダイオードによる該送信信号光の非発光時には該フォトダイオードに対して順方向バイアス電圧を供給するＰＤバイアス供給部と、
該レーザダイオードによる該送信信号光の非発光時において、該ＰＤバイアス供給部において順方向バイアス電圧が供給された該フォトダイオードの端子電圧から、該レーザダイオードの周囲温度を検出する周囲温度検出部と、
該レーザダイオードによる該送信信号光の発光時においては、該ＰＤバイアス供給部において逆方向バイアス電圧が供給された該フォトダイオードからの電気信号をもとに、該レーザダイオードによる該送信信号光をモニタするモニタ部と、をそなえたことを特徴とする、光通信装置。
【請求項３】
該ＰＤバイアス供給部が、
該フォトダイオードに対して順方向バイアス電圧を供給するための順方向バイアス供給部と、
該フォトダイオードに対して逆方向バイアス電圧を供給するための逆方向バイアス供給部と、
該レーザダイオードによる発光時には該逆方向バイアス供給部により該フォトダイオードに対して逆方向バイアスを供給するとともに、該レーザダイオードによる非発光時には該順方向バイアス供給部により該フォトダイオードに対して順方向バイアスを供給すべく、該順方向および逆方向バイアス供給部の該フォトダイオードへの導通／遮断を切り替えるスイッチ部と、をそなえて構成されたことを特徴とする、請求項２記載の光通信装置。
【請求項４】
該逆方向バイアス供給部および該順方向バイアス供給部が、該フォトダイオードを間において配置されるとともに、該逆方向バイアス供給部の供給電圧が、該順方向バイアス供給部の供給電圧よりも大きくなるように構成される一方、
該スイッチ部が、
該逆方向バイアス供給部と該フォトダイオードとの間に配置されて、該逆方向バイアス供給部による該フォトダイオードへの逆方向バイアス電圧の供給についてオンオフ切り替えを行なう第１スイッチと、
該順方向バイアス供給部による該フォトダイオードへの順方向バイアス電圧の供給についてオンオフ切り替えを行なう第２スイッチと、をそなえ、
かつ、該レーザダイオードによる発光時には該第１スイッチをオンとし該第２スイッチをオフとする一方、該レーザダイオードによる非発光時には該第１スイッチをオフとし該第２スイッチをオンとすべく構成されたことを特徴とする、請求項３記載の光通信装置。
【請求項５】
該送信信号光を発光し出力しうるタイミングおよび時間を制御するための送信制御信号を外部から入力され、該ＰＤバイアス供給部は、該送信制御信号に基づいて、該送信信号光を発光し出力しうるタイミングおよび時間にある場合には該送信信号光の発光時とし、該送信信号光を発光し出力しうるタイミングおよび時間にない場合には該送信信号光の非発光時として動作すべく構成されたことを特徴とする、請求項２記載の光通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信装置に関するものであり、特に、ＧＥ−ＰＯＮ（Gigabit Ethernet-Passive Optical Network）における加入者装置において用いて好適の、光通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＰおよびインターネットの急速な普及により、光ファイバを用いた加入者のブロードバンドと呼ばれる大容量な通信の実現が可能となり、メディアとのインタラクティブな通信形態、ビデオオンデマンドなど高度な伝送サービスが実現してきている。特に、近年の伝送速度の向上はめざましく、現在注目されているＧＥ−ＰＯＮは、下り信号の伝送速度は常時１．２５Ｇｂ／ｓに達している高速な光加入者伝送システムである。
【０００３】
図７は、一般的なＰＯＮ光加入者伝送システム５００においては、局側装置としてのＯＬＴ（Optical Line Terminal）５０１と複数の加入者側装置としてのＯＮＵ（Optical Network Unit）５１１〜５１ｎとが、光ファイバ５０２および光スターカプラ５０３を介して接続されてなるものである。光スターカプラ５０３は、ＯＬＴ５０１からの信号光について分岐して、ＯＮＵ５１１〜５１ｎのそれぞれに分配するとともに、ＯＮＵ５１１〜５１ｎからの信号光をＯＬＴ５０１に供給する。
【０００４】
なお、ＯＮＵ５１１〜５１ｎからＯＬＴ５０１に対する信号光の送信周期については、ＯＬＴ５０１側でベストエフォード方式により管理することで、ＯＮＵ５１１〜５１ｎからＯＬＴ５０１への信号光同士で衝突が生じないようにしている。具体的には、ＯＬＴ５０１においては、各ＯＮＵ５１１〜５１ｎに対して図８に示すような時分割されたタイムスロット♯１〜♯ｎを送信周期として割り当てるようになっている。
【０００５】
ＧＥ−ＰＯＮ規格IEEE8-2.3ahによって上述の伝送システム５００を構成する場合においては、ＯＮＵ５１１〜５１ｎからの上りディジタル信号としては、上述のごとき時分割による１．３μｍ帯バースト信号が用いられる。一方、ＯＬＴ５０１からの下りディジタル信号としては、１．４９μｍ帯（１．４８〜１．５０μｍ）の連続信号が用いられ、この連続信号は各ＯＮＵ５１１〜５１ｎに対して均一に伝送されるようになっている。
【０００６】
図９は上述のＯＮＵ５１１〜５１ｎとして用いられる光トランシーバ５２０を示す図である。この図９に示す光トランシーバ５２０においては、光デバイス部５３０，光送信回路５４０および光受信回路５５０をそなえている。光デバイス部５３０は、ＬＤ（Laser Diode）モジュール５３１，ハーフミラー５３２，光フィルタ５３３およびフォトダイオード５３４をそなえている。
【０００７】
ＬＤモジュール５３１は、光送信回路５４０からの電気信号によって駆動されて信号光を発光するＬＤ５３１ａと、ＬＤ５３１ａで発光する光の後方光を受光しうる位置に配置されたモニタＰＤ（Photo Diode）５３１ｂと、が一つのモジュールとしてパッケージングされて構成される。
ハーフミラー５３２は、ＬＤ５３１ａから発光された１．３μｍ帯の信号光について透過させて、送信信号光として光ファイバ５６０（図７の場合には５０２）に導く一方、光ファイバ５６０からの１．４９μｍ帯の受信信号光（図７の場合にはＯＬＴ５０１からの信号光）は反射させて光フィルタ５３３へ導くようになっている。そして、光フィルタ５３３は、ハーフミラー５３２からの入射光のうちで受信信号光波長の１．４９μｍ帯の光を透過させてフォトダイオード５３４で受光させるようになっている。又、フォトダイオード５３４で受光された受信信号光については、光受信回路５５０で電気信号に変換され、受信データとして出力される。
【０００８】
光送信回路５４０においては、ＬＤ５３１ａで発光する光に変調すべき送信データを入力されて、この送信データに基づいてＬＤ５３１ａを電気信号（電流信号）で駆動するようになっている。このとき、ＬＤ５３１ａの静特性は、例えば図１０に示すように、周囲温度によって閾値電流Ithが変化する特性（駆動電流対光出力特性）を有していることが知られている。
【０００９】
バイアス電圧が当該温度の閾値電圧Ithよりも小さい場合には、図１１に示すように、送信データをなす入力パルスＰに対してＬＤ５３１ａからの光出力には発光遅延時間ＤＴが生じることとなる。ゆえに、図１２に示すように、送信データの変調時においては発光遅延時間ＤＴを少なくさせるため、バイアス電流として当該温度に応じたIth（図１０に示す温度に応じた発光起点となる電流値）をＬＤ５３１ａに供給することが必要となる。
【００１０】
したがって、ＬＤ５３１ａを駆動して信号光を出力する際には、発光遅延時間を抑制させるため、駆動電流の制御条件として正確なＬＤ周囲温度の情報が必要である。従来の光トランシーバ５２０においては、光送信回路５４０に周囲温度を検出する図示しないサーミスタ等の温度センサがそなえられ、このサーミスタでの温度検出結果をもとにしてＬＤ５３１ａに供給すべきバイアス電流が設定されるようになっている。
【００１１】
その他、本願発明に関連する公知技術としては、下記の特許文献１および非特許文献１に記載されたものがある。
特許文献１に記載された技術においては、フォトダイオードに対するバイアス電圧を印加しない場合と、逆方向電圧のバイアス電圧を印加した場合と、での暗電流の差異に対応した温度情報について予めテーブルを作成しておき、このテーブルを参照することにより、上述の暗電流の差異から温度情報を取り出すようになっている。
【００１２】
非特許文献１においては、上述のＧＥ−ＰＯＮについての伝送システムとともに、ＯＬＴにおけるＬＤ出力をモニタＰＤを用いてＡＰＣ（Automatic Power Control）制御する技術について記載されている。
【特許文献１】特開２００１−２１６６７２号公報
【非特許文献１】信学技報_OCS2004-75_OFT2004-38
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述の図９に示す光トランシーバ５００においては、ＬＤ５３１ａから離れた位置にある光送信回路５４０にサーミスタなどの温度センサが実装されているため、ＬＤ周囲温度の検出精度としては感度が比較的低い。特に、実際のＬＤ周囲温度と光送信回路５４０に搭載されるサーミスタによる検出温度との差は、例えば図１３，図１４に示すように、ＬＤ５３１ａと温度センサとの間隔が遠くなればなるほど大きくなる。
【００１４】
ただし、このような温度差は、電源投入後相当時間を経過すれば、均一化されることが経験的に知られている。具体的には、例えば図１５に示すように、光トランシーバ５２０（図９参照）の電源起動時においては、光デバイス部５３０（図９参照）内の温度が安定する（光送信回路５４０に搭載された温度センサの検出温度が、ＬＤ周囲温度に実質的に等しくなる）には、比較的長時間（十数分）の待機時間が必要となる。従って、製造時の機器特性についての調整時間は、電源投入後にセンサによる検出温度が安定するまで、実質作業時間以上要してしまう場合があるという課題がある。製造時に作業効率を向上させるためには、このような製造時の調整時間を短縮化させることが求められる。
【００１５】
また、上述のごとき従来の光トランシーバにおいては、光トランシーバ内での電力消費によって生じた熱を廃熱するために、強制空冷することが行なわれる場合があるが、その場合には装置内部に空気の流れが生じるので、温度センサの搭載箇所の温度と、ＬＤ搭載箇所の温度とが、風量、風向によって変化する。その結果、温度センサによる検出精度に誤差が生じるため制御が困難という課題もある。
【００１６】
これに対し、温度センサを図９に示す光送信回路５４０に実装するのではなく、光デバイス部５３０において、ＬＤ近傍に専用に温度センサを内蔵することも考えられるが、現状においては特殊な少量生産された光モジュールであるため、非常に高価である。従って、低価格が要求される光加入者のＯＮＵ側光トランシーバに用いることは困難である、という課題もある。
【００１７】
なお、特許文献１に記載された技術においては、ＰＤの暗電流を用いた温度検出を行なっているが、このＰＤの暗電流に対する温度特性は不安定であり、定性的に導出することができず、この特許文献１にあるように暗電流差に応じた温度特性を予め細かく測定していく必要があるほか、経時的な特性の変化が想定される。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、簡易な構成によってＬＤ周囲温度を高精度に検出できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
このため、本発明の光通信装置は、送信信号光を発光し出力するレーザダイオードと、該レーザダイオードの近傍に配置されたフォトダイオードと、該レーザダイオードによる該送信信号光の非発光時に該フォトダイオードに対して順方向バイアス電圧を供給する順方向バイアス供給部と、該順方向バイアス供給部により順方向バイアス電圧が供給された該フォトダイオードの端子電圧から、該レーザダイオードの周囲温度について検出する周囲温度検出部と、をそなえたことを特徴としている。
【００１９】
また、本発明の光通信装置は、送信信号光を発光し出力するレーザダイオードと、該レーザダイオードの近傍において該送信信号光の後方光を受光しうる位置に配置されたフォトダイオードと、該レーザダイオードによる該送信信号光の発光時には該フォトダイオードに対して逆方向バイアス電圧を供給するとともに、該レーザダイオードによる該送信信号光の非発光時には該フォトダイオードに対して順方向バイアス電圧を供給するＰＤバイアス供給部と、該レーザダイオードによる該送信信号光の非発光時において、該ＰＤバイアス供給部において順方向バイアス電圧が供給された該フォトダイオードの端子電圧から、該レーザダイオードの周囲温度を検出する周囲温度検出部と、該レーザダイオードによる該送信信号光の発光時においては、該ＰＤバイアス供給部において逆方向バイアス電圧が供給された該フォトダイオードからの電気信号をもとに、該レーザダイオードによる該送信信号光をモニタするモニタ部と、をそなえたことを特徴としている。
【００２０】
この場合においては、好ましくは、該ＰＤバイアス供給部が、該フォトダイオードに対して順方向バイアス電圧を供給するための順方向バイアス供給部と、該フォトダイオードに対して逆方向バイアス電圧を供給するための逆方向バイアス供給部と、該レーザダイオードによる発光時には該逆方向バイアス供給部により該フォトダイオードに対して逆方向バイアスを供給するとともに、該レーザダイオードによる非発光時には該順方向バイアス供給部により該フォトダイオードに対して順方向バイアスを供給すべく、該順方向および逆方向バイアス供給部の該フォトダイオードへの導通／遮断を切り替えるスイッチ部と、をそなえて構成することとしてもよい。
【００２１】
さらに、該逆方向バイアス供給部および該順方向バイアス供給部を、該フォトダイオードを間において配置するとともに、該逆方向バイアス供給部の供給電圧が、該順方向バイアス供給部の供給電圧よりも大きくなるように構成する一方、該スイッチ部を、該逆方向バイアス供給部と該フォトダイオードとの間に配置されて、該逆方向バイアス供給部による該フォトダイオードへの逆方向バイアス電圧の供給についてオンオフ切り替えを行なう第１スイッチと、該順方向バイアス供給部による該フォトダイオードへの順方向バイアス電圧の供給についてオンオフ切り替えを行なう第２スイッチと、をそなえ、かつ、該レーザダイオードによる発光時には該第１スイッチをオンとし該第２スイッチをオフとする一方、該レーザダイオードによる非発光時には該第１スイッチをオフとし該第２スイッチをオンとすべく構成することができる。
【００２２】
また、該送信信号光を発光し出力しうるタイミングおよび時間を制御するための送信制御信号を外部から入力され、該ＰＤバイアス供給部は、該送信制御信号に基づいて、該送信信号光を発光し出力しうるタイミングおよび時間にある場合には該送信信号光の発光時とし、該送信信号光を発光し出力しうるタイミングおよび時間にない場合には該送信信号光の非発光時として動作すべく構成することもできる。
【発明の効果】
【００２３】
このように、本発明によれば、周囲温度検出部をそなえたことにより、専用の温度センサをレーザダイオードと同一パッケージ内に設けることなく、従来よりの発光モジュール内にパッケージされているモニタ用のフォトダイオードを温度検出用に用いるという簡易な構成によって、レーザダイオードの周囲温度を高精度に検出することができる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照することにより、本発明の実施の形態について説明する。
なお、上述の本願発明の目的のほか、他の技術的課題，その技術的課題を解決する手段及びその作用効果についても、以下の実施の形態による開示によって明らかとなる。
〔Ａ〕本発明の一実施形態の説明
図１は本発明の一実施形態にかかる光通信装置１を示す図である。この光通信装置１は、図９に示す光トランシーバ５２０と同様に、ＧＥ−ＰＯＮの伝送システム（図７参照）におけるＯＮＵとして構成しうるものである。光通信装置１は、光デバイス部１０，光送信回路２０および光受信回路３０をそなえるとともに、信号処理回路４０をそなえている。光デバイス部１０および光受信回路３０については、前述の図９に示すもの（符号５３０，５５０参照）と基本的に同様の構成を有している。
【００２５】
すなわち、光デバイス部１０は、図９に示す光デバイス部５３０と同様、ＬＤ１１ａとモニタＰＤ１１ｂとからなるＬＤモジュール１１，ハーフミラー１２，光フィルタ１３およびフォトダイオード１４をそなえている。又、信号処理回路４０は、信号光として送出すべき送信データについて光送信回路２０に供給するとともに、光ファイバ２を通じて伝送されてきた信号光が光受信回路３０で受信データに変換されたものについて受け取って、受信信号処理を行なうものである。
【００２６】
また、光送信回路２０は、信号処理回路４０からの送信データが変調された信号光を出力すべくＬＤ１１ａを駆動するものであるが、ＬＤ１１ａの近傍にそなえられたＰＤ１１ｂの端子電圧からＬＤ１１ａの周囲温度を検出する機能もそなえている。
ＰＤ１１ｂはＰＮ接合構造をそなえており、逆方向バイアスの電圧が印加された状態においては受けた光量に応じた電流が流れるという特性を有している。一方、図４に示すように、順方向バイアスの電圧が印加された状態においては、ＰＤ両端電圧ＶFは、例えば図５に示すように、常に一定の負の温度特性を有している。即ち、周囲温度が１℃上昇すると端子電圧ＶFは−１〜−２ｍＶ程度の一定電圧が下がる関係を有している。
【００２７】
光送信回路２０においては、上述のＰＤ１１ｂに順方向の端子電圧を供給する機能とともに、上述の温度変化に対するＰＤ端子電圧の特性を用いて、ＰＤ端子電圧からＬＤ１１ａの周囲温度を検出する機能、さらには検出した周囲温度をもとにＬＤ１１ａへのバイアス電流を供給する機能についてもそなえている。このため、光送信回路２０は、送信データ変調部２１，ＰＤバイアス供給部２２，周囲温度検出部２３およびＬＤバイアス電流制御部２４をそなえるとともに、モニタ部２５およびアラーム出力部２６をそなえている。
【００２８】
図２は上述の光送信回路２０をなす送信データ変調部２１，ＰＤバイアス供給部２２，周囲温度検出部２３およびＬＤバイアス電流制御部２４，モニタ部２５およびアラーム出力部２６の構成について、ＬＤ１１ａおよびＰＤ１１ｂとともに示す図であり、図３は特に送信データ変調部２１，周囲温度検出部２３およびＬＤバイアス電流制御部２４の構成に着目して示す図である。
【００２９】
送信データ変調部２１は、図３に示すように、トランジスタ２１ａ〜２１ｃ，アンプ２１ｄおよび光出力調整用のボルテージフォロア回路２１ｅをそなえ、信号処理回路４０からの送信データをもとにＬＤ１１ａを流れる電流にパルス変調を行なうもので、この送信データ変調部２１によりパルス変調された電流でＬＤ１１ａが駆動されることによって、ＬＤ１１ａで発光する光を、パルス変調が施された送信信号光とすることができるようになっている。
【００３０】
また、ＰＤバイアス供給部２２は、図２に示すように、順方向バイアス供給部２２ａ，逆方向バイアス供給部２２ｂおよび第１，第２スイッチ部２２ｃ−１，２２ｃ−２をそなえて構成されている。
ここで、順方向バイアス供給部２２ａは、フォトダイオード１１ｂに対して順方向バイアス電圧を供給するためのものであって、本実施形態においては、定電圧源Ｖｒｅｆおよびアンプ２２ａａからなるボルテージフォロア回路により構成される。又、逆方向バイアス供給部２２ｂは、フォトダイオード１１ｂに対して順方向バイアス電圧Ｖｃｃを供給するためのものであって、順方向バイアス用の電圧源Ｖｃｃにより構成される。
【００３１】
さらに、上述の順方向バイアス供給部２２ａおよび逆方向バイアス供給部２２ｂは、フォトダイオード１１ｂを間において配置されるとともに、逆方向バイアス供給部２２ａの供給電圧が、順方向バイアス供給部２２ｂの供給電圧よりも大きくなるように構成されている。
また、第１スイッチ部２２ｃ−１は、逆方向バイアス供給部２２ｂによるフォトダイオード１１ｂへの逆方向バイアス電圧の供給についてのオンオフ切り替えを、図示しないＯＬＴからの送信制御信号によって行なうものである。更に、第２スイッチ部２２ｃ−２は、順方向バイアス供給部２２ａによるフォトダイオード１１ｂへの順方向バイアス電圧の供給についてのオンオフ切り替えを、図示しないＯＬＴからの送信制御信号によって行なうものである。これらの第１，第２スイッチ部２２ｃ−１，２２ｃ−２は、例えばＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）により構成することができる。
【００３２】
図６は、第１，第２スイッチ部２２ｃ−１，２２ｃ−２のオンオフ切り替えを行なうことによって、フォトダイオード１１ｂに印加されるバイアス電圧について説明するための図である。本実施形態においては、第１，第２スイッチ部２２ｃ−１，２２ｃ−２のオンオフ切り替えは、図示しないＯＬＴからの送信タイミングおよび時間についての制御信号（送信制御信号）に応じて行なわれる。
【００３３】
すなわち、ＯＬＴからの送信制御信号を光デバイス部１０および光受信回路３０を通じて受信すると、信号処理回路４０では、第１，第２スイッチ部２２ｃ−１，２２ｃ−２に対して、上述の送信制御信号による送信タイミングおよび非送信タイミングに連動してオンオフ切り替えを行なうべく制御信号を出力する。
具体的には、ＯＬＴからの送信制御信号により、当該ＯＮＵとしての信号光送信時、即ちレーザダイオード１１ａによる発光時には、信号処理回路４０からの制御信号（ハイレベル信号）により、第１スイッチ２２ｃ−１をオンとし第２スイッチ２２ｃ−２をオフとする。このとき、逆方向バイアス供給部２２ｂおよび順方向バイアス供給部２２ａは導通することになるが、逆方向バイアス供給部２２ｂの供給電圧は、順方向バイアス供給部２２ａの供給電圧よりも大きくなるように構成されているので、結果としてフォトダイオード１１ｂには逆方向のバイアス電圧が印加されることになる（図６のＡ参照）。
【００３４】
また、ＯＬＴからの送信制御信号により、当該ＯＮＵとしての信号光非送信時、即ちレーザダイオード１１ａによる非発光時には、信号処理回路４０からの制御信号（ローレベル信号）により、第１スイッチ２２ｃ−１をオフとし第２スイッチ２２ｃ−２をオンとすることにより、フォトダイオード１１ｂには順方向のバイアス電圧が印加されることになる（図６のＢ参照）。
【００３５】
なお、図２において、２７は信号処理回路４０からの制御信号、即ちＯＬＴからの送信制御信号を反転させるためのインバータである。即ち、第１スイッチ２２ｃ−１および第２スイッチ２２ｃ−２に入力されるオンオフ切り替えの制御信号は互いに反転するようになっている。例えば、第１スイッチ２２ｃ−１に対してスイッチオンとする制御信号が入力されている場合には、第２スイッチ２２ｃ−２に対してはスイッチオフとする制御信号が入力されるようになる。
【００３６】
したがって、上述の第１スイッチ部２２ｃ−１および第２スイッチ部２２ｃ−２により、レーザダイオード１１ａによる発光時には逆方向バイアス供給部２２ｂによりフォトダイオード１１ｂに対して逆方向バイアスを供給するとともに、レーザダイオード１１ａによる非発光時には順方向バイアス供給部２２ａによりフォトダイオード１１ｂに対して順方向バイアスを供給すべく、順方向および逆方向バイアス供給部２２ａ，２２ｂのフォトダイオード１１ｂへの導通／遮断を切り替えるスイッチ部２２ｃを構成する。
【００３７】
また、図１に示す周囲温度検出部２３は、順方向バイアス供給部２２ａにより順方向バイアス電圧が供給されたフォトダイオード１１ｂの端子電圧から、レーザダイオード１１ａの周囲温度について検出するものであり、図２に示すように、電圧変換回路２３ａおよびアナログスイッチ２３ｂをそなえている。
電圧変換回路２３ａは、フォトダイオード１１ｂの端子電圧について１出力の電気信号としてアナログスイッチ２３ｂに出力するものであり、抵抗２３ａａ〜２３ａｄおよびアンプ２３ａｅをそなえている。更に、アナログスイッチ２３ｂは、第２スイッチ２２ｃ−２に対するものと同様のオンオフ制御信号をインバータ２７から入力されて、ＯＬＴからの送信制御信号が「発光時」を示すものであるときにはオフとし、ＯＬＴからの送信制御信号が「非発光時」を示すものである時には、オンとなるように切り替えがなされる。
【００３８】
換言すれば、アナログスイッチ２３ｂから、オン制御されている時に（「非発光時」に）出力される電気信号の値は、前述の図５に示す特性における「周囲温度に応じた端子電圧情報」であるため、この電気信号の値を、一意的に「周囲温度」の検出情報として用いることができるのである。
なお、前述したように、順方向バイアス電圧が印加されたＰＤ１１ｂの端子電圧は、当該ＰＤ１１ｂの周囲温度に依存した特性を有するものであるが、ＬＤ１１ａは、ＰＤ１１ｂと同一パッケージ内のしかもＬＤ１１ａ近傍に収められているものであり、このＰＤ１１ｂ周囲温度の検出情報で、ＬＤ１１ａの周囲温度についても正確に検出することができるようになる。
【００３９】
また、ＬＤバイアス電流制御部２４は、周囲温度検出部２３において検出されたレーザダイオード１１ａの周囲温度に基づいて、レーザダイオード１１ａに供給するバイアス電流を可変制御するものであり、図３に示すように、対数増幅回路２４ａ，ホールド回路２４ｂ，トランジスタ２４ｃおよび抵抗２４ｄをそなえている。
また、対数増幅回路２４ａは、オン制御されたアナログスイッチ２３ｂを介して出力される端子電圧信号について、（ＬＤ１１ａの周囲温度と等価な）ＰＤ１１ｂの周囲温度に応じて設定すべきバイアス電流値情報を持つ信号に変換するものである。即ち、ＰＤ１１ｂの端子電圧（図５参照）を、前述の図１２に示すようなバイアス電流値情報を持つ電気信号に変換するようになっている。この対数増幅回路２４ａにより、検出されたＬＤ周囲温度に対応したＬＤバイアス電流についての設定精度を高めることができるようになる。
【００４０】
さらに、ホールド回路２４ｂは、上述のアナログスイッチ２３ｂがオンとなったときの対数増幅回路２４ａからの出力値を保持するものである。即ち、ＯＬＴからの送信制御信号が「非発光時」を示すものである時、対数増幅回路２４ａから入力される周囲温度に応じたバイアス電流設定情報について保持するものである。即ち、ホールド回路２４ｂにおいては、ＯＬＴからの送信制御信号が「非発光時」から「発光時」に切り替わって、ＰＤ１１ｂに逆方向バイアス電圧が供給されるようになっても、先行する順方向バイアス電圧供給時のＰＤ端子電圧をもとにして得られたＬＤバイアス電流設定情報をそのまま保持するようになっている。
【００４１】
なお、ＯＬＴからの送信制御信号が「発光時」である時間は、ＬＤ周囲温度は検出しておらず、直前の「非発光時」における検出温度に応じたバイアス電流がＬＤ１１ａに供給されている。ＯＬＴからの送信制御信号が「発光時」である時間は、当該ＯＮＵに割り当てられた時分割多重のタイムスロット時間に相当するものであるため、この時間の間にバイアス電流を制御する必要が生じるほどの温度変化が生じることを想定する必要性は少ない。
【００４２】
また、図３に示すトランジスタ２４ｃは、抵抗２４ｄとともに、ホールド回路２４ｂでホールドされた設定すべきバイアス電流設定情報をもとに、ＬＤ１１ａに対してバイアス電流を与えるものである。これにより、ＬＤ１１ａに与えられるバイアス電流は、順方向バイアス電圧が印加されたＰＤ１１ｂで検出されたＬＤ周囲温度に応じて図１２に示すような適正な値に設定されるようになる。
【００４３】
さらに、モニタ部２５は、レーザダイオード１１ａによる送信信号光の発光時においては、ＰＤバイアス供給部２２において逆方向バイアス電圧が供給されたフォトダイオード１１ｂからの電気信号をもとに、レーザダイオード１１ａによる送信信号光をモニタするものであり、ＰＤ１１ｂを流れる電流を取り出すための抵抗２５ａとともに、電圧変換回路２５ｂ，アナログスイッチ２５ｃおよびホールド回路２５ｄをそなえている。
【００４４】
すなわち、送信制御信号がオン（ハイレベル）となって、第１スイッチ２２ｃ−１がオンとなる一方、第２スイッチ２２ｃ−２がオフとなることで、逆方向バイアス供給部２２ｂが抵抗２５ａを介してＰＤ１１ｂに導通するようになる。このとき、順方向バイアス供給部２２ａは、逆方向バイアス供給部２２ｂに対して逆起電力を供給するものであるが、逆方向バイアス供給部２２ｂの供給電圧が、順方向バイアス供給部２２ａの供給電圧よりも大きくなるように（Ｖｃｃ＞Ｖｒｅｆ）構成されているので、結果としてＰＤ１１ｂには逆方向バイアスが印加されるようになる。
【００４５】
上述のモニタ部２５においては、このように逆バイアス電圧がＰＤ１１ｂに印加されている状態において、ＬＤ１１ａで発光される光の受光パワーに応じて変化するＰＤ１１ｂを流れる電流値を、抵抗２５ａの端子電圧から求めることで、ＬＤ１１ａで発光する送信信号光をモニタすることができるようになっている。
ここで、電圧変換回路２５ｂは、抵抗２５ａの端子電圧について、１出力の電気信号としてアナログスイッチ２５ｃに出力するものであり、抵抗２５ｂａ〜２５ｂｄおよびアンプ２５ｂｅをそなえている。更に、アナログスイッチ２５ｃは、第１スイッチ２２ｃ−１に対するものと同様のオンオフ制御信号を入力されて、ＯＬＴからの送信制御信号が「発光時」を示すものであるときにはオンとし、ＯＬＴからの送信制御信号が「非発光時」を示すものである時には、オフとなるように切り替えがなされる。
【００４６】
すなわち、アナログスイッチ２５ｃから、オン制御されている時に（「発光時」に）出力される電圧信号の値は、ＬＤ１１ａの発光に応じて変化する電流値に依存する電圧信号であるため、この電気信号の値を、一意的にＬＤ１１ａからの送信信号光のモニタ情報として用いることができる。
さらに、ホールド回路２５ｄは、上述のアナログスイッチ２５ｃがオンとなったときの出力値を保持するものである。即ち、ＯＬＴからの送信制御信号が「発光時」を示すものである時のＬＤ１１ａからの送信信号光のモニタ情報について保持するものである。即ち、ホールド回路２５ｄにおいては、ＯＬＴからの送信制御信号が「発光時」から「非発光時」に切り替わって、ＰＤ１１ｂに順方向バイアス電圧が供給されるようになっても、先行する順方向バイアス電圧供給時のモニタ情報をそのまま保持するようになっている。
【００４７】
なお、モニタ部２５においては、送信データで変調された送信信号光の平均値レベルをモニタ結果として出力することができる。
アラーム出力部２６は、モニタ部２５におけるモニタ結果をもとに、レーザダイオード１１ａにおける発光に異常が生じた場合には、アラーム信号を出力するものであり、例えば、モニタ部２５からの出力レベルについて、発光に異常が生じたかを判断する基準となる基準値と大小比較を行ない、モニタ部２５からの出力レベルが基準値を下回っている場合には、発光に異常が生じているとしてアラームを出力する。
【００４８】
上述の構成により、本発明の一実施形態にかかる光通信装置１をなすＯＮＵにおいては、ＯＬＴからの送信制御信号に基づいて、光送信回路２０でのＬＤ１１ａの駆動により、自身のＯＮＵとしての送信タイミングにおいて信号処理回路４０からの送信データが変調された送信信号光をＬＤ１１ａから出力する。
このとき、ＰＤバイアス供給部２２においては、ＯＬＴからの送信制御信号により第１，第２スイッチ２２ｃ−１，２２ｃ−２をオンオフ制御することにより、ＰＤ１１ｂに対するバイアス電圧を切り替える。即ち、自身のＯＮＵからの送信タイミイング（ＬＤ１１ａの発光時）においては逆方向バイアス電圧を印加して、ＬＤ１１ａの発光状態をモニタ部２５でモニタできるようにする一方、非送信タイミング（ＬＤ１１ａの非発光時）においては順方向バイアス電圧を印加して、ＬＤ１１ａの周囲温度を周囲温度検出部２３で検出できるようにする。
【００４９】
これにより、上述の自身のＯＮＵとしての送信タイミングにおいては、モニタ部２５においてＬＤ１１ａの発光状態をモニタする一方、自身のＯＮＵとしての送信タイミング以外の時間においては、ＬＤ１１ａの後方に配置されたＰＤ１１ｂに順方向バイアス電圧が供給されるように切り替えて、周囲温度検出部２３において、このときのＰＤ１１ｂの端子電圧からＬＤ１１ａの周囲温度を検出する。
【００５０】
そして、この周囲温度検出部２３で検出したＬＤ１１ａの周囲温度をもとにして、ＬＤバイアス電流制御部２４において、ＬＤ１１ａに対するバイアス電流値を設定制御する。このとき、自身のＯＮＵとしての送信タイミングが到来した場合においても、ホールド回路２４ｂにおいて、バイアス電流制御部２４において設定制御されたバイアス電流をそのまま保持しておくことができるので、ＬＤ１１ａのバイアス電流を周囲温度に即した適正な設定が維持されるので、発光遅延時間を従来技術の場合よりも短縮化させることができる。
【００５１】
このように、本発明の一実施形態によれば、周囲温度検出部２３をそなえたことにより、専用の温度センサをＬＤ１１ａと同一パッケージ内に設けることなく、従来よりの発光モジュール内にパッケージされているＰＤ１１ｂを温度検出用に用いるという簡易な構成によって、ＬＤ１１ａの周囲温度を高精度に検出することができる利点がある。
また、従来のようにＬＤ１１ａと離れた箇所にサーミスタなどの温度センサを用いた場合と比較しても、強制空冷などのいかなる条件においても温度の誤差がなくかつ電源起動時に即時的かつ高精度な温度測定が可能となり、製造時の調整時間を大幅に削減させて、製造時の作業効率を向上させることができる利点もある。
【００５２】
さらに、ＰＤの暗電流を用いた温度検出を行なう場合に比べて、順方向バイアス電圧を印加した場合の端子電圧の温度依存性を用いているので、ＰＤの暗電流に対する温度特性を用いる場合よりも検出温度を個体差なく安定的に測定することができる利点もある。
〔Ｂ〕その他
上述した実施形態にかかわらず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
【００５３】
たとえば、ＬＤ１１ａの発光状態については他のデバイスでモニタし、ＰＤ１１ｂにおいてはＬＤ１１ａの発光状態をモニタするために用いる必要がない場合には、上述のごときＰＤ１１ｂに対するバイアス電圧を切り替える機能（第１，第２スイッチ部２２ｃ−１，２２ｃ−２）、および逆方向バイアス電圧を印加する機能（逆方向バイアス供給部２２ｂ）、更にはモニタ部２５およびアラーム出力部２６としての機能については、適宜省略することも可能である。
【００５４】
また、本実施形態においては、送信制御信号としてＯＬＴから入力されるようにしているが、本発明によればこれに限定されず、ＯＬＴ以外から入力されるようにしてもよい。
その他、上述した実施形態の開示により、本発明の装置を製造することは可能である。
〔Ｃ〕付記
（付記１）
送信信号光を発光し出力するレーザダイオードと、
該レーザダイオードの近傍に配置されたフォトダイオードと、
該レーザダイオードによる該送信信号光の非発光時に該フォトダイオードに対して順方向バイアス電圧を供給する順方向バイアス供給部と、
該順方向バイアス供給部により順方向バイアス電圧が供給された該フォトダイオードの端子電圧から、該レーザダイオードの周囲温度について検出する周囲温度検出部と、をそなえたことを特徴とする、光通信装置。
【００５５】
（付記２）
送信信号光を発光し出力するレーザダイオードと、
該レーザダイオードの近傍において該送信信号光の後方光を受光しうる位置に配置されたフォトダイオードと、
該レーザダイオードによる該送信信号光の発光時には該フォトダイオードに対して逆方向バイアス電圧を供給するとともに、該レーザダイオードによる該送信信号光の非発光時には該フォトダイオードに対して順方向バイアス電圧を供給するＰＤバイアス供給部と、
該レーザダイオードによる該送信信号光の非発光時において、該ＰＤバイアス供給部において順方向バイアス電圧が供給された該フォトダイオードの端子電圧から、該レーザダイオードの周囲温度を検出する周囲温度検出部と、
該レーザダイオードによる該送信信号光の発光時においては、該ＰＤバイアス供給部において逆方向バイアス電圧が供給された該フォトダイオードからの電気信号をもとに、該レーザダイオードによる該送信信号光をモニタするモニタ部と、をそなえたことを特徴とする、光通信装置。
【００５６】
（付記３）
該ＰＤバイアス供給部が、
該フォトダイオードに対して順方向バイアス電圧を供給するための順方向バイアス供給部と、
該フォトダイオードに対して逆方向バイアス電圧を供給するための逆方向バイアス供給部と、
該レーザダイオードによる発光時には該逆方向バイアス供給部により該フォトダイオードに対して逆方向バイアスを供給するとともに、該レーザダイオードによる非発光時には該順方向バイアス供給部により該フォトダイオードに対して順方向バイアスを供給すべく、該順方向および逆方向バイアス供給部の該フォトダイオードへの導通／遮断を切り替えるスイッチ部と、をそなえて構成されたことを特徴とする、付記２記載の光通信装置。
【００５７】
（付記４）
該逆方向バイアス供給部および該順方向バイアス供給部が、該フォトダイオードを間において配置されるとともに、該逆方向バイアス供給部の供給電圧が、該順方向バイアス供給部の供給電圧よりも大きくなるように構成される一方、
該スイッチ部が、
該逆方向バイアス供給部と該フォトダイオードとの間に配置されて、該逆方向バイアス供給部による該フォトダイオードへの逆方向バイアス電圧の供給についてオンオフ切り替えを行なう第１スイッチと、
該順方向バイアス供給部による該フォトダイオードへの順方向バイアス電圧の供給についてオンオフ切り替えを行なう第２スイッチと、をそなえ、
かつ、該レーザダイオードによる発光時には該第１スイッチをオンとし該第２スイッチをオフとする一方、該レーザダイオードによる非発光時には該第１スイッチをオフとし該第２スイッチをオンとすべく構成されたことを特徴とする、付記３記載の光通信装置。
【００５８】
（付記５）
該送信信号光を発光し出力しうるタイミングおよび時間を制御するための送信制御信号を外部から入力され、該ＰＤバイアス供給部は、該送信制御信号に基づいて、該送信信号光を発光し出力しうるタイミングおよび時間にある場合には該送信信号光の発光時とし、該送信信号光を発光し出力しうるタイミングおよび時間にない場合には該送信信号光の非発光時として動作すべく構成されたことを特徴とする、付記２記載の光通信装置。
【００５９】
（付記６）
該周囲温度検出部において検出された該レーザダイオードの周囲温度に基づいて、該レーザダイオードに供給するバイアス電流を可変制御するＬＤバイアス電流制御部をそなえたことを特徴とする、付記１又は２記載の光通信装置。
（付記７）
該モニタ部におけるモニタ結果をもとに、該レーザダイオードにおける発光に異常が生じた場合には、アラーム信号を出力するアラーム出力部をそなえたことを特徴とする、付記６記載の光通信装置。
【００６０】
（付記８）
ギガビット・イーサネット・パッシブ・オプティカル・ネットワークにおける加入者側装置として構成されたことを特徴とする、付記１〜７のいずれか１項記載の光通信装置。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一実施形態にかかる光通信装置を示す図である。
【図２】本実施形態における光通信装置の要部を示す図である。
【図３】本実施形態における光通信装置の要部を示す図である。
【図４】順方向バイアスの電圧が印加された状態における、ＰＤ両端電圧の温度特性を説明するための図である。
【図５】順方向バイアスの電圧が印加された状態における、ＰＤ両端電圧の温度特性を説明するための図である。
【図６】本実施形態における光通信装置の動作を説明するための図である。
【図７】一般的なＰＯＮ光加入者伝送システムを示す図である。
【図８】図７に示すＰＯＮ光加入者伝送システムにおけるＯＮＵからＯＬＴに対する信号送信態様について説明するための図である。
【図９】ＯＮＵとして用いられる光トランシーバを示す図である。
【図１０】ＬＤの駆動電流対光出力特性を示す図である。
【図１１】発光遅延時間について説明するための図である。
【図１２】発光遅延時間を少なくさせるための温度に応じたバイアス電流を示す図である。
【図１３】ＬＤの実際の周囲温度と温度センサによる検出温度との温度差が、両者の間隔が遠くなればなるほど大きくなることを説明するための図である。
【図１４】ＬＤの実際の周囲温度と温度センサによる検出温度との温度差が、両者の間隔が遠くなればなるほど大きくなることを説明するための図である。
【図１５】ＬＤとは別モジュールにそなえられたサーミスタの検出温度が安定するまでの時間について説明するための図である。
【符号の説明】
【００６２】
１    光通信装置
２    光ファイバ
１０    光デバイス部
１１    ＬＤモジュール
１１ａ    ＬＤ
１１ｂ    モニタＰＤ
１２    ハーフミラー
１３    光フィルタ
１４    フォトダイオード
２０    光送信回路
２１    送信データ変調部
２１ａ〜２１ｃ    トランジスタ
２１ｄ    アンプ
２１ｅ    ボルテージフォロア回路
２２    ＰＤバイアス供給部
２２ａ    順方向バイアス供給部
２２ａａ    アンプ
２２ｂ    逆方向バイアス供給部
２２ｃ    スイッチ部
２２ｃ−１    第１スイッチ
２２ｃ−２    第２スイッチ
２３    周囲温度検出部
２３ａ    電圧変換回路
２３ａａ〜２３ａｄ    抵抗
２３ａｅ    アンプ
２３ｂ    アナログスイッチ
２４    ＬＤバイアス電流制御部
２４ａ    対数増幅回路
２４ｂ    ホールド回路
２４ｃ    トランジスタ
２４ｄ    抵抗
２５    モニタ部
２５ａ    抵抗
２５ｂ    電圧変換回路
２５ｂａ〜２５ｂｄ    抵抗
２５ｂｅ    アンプ
２５ｃ    アナログスイッチ
２５ｄ    ホールド回路
２６    アラーム出力部
２７    インバータ
３０    光受信回路
４０    信号処理回路
５００    ＰＯＮ光加入者伝送システム
５０１    ＯＬＴ
５０２    光ファイバ
５０３    スターカプラ
５１１〜５１ｎ    ＯＮＵ
５２０    光トランシーバ
５３０    光デバイス部
５３１    ＬＤモジュール５３１
５３１ａ    ＬＤ
５３１ｂ    ＰＤ
５３２    ハーフミラー
５３３    光フィルタ
５３４    フォトダイオード
５４０    光送信回路
５５０    光受信回路
【図１】
2007005904.tif 000003
【図２】
2007005904.tif 000004
【図３】
2007005904.tif 000005
【図４】
2007005904.tif 000006
【図５】
2007005904.tif 000007
【図６】
2007005904.tif 000008
【図７】
2007005904.tif 000009
【図８】
2007005904.tif 000010
【図９】
2007005904.tif 000011
【図１０】
2007005904.tif 000012
【図１１】
2007005904.tif 000013
【図１２】
2007005904.tif 000014
【図１３】
2007005904.tif 000015
【図１４】
2007005904.tif 000016
【図１５】
2007005904.tif 000017