(57)【要約】【課題】  複数のデータ伝送レートに応じてレーザダイオードのためのバイアス電流及び変調電流を変更することができる光モジュールを提供する。【解決手段】  第１の光モジュールは、（ａ）所定のクロックに同期した送信データを含む電気信号を受けて、クロックの周波数に応じて連続的に変化する第１の信号を生成し、電気信号の再生信号を生成するクロックデータリカバリー部と、（ｂ）第１の信号を識別して、電気信号のデータ伝送レートを示す第２の信号を生成するレート判別部と、（ｃ）第２の信号に応じてバイアス電流を変更する第１の制御信号および変調電流を変更する第２の制御信号を生成する制御部と、（ｄ）第１の制御信号に応じてレーザダイオードにバイアス電流を供給し、再生信号および第２の制御信号に応じてレーザダイオードに変調電流を供給するドライバ部とを備える。【選択図】  図１
2007037008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のクロックに同期した送信データを含む電気信号を受けて、該クロックの周波数に応じて連続的に変化する第１の信号を該電気信号から生成すると共に再生信号を該電気信号から生成するためのクロックデータリカバリー部と、
前記第１の信号を識別して、前記電気信号におけるデータ伝送レートを示す第２の信号を生成するレート判別部と、
前記第２の信号に応じて、バイアス電流を変更する第１の制御信号および変調電流を変更する第２の制御信号を生成するための制御部と、
前記第１の制御信号に応じてレーザダイオードにバイアス電流を供給すると共に、前記再生信号および前記第２の制御信号に応じて該レーザダイオードに変調電流を供給するドライバ部と、
を備える光モジュール。
【請求項２】
所定のクロックに同期した受信データを含む電気信号を受けて、該クロックの周波数に応じて連続的に変化する第１の信号を該電気信号から生成するクロックデータリカバリー部と、
前記第１の信号を識別して、前記電気信号におけるデータ伝送レートを示す第２の信号を生成するレート判別部と、
前記第２の信号に応じて、バイアス電流を変更する第１の制御信号および変調電流を変更する第２の制御信号を生成するための制御部と、
前記第１の制御信号に応じてレーザダイオードにバイアス電流を供給すると共に、送信データを含む送信信号および前記第２の制御信号に応じて該レーザダイオードに変調電流を供給するドライバ部と、
を備える光モジュール。
【請求項３】
前記レート判別部は、前記データ伝送レートを識別するためのしきい値信号と前記第１の信号とを比較して、前記第２の信号を生成するための比較器を含む、
請求項１又は２に記載の光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信用光モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光通信システムでは、通信規格で定められたデータ伝送レートの光信号を送受信するために光モジュールが用いられる。特許文献１、２、及び、非特許文献１には、光モジュールが記載されている。
【特許文献１】特開平６−２３２４８３号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２００３／０００２１０８号明細書
【非特許文献１】「Dual-loop laser drivers bring robustness to optical networks」,LIGHTWAVE, March, 2001, P160-171
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、異なる通信規格に準拠する複数の光通信システムであっても、これらの光通信システムのデータ伝送レートが比較的近い場合、これらの光通信システムでは同一の光モジュールが用いられることがある。例えば、ＳＯＮＥＴ（ＯＣ１９２）規格及び１０Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ：登録商標  以下本明細書において同じ）規格で定められたデータ伝送レートは、それぞれ、９．９５３２８Ｇｂｐｓ、１０．３１２５Ｇｂｐｓであり、互いに比較的近いので、これらの通信規格に準拠する光通信システムでは同一の光モジュールが用いられることがある。
【０００４】
ＳＯＮＥＴ規格では１０Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ規格に比べて大きい消光比が要求されている。ＳＯＮＥＴ規格に準拠するために消光比を大きくすると、レーザダイオードのための駆動信号のＬＯＷレベルの値がレーザダイオードのしきい値電流値に近くなるので、ＬＯＷレベルからＨＩＧＨレベルに立ち上がるときに光出力信号波形が乱れることがある。そこで光出力信号の乱れを抑えるためにレーザダイオード駆動回路の最適化を行っているが、複数のデータ伝送レートに対して回路を最適化するのは困難である。このため、ＳＯＮＥＴのデータ伝送レートで駆動回路を最適化した場合、１０Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔのデータ伝送レートでは光出力信号の暴れを十分抑制することができず、１０Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ規格で定められたパルスマスクを満足できないことがある。そのため、例えば、ＳＯＮＥＴ規格及び１０Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ規格に準拠する光モジュールを製造することが困難であった。
【０００５】
そこで、本発明は、複数のデータ伝送レートに応じてレーザダイオードのためのバイアス電流及び変調電流を変更することができる光モジュールを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の光モジュールは、（ａ）所定のクロックに同期した送信データを含む電気信号を受けて、該クロックの周波数に応じて連続的に変化する第１の信号を該電気信号から生成すると共に再生信号を該電気信号から生成するためのクロックデータリカバリー部と、（ｂ）上記第１の信号を識別して、上記電気信号におけるデータ伝送レートを示す第２の信号を生成するレート判別部と、（ｃ）この第２の信号に応じて、バイアス電流を変更する第１の制御信号および変調電流を変更する第２の制御信号を生成するための制御部と、（ｄ）この第１の制御信号に応じてレーザダイオードにバイアス電流を供給すると共に、上記再生信号および上記第２の制御信号に応じて該レーザダイオードに変調電流を供給するドライバ部とを備える。
【０００７】
この第１の光モジュールによれば、レート判別部が、クロックデータリカバリー部からの第１の信号から、送信データを含む電気信号のデータ伝送レートを示す第２の信号を生成する。制御部は、この第２の信号に応じて、レーザダイオードに供給されるバイアス電流及び変調電流を変更する。
【０００８】
本発明の第２の光モジュールは、（ａ）所定のクロックに同期した受信データを含む電気信号を受けて、該クロックの周波数に応じて連続的に変化する第１の信号を該電気信号から生成するクロックデータリカバリー部と、（ｂ）この第１の信号を識別して、該電気信号におけるデータ伝送レートを示す第２の信号を生成するレート判別部と、（ｃ）この第２の信号に応じて、バイアス電流を変更する第１の制御信号および変調電流を変更する第２の制御信号を生成するための制御部と、（ｄ）この第１の制御信号に応じてレーザダイオードにバイアス電流を供給すると共に、送信データを含む送信信号および上記第２の制御信号に応じて該レーザダイオードに変調電流を供給するドライバ部とを備える。
【０００９】
この第２の光モジュールによれば、レート判別部が、クロックデータリカバリー部からの第１の信号から、受信データを含む電気信号のデータ伝送レートを示す第２の信号を生成する。制御部は、この第２の信号に応じて、レーザダイオードに供給されるバイアス電流及び変調電流を変更する。
【００１０】
第１及び第２の光モジュールのレート判別部は、前記データ伝送レートを識別するためのしきい値信号と前記第１の信号とを比較して、前記第２の信号を生成するための比較器を含んでいる。
【００１１】
また、第１及び第２の光モジュールのクロックデータリカバリー部は、（ａ）参照信号と上記電気信号との間の位相差を示す誤差信号を生成するための位相比較器と、（ｂ）位相比較器に接続されたチャージポンプと、（ｃ）チャージポンプの出力に接続されており、位相差に応じた電圧信号を提供するためのループフィルタと、（ｄ）ループフィルタから電圧信号に応答して、上記参照信号を生成するための電圧制御発振器と、（ｅ）電圧制御発振器に接続されており、上記電気信号に含まれるデータを再生して上記再生信号を生成するフリップフロップとを含んでいてもよい。また、第１及び第２の光モジュールは、ホスト機器に着脱可能な光モジュールであってもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複数のデータ伝送レートに応じてレーザダイオードのためのバイアス電流及び変調電流を変更することができる光モジュールが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００１４】
（第１の実施形態）
【００１５】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光モジュールの構成を示す回路図である。図１に示す光モジュール１０は、クロックデータリカバリー部（以下ＣＤＲという）１２、レート判別部１４、制御部１６、ドライバ部１８、レーザダイオード（以下ＬＤという）２０、及び、モニタ受光素子（以下モニタＰＤという）２２を送信部に備える。
【００１６】
ＣＤＲ１２は、所定のクロックに同期した送信データを含む電気入力信号Ｓｉｎを受けて、このクロックの周波数に応じて連続的に変化する第１の信号Ｓ１を生成する。また、ＣＤＲ１２は、第１の信号Ｓ１と電気入力信号Ｓｉｎとから再生信号Ｓｒを生成する。ＣＤＲ１２は、再生信号Ｓｒをドライバ部１８へ出力し、第１の信号Ｓ１をレート判別部１４へ出力する。
【００１７】
レート判別部１４は、第１の信号Ｓ１に応じて、電気入力信号Ｓｉｎのデータ伝送レートに応じた第２の信号Ｓ２を生成する。レート判別部１４は、第２の信号Ｓ２を制御部１６へ出力する。
【００１８】
制御部１６は、第２の信号Ｓ２に応じて、ＬＤ２０のバイアス電流を変更するための第１の制御信号Ｓｂと、ＬＤ２０の変調電流を変更するための第２の制御信号Ｓｍとを生成する。制御部１６は、第１の制御信号Ｓｂ及び第２の制御信号Ｓｍをドライバ部１８へ出力する。
【００１９】
ドライバ部１８は、第１の制御信号Ｓｂに応じてＬＤ２０にバイアス電流を供給する。また、第２の制御信号Ｓｍ及び再生信号Ｓｒに応じてＬＤ２０に変調電流を供給する。
【００２０】
ＬＤ２０のアノードは、バイアス電流及び変調電流を受ける。ＬＤ２０のカソードは第２の電源ライン（例えば接地ライン）２６ｂに接続されている。ＬＤ２０は、バイアス電流及び変調電流に応じて、光出力信号Ｓｏ及び背面光Ｏｂを出力する。光出力信号Ｓｏは光ファイバ（図示せず）へ出力され、背面光ＯｂはモニタＰＤ２２によって受光される。
【００２１】
モニタＰＤ２２のアノードは第２の電源ライン２６ｂに接続されており、モニタＰＤ２２のカソードは制御部１６に接続されている。モニタＰＤ２２は、背面光Ｏｂの強度に応じた電流信号を生成し、この電流信号を制御部１６へ出力する。制御部１６は、モニタＰＤ２２からの電流信号に応じて、ＬＤ２０の光出力平均値と消光比とを一定に保持するようにＡＰＣ制御を行っている。
【００２２】
次に、各部を更に詳細に説明する。図２は、光モジュール１０の詳細な回路の一例を示す回路図である。ＣＤＲ１２は、バッファ増幅器２８と、位相比較器３０と、チャージポンプ３２と、ループフィルタ３４と、電圧制御発振器（以下ＶＣＯという）３６と、フリップフロップ（以下Ｄ−ＦＦという）３８とを有する。
【００２３】
バッファ増幅器２８の入力は、電気入力信号Ｓｉｎを受ける。バッファ増幅器２８は、この電気入力信号Ｓｉｎを増幅し、増幅された信号Ｓｉｎａを位相比較器３０及びＤ−ＦＦ３８へ出力する。位相比較器３０は、増幅された信号ＳｉｎａとＶＣＯ３６からの参照信号Ｓｒｅｆとを受ける。位相比較器３０は、増幅された信号Ｓｉｎａと参照信号Ｓｒｅｆとの位相差に応じた誤差信号Ｓｅを生成する。位相比較器３０は、誤差信号Ｓｅをチャージポンプ３２へ出力する。チャージポンプ３２は、誤差信号Ｓｅに応じて電流信号を発生する。チャージポンプ３２の出力は、ループフィルタ３４に接続されている。ループフィルタ３４は、例えば、ローパスフィルタである。ループフィルタ３４は、チャージポンプ３２からの電流信号を受けて、低周波成分のみを抽出した第１の信号Ｓ１を生成する。この第１の信号Ｓ１はレート判別部１４とＶＣＯ３６とに入力される。ＶＣＯ３６は、第１の信号Ｓ１に対応した参照信号Ｓｒｅｆを生成する。参照信号Ｓｒｅｆの発振周波数は、第１の信号Ｓ１に応じて変更される。参照信号Ｓｒｅｆは、本実施形態では、位相比較器３０及びＤ−ＦＦ３８に入力される。
【００２４】
本実施形態では、位相比較器３０と、チャージポンプ３２と、ループフィルタ３４と、ＶＣＯ３６とによってＰＬＬが構成されている。本実施形態では、参照信号Ｓｒｅｆの周波数値は、増幅された信号Ｓｉｎａの周波数値の２倍の周波数値に一致する。すなわち、参照信号Ｓｒｅｆの周波数値は、送信データが同期しているクロックの周波数値と一致するので、第１の信号Ｓ１は、このクロックの周波数値に応じて変化する。故に、第１の信号Ｓ１は、このクロックの周波数情報を表している。
【００２５】
Ｄ−ＦＦ３８は、増幅された信号Ｓｉｎａと参照信号Ｓｒｅｆとを受ける。Ｄ−ＦＦ３８は、増幅された信号Ｓｉｎａから再生信号Ｓｒを、参照信号Ｓｒｅｆを用いて生成する。Ｄ−ＦＦ３８は、再生信号Ｓｒをドライバ部１８へ出力する。
【００２６】
レート判別部１４は、データ伝送レートを識別するためのしきい値信号と第１の信号Ｓ１を比較して、第２の信号Ｓ２を生成する。例えば、レート判別部１４は比較器であり、しきい値信号は基準電圧源（図示せず）の電圧信号である。レート判別部１４は、第２の信号Ｓ２を制御部１６へ出力する。
【００２７】
制御部１６は、記憶部４０と、ディジタル／アナログ変換部（以下ＤＡＣという）４２と、誤差増幅器４４と、変調電流制御部４６と、ＡＰＣ抵抗４８とを有する。記憶部４０は、第２の信号Ｓ２に応答してディジタル信号Ｄを出力する。記憶部４０は、バイアス電流目標信号Ｓｉｂのためのデータを記憶している。これらのデータは、ディジタル信号Ｄの値に対応しており、また、第２の信号Ｓ２の値に対応付けて記憶部４０に格納されている。これらのディジタル信号Ｄは、ＤＡＣ４２に出力される。ＤＡＣ４２は、ディジタル信号Ｄに応じたバイアス電流目標信号Ｓｉｂを生成する。ＤＡＣ４２は、バイアス電流目標信号Ｓｉｂを誤差増幅器４４の第１の入力へ出力する。
【００２８】
誤差増幅器４４の第２の入力は、モニタＰＤ２２のカソードに接続されている。モニタＰＤ２２のカソードと第１の電源ライン２６ａとの間にはＡＰＣ抵抗４８が接続されている。ＡＰＣ抵抗４８は、モニタＰＤ２２からの電流信号に応じた電圧信号を生成する。誤差増幅器４４の第２の入力は、ＡＰＣ抵抗４８の電圧信号を受ける。誤差増幅器４４は、ＡＰＣ抵抗４８の電圧信号の値とバイアス電流目標信号Ｓｉｂの値との差に応じた第１の制御信号Ｓｂを生成する。誤差増幅器４４は、第１の制御信号Ｓｂをドライバ部１８及び変調電流制御部４６へ出力する。
【００２９】
変調電流制御部４６は、第１の制御信号Ｓｂと第２の信号Ｓ２とを受ける。変調電流制御部４６は、例えば、内部に記憶部４０及びＤＡＣ４２と同様な記憶部とＤＡＣとを含んでいる。例えば、この記憶部は、変調電流目標信号のためのデータを記憶している。変調電流制御部４６の内部では、例えば、第２の信号Ｓ２に応じた変調電流目標信号の値Ａ、Ｂが生成され、この変調電流目標信号の値Ａ、Ｂと第１の制御信号Ｓｂの値ＶＳｂとの演算を満たす信号値ＶＳｍ（＝Ａ×ＶＳｂ＋Ｂ）の第２の制御信号Ｓｍが生成される。変調電流制御部４６は、第２の制御信号Ｓｍをドライバ部１８へ出力する。
【００３０】
すなわち、制御部１６は、第２の信号Ｓ２に応じて、ＡＰＣ制御のためのバイアス電流目標信号Ｓｉｂ及び変調電流目標信号を変更し、バイアス電流を設定するための第１の制御信号Ｓｂと変調電流を設定するための第２の制御信号Ｓｍとを変更する。制御部１６は、第１の制御信号Ｓｂ及び第２の制御信号Ｓｍをドライバ部１８へ出力する。
【００３１】
ドライバ部１８は、変調部５０と、誤差増幅器５２と、トランジスタ５４と、抵抗５６とを有する。変調部５０は、再生信号Ｓｒと第２の制御信号Ｓｍとを受ける。変調部５０は、第２の制御信号Ｓｍに応じて電流を生成し、この電流を再生信号Ｓｒに応じて変調した変調電流を生成する。変調部５０の出力はＬＤ２０のアノードに接続されており、変調部５０はＬＤ２０に変調電流を供給する。誤差増幅器５２の第１の入力は、第１の制御信号Ｓｂを受ける。誤差増幅器５２の第２の入力は、トランジスタ５４のエミッタに接続されている。誤差増幅器５２の出力は、トランジスタ５４のベースに接続されている。トランジスタ５４のエミッタと第１の電源ライン２６ａとの間には、抵抗５６が接続されている。トランジスタ５４のコレクタはＬＤ２０のアノードに接続されている。誤差増幅器５２は、第１の制御信号Ｓｂの値と抵抗５６の電圧値との差に応じた電圧を生成する。トランジスタ５４は、誤差増幅器５２からの電圧に応じてＬＤ２０にバイアス電流を供給する。
【００３２】
次に、図２を参照しながら、第１の実施形態の光モジュール１０の動作を説明する。例えば、光モジュール１０がＳＯＮＥＴ規格に準拠する光通信システムで用いられた場合を考える。なお、光モジュール１０は１０Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ規格に準拠する光通信システムに用いられた場合でも同様に動作する。
【００３３】
ＳＯＮＥＴ規格で定められたデータ伝送レートは９．９５３２８Ｇｂｐｓであるので、９．９５３２８ＧＨｚのクロックに同期した送信データを含む電気入力信号Ｓｉｎが光モジュール１０に入力される。この電気入力信号Ｓｉｎはバッファ増幅部２８によって増幅され、増幅された信号Ｓｉｎａが位相比較器３０に入力される。位相比較器３０には、ＶＣＯ３６からの参照信号Ｓｒｅｆも入力されている。位相比較器３０は、増幅された信号Ｓｉｎａと参照信号Ｓｒｅｆとの位相差に応じた誤差信号Ｓｅを生成する。チャージポンプ３２は、誤差信号Ｓｅに応じた電流信号を生成する。ループフィルタ３４は、この電流信号に応じて充放電し、この充放電によって蓄積した電荷に応じた第１の信号Ｓ１を生成する。この第１の信号Ｓ１によってＶＣＯ３６が制御され、参照信号Ｓｒｅｆの周波数の値が変更される。すなわち、位相比較器３０と、チャージポンプ３２と、ループフィルタ３４と、ＶＣＯ３６とで構成されるＰＬＬによって、増幅された信号Ｓｉｎａに同期した参照信号Ｓｒｅｆを抽出する。Ｄ−ＦＦ３８は、増幅された信号Ｓｉｎａから参照信号Ｓｒｅｆに同期した再生信号Ｓｒを生成する。
【００３４】
図３に、ＶＣＯ３６の発振周波数（参照信号Ｓｒｅｆの周波数）−制御電圧（第１の信号Ｓ１）特性の一例を示す。ＰＬＬによって抽出された参照信号Ｓｒｅｆの周波数の値は９．９５３２８ＧＨｚであり、第１の信号Ｓ１の値はＶＳ１Ｓである。レート判別部１４は、第１の信号Ｓ１の値ＶＳ１Ｓと基準電圧源の電圧値Ｖ２とを比較して、例えばＬＯＷレベルの第２の信号Ｓ２を生成する。
【００３５】
再び図２を参照し、記憶部４０は、ＬＯＷレベルの第２の信号Ｓ２に応答して、予め記憶されたデータからディジタル信号Ｄを発生する。ＤＡＣ４２は、このディジタル信号Ｄに応じたバイアス電流目標信号Ｓｉｂを生成する。誤差増幅器４４は、バイアス電流目標信号Ｓｉｂの値とＡＰＣ抵抗４８の電圧信号の値との差に応じた第１の制御信号Ｓｂを生成する。変調電流制御部４６は、ＬＯＷレベルの第２の信号Ｓ２に応答して、予め記憶されたデータから変調電流目標信号を生成し、変調電流目標信号の値と第１の制御信号Ｓｂの値とから第２の制御信号Ｓｍを生成する。
【００３６】
ドライバ部１８は、第１の制御信号Ｓｂに応じてバイアス電流をＬＤ２０に供給し、第２の制御信号Ｓｍに応じて変調電流をＬＤ２０に供給する。ＬＤ２０は光出力信号Ｓｏ及び背面光Ｏｂを生成する。この背面光ＯｂはモニタＰＤ２２によって受光され、モニタＰＤ２２は背面光Ｏｂの強度に応じた電流信号を制御部１６のＡＰＣ抵抗４８に帰還する。制御部１６は、ＡＰＣ抵抗４８の電圧信号の値がバイアス電流目標信号Ｓｉｂの値と一致するようにバイアス電流を制御する。また、制御部１６は、変調電流目標信号及び第１の制御信号Ｓｂに応じて変調電流を制御する。すなわち、制御部１６は、光出力平均値及び消光比が一定となるようにＡＰＣ制御を行う。
【００３７】
例えば、光モジュール１０が１０Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ規格に準拠する光通信システムで用いられた場合には、１０Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ規格で定められたデータ伝送レートは１０．３１２５Ｇｂｐｓであるので、光モジュール１０の電気入力信号Ｓｉｎは１０．３１２５ＧＨｚのクロックに同期した送信データを含む。この場合、参照信号Ｓｒｅｆの周波数の値は１０．３１２５ＧＨｚとなり、第１の信号Ｓ１の値はＶＳ１Ｅに変更されるので（図３参照）、レート判別部１４からの第２の信号Ｓ２は、例えばＨＩＧＨレベルの信号に変更される。制御部１６は、ＨＩＧＨレベルの第２の信号Ｓ２に応じて、予め記憶されたデータからバイアス電流目標信号Ｓｉｂ及び変調電流目標信号を変更し、ＡＰＣ制御によってバイアス電流及び変調電流を変更する。したがって、光モジュール１０の光出力信号Ｓｏの光出力平均値及び消光比が変更される。
【００３８】
このように、第１の実施形態の光モジュール１０によれば、レート判別部１４が、ＣＤＲ１２からの第１の信号Ｓ１から、送信データを含む電気入力信号Ｓｉｎのデータ伝送レートを示す第２の信号Ｓ２を生成する。制御部１６が、この第２の信号Ｓ２に応じて、ＡＰＣ制御のためのバイアス電流目標信号の値及び変調電流目標信号の値を変更し、ＬＤ２０に供給されるバイアス電流及び変調電流を変更する。すなわち、第１の実施形態の光モジュール１０は、電気入力信号Ｓｉｎのデータ伝送レートに応じて、ＬＤ２０のためのバイアス電流及び変調電流を変更することができる。したがって、この光モジュール１０では、電気入力信号Ｓｉｎのデータ伝送レートに応じて、光出力信号Ｓｏの光出力平均値及び消光比が変更される。
【００３９】
ＳＯＮＥＴ規格と１０Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ規格とでは、要求されている光出力信号に関する規格値が異なるので、光出力信号の光出力平均値及び消光比の最適値が異なる。図４（ａ）及び図４（ｂ）に、それぞれ、ＳＯＮＥＴ規格と１０Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ規格とで定められた光出力信号波形のパルスマスクを示す。図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す部分Ｘ、Ｙがパルスマスクである。ＳＯＮＥＴ規格のパルスマスクの部分Ｘは長方形であるのに対して、１０Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ規格のパルスマスクの部分Ｘは１０角形である。このように、ＳＯＮＥＴ規格及び１０Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ規格では、光出力信号波形のパルスマスクの形状が異なる。また、ＳＯＮＥＴ規格では光出力信号の消光比が６．０ｄＢ以上であるのに対して、１０Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ規格では光出力信号の消光比が３．５ｄＢ以上である。
【００４０】
また、ＳＯＮＥＴ  ＶＳＲ２００−２Ｒ１規格（１０Ｇ、１３１０ｎｍ、２ｋｍ）では光出力信号の光出力平均値が−０．１ｄＢｍ〜−６．０ｄＢｍ（OMA）であることが要求されているのに対して、１０Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ−ＲＬ規格では光出力信号の光出力平均値が＋０．５ｄＢｍ（Average power）〜−５．２ｄＢｍ（OMA）であることが要求されている。
【００４１】
したがって、例えば、ＳＯＮＥＴ規格における光出力信号の光出力平均値及び消光比の最適値は、それぞれ、−３ｄＢｍ、７ｄＢであると考えられ、１０Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ規格における光出力信号Ｓｏの平均光出力及び消光比の最適値は、それぞれ、−２ｄＢｍ、５ｄＢであると考えられる。
【００４２】
図５に、ＬＤ２０の光出力パワー−駆動電流特性を示す。本実施形態では、電気入力信号のデータ伝送レートがＳＯＮＥＴ規格である場合と１０Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ規格である場合とで、光出力信号Ｓｏの光出力平均値及び消光比が上記の最適値に変更されるように、記憶部４０及び変調電流制御部４６に予めデータを設定している。これらのデータからＡＰＣ制御のためのバイアス電流目標信号の値及び変調電流目標信号の値が変更され、バイアス電流及び変調電流が変更される。本実施形態では、電気入力信号のデータ伝送レートがＳＯＮＥＴ規格である場合、バイアス電流の値及び変調電流の値が、それぞれ、２０ｍＡ、５０ｍＡに変更され、光出力信号Ｓｏの光出力平均値及び消光比が、それぞれ、−３ｄＢ、７ｄＢに変更される。また、本実施形態では、電気入力信号のデータ伝送レートが１０Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ規格である場合、バイアス電流の値及び変調電流の値は、それぞれ、２８ｍＡ、４２ｍＡに変更され、光出力信号Ｓｏの光出力平均値及び消光比は、それぞれ、−２ｄＢ、５ｄＢに変更される。
【００４３】
このように、本実施形態によれば、ＳＯＮＥＴ規格と１０Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ規格とで、光出力信号の光出力平均値及び消光比を最適に変更することができる。本実施形態によれば、１０Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ規格ではＳＯＮＥＴ規格のときに比べて消光比が小さく変更されるので、駆動電流のＬＯＷレベルの値がレーザダイオードのしきい値電流（本実施形態では８ｍＡ）に比べて大きい値に変更され、ＬＯＷレベルからＨＩＧＨレベルに立ち上がるときの光出力信号波形の乱れが低減される。したがって、１０Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ規格のパルスマスクを容易に満足することができる。
【００４４】
また、本実施形態では、通信規格に応じて光出力信号の光出力平均値及び消光比を最適に変更することができるので、製造時の歩留まりが低減される。
【００４５】
（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態に係る光モジュールの構成を示す回路図である。図６に示す光モジュール１０ａは、レート判別部１４の代わりにレート判別部１４ａを備えており、制御部１６の代わりに制御部１６ａを備えている。その他の構成は、第１の実施形態と同様である。
【００４６】
レート判別部１４ａは、ウインドコンパレータ６０ａ、６０ｂとＮＡＮＤ６８とを備えている。ウインドコンパレータ６０ａは、比較器６２ａ、６４ａとＮＡＮＤ６６ａとを備えている。比較器６２ａのプラス入力は第１の信号Ｓ１を受けており、比較器６２ａのマイナス入力は値Ｖ３の基準電圧を受けている。比較器６２ａの出力はインバータといったＮＯＴを介してＮＡＮＤ６６ａの第１の入力に接続されている。比較器６４ａのプラス入力は値Ｖ２の基準電圧を受けており、比較器６４ａのマイナス入力は第１の信号Ｓ１を受けている。比較器６４ａの出力はインバータといったＮＯＴを介してＮＡＮＤ６６ａの第２の入力に接続されている。
【００４７】
ウインドコンパレータ６０ｂは、６０ａと同様に、比較器６２ｂ、６４ｂとＮＡＮＤ６６ｂとを備えている。比較器６２ｂのプラス入力は第１の信号Ｓ１を受けており、比較器６２ｂのマイナス入力は値Ｖ２の基準電圧を受けている。比較器６２ｂの出力はインバータといったＮＯＴを介してＮＡＮＤ６６ｂの第１の入力に接続されている。比較器６４ｂのプラス入力は値Ｖ１の基準電圧を受けており、比較器６４ｂのマイナス入力は第１の信号Ｓ１を受けている。比較器６４ｂの出力はインバータといったＮＯＴを介してＮＡＮＤ６６ｂの第２の入力に接続されている。ＮＡＮＤ６６ａ、６６ｂは、ＮＡＮＤ６８の入力に接続されている。レート判別部１４ａは、ＮＡＮＤ６８の出力信号を第２の信号Ｓ２ａとして出力し、ウインドコンパレータ６０ｂの出力信号を第２の信号Ｓ２ｂとして出力する。
【００４８】
図７（ａ）、図７（ｂ）、及び、図７（ｃ）に、それぞれ、ウインドコンパレータ６０ａ、６０ｂ、ＮＡＮＤ６８の入出力特性を示す。例えば、基準電圧の値Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３は、それぞれ、図３に示す値Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３と同一である。
【００４９】
再び図６を参照し、制御部１６ａは、記憶部４０の代わりに電流生成部４０ａを有し、ＤＡＣ４２の代わりに電流電圧変換部４２ａを有し、変調電流制御部４６の代わりに変調電流制御部４６ａを有する点において制御部１６と異なる。本実施形態では、電流生成部４０ａは、第２の信号Ｓ２ａ、Ｓ２ｂに応答して電流信号Ｉを出力する。電流生成部４０ａは、バイアス電流目標信号Ｓｉｂのための二つの電流源を有しており、第２の信号Ｓ２ａ、Ｓ２ｂに応じて電流信号Ｉを変更する。本実施形態では、電流生成部４０ａは、第２の信号Ｓ２ａがＨＩＧＨレベルである場合に電流信号Ｉの電流値を変更することが可能となり、第２の信号Ｓ２ｂに応じて電流信号Ｉの電流値を変更する。電流生成部４０ａは、第２の信号Ｓ２ａがＬＯＷレベルである場合には、第２の信号Ｓ２ｂに関係なく所定の電流値（例えば、一定な電流値、又は、０ｍＡ）の電流信号Ｉを生成する。このような電流値変更制御は、トランジスタを用いたロジック回路によって実現可能である。電流生成部４０ａは、電流信号Ｉを電流電圧変換部４２ａへ出力する。電流電圧変換部４２ａは、例えば抵抗を含む。電流電圧変換部４２ａは、電流信号Ｉを電圧信号に変換することによってバイアス電流目標信号Ｓｉｂを生成する。バイアス電流目標信号Ｓｉｂは、誤差増幅器４４の第１の入力に入力される。
【００５０】
誤差増幅器４４の第２の入力は、ＡＰＣ抵抗４８の電圧を受ける。誤差増幅器４４は、ＡＰＣ抵抗４８の電圧信号の値とバイアス電流目標信号Ｓｉｂの値との差に応じた第１の制御信号Ｓｂを生成する。誤差増幅器４４は、第１の制御信号Ｓｂをドライバ部１８及び変調電流制御部４６へ出力する。
【００５１】
変調電流制御部４６ａは、第１の制御信号Ｓｂと第２の信号Ｓ２ａ、Ｓ２ｂとを受ける。変調電流制御部４６ａは、内部に第１の実施形態の記憶部４０及びＤＡＣ４２と同様な記憶部とＤＡＣとを含んでいる。例えば、この記憶部は、変調電流目標信号のためのデータを記憶している。変調電流制御部４６ａの内部では、例えば、第２の信号Ｓ２ａ、Ｓ２ｂに応じた変調電流目標信号の値Ａ、Ｂが生成され、この変調電流目標信号の値Ａ、Ｂと第１の制御信号Ｓｂの値ＶＳｂとの演算を満たす信号値ＶＳｍ（＝Ａ×ＶＳｂ＋Ｂ）の第２の制御信号Ｓｍが生成される。本実施形態では、変調電流制御部４６ａは、第２の信号Ｓ２ａがＨＩＧＨレベルである場合に変調電流目標信号を変更することが可能となり、第２の信号Ｓ２ｂに応じて変調電流目標信号を変更する。変調電流制御部４６ａは、第２の信号Ｓ２ａがＬＯＷレベルである場合には、第２の信号Ｓ２ｂに関係なく所定の値（例えば、一定な値、又は、ＬＯＷレベル）の変調電流目標信号を生成する。変調電流制御部４６ａは、第２の制御信号Ｓｍをドライバ部１８へ出力する。
【００５２】
次に、第２の実施形態の光モジュール１０ａの動作を説明する。レート判別部１４ａは、図７（ｃ）及び（ｂ）に示す第２の信号Ｓ２ａと第２の信号Ｓ２ｂとを生成する。例えば、ＣＤＲ１２内のＶＣＯ３６の発振周波数範囲内のクロックに同期した送信データを含む電気入力信号Ｓｉｎが光モジュール１０ａに入力される場合を考える。この場合、第２の信号Ｓ２ａがＨＩＧＨレベルであるので、制御部１６ａは、第１の実施形態と同様に、ＬＯＷレベル又はＨＩＧＨレベルの第２の信号Ｓ２ｂに応じて、予め記憶されたデータからバイアス電流目標信号Ｓｉｂ及び変調電流目標信号を変更し、ＡＰＣ制御によってバイアス電流及び変調電流を変更する。したがって、光モジュール１０ａの光出力信号Ｓｏの光出力平均値及び消光比が変更される。
【００５３】
例えば、電気入力信号Ｓｉｎが光モジュール１０ａに入力されない場合、または、ＶＣＯ３６の発振周波数範囲外のクロックに同期した送信データを含む電気入力信号Ｓｉｎが光モジュール１０ａに入力される場合を考える。この場合、第１の信号Ｓ１の値はＶ１以下、又は、Ｖ３以上となるので（図３参照）、レート判別部１４ａは、ＬＯＷレベルの第２の信号Ｓ２ａ及びＨＩＧＨレベルの第２の信号Ｓ２ｂを生成する（図７参照）。
【００５４】
電流生成部４０ａは、第２の信号Ｓ２ａがＬＯＷレベルである場合、第２の信号Ｓ２ｂの値に関わらず、所定の一定値の電流信号Ｉを出力し、バイアス電流目標信号Ｓｉｂの値が所定の一定値となる。変調電流制御部４６内では、第２の信号Ｓ２ａがＬＯＷレベルである場合、第２の信号Ｓ２ｂの値に関わらず、所定の一定値の変調信号目標信号を生成する。すなわち、制御部１６は、ＬＯＷレベルの第２の信号Ｓ２ａに応じて、予め記憶されたデータからバイアス電流目標信号Ｓｉｂ及び変調電流目標信号を所定の一定値に変更し、ＡＰＣ制御によってバイアス電流及び変調電流を所定の一定値に変更する。したがって、光モジュール１０ａの光出力信号Ｓｏの光出力平均値及び消光比が所定の一定値に変更される。
【００５５】
このように、第２の実施形態の光モジュール１０ａによれば、レート判別部１４ａが、ＣＤＲ１２からの第１の信号Ｓ１から、送信データを含む電気入力信号Ｓｉｎのデータ伝送レートを示す第２の信号Ｓ２を生成する。制御部１６ａが、この第２の信号Ｓ２ａ、Ａ２ｂに応じて、ＡＰＣ制御のためのバイアス電流目標信号の値及び変調電流目標信号の値を変更し、ＬＤ２０に供給されるバイアス電流及び変調電流を変更する。すなわち、第２の実施形態の光モジュール１０ａは、電気入力信号Ｓｉｎのデータ伝送レートに応じて、ＬＤ２０のためのバイアス電流及び変調電流を変更することができる。したがって、この光モジュール１０ａでは、電気入力信号Ｓｉｎのデータ伝送レートに応じて、光出力信号Ｓｏの光出力平均値及び消光比が変更される。
【００５６】
また、第２の実施形態の光モジュール１０ａによれば、電気入力信号Ｓｉｎが入力されない場合、または、ＣＤＲ１２内のＶＣＯ３６の発振周波数範囲外のクロックに同期した送信データを含む電気入力信号Ｓｉｎが入力される場合に、制御部１６ａが、ＡＰＣ制御のためのバイアス電流目標信号の値及び変調電流目標信号の値を所定の一定値に設定するので、ＬＤ２０のためのバイアス電流及び変調電流を所定の一定値に設定することができる。したがって、この光モジュール１０ａでは、光出力信号の光出力平均値及び消光比が所定の一定値に設定される。
【００５７】
例えば、電気入力信号が入力されないとき、または、ＣＤＲ１２内のＶＣＯ３６の発振周波数範囲外のデータ伝送レートの電気入力信号が入力されたときに、光出力を停止したい場合には、バイアス電流及び変調電流を０ｍＡに設定すればよい。
【００５８】
また、例えば、ＣＤＲ１２内のＶＣＯ３６の発振周波数範囲内のデータ伝送レートの電気入力信号が入力されたときの光出力回復を速くしたい場合には、電気入力信号が入力されないとき、または、ＣＤＲ１２内のＶＣＯ３６の発振周波数範囲外のデータ伝送レートの電気入力信号が入力されたときに、変調電流を０ｍＡ、バイアス電流をＬＤ２０の閾値電流付近に設定すればよい。
【００５９】
また、例えば、光アンプ等を光通信システムに用いており、光出力平均値を変更できない場合には、電気入力信号が入力されないとき、または、ＣＤＲ１２内のＶＣＯ３６の発振周波数範囲外のデータ伝送レートの電気入力信号が入力されたときに、変調電流を０ｍＡ、バイアス電流を例えばＳＯＮＥＴ規格又は１０Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ規格の電気入力信号を受信しているときと同一な値に設定すればよい。
【００６０】
電気入力信号が入力されないとき、または、ＶＣＯの発振周波数範囲外のデータ伝送レートの電気入力信号が入力されたときに、ＣＤＲによってドライバ部への変調信号（再生信号）の供給を停止することがある。しかしながら、ＡＰＣ制御が行われていると、ＣＤＲによって変調信号の供給を停止したとしても、光出力信号が不定となることがあり、光出力信号を停止することができないことがある。本実施形態では、バイアス電流及び変調電流のＡＰＣ制御のための目標値を変更することによって光出力信号が変更されるので、電気入力信号が入力されないとき、または、ＶＣＯの発振周波数範囲外のデータ伝送レートの電気入力信号が入力されたときに、最も好ましい状態に光出力信号を変更することができる。
【００６１】
（第３の実施形態）
図８は、本発明の第３の実施形態に係る光モジュールの構成を示す回路図である。図８に示す光モジュール１０ｂは、レート判別部１４、制御部１６、ドライバ部１８、ＬＤ２０、及び、モニタＰＤ２２を送信部１１に備え、受光素子７０、トランスインピーダンスアンプ（以下ＴＩＡという）７２、及び、ＣＤＲ１２を受信部７１に備える。以下、第１の実施形態と同一な構成の説明は省略する。
【００６２】
受光素子７０のカソードは第１の電源ライン２６ａに接続されており、受光素子７０のアノードはＴＩＡ７２の入力に接続されている。受光素子７０は、所定のクロックに同期した受信データを含む光入力信号Ｓｉｎｏを受けて、光入力信号Ｓｉｎｏに応じた電流信号を生成する。この電流信号はＴＩＡ７２に入力される。ＴＩＡ７２は受光素子７０から電流信号を受けて、この電流信号に応じた電圧信号（以下電気信号という）Ｓｉｎｂを生成する。ＴＩＡ７２の出力はＣＤＲ１２に接続されており、ＴＩＡ７２は電気信号ＳｉｎｂをＣＤＲ１２へ出力する。ドライバ部１８は、本実施形態ではＣＤＲを介さずに電気入力信号Ｓｉｎを受ける。なお、ドライバ部１８は、第１の実施形態と同様に、ＣＤＲを介して電気入力信号Ｓｉｎを受けてもよい。
【００６３】
次に、光モジュール１０ｂの動作を説明する。まず、所定のクロックに同期した受信データを含む光入力信号Ｓｉｎｏが光モジュール１０に入力される。この光入力信号Ｓｉｎｏは、受光素子７０によって受光され、この光入力信号Ｓｉｎｏに応じた電流信号が生成される。ＴＩＡ７２はこの電流信号に応じた電気信号ＳｉｎｂをＣＤＲ１２へ出力する。第１の実施形態で説明したように、ＣＤＲ１２と、レート判別部１４と、制御部１６とによって、電気信号Ｓｉｎｂのデータ伝送レートに応じて、ＡＰＣ制御のためのバイアス電流目標信号の値及び変調電流目標信号の値が変更され、ＬＤ２０に供給されるバイアス電流及び変調電流が変更される。したがって、光モジュール１０の光出力信号Ｓｏの光出力平均値及び消光比が変更される。
【００６４】
このように、第３の実施形態の光モジュール１０ｂによれば、レート判別部１４が、ＣＤＲ１２からの第１の信号Ｓ１から、受信データを含む電気信号Ｓｉｎｂ、すなわち、光入力信号Ｓｉｎｏのデータ伝送レートを示す第２の信号Ｓ２を生成する。制御部１６が、この第２の信号Ｓ２に応じて、ＡＰＣ制御のためのバイアス電流目標信号の値及び変調電流目標信号の値を変更し、ＬＤ２０に供給されるバイアス電流及び変調電流を変更する。すなわち、第３の実施形態の光モジュール１０ｂは、電気信号Ｓｉｎｂのデータ伝送レートに応じて、ＬＤ２０のためのバイアス電流及び変調電流を変更することができる。したがって、この光モジュール１０ｂでは、電気信号Ｓｉｎｂのデータ伝送レートに応じて、光出力信号の光出力平均値及び消光比が変更される。
【００６５】
一般に、光モジュールの送信部と受信部とは同一の光通信システムで用いられるので、光入力信号Ｓｉｎｏと電気入力信号Ｓｉｎとのデータ伝送レートは同一である。また、ＳＯＮＥＴ規格や１０Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ規格ではｐｏｉｎｔ−ｔｏ−ｐｏｉｎｔ方式が用いられるので、信号送信と信号受信とが同時に行われる。
【００６６】
また、光通信システムが分散クロックシステムの場合、送受信信号が同一の通信規格に準じていても、送受信信号が同期するクロック周波数値が送信信号と受信信号とで異なることがある。しかしながら、同一通信規格内での送信信号と受信信号とのクロック周波数値の差は、非同一通信規格間のデータ伝送レートの差に比べてはるかに小さい。したがって、光通信システムが分散クロックシステムの場合であっても、本実施形態の光モジュール１０ｂを用いることができる。
【００６７】
なお、本発明は上記した本実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。本実施形態では、ＳＯＮＥＴ規格と１０Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ規格とのデータ伝送レートの判別を例示したが、これに限られるものではない。また、本実施形態では、二つの通信規格のデータ伝送レートの判別を例示したが、三つ以上の通信規格のデータ伝送レートの判別も可能である。この場合、レート判別部は、複数のウインドコンパレータ及び複数のロジック回路（例えば、ＡＮＤやＯＲ）、又は、複数の比較器を備えればよい。
【００６８】
また、第２の実施形態では、レート判別部にウインドコンパレータを用いたが、ウインドコンパレータの代わりに、３個の比較器と複数のＡＮＤとを用いてもよく、また、３個の比較器と複数のＯＲとを用いてもよい。
【００６９】
本実施形態では、変調電流制御部が、記憶部及びＤＡＣといったディジタル回路を備えて変調電流目標信号を変更したが、複数の電流源及び抵抗といったアナログ回路を備えて変調電流目標信号を変更してもよい。
【００７０】
また、本実施形態では、入力信号が同期するクロックの周波数値と同一な値の周波数で動作するＰＬＬ（位相比較器、チャージポンプ、ループフィルタ、ＶＣＯ）を例示したが、例えば、分周器を更に備えて、入力信号が同期するクロックの周波数値より低い値の周波数で動作するＰＬＬであってもよい。
【００７１】
また、本実施形態では、トランジスタとしてバイポーラトランジスタ（ＢＪＴ）を例示したが、トランジスタとして電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光モジュールの構成を示す回路図である。
【図２】第１の実施形態の光モジュールの詳細な回路の一例を示す回路図である。
【図３】ＶＣＯの発振周波数−制御電圧特性の一例を示す図である。
【図４】図４（ａ）及び図４（ｂ）は、それぞれ、ＳＯＮＥＴ規格と１０Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ規格とで定められた光出力信号波形のパルスマスクを示す図である。
【図５】レーザダイオードの光出力パワー−駆動電流特性を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る光モジュールの構成を示す回路図である。
【図７】図７（ａ）、図７（ｂ）、及び、図７（ｃ）は、それぞれ、ウインドコンパレータ６０ａ、６０ｂ、ＮＡＮＤ６８の入出力特性を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る光モジュールの構成を示す回路図である。
【符号の説明】
【００７３】
１０…光モジュール、１２…ＣＤＲ、１４…レート判別部、１６…制御部、１８…ドライバ部、２０…ＬＤ、２２…モニタＰＤ、２８…バッファ増幅器、３０…位相比較器、３２…チャージポンプ、３４…ループフィルタ、４０…記憶部、４２…ＤＡＣ、４４、５２        誤差増幅器、４６…変調電流制御部、４８…ＡＰＣ抵抗、５０…変調部、５４…トランジスタ、５６…抵抗、Ｓｉｎ…電気入力信号、Ｓ１…第１の信号、Ｓ２…第２の信号、Ｓｒ…再生信号、Ｓｂ…第１の制御信号、Ｓｍ…第２の制御信号、Ｓｏ…光出力信号、Ｏｂ…背面光、Ｓｉｎａ…増幅された信号、Ｓｅ…誤差信号、Ｓｒｅｆ…参照信号、Ｄ…ディジタル信号、Ｓｉｂ…バイアス電流目標信号。
【図１】
2007037008.tif 000003
【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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