(57)【要約】【課題】  レーザダイオードを使用した光送信器において、レーザダイオードの特性劣化を速やかに検出できる光送信器、またレーザダイオードの特性劣化を検出する機能を用いて最適な消光比を有する光送信器および光送信器制御方法を提供することを目的とする。【解決手段】  送信信号の異なる電圧レベルに対して、それぞれ該送信信号に比べて低い周波数を有するパイロット信号が互いに逆位相になるように重畳されたレーザダイオード電流によりレーザダイオードを駆動するレーザダイオード駆動回路と、該レーザダイオードの光出力をモニタするモニタ回路と、該モニタ回路の出力より該パイロット信号の周波数成分を抽出するフィルタ回路と、該パイロット信号の位相と該フィルタ回路の抽出した該周波数成分の位相とを比較する位相比較回路と、該位相比較回路の位相比較結果によって該レーザダイオードの劣化を判定する劣化判定回路を備える。【選択図】  図１
2007194576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信信号の異なる電圧レベルに対して、それぞれ該送信信号に比べて低い周波数を有するパイロット信号が互いに逆位相になるように重畳されたレーザダイオード電流によりレーザダイオードを駆動するレーザダイオード駆動回路と、
該レーザダイオードの光出力をモニタするモニタ回路と、
該モニタ回路の出力より該パイロット信号の周波数成分を抽出するフィルタ回路と、
該パイロット信号の位相と該フィルタ回路の抽出した該周波数成分の位相とを比較する位相比較回路と、
該位相比較回路の位相比較結果によって該レーザダイオードの劣化を判定する劣化判定回路と、
を備えることを特徴とする光送信器。
【請求項２】
送信信号に応じたレーザダイオード電流によりレーザダイオードを駆動するレーザダイオード駆動回路と、
該レーザダイオードの光出力をモニタするモニタ回路と、
該モニタ回路が出力するモニタ電流に基づいて、該レーザダイオードの光出力電力もしくは該レーザダイオードの光出力の消光比のいずれかを、もしくは両方を制御する制御回路を備える光送信器であって、
該レーザダイオード駆動回路は、送信信号の異なる電圧レベルに対して、それぞれ該送信信号に比べて低い周波数を有するパイロット信号が互いに逆位相になるように重畳されたレーザダイオード電流を生成し、
該モニタ回路の出力より該パイロット信号の周波数成分を抽出するフィルタ回路と、
該パイロット信号の位相と該フィルタ回路の抽出した該周波数成分の位相を比較する位相比較回路と、
該位相比較回路の位相比較結果によって該レーザダイオードの劣化を判定する劣化判定回路を備え、
該劣化判定回路が該レーザダイオードの劣化を判定した場合に、該制御回路において該レーザダイオードの光出力電力及び該レーザダイオードの光出力の消光比の制御を保持することを特徴とする光送信器。
【請求項３】
請求項２に記載の光送信器であって、
前記フィルタ回路の抽出した該周波数成分の振幅を検出し、前記パイロット信号の振幅と比較する振幅比較回路を備え、
前記劣化判定回路は、前記位相比較回路の比較結果、該振幅比較回路の比較結果及び予め登録されたレーザダイオード劣化判定条件に基づいてレーザダイオードの劣化の状態を判定し、
前記制御回路は、該劣化判定回路の判定結果に基づいて前記レーザダイオードの光出力の消光比を制御することを特徴とする光送信器。
【請求項４】
送信信号を変調する変調電流にバイアス電流を重畳したレーザダイオード電流によってレーザダイオードを駆動し、
該レーザダイオードの光出力をモニタし、
該モニタ回路が出力するモニタ電流に基づいて、該レーザダイオードの光出力電力もしくは該レーザダイオードの光出力の消光比のいずれかを、もしくは両方を制御する光送信器制御方法において、
パイロット信号を重畳した変調電流によって送信信号を変調しバイアス電流を重畳したレーザダイオード電流を生成し、
光出力の変調されたパイロット信号の周波数成分を抽出し、
該パイロット信号の位相と該パイロット信号の周波数成分の位相を比較し、
該位相比較結果によって該レーザダイオードの劣化を判定し、
該レーザダイオードの劣化を判定した場合に、該レーザダイオードの光出力電力及び該レーザダイオードの光出力の消光比の制御を保持することを特徴とする光送信器制御方法。
【請求項５】
請求項４に記載の光送信器制御方法であって、
前記パイロット信号の周波数成分の振幅を検出し、前記パイロット信号の振幅と比較し、
前記位相比較の結果、該比較結果及び予め登録されたレーザダイオード劣化判定条件に基づいてレーザダイオードの劣化の状態を判定し、
該劣化判定回路の判定結果に基づいて前記レーザダイオードの光出力の消光比を制御することを特徴とする光送信器制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光送信器に係り、特に、レーザダイオード（ＬＤ：laser diode）を用いた光送信器の劣化検出および劣化検出結果に基づいて消光比を制御する光送信器に関する。
【背景技術】
【０００２】
長距離伝送を可能とする光伝送システムの光源としてＬＤを用いた光送信器が使用されている。光送信器は、光伝送距離を延伸するために、光送信電力を一定電力にするように制御し、また、光送信信号の論理レベル“１”と論理レベル“０”のレベル比である消光比を一定の範囲にするように制御する。
【０００３】
図１２は、ＬＤの直接変調を説明する図であり、図の右側がＬＤ101の周辺回路であり、図の左側が増幅器（ＡＭＰ）102を有するＬＤ駆動回路である。送信信号(2)は変調電流（Ｉｐ）制御信号(4)で制御されたＩｐによって変調され、バイアス電流（Ｉｂ）制御信号(5)で制御されたＩｂによってＬＤ閾値電流（Ｉth）以上にバイアスされたＬＤに印加される。ＩthはＬＤの発振可能な最小電流である。
【０００４】
図１３は、送信信号の変調された光出力を説明する図である。（Ａ）は送信信号であり、（Ｂ）はＩｂによってバイアスされて発振するＬＤの連続波（ＣＷ：continuous wave）が、送信信号を変調したＩｐによって変調された光出力信号である。該光出力信号は一般的に（Ｃ）のようにＬＤの固有に発振するＣＷを省略した波形として示される。つまり、ＬＤは、Ｉth以上にバイアスされることによって発振してＣＷを発生し、変調されたＩｐが印加されることによってＣＷの振幅が決定され、ＣＷのレベルによって送信信号が識別できる光信号を出力する。
【０００５】
図１４は、ＬＤ変換効率を説明する図（１）である。(103)は、ＬＤ電流と光出力電力の関係を示すＬＤ変換効率カーブである。ＬＤはＬＤ電流が臨界レベルを越えると誘導放出を始める。該臨界レベルは図１４中のＬＤ閾値電流（Ｉth）である。一般に、ＬＤ電流はＬＤ閾値電流を超えるようにＩｂ、Ｉｐは設定される。(104)は送信信号がランダムパターンである場合のＬＤ電流を示している。(105)は、ＬＤ電流(104)が印加されることによってＬＤの発振する光出力を示している。Ｉth以上にバイアスされるＩｂによってＬＤ電流の動作点が決定され、ＩｐによってＬＤ電流の動作範囲が決定される。光出力はＬＤ変換効率カーブ(103)の傾きに応じて決定される。よって、光出力電力はＩｂ、Ｉｐによって制御され、消光比はＩｐによって制御される。
【０００６】
図１２〜図１４を用いてＬＤの直接変調について説明する。送信信号(2)はＡＭＰ102においてＩｐによって変調され、Ｉth以上に設定されたＩｂによってバイアスされたＬＤ101に印加される。よって、ＬＤ101に印加されるＬＤ電流(104)は、ＬＤ変換効率カーブ(103)のＬＤの発振可能なＬＤ電流領域にバイアスされた動作点を中心にＩｐの振幅を有する信号となり、ＬＤ変換効率カーブ(103)の特性により、光出力(105)を得ることが可能となる。これにより、消光比はＬＤ変換効率カーブ(103)の傾きによって、Ｉｐの大きさによって影響されることになる。
【０００７】
図１５は、光送信器の制御を説明する図である。111はＬＤ101の光出力をモニタするフォトダイオード（ＰＤ：photo diode）であり、112は図１２に示したＬＤ駆動回路であり、113はＬＤ駆動回路112を制御する制御回路である。
【０００８】
図１６は、光出力のモニタを説明する図である。(106)はＰＤ111がモニタした信号のＰＤ電流である。光出力(105)の出力光の一部をＰＤ111が受光し、光電気変換されてＰＤ電流(106)が得られる。
【０００９】
制御回路113は、ＰＤ111のモニタ電流を受け、ＬＤ101の光出力が予め決めた一定電力になるように図１２にて示したＩｐ制御信号(4)、Ｉｂ制御信号(5)を介してＬＤ駆動回路を制御する。また、ＬＤ101の消光比を制御するためにＩｐ制御信号(4)を介してＬＤ駆動回路を制御する。
【００１０】
図１７は、ＬＤ変換効率を説明する図（２）である。Ｉｐを図１４で示したＩｐから増加した場合であり、ＬＤ変換効率カーブ(103)に応じて、消光比が増加することを示している。この場合、図には示していないが、Ｉｂを増加した場合、動作点が移動し、光出力電力は増加する。
【００１１】
ＬＤ変換効率は温度変化の影響を受けやすく、また経年によって変化するため、ＩthやＬＤ変換効率カーブの傾きは一定でない。そのため、光出力電力を一定にするための自動電力制御（ＡＰＣ：auto power control）や消光比を一定範囲に保持するための自動消光比制御（ＡＭＣ：auto modulation control）を行う必要が生じる。
【００１２】
前記ＡＰＣ、ＡＭＣの制御技術として、レーザダイオードの経年劣化に対して光出力電力及び消光比を一定にするべく制御するために、劣化前のレーザダイオードの光出力電力を検出し、該検出値を基準値として記憶し、該基準値に対してフィードバック制御する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１３】
また、動作中におけるＬＤ変換効率カーブのＩｂの動作点とＩｐの動作範囲に対して、予め設定したＬＤ変換効率カーブのＩｂの動作点とＩｐの動作範囲とを比較し、ＩｂとＩｐを変化させることによって、最適な光出力パワーと消光比を確保する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平１１−１３５８７１号公報
【特許文献２】米国特許第６４１４９７４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところで、ＬＤ変換効率はＬＤの種類によって異なり、また同一のＬＤにおいても周囲温度によって異なり、また経年変化によっても異なってくる。一般的に高温での使用、経年により劣化が生じる。
【００１５】
図１８はＬＤ劣化を説明する図である。一般的に、ＬＤが劣化する場合、ＬＤ変換効率カーブ103は103(1)、103(2)、103(3)に示すように、ＬＤ変換効率カーブの傾きは小さくなる。
【００１６】
図１９はＬＤ劣化時のＬＤ変換効率を説明する図である。本図に示すように、ＬＤ変換効率カーブの傾きが非常に小さくなるように劣化した場合、Ｉｂ、Ｉｐ共に大きくすることによって消光比を大きくすることは可能であるが、ＬＤ変換効率カーブの傾きが小さくなるほど大きなＩｂ，Ｉｐが必要となる。また、ＬＤ変換効率カーブの傾きがゼロ程度になるまで劣化した場合には、Ｉｂ、Ｉｐを大きくしても消光比を大きくすることは難しくなる。しかしながら、ＡＰＣ、ＡＭＣの制御においては、ＬＤ劣化によってＬＤ変換効率が著しく悪化していることを認識できない限り、該制御のリミッタが掛かるまでＩｂを大きくしかつＩｐも大きくするような帰還制御が働き、不要な制御が行われる。一般的に、ＬＤを用いた光送信器においては、許容されるＬＤバイアス電流を予め設定し、ＬＤバイアス電流を監視し、予め設定されたＬＤバイアス電流の許容値を超えた場合、警報を発出すると共に光送信器の制御を停止することが知られている。
【００１７】
本発明は、ＬＤを使用した光送信器において、ＬＤ劣化を速やかに検出できる光送信器を提供することを目的とする。また、前記のＬＤ劣化を検出する機能を用いて最適な消光比を得ることが可能な光送信器および光送信器制御方法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】
【００１８】
第一の発明は、送信信号の異なる電圧レベルに対して、それぞれ該送信信号に比べて低い周波数を有するパイロット信号が互いに逆位相になるように重畳されたＬＤ電流によりＬＤを駆動するＬＤ駆動回路と、該ＬＤの光出力をモニタするモニタ回路と、該モニタ回路の出力より該パイロット信号の周波数成分を抽出するフィルタ回路と、該パイロット信号の位相と該フィルタ回路の抽出した該周波数成分の位相とを比較する位相比較回路と、該位相比較回路の位相比較結果によって該レーザダイオードの劣化を判定する劣化判定回路を備えることを特徴とする光送信器である。
【００１９】
第一の発明によれば、ＬＤを使用した光送信器において、ＬＤの劣化を速やかに検出できる光送信器を提供することが可能となる。
【００２０】
第二の発明は、送信信号に応じたＬＤ電流によりＬＤを駆動するＬＤ駆動回路と、該ＬＤの光出力をモニタするモニタ回路と、該モニタ回路が出力するモニタ電流に基づいて、該ＬＤの光出力電力もしくは該ＬＤの光出力の消光比のいずれかを、もしくは両方を制御する制御回路を備える光送信器であって、
該ＬＤ駆動回路は、送信信号の異なる電圧レベルに対して、それぞれ該送信信号に比べて低い周波数を有するパイロット信号が互いに逆位相になるように重畳されたＬＤ電流を生成し、該モニタ回路の出力より該パイロット信号の周波数成分を抽出するフィルタ回路と、該パイロット信号の位相と該フィルタ回路の抽出した該周波数成分の位相を比較する位相比較回路と、該位相比較回路の位相比較結果によって該ＬＤの劣化を判定する劣化判定回路を備え、
該劣化判定回路が該ＬＤの劣化を判定した場合に、該制御回路において該ＬＤの光出力電力及び該ＬＤの光出力の消光比の制御を保持することを特徴とする光送信器である。
【００２１】
第二の発明によれば、前記のＬＤの劣化を検出する機能を用いて最適な消光比を有する光送信器を提供することが可能となる。
【００２２】
第三の発明は、送信信号を変調する変調電流にバイアス電流を重畳したＬＤ電流によってＬＤを駆動し、
該ＬＤの光出力をモニタし、
該モニタ回路が出力するモニタ電流に基づいて、該ＬＤの光出力電力もしくは該ＬＤの光出力の消光比のいずれかを、もしくは両方を制御する光送信器制御方法において、
パイロット信号を重畳した変調電流によって送信信号を変調しバイアス電流を重畳したＬＤ電流を生成し、
光出力の変調されたパイロット信号の周波数成分を抽出し、
該パイロット信号の位相と該パイロット信号の周波数成分の位相を比較し、
該位相比較結果によって該ＬＤの劣化を判定し、
該ＬＤの劣化を判定した場合に、該ＬＤの光出力電力及び該ＬＤの光出力の消光比の制御を保持することを特徴とする光送信器制御方法である。
【００２３】
第三の発明によれば、前記のＬＤの劣化を検出する機能を用いて最適な消光比を有する光送信器の制御方法を提供することが可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の光送信器および光送信器制御方法は、該光送信器が備えるＬＤが温度上昇による劣化や経年劣化によって、ＬＤ変換効率が悪化した状態において、速やかに該ＬＤの劣化を検出することが可能となる。また、パイロット信号の位相を比較した結果とパイロット信号の振幅を検出した結果に基づいて、Ｉｂ、Ｉｐを制御し最適な消光比に対応して動作する光送信器の提供が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以降、図面を併用して本発明の詳細について説明する。なお、図面において同一のものまたは類似するものについては同一の符号を記載している。
（実施例１）
図１，２，３を用いて説明する。
【００２６】
図１は本発明の光送信器の構成を説明する図（１）である。101はＬＤ、111はＰＤ、10はＬＤ駆動回路、11は位相比較回路、12はフィルタ回路、13は劣化判定回路である。
【００２７】
図２は本発明のＬＤの直接変調を説明する図である。図１２に対応して、Ｉｐにはパイロット信号(1)が重畳されている。Ｉｐ制御信号(4)に、生成されたパイロット信号(1)を重畳することによって、送信信号(2)は該パイロット信号(1)を重畳したＩｐによって変調され、Ｉｂ制御信号(5)で制御されたＩｂによってバイアスされたＬＤ101に印加される。
【００２８】
図３は本発明の光送信器の動作を説明する図（１）である。ＬＤを駆動するＬＤ電流(6)、ＬＤ変換効率カーブ(8)、ＬＤ光出力(3)、ＰＤ電流(7)を示している。
【００２９】
パイロット信号(1)は、送信信号(2)に比較して十分に周波数の低い信号とする。例えば、送信信号が2.4GHzである場合に、パイロット信号は2KHz程度とする。本実施例では、論理レベル“１”“０”の一定周期の信号としているが、本光送信器が含まれる伝送システムにおいて対向する光受信器が、送信先を認識できるユニークな特定パターンのパイロット信号でもよい。
【００３０】
該生成されたパイロット信号(1)は、ＬＤ駆動回路10と位相比較回路11へ提供される。ＬＤ駆動回路10は、図２に示すように、Ｉｐ制御信号(4)に、該生成されたパイロット信号(1)を重畳することによって、送信信号(2)は該パイロット信号(1)を重畳したＩｐによって変調される。Ｉｂ制御信号(5)で制御されたＩｂによってバイアスされたＬＤ101には、ＬＤ電流(6)が印加される。
【００３１】
Ｉｐ制御信号(4)はＬＤ電流(6)の振幅値を制御し、Ｉｐ制御信号(4)を大きくすることによってＡＭＰ(102)の増幅率は増大しＬＤ電流(6)の振幅値は大きくなる。また、Ｉｂ制御信号(5)はＬＤ電流(6)の中心値を制御し、Ｉｂ制御信号(5)を大きくすることによってＬＤ電流(6)の中心値は大きくなる。
【００３２】
つまり、図３に示すように、Ｉｐ制御信号(4)によってＬＤ電流(6)の動作範囲が決定され、Ｉｂ制御信号(5)によってＬＤ電流(6)の中心値が決定される。
【００３３】
図３においては、ＬＤ電流(6)の動作点、動作範囲がＩth以上に設定された場合であるので、光変換効率カーブ(8)の傾きに基づいて光出力(3)が発生する。
【００３４】
ＰＤ111は、該光出力(3)の一部の出力光をモニタし、光電気変換したＰＤ電流(7)をフィルタ回路12に出力する。
【００３５】
フィルタ回路12は、該ＰＤ電流(7)をパイロット信号(1)以下の低帯域を通過させる。もしくは、パイロット信号(1)帯域の周波数成分のみを通過させる。光出力(3)、並びに該光出力(3)をモニタしたＰＤ電流(7)に含まれるパイロット信号は、Ｉｐに重畳されて変調されているため、論理レベル“１”側の正位相のパイロット信号と、論理レベル“０”側の逆位相のパイロット信号になる。そのため、光出力(3)が、ＬＤ変換効率カーブ(8)の同じ傾きに基づいて変換された場合には、フィルタ回路12は、論理レベル“１”側の正位相のパイロット信号と、論理レベル“０”側の逆位相のパイロット信号を平均化するために、フィルタ回路12にはパイロット信号が出力されない。
【００３６】
位相比較回路11は、フィルタ回路12がパイロット信号を出力するかを、そしてパイロット信号を出力した場合、該パイロット信号の位相が、生成されたパイロット信号(1)と比較して、正位相であるか逆位相であるかを比較する。
【００３７】
劣化判定回路13は、位相比較回路の比較結果により、フィルタ回路12がパイロット信号を出力しなかった場合は正常、つまりＬＤに劣化は生じていないと判定する。
（実施例２）
図４は本発明の光送信器の動作を説明する図（２）である。図３に対応して、ＬＤ変換効率カーブにおいて劣化が生じている場合の光送信器の動作を説明する。
【００３８】
ＬＤが劣化した場合のＬＤ変換効率カーブ(18)に基づいて、ＬＤ電流(6)が変換された光出力(13)は、論理レベル“１”側の正位相のパイロット信号が完全に抑圧されてしまう。該光出力(13)をモニタしたＰＤ電流(17)も、同様に論理レベル“１”側の正位相のパイロット信号が完全に抑圧されたものになる。
【００３９】
フィルタ回路12は、よって、論理レベル“０”側の逆位相のパイロット信号のみをフィルタリングすることになる。
【００４０】
位相比較回路11は、生成されたパイロット信号(1)と比較することによって、逆位相のパイロット信号を検出したことを通知する。
【００４１】
劣化判定回路13は、位相比較回路の該比較結果により、ＬＤ変換効率カーブ(18)の論理レベル“１”側の傾きが異常であることを判断し、ＬＤに劣化が生じていると判定する。
（実施例３）
図５は本発明の光送信器の構成を説明する図（２）である。図１に対応して、制御回路14は、劣化判定回路13の劣化判定結果およびＰＤ111のモニタ信号を受けＬＤ駆動回路10を制御する。
【００４２】
図６は本発明の光送信器の動作を説明する図（３）である。図３に対応して、ＬＤ変換効率カーブ(8)は同じであるが、Ｉｂが小さいために、ＬＤの動作点が低くなり、動作範囲が低くなって、ＬＤの動作範囲の一部がＩth以下になっている。
【００４３】
前記のＬＤの動作点、動作範囲において、ＬＤ変換効率カーブ(8)に基づいて、ＬＤ電流(6)が変換された光出力(23)は、論理レベル“０”側の逆位相のパイロット信号が抑圧されてしまう。該光出力(23)をモニタしたＰＤ電流(27)も、同様に論理レベル“０”側の逆位相のパイロット信号が抑圧されたものになる。
【００４４】
フィルタ回路12は、論理レベル“１”側の正位相のパイロット信号と、論理レベル“０”側の逆位相のパイロット信号を平均化するために、論理レベル“１”側の正位相のパイロット信号を出力する。
【００４５】
位相比較回路11は、生成されたパイロット信号(1)と比較することによって、正位相のパイロット信号を検出したことを劣化判定回路13に通知する。
【００４６】
劣化判定回路13は、位相比較回路の該比較結果により、ＬＤの動作点、動作範囲が低いと判断し、ＬＤに劣化は生じていないと判定する。
【００４７】
制御回路14は、劣化判定回路の該判断結果、該判定結果に基づいて、動作点を高くするためにＩｂを増加するようにＩｂ制御信号(5)を介してＬＤ駆動回路を制御する。
（実施例４）
図５の光送信器の構成において、前記図４に示すＬＤ変換効率カーブ(18)を有する場合には、劣化判定回路13のＬＤに劣化が生じているとの判定に基づいて、制御回路14は、Ｉｐ制御信号(4)、Ｉｂ制御信号(5)を介してＬＤ駆動回路への制御を保持する。また、該光送信器が使用されるシステムにおいて、許容されるならば、制御回路14は、Ｉｐ制御信号(4)、Ｉｂ制御信号(5)を介してＬＤ駆動回路への制御を停止してもよい。
（実施例５）
図７は本発明の光送信器の構成を説明する図（３）である。図５に対応して、15は振幅比較回路、16は劣化判定回路、17は劣化判定条件格納回路、18は制御回路である。
【００４８】
振幅比較回路15は、パイロット信号(1)と、フィルタ回路12で論理レベル“１”側の正位相のパイロット信号と、論理レベル“０”側の逆位相のパイロット信号の平均化されたパイロット信号の振幅値を比較する。
【００４９】
図８は振幅比較回路を説明する図である。（Ａ１）、（Ｂ１）、（Ｃ１）はＰＤ111の光出力をモニタしたパイロット信号に注目したＰＤ電流を示している。（Ａ２）、（Ｂ２）、（Ｃ２）は、フィルタ回路12の出力であり、論理レベル“１”側の正位相のパイロット信号と論理レベル“０”側の逆位相のパイロット信号の平均化されたパイロット信号を示している。（Ａ３）、（Ｂ３）、（Ｃ３）は、振幅比較回路15の比較結果であり、（Ａ２）、（Ｂ２）、（Ｃ２）に示すフィルタリングされたパイロット信号のパイロット信号(1)に対する振幅の比率と、該フィルタリングされたパイロット信号の位相を示す。（Ａ１）、（Ａ２）、（Ａ３）は、図３で説明したＬＤに劣化がない場合であり、振幅比較回路15の比較結果は０％となる。（Ｂ１）、（Ｂ２）、（Ｂ３）は、図４で説明した場合において、ＬＤ変換効率カーブ(18)において傾きが０にならずに、論理レベル“１”側の正位相のパイロット信号が半分だけ抑圧された場合であり、振幅比較回路15の比較結果は５０％、逆位相となる。（Ｃ１）、（Ｃ２）、（Ｃ３）は、図６で説明したＬＤに劣化がなく、Ｉｂが小さいために、ＬＤの動作点が低くなり、動作範囲が低くなって、ＬＤの動作範囲の一部がＩth以下になっており、論理レベル“０”側の逆位相のパイロット信号が３０％だけ抑圧された場合であり、振幅比較回路15の比較結果は３０％、正位相となる。
【００５０】
図９は劣化判定条件を説明する図であり、劣化判定条件格納回路17に格納され、劣化判定回路16がＬＤの劣化を判定するための条件が格納されている。パイロット信号振幅値はパイロット信号(1)の振幅値を示し、判定閾値は、図８の（Ａ３）、（Ｂ３）、（Ｃ３）に示した該振幅比較回路15の比較結果に対して劣化の程度が正常と判断する閾値を示している。
【００５１】
図１０は劣化判定および消光比制御処理フローであり、上記位相比較結果、振幅比較結果、劣化判定条件を用いて、ＬＤ劣化の判定および消光比制御の処理フローについて説明する。
【００５２】
Ｓ１．  位相比較回路11のパイロット信号(1)とフィルタ回路12のフィルタリングされたパイロット信号の位相比較結果を判定する。該フィルタリングされたパイロット信号にパイロット信号が現れない場合、つまり、論理レベル“１”側の正位相のパイロット信号と論理レベル“０”側の逆位相のパイロット信号が平均化されて出力されない場合を正常と判定し、その他の場合、つまり、該フィルタリングされたパイロット信号にいずれかの位相のパイロット信号が現れた場合を正常でないと判定する。
【００５３】
Ｓ２．  前記Ｓ１において正常でないと判定された場合であり、振幅比較回路15のパイロット信号(1)とフィルタ回路12のフィルタリングされたパイロット信号の振幅比較結果を判定する。図９で示した劣化判定条件に基づいて、フィルタリングされたパイロット信号のパイロット信号(1)に対する振幅の比率を求め、該比率が、該パイロット信号(1)の振幅値に対応した判定閾値に対して正常範囲にあるかを判定する。
【００５４】
Ｓ３．  前記Ｓ２において前記振幅比率が正常範囲にない場合であり、ＬＤが劣化状態にあると判定されるので警報を発出する。そして、制御回路18においてはＬＤの光出力電力およびＬＤの光出力の消光比の制御を保持するように制御しても良い。また、制御回路18においてはＬＤの光出力を停止するように制御しても良い。
【００５５】
Ｓ４．  前記Ｓ１において位相比較結果が正常、もしくは前記Ｓ２において振幅比較結果が正常のいずれかの場合であり、ＬＤの光出力の消光比の制御を実施するか否かを判定する。現状の消光比が本制御対象の光送信器を備える光伝送システムの特性を満足する場合には、該判定は消光比制御を実施しないと判定する。消光比を改善する場合には、該判定は消光比制御を実施すると判定する。
【００５６】
Ｓ５．  前記Ｓ４において消光比を改善しない場合であり、制御回路18はＩｂ、Ｉｐを現状値に保持するよう制御する。
【００５７】
Ｓ６．  前記Ｓ４において消光比を改善する場合であり、位相比較回路11のパイロット信号(1)とフィルタ回路12のフィルタリングされたパイロット信号の位相比較結果が、正位相の場合か、該フィルタリングされたパイロット信号にパイロット信号が現れない場合か、もしくは逆位相の場合かを判定する。
【００５８】
Ｓ７．  前記Ｓ６において位相比較結果が正位相の場合であり、制御回路18はＩｐを減少する。本制御は、Ｉｐを減少することによって、論理レベル“０”側の逆位相のパイロット信号がＩth以下で動作していることを改善する。なお、Ｉｐの変化量は制御回路18が予め備える制御テーブル（図示せず）に格納されている制御情報に基づいて決定する。
【００５９】
Ｓ８．  前記Ｓ６において位相比較結果が逆位相の場合であり、制御回路18はＩｂもしくはＩｐを減少する。本制御は、Ｉｂを減少することによってＬＤ変換効率カーブの動作点をＬＤ電流の小さい方に移動し、論理レベル“１”側の正位相のパイロット信号のＬＤ変換効率カーブの傾きが、論理レベル“０”側の逆位相のパイロット信号のＬＤ変換効率カーブの傾きよりの小さいカーブ点で動作していることを改善する。なお、ＩｐもしくはＩｂの減少量は制御回路18が予め備える制御テーブル（図示せず）に格納されている制御情報に基づいて決定する。
【００６０】
Ｓ９．  前記Ｓ６において位相比較結果が、該フィルタリングされたパイロット信号にパイロット信号が現れない場合であり、制御回路18はＩｐを増加する。本制御は、Ｉｐを増加することによってＬＤ変換効率カーブの動作範囲を大きくして消光比を大きくするように改善する。
【００６１】
Ｓ１０．  前記Ｓ７、Ｓ８、もしくはＳ９のいずれかを処理した後に、該処理によって消光比が改善されたかを判定するためにパイロット信号(1)を送出する。なお、本処理は、パイロット信号(1)が適時送出される光送信機の場合に必要であり、パイロット信号(1)が常時送出されている場合には、本処理は不要である。該パイロット信号(1)の送出によって、前記Ｓ１からの処理フローが実施されることによって、前記光伝送システムの特性を満足する消光比を得ることができる。
（実施例６）
図１１は本発明の光送信器の構成を説明する図（４）である。図７に対応して、19はパイロット生成回路である。パイロット信号パターン、パイロット信号の発生周期、発出タイミング、パイロット信号の振幅値が、制御回路20によって制御されるパイロット信号を生成する。
【００６２】
以上の実施例１〜６を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【００６３】
（付記１）  送信信号の異なる電圧レベルに対して、それぞれ該送信信号に比べて低い周波数を有するパイロット信号が互いに逆位相になるように重畳されたレーザダイオード電流によりレーザダイオードを駆動するレーザダイオード駆動回路と、
該レーザダイオードの光出力をモニタするモニタ回路と、
該モニタ回路の出力より該パイロット信号の周波数成分を抽出するフィルタ回路と、
該パイロット信号の位相と該フィルタ回路の抽出した該周波数成分の位相とを比較する位相比較回路と、
該位相比較回路の位相比較結果によって該レーザダイオードの劣化を判定する劣化判定回路と、
を備えることを特徴とする光送信器。
【００６４】
（付記２）  送信信号に応じたレーザダイオード電流によりレーザダイオードを駆動するレーザダイオード駆動回路と、
該レーザダイオードの光出力をモニタするモニタ回路と、
該モニタ回路が出力するモニタ電流に基づいて、該レーザダイオードの光出力電力もしくは該レーザダイオードの光出力の消光比のいずれかを、もしくは両方を制御する制御回路を備える光送信器であって、
該レーザダイオード駆動回路は、送信信号の異なる電圧レベルに対して、それぞれ該送信信号に比べて低い周波数を有するパイロット信号が互いに逆位相になるように重畳されたレーザダイオード電流を生成し、
該モニタ回路の出力より該パイロット信号の周波数成分を抽出するフィルタ回路と、
該パイロット信号の位相と該フィルタ回路の抽出した該周波数成分の位相を比較する位相比較回路と、
該位相比較回路の位相比較結果によって該レーザダイオードの劣化を判定する劣化判定回路を備え、
該劣化判定回路が該レーザダイオードの劣化を判定した場合に、該制御回路において該レーザダイオードの光出力電力及び該レーザダイオードの光出力の消光比の制御を保持することを特徴とする光送信器。
【００６５】
（付記３）  付記２に記載の光送信器であって、
前記フィルタ回路の抽出した該周波数成分の振幅を検出し、前記パイロット信号の振幅と比較する振幅比較回路を備え、
前記劣化判定回路は、前記位相比較回路の比較結果、該振幅比較回路の比較結果及び予め登録されたレーザダイオード劣化判定条件に基づいてレーザダイオードの劣化の状態を判定し、
前記制御回路は、該劣化判定回路の判定結果に基づいて前記レーザダイオードの光出力の消光比を制御することを特徴とする光送信器。
【００６６】
（付記４）  付記３に記載の光送信器であって、
前記レーザダイオード劣化判定条件は、レーザダイオードの特性によってグループ化される該グループを識別するレーザダイオード固体識別番号と、前記パイロット信号の振幅値を示すパイロット信号振幅値と、レーザダイオード固体識別番号毎に該パイロット信号の振幅値に対してレーザダイオード劣化と判定するための判定閾値から構成し、予め登録されていることを特徴とする光送信器。
【００６７】
（付記５）  送信信号を変調する変調電流にバイアス電流を重畳したレーザダイオード電流によってレーザダイオードを駆動し、
該レーザダイオードの光出力をモニタし、
該モニタ回路が出力するモニタ電流に基づいて、該レーザダイオードの光出力電力もしくは該レーザダイオードの光出力の消光比のいずれかを、もしくは両方を制御する光送信器制御方法において、
パイロット信号を重畳した変調電流によって送信信号を変調しバイアス電流を重畳したレーザダイオード電流を生成し、
光出力の変調されたパイロット信号の周波数成分を抽出し、
該パイロット信号の位相と該パイロット信号の周波数成分の位相を比較し、
該位相比較結果によって該レーザダイオードの劣化を判定し、
該レーザダイオードの劣化を判定した場合に、該レーザダイオードの光出力電力及び該レーザダイオードの光出力の消光比の制御を保持することを特徴とする光送信器制御方法。
【００６８】
（付記６）  付記５に記載の光送信器制御方法であって、
前記パイロット信号の周波数成分の振幅を検出し、前記パイロット信号の振幅と比較し、
前記位相比較の結果、該比較結果及び予め登録されたレーザダイオード劣化判定条件に基づいてレーザダイオードの劣化の状態を判定し、
該劣化判定回路の判定結果に基づいて前記レーザダイオードの光出力の消光比を制御することを特徴とする光送信器制御方法。
【００６９】
（付記７）  付記６に記載の光送信器制御方法であって、
前記位相比較結果が正常範囲にあり、かつ前記振幅比較結果が正常範囲にあり、そして消光比制御を行う場合、
該位相比較結果が正位相である状態では前記変調電流を減少し、
該位相比較結果が逆位相である状態では前記バイアス電流もしくは変調電流を減少し、
該位相比較結果が正位相でなく逆位相でもない状態では前記変調電流を増加するように制御することを特徴とする光送信器制御方法。
【００７０】
（付記８）  付記２に記載の光送信器であって、
特定なパターンのパイロット信号を生成するパイロット生成回路を備えることを特徴とする光送信器。
【００７１】
（付記９）  付記１に記載の光送信器であって、
前記フィルタ回路は、ローパスフィルタもしくはバンドパスフィルタのいずれかであることを特徴とする光送信器。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の光送信器の構成を説明する図（１）
【図２】本発明のＬＤの直接変調を説明する図
【図３】本発明の光送信器の動作を説明する図（１）
【図４】本発明の光送信器の動作を説明する図（２）
【図５】本発明の光送信器の構成を説明する図（２）
【図６】本発明の光送信器の動作を説明する図（３）
【図７】本発明の光送信器の構成を説明する図（３）
【図８】振幅比較回路を説明する図
【図９】劣化判定条件を説明する図
【図１０】劣化判定および消光比制御処理フロー
【図１１】本発明の光送信器の構成を説明する図（４）
【図１２】ＬＤの直接変調を説明する図
【図１３】送信信号の変調された光出力を説明する図
【図１４】ＬＤ変換効率を説明する図（１）
【図１５】光送信器の制御を説明する図
【図１６】光出力のモニタを説明する図
【図１７】ＬＤ変換効率を説明する図（２）
【図１８】ＬＤ劣化を説明する図
【図１９】ＬＤ劣化時のＬＤ変換効率を説明する図
【符号の説明】
【００７３】
10, 112    ＬＤ駆動回路
11    位相比較回路
12    フィルタ回路
13, 16    劣化判定回路
14, 18, 20, 113    制御回路
19    パイロット生成回路
15    振幅比較回路
17    劣化判定条件格納回路
101    レーザダイオード（ＬＤ）
102    増幅器（ＡＭＰ）
111    フォトダイオード（ＰＤ）
(1)    パイロット信号
(2)    送信信号
(3), (13), (23), (105)    光出力
(4)    Ｉｐ制御信号
(5)    Ｉｂ制御信号
(6), (104)    ＬＤ電流
(7), (17), (27), (106)    ＰＤ電流
(8), (18), (103)    ＬＤ変換効率カーブ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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