(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に配置され、且つ同時に駆動される２個の光源を具え、光信号を送信機から少なくとも１個の光受信機へと伝送する少なくとも１本の光ファイバーを含む、広帯域伝送ネットワークを経て光信号を伝送するための光送信機において、当該光送信機が、直流バイアス電流を前記光源に別々に供給し、且つ交流変調電流を前記光源に直列に供給する手段を含み、前記光源をバイアスする前記別個の直流電流が、前記交流変調電流の流れを阻止するインダクタンス値を有している２個のインダクタンスを経て流れるようにするとともに、２個の光源を直接直列に接続し、且つ前記送信機がプッシュプル回路を含み、該回路の出力端子を前記２つの光源の共通接続点に接続して、前記プッシュプル回路の出力が前記光源の一方に電流を加えたり、一方の光源から電流を取り出したりするようにしたことを特徴とする光送信機。
【請求項２】
直列に配置され、且つ同時に駆動される少なくとも２個の光源を具え、光信号を送信機から少なくとも１個の光受信機へと伝送する少なくとも１本の光ファイバーを含む、広帯域伝送ネットワークを経て光信号を伝送するための光送信機において、当該光送信機が、直流バイアス電流を前記光源に別々に供給し、且つ交流変調電流を前記光源に直列に供給する手段を含み、前記光源をバイアスする前記別個の直流電流が、前記交流変調電流の流れを阻止するインダクタンス値を有している少なくとも２個のインダクタンスを経て流れるようにするとともに、当該光送信機が２つの光源の間に結合コンデンサを含み、第１光源がその一方の電極にて前記変調信号を受信し、且つ該変調信号を前記結合コンデンサによって第２光源へと伝送するようにしたことを特徴とする光送信機。
【請求項３】
前記光送信機が前記第１光源を流れる電流を分流させるべく前記直流電流を大地に戻すインダクタンスを含むようにしたことを特徴とする請求項２に記載の光送信機。
【請求項４】
直列に配置され、且つ同時に駆動される少なくとも２個の光源を具え、光信号を送信機から少なくとも１個の光受信機へと伝送する少なくとも１本の光ファイバーを含む、広帯域伝送ネットワークを経て光信号を伝送するための光送信機において、当該光送信機が、直流バイアス電流を前記光源に別々に供給し、且つ交流変調電流を前記光源に直列に供給する手段を含み、前記光源をバイアスする前記別個の直流電流が、前記交流変調電流の流れを阻止するインダクタンス値を有している少なくとも２個のインダクタンスを経て流れるようにするとともに、当該光送信機が、第１光源によって放出された光変調信号を、前記送信機の入力端子に現われる信号を適切に遅延させた信号と比較して、前記第１光源によって放出された光信号のひずみ及び雑音に比例する誤差信号を発生させる手段を含むようにしたことを特徴とする光送信機。
【請求項５】
前記光送信機が、第２光源に前記誤差信号と、伝送すべき信号との和信号を供給する手段と、後者の伝送すべき信号を遅延させ、前記第１光源によって放出される信号を補正する手段と、２つの各光源からの光信号を適切に遅延させた後に、前記光信号の伝送ネットワークに供給するために光結合器によって合成する手段とを含むようにしたことを特徴とする請求項４に記載の光送信機。
【請求項６】
前記光送信機が前記誤差信号の増幅度を調整する手段を含むようにしたことを特徴とする請求項４に記載の光送信機。
【請求項７】
前記光源をレーザダイオードとすることを特徴とする請求項１、２または４に記載の光送信機。
【請求項８】
前記光源を発光ダイオードとすることを特徴とする請求項１、２または４に記載の光送信機。
【請求項９】
前記光送信機が、該送信機の各光源によって放出される光出力を受信すると共に、該光出力を前記ネットワークを形成するファイバーに分配する光結合器を含むようにしたことを特徴とする請求項１、２または４に記載の光送信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直列に配置され、且つ同時に駆動される少なくとも２個の光源を具え、光信号を送信機から少なくとも１個の光受信機へと伝送する少なくとも１本の光ファイバーを含む、広帯域伝送ネットワークを経て光信号を伝送するための光送信機に関するものである。
本発明は特にビデオ通信ネットワーク及びこれらのネットワークのリターンチャネルに適用するものである。
【０００２】
【従来の技術】
冒頭にて述べたような光送信機は米国特許第５，３５１，１４９号から既知である。この文献によると、いくつかのダイオードを直列に接続して、多くの光を発生させるようにすると共に、様々な方向へと伝送するようにし、直列配置のダイオード群を同じ直流電流源と、同じ交流電流源とに接続するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は光送信機の性能を向上させると共に、増幅回路の出力と光源との間のインピーダンス整合を容易にすることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
斯かる目的のために、本発明による光送信機は当該光送信機が、直流バイアス電流を前記光源に別々に供給し、且つ交流変調電流を前記光源に直列に供給する手段を含み、前記光源をバイアスする前記別個の直流電流が、実際上、前記交流変調電流の流れを阻止するのに十分な値を有している少なくとも２個のインダクタンスを経て流れるようにする。
本発明の好適例は従属請求項２〜１０に記載した通りのものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図１は直接直列に接続した２個の光源１０１及び１０２を含む本発明による光送信機の第１実施例の回路図である。光源１０１及び１０２はレーザダイオードとするが、光源は発光ダイオードに基づく構成のものとすることもできる。
【０００６】
レーザダイオード１０１によって放出される光出力は、このレーザダイオードの背面によって放出される光出力を受光するホトダイオード１０３を含む負帰還ループのおかげで一定に保たれる。ホトダイオード１０３は抵抗１０４及びポテンシオメータ１０５によって形成されるブリッジ回路に含まれる。差動増幅器１０６はブリッジ回路のアウトオブバランス信号を既知の方法にて増幅すると共に、トランジスタ１０７によってレーザダイオード１０１経て流れる平均電流を制御する。
【０００７】
同様に、レーザダイオード１０２によって放出される平均光出力も、各素子１０８〜１１１がダイオード１０１の調整回路の素子１０３〜１０６にそれぞれ対応する別の負帰還ループによって一定に保たれる。レーザダイオード１０２を経て流れる平均電流は２個のトランジスタ１１２と１１３によって制御される。トランジスタ１１３が導通している場合には、これに流れる電流がダイオード１０１から来る電流に加えられ；トランジスタ１１２が導通する場合には、このトランジスタ１１２がダイオード１０１から来る電流の一部を吸収し：これによりダイオード１０１及び１０２におけるバイアス電流の値を互いに無関係とすることができる。
【０００８】
インダクタンス１１４及び１１５は、レーザの直流バイアス電流を流すための回路に交流変調電流が流れるのを阻止する。従って、ポテンシオメータ１０５及び１１０を調整することにより各レーザによって放出される光出力を独立して調整することができる。
【０００９】
変調信号は、送信機の入力端子１１６に供給され、増幅手段１１７を通過してから、結合コンデンサ１１８を経て、直列に配置した光源１０１と１０２のアセンブリへと供給される。増幅器１１７の出力と光源アセンブリとのインピーダンス整合は、光源と直列に抵抗１２５を挿入するか、又は例えばインピーダンスアップ−コンバータ（図示せず）による他の既知の方法のいずれかによって得られる。光源を直列に接続することは、このインピーダンス整合を容易にする。その理由は、１個の光源又は直列の２つの光源でもそのインピーダンスは通常の増幅器のインピーダンスよりも常に極めて小さいからであり、光源のインピーダンスは一般に数オームである。
【００１０】
例えば、抵抗１１９とコンデンサ１２１とによって形成されるか、又は抵抗１２０とコンデンサ１２２とによって形成され、光源１０１及び１０２の各端子にそれぞれ接続されるダイポールを用いて、２つの各光源の電気−光変換効率を等しくすることができる。
【００１１】
２つ以上の光源を直列に接続し得ることは明らかである。この場合における平均バイアス電流及び交流変調電流の双方に関連する光源への給電方法は前述した場合と同じであり、光源と増幅器の出力とのインピーダンス整合はかなり簡単である。
【００１２】
図２は２個のレーザダイオード２０１及び２０２を含む第２実施例を示す。各レーザダイオード２０１と２０２によって放出される光出力は、図１の回路図のものと同様に形成される２つの負帰還ループによって一定に保たれ、且つ調整することもできる。インダクタンス２１４及び２１５は、レーザダイオードの直流バイアス電流を流すための回路に交流変調電流が流れるのを阻止する。光源を発光ダイオードとする場合には、これらのダイオードに電力を別々に供給する。
【００１３】
変調信号は、送信機の入力端子２１６に供給され、増幅手段２１７を経て流れてから、結合コンデンサ２１８を経て、交流変調に関する限り、コンデンサ２２６及びインダクタンス２２７が存在することにより、直列に配置される２個の光源２０１、２０２のアセンブリへと供給される。増幅器２１７の出力と光源のアセンブリとのインピーダンス整合は抵抗２２５を挿入することによって得られる。前述したように、抵抗２１９とコンデンサ２１１とによって形成されるダイポールか、又は抵抗２２０とコンデンサ２２２とによって形成されるダイポールを含む回路によって２つの光源のいずれか一方の光源の光出力への電流変換効率を調整することができる。
【００１４】
図２の回路は図１の回路と同じ特性を有すると共に、２つの各レーザのハウジングにおける直流電位をゼロとすることができ、これにより不慮の短絡の恐れ（レーザダイオードのハウジングがダイオードの電極の１つに電気的に接続されることはよくある）をなくすことができると云う実用上の追加の利点を有する。さらにこの図２の回路は回路アセンブリの周波数応答を最適にすることができる。実際上、インダクタンス２２７はレーザダイオード２０２の寄生キャパシタンスと並列に接続されて、“Ｑ”ファクタが低い反共振回路を形成する。従って送信機の効率が所望通りに高められる周波数にて反共振を得るようにインダクタンス２２７の値を調整することにより周波数レスポンスの低下を補償することができる。
【００１５】
前記２つの実施例のいずれにも光源の出力に光結合器を追加するのが有利である。図３は図２のものと全く同様で、２つのレーザダイオード３０１及び３０２を具えている送信機の回路図である。各ダイオード３０１及び３０２は光をファイバー３０４及び３０５の始端区分にそれぞれ送ってから、光結合器３０３を経て２本の光ファイバー３０６及び３０７へと放出する。光結合器３０３の機能は、２つのレーザダイオードによって放出される光出力を２本のファイバー３０６及び３０７へと分け、各ファイバーが各ダイオードによって放出される光出力のほぼ半分の出力を受取るようにすることにある。光ファイバ３０６及び３０７の各々は、１個又は多数の遠隔光受信機へ光信号を転送し、従ってこれらのファイバーは光伝送ネットワークの出発点を成す。光源の数及びファイバーの数を増やすことができることは明らかである。
【００１６】
ファイバーでの色分散と、レーザの波長が互いに接近し過ぎている場合に各レーザによって放出される放射間に起り得る干渉とにリンクされる問題をなくすために、レーザの伝送波長の差を信号の許容伝送品質に合致させるようにすることが重要である。必要ならば、どちらかのレーザの直流バイアス電流又は温度を制御して、伝送波長について上述した条件を適えるようにすることができる。
【００１７】
図３の回路の利点は信頼性が高まることにある。レーザの１つが故障した場合に、光送信機は低い光出力で機能し続ける。実際上、ダイオードレーザ又は発光ダイオードは故障した場合に、大抵の場合低インピーダンスを呈し、不良ダイオードの存在は他のダイオードの適切な機能にとって障害にはならない。２つあるうちの一方の光源の故障によってネットワークに存在する各受信機により受信される光信号は３ｄＢ低減するに過ぎない。このようにして得られる強調信頼性は、レーザダイオードが光送信機では最もよく故障する部品であることからして重要なことであり、しかもこの増強信頼度と引き替えの追加のコストは、一方の送信機が故障した場合に他方をバックアップとして用いる２つの完全な送信機を用いるようにする従来の解決策のコストよりも遥かに安くて済む。
【００１８】
図４は２つの光源４０１及び４０２を含む他の実施例を示す。ここでのレーザ光源も、制御ホトダイオードを含み、伝送光出力を調整し得る負帰還ループを有する。変調信号は光送信機の入力端子４１６に供給され、増幅手段４１７を通過してから、結合コンデンサ４１８及びインピーダンス適合抵抗４２５を経て光源４０１へと供給される。次いで変調信号は結合コンデンサ４２６及び遅延線４２７を経て第２光源４０２へと伝送される。これに対し、増幅器４２８は直流成分とは別にホトダイオード４０３から到来する信号の交流成分を増幅する。増幅器４２８の出力信号は可変利得電力増幅器４３０の入力端子へと送られ、この増幅器は他方の入力端子４２９にて、光送信機の入力端子４１６に現われる信号に相当するも、遅延線４３２によって遅延され、且つ減衰器４３３によって減衰された信号を受信する。従って、差動増幅器４３０の出力端子には、この差動増幅器の入力端子が適切に割当てられているものとすれば、レーザダイオード４０１によって伝送される光信号に悪影響を及ぼすひずみ及び雑音に比例し、且つこうしたひずみ及び雑音とは逆極性の“誤差信号”が得られる。この誤差信号は、この場合、コンデンサ４３１を経て第２レーザダイオード４０２へと伝送される。このように、レーザダイオード４０２には２つの電流、即ち：
−遅延線４２７から到来し、且つ光送信機の入力端子４１６に供給される信号に比例する電流と、
−コンデンサ４３１から到来し、且つレーザダイオード４０１によって発生されるひずみ及び雑音に極性以外は比例する誤差電流と；
の和電流が供給される。
【００１９】
前記２つの電流の和は、図示の場合のように、これらの信号電流を伝送する２本の導体を単に接続するか、方向性結合器を用いるか、他の任意の既知の手段によって得ることができる。
【００２０】
レーザダイオード４０１及び４０２はファイバー４３４及び４３５のそれぞれの始端区分に光を送出する。始端区分のファイバー４３４は追加のファイバー長によって形成させる光遅延素子４３６を具えており、この追加のファイバー長の長さを調整して、光がこの追加のファイバ長を通って進む際に受ける光の遅延量が、電気信号が遅延線４２７を経て進む際にこうむるこの電気信号の遅延量に等しくなり、各レーザダイオードによって放出される光信号が光結合器４３７の入力端子にて同相にて得られるようにする。この場合、レーザダイオード４０１によって発生される雑音又はひずみは、信号がホトダイオード４０３とコンデンサ４３１との間に位置させた信号処理回路を通過する際にこうむるこの信号の遅延量が、電気遅延線４２７の遅延量及び光遅延線４３６の遅延量にも等しい場合に、差動増幅器４３０の利得を適切に調整することによって補償することができる。
【００２１】
レーザダイオード４０１の特性は電流Ｉと放出光出力Ｐ1 との次の関係式によって表わされる。
Ｐ1 ＝η・Ｉ＋ａ1 ・Ｉ2 ＋ｂ1 ・Ｉ3
ここに、η，ａ1 ，ｂ1 は係数である。
レーザダイオード４０２の特性も電流Ｉと放出光出力Ｐ2 との次の関係式によって表わされる。
Ｐ2 ＝η・Ｉ＋ａ2 ・Ｉ2 ＋ｂ2 ・Ｉ3
ここに、ａ2 ，ｂ2 は係数である。
差動増幅器４３０の利得をＧとすると、この差動増幅器の出力信号、即ち、誤差信号の値は次式にて表わされる。
Ｅ＝−Ｇ・ａ1 ・Ｉ2 ＋ｂ1 ・Ｉ3
こうした条件では、利得Ｇの値をＧ＝１＋ａ2 ／ａ1 とすることによって、光送信機の出力における二次ひずみを相殺することができる。同様に、差動電力増幅器４３０の利得の値をＧ＝１＋ｂ2 ／ｂ1 とすれば、光送信機の出力における三次ひずみを相殺することができる。最後に、差動増幅器４３０の利得の値をＧ＝１とすれば、光送信機の出力における雑音を最小にすることができる。
【００２２】
従って、それぞれの遅延を適切に調整し、且つファイバー内での色分散による影響及び各レーザによって放出される放射間の干渉に対して、上述したような手段を講じるものとすれば、雑音や、二次ひずみや、三次ひずみを最小とするように差動増幅器４３０の利得を選定することができる。
【００２３】
各レーザダイオードによって放出された光出力は、光結合器４３７を通過した後に、２つのファイバー４３８及び４３９へと分けられる。前述したように、光結合器から出て、ネットワークを形成するファイバーの数は必ずしも２本に限定する必要はないこと明らかである。
図１〜図４の回路では、レーザダイオードの陰極をハウジングに接続するようにしているが、陽極をハウジングに接続する場合には、電源の極性及び使用するトランジスタの極性を変えれば十分である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による光送信機の第１実施例を示す回路図である。
【図２】  本発明による光送信機の第２実施例を示す回路図である。
【図３】  本発明による図２の光送信機に光結合器を加えた例を示す回路図である。
【図４】  本発明による光送信機のさらに他の実施例を示す回路図である。
【符号の説明】
１０１，１０２；２０１，２０２  光源（レーザダイオード）
１０３，１０８；２０３，２０８  ホトダイオード
１０４，１０９；２０４，２０９  抵抗
１０５，１１０；２０５，２１０  ポテンシオメータ
１０６，１１１；２０６，２１１  差動増幅器
１０７；２０７，２１２  トランジスタ
１１２，１１３  トランジスタ
１１４，１１５；２１４，２１５，２２７  インダクタンス
１１６；２１６  送信機の交流変調信号用入力端子
１１７；２１７  増幅手段
１１８；２１８，２２６  結合コンデンサ
１１９，１２０；２１９，２２０  抵抗
１２１，１２２；２２１，２２２  コンデンサ
１２５；２２５  インピーダンス整合用抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0004177932.tif 000005