JP2007019119A - Optical transmitting and receiving module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、受信部に設けられた温度補償用サーミスタを用いて送信部の温度補償を行う光送受信モジュールに関するものである。 The present invention relates to an optical transceiver module that performs temperature compensation of a transmission unit using a temperature compensation thermistor provided in a reception unit.
通信需要が高まるに従い、データ通信の高速化および多機能化が要求されている。それに伴い光送受信モジュールは小型化・低消費電力化が望まれているが、小型化による放熱性の悪化により、周囲温度の変化が温度特性を持つ内部部品に与える影響が従来よりも大きな問題となっている。 As communication demand increases, data communication needs to be made faster and more multifunctional. As a result, optical transceiver modules are desired to be smaller and consume less power. However, due to the deterioration of heat dissipation due to miniaturization, the effect of changes in ambient temperature on internal components with temperature characteristics is a bigger problem than before. It has become.
これを補償するため、温度センサとなるサーミスタを前記の部品の付近に配置し、温度変化に応じた補償を行う技術は、特許文献1(特開2002−111120号)に記載される方法がある。しかしこれは直接変調レーザモジュールにのみ適用できるものである。また、最小限の部品数・回路構成で光送受信モジュールに搭載される部品の温度補償を行うためには、1個の温度センサで複数のパラメータを同時に並行的に制御し、温度補償を行う必要がある。 In order to compensate for this, there is a method described in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-111120) as a technique for arranging a thermistor serving as a temperature sensor in the vicinity of the component and performing compensation according to a temperature change. . However, this is only applicable to direct modulation laser modules. In addition, in order to perform temperature compensation of components mounted on an optical transceiver module with a minimum number of components and circuit configuration, it is necessary to perform temperature compensation by simultaneously controlling multiple parameters with a single temperature sensor. There is.
小型化する光モジュールの限られた部品数で、周囲温度による特性変動が大きく、かつ光伝送特性に大きな影響を与える部品の温度補償を行うことができる光送受信モジュールを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an optical transmission / reception module capable of performing temperature compensation of a component that has a large characteristic variation due to an ambient temperature and has a large influence on optical transmission characteristics, with a limited number of components of an optical module to be miniaturized. .
上記課題を解決するため、請求項1記載の本発明ではレーザモジュールもしくは外部変調器集積化レーザモジュールと、前記のレーザモジュールを駆動するドライバICと、感温素子を使用するPIN-PDやAPDを用いた受信モジュールを搭載する光送受信器において、前記受信側制御に使用される感温素子情報を用いて前記レーザモジュールならびにそれを駆動する前記ドライバICの温度補償制御を並行的に同時に行うことを特徴とする。 In order to solve the above problems, in the present invention according to claim 1, a laser module or an external modulator integrated laser module, a driver IC that drives the laser module, and a PIN-PD or APD that uses a temperature sensitive element are provided. In an optical transceiver equipped with the receiving module used, the temperature compensation control of the laser module and the driver IC for driving the laser module is simultaneously performed in parallel using the temperature sensitive element information used for the receiving side control. Features.
請求項2記載の本発明は、請求項1の光学特性安定化制御回路において、該感温素子から得られる情報をデジタル変換回路を介してマイクロコンピュータもしくはFPGAもしくはCPLDなどの演算装置で構成される演算部に入力し、演算結果をアナログ値に再変換し、該レーザモジュール内蔵のレーザダイオードの順電流値、ドライバICの駆動オフセット電圧、電圧振幅、デューティサイクルを同時に並行的に制御することが可能な事を特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the optical characteristic stabilization control circuit according to the first aspect, the information obtained from the temperature sensing element is constituted by an arithmetic unit such as a microcomputer, FPGA or CPLD via a digital conversion circuit. It is possible to input to the calculation unit, reconvert the calculation result into an analog value, and control the forward current value of the laser diode built in the laser module, the drive offset voltage, voltage amplitude, and duty cycle of the driver IC simultaneously in parallel. It is characterized by things.
請求項3記載の本発明は、請求項1の光学特性安定化制御回路において、感温素子から得られた温度情報をバッファアンプを介してアナログ値のまま、該レーザモジュール内蔵のレーザダイオードの順電流値、ドライバICの駆動オフセット電圧、電圧振幅、デューティサイクルを同時に並行的に制御することが可能な事を特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the optical characteristic stabilization control circuit according to the first aspect, the temperature information obtained from the temperature-sensitive element remains in an analog value via a buffer amplifier, and the order of the laser diodes built in the laser module. The current value, the drive offset voltage of the driver IC, the voltage amplitude, and the duty cycle can be simultaneously controlled in parallel.
請求項4記載の本発明は、請求項1に記載の前記感温素子を受信モジュールに内蔵したことを特徴とする。 A fourth aspect of the present invention is characterized in that the temperature sensitive element according to the first aspect is incorporated in a receiving module.
請求項5の本発明は、請求項1に記載の前記感温素子を光送受信器モジュール基板内に実装したことを特徴とする。 The invention according to claim 5 is characterized in that the temperature sensitive element according to claim 1 is mounted in an optical transceiver module substrate.
請求項6の本発明は、請求項1記載の温度補償制御において、温度補償制御対象となるレーザダイオードの順電流値、駆動ドライバICの各パラメータは、外部変調器の特性に基づき個別に最適点を予め算出され、内蔵もしくは外部のメモリに温度補償係数として記憶させ、その記憶された温度補償係数に基づいて制御されることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the temperature compensation control according to the first aspect, the forward current value of the laser diode to be temperature compensated control and each parameter of the drive driver IC are individually optimized based on the characteristics of the external modulator. Is calculated in advance, stored in a built-in or external memory as a temperature compensation coefficient, and controlled based on the stored temperature compensation coefficient.
請求項7の本発明は、請求項1記載の温度補償制御において、温度補償制御対象となるレーザダイオードの順電流値、駆動ドライバICの各パラメータは、外部変調器の特性に基づき個別に最適点を予め算出され、内蔵もしくは外部のメモリにルックアップテーブルとして記憶させ、その記憶されたルックアップテーブルに基づいて制御されることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the temperature compensation control according to the first aspect, the forward current value of the laser diode to be subjected to the temperature compensation control and each parameter of the drive driver IC are individually optimized based on the characteristics of the external modulator. Is calculated in advance, stored in a built-in or external memory as a look-up table, and controlled based on the stored look-up table.
請求項8の本発明は、請求項1記載の送受信器において、該ドライバが該外部変調器集積化レーザモジュールに内蔵されており、同じ温度制御手段を受けており、その制御温度の目標値が請求項6の温度情報に基づいて制御されていることを特徴とする。 The invention according to claim 8 is the transmitter / receiver according to claim 1, wherein the driver is incorporated in the external modulator integrated laser module, receives the same temperature control means, and the target value of the control temperature is It is controlled based on the temperature information of claim 6.
本発明によれば、受信側に搭載される感温素子を用いることで、送信側の伝送特性に大きな影響を与える部品の温度変動を抑圧し、小型化および高集積化する光送受信器モジュールに対応することができる。 According to the present invention, a temperature-sensitive element mounted on the receiving side is used to suppress the temperature fluctuation of a component that greatly affects the transmission characteristics on the transmitting side, and to an optical transceiver module that is downsized and highly integrated. Can respond.
以下に図を用いて本発明の詳細について説明する。 Details of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図2は、本発明の第1の実施例である。PDモジュール108に搭載されたPDモジュール内蔵サーミスタ110の情報を、(デジタル変換回路)でデジタル値に変換し、(FPGA)で演算を行った結果により(デジタル可変抵抗)の抵抗値を変化させ、(ドライバIC)の制御電圧を変化させる。
FIG. 2 shows a first embodiment of the present invention. The information of the PD module built-in
本実施形態では演算部は(デジタル変換回路)、(FPGA)、(デジタル可変抵抗)によって構成しているが、これらの2つまたは全部が集積化されたマイクロコンピュータを用いても構わない。また、(FPGA)はデジタル演算が可能なその他の電子部品であっても構わない。また、(デジタル可変抵抗)はD/Aコンバータなどの、演算装置のデジタル出力をアナログ信号に変換することができるその他の電子部品であっても構わない。 In this embodiment, the arithmetic unit is configured by (digital conversion circuit), (FPGA), and (digital variable resistor), but a microcomputer in which two or all of these are integrated may be used. Further, (FPGA) may be another electronic component capable of digital calculation. The (digital variable resistor) may be another electronic component such as a D / A converter that can convert the digital output of the arithmetic device into an analog signal.
図3は、本発明の第2の実施例である。(受信モジュール)に搭載された(感温素子)の情報を、(バッファアンプ、レベル変換器)でレベル変換し、(制御電圧調整回路)から出力される電圧に重畳して(ドライバIC)の制御電圧を変化させる。 FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. (Temperature sensing element) information mounted on (receiving module) is level-converted by (buffer amplifier, level converter) and superimposed on the voltage output from (control voltage adjustment circuit) of (driver IC) Change the control voltage.
101・・・電気信号入力端子、102・・・ドライバIC、103・・・自動出力制御装置、104・・・レーザモジュール、105・・・光出力信号、106・・・自動温度制御装置、107・・・PDモジュール制御装置、108・・・PDモジュール、109・・・電気信号出力端子、110・・・PDモジュール内蔵サーミスタ、111・・・光信号入力、112a・・・ドライバIC駆動オフセット電圧制御端子、112b・・・ドライバIC電圧振幅制御端子、112c・・・ドライバICデューティサイクル制御端子、113a・・・ドライバIC駆動オフセット電圧制御電圧調整用可変抵抗、
113b・・・ドライバIC電圧振幅制御電圧調整用可変抵抗、113c・・・ドライバICデューティサイクル制御電圧調整用可変抵抗、201・・・電気信号入力端子、202・・・ドライバIC、203・・・自動出力制御装置、204・・・レーザモジュール、205・・・光出力信号、206・・・自動温度制御装置、207・・・PDモジュール制御装置、208・・・PDモジュール、209・・・電気信号出力端子、210・・・PDモジュール内蔵サーミスタ、211・・・光信号入力、212a・・・ドライバIC駆動オフセット電圧制御端子、212b・・・ドライバIC電圧振幅制御端子、212c・・・ドライバICデューティサイクル制御端子、213・・・デジタル/アナログ変換回路、214・・・演算部、215・・・アナログ/デジタル変換回路、301・・・電気信号入力端子、 302・・・ドライバIC、303・・・自動出力制御装置、304・・・レーザモジュール、305・・・光出力信号、306・・・自動温度制御装置、307・・・PDモジュール制御装置、308・・・PDモジュール、309・・・電気信号出力端子、310・・・PDモジュール内蔵サーミスタ、311・・・光信号入力、312a・・・ドライバIC駆動オフセット電圧制御端子、312b・・・ドライバIC電圧振幅制御端子、312c・・・ドライバICデューティサイクル制御端子、313a・・・ドライバIC駆動オフセット電圧制御電圧調整用可変抵抗、313b・・・ドライバIC電圧振幅制御電圧調整用可変抵抗、313c・・・ドライバICデューティサイクル制御電圧調整用可変抵抗、
314a・・・バッファアンプa、314b・・・バッファアンプb、314c・・・バッファアンプc、 314d・・・バッファアンプd、314e・・・バッファアンプe
DESCRIPTION OF
113b: Variable resistance for adjusting the driver IC voltage amplitude control voltage, 113c: Variable resistor for adjusting the driver IC duty cycle control voltage, 201 ... Electric signal input terminal, 202 ... Driver IC, 203 ... Automatic output controller 204 ...
314a: buffer amplifier a, 314b: buffer amplifier b, 314c: buffer amplifier c, 314d: buffer amplifier d, 314e: buffer amplifier e
Claims (8)
前記受信側制御に使用される感温素子情報を用いて前記レーザモジュールならびにそれを駆動する前記ドライバICの温度補償制御を並行的に同時に行うことを特徴とした光学特性安定化制御回路。 In an optical transceiver equipped with a laser module or an external modulator integrated laser module, a driver IC for driving the laser module, and a receiver module using a PIN-PD or APD using a temperature sensitive element,
An optical characteristic stabilization control circuit, wherein temperature compensation control of the laser module and the driver IC for driving the laser module is simultaneously performed in parallel using temperature sensing element information used for the receiving side control.
前記温度補償制御において、温度補償制御対象となるレーザダイオードの順電流値、素子温度、駆動ドライバICの各パラメータは、外部変調器の特性に基づき個別に最適点を予め算出され、内蔵もしくは外部のメモリに温度補償係数を記憶させ、その記憶された温度補償係数に基づいて制御されることを特徴とする光学特性安定化制御回路。 An optical property stabilization control circuit according to claim 1,
In the temperature compensation control, the forward current value of the laser diode to be temperature compensated control, the element temperature, and each parameter of the drive driver IC are individually calculated in advance based on the characteristics of the external modulator, An optical characteristic stabilization control circuit characterized in that a temperature compensation coefficient is stored in a memory and controlled based on the stored temperature compensation coefficient.
前記温度補償制御において、温度補償制御対象となるレーザダイオードの順電流値、素子温度、駆動ドライバICの各パラメータは、外部変調器の特性に基づき個別に最適点を予め算出され、内蔵もしくは外部のメモリにルックアップテーブルを記憶させ、その記憶されたルックアップテーブルに基づいて制御されることを特徴とする光学特性安定化制御回路。 An optical property stabilization control circuit according to claim 1,
In the temperature compensation control, the forward current value of the laser diode to be temperature compensated control, the element temperature, and each parameter of the drive driver IC are individually calculated in advance based on the characteristics of the external modulator, An optical characteristic stabilization control circuit, wherein a lookup table is stored in a memory and controlled based on the stored lookup table.
前記送受信器において、該ドライバが該外部変調器集積化レーザモジュールに内蔵されており、同じ温度制御手段を受けており、その制御温度の目標値が請求項6の温度情報に基づいて制御されていることを特徴とする光学特性安定化制御回路。
An optical property stabilization control circuit according to claim 1,
In the transceiver, the driver is incorporated in the external modulator integrated laser module, receives the same temperature control means, and the target value of the control temperature is controlled based on the temperature information of claim 6. An optical characteristic stabilization control circuit characterized by comprising:
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