JP3700886B2 - Laser control device for optical communication and control method therefor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は波長多重を用いた光通信分野で用いられる光通信用レーザの制御装置とその制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般的に光通信の信号源に用いられるレーザは次のような特徴を持っている。
1.レーザの発光波長はレーザの温度で変化する。
2.レーザの温度が低いときには同じ発光量を得るために必要とする駆動電流が小さい。
3.レーザはATC(自動温度コントロール)をかける。
上記のような特徴を持つレーザを波長多重光通信に用いるときには使用するレーザの波長間隔に注意する必要がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
複数の波長の光信号を混合して伝送する波長多重光通信システムにおいては、隣接の光の波長が変化した場合にほぼ同じ波長に2波が重なることがある。
受信部で光フィルタにより光を分離して受信する方式では受信レベルの低下と、隣接の光の波長との重なりにより隣接の回線に対する漏話が生じて通信回線品質を劣化させる。
また、光フィルタを用いずに一括受信する方式の場合には、波長間隔が近づいてくると波長間隔に対応した周波数の周辺に光の混合によるビート雑音が発生して、これも通信回線品質を劣化させる。
通常の使用時にはATCによる温度調整機能によりレーザの温度が安定に保たれているが、電源オフの状態から電源オンにした直後に問題が発生する。
【0004】
電源をオンにした直後の段階ではATCが十分に働いておらず、レーザの温度が安定していない。
この段階では発光波長が所定の値からはずれている場合があり、温度が安定するまでの数ミリ秒〜数秒は通信に悪影響を与える恐れがある。
そこで、従来はその間の伝送障害を容認するか、あるいは波長間隔を大きくとって電源をオンにした直後の立ち上げの時にも波長が重ならないようにして対処してきた。
レーザの発光できる波長範囲には制限があり、また1550nm帯での信号伝送においては光アンプが用いられるが、その光アンプの帯域にも制限がある。
従って波長間隔を広くとると、同時に発光できるレーザの数が制限されるというのが従来の方式での問題点であった。
【0005】
本発明は上記の課題を解決し、通常の発光時には勿論、電源をオンにした直後の立ち上げ時にも隣接の発光波長に悪影響を与えることのない光通信用レーザの制御装置とその制御方法を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を解決するために以下のような手段を有している。
【0007】
本発明の請求項1の光通信用レーザの制御装置は、正規の光出力レベルにレーザの光出力を安定化させる正規光出力安定化回路と、正規の光出力レベルよりも小さいレベルにレーザの光出力を安定化させる予備光出力安定化回路と、前記レーザの駆動電流を検出する電流検出機構と、前記予備光出力安定化回路から前記正規光出力安定化回路に切り換える回路切換器を有することを特徴とする。
【0008】
本発明の請求項2の光通信用レーザの制御装置は、レーザの光出力を安定化させる予備光出力安定化回路の光出力レベルは正規の光出力レベルの約1/10から1/3の範囲であることを特徴とする。
【0009】
本発明の請求項3の光通信用レーザの制御方法は、正規の光出力レベルにレーザの光出力を安定化させる正規光出力安定化回路と、正規の光出力レベルよりも小さいレベルにレーザの光出力を安定化させる予備光出力安定化回路と、前記レーザの駆動電流を検出する電流検出機構を備え、前記レーザの駆動を開始した時点においては前記予備光出力安定化回路で前記レーザの光出力を制御し、そのレーザ駆動電流が所定の値に入ったことを前記電流検出機構で検出した後は前記正規光出力安定化回路に切換えて前記レーザの光出力を制御することを特徴とする。
【0010】
本発明の請求項4の光通信用レーザの制御装置は、レーザの光出力を安定化させる予備光出力安定化回路の光出力レベルは正規の光出力レベルの約1/10から1/3の範囲であることを特徴とする。
【0011】
本発明の光通信用レーザの制御装置およびその制御方法によれば、レーザの光出力を安定化させる回路として予備光出力安定化回路と正規光出力安定化回路を有していて、予備光出力安定化回路は正規の光出力レベルよりも小さいレベルにレーザの光出力を安定化させる回路となっているので、レーザの駆動を開始した時点では正規の光出力レベルよりも小さいレベルにレーザの光出力を安定化させる予備光出力安定化回路で光出力を安定化させる。駆動を開始した時点ではレーザの温度が安定していないので発光波長が所定の値から外れて変動しても、その光出力のレベルは小さいので隣接の発光波長に悪影響を与えることがない。
予備光出力安定化回路での光出力が安定して、そのレーザ駆動電流が所定の値に入ったことを電流検出機構で検出した後に正規光出力安定化回路に切り換えてレーザの光出力を正規の光出力とする。レーザは予備光出力安定化回路で所定の温度迄まで上昇しているので、その光出力レベルが正規の光出力になっても隣接の発光波長に悪影響を与えることがない安定した発光状態になっている。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る光通信用レーザの制御装置およびその制御方法の実施の形態を図1および図3を参照してより詳細に説明する。
図1において、1はレーザ、2はレーザ駆動電流検出器、3は制御回路切換器、4は正規光出力安定化回路、5は予備光出力安定化回路、6は光出力レベル検出器である。
正規光出力安定化回路4はレーザ1が正規の所定の光出力レベルを安定した発光状態で出力するための制御回路で、例えば図2に示すような回路構成となっている。
図2において、21はフォトデテクタ、22は増幅器、23は比較増幅器、24はレーザダイオード、25は出力レベル制御部である。フォトデテクタ21とレーザダイオード24はモジュール内で光学的に結合されている。
【0013】
予備光出力安定化回路5は正規光出力安定化回路4の光出力より小さいレベルでレーザ1の光出力を安定化させるもので、例えば本実施の形態では正規の所定の光出力レベルの1/10程度となっている。
制御回路切換器3はレーザ駆動電流検出器2の電流検出値に基づいて予備光出力安定化回路5から正規光出力安定化回路4に切り換えるものである。
光出力レベル検出器6はレーザ1の光出力レベルを検知しその検知結果を正規光出力安定化回路4および予備光出力安定化回路5にフィードバックしてそれぞれの光出力レベルを安定化するものである。
【0014】
上記のように構成された光通信用レーザの制御装置は次のように駆動される。
レーザ1が発光していない状態から電源を入れてレーザ1を駆動させる最初の立ち上げの状態では、制御回路切換器3を予備光出力安定化回路5に切り換えた状態で電源をオンにする。
予備光出力安定化回路5は、レーザ1の光出力を正規の光出力レベルよりも小さいレベル、例えば本実施の形態では正規の所定の光出力レベルの1/10程度となっている。レーザ1は立ち上げ時の初期の状態ではその温度が低い状態であるので、小さい駆動電流で所定の光出力レベルを得ることができる。
【0015】
ところでレーザ1が所定の時間経過するとレーザ1自体の温度が高くなるので、初期の立ち上げ時と同じ光出力レベルを得るためには初期の立ち上げ時よりも大きな駆動電流が必要となる。レーザ駆動電流検出器2は予備光出力安定化回路5の駆動電流を検知して駆動電流が予め設定した値に達したら、すなわち言い換えればレーザ1自体の温度が所定の温度に達したら制御回路切換器3は正規光出力安定化回路4に切り換える。
正規光出力安定化回路4に切り換えることによってレーザ1の光出力は正規の光出力レベルとなるが、この時点ではレーザ1の温度は所定の温度に達しているので発光している光の波長が変動することがないので隣接の発光波長に悪影響を与えることがない安定した発光状態になっている。以下レーザ1の光出力は正規光出力安定化回路4により安定した発光状態に制御される。
【0016】
図3は上記の光通信用レーザ制御装置の具体的な実施の形態を示す回路例である。
図3において、31はレーザダイオード、32はレーザ駆動電流検出部、33は制御回路切換部、34は正規光出力制御部、35は予備光出力制御部、35は光出力レベル検出部である。
【0017】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の光通信用レーザの制御装置およびその制御方法によれば、レーザの光出力を安定化させる回路として予備光出力安定化回路と正規光出力安定化回路を有していて、予備光出力安定化回路は正規の光出力レベルよりも小さいレベルにレーザの光出力を安定化させる回路となっているので、レーザの駆動を開始した時点では正規の光出力レベルよりも小さいレベルにレーザの光出力を安定化させる予備光出力安定化回路で光出力を安定化させる。
【0018】
駆動を開始した時点ではレーザの温度が安定していないので発光波長が所定の値から外れて変動しても、その光出力のレベルは小さいので隣接の発光波長に悪影響を与えることがない。
予備光出力安定化回路での光出力が安定して、そのレーザ駆動電流が所定の値に入ったことを電流検出機構で検出した後に正規光出力安定化回路に切り換えてレーザの光出力を正規の光出力とする。レーザは予備光出力安定化回路で所定の温度迄まで上昇しているので、その光出力レベルが正規の光出力になっても隣接の発光波長に悪影響を与えることがない安定した発光状態になっている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光通信用レーザの制御装置の実施の形態を示す構成概要図である。
【図2】図1の光通信用レーザの制御装置に用いられる正規光出力安定化回路の一例を示す概要図である。
【図3】図1の光通信用レーザの制御装置の一実施の形態を示す具体的な回路構成図である。
【符号の説明】
1 レーザ
2 レーザ駆動電流検出器
3 制御回路切換器
4 正規光出力安定化回路
5 予備光出力安定化回路
6 光出力レベル検出器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical communication laser control apparatus and its control method used in the field of optical communication using wavelength multiplexing.
[0002]
[Prior art]
In general, a laser used as a signal source for optical communication has the following characteristics.
1. The emission wavelength of the laser varies with the temperature of the laser.
2. When the laser temperature is low, the drive current required to obtain the same amount of light emission is small.
3. The laser applies ATC (automatic temperature control).
When a laser having the above characteristics is used for wavelength multiplexing optical communication, it is necessary to pay attention to the wavelength interval of the laser used.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In a wavelength division multiplexing optical communication system that mixes and transmits optical signals of a plurality of wavelengths, two waves may overlap substantially the same wavelength when the wavelength of adjacent light changes.
In a system in which light is separated and received by an optical filter at a receiving unit, crosstalk with an adjacent line occurs due to a decrease in reception level and an overlap with the wavelength of adjacent light, thereby degrading communication line quality.
In the case of a batch reception method without using an optical filter, beat noise due to light mixing occurs around the frequency corresponding to the wavelength interval as the wavelength interval approaches, which also reduces the communication line quality. Deteriorate.
During normal use, the temperature of the laser is kept stable by the temperature adjustment function by the ATC, but a problem occurs immediately after the power is turned on from the power-off state.
[0004]
Immediately after turning on the power, the ATC is not working sufficiently and the laser temperature is not stable.
At this stage, the emission wavelength may deviate from a predetermined value, and there is a possibility that communication will be adversely affected for several milliseconds to several seconds until the temperature stabilizes.
In view of this, conventionally, measures have been taken to allow for a transmission failure during that time, or to ensure that the wavelengths do not overlap at the time of start-up immediately after turning on the power with a large wavelength interval.
The wavelength range in which the laser can emit light is limited, and an optical amplifier is used for signal transmission in the 1550 nm band, but the bandwidth of the optical amplifier is also limited.
Therefore, if the wavelength interval is wide, the number of lasers that can emit light simultaneously is limited.
[0005]
The present invention solves the above-described problems, and provides a control device and a control method for an optical communication laser that do not adversely affect the adjacent emission wavelength at the time of startup immediately after turning on the power as well as during normal light emission. It is intended to provide.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has the following means in order to solve the above problems.
[0007]
According to a first aspect of the present invention, there is provided an optical communication laser control device comprising: a normal light output stabilizing circuit that stabilizes the light output of a laser at a normal light output level; and a laser having a level lower than the normal light output level. A spare light output stabilizing circuit for stabilizing the light output; a current detection mechanism for detecting the driving current of the laser; and a circuit switcher for switching from the spare light output stabilizing circuit to the regular light output stabilizing circuit. It is characterized by.
[0008]
The optical communication laser control apparatus according to
[0009]
According to a third aspect of the present invention, there is provided an optical communication laser control method comprising: a normal light output stabilizing circuit that stabilizes the light output of a laser at a normal light output level; and a laser having a level lower than the normal light output level. The auxiliary light output stabilizing circuit for stabilizing the light output and a current detection mechanism for detecting the driving current of the laser, and at the time when the driving of the laser is started, the light of the laser is output by the auxiliary light output stabilizing circuit. The output is controlled, and after the current detection mechanism detects that the laser drive current has entered a predetermined value, the laser output is controlled by switching to the normal light output stabilization circuit. .
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an optical communication laser control device wherein the optical output level of the auxiliary optical output stabilizing circuit for stabilizing the optical output of the laser is about 1/10 to 1/3 of the normal optical output level. It is a range.
[0011]
According to the control device and the control method for an optical communication laser of the present invention, a spare light output stabilizing circuit and a regular light output stabilizing circuit are provided as circuits for stabilizing the laser light output, and the spare light output is provided. Since the stabilization circuit stabilizes the laser light output to a level smaller than the normal light output level, the laser light is reduced to a level lower than the normal light output level when the laser drive is started. The optical output is stabilized by a standby optical output stabilization circuit that stabilizes the output. Since the temperature of the laser is not stable at the start of driving, even if the emission wavelength fluctuates outside a predetermined value, the level of the light output is small, so that the adjacent emission wavelength is not adversely affected.
After the light output from the standby light output stabilization circuit is stable and the laser drive current has entered the specified value, the current detection mechanism detects that the laser output current has been switched to the normal light output stabilization circuit. Light output. Since the laser is raised to a predetermined temperature by the preliminary light output stabilization circuit, even if the light output level becomes a regular light output, it becomes a stable light emission state that does not adversely affect the adjacent light emission wavelength. ing.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of an optical communication laser control device and a control method thereof according to the present invention will be described below in detail with reference to FIGS.
In FIG. 1, 1 is a laser, 2 is a laser drive current detector, 3 is a control circuit switch, 4 is a regular light output stabilization circuit, 5 is a spare light output stabilization circuit, and 6 is a light output level detector. .
The regular light output stabilization circuit 4 is a control circuit for the laser 1 to output a regular predetermined light output level in a stable light emission state, and has a circuit configuration as shown in FIG. 2, for example.
In FIG. 2, 21 is a photodetector, 22 is an amplifier, 23 is a comparison amplifier, 24 is a laser diode, and 25 is an output level control unit. The
[0013]
The auxiliary light
The control
The optical output level detector 6 detects the optical output level of the laser 1 and feeds back the detection result to the normal optical output stabilization circuit 4 and the standby optical
[0014]
The optical communication laser control apparatus configured as described above is driven as follows.
In the initial start-up state in which the laser 1 is driven by turning on the power from the state in which the laser 1 is not emitting light, the power is turned on while the
The spare light
[0015]
By the way, since the temperature of the laser 1 itself becomes higher when the laser 1 elapses for a predetermined time, in order to obtain the same light output level as that at the initial startup, a driving current larger than that at the initial startup is required. The laser drive
By switching to the normal light output stabilization circuit 4, the light output of the laser 1 becomes a normal light output level. At this time, the temperature of the laser 1 has reached a predetermined temperature, so that the wavelength of the emitted light is Since the light does not fluctuate, the light emission is stable without adversely affecting the adjacent light emission wavelength. Hereinafter, the light output of the laser 1 is controlled to a stable light emission state by the normal light output stabilization circuit 4.
[0016]
FIG. 3 is a circuit example showing a specific embodiment of the laser control apparatus for optical communication.
In FIG. 3, 31 is a laser diode, 32 is a laser drive current detector, 33 is a control circuit switching unit, 34 is a normal light output controller, 35 is a spare light output controller, and 35 is a light output level detector.
[0017]
【The invention's effect】
As described above, according to the optical communication laser control device and the control method therefor of the present invention, the preliminary optical output stabilization circuit and the regular optical output stabilization circuit are provided as circuits for stabilizing the optical output of the laser. The standby light output stabilization circuit stabilizes the laser light output to a level smaller than the normal light output level. The optical output is stabilized by a preliminary optical output stabilization circuit that stabilizes the optical output of the laser to a small level.
[0018]
Since the temperature of the laser is not stable at the start of driving, even if the emission wavelength fluctuates outside a predetermined value, the level of the light output is small, so that the adjacent emission wavelength is not adversely affected.
After the light output from the standby light output stabilization circuit is stable and the laser drive current has entered the specified value, the current detection mechanism detects that the laser output current has been switched to the normal light output stabilization circuit. Light output. Since the laser is raised to a predetermined temperature by the auxiliary light output stabilization circuit, even if the light output level becomes a normal light output, it becomes a stable light emission state that does not adversely affect the adjacent light emission wavelength. ing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a control device for a laser for optical communication according to the present invention.
2 is a schematic diagram showing an example of a regular light output stabilization circuit used in the optical communication laser control device of FIG. 1. FIG.
3 is a specific circuit configuration diagram showing an embodiment of the optical communication laser control device of FIG. 1; FIG.
[Explanation of symbols]
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