受光パワーモニタ回路、光受信器、方法及びプログラム
【課題】アバランシェ・フォトダイオードの増倍率変動に対応し、受光パワーを精度よく測定する光受信器を提供。
【解決手段】アバランシェ・フォトダイオード１４で検出した光バースト信号に応じた電流がカレントミラー回路１５から電流電圧変換回路２０に入力されて電圧変換され、この電圧が、一方はアナログ／ディジタル変換回路２２に印加されて受光パワー値Ｐｐが取得され、他方はローパスフィルタ３０に印加されて、その低域周波数成分がアナログ／ディジタル変換回路３２に印加されて平均受光パワー値Ｐｒａｖｅが取得される。これら受光パワー値Ｐｐと平均受光パワー値Ｐｒａｖｅとは制御演算回路２４に入力され、制御演算回路２４は、補正係数設定部３８が設定した最新の平均受光パワー値に対応する補正係数ｋ（Ｐｒａｖｅ）を用いて受光パワー値Ｐｐの値を補正する。
【解決手段】アバランシェ・フォトダイオード１４で検出した光バースト信号に応じた電流がカレントミラー回路１５から電流電圧変換回路２０に入力されて電圧変換され、この電圧が、一方はアナログ／ディジタル変換回路２２に印加されて受光パワー値Ｐｐが取得され、他方はローパスフィルタ３０に印加されて、その低域周波数成分がアナログ／ディジタル変換回路３２に印加されて平均受光パワー値Ｐｒａｖｅが取得される。これら受光パワー値Ｐｐと平均受光パワー値Ｐｒａｖｅとは制御演算回路２４に入力され、制御演算回路２４は、補正係数設定部３８が設定した最新の平均受光パワー値に対応する補正係数ｋ（Ｐｒａｖｅ）を用いて受光パワー値Ｐｐの値を補正する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バースト伝送される光バースト信号を受信する受光パワーモニタ回路、光受信器、方法及びプログラムに係り、とくに光バースト信号の受光パワーを測定する受光パワーモニタ回路、光受信器、方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信システムには、たとえば図１０に示すように、利用者側の加入者宅１００内に設置された通信端末装置１０２が接続される光加入者装置（ＯＮＵ：Optical Line Unit）１０４から、インターネットサービスプロバイダなどの通信事業者側の局舎装置に備えられる光回線終端装置（ＯＬＴ：Optical Line Termination）１０６に光ファイバを介してアクセスするアクセス系光通信システムがある。このアクセス系光通信システムは、たとえば、光回線終端装置に接続した伝送路である１本の光ファイバＦを光スプリッタ１０８で複数の光ファイバＧに分岐し、分岐して接続された各光ファイバＧにそれぞれ光加入者装置を接続するＰＯＮ（Passive Optical Network）方式を採用するものがある。
【０００３】
上述のＰＯＮ方式が採用された光回線終端装置１０６には、上位の通信網としてＩＰ（Internet Protocol）ネットワーク１１２及び他の通信網１１４が接続されて、加入者宅の通信端末装置１０２は、加入者装置１０４、光スプリッタ１０８及び光回線終端装置１０６を介してＩＰネットワーク１１２などへアクセスすることができる。この光回線終端装置１０６には、情報を送受信するための光トランシーバ機能を有する光モジュール１２０が備えられて、この光モジュール１２０は、加入者装置１０４から光ファイバを介して送信された光バースト信号を受信して電気信号の主信号に変換する光受信器１２２と、加入者装置１０４へ送信する主信号を光バースト信号に変換して光ファイバに送出する光送信器１２４とを有している。これら光バースト信号を使用する伝送方式は、送信する光信号をバーストセルの単位で間欠的に送信することにより、光ファイバ伝送路の散乱光の影響や光スプリッタなどの接続点における反射の影響を受けないようにする伝送方式である。
【０００４】
このような光モジュール１２０には、光バースト信号を検出する光電変換素子として、たとえば、アバランシェ・フォトダイオード（ＡＰＤ：Avalanche Photo-Diode）が備えられている。アバランシェ・フォトダイオードは、高い逆バイアス電圧を印加して発生するなだれ増倍を利用するので、受光された光バースト信号を高感度で光電変換し、光バースト信号を良好に検出して電流信号に変換することができる。
【０００５】
ところで、上述のようなＰＯＮ方式では、複数の加入者装置１０４が受動的構成である光スプリッタ１０８を介して光回線終端装置１０６に接続されているので、加入者装置１０４の接続数、及び各加入者装置１０４と光回線終端装置１０６との間の接続距離に応じて、光回線終端装置１０６側で受光する光バースト信号の受光強度（受光パワー）が大きく変動する。この受光パワーを監視して測定する光パワーモニタ回路１２６が光回線終端装置１０６に備えられて、この光パワーモニタ回路１２６にて測定する際に、その監視結果のパワーモニタ値が上述の理由から大きく変動するという問題が発生する。このパワーモニタ値は、たとえば、光伝送路の損失を測定するために用いられ、また、加入者装置１０４の送信状態を確認することに用いられることがある。
【０００６】
このような光バースト信号の強度を検出する回路が、たとえば特許文献１に開示されている。特許文献１に記載のバースト光受信器では、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）で光電変換した電流信号がプリアンプに入力されて、プリアンプは入力された電流信号を電圧信号に変換し、この電圧信号から光バースト信号の強度をレベル検出回路で判定し、この強度に応じてプリアンプ利得及びＡＰＤ増倍率を段階的に切り替えるものである。
【０００７】
また、上述のようなアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）を使用し、バースト光を受信するバースト光受信器として、たとえば、特許文献２に記載のバースト光受信器がある。このバースト光受信器は、アバランシェフォトダイオードと、電流信号を電圧信号に変換し増幅しバースト信号を出力するトランス・インピーダンス・アンプと、バースト信号の平均電圧を出力するランプ電圧出力ローパスフィルタと、ランプ電圧出力ローパスフィルタの出力（レファレンス電圧）及びバースト信号の差の電圧を増幅する識別器とを備えて構成されている。
【０００８】
ここで、このような光バースト信号の受光パワーを測定する受光パワーモニタ回路の関連技術を図１１に示す。図示するように、受信機能を有する受光パワーモニタ回路１は、光バースト信号を受光するフォトダイオード２を有し、受光した光バースト信号に応じた電流信号がトランス・インピーダンス・アンプ（ＴＩＡ：Trans Impedance Amplifier）３に入力される。
【０００９】
トランス・インピーダンス・アンプ３の入出力端子には帰還抵抗Ｒ１が並列に接続され、フォトダイオード２からの電流信号を帰還抵抗Ｒ１の値に応じた利得で増幅して電圧信号に変換する。この電圧信号は、リミッティング・アンプ（ＬＩＭ：Limiting Amplifier）３の入力に印加され、予め設定されたリミット電圧に制限して増幅されて、主信号として出力Ｓに出力される。この例では受光パワーモニタ回路１は、図１０に示した光受信器１２４の機能を含んでいる。
【００１０】
また、図１１において、フォトダイオード２に流れる電流に応じた電流がカレントミラー回路５から電流電圧変換回路６に入力される。この電流電圧変換回路６は、入力電流を電圧に変換して出力し、変換した電圧をその出力に接続されたアナログ／ディジタル変換回路７の入力に印加する。
【００１１】
このアナログ／ディジタル変換回路７は、その入力に表れるアナログ電圧の信号をディジタル値の信号に変換する変換回路であり、制御回路８の入力Ｉに外部から入力される制御信号をトリガとして、測定対象となる光バースト信号を特定してディジタル値に変換し、変換されたディジタル信号を出力する。アナログ／ディジタル変換回路７の出力は制御回路８に接続されている。
【００１２】
制御回路８は、データを一時記憶する内部メモリ９を備えており、入力Ｉに外部から与えられる制御信号の入力タイミングをトリガとしてアナログ／ディジタル変換回路７で変換されたディジタル電圧値を示すデータを内部メモリ９の指定の領域に取り込む。内部メモリ９に取り込まれたデータはメモリアクセス入出力端子Ｍから出力される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００９−２１８８５２号公報
【特許文献２】特開２０１０−２２６６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、たとえば、図１１に示したフォトダイオード２にアバランシェ・フォトダイオード（ＡＰＤ）を適用した場合、後述するように光バースト信号の受光パワーに応じてアバランシェ・フォトダイオードの増倍率（Ｍ値）が変動し、この変動を受けるため受光パワーモニタ機能の精度が悪化するという問題があった。
【００１５】
具体的な例として、一般的なアバランシェ・フォトダイオードについて説明すると、受光パワーが小さい条件でたとえば値１０程度の増倍率（Ｍ＝１０）にアバランシェ・フォトダイオードのバイアス電圧を設定する。しかし、同じバイアス電圧の条件で受光パワーが変動して受光パワーが大きくなると増倍率が低くなる。この場合、たとえば大入力の受光パワー条件に変化すると、値５以下の増倍率（Ｍ＝５以下）となることがある。このように、同じバイアス電圧の設定条件であるにもかかわらず増倍率（Ｍ値）が約半分以下の値になってしまうために受光感度が低下することになって、受光パワーモニタ値も半分以下となり、受光パワーモニタ値に３[dB]以上の誤差を生じ、これがモニタ精度が悪化する原因となっていた。
【００１６】
〔発明の目的〕
本発明は、このような関連技術の有する課題を解決するために成されたもので、光電変換素子の増倍率（Ｍ値）の変動に対応し、精度のよい受光パワーモニタ値が得られる受光パワーモニタ回路、光受信器、方法及びプログラムを提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明に係る受光パワーモニタ回路は、バースト伝送された光バースト信号を受光し増倍して電流信号に変換する光電変換素子と、当該光電変換素子にて変換された電流信号に基づいて光バースト信号の受光パワー値を検出する受光パワー検出部と、光電変換素子にて変換された電流信号に基づいて受光パワー値の平均を表す平均受光パワー値を検出する平均受光パワー検出部と、受光パワー検出部にて検出された受光パワー値の誤差を補正する補正制御部とを備え、補正制御部は、光電変換素子の増倍率と光バースト信号の平均受光パワー値との関係に基づいて予め作成して保持された補正係数から、平均受光パワーに対応する補正係数を選択すると共に、当該選択された補正係数に基づいて受光パワー値を補正することを特徴とする。
【００１８】
また、上記目的を達成するために、本発明に係る受光パワーモニタ回路用モニタ方法は、加入者装置からバースト伝送された光バースト信号を光電変換素子が受光して増倍して光電変換し、この光電変換された電流信号から、光バースト信号の受光パワー値を受光パワー検出部が検出し（受光パワー検出工程）、電流信号から、光バースト信号の平均受光パワー値を平均受光パワー検出部が検出し（平均受光パワー検出工程）、光電変換素子の増倍率と平均受光パワー値との関係に基づいて予め作成して保持された補正係数から平均受光パワーに対応する補正係数を、制御部が選択すると共に、当該選択した補正係数に基づいて受光パワー検出部が検出した受光パワー値を補正する（補正処理工程）ことを特徴とする。
【００１９】
また、上記目的を達成するために、本発明に係る受光パワーモニタ回路用モニタプログラムは、加入者装置からバースト伝送された光バースト信号を光電変換素子が受光して増倍して光電変換し、この光電変換された電流信号から、光バースト信号の受光パワー値を検出する機能、光電変換素子にて光電変換された電流信号から、光バースト信号の平均受光パワー値を検出する機能、及び光電変換素子の増倍率と平均受光パワー値との関係に基づいて予め作成して保持された補正係数から平均受光パワーに対応する補正係数を選択すると共に、当該選択した補正係数に基づいて受光パワー値を補正する機能を設け、これらの各機能をコンピュータに実現させるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は以上のように構成したので、光バースト信号を受光し増倍して電流信号に変換する光電変換素子の増倍率（Ｍ値）の変動に対応し、精度のよい受光パワーモニタ値を得ることができるという優れた受光パワーモニタ回路、光受信器、方法及びプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施形態における光受信器の構成例を示すブロック図である。
【図２】平均受光パワー値に応じて変動する増倍率（Ｍ値）の特性を示すグラフである。
【図３】光バースト信号の受光パワー値に応じて変化する平均受光パワー値と、アバランシェ・フォトダイオードの出力電流とを示すタイミングチャートである。
【図４】平均受光パワー値の大小に対応して変化する補正係数ｋを示すグラフである。
【図５】第１の実施形態における制御演算回路内に備えられた一時記憶部の記憶領域の一例を示す図である。
【図６】第１の実施形態における光受信器内の光パワーモニタ回路の動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施形態における光受信器の構成例を示すブロック図である。
【図８】本発明の第３の実施形態における光受信器の構成例を示すブロック図である。
【図９】本発明の第４の実施形態における光受信器の構成例を示すブロック図である。
【図１０】関連技術における光通信システムの全体構成例を示す図である。
【図１１】関連技術における受光パワーモニタ回路の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る光受信器の第１の実施形態を、図１乃至図５を参照して説明する。
【００２３】
〔第１の実施形態〕
図１に示すように、本第１の実施形態における光受信器１０は、ＰＯＮ（Passive Optical Network）方式の光回線終端装置（ＯＬＴ：Optical Line Termination）内に備えられ、複数の加入者装置（ＯＮＵ：Optical Line Unit）１１から光ファイバＦを通して光回線終端装置に間欠的に伝送された光バースト信号（バーストセル）を受信する装置である。図示するように光受信器１０は、光バースト信号を受信する光受信回路１２と、光バースト信号の受光パワーを測定する受光パワーモニタ回路１３とを備えている。また、同図では複数の加入者装置１１を１つの加入者装置１１で代表して示している。
【００２４】
光受信回路１２に備えられているアバランシェ・フォトダイオード（ＡＰＤ：Avalanche Photo-Diode）１４は、複数の加入者装置１１から送出される光バースト信号を検出し、検出した光バースト信号の強度に応じた電流信号を生成する光検出器である。このアバランシェ・フォトダイオード１４は、逆バイアス電圧に応じた増倍率（Ｍ値）にて光電流を増倍する光増倍型光電変換素子である。アバランシェ・フォトダイオード１４のカソード側にはカレントミラー回路１５の一方の出力が接続され、アバランシェ・フォトダイオード１４のカソードには予め設定された逆バイアス電圧が印加される。
【００２５】
このアバランシェ・フォトダイオード１４は、受光する光バースト信号の強度、すなわち受光パワーの値が大きくなればなるほど増倍率が小さくなる特性を持っている。これはその内部抵抗の影響を受けるためである。このような特性例を図２に示す。同図には、バースト伝送された光バースト信号の受光パワー値を平均化した平均受光パワー値の変化に応じて、アバランシェ・フォトダイオード１４の増倍率（Ｍ値）がどのように変化するかを表す特性曲線２００が示されている。この図では、横軸に光バースト信号の平均受光パワー値をとり、縦軸に増倍率（Ｍ値）をとっている。図示するようにアバランシェ・フォトダイオード１４は、平均受光パワー値が小さいときに、たとえば値１０の増倍率（Ｍ値）であり、平均受光パワー値が大きくなるほど、増倍率（Ｍ値）が低下し、たとえば値５の増倍率まで低下するという特性を有している。
【００２６】
また、図１において、アバランシェ・フォトダイオード１４のアノードにはトランス・インピーダンス・アンプ（ＴＩＡ：Trans Impedance Amplifier）１６が接続されている。トランス・インピーダンス・アンプ１６の入出力端子には帰還抵抗Ｒが並列接続され、トランス・インピーダンス・アンプ１６は、アバランシェ・フォトダイオード１４から入力される電流信号を帰還抵抗Ｒの抵抗値に応じた利得で増幅して電圧信号に変換する前置増幅回路である。
【００２７】
トランス・インピーダンス・アンプ１６の出力には、リミッティング・アンプ（ＬＩＭ：Limiting Amplifier）１８が接続され、リミッティング・アンプ１８は、トランス・インピーダンス・アンプ１６の出力信号を予め設定されたリミット電圧に制限して増幅し、主信号として出力Ｓに出力する振幅制限増幅回路である。この主信号は、光回線終端装置（ＯＬＴ：Optical Line Termination）内の他の処理回路にて必要な処理がなされる。受光パワーモニタ回路１０は、これらアバランシェ・フォトダイオード１４と、トランス・インピーダンス・アンプ１６と、リミッティング・アンプ１８とを含み、光バースト信号を受信して電気信号に復調する光受信器１２の基本的機能を備えている。
【００２８】
他方の受光パワーモニタ回路１３は、光受信器１２のアバランシェ・フォトダイオード１４にて検出される光バースト信号に応じた電流信号を利用して、その信号強度を表す受光パワーを測定するように構成されている。詳細には、アバランシェ・フォトダイオード１４のカソードには、カレントミラー回路１５の一方の出力が接続され、このカレントミラー回路１５は、アバランシェ・フォトダイオード１４に流れる電流信号に応じた電流を他方の出力に出力する回路であり、その出力は電流電圧変換回路２０に接続されている。本実施形態におけるカレントミラー回路１５は、アバランシェ・フォトダイオード１４のカソードに逆バイアス電圧を印加する機能も有している。
【００２９】
電流電圧変換回路２０は、カレントミラー回路１５から入力される電流信号を電圧信号に変換する回路である。電流電圧変換回路２０は、変換した電圧信号をその出力に接続されたアナログ／ディジタル変換回路２２の入力に印加する。
【００３０】
アナログ／ディジタル変換回路２２（受光パワー検出部）は、その入力に表れる電圧信号を、接続線Ｔを介して接続された演算制御回路２４から与えられるトリガ信号の入力タイミングにてホールドし、そのホールド値をディジタル値に変換し、これを受光パワー値として検出し演算制御回路２４に出力する変換回路である。この受光パワーの電圧値は、上述したように、光バースト信号の平均受光パワーの変化に応じて変動する増倍率の影響を受けている。
【００３１】
この様子を図３に示すと、同図には、光バースト信号の平均受光パワー値が低い場合と高い場合とのそれぞれにおける平均受光パワーと、アバランシェ・フォトダイオード（ＡＰＤ）１４の出力電流とを表すタイミングチャートが示されている。図示するように平均受光パワーが低い場合では、測定対象外の光バースト信号３００に続いて測定対象の光バースト信号３０２がアバランシェ・フォトダイオード１４（図１参照）に受光すると、アバランシェ・フォトダイオード１４は、設定されたバイアス電圧に応じた増倍率にて光バースト信号を増倍し、それぞれ出力電流３０４及び３０６として出力する。このときの平均受光パワー値を破線３０８で示している。この場合は、希望する増倍率にて生成された電流が生成される。
【００３２】
これに対し、光バースト信号の受光パワーが大きい測定対象外の光バースト信号３１０に続いて測定対象の光バースト信号３１２がアバランシェ・フォトダイオード１４（図１参照）に受光すると、平均受光パワーが高くなり、増倍率が低下するので、アバランシェ・フォトダイオード１４は、設定されたバイアス電圧に応じた増倍率よりも小さい増倍率にて光バースト信号を増倍し、それぞれ出力電流３１４及び３１６として出力する。この場合は、上記と比べて平均受光パワー値３１８が上昇して高くなっているので、図２に示したように増倍率が低下し、希望する増倍率よりも低い増倍率にて生成された出力電流３１６がアバランシェ・フォトダイオード１４から出力される。
【００３３】
また、図１において、そこで制御演算回路２４は、光バースト信号の平均受光パワーが大きくなると増倍率（Ｍ値）が低下するアバランシェ・フォトダイオード１４の出力特性に対処するために、アナログ／ディジタル変換回路２２にてディジタル値に変換された受光パワー値の誤差を、光バースト信号の平均受光パワーをモニタして得られる平均受光パワーモニタ値に基づいて補正する機能を有している。
【００３４】
この平均受光パワーモニタ値は、電流電圧変換回路２０の出力に分岐して接続したローパスフィルタ３０と、ローパスフィルタ３０の出力に接続されたアナログ／ディジタル変換回路３２（平均受光パワー検出部）とを経て生成される。
【００３５】
ローパスフィルタ３０は、電流電圧変換回路２０の出力から印加される電圧信号（光バースト信号）の高周波数成分を遮断し、低域周波数成分を通過させる低域通過型フィルタであり、光バースト信号の振幅を平均化した平均受光パワー値Ｐｒａｖｅとして出力する。
【００３６】
アナログ／ディジタル変換回路３２は、ローパスフィルタ３０から出力される平均受光パワー値Ｐｒａｖｅを継続して検出し順次ディジタル信号に変換する変換回路であり、変換されたディジタル値の平均受光パワー値Ｐｒａｖｅを制御演算回路２４（補正制御部）に出力する。
【００３７】
制御演算回路２４は、アナログ／ディジタル変換回路２２の入力信号をホールドするタイミングを制御するためのトリガ信号を光回線終端装置内の他の回路から与えられる制御信号に応じて生成する制御機能と、このトリガ信号のタイミングで取得されてアナログ／ディジタル変換回路２２から出力される受光パワー値Ｐｐを取り込んで一時記憶する機能とを有している。また、制御演算回路２４は、アナログ／ディジタル変換回路３２から順次出力される平均受光パワー値Ｐｒａｖｅを取り込んで更新的に記憶する機能と、平均受光パワーの変化に応じて変動する受光パワー値Ｐｐが予め設定した増倍率に対応する値となるように演算する演算処理機能とを有し、本光受信器１０の各部の動作を制御する主制御部である。
【００３８】
詳しくは、制御回路２４は、受光パワーモニタ回路１３の外部回路２５から与えられる制御信号を入力Ｃに入力し、この制御信号に応動してトリガ信号を生成し、生成したトリガ信号をアナログ／ディジタル変換回路２２に出力することで、測定対象となる光バースト信号を特定する特定制御機能を有している。制御回路２４は、取得した受光パワー値と、平均受光パワー値と、受光パワー値の誤差を補正するための補正係数とを予め指定された記憶領域に一時記憶するための一時記憶部３４を含む。
【００３９】
この一時記憶部３４の記憶領域の構成例を図５に示す。図示するように一時記憶部３４の記憶領域５００は、一方のアナログ／ディジタル変換回路２２から出力された受光パワー値Ｐｐを記憶する記憶領域５０２と、他方のアナログ／ディジタル変換回路３２から出力された平均受光パワー値Ｐｒａｖｅを記憶する記憶領域５０４と、平均受光パワー値Ｐｒａｖｅの各値に対応する補正係数ｋ（Ｐｒａｖｅ）を記憶する記憶領域５０６と、補正後の受光パワーモニタ値を一時記憶する記憶領域５０８とを含んでいる。
【００４０】
また、図１において、制御演算回路２４は、アナログ／ディジタル変換回路２２へのトリガ信号の出力タイミングで特定した受光パワー値Ｐｐをアナログ／ディジタル変換回路２２から取り込み、そのデータを一時記憶部３４の記憶領域５０２（図５参照）に一時格納する。制御回路２４の動作サイクルよりも受信信号の光バースト信号の周期が短い場合、また、一時記憶部３４に格納されたデータが外部取り出しされるまでの時間に長い時間が必要である場合に、このように外部回路２５からの制御信号に応動してトリガ信号を生成し、測定対象とする光バースト信号を特定する方式を用いる。
【００４１】
また、制御回路２４は、アナログ／ディジタル変換回路３２から出力される平均受光パワー値Ｐｒａｖｅを順次入力し、入力した平均受光パワー値Ｐｒａｖｅを一時記憶部３４の領域５０６（図５参照）に一時格納する。
【００４２】
制御回路２４は、このようにして一時記憶部３４の各記憶領域に格納した受光パワー値Ｐｐの誤差を平均受光パワー値Ｐｒａｖｅに基づいて補正するための演算処理部３６を備えている。
【００４３】
詳しくは演算処理部３６は、補正係数設定部３８から与えられる補正係数ｋ（Ｐｒａｖｅ）と受光パワー値Ｐｐとを乗算して、受光パワー値Ｐｐを補正する。このときの補正係数ｋは、アナログ／ディジタル変換回路３２から順次出力されて一時記憶部３４に格納した最新の平均受光パワーＰｒａｖｅに対応する補正係数であり、これを補正係数ｋ（Ｐｒａｖｅ）と表している。このような機能構成を制御回路２４が有しているので、平均受光パワーの変動が発生してもその変動に対応して受光パワー値Ｐｐの誤差を補正することができる。
【００４４】
この補正係数ｋは、予め作成されて制御演算回路２４に接続されたメモリ回路４０に記録されて保持され、保持された補正係数ｋは補正係数設定部３８に読み出される。補正係数設定部３８はメモリ回路４０に保持されている補正係数ｋのうち、現在の平均受光パワーＰｒａｖｅに対応する補正係数ｋを選択して一時記憶部３４の指定された記憶領域５０６に一時格納して設定し、演算処理部３６は、この設定された補正係数ｋ（Ｐｒａｖｅ）と受光パワー値Ｐｐとの積を演算により求める。
【００４５】
すなわち、演算処理部３６は、
（数１）
補正後の受光パワーモニタ値＝Ｐｐ×ｋ（Ｐｒａｖｅ）
を演算する。
【００４６】
演算処理部３６の演算結果、つまり補正後の受光パワーモニタ値は一時記憶部３４の指定された記憶領域５０８に一時格納される。本実施形態では補正係数設定部３８は現在の平均受光パワーＰｒａｖｅに対応する補正係数ｋをメモリ回路４０から読み出して一時記憶部３４の記憶領域５０６に格納しているが、これに限らず、たとえばメモリ回路４０に記録されている各平均受光パワーの補正係数ｋをすべてをメモリ回路４０から読み出して一時記憶部３４の他の記憶領域に格納するように構成してもよい。この場合は、補正係数設定部３８は一時記憶部３４の他の記憶領域に格納した補正係数から現在の平均受光パワーＰｒａｖｅに対応する補正係数ｋを選択して記憶領域５０６に一時格納するとよい。
【００４７】
この補正係数ｋの例を図５に示す。同図では横軸に平均受光パワーＰｒａｖｅをとり、縦軸に補正係数ｋをとっている。図示するように、補正係数ｋは、平均受光パワーＰｒａｖｅが最も小さい部分では、係数１の値となっていて、平均受光パワーＰｒａｖｅが大になるほど上昇し、たとえば補正係数ｋが値２まで上昇する特性となっている。補正係数ｋは図２に示した平均受光パワーＰｒａｖｅに応じて変化する増倍率の逆数に基づいて決定される。このような補正係数ｋを演算処理部３６が受光パワー値Ｐｐに乗算することで、一定の増倍率で増倍した場合に相当する値の受光パワーモニタ値を得ることができる。
【００４８】
一時記憶部３４の記憶領域５０８に格納された補正後の受光パワーモニタ値は、メモリアクセス入出力端子Ｍに光回線終端装置内の他の回路からアクセスを受けると、このアクセスに応じて記憶領域５０８から読み出され、その受光パワーモニタ値がメモリアクセス端子Ｍに出力される。こうして光受信器１０から出力されたパワーモニタ値は、たとえば、光伝送路の損失を測定するために用いられ、また加入者装置の送信状態を確認することに用いられる。
【００４９】
（光受信回路の動作及び受光パワーモニタ回路のモニタ動作）
次に、本第１の実施形態における光受信器１０の動作を説明する。まず、複数の加入者装置１１から光ファイバＦを通してバースト伝送された光バースト信号がアバランシェ・フォトダイオード１４にて検出され、検出された光バースト信号に応じた電流信号がアバランシェ・フォトダイオード１４からトランス・インピーダンス・アンプ１６に入力される。また、この電流信号に応じた電流信号がカレントミラー回路１５にて生成され、生成された電流信号が電流電圧変換回路２０に入力される（図６：ステップＳ６０／電流検出工程）。
【００５０】
一方のトランス・インピーダンス・アンプ１６に入力した電流信号は、帰還抵抗Ｒに応じた利得で増幅され、電圧信号としてリミッティング・アンプ１８の入力に印加される。この電圧信号はリミッティング・アンプ１８で、その振幅が制限されて増幅され、増幅された電圧信号が主信号として出力Ｓから出力される。
【００５１】
他方の電流電圧変換回路２０に入力した電流信号は、電圧信号に変換され、変換された電圧信号がアナログ／ディジタル変換回路２２の入力に印加される（図６：ステップＳ６１／電流電圧変換処理工程）。
【００５２】
このアナログ／ディジタル変換回路２２の入力に印加された電圧信号は、演算制御回路２４からトリガ信号が出力されるとホールドされてホールド値が特定される（図６：ステップＳ６２／受光パワー特定制御工程）。その特定されたホールド値はさらにディジタル値に変換される（図６：ステップＳ６３／受光パワー値ディジタル変換処理工程）。このディジタル値は受光パワー値Ｐｐとして演算制御回路２４に取り込まれて、一時記憶部３４の記憶領域５０２に格納される（図６：ステップＳ６４／受光パワー値格納処理工程）。
【００５３】
また、電流電圧変換回路２０にて変換された電圧信号がローパスフィルタ３０の入力に印加され、その低周波数成分が平均受光パワー値としてアナログ／ディジタル変換回路３２の入力に印加される（図６：ステップＳ６５／平均受光パワー検出処理工程）。
【００５４】
アナログ／ディジタル変換回路３２の入力に印加される平均受光パワー値は、順次ディジタル信号に変換され、変換された受光パワー平均値Ｐｒａｖｅは制御演算回路２４に入力される（図６：ステップＳ６６／平均受光パワー値ディジタル変換処理工程）。
【００５５】
制御回路２４に入力した平均受光パワー値Ｐｒａｖｅは、一時記憶部３４の領域５０４に一時格納される（図６：ステップＳ６７／受光パワー平均値格納処理工程）。
【００５６】
受光パワー平均値Ｐｒａｖｅが領域５０４に一時記憶されると、さらに、現在の平均受光パワーＰｒａｖｅに対応する補正係数ｋ（Ｐｒａｖｅ）が補正係数設定部３８によって選択され記憶領域５０６に一時格納される（図６：ステップＳ６８／補正係数設定処理工程）。
【００５７】
次に、領域５０２に格納された受光パワー値Ｐｐと、記憶領域５０６に格納された補正係数ｋとが演算処理部３６にて乗算され、それらの積が算出される（図６：ステップＳ６９／演算処理工程）。
【００５８】
その演算結果は、補正後の受光パワーモニタ値として一時記憶部３４の領域５０８に一時格納され（図６：ステップＳ７０／格納処理工程）、保持された受光パワーモニタ値は、メモリアクセス入出力端子Ｍに外部回路２５からアクセスを受けると、このアクセスに応じて記憶領域５０８から読み出され、メモリアクセス端子Ｍから出力される（図６：ステップＳ７１／出力制御工程）。このようにして、平均受光パワー値に応じて補正した補正後の受光パワーモニタ値が得られる。
【００５９】
これらの動作を継続する場合には上記の処理を繰り返し（図６：ステップＳ６０〜ステップＳ７２／継続判定工程）、平均受光パワー値が変動した場合でも、その変動した平均受光パワー値に対応する補正係数ｋに基づいて受光パワー値Ｐｐの誤差が補正され、精度のよい補正後の受光パワーモニタ値を得ることができる。継続しない場合には全体の処理動作を停止する。
【００６０】
（第１の実施形態の効果）
以上説明したように、本第１の実施形態の光受信器１０内のパワーモニタ回路１３によれば、受光パワーＰｐと平均受光パワー値Ｐｒａｖｅとがそれぞれ取得されて、それぞれが制御演算回路２４に一時格納され、平均受光パワー値Ｐｒａｖｅに対応する補正係数ｋが補正係数設定部３８によって選択されて設定され、受光パワーＰｐと補正係数ｋ（Ｐｒａｖｅ）との演算処理が演算処理部３６にて実行されることにより、予め設定された増倍率に対応する補正後の受光パワーモニタ値が得られる。したがって、光バースト信号の受光パワーを高精度に測定することができる。
【００６１】
〔第２の実施形態〕
次に、第２の実施形態を図７に示す。同図を参照すると図１に示した光受信器１０の他の構成例が示されている。
【００６２】
図示するように本実施形態における光受信器７０は、図１に示した受光パワーモニタ回路１３の構成からローパスフィルタ３０とアナログ／ディジタル変換回路３２とを取り除いた受光パワーモニタ回路７１を備えている。この受光パワーモニタ回路７１の制御演算回路７４は、１つのアナログ／ディジタル変換回路７２の出力に基づいて受光パワー値Ｐｐを取得し、ローパスフィルタ３０（図１参照）の処理機能をソフトウエア処理に従って演算することにより平均受光パワー値Ｐｒａｖｅを取得する。
【００６３】
その他の点については、図１に示した第１の実施形態と同じ構成であるので同じ参照符号を付すものとし、主に異なる部分について以下に説明する。
【００６４】
電流電圧変換回路２０の出力に接続されたアナログ／ディジタル変換回路７２は、図１に示したアナログ／ディジタル変換回路２２と同様に、入力に表れる電圧信号を、演算制御回路７４から出力されるトリガ信号に応動してホールドし、そのホールド値をディジタル値に変換し、これを受光パワー値として演算制御回路７４に出力する機能を有している。さらにアナログ／ディジタル変換回路７２は、演算制御回路７４から出力されるトリガ信号に応動して入力電圧値をホールドし受光パワー値を制御回路７４に出力している期間以外の期間では、図１に示したアナログ／ディジタル変換回路３２と同様に、入力に表れる電圧信号を継続的に順次ディジタル信号に変換し、変換された受光パワー値を制御演算回路７４に順次出力する機能を有している。この順次アナログ／ディジタル変換回路７２から出力される受光パワー値に基づいて、平均受光パワー値が制御演算処理回路７４にて算出される。
【００６５】
制御演算回路７４は、図１に示した制御演算回路２４の機能構成に加えて、アナログ／ディジタル変換回路７２から与えられる受光パワー値から平均受光パワー値を算出する演算処理機能を備えている。
【００６６】
詳しくは制御演算回路７４は、順次入力される受光パワー値の平均値を算出する平均化処理部７６を備えている。平均化処理部７６は、順次入力される受光パワー値の移動平均を算出する演算処理機能を有し、順次平均化した平均受光パワー値を一時記憶部３４の記憶領域５０４（図５参照）に更新的に格納する。
【００６７】
このような制御演算回路７４の機能構成によって求められた平均受光パワー値Ｐｒａｖｅを用いて、対応する補正係数ｋと受光パワー値Ｐｐとが演算処理部３６にて乗算され、その乗算の結果が補正後の受光パワーモニタ値として一時記憶部３４の記憶領域５０８に格納される。その他の動作は、図１に示した第１の実施形態における光受信器１０の動作と同じ動作となっている。
【００６８】
（第２の実施形態の効果）
以上のような機能構成を演算制御回路７４が有することによって、本実施形態における光受信器７０内の受光パワーモニタ回路７１では、図１に示した第１の実施形態における効果に加えて、図１に示したローパスフィルタ３０とアナログ／ディジタル変換回路３２との各構成を削減することができる。したがって、受光パワーモニタ回路を少ない部品数にて構成することができると共に、光バースト信号の受光パワーを高精度に測定することができる。
【００６９】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明に係る光受信器の第２の実施形態を、図８を参照して説明する。
【００７０】
図示するように、本第３の実施形態における光受信器８０は、図１に示した受光パワーモニタ回路１０の構成からカレントミラー回路１５を取り除き、さらに、光受信器１２に備えられているトランス・インピーダンス・アンプ１６の出力を分岐してアンプ８２の入力に接続した構成である。また、アバランシェ・フォトダイオード１４のカソードには、カレントミラー回路１５（図１参照）に代えて、逆バイアス電圧をそのカソードに印加するバイアス電圧供給回路８４が接続されている。同図において、図１に示した第１の実施形態の構成と同様の構成には同じ参照符号を付している。
【００７１】
本第３の実施形態の受光パワーモニタ回路８１では、光受信回路１２内のトランス・インピーダンス・アンプ１６にて電流／電圧変換された電圧信号（光バースト信号）が受光パワーモニタ回路８１内のアンプ８２に入力される。このアンプ８２は、入力に印加される電圧信号をアナログ／ディジタル変換回路２２の最大入力レベルに適合する増幅率にて増幅する回路であり、増幅された電圧信号が、アナログ／ディジタル変換回路２２の入力と、ローパスフィルタ３０の入力とにそれぞれ印加される。その他の構成及びその動作は、前述した第１の実施形態と同一となっている。
【００７２】
（第３の実施形態の効果）
本第３の実施形態の受光パワーモニタ回路８１によれば、第１の実施形態における受光パワーモニタ回路１０と比べて構成が簡略化されている。その他の作用効果については、前述した第１の実施形態と同じである。したがって、受光パワーモニタ回路を簡略化することができると共に、光バースト信号の受光パワーを高精度に測定することができる。
【００７３】
〔第４の実施形態〕
次に、第４の実施形態を図９に示す。同図を参照すると図８に示した光受信器８０の他の構成例が示されている。
【００７４】
図示するように本構成例における光受信器９０は、図８に示した受光パワーモニタ回路８１の構成から、ローパスフィルタ３０とアナログ／ディジタル変換回路３２とを取り除いた受光パワーモニタ回路９１を有している。また、図９には、図８に示した第３の実施形態における光受信器８０と同じ構成には同じ参照符号を付し、図７に示した光受信器７０と同じ構成には同じ参照符号を付している。
【００７５】
本実施形態における制御演算回路７４は、１つのアナログ／ディジタル変換回路７２の出力に基づいて受光パワー値Ｐｐと、平均受光パワー値Ｐｒａｖｅとを取得する構成である。また、制御演算回路７４は、図７に示した制御演算回路７４と同じ機能構成を有し、ローパスフィルタ３０（図８参照）の処理機能をソフトウエア処理に従って演算することにより平均受光パワー値Ｐｒａｖｅを取得する動作も図７に示した制御演算回路７４と同じ動作となっている。
【００７６】
（第４の実施形態の効果）
以上のような機能構成によって、本構成例における光受信器回路９０では、図８に示した第３の実施形態における効果に加えて、図７に示した光受信器７０における効果と同様にローパスフィルタ３０とアナログ／ディジタル変換回路３２との各構成を削減する効果がある。したがって、受光パワーモニタ回路を少ない部品数にて構成することができると共に、光バースト信号の受光パワーを高精度に測定することができる。
【００７７】
ここで、上述した第１及び第４の各実施形態における動作にあって、上記各工程で実行される各実行内容を、コンピュータに機能させるプログラムとして構成してもよい。この場合、本プログラムは、非一時的な記録媒体、たとえば、DVD（商標）、CD（商標）、フラッシュメモリなどに読み出し可能に記録されてもよい。その場合、本プログラムは、記録媒体からコンピュータによって読み出され、実行される。
【００７８】
上述した各実施形態については、その新規な技術内容をまとめると、以下の付記のようになる。
【００７９】
ここで、上記各実施形態の一部または全部は、新規な技術として以下のようにまとめられるが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではない。
（付記１）
バースト伝送された光バースト信号を受光し増倍して電流信号に変換する光電変換素子と、
当該光電変換素子にて変換された電流信号に基づいて前記光バースト信号の受光パワー値を検出する受光パワー検出部と、
前記光電変換素子にて変換された電流信号に基づいて前記受光パワー値の平均を表す平均受光パワー値を検出する平均受光パワー検出部と、
前記受光パワー検出部にて検出された受光パワー値の誤差を補正する補正制御部とを備え、
前記補正制御部は、
前記光電変換素子の増倍率と前記光バースト信号の平均受光パワー値との関係に基づいて予め作成して保持された補正係数から、前記平均受光パワーに対応する補正係数を選択すると共に、当該選択された補正係数に基づいて前記受光パワー値を補正することを特徴とする受光パワーモニタ回路。
（付記２）
付記１に記載の受光パワーモニタ回路において、
前記補正制御部は、前記測定対象の光バースト信号の検出タイミングを特定するためのトリガ信号を生成する機能を有し、前記平均受光パワー検出部は、前記光電変換素子の電流信号から生成される電流を電圧信号に変換する電流電圧変換回路と、
前記電圧信号を前記トリガ信号に従ってホールドし、当該ホールドした電圧信号をディジタル値に変換する受光パワー変換回路とを備えることを特徴とする受光パワーモニタ回路。
（付記３）
付記２に記載の受光パワーモニタ回路において、
前記平均受光パワー検出部は、前記受光パワー値の振幅を平均化して平均受光パワー値を生成する平均化回路と、前記平均受光パワー値をディジタル値に変換する平均受光パワー変換回路とを備えることを特徴とする受光パワーモニタ回路。
（付記４）
付記２に記載の受光パワーモニタ回路において、
前記平均受光パワー検出部の機能が前記補正制御部内の機能として含まれ、
前記受光パワー変換回路は、前記電圧信号を順次ディジタル値に変換する機能を有し、
前記補正制御部は、前記平均受光パワー検出部の機能として、前記受光パワー変換回路にて順次変換されるディジタル値の振幅を平均化して前記平均値を生成する平均化処理部を備えることを特徴とする受光パワーモニタ回路。
（付記５）
付記１に記載の受光パワーモニタ回路において、
前記光電変換素子の電流信号を帰還抵抗に応じた利得で増幅して電圧信号に変換するトランス・インピーダンス・アンプと、前記トランス・インピーダンス・アンプにて変換された電圧信号を増幅する増幅回路とを設けると共に、
前記受光パワー検出部は、前記増幅回路にて増幅された電圧信号を前記受光パワー値として検出することを特徴とする受光パワーモニタ回路。
（付記６）
付記１乃至５のいずれかに記載の受光パワーモニタ回路を、前記光電変換素子にて変換された電流信号から主信号を復調する受信回路に備えたことを特徴とする光受信器。
（付記７）
加入者装置からバースト伝送された光バースト信号を光電変換素子が受光して増倍して光電変換し、この光電変換された電流信号から、前記光バースト信号の受光パワー値を受光パワー検出部が検出し（受光パワー検出工程）、
前記電流信号から、前記光バースト信号の平均受光パワー値を平均受光パワー検出部が検出し（平均受光パワー検出工程）、
前記光電変換素子の増倍率と前記平均受光パワー値との関係に基づいて予め作成して保持された補正係数から前記平均受光パワーに対応する補正係数を、制御部が選択すると共に、当該選択した補正係数に基づいて前記受光パワー検出部が検出した前記受光パワー値を補正する（補正処理工程）ことを特徴とする受光パワーモニタ回路用モニタ方法。
（付記８）
加入者装置からバースト伝送された光バースト信号を光電変換素子が受光して増倍して光電変換し、この光電変換された電流信号から、前記光バースト信号の受光パワー値を検出する機能、
前記光電変換素子にて光電変換された電流信号から、前記光バースト信号の平均受光パワー値を検出する機能、
及び前記光電変換素子の増倍率と前記平均受光パワー値との関係に基づいて予め作成して保持された補正係数から前記平均受光パワーに対応する補正係数を選択すると共に、当該選択した補正係数に基づいて前記受光パワー値を補正する機能を設け、
これらの各機能をコンピュータに実現させるようにしたことを特徴とする受光パワーモニタ回路用モニタプログラム。
【符号の説明】
【００８０】
１０ 光受信器
１１ 加入者装置
１２ 光受信回路
１３ 受光パワーモニタ回路
１４ アバランシェ・フォトダイオード（光電変換素子）
１５ カレントミラー回路
１６ トランス・インピーダンス・アンプ
１８ リミッティング・アンプ
２０ 電流電圧変換回路（受光パワー検出部、電流電圧変換回路）
２２ アナログ／ディジタル変換回路（受光パワー検出部、受光パワー変換回路）
２４ 演算制御回路（補正制御部）
３０ ローパスフィルタ（平均受光パワー検出部、平均化回路）
３２ アナログ／ディジタル変換回路（平均受光パワー検出部、平均受光パワー変換回路）
３４ 一時記憶部
３６ 演算処理部（補正制御部）
３８ 補正係数設定部（補正制御部）
４０ メモリ回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バースト伝送される光バースト信号を受信する受光パワーモニタ回路、光受信器、方法及びプログラムに係り、とくに光バースト信号の受光パワーを測定する受光パワーモニタ回路、光受信器、方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信システムには、たとえば図１０に示すように、利用者側の加入者宅１００内に設置された通信端末装置１０２が接続される光加入者装置（ＯＮＵ：Optical Line Unit）１０４から、インターネットサービスプロバイダなどの通信事業者側の局舎装置に備えられる光回線終端装置（ＯＬＴ：Optical Line Termination）１０６に光ファイバを介してアクセスするアクセス系光通信システムがある。このアクセス系光通信システムは、たとえば、光回線終端装置に接続した伝送路である１本の光ファイバＦを光スプリッタ１０８で複数の光ファイバＧに分岐し、分岐して接続された各光ファイバＧにそれぞれ光加入者装置を接続するＰＯＮ（Passive Optical Network）方式を採用するものがある。
【０００３】
上述のＰＯＮ方式が採用された光回線終端装置１０６には、上位の通信網としてＩＰ（Internet Protocol）ネットワーク１１２及び他の通信網１１４が接続されて、加入者宅の通信端末装置１０２は、加入者装置１０４、光スプリッタ１０８及び光回線終端装置１０６を介してＩＰネットワーク１１２などへアクセスすることができる。この光回線終端装置１０６には、情報を送受信するための光トランシーバ機能を有する光モジュール１２０が備えられて、この光モジュール１２０は、加入者装置１０４から光ファイバを介して送信された光バースト信号を受信して電気信号の主信号に変換する光受信器１２２と、加入者装置１０４へ送信する主信号を光バースト信号に変換して光ファイバに送出する光送信器１２４とを有している。これら光バースト信号を使用する伝送方式は、送信する光信号をバーストセルの単位で間欠的に送信することにより、光ファイバ伝送路の散乱光の影響や光スプリッタなどの接続点における反射の影響を受けないようにする伝送方式である。
【０００４】
このような光モジュール１２０には、光バースト信号を検出する光電変換素子として、たとえば、アバランシェ・フォトダイオード（ＡＰＤ：Avalanche Photo-Diode）が備えられている。アバランシェ・フォトダイオードは、高い逆バイアス電圧を印加して発生するなだれ増倍を利用するので、受光された光バースト信号を高感度で光電変換し、光バースト信号を良好に検出して電流信号に変換することができる。
【０００５】
ところで、上述のようなＰＯＮ方式では、複数の加入者装置１０４が受動的構成である光スプリッタ１０８を介して光回線終端装置１０６に接続されているので、加入者装置１０４の接続数、及び各加入者装置１０４と光回線終端装置１０６との間の接続距離に応じて、光回線終端装置１０６側で受光する光バースト信号の受光強度（受光パワー）が大きく変動する。この受光パワーを監視して測定する光パワーモニタ回路１２６が光回線終端装置１０６に備えられて、この光パワーモニタ回路１２６にて測定する際に、その監視結果のパワーモニタ値が上述の理由から大きく変動するという問題が発生する。このパワーモニタ値は、たとえば、光伝送路の損失を測定するために用いられ、また、加入者装置１０４の送信状態を確認することに用いられることがある。
【０００６】
このような光バースト信号の強度を検出する回路が、たとえば特許文献１に開示されている。特許文献１に記載のバースト光受信器では、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）で光電変換した電流信号がプリアンプに入力されて、プリアンプは入力された電流信号を電圧信号に変換し、この電圧信号から光バースト信号の強度をレベル検出回路で判定し、この強度に応じてプリアンプ利得及びＡＰＤ増倍率を段階的に切り替えるものである。
【０００７】
また、上述のようなアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）を使用し、バースト光を受信するバースト光受信器として、たとえば、特許文献２に記載のバースト光受信器がある。このバースト光受信器は、アバランシェフォトダイオードと、電流信号を電圧信号に変換し増幅しバースト信号を出力するトランス・インピーダンス・アンプと、バースト信号の平均電圧を出力するランプ電圧出力ローパスフィルタと、ランプ電圧出力ローパスフィルタの出力（レファレンス電圧）及びバースト信号の差の電圧を増幅する識別器とを備えて構成されている。
【０００８】
ここで、このような光バースト信号の受光パワーを測定する受光パワーモニタ回路の関連技術を図１１に示す。図示するように、受信機能を有する受光パワーモニタ回路１は、光バースト信号を受光するフォトダイオード２を有し、受光した光バースト信号に応じた電流信号がトランス・インピーダンス・アンプ（ＴＩＡ：Trans Impedance Amplifier）３に入力される。
【０００９】
トランス・インピーダンス・アンプ３の入出力端子には帰還抵抗Ｒ１が並列に接続され、フォトダイオード２からの電流信号を帰還抵抗Ｒ１の値に応じた利得で増幅して電圧信号に変換する。この電圧信号は、リミッティング・アンプ（ＬＩＭ：Limiting Amplifier）３の入力に印加され、予め設定されたリミット電圧に制限して増幅されて、主信号として出力Ｓに出力される。この例では受光パワーモニタ回路１は、図１０に示した光受信器１２４の機能を含んでいる。
【００１０】
また、図１１において、フォトダイオード２に流れる電流に応じた電流がカレントミラー回路５から電流電圧変換回路６に入力される。この電流電圧変換回路６は、入力電流を電圧に変換して出力し、変換した電圧をその出力に接続されたアナログ／ディジタル変換回路７の入力に印加する。
【００１１】
このアナログ／ディジタル変換回路７は、その入力に表れるアナログ電圧の信号をディジタル値の信号に変換する変換回路であり、制御回路８の入力Ｉに外部から入力される制御信号をトリガとして、測定対象となる光バースト信号を特定してディジタル値に変換し、変換されたディジタル信号を出力する。アナログ／ディジタル変換回路７の出力は制御回路８に接続されている。
【００１２】
制御回路８は、データを一時記憶する内部メモリ９を備えており、入力Ｉに外部から与えられる制御信号の入力タイミングをトリガとしてアナログ／ディジタル変換回路７で変換されたディジタル電圧値を示すデータを内部メモリ９の指定の領域に取り込む。内部メモリ９に取り込まれたデータはメモリアクセス入出力端子Ｍから出力される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００９−２１８８５２号公報
【特許文献２】特開２０１０−２２６６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、たとえば、図１１に示したフォトダイオード２にアバランシェ・フォトダイオード（ＡＰＤ）を適用した場合、後述するように光バースト信号の受光パワーに応じてアバランシェ・フォトダイオードの増倍率（Ｍ値）が変動し、この変動を受けるため受光パワーモニタ機能の精度が悪化するという問題があった。
【００１５】
具体的な例として、一般的なアバランシェ・フォトダイオードについて説明すると、受光パワーが小さい条件でたとえば値１０程度の増倍率（Ｍ＝１０）にアバランシェ・フォトダイオードのバイアス電圧を設定する。しかし、同じバイアス電圧の条件で受光パワーが変動して受光パワーが大きくなると増倍率が低くなる。この場合、たとえば大入力の受光パワー条件に変化すると、値５以下の増倍率（Ｍ＝５以下）となることがある。このように、同じバイアス電圧の設定条件であるにもかかわらず増倍率（Ｍ値）が約半分以下の値になってしまうために受光感度が低下することになって、受光パワーモニタ値も半分以下となり、受光パワーモニタ値に３[dB]以上の誤差を生じ、これがモニタ精度が悪化する原因となっていた。
【００１６】
〔発明の目的〕
本発明は、このような関連技術の有する課題を解決するために成されたもので、光電変換素子の増倍率（Ｍ値）の変動に対応し、精度のよい受光パワーモニタ値が得られる受光パワーモニタ回路、光受信器、方法及びプログラムを提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明に係る受光パワーモニタ回路は、バースト伝送された光バースト信号を受光し増倍して電流信号に変換する光電変換素子と、当該光電変換素子にて変換された電流信号に基づいて光バースト信号の受光パワー値を検出する受光パワー検出部と、光電変換素子にて変換された電流信号に基づいて受光パワー値の平均を表す平均受光パワー値を検出する平均受光パワー検出部と、受光パワー検出部にて検出された受光パワー値の誤差を補正する補正制御部とを備え、補正制御部は、光電変換素子の増倍率と光バースト信号の平均受光パワー値との関係に基づいて予め作成して保持された補正係数から、平均受光パワーに対応する補正係数を選択すると共に、当該選択された補正係数に基づいて受光パワー値を補正することを特徴とする。
【００１８】
また、上記目的を達成するために、本発明に係る受光パワーモニタ回路用モニタ方法は、加入者装置からバースト伝送された光バースト信号を光電変換素子が受光して増倍して光電変換し、この光電変換された電流信号から、光バースト信号の受光パワー値を受光パワー検出部が検出し（受光パワー検出工程）、電流信号から、光バースト信号の平均受光パワー値を平均受光パワー検出部が検出し（平均受光パワー検出工程）、光電変換素子の増倍率と平均受光パワー値との関係に基づいて予め作成して保持された補正係数から平均受光パワーに対応する補正係数を、制御部が選択すると共に、当該選択した補正係数に基づいて受光パワー検出部が検出した受光パワー値を補正する（補正処理工程）ことを特徴とする。
【００１９】
また、上記目的を達成するために、本発明に係る受光パワーモニタ回路用モニタプログラムは、加入者装置からバースト伝送された光バースト信号を光電変換素子が受光して増倍して光電変換し、この光電変換された電流信号から、光バースト信号の受光パワー値を検出する機能、光電変換素子にて光電変換された電流信号から、光バースト信号の平均受光パワー値を検出する機能、及び光電変換素子の増倍率と平均受光パワー値との関係に基づいて予め作成して保持された補正係数から平均受光パワーに対応する補正係数を選択すると共に、当該選択した補正係数に基づいて受光パワー値を補正する機能を設け、これらの各機能をコンピュータに実現させるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は以上のように構成したので、光バースト信号を受光し増倍して電流信号に変換する光電変換素子の増倍率（Ｍ値）の変動に対応し、精度のよい受光パワーモニタ値を得ることができるという優れた受光パワーモニタ回路、光受信器、方法及びプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施形態における光受信器の構成例を示すブロック図である。
【図２】平均受光パワー値に応じて変動する増倍率（Ｍ値）の特性を示すグラフである。
【図３】光バースト信号の受光パワー値に応じて変化する平均受光パワー値と、アバランシェ・フォトダイオードの出力電流とを示すタイミングチャートである。
【図４】平均受光パワー値の大小に対応して変化する補正係数ｋを示すグラフである。
【図５】第１の実施形態における制御演算回路内に備えられた一時記憶部の記憶領域の一例を示す図である。
【図６】第１の実施形態における光受信器内の光パワーモニタ回路の動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施形態における光受信器の構成例を示すブロック図である。
【図８】本発明の第３の実施形態における光受信器の構成例を示すブロック図である。
【図９】本発明の第４の実施形態における光受信器の構成例を示すブロック図である。
【図１０】関連技術における光通信システムの全体構成例を示す図である。
【図１１】関連技術における受光パワーモニタ回路の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る光受信器の第１の実施形態を、図１乃至図５を参照して説明する。
【００２３】
〔第１の実施形態〕
図１に示すように、本第１の実施形態における光受信器１０は、ＰＯＮ（Passive Optical Network）方式の光回線終端装置（ＯＬＴ：Optical Line Termination）内に備えられ、複数の加入者装置（ＯＮＵ：Optical Line Unit）１１から光ファイバＦを通して光回線終端装置に間欠的に伝送された光バースト信号（バーストセル）を受信する装置である。図示するように光受信器１０は、光バースト信号を受信する光受信回路１２と、光バースト信号の受光パワーを測定する受光パワーモニタ回路１３とを備えている。また、同図では複数の加入者装置１１を１つの加入者装置１１で代表して示している。
【００２４】
光受信回路１２に備えられているアバランシェ・フォトダイオード（ＡＰＤ：Avalanche Photo-Diode）１４は、複数の加入者装置１１から送出される光バースト信号を検出し、検出した光バースト信号の強度に応じた電流信号を生成する光検出器である。このアバランシェ・フォトダイオード１４は、逆バイアス電圧に応じた増倍率（Ｍ値）にて光電流を増倍する光増倍型光電変換素子である。アバランシェ・フォトダイオード１４のカソード側にはカレントミラー回路１５の一方の出力が接続され、アバランシェ・フォトダイオード１４のカソードには予め設定された逆バイアス電圧が印加される。
【００２５】
このアバランシェ・フォトダイオード１４は、受光する光バースト信号の強度、すなわち受光パワーの値が大きくなればなるほど増倍率が小さくなる特性を持っている。これはその内部抵抗の影響を受けるためである。このような特性例を図２に示す。同図には、バースト伝送された光バースト信号の受光パワー値を平均化した平均受光パワー値の変化に応じて、アバランシェ・フォトダイオード１４の増倍率（Ｍ値）がどのように変化するかを表す特性曲線２００が示されている。この図では、横軸に光バースト信号の平均受光パワー値をとり、縦軸に増倍率（Ｍ値）をとっている。図示するようにアバランシェ・フォトダイオード１４は、平均受光パワー値が小さいときに、たとえば値１０の増倍率（Ｍ値）であり、平均受光パワー値が大きくなるほど、増倍率（Ｍ値）が低下し、たとえば値５の増倍率まで低下するという特性を有している。
【００２６】
また、図１において、アバランシェ・フォトダイオード１４のアノードにはトランス・インピーダンス・アンプ（ＴＩＡ：Trans Impedance Amplifier）１６が接続されている。トランス・インピーダンス・アンプ１６の入出力端子には帰還抵抗Ｒが並列接続され、トランス・インピーダンス・アンプ１６は、アバランシェ・フォトダイオード１４から入力される電流信号を帰還抵抗Ｒの抵抗値に応じた利得で増幅して電圧信号に変換する前置増幅回路である。
【００２７】
トランス・インピーダンス・アンプ１６の出力には、リミッティング・アンプ（ＬＩＭ：Limiting Amplifier）１８が接続され、リミッティング・アンプ１８は、トランス・インピーダンス・アンプ１６の出力信号を予め設定されたリミット電圧に制限して増幅し、主信号として出力Ｓに出力する振幅制限増幅回路である。この主信号は、光回線終端装置（ＯＬＴ：Optical Line Termination）内の他の処理回路にて必要な処理がなされる。受光パワーモニタ回路１０は、これらアバランシェ・フォトダイオード１４と、トランス・インピーダンス・アンプ１６と、リミッティング・アンプ１８とを含み、光バースト信号を受信して電気信号に復調する光受信器１２の基本的機能を備えている。
【００２８】
他方の受光パワーモニタ回路１３は、光受信器１２のアバランシェ・フォトダイオード１４にて検出される光バースト信号に応じた電流信号を利用して、その信号強度を表す受光パワーを測定するように構成されている。詳細には、アバランシェ・フォトダイオード１４のカソードには、カレントミラー回路１５の一方の出力が接続され、このカレントミラー回路１５は、アバランシェ・フォトダイオード１４に流れる電流信号に応じた電流を他方の出力に出力する回路であり、その出力は電流電圧変換回路２０に接続されている。本実施形態におけるカレントミラー回路１５は、アバランシェ・フォトダイオード１４のカソードに逆バイアス電圧を印加する機能も有している。
【００２９】
電流電圧変換回路２０は、カレントミラー回路１５から入力される電流信号を電圧信号に変換する回路である。電流電圧変換回路２０は、変換した電圧信号をその出力に接続されたアナログ／ディジタル変換回路２２の入力に印加する。
【００３０】
アナログ／ディジタル変換回路２２（受光パワー検出部）は、その入力に表れる電圧信号を、接続線Ｔを介して接続された演算制御回路２４から与えられるトリガ信号の入力タイミングにてホールドし、そのホールド値をディジタル値に変換し、これを受光パワー値として検出し演算制御回路２４に出力する変換回路である。この受光パワーの電圧値は、上述したように、光バースト信号の平均受光パワーの変化に応じて変動する増倍率の影響を受けている。
【００３１】
この様子を図３に示すと、同図には、光バースト信号の平均受光パワー値が低い場合と高い場合とのそれぞれにおける平均受光パワーと、アバランシェ・フォトダイオード（ＡＰＤ）１４の出力電流とを表すタイミングチャートが示されている。図示するように平均受光パワーが低い場合では、測定対象外の光バースト信号３００に続いて測定対象の光バースト信号３０２がアバランシェ・フォトダイオード１４（図１参照）に受光すると、アバランシェ・フォトダイオード１４は、設定されたバイアス電圧に応じた増倍率にて光バースト信号を増倍し、それぞれ出力電流３０４及び３０６として出力する。このときの平均受光パワー値を破線３０８で示している。この場合は、希望する増倍率にて生成された電流が生成される。
【００３２】
これに対し、光バースト信号の受光パワーが大きい測定対象外の光バースト信号３１０に続いて測定対象の光バースト信号３１２がアバランシェ・フォトダイオード１４（図１参照）に受光すると、平均受光パワーが高くなり、増倍率が低下するので、アバランシェ・フォトダイオード１４は、設定されたバイアス電圧に応じた増倍率よりも小さい増倍率にて光バースト信号を増倍し、それぞれ出力電流３１４及び３１６として出力する。この場合は、上記と比べて平均受光パワー値３１８が上昇して高くなっているので、図２に示したように増倍率が低下し、希望する増倍率よりも低い増倍率にて生成された出力電流３１６がアバランシェ・フォトダイオード１４から出力される。
【００３３】
また、図１において、そこで制御演算回路２４は、光バースト信号の平均受光パワーが大きくなると増倍率（Ｍ値）が低下するアバランシェ・フォトダイオード１４の出力特性に対処するために、アナログ／ディジタル変換回路２２にてディジタル値に変換された受光パワー値の誤差を、光バースト信号の平均受光パワーをモニタして得られる平均受光パワーモニタ値に基づいて補正する機能を有している。
【００３４】
この平均受光パワーモニタ値は、電流電圧変換回路２０の出力に分岐して接続したローパスフィルタ３０と、ローパスフィルタ３０の出力に接続されたアナログ／ディジタル変換回路３２（平均受光パワー検出部）とを経て生成される。
【００３５】
ローパスフィルタ３０は、電流電圧変換回路２０の出力から印加される電圧信号（光バースト信号）の高周波数成分を遮断し、低域周波数成分を通過させる低域通過型フィルタであり、光バースト信号の振幅を平均化した平均受光パワー値Ｐｒａｖｅとして出力する。
【００３６】
アナログ／ディジタル変換回路３２は、ローパスフィルタ３０から出力される平均受光パワー値Ｐｒａｖｅを継続して検出し順次ディジタル信号に変換する変換回路であり、変換されたディジタル値の平均受光パワー値Ｐｒａｖｅを制御演算回路２４（補正制御部）に出力する。
【００３７】
制御演算回路２４は、アナログ／ディジタル変換回路２２の入力信号をホールドするタイミングを制御するためのトリガ信号を光回線終端装置内の他の回路から与えられる制御信号に応じて生成する制御機能と、このトリガ信号のタイミングで取得されてアナログ／ディジタル変換回路２２から出力される受光パワー値Ｐｐを取り込んで一時記憶する機能とを有している。また、制御演算回路２４は、アナログ／ディジタル変換回路３２から順次出力される平均受光パワー値Ｐｒａｖｅを取り込んで更新的に記憶する機能と、平均受光パワーの変化に応じて変動する受光パワー値Ｐｐが予め設定した増倍率に対応する値となるように演算する演算処理機能とを有し、本光受信器１０の各部の動作を制御する主制御部である。
【００３８】
詳しくは、制御回路２４は、受光パワーモニタ回路１３の外部回路２５から与えられる制御信号を入力Ｃに入力し、この制御信号に応動してトリガ信号を生成し、生成したトリガ信号をアナログ／ディジタル変換回路２２に出力することで、測定対象となる光バースト信号を特定する特定制御機能を有している。制御回路２４は、取得した受光パワー値と、平均受光パワー値と、受光パワー値の誤差を補正するための補正係数とを予め指定された記憶領域に一時記憶するための一時記憶部３４を含む。
【００３９】
この一時記憶部３４の記憶領域の構成例を図５に示す。図示するように一時記憶部３４の記憶領域５００は、一方のアナログ／ディジタル変換回路２２から出力された受光パワー値Ｐｐを記憶する記憶領域５０２と、他方のアナログ／ディジタル変換回路３２から出力された平均受光パワー値Ｐｒａｖｅを記憶する記憶領域５０４と、平均受光パワー値Ｐｒａｖｅの各値に対応する補正係数ｋ（Ｐｒａｖｅ）を記憶する記憶領域５０６と、補正後の受光パワーモニタ値を一時記憶する記憶領域５０８とを含んでいる。
【００４０】
また、図１において、制御演算回路２４は、アナログ／ディジタル変換回路２２へのトリガ信号の出力タイミングで特定した受光パワー値Ｐｐをアナログ／ディジタル変換回路２２から取り込み、そのデータを一時記憶部３４の記憶領域５０２（図５参照）に一時格納する。制御回路２４の動作サイクルよりも受信信号の光バースト信号の周期が短い場合、また、一時記憶部３４に格納されたデータが外部取り出しされるまでの時間に長い時間が必要である場合に、このように外部回路２５からの制御信号に応動してトリガ信号を生成し、測定対象とする光バースト信号を特定する方式を用いる。
【００４１】
また、制御回路２４は、アナログ／ディジタル変換回路３２から出力される平均受光パワー値Ｐｒａｖｅを順次入力し、入力した平均受光パワー値Ｐｒａｖｅを一時記憶部３４の領域５０６（図５参照）に一時格納する。
【００４２】
制御回路２４は、このようにして一時記憶部３４の各記憶領域に格納した受光パワー値Ｐｐの誤差を平均受光パワー値Ｐｒａｖｅに基づいて補正するための演算処理部３６を備えている。
【００４３】
詳しくは演算処理部３６は、補正係数設定部３８から与えられる補正係数ｋ（Ｐｒａｖｅ）と受光パワー値Ｐｐとを乗算して、受光パワー値Ｐｐを補正する。このときの補正係数ｋは、アナログ／ディジタル変換回路３２から順次出力されて一時記憶部３４に格納した最新の平均受光パワーＰｒａｖｅに対応する補正係数であり、これを補正係数ｋ（Ｐｒａｖｅ）と表している。このような機能構成を制御回路２４が有しているので、平均受光パワーの変動が発生してもその変動に対応して受光パワー値Ｐｐの誤差を補正することができる。
【００４４】
この補正係数ｋは、予め作成されて制御演算回路２４に接続されたメモリ回路４０に記録されて保持され、保持された補正係数ｋは補正係数設定部３８に読み出される。補正係数設定部３８はメモリ回路４０に保持されている補正係数ｋのうち、現在の平均受光パワーＰｒａｖｅに対応する補正係数ｋを選択して一時記憶部３４の指定された記憶領域５０６に一時格納して設定し、演算処理部３６は、この設定された補正係数ｋ（Ｐｒａｖｅ）と受光パワー値Ｐｐとの積を演算により求める。
【００４５】
すなわち、演算処理部３６は、
（数１）
補正後の受光パワーモニタ値＝Ｐｐ×ｋ（Ｐｒａｖｅ）
を演算する。
【００４６】
演算処理部３６の演算結果、つまり補正後の受光パワーモニタ値は一時記憶部３４の指定された記憶領域５０８に一時格納される。本実施形態では補正係数設定部３８は現在の平均受光パワーＰｒａｖｅに対応する補正係数ｋをメモリ回路４０から読み出して一時記憶部３４の記憶領域５０６に格納しているが、これに限らず、たとえばメモリ回路４０に記録されている各平均受光パワーの補正係数ｋをすべてをメモリ回路４０から読み出して一時記憶部３４の他の記憶領域に格納するように構成してもよい。この場合は、補正係数設定部３８は一時記憶部３４の他の記憶領域に格納した補正係数から現在の平均受光パワーＰｒａｖｅに対応する補正係数ｋを選択して記憶領域５０６に一時格納するとよい。
【００４７】
この補正係数ｋの例を図５に示す。同図では横軸に平均受光パワーＰｒａｖｅをとり、縦軸に補正係数ｋをとっている。図示するように、補正係数ｋは、平均受光パワーＰｒａｖｅが最も小さい部分では、係数１の値となっていて、平均受光パワーＰｒａｖｅが大になるほど上昇し、たとえば補正係数ｋが値２まで上昇する特性となっている。補正係数ｋは図２に示した平均受光パワーＰｒａｖｅに応じて変化する増倍率の逆数に基づいて決定される。このような補正係数ｋを演算処理部３６が受光パワー値Ｐｐに乗算することで、一定の増倍率で増倍した場合に相当する値の受光パワーモニタ値を得ることができる。
【００４８】
一時記憶部３４の記憶領域５０８に格納された補正後の受光パワーモニタ値は、メモリアクセス入出力端子Ｍに光回線終端装置内の他の回路からアクセスを受けると、このアクセスに応じて記憶領域５０８から読み出され、その受光パワーモニタ値がメモリアクセス端子Ｍに出力される。こうして光受信器１０から出力されたパワーモニタ値は、たとえば、光伝送路の損失を測定するために用いられ、また加入者装置の送信状態を確認することに用いられる。
【００４９】
（光受信回路の動作及び受光パワーモニタ回路のモニタ動作）
次に、本第１の実施形態における光受信器１０の動作を説明する。まず、複数の加入者装置１１から光ファイバＦを通してバースト伝送された光バースト信号がアバランシェ・フォトダイオード１４にて検出され、検出された光バースト信号に応じた電流信号がアバランシェ・フォトダイオード１４からトランス・インピーダンス・アンプ１６に入力される。また、この電流信号に応じた電流信号がカレントミラー回路１５にて生成され、生成された電流信号が電流電圧変換回路２０に入力される（図６：ステップＳ６０／電流検出工程）。
【００５０】
一方のトランス・インピーダンス・アンプ１６に入力した電流信号は、帰還抵抗Ｒに応じた利得で増幅され、電圧信号としてリミッティング・アンプ１８の入力に印加される。この電圧信号はリミッティング・アンプ１８で、その振幅が制限されて増幅され、増幅された電圧信号が主信号として出力Ｓから出力される。
【００５１】
他方の電流電圧変換回路２０に入力した電流信号は、電圧信号に変換され、変換された電圧信号がアナログ／ディジタル変換回路２２の入力に印加される（図６：ステップＳ６１／電流電圧変換処理工程）。
【００５２】
このアナログ／ディジタル変換回路２２の入力に印加された電圧信号は、演算制御回路２４からトリガ信号が出力されるとホールドされてホールド値が特定される（図６：ステップＳ６２／受光パワー特定制御工程）。その特定されたホールド値はさらにディジタル値に変換される（図６：ステップＳ６３／受光パワー値ディジタル変換処理工程）。このディジタル値は受光パワー値Ｐｐとして演算制御回路２４に取り込まれて、一時記憶部３４の記憶領域５０２に格納される（図６：ステップＳ６４／受光パワー値格納処理工程）。
【００５３】
また、電流電圧変換回路２０にて変換された電圧信号がローパスフィルタ３０の入力に印加され、その低周波数成分が平均受光パワー値としてアナログ／ディジタル変換回路３２の入力に印加される（図６：ステップＳ６５／平均受光パワー検出処理工程）。
【００５４】
アナログ／ディジタル変換回路３２の入力に印加される平均受光パワー値は、順次ディジタル信号に変換され、変換された受光パワー平均値Ｐｒａｖｅは制御演算回路２４に入力される（図６：ステップＳ６６／平均受光パワー値ディジタル変換処理工程）。
【００５５】
制御回路２４に入力した平均受光パワー値Ｐｒａｖｅは、一時記憶部３４の領域５０４に一時格納される（図６：ステップＳ６７／受光パワー平均値格納処理工程）。
【００５６】
受光パワー平均値Ｐｒａｖｅが領域５０４に一時記憶されると、さらに、現在の平均受光パワーＰｒａｖｅに対応する補正係数ｋ（Ｐｒａｖｅ）が補正係数設定部３８によって選択され記憶領域５０６に一時格納される（図６：ステップＳ６８／補正係数設定処理工程）。
【００５７】
次に、領域５０２に格納された受光パワー値Ｐｐと、記憶領域５０６に格納された補正係数ｋとが演算処理部３６にて乗算され、それらの積が算出される（図６：ステップＳ６９／演算処理工程）。
【００５８】
その演算結果は、補正後の受光パワーモニタ値として一時記憶部３４の領域５０８に一時格納され（図６：ステップＳ７０／格納処理工程）、保持された受光パワーモニタ値は、メモリアクセス入出力端子Ｍに外部回路２５からアクセスを受けると、このアクセスに応じて記憶領域５０８から読み出され、メモリアクセス端子Ｍから出力される（図６：ステップＳ７１／出力制御工程）。このようにして、平均受光パワー値に応じて補正した補正後の受光パワーモニタ値が得られる。
【００５９】
これらの動作を継続する場合には上記の処理を繰り返し（図６：ステップＳ６０〜ステップＳ７２／継続判定工程）、平均受光パワー値が変動した場合でも、その変動した平均受光パワー値に対応する補正係数ｋに基づいて受光パワー値Ｐｐの誤差が補正され、精度のよい補正後の受光パワーモニタ値を得ることができる。継続しない場合には全体の処理動作を停止する。
【００６０】
（第１の実施形態の効果）
以上説明したように、本第１の実施形態の光受信器１０内のパワーモニタ回路１３によれば、受光パワーＰｐと平均受光パワー値Ｐｒａｖｅとがそれぞれ取得されて、それぞれが制御演算回路２４に一時格納され、平均受光パワー値Ｐｒａｖｅに対応する補正係数ｋが補正係数設定部３８によって選択されて設定され、受光パワーＰｐと補正係数ｋ（Ｐｒａｖｅ）との演算処理が演算処理部３６にて実行されることにより、予め設定された増倍率に対応する補正後の受光パワーモニタ値が得られる。したがって、光バースト信号の受光パワーを高精度に測定することができる。
【００６１】
〔第２の実施形態〕
次に、第２の実施形態を図７に示す。同図を参照すると図１に示した光受信器１０の他の構成例が示されている。
【００６２】
図示するように本実施形態における光受信器７０は、図１に示した受光パワーモニタ回路１３の構成からローパスフィルタ３０とアナログ／ディジタル変換回路３２とを取り除いた受光パワーモニタ回路７１を備えている。この受光パワーモニタ回路７１の制御演算回路７４は、１つのアナログ／ディジタル変換回路７２の出力に基づいて受光パワー値Ｐｐを取得し、ローパスフィルタ３０（図１参照）の処理機能をソフトウエア処理に従って演算することにより平均受光パワー値Ｐｒａｖｅを取得する。
【００６３】
その他の点については、図１に示した第１の実施形態と同じ構成であるので同じ参照符号を付すものとし、主に異なる部分について以下に説明する。
【００６４】
電流電圧変換回路２０の出力に接続されたアナログ／ディジタル変換回路７２は、図１に示したアナログ／ディジタル変換回路２２と同様に、入力に表れる電圧信号を、演算制御回路７４から出力されるトリガ信号に応動してホールドし、そのホールド値をディジタル値に変換し、これを受光パワー値として演算制御回路７４に出力する機能を有している。さらにアナログ／ディジタル変換回路７２は、演算制御回路７４から出力されるトリガ信号に応動して入力電圧値をホールドし受光パワー値を制御回路７４に出力している期間以外の期間では、図１に示したアナログ／ディジタル変換回路３２と同様に、入力に表れる電圧信号を継続的に順次ディジタル信号に変換し、変換された受光パワー値を制御演算回路７４に順次出力する機能を有している。この順次アナログ／ディジタル変換回路７２から出力される受光パワー値に基づいて、平均受光パワー値が制御演算処理回路７４にて算出される。
【００６５】
制御演算回路７４は、図１に示した制御演算回路２４の機能構成に加えて、アナログ／ディジタル変換回路７２から与えられる受光パワー値から平均受光パワー値を算出する演算処理機能を備えている。
【００６６】
詳しくは制御演算回路７４は、順次入力される受光パワー値の平均値を算出する平均化処理部７６を備えている。平均化処理部７６は、順次入力される受光パワー値の移動平均を算出する演算処理機能を有し、順次平均化した平均受光パワー値を一時記憶部３４の記憶領域５０４（図５参照）に更新的に格納する。
【００６７】
このような制御演算回路７４の機能構成によって求められた平均受光パワー値Ｐｒａｖｅを用いて、対応する補正係数ｋと受光パワー値Ｐｐとが演算処理部３６にて乗算され、その乗算の結果が補正後の受光パワーモニタ値として一時記憶部３４の記憶領域５０８に格納される。その他の動作は、図１に示した第１の実施形態における光受信器１０の動作と同じ動作となっている。
【００６８】
（第２の実施形態の効果）
以上のような機能構成を演算制御回路７４が有することによって、本実施形態における光受信器７０内の受光パワーモニタ回路７１では、図１に示した第１の実施形態における効果に加えて、図１に示したローパスフィルタ３０とアナログ／ディジタル変換回路３２との各構成を削減することができる。したがって、受光パワーモニタ回路を少ない部品数にて構成することができると共に、光バースト信号の受光パワーを高精度に測定することができる。
【００６９】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明に係る光受信器の第２の実施形態を、図８を参照して説明する。
【００７０】
図示するように、本第３の実施形態における光受信器８０は、図１に示した受光パワーモニタ回路１０の構成からカレントミラー回路１５を取り除き、さらに、光受信器１２に備えられているトランス・インピーダンス・アンプ１６の出力を分岐してアンプ８２の入力に接続した構成である。また、アバランシェ・フォトダイオード１４のカソードには、カレントミラー回路１５（図１参照）に代えて、逆バイアス電圧をそのカソードに印加するバイアス電圧供給回路８４が接続されている。同図において、図１に示した第１の実施形態の構成と同様の構成には同じ参照符号を付している。
【００７１】
本第３の実施形態の受光パワーモニタ回路８１では、光受信回路１２内のトランス・インピーダンス・アンプ１６にて電流／電圧変換された電圧信号（光バースト信号）が受光パワーモニタ回路８１内のアンプ８２に入力される。このアンプ８２は、入力に印加される電圧信号をアナログ／ディジタル変換回路２２の最大入力レベルに適合する増幅率にて増幅する回路であり、増幅された電圧信号が、アナログ／ディジタル変換回路２２の入力と、ローパスフィルタ３０の入力とにそれぞれ印加される。その他の構成及びその動作は、前述した第１の実施形態と同一となっている。
【００７２】
（第３の実施形態の効果）
本第３の実施形態の受光パワーモニタ回路８１によれば、第１の実施形態における受光パワーモニタ回路１０と比べて構成が簡略化されている。その他の作用効果については、前述した第１の実施形態と同じである。したがって、受光パワーモニタ回路を簡略化することができると共に、光バースト信号の受光パワーを高精度に測定することができる。
【００７３】
〔第４の実施形態〕
次に、第４の実施形態を図９に示す。同図を参照すると図８に示した光受信器８０の他の構成例が示されている。
【００７４】
図示するように本構成例における光受信器９０は、図８に示した受光パワーモニタ回路８１の構成から、ローパスフィルタ３０とアナログ／ディジタル変換回路３２とを取り除いた受光パワーモニタ回路９１を有している。また、図９には、図８に示した第３の実施形態における光受信器８０と同じ構成には同じ参照符号を付し、図７に示した光受信器７０と同じ構成には同じ参照符号を付している。
【００７５】
本実施形態における制御演算回路７４は、１つのアナログ／ディジタル変換回路７２の出力に基づいて受光パワー値Ｐｐと、平均受光パワー値Ｐｒａｖｅとを取得する構成である。また、制御演算回路７４は、図７に示した制御演算回路７４と同じ機能構成を有し、ローパスフィルタ３０（図８参照）の処理機能をソフトウエア処理に従って演算することにより平均受光パワー値Ｐｒａｖｅを取得する動作も図７に示した制御演算回路７４と同じ動作となっている。
【００７６】
（第４の実施形態の効果）
以上のような機能構成によって、本構成例における光受信器回路９０では、図８に示した第３の実施形態における効果に加えて、図７に示した光受信器７０における効果と同様にローパスフィルタ３０とアナログ／ディジタル変換回路３２との各構成を削減する効果がある。したがって、受光パワーモニタ回路を少ない部品数にて構成することができると共に、光バースト信号の受光パワーを高精度に測定することができる。
【００７７】
ここで、上述した第１及び第４の各実施形態における動作にあって、上記各工程で実行される各実行内容を、コンピュータに機能させるプログラムとして構成してもよい。この場合、本プログラムは、非一時的な記録媒体、たとえば、DVD（商標）、CD（商標）、フラッシュメモリなどに読み出し可能に記録されてもよい。その場合、本プログラムは、記録媒体からコンピュータによって読み出され、実行される。
【００７８】
上述した各実施形態については、その新規な技術内容をまとめると、以下の付記のようになる。
【００７９】
ここで、上記各実施形態の一部または全部は、新規な技術として以下のようにまとめられるが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではない。
（付記１）
バースト伝送された光バースト信号を受光し増倍して電流信号に変換する光電変換素子と、
当該光電変換素子にて変換された電流信号に基づいて前記光バースト信号の受光パワー値を検出する受光パワー検出部と、
前記光電変換素子にて変換された電流信号に基づいて前記受光パワー値の平均を表す平均受光パワー値を検出する平均受光パワー検出部と、
前記受光パワー検出部にて検出された受光パワー値の誤差を補正する補正制御部とを備え、
前記補正制御部は、
前記光電変換素子の増倍率と前記光バースト信号の平均受光パワー値との関係に基づいて予め作成して保持された補正係数から、前記平均受光パワーに対応する補正係数を選択すると共に、当該選択された補正係数に基づいて前記受光パワー値を補正することを特徴とする受光パワーモニタ回路。
（付記２）
付記１に記載の受光パワーモニタ回路において、
前記補正制御部は、前記測定対象の光バースト信号の検出タイミングを特定するためのトリガ信号を生成する機能を有し、前記平均受光パワー検出部は、前記光電変換素子の電流信号から生成される電流を電圧信号に変換する電流電圧変換回路と、
前記電圧信号を前記トリガ信号に従ってホールドし、当該ホールドした電圧信号をディジタル値に変換する受光パワー変換回路とを備えることを特徴とする受光パワーモニタ回路。
（付記３）
付記２に記載の受光パワーモニタ回路において、
前記平均受光パワー検出部は、前記受光パワー値の振幅を平均化して平均受光パワー値を生成する平均化回路と、前記平均受光パワー値をディジタル値に変換する平均受光パワー変換回路とを備えることを特徴とする受光パワーモニタ回路。
（付記４）
付記２に記載の受光パワーモニタ回路において、
前記平均受光パワー検出部の機能が前記補正制御部内の機能として含まれ、
前記受光パワー変換回路は、前記電圧信号を順次ディジタル値に変換する機能を有し、
前記補正制御部は、前記平均受光パワー検出部の機能として、前記受光パワー変換回路にて順次変換されるディジタル値の振幅を平均化して前記平均値を生成する平均化処理部を備えることを特徴とする受光パワーモニタ回路。
（付記５）
付記１に記載の受光パワーモニタ回路において、
前記光電変換素子の電流信号を帰還抵抗に応じた利得で増幅して電圧信号に変換するトランス・インピーダンス・アンプと、前記トランス・インピーダンス・アンプにて変換された電圧信号を増幅する増幅回路とを設けると共に、
前記受光パワー検出部は、前記増幅回路にて増幅された電圧信号を前記受光パワー値として検出することを特徴とする受光パワーモニタ回路。
（付記６）
付記１乃至５のいずれかに記載の受光パワーモニタ回路を、前記光電変換素子にて変換された電流信号から主信号を復調する受信回路に備えたことを特徴とする光受信器。
（付記７）
加入者装置からバースト伝送された光バースト信号を光電変換素子が受光して増倍して光電変換し、この光電変換された電流信号から、前記光バースト信号の受光パワー値を受光パワー検出部が検出し（受光パワー検出工程）、
前記電流信号から、前記光バースト信号の平均受光パワー値を平均受光パワー検出部が検出し（平均受光パワー検出工程）、
前記光電変換素子の増倍率と前記平均受光パワー値との関係に基づいて予め作成して保持された補正係数から前記平均受光パワーに対応する補正係数を、制御部が選択すると共に、当該選択した補正係数に基づいて前記受光パワー検出部が検出した前記受光パワー値を補正する（補正処理工程）ことを特徴とする受光パワーモニタ回路用モニタ方法。
（付記８）
加入者装置からバースト伝送された光バースト信号を光電変換素子が受光して増倍して光電変換し、この光電変換された電流信号から、前記光バースト信号の受光パワー値を検出する機能、
前記光電変換素子にて光電変換された電流信号から、前記光バースト信号の平均受光パワー値を検出する機能、
及び前記光電変換素子の増倍率と前記平均受光パワー値との関係に基づいて予め作成して保持された補正係数から前記平均受光パワーに対応する補正係数を選択すると共に、当該選択した補正係数に基づいて前記受光パワー値を補正する機能を設け、
これらの各機能をコンピュータに実現させるようにしたことを特徴とする受光パワーモニタ回路用モニタプログラム。
【符号の説明】
【００８０】
１０ 光受信器
１１ 加入者装置
１２ 光受信回路
１３ 受光パワーモニタ回路
１４ アバランシェ・フォトダイオード（光電変換素子）
１５ カレントミラー回路
１６ トランス・インピーダンス・アンプ
１８ リミッティング・アンプ
２０ 電流電圧変換回路（受光パワー検出部、電流電圧変換回路）
２２ アナログ／ディジタル変換回路（受光パワー検出部、受光パワー変換回路）
２４ 演算制御回路（補正制御部）
３０ ローパスフィルタ（平均受光パワー検出部、平均化回路）
３２ アナログ／ディジタル変換回路（平均受光パワー検出部、平均受光パワー変換回路）
３４ 一時記憶部
３６ 演算処理部（補正制御部）
３８ 補正係数設定部（補正制御部）
４０ メモリ回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バースト伝送された光バースト信号を受光し増倍して電流信号に変換する光電変換素子と、
当該光電変換素子にて変換された電流信号に基づいて前記光バースト信号の受光パワー値を検出する受光パワー検出部と、
前記光電変換素子にて変換された電流信号に基づいて前記受光パワー値の平均を表す平均受光パワー値を検出する平均受光パワー検出部と、
前記受光パワー検出部にて検出された受光パワー値の誤差を補正する補正制御部とを備え、
前記補正制御部は、
前記光電変換素子の増倍率と前記光バースト信号の平均受光パワー値との関係に基づいて予め作成して保持された補正係数から、前記平均受光パワーに対応する補正係数を選択すると共に、当該選択された補正係数に基づいて前記受光パワー値を補正することを特徴とする受光パワーモニタ回路。
【請求項２】
請求項１に記載の受光パワーモニタ回路において、
前記補正制御部は、前記測定対象の光バースト信号の検出タイミングを特定するためのトリガ信号を生成する機能を有し、前記平均受光パワー検出部は、前記光電変換素子の電流信号から生成される電流を電圧信号に変換する電流電圧変換回路と、
前記電圧信号を前記トリガ信号に従ってホールドし、当該ホールドした電圧信号をディジタル値に変換する受光パワー変換回路とを備えることを特徴とする受光パワーモニタ回路。
【請求項３】
請求項２に記載の受光パワーモニタ回路において、
前記平均受光パワー検出部は、前記受光パワー値の振幅を平均化して平均受光パワー値を生成する平均化回路と、前記平均受光パワー値をディジタル値に変換する平均受光パワー変換回路とを備えることを特徴とする受光パワーモニタ回路。
【請求項４】
請求項２に記載の受光パワーモニタ回路において、
前記平均受光パワー検出部の機能が前記補正制御部内の機能として含まれ、
前記受光パワー変換回路は、前記電圧信号を順次ディジタル値に変換する機能を有し、
前記補正制御部は、前記平均受光パワー検出部の機能として、前記受光パワー変換回路にて順次変換されるディジタル値の振幅を平均化して前記平均値を生成する平均化処理部を備えることを特徴とする受光パワーモニタ回路。
【請求項５】
請求項１に記載の受光パワーモニタ回路において、
前記光電変換素子の電流信号を帰還抵抗に応じた利得で増幅して電圧信号に変換するトランス・インピーダンス・アンプと、前記トランス・インピーダンス・アンプにて変換された電圧信号を増幅する増幅回路とを設けると共に、
前記受光パワー検出部は、前記増幅回路にて増幅された電圧信号を前記受光パワー値として検出することを特徴とする受光パワーモニタ回路。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の受光パワーモニタ回路を、前記光電変換素子にて変換された電流信号から主信号を復調する受信回路に備えたことを特徴とする光受信器。
【請求項７】
加入者装置からバースト伝送された光バースト信号を光電変換素子が受光して増倍して光電変換し、この光電変換された電流信号から、前記光バースト信号の受光パワー値を受光パワー検出部が検出し、
前記電流信号から、前記光バースト信号の平均受光パワー値を平均受光パワー検出部が検出し、
前記光電変換素子の増倍率と前記平均受光パワー値との関係に基づいて予め作成して保持された補正係数から前記平均受光パワーに対応する補正係数を、制御部が選択すると共に、当該選択した補正係数に基づいて前記受光パワー検出部が検出した前記受光パワー値を補正することを特徴とする受光パワーモニタ回路用モニタ方法。
【請求項８】
加入者装置からバースト伝送された光バースト信号を光電変換素子が受光して増倍して光電変換し、この光電変換された電流信号から、前記光バースト信号の受光パワー値を検出する機能、
前記光電変換素子にて光電変換された電流信号から、前記光バースト信号の平均受光パワー値を検出する機能、
及び前記光電変換素子の増倍率と前記平均受光パワー値との関係に基づいて予め作成して保持された補正係数から前記平均受光パワーに対応する補正係数を選択すると共に、当該選択した補正係数に基づいて前記受光パワー値を補正する機能を設け、
これらの各機能をコンピュータに実現させるようにしたことを特徴とする受光パワーモニタ回路用モニタプログラム。
【請求項１】
バースト伝送された光バースト信号を受光し増倍して電流信号に変換する光電変換素子と、
当該光電変換素子にて変換された電流信号に基づいて前記光バースト信号の受光パワー値を検出する受光パワー検出部と、
前記光電変換素子にて変換された電流信号に基づいて前記受光パワー値の平均を表す平均受光パワー値を検出する平均受光パワー検出部と、
前記受光パワー検出部にて検出された受光パワー値の誤差を補正する補正制御部とを備え、
前記補正制御部は、
前記光電変換素子の増倍率と前記光バースト信号の平均受光パワー値との関係に基づいて予め作成して保持された補正係数から、前記平均受光パワーに対応する補正係数を選択すると共に、当該選択された補正係数に基づいて前記受光パワー値を補正することを特徴とする受光パワーモニタ回路。
【請求項２】
請求項１に記載の受光パワーモニタ回路において、
前記補正制御部は、前記測定対象の光バースト信号の検出タイミングを特定するためのトリガ信号を生成する機能を有し、前記平均受光パワー検出部は、前記光電変換素子の電流信号から生成される電流を電圧信号に変換する電流電圧変換回路と、
前記電圧信号を前記トリガ信号に従ってホールドし、当該ホールドした電圧信号をディジタル値に変換する受光パワー変換回路とを備えることを特徴とする受光パワーモニタ回路。
【請求項３】
請求項２に記載の受光パワーモニタ回路において、
前記平均受光パワー検出部は、前記受光パワー値の振幅を平均化して平均受光パワー値を生成する平均化回路と、前記平均受光パワー値をディジタル値に変換する平均受光パワー変換回路とを備えることを特徴とする受光パワーモニタ回路。
【請求項４】
請求項２に記載の受光パワーモニタ回路において、
前記平均受光パワー検出部の機能が前記補正制御部内の機能として含まれ、
前記受光パワー変換回路は、前記電圧信号を順次ディジタル値に変換する機能を有し、
前記補正制御部は、前記平均受光パワー検出部の機能として、前記受光パワー変換回路にて順次変換されるディジタル値の振幅を平均化して前記平均値を生成する平均化処理部を備えることを特徴とする受光パワーモニタ回路。
【請求項５】
請求項１に記載の受光パワーモニタ回路において、
前記光電変換素子の電流信号を帰還抵抗に応じた利得で増幅して電圧信号に変換するトランス・インピーダンス・アンプと、前記トランス・インピーダンス・アンプにて変換された電圧信号を増幅する増幅回路とを設けると共に、
前記受光パワー検出部は、前記増幅回路にて増幅された電圧信号を前記受光パワー値として検出することを特徴とする受光パワーモニタ回路。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の受光パワーモニタ回路を、前記光電変換素子にて変換された電流信号から主信号を復調する受信回路に備えたことを特徴とする光受信器。
【請求項７】
加入者装置からバースト伝送された光バースト信号を光電変換素子が受光して増倍して光電変換し、この光電変換された電流信号から、前記光バースト信号の受光パワー値を受光パワー検出部が検出し、
前記電流信号から、前記光バースト信号の平均受光パワー値を平均受光パワー検出部が検出し、
前記光電変換素子の増倍率と前記平均受光パワー値との関係に基づいて予め作成して保持された補正係数から前記平均受光パワーに対応する補正係数を、制御部が選択すると共に、当該選択した補正係数に基づいて前記受光パワー検出部が検出した前記受光パワー値を補正することを特徴とする受光パワーモニタ回路用モニタ方法。
【請求項８】
加入者装置からバースト伝送された光バースト信号を光電変換素子が受光して増倍して光電変換し、この光電変換された電流信号から、前記光バースト信号の受光パワー値を検出する機能、
前記光電変換素子にて光電変換された電流信号から、前記光バースト信号の平均受光パワー値を検出する機能、
及び前記光電変換素子の増倍率と前記平均受光パワー値との関係に基づいて予め作成して保持された補正係数から前記平均受光パワーに対応する補正係数を選択すると共に、当該選択した補正係数に基づいて前記受光パワー値を補正する機能を設け、
これらの各機能をコンピュータに実現させるようにしたことを特徴とする受光パワーモニタ回路用モニタプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１７５２２８（Ｐ２０１２−１７５２２８Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３３０３８（Ｐ２０１１−３３０３８）
【出願日】平成２３年２月１８日（２０１１．２．１８）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１８日（２０１１．２．１８）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]