JP5173545B2 - 受信光パワーモニタ装置および受信光パワーモニタ方法 - Google Patents
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Description
本はめは、光通信システム等の各局の光受信装置における、受信光パワーのモニタ機能に関し、とくにＷＤＭ方式の光通信システムに使用するに好適な受信光パワーモニタ装置および受信光パワーモニタ方法に関する。
ＷＤＭ(Wavelength Division Multiplexing)方式等の光通信システムにおいて受信装置側では、装置監視用に光受信パワーモニタ等のモニタ機能を備えることが求められている。
ＷＤＭ方式の光通信システムの構成を図９に示す。同図において、ＷＤＭ方式の光通信システムは、多重化装置５００と、送信装置５０１と、光合波器５１０と、光ファイバ伝送路５２０と、光分波器５３０と、受信装置５４０と、多重分離化装置５５０とを有している。
ＷＤＭ方式の光通信システムの構成を図９に示す。同図において、ＷＤＭ方式の光通信システムは、多重化装置５００と、送信装置５０１と、光合波器５１０と、光ファイバ伝送路５２０と、光分波器５３０と、受信装置５４０と、多重分離化装置５５０とを有している。
送信装置５０１は、送信符号処理部５０２と、レーザダイオード（ＬＤ）を駆動する駆動回路５０３と、レーザダイオード（ＬＤ）５０４と、レーザダイオード（ＬＤ）５０４の出力を一定に制御する出力レベル制御部５０５とを有している。
また、受信装置５４０は、受光素子５４１と、等化増幅器５４２と、ＡＧＣ回路５４３と、識別再生部５４４と、受信符号処理部５４５と、受信パワーモニタ回路５４６と、タイミング抽出回路５４７とを有している。
多重化装置５００、送信装置５０１、受信装置５４０及び多重化分離装置５５０は、ＷＤＭ方式で使用する光信号の波長の数だけ設けられている。
また、受信装置５４０は、受光素子５４１と、等化増幅器５４２と、ＡＧＣ回路５４３と、識別再生部５４４と、受信符号処理部５４５と、受信パワーモニタ回路５４６と、タイミング抽出回路５４７とを有している。
多重化装置５００、送信装置５０１、受信装置５４０及び多重化分離装置５５０は、ＷＤＭ方式で使用する光信号の波長の数だけ設けられている。
上記構成において、信号源からの信号は多重化装置５００により、多重化されたディジタル信号となり、送信符号処理部５０２より入力データに同期情報及び制御情報が付加されるとともに、符号化処理が行われる。
送信信号処理部５０２の出力は、駆動回路５０３、レーザダイオード（ＬＤ）５０４及び出力レベル制御部５０５により光電変換され、光合波器５１０に出力される。
送信信号処理部５０２の出力は、駆動回路５０３、レーザダイオード（ＬＤ）５０４及び出力レベル制御部５０５により光電変換され、光合波器５１０に出力される。
光合波器５１０では、複数の送信装置５０１から出力される異なる複数の波長λ１、λ２、…、λｎの光信号が多重化され、光ファイバ伝送路５２０を介して光分波器５３０に入力される。
光分波器５３０では、光合波器５１０で多重化された複数の光信号を波長毎に分波し、各受信装置５４０に出力する。
受信装置５４０では、受光素子５４１により光信号を受光し、光電変換した出力信号を等化増幅器５４２、ＡＧＣ回路５４３及び受信パワーモニタ回路５４６に出力する。
光分波器５３０では、光合波器５１０で多重化された複数の光信号を波長毎に分波し、各受信装置５４０に出力する。
受信装置５４０では、受光素子５４１により光信号を受光し、光電変換した出力信号を等化増幅器５４２、ＡＧＣ回路５４３及び受信パワーモニタ回路５４６に出力する。
受光素子５４１の出力信号は、ＡＧＣ回路５４３によりゲインコントロールされた等化増幅器５４２により等化増幅され、識別再生部５４４及びタイミング抽出回路５４７に出力される。
タイミング抽出回路５４７では、論理“１”（マーク）と、論理“０”（スペース）とを識別するタイミングを示すクロックが抽出され、タイミング抽出回路５４７は該クロックを識別再生部５４４に出力する。
タイミング抽出回路５４７では、論理“１”（マーク）と、論理“０”（スペース）とを識別するタイミングを示すクロックが抽出され、タイミング抽出回路５４７は該クロックを識別再生部５４４に出力する。
識別再生部５４４では、論理“１”（マーク）と、論理“０”（スペース）とを識別し、受信符号処理部５４５に出力する。受信符号処理部５４５では、送信符号処理部５０２とは逆の処理が行われ、多重分離装置５５０により元の信号を取得する。
上記構成の通信システムにおいて、受信装置５４０では、受信パワーモニタ回路５４６により受光した入力光パワーを監視し、受光パワーに応じた電圧信号をモニタ信号として受信装置本体に出力する。
このように、光通信システムでは、受信装置側で受信した光信号の入力パワーをモニタする機能を備えているのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
このように、光通信システムでは、受信装置側で受信した光信号の入力パワーをモニタする機能を備えているのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
光通信システムの受信装置における光信号を受信する受光素子には一般的にＰＩＮダイオードやアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）等のフォトダイオードが使用される。
ＰＩＮダイオードは、空乏層の幅を広げて量子効率と応答速度を高めるために、ｎ型半導体領域とｐ型半導体領域との間に真性半導体領域(ｉ層)を設けたＰＩＮ構造を有している。
ＰＩＮダイオードは、空乏層の幅を広げて量子効率と応答速度を高めるために、ｎ型半導体領域とｐ型半導体領域との間に真性半導体領域(ｉ層)を設けたＰＩＮ構造を有している。
ＰＩＮダイオードでは、光入力Ｐinに比例した光電流Ｉpdが流れる。したがって、光入力Ｐinに対するモニタ出力Ｖmonは、
Ｖmon＝Ｋ・Ｉpd（Ｋは、比例係数）として比例係数Ｋの値を調整してモニタ出力Ｖmonを得ることができる。
Ｖmon＝Ｋ・Ｉpd（Ｋは、比例係数）として比例係数Ｋの値を調整してモニタ出力Ｖmonを得ることができる。
これに対して、高感度用のフォトダイオードとしてアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）がある。このフォトダイオードは、長距離伝送を行う光通信システムに使用される。
アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）は、走行キャリアが他の電子と衝突して価電子帯から伝導帯に励起され、キャリア数が増倍されることにより、大きな光電流を得る機能を持っている。すなわち、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）には、光入力Ｐinに比例した光電流が、アバランシェフォトダイオードの逆バイアス電圧ＶrによりＭ倍に増倍された光電流Ｉapdが流れる。
アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）は、走行キャリアが他の電子と衝突して価電子帯から伝導帯に励起され、キャリア数が増倍されることにより、大きな光電流を得る機能を持っている。すなわち、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）には、光入力Ｐinに比例した光電流が、アバランシェフォトダイオードの逆バイアス電圧ＶrによりＭ倍に増倍された光電流Ｉapdが流れる。
そこで、光電流Ｉapdとアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）に印加される逆バイアス電圧Ｖｒをモニタし、増倍率を考慮して計算を行なうことにより、光入力Ｐinに対するモニタ出力Ｖmonを得ることになる。
したがって、光入力Ｐinに対するモニタ出力Ｖmonは、
Ｖmon＝Ｆ（Ｉapd，Ｖｒ）…（１）
と書ける。
したがって、光入力Ｐinに対するモニタ出力Ｖmonは、
Ｖmon＝Ｆ（Ｉapd，Ｖｒ）…（１）
と書ける。
このように、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）の受信光パワーのモニタ出力Ｖmonは、アバランシェフォトダイオードの光電流Ｉapd及び、アバランシェフォトダイオードに印加される逆バイアス電圧Ｖｒの関数となる。
特開２００４−１２０６６９号公報
図１０に、図９における受信パワーモニタ回路５４６の概略構成を模式的に示す。同図において、受信パワーモニタ回路５４６は、受光素子としてのアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）５４１に逆バイアス電圧Ｖrを印加する高電圧回路６００と、電流制限用抵抗Ｒ１０と、逆バイアス電圧Ｖrを検出する分圧抵抗Ｒ１２、Ｒ１３と、光電流を検出する光電流検出部６０１と、逆バイアス電圧検出部６０２とを有している。
上記構成において、高電圧回路６００よりアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）５４１に抵抗Ｒ１０、Ｒ１１を介して逆バイアス電圧Ｖrが印加された状態下で、波長λ、パワーＰinの光信号が受光素子としてのバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）５４１に入力されると、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）５４１には、パワーＰin及び逆バイアス電圧Ｖrに応じた光電流Ｉapdが流れる。この光電流Ｉapdは光電流検出部６０１により電圧信号として検出される。
また、逆バイアス電圧Ｖrは、分圧抵抗Ｒ１２、Ｒ１３により、分圧した電圧信号として逆バイアス電圧検出部６０２により検出される。
また、逆バイアス電圧Ｖrは、分圧抵抗Ｒ１２、Ｒ１３により、分圧した電圧信号として逆バイアス電圧検出部６０２により検出される。
上記構成からなる受信パワーモニタ回路５４６におけるアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）５４１の逆バイアス電圧Ｖrに対する受光感度特性を図１１に示す。同図に示すように、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）５４１は、印加される逆バイアス電圧Ｖr（Ｖ）に比例してキャリアの像倍率が大きくなり、光電流Ｉapdの値が大きくなる。
このため、逆バイアス電圧Ｖr（Ｖ）に応じて受光感度（ｍＡ／ｍＷ）が非線形に変化することが判る。図１１において、受光感度特性曲線Ｓ上の受光感度が１（＝１００）となる点Ｐ１では、入力光パワーＰinが１ｍＷで１ｍＡの光電流Ｉapdが流れ、受光感度が３となる点Ｐ２では、１ｍＷの入力光パワーＰinで３ｍＡの光電流Ｉapdが流れ、受光感度が１０（＝１０１）となる点Ｐ３では、１ｍＷの入力光パワーＰinで１０ｍＡの光電流Ｉapdが流れることとなる。
アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）５４１の入力光パワーＰinに対する光電流Ｉapd、逆バイアス電圧Ｖr、受信光パワーモニタ出力Ｖmonの特性を図１２に示す。
図１２（ａ）に示すように、光電流Ｉapdが入力光パワーＰinに対して直線Ｑ０のように線形関係にあれば、受信光パワーモニタ出力Ｖmonは、図１２（ｄ）に示すように入力光パワーＰinに対して比例関係となる。
図１２（ａ）に示すように、光電流Ｉapdが入力光パワーＰinに対して直線Ｑ０のように線形関係にあれば、受信光パワーモニタ出力Ｖmonは、図１２（ｄ）に示すように入力光パワーＰinに対して比例関係となる。
しかし、実際には、光電流Ｉapdが入力光パワーＰinに対して曲線Ｑ１のように変化するため、受信光パワーモニタ出力Ｖmonは、入力光パワーＰinに対して非線形関係となり、従来装置では、受光素子としてのアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）からの受信光パワーモニタ出力Ｖmonに誤差が生じるという問題があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、受光素子から得られる受信光パワーモニタ出力に含まれる誤差の低減を図った受信光パワーモニタ装置および受信光パワーモニタ方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の受信光パワーモニタ装置は、光通信システムにおける光受信部における受光パワーを監視する受信光パワーモニタ装置であって、前記光受信部に入力される光パワーに対する前記受光部を構成する受光素子に印加される逆バイアス電圧を検出する電圧検出手段と、前記光受信部に入力される光パワーに対する前記受光素子に流れる光電流を検出する光電流検出手段と、調整時に、前記光入力パワーと前記光電流との比が前記逆バイアス電圧の一次式となるように該一次式を規定するパラメータを、予め通信に使用する最も波長の短い光信号と最も波長の長い光信号とを前記受光素子に入力し、最も波長の短い光信号及び最も波長の長い光信号の各々で求めた一次式のパラメータの平均値として決定する演算手段と、前記演算手段により決定された前記パラメータを記憶する記憶手段と、を有し、前記演算手段は、受信光パワーモニタ時に、前記電圧検出手段及び前記光電流検出手段の検出出力を取り込み、これらの検出出力に基づいて前記記憶手段に記憶されている前記パラメータを使用して受信光パワーを算出することを特徴とする。
上記構成からなる本発明の受信光パワーモニタ装置では、電圧検出手段により前記光受信部に入力される光パワーに対するに印加される逆バイアス電圧が検出され、光電流検出手段により前記光受信部に入力される光パワーに対する前記受光素子に流れる光電流が検出される。
また、調整時に、演算手段は、前記光入力パワーと前記光電流との比が前記逆バイアス電圧の一次式となるように該一次式を規定するパラメータが予め決定し、記憶手段により前記決定された前記パラメータが記憶される。
また、調整時に、演算手段は、前記光入力パワーと前記光電流との比が前記逆バイアス電圧の一次式となるように該一次式を規定するパラメータが予め決定し、記憶手段により前記決定された前記パラメータが記憶される。
受信光パワーモニタ時には、前記演算手段は、前記電圧検出手段及び前記光電流検出手段の検出出力を取り込み、これらの検出出力に基づいて前記記憶手段に記憶されている前記パラメータを使用して受信光パワーを算出する。
これにより、光受信部に入力される光パワーと、該光受信部に入力される光パワーに対する受信光パワーのモニタ出力とが線形関係となり、検出される受信光パワーのモニタ出力の誤差が低減される。
これにより、光受信部に入力される光パワーと、該光受信部に入力される光パワーに対する受信光パワーのモニタ出力とが線形関係となり、検出される受信光パワーのモニタ出力の誤差が低減される。
また、本発明の受信光パワーモニタ装置は、前記演算手段は、調整時に、前記受信部に入力される光パワーをＰin，前記受光素子に流れる光電流をＩapd‘、前記受光素子に印加される逆バイアス電圧をＶr、取得した光電流Ｉapd’の誤差を考慮したオフセットをＣ（Ｔ）、前記光入力パワーＰinと前記光電流Ｉapd‘との比を、逆バイアス電圧Ｖrを変数とした一次式で表したときの逆バイアス電圧Ｖrの係数をＡ（Ｔ），定数項をＢ（Ｔ）（ただし、Ｔは温度を示し、Ａ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）は温度の関数である。）として、
次式（２）
Ｐin／（Ｉapd‘−Ｃ（Ｔ））＝Ａ（Ｔ）・Ｖr＋Ｂ（Ｔ）…（２）
からパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）を算出し、求めたパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）を前記記憶手段に格納することを特徴とする。
次式（２）
Ｐin／（Ｉapd‘−Ｃ（Ｔ））＝Ａ（Ｔ）・Ｖr＋Ｂ（Ｔ）…（２）
からパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）を算出し、求めたパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）を前記記憶手段に格納することを特徴とする。
上記構成からなる本発明の受信光パワーモニタ装置では、前記演算手段は、受信部に入力される光パワーＰinに対する前記受光素子に流れる光電流Ｉapd‘、及び前記受光素子に印加される逆バイアス電圧Ｖrを取得し、取得した光電流Ｉapd’にオフセットＣ（Ｔ）を加え、上式（２）において、右辺が最も一次式に近い状態となるようにオフセットＣ（Ｔ）を決定する。
次いで、線形回帰法により係数Ａ（Ｔ），定数項Ｂ（Ｔ）を算出して求める。
このようにして求めたパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）を記憶手段に格納し、受信モニタ時の演算処理のために備える。
次いで、線形回帰法により係数Ａ（Ｔ），定数項Ｂ（Ｔ）を算出して求める。
このようにして求めたパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）を記憶手段に格納し、受信モニタ時の演算処理のために備える。
このようにパラメータパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）が決定されることにより、受光素子に入力される光入力パワーと受光素子の光電流との比が前記逆バイアス電圧の一次式となり、光受信部に入力される光パワーと、光受信部に入力される光パワーに対する受信光パワーのモニタ出力とが線形関係となり、検出される受信光パワーのモニタ出力の誤差が低減される。
また、本発明の受信光パワーモニタ装置は、前記演算手段は、受信光パワーモニタ時に、前記受光素子に流れる光電流Ｉapd‘を示す信号及び該受光素子に印加される逆バイアス電圧Ｖrを示す信号を取り込み、前記記憶手段に記憶されている前記パラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）を使用して、次式（３）
Ｖmon＝（Ａ（Ｔ）・Ｖr＋Ｂ（Ｔ））・（Ｉapd‘−Ｃ（Ｔ））…（３）
から受信パワーモニタ出力Ｖmonを求めることを特徴とする。
Ｖmon＝（Ａ（Ｔ）・Ｖr＋Ｂ（Ｔ））・（Ｉapd‘−Ｃ（Ｔ））…（３）
から受信パワーモニタ出力Ｖmonを求めることを特徴とする。
上記構成からなる本発明の受信光パワーモニタ装置では、前記演算手段は、受信光パワーモニタ時に、前記受光素子に流れる光電流Ｉapdを示す信号及び該受光素子に印加される逆バイアス電圧Ｖrを示す信号を取り込み、前記記憶手段に記憶されている前記パラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）を使用して、上式（３）から受信パワーモニタ出力Ｖmonを算出し、出力する。
これにより、受光素子に入力される光入力パワーと受光素子の光電流との比が前記逆バイアス電圧の一次式として算出され、この結果、光受信部に入力される光パワーと、光受信部に入力される光パワーに対する受信光パワーのモニタ出力とが線形関係となり、検出される受信光パワーのモニタ出力の誤差が低減される。
これにより、受光素子に入力される光入力パワーと受光素子の光電流との比が前記逆バイアス電圧の一次式として算出され、この結果、光受信部に入力される光パワーと、光受信部に入力される光パワーに対する受信光パワーのモニタ出力とが線形関係となり、検出される受信光パワーのモニタ出力の誤差が低減される。
また、本発明の受信光パワーモニタ装置は、前記演算手段は、
調整時に、通信に使用する最も波長の短い光信号と最も波長の長い光信号を前記受光素子に入力して、それぞれ求めた前記パラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）の平均値を算出し、該算出したパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）の平均値を受信パワーモニタ出力Ｖmonを算出する際に使用するパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）として、前記記憶手段に格納することを特徴とする。
調整時に、通信に使用する最も波長の短い光信号と最も波長の長い光信号を前記受光素子に入力して、それぞれ求めた前記パラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）の平均値を算出し、該算出したパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）の平均値を受信パワーモニタ出力Ｖmonを算出する際に使用するパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）として、前記記憶手段に格納することを特徴とする。
上記構成からなる本発明の受信光パワーモニタ装置では、前記演算手段は、調整時に、通信に使用する最も波長の短い光信号と最も波長の長い光信号を光受信部に入力し、各波長の光信号について、前記パラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）を算出し、該出したパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）の平均値を受信パワーモニタ出力Ｖmonを算出する際に使用するパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）として前記記憶手段に格納する。
アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）やＰＩＮフォトダイオード等の受光素子は、受光する光信号に対し、波長依存性を有するために、受信する光信号の波長により受信光パワーモニタ出力Ｖmonに誤差が生じるが、受信パワーモニタ出力Pin’を算出する際に上記記憶手段に格納されたパラメータＡ（Ｔ））、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）を使用することにより、通信に使用する複数の全ての異なる波長の光信号について、目標とする仕様で決めた範囲内に誤差を低減させることができる。
また、本発明の受信光パワーモニタ方法は、光通信システムにおける光受信部における受信光パワーを監視する受信光パワーモニタ方法であって、前記光受信部に入力される光パワーに対する前記受光部を構成する受光素子に印加される逆バイアス電圧を電圧検出手段により検出する第１のステップと、前記光受信部に入力される光パワーに対する前記受光素子に流れる光電流を電流検出手段により検出する第２のステップと、調整時に、演算手段が、前記光入力パワーと前記光電流との比が前記逆バイアス電圧の一次式となるように該一次式を規定するパラメータを、通信に使用する最も波長の短い光信号と最も波長の長い光信号とを前記受光素子に入力し、最も波長の短い光信号及び最も波長の長い光信号の各々で求めた一次式のパラメータの平均値として予め決定する第３のステップと、前記演算手段により決定された前記パラメータを記憶手段に記憶させる第４のステップと、受信光パワーモニタ時に、前記演算手段により前記電圧検出手段及び前記光電流検出手段の検出出力を取り込み、これらの検出出力に基づいて前記記憶手段に記憶されている前記パラメータを使用して受信光パワーを算出する第５のステップとを有することを特徴とする。
上記構成からなる受信光パワーモニタ方法では、第１のステップにおいて、前記光受信部に入力される光パワーに対する前記受光部を構成する受光素子に印加される逆バイアス電圧を電圧検出手段により検出し、次いで第２のステップで前記光受信部に入力される光パワーに対する前記受光素子に流れる光電流を電流検出手段により検出する。
調整時に、第３のステップで、前記光入力パワーと前記光電流との比が前記逆バイアス電圧の一次式となるように該一次式を規定するパラメータを演算手段により予め決定し、さらに第４のステップで、前記演算手段により決定された前記パラメータを記憶手段に記憶させる。
調整時に、第３のステップで、前記光入力パワーと前記光電流との比が前記逆バイアス電圧の一次式となるように該一次式を規定するパラメータを演算手段により予め決定し、さらに第４のステップで、前記演算手段により決定された前記パラメータを記憶手段に記憶させる。
また、受信光パワーモニタ時には、第５のステップにおいて、前記演算手段により前記電圧検出手段及び前記光電流検出手段の検出出力を取り込み、これらの検出出力に基づいて前記記憶手段に記憶されている前記パラメータを使用して受信光パワーを算出する。
これにより、光受信部に入力される光パワーと、該光受信部に入力される光パワーに対する受信光パワーのモニタ出力とが線形関係となり、検出される受信光パワーのモニタ出力の誤差が低減される。
これにより、光受信部に入力される光パワーと、該光受信部に入力される光パワーに対する受信光パワーのモニタ出力とが線形関係となり、検出される受信光パワーのモニタ出力の誤差が低減される。
また、本発明の受信光パワーモニタ方法は、前記第３のステップにおいて、
調整時に、前記受信部に入力される光パワーをＰin，前記受光素子に流れる光電流をＩapd‘、前記受光素子に印加される逆バイアス電圧をＶr、取得した光電流Ｉapd’の誤差を考慮したオフセットをＣ（Ｔ）、前記光入力パワーＰinと前記光電流Ｉapd‘との比を、逆バイアス電圧Ｖrを変数とした一次式で表したときの逆バイアス電圧Ｖrの係数をＡ（Ｔ），定数項をＢ（Ｔ）（ただし、Ｔは温度を示し、Ａ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）は温度の関数である。）として、前記演算手段により、次式（４）
Ｐin／（Ｉapd‘−Ｃ（Ｔ））＝Ａ（Ｔ）・Ｖr＋Ｂ（Ｔ）…（４）
からパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）を算出し、
前記第４のステップにおいて、求めたパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）を前記記憶手段に格納することを特徴とする。
調整時に、前記受信部に入力される光パワーをＰin，前記受光素子に流れる光電流をＩapd‘、前記受光素子に印加される逆バイアス電圧をＶr、取得した光電流Ｉapd’の誤差を考慮したオフセットをＣ（Ｔ）、前記光入力パワーＰinと前記光電流Ｉapd‘との比を、逆バイアス電圧Ｖrを変数とした一次式で表したときの逆バイアス電圧Ｖrの係数をＡ（Ｔ），定数項をＢ（Ｔ）（ただし、Ｔは温度を示し、Ａ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）は温度の関数である。）として、前記演算手段により、次式（４）
Ｐin／（Ｉapd‘−Ｃ（Ｔ））＝Ａ（Ｔ）・Ｖr＋Ｂ（Ｔ）…（４）
からパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）を算出し、
前記第４のステップにおいて、求めたパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）を前記記憶手段に格納することを特徴とする。
上記構成からなる受信光パワーモニタ方法では、前記第３のステップにおいて、演算手段は、調整時に、受信部に入力される光パワーＰinに対する前記受光素子に流れる光電流Ｉapd‘、及び前記受光素子に印加される逆バイアス電圧Ｖrを取得し、取得した光電流Ｉapd’にオフセットＣ（Ｔ）を加え、上式（４）において、右辺が最も一次式に近い状態となるようにオフセットＣ（Ｔ）を決定する。
次いで、線形回帰法により係数Ａ（Ｔ），定数項Ｂ（Ｔ）を算出して求める。
このようにして求めたパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）を記憶手段に格納し、受信モニタ時の演算処理のために備える。
次いで、線形回帰法により係数Ａ（Ｔ），定数項Ｂ（Ｔ）を算出して求める。
このようにして求めたパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）を記憶手段に格納し、受信モニタ時の演算処理のために備える。
このようにパラメータパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）が決定されることにより、受光素子に入力される光入力パワーと受光素子の光電流との比が前記逆バイアス電圧の一次式となり、光受信部に入力される光パワーと、光受信部に入力される光パワーに対する受信光パワーのモニタ出力とが線形関係となり、検出される受信光パワーのモニタ出力の誤差が低減される。
また、本発明の受信光パワーモニタ方法は、前記第５のステップにおいて、受信光パワーモニタ時に、前記演算手段により前記受光素子に流れる光電流Ｉapdを示す信号及び該受光素子に印加される逆バイアス電圧Ｖrを示す信号を取り込み、前記記憶手段に記憶されている前記パラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）を使用して、次式（５）
Ｖmon＝（Ａ（Ｔ）・Ｖr＋Ｂ（Ｔ））・（Ｉapd‘−Ｃ（Ｔ））…（５）
から受信パワーモニタ出力Ｖmonを求めることを特徴とする。
Ｖmon＝（Ａ（Ｔ）・Ｖr＋Ｂ（Ｔ））・（Ｉapd‘−Ｃ（Ｔ））…（５）
から受信パワーモニタ出力Ｖmonを求めることを特徴とする。
上記構成からなる受信光パワーモニタ方法では、前記第５のステップにおいて、受信光パワーモニタ時に、前記演算手段により、前記受光素子に流れる光電流Ｉapdを示す信号及び該受光素子に印加される逆バイアス電圧Ｖrを示す信号を取り込み、前記記憶手段に記憶されている前記パラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）を使用して、上式（５）から受信パワーモニタ出力Ｖmonを算出し、出力する。
これにより、受光素子に入力される光入力パワーと受光素子の光電流との比が前記逆バイアス電圧の一次式として算出され、この結果、光受信部に入力される光パワーと、光受信部に入力される光パワーに対する受信光パワーのモニタ出力とが線形関係となり、検出される受信光パワーのモニタ出力の誤差が低減される。
また、本発明の受信光パワーモニタ方法は、前記第３のステップにおいて、調整時に、前記演算手段により通信に使用する最も波長の短い光信号と最も波長の長い光信号を前記受光素子に入力して、それぞれ求めた前記パラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）の平均値を算出し、前記第４のステップにおいて、前記算出したパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）の平均値を、受信パワーモニタ出力Ｖmonを算出する際に使用するパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）として、前記記憶手段に格納することを特徴とする。
上記構成からなる受信光パワーモニタ方法では、前記第３のステップにおいて、調整時に、前記演算手段により、通信に使用する最も波長の短い光信号と最も波長の長い光信号を光受信部に入力し、各波長の光信号について、前記パラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）を算出し、該算出したパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）の平均値を受信パワーモニタ出力Ｖmonを算出する際に使用するパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）として前記記憶手段に格納する。
アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）やＰＩＮフォトダイオード等の受光素子は、受光する光信号に対し、波長依存性を有するために、受信する光信号の波長により受信光パワーモニタ出力Ｖmonに誤差が生じるが、受信パワーモニタ出力Ｖmonを算出する際に上記記憶手段に格納されたパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）を使用することにより、通信に使用する複数の全ての異なる波長の光信号について、目標とする仕様で決めた範囲内に誤差を低減させることができる。
以上説明したように、本発明によれば、調整時に、演算手段により光入力パワーと受光素子に流れる光電流との比が受光素子の逆バイアス電圧の一次式となるように該一次式を規定するパラメータを予め決定し、記憶手段により前記決定された前記パラメータを格納しておき、受信光パワーモニタ時には、前記電圧検出手段及び前記光電流検出手段の検出出力を取り込み、これらの検出出力に基づいて前記記憶手段に記憶されている前記パラメータを使用して受信光パワーを算出するようにしたので、光受信部に入力される光パワーと、該光受信部に入力される光パワーに対する受信光パワーのモニタ出力とが線形関係となり、検出される受信光パワーのモニタ出力の誤差が低減される。
また、本発明によれば、通信に使用する最も波長の短い光信号と最も波長の長い光信号を光受信部に入力し、演算手段により各波長の光信号について、前記パラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）を算出し、該出したパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）の平均値を受信パワーモニタ出力Ｖmonを算出する際に使用するパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）として前記記憶手段に格納するようにしたので、受信パワーモニタ出力Ｖmonを算出する際に上記記憶手段に格納されたパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）を使用することにより、通信に使用する最も波長の短い光信号と最も波長の長い光信号について、目標とする仕様で決めた範囲内に誤差を低減させることができる。
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図１に本発明の実施形態に係る受信光パワーモニタ装置の構成を図１に示す。同図において、本発明の実施形態に係る受信光パワーモニタ装置１は、高電圧発生回路１０と、受光素子１２と、光電流検出部１４と、逆バイアス電圧検出部１６と、演算処理回路２０とを有している。
高電圧回路１０は、電流制限用抵抗Ｒ１、光電流検出部１４を介して受光素子１２に逆バイアス電圧Ｖrを印加する。
受光素子１２は、本実施形態では、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）である。
逆バイアス電圧検出部１６は、受光素子１２に印加されるバイアス電圧Ｖrを分圧抵抗Ｒ２、Ｒ３で分圧した電圧信号として検出する。
受光素子１２は、本実施形態では、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）である。
逆バイアス電圧検出部１６は、受光素子１２に印加されるバイアス電圧Ｖrを分圧抵抗Ｒ２、Ｒ３で分圧した電圧信号として検出する。
光電流検出部１４は、受光素子１２に流れる光電流Ｉapdを電圧信号として出力する。
また、演算処理回路２０は、光電流／逆バイアス電圧取得部２００と、パラメータ演算部２０２と、記憶部２０４と、受信パワー演算部２０６とを有している。
また、演算処理回路２０は、光電流／逆バイアス電圧取得部２００と、パラメータ演算部２０２と、記憶部２０４と、受信パワー演算部２０６とを有している。
光電流／逆バイアス電圧取得部２００は、逆バイアス電圧検出部１６及び光電流検出部１４の検出出力を取り込み、これらの検出出力をＡ／Ｄ変換して、ディジタル信号に変換し、所定の形式のデータにして記憶部２０４に格納する機能を有している。
パラメータ演算部２０２は、後述する演算処理に必要なパラメータＡ（Ｔ），Ｂ（Ｔ），Ｃ（Ｔ）を算出する機能を有している。
パラメータ演算部２０２は、後述する演算処理に必要なパラメータＡ（Ｔ），Ｂ（Ｔ），Ｃ（Ｔ）を算出する機能を有している。
記憶部２０４には、調整時に算出される上記パラメータＡ（Ｔ），Ｂ（Ｔ），Ｃ（Ｔ）の他に、演算処理に必要な各種のデータが格納される。
受信パワー演算部２０６は、予め定められている演算式に基づいて上記パラメータＡ（Ｔ），Ｂ（Ｔ），Ｃ（Ｔ）を使用して受信光パワーを算出し、受信光パワーモニタ出力Ｖmonとして出力する機能を有している。
受信パワー演算部２０６は、予め定められている演算式に基づいて上記パラメータＡ（Ｔ），Ｂ（Ｔ），Ｃ（Ｔ）を使用して受信光パワーを算出し、受信光パワーモニタ出力Ｖmonとして出力する機能を有している。
上記構成からなる受信光パワーモニタ装置の動作を説明するに先立ち、受光素子１２に入力される光パワーをＰin，受光素子１２に流れる光電流（オフセット電流を無視したときの光電流）をＩapd、受光素子１２に印加される逆バイアス電圧をＶrとしたときの、光パワーＰin、光電流Ｉapd及び逆バイアス電圧をＶrの間の関係式について検討する。ここで、受光素子１２としてのアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）における増倍率１のときの変換効率（受信光の吸収により発生する電子数の比率）をα（Ａ／Ｗ）、アバランシェフォトダイオードのブレークダウン電圧をＶbとすると、
一般に次式が成立する。
一般に次式が成立する。
Ｉapd／αＰin＝１／（１−（Ｖr／Ｖb）ｎ） …（６）
上式（６）において、ｎ＝１とすると、
Ｐin／Ｉapd＝（１／α）・（１−（Ｖr／Ｖb）） …（７）
となる。
また、上式（７）は、
Ｐin／Ｉapd＝（−１／αＶb）・Ｖr＋１／α …（８）
と変形できる。
上式（６）において、ｎ＝１とすると、
Ｐin／Ｉapd＝（１／α）・（１−（Ｖr／Ｖb）） …（７）
となる。
また、上式（７）は、
Ｐin／Ｉapd＝（−１／αＶb）・Ｖr＋１／α …（８）
と変形できる。
上式（８）において、（−１／αＶb）をＡ，１／αをＢとおくと、
Ｐin／Ｉapd＝ＡＶｒ＋Ｂ …（９）
となる。
ここで、Ａ，Ｂは受信光パワーモニタ装置のモジュール調整時に実測して取得するパラメータであり、アバランシェフォトダイオードの変換効率α、ブレークダウン電圧Ｖbに温度依存性が有るために温度Ｔの関数であるので、Ａ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）とする。
Ｐin／Ｉapd＝ＡＶｒ＋Ｂ …（９）
となる。
ここで、Ａ，Ｂは受信光パワーモニタ装置のモジュール調整時に実測して取得するパラメータであり、アバランシェフォトダイオードの変換効率α、ブレークダウン電圧Ｖbに温度依存性が有るために温度Ｔの関数であるので、Ａ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）とする。
また、上記モジュール調整時に取得するアバランシェフォトダイオードの光電流Ｉapd‘には、回路上、アバランシェフォトダイオードに流れ込むオフセット電流（誤差）が含まれているので、これをＣ（Ｔ）として式（９）におけるＩapdをＩapd’−Ｃ（Ｔ）とすると、式（９）は、
Ｐin／（Ｉapd‘−Ｃ（Ｔ））＝Ａ（Ｔ）・Ｖｒ＋Ｂ（Ｔ）…（１０）
となる。
Ｐin／（Ｉapd‘−Ｃ（Ｔ））＝Ａ（Ｔ）・Ｖｒ＋Ｂ（Ｔ）…（１０）
となる。
次に、図１に示す本発明の実施形態に係る受信光パワーモニタ装置の調整時の動作を図２乃至図４を参照して説明する。図２は、調整時の処理手順を示すフローチャートであり、図３はパラメータ演算部２０２の調整時の演算処理内容を示している。
これらの図において、まず、受光素子１２の光入力パワーＰinに対する高電圧発生回路１０により受光素子１２に印加される逆バイアス電圧Ｖrが分圧抵抗Ｒ４、Ｒ５を介して逆バイアス電圧検出部１４により検出される（ステップ３０１）。
これらの図において、まず、受光素子１２の光入力パワーＰinに対する高電圧発生回路１０により受光素子１２に印加される逆バイアス電圧Ｖrが分圧抵抗Ｒ４、Ｒ５を介して逆バイアス電圧検出部１４により検出される（ステップ３０１）。
また、受光素子１２の光入力パワーＰinに対する受光素子１２に流れる光電流Ｉapd‘（オフセット電流を含む）が分流抵抗Ｒ３を介して光電流検出部１６により検出される（ステップ３０２）。
光電流／逆バイアス電圧取得部２００は、バイアス電圧検出部１４及び光電流検出部１６の検出出力である、逆バイアス電圧Ｖr、光電流Ｉapd‘を取り込み、これらの検出出力をＡ／Ｄ変換して、ディジタル信号に変換し、所定の形式のデータにして図４に示す内容のテーブルにして記憶部２０４に格納する（ステップ３０３）。
光電流／逆バイアス電圧取得部２００は、バイアス電圧検出部１４及び光電流検出部１６の検出出力である、逆バイアス電圧Ｖr、光電流Ｉapd‘を取り込み、これらの検出出力をＡ／Ｄ変換して、ディジタル信号に変換し、所定の形式のデータにして図４に示す内容のテーブルにして記憶部２０４に格納する（ステップ３０３）。
次いで、パラメータ演算部２０２は、実際に受光素子１２に流れる、オフセット電流を加味した光電流（Ｉapd‘−Ｃ（Ｔ））を加算器３１０により算出する（３０４）。
また、パラメータ演算部２０２は、逆算器３１１により光電流（Ｉapd‘−Ｃ（Ｔ））の逆数を算出する（ステップ３０５）。
さらに、パラメータ演算部２０２は、乗算器３１２によりステップ３０５で求めた光電流（Ｉapd‘−Ｃ（Ｔ））の逆数に光入力パワーＰinを乗算して光入力パワーＰinと光電流との比Ｐin／（Ｉapd‘−Ｃ（Ｔ））を算出する（ステップ３０６）。
また、パラメータ演算部２０２は、逆算器３１１により光電流（Ｉapd‘−Ｃ（Ｔ））の逆数を算出する（ステップ３０５）。
さらに、パラメータ演算部２０２は、乗算器３１２によりステップ３０５で求めた光電流（Ｉapd‘−Ｃ（Ｔ））の逆数に光入力パワーＰinを乗算して光入力パワーＰinと光電流との比Ｐin／（Ｉapd‘−Ｃ（Ｔ））を算出する（ステップ３０６）。
次に、パラメータ演算部２０２は、横軸に逆バイアス電圧Ｖr、縦軸にて光入力パワーＰinと光電流との比Ｐin／（Ｉapd‘−Ｃ（Ｔ））をとり、て光入力パワーＰinと光電流との比Ｐin／（Ｉapd‘−Ｃ（Ｔ））が逆バイアス電圧Ｖrに対して一次式の関係となるようにパラメータＣ（Ｔ）を決定し、決定したパラメータＣ（Ｔ）を記憶部２０４に格納する（ステップ３０７）。
さらに、パラメータ演算部２０２は、線形回帰法により、
Ｐin／（Ｉapd‘−Ｃ（Ｔ））＝Ａ（Ｔ）・Ｖｒ＋Ｂ（Ｔ）…（１０）
となるパラメータＡ（Ｔ），Ｂ（Ｔ）を算出し、算出したパラメータＡ（Ｔ），Ｂ（Ｔ）を記憶部２０４に格納する（ステップ３０８）。
このようにして、調整時にパラメータＡ（Ｔ），Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）を取得し、受信モニタ時の演算処理のために備える。る。
Ｐin／（Ｉapd‘−Ｃ（Ｔ））＝Ａ（Ｔ）・Ｖｒ＋Ｂ（Ｔ）…（１０）
となるパラメータＡ（Ｔ），Ｂ（Ｔ）を算出し、算出したパラメータＡ（Ｔ），Ｂ（Ｔ）を記憶部２０４に格納する（ステップ３０８）。
このようにして、調整時にパラメータＡ（Ｔ），Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）を取得し、受信モニタ時の演算処理のために備える。る。
このようにパラメータパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）が決定されることにより、受光素子に入力される光入力パワーと受光素子の光電流との比Ｐin／（Ｉapd‘−Ｃ（Ｔ））が逆バイアス電圧Ｖｒの一次式となり、光受信部に入力される光パワーと、光受信部に入力される光パワーに対する受信光パワーのモニタ出力とが線形関係となり、検出される受信光パワーのモニタ出力の誤差を低減することが可能となる。
次に、図１に示した本発明の実施形態に係る受信光パワーモニタ装置の受信光パワーモニタ時の動作を図５及び図６を参照して説明する。図５は、受信光パワーモニタ時の処理手順を示すフローチャートであり、図６は受信光パワーモニタ時のパラメータ演算部２０２の演算処理内容を示している。
これらの図において、まず、受光素子１２の光入力パワーＰinに対する高電圧発生回路１０により受光素子１２に印加される逆バイアス電圧Ｖrが分圧抵抗Ｒ２、Ｒ３を介して逆バイアス電圧検出部１６により検出される（ステップ４０１）。
これらの図において、まず、受光素子１２の光入力パワーＰinに対する高電圧発生回路１０により受光素子１２に印加される逆バイアス電圧Ｖrが分圧抵抗Ｒ２、Ｒ３を介して逆バイアス電圧検出部１６により検出される（ステップ４０１）。
また、受光素子１２の光入力パワーＰinに対する受光素子１２に流れる光電流Ｉapd‘（オフセット電流を含む）が光電流検出部１４により検出される（ステップ４０２）。
光電流／逆バイアス電圧取得部２００は、逆バイアス電圧検出部１６及び光電流検出部１４の検出出力である、逆バイアス電圧Ｖr、光電流Ｉapd‘を取り込み、これらの検出出力をＡ／Ｄ変換して、ディジタル信号に変換し、所定の形式のデータにして記憶部２０４に格納する（ステップ４０３）。
光電流／逆バイアス電圧取得部２００は、逆バイアス電圧検出部１６及び光電流検出部１４の検出出力である、逆バイアス電圧Ｖr、光電流Ｉapd‘を取り込み、これらの検出出力をＡ／Ｄ変換して、ディジタル信号に変換し、所定の形式のデータにして記憶部２０４に格納する（ステップ４０３）。
次いで、パラメータ演算部２０２は、実際に受光素子１２に流れる、オフセット電流を加味した光電流（Ｉapd‘−Ｃ（Ｔ））を加算器４１０により算出する（４０４）。
また、パラメータ演算部２０２は、係数乗算器４１１により取得した、逆バイアス電圧ＶrにパラメータＡ（Ｔ）を乗算してＡ（Ｔ）・Ｖrを算出し、かつこの乗算結果に加算器４１２によりパラメータＢ（Ｔ）を加算して、Ａ（Ｔ）・Ｖr＋Ｂ（Ｔ）を算出する（ステップ４０５）。
また、パラメータ演算部２０２は、係数乗算器４１１により取得した、逆バイアス電圧ＶrにパラメータＡ（Ｔ）を乗算してＡ（Ｔ）・Ｖrを算出し、かつこの乗算結果に加算器４１２によりパラメータＢ（Ｔ）を加算して、Ａ（Ｔ）・Ｖr＋Ｂ（Ｔ）を算出する（ステップ４０５）。
さらに、パラメータ演算部２０２は、ステップ４０４で算出した光電流（Ｉapd‘−Ｃ（Ｔ））と、ステップ４０５で算出したＡ（Ｔ）・Ｖr＋Ｂ（Ｔ）とを乗算器４１３により乗算し、受信光パワーモニタ出力Ｖmon（＝（Ｉapd‘−Ｃ（Ｔ））・（Ａ（Ｔ）・Ｖr＋Ｂ（Ｔ）））を算出する（ステップ４０７）。
これにより、受光素子に入力される光入力パワーと受光素子の光電流との比が前記逆バイアス電圧の一次式として算出され、この結果、光受信部に入力される光パワーと、光受信部に入力される光パワーに対する受信光パワーのモニタ出力とが線形関係となり、検出される受信光パワーのモニタ出力の誤差が低減される。
これにより、受光素子に入力される光入力パワーと受光素子の光電流との比が前記逆バイアス電圧の一次式として算出され、この結果、光受信部に入力される光パワーと、光受信部に入力される光パワーに対する受信光パワーのモニタ出力とが線形関係となり、検出される受信光パワーのモニタ出力の誤差が低減される。
ところで、ＷＤＭ方式の光通信システムでは、広波長範囲の波長の光信号を使用する。受信部の受光素子（アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ））の受光感度は波長特性を有するため、受光する信号光の波長により、受信光パワーモニタ出力Ｖmonに誤差を生じる。図７は受光パワーに対する受信光パワーモニタ出力の特性を示しており、図７（Ａ〕は、単一の波長の光信号についての特性を、図７（Ｂ〕は複数の波長の光信号についての特性を夫々、示している。
また、上記受光素子の受光感度の波長特性は、図８に示すように温度によっても変化するので、前記パラメータは温度の関数となる。
本発明の実施形態に係る受信光パワーモニタ装置で、パラメータ演算部２０２は、調整時に、通信に使用する最も波長の短い光信号と最も波長の長い光信号を受光素子１２に入力して、それぞれ求めた前記パラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）の平均値を算出し、該算出したパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）の平均値を、受信パワーモニタ出力Ｖmonを算出する際に使用するパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）として、記憶部２０４に格納するようにしている。
本発明の実施形態に係る受信光パワーモニタ装置で、パラメータ演算部２０２は、調整時に、通信に使用する最も波長の短い光信号と最も波長の長い光信号を受光素子１２に入力して、それぞれ求めた前記パラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）の平均値を算出し、該算出したパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）の平均値を、受信パワーモニタ出力Ｖmonを算出する際に使用するパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）として、記憶部２０４に格納するようにしている。
アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）やＰＩＮフォトダイオード等の受光素子は、受光する光信号に対し、波長依存性を有するために、受信する光信号の波長により受信光パワーモニタ出力Ｖmonに誤差が生じるが、受信パワーモニタ出力Ｖmonを算出する際に上記記憶手段に格納されたパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）を使用することにより、通信に使用する複数の全ての異なる波長の光信号について、目標とする仕様で決めた範囲内に誤差を低減させることができる。
以上、本発明の実施形態によれば、光通信システムにおける光受信部における受光パワーを監視する受信光パワーモニタ装置において、調整時に、演算手段により光入力パワーと受光素子に流れる光電流との比が受光素子の逆バイアス電圧の一次式となるように該一次式を規定するパラメータを予め決定し、記憶手段により前記決定された前記パラメータを格納しておき、受信光パワーモニタ時には、前記電圧検出手段及び前記光電流検出手段の検出出力を取り込み、これらの検出出力に基づいて前記記憶手段に記憶されている前記パラメータを使用して受信光パワーを算出するようにしたので、光受信部に入力される光パワーと、該光受信部に入力される光パワーに対する受信光パワーのモニタ出力とが線形関係となり、検出される受信光パワーのモニタ出力の誤差が低減される。
また、本発の実施形態によれば光通信システムにおける光受信部における受光パワーを監視する受信光パワーモニタ装置において、通信に使用する最も波長の短い光信号と最も波長の長い光信号を光受信部に入力し、演算手段により各波長の光信号について、前記パラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）を算出し、該算出したパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）の平均値を受信パワーモニタ出力Ｖmonを算出する際に使用するパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）として前記記憶手段に格納するようにしたので、受信パワーモニタ出力Ｖmonを算出する際に上記記憶手段に格納されたパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）を使用することにより、通信に使用する複数の全ての異なる波長の光信号について、目標とする仕様で決めた範囲内に誤差を低減させることができる
１０…高電圧発生回路、１２…受光素子、１４…光電流検出部、１６…逆バイアス電圧検出部、２０…演算処理回路、２００…光電流／逆バイアス電圧取得部、２０２…パラメータ取得部、２０４…記憶部、２０６…受信パワー演算部
Claims (8)
- 光通信システムにおける光受信部における受光パワーを監視する受信光パワーモニタ装置であって、
前記光受信部に入力される光パワーに対する前記受光部を構成する受光素子に印加される逆バイアス電圧を検出する電圧検出手段と、
前記光受信部に入力される光パワーに対する前記受光素子に流れる光電流を検出する光電流検出手段と、
調整時に、前記光入力パワーと前記光電流との比が前記逆バイアス電圧の一次式となるように該一次式を規定するパラメータを、予め通信に使用する最も波長の短い光信号と最も波長の長い光信号とを前記受光素子に入力し、最も波長の短い光信号及び最も波長の長い光信号の各々で求めた一次式のパラメータの平均値として決定する演算手段と、
前記演算手段により決定された前記パラメータを記憶する記憶手段と、
を有し、
前記演算手段は、受信光パワーモニタ時に、前記電圧検出手段及び前記光電流検出手段の検出出力を取り込み、これらの検出出力に基づいて前記記憶手段に記憶されている前記パラメータを使用して受信光パワーを算出することを特徴とする受信光パワーモニタ装置。 - 前記演算手段は、
調整時に、前記受信部に入力される光パワーをＰin，前記受光素子に流れる光電流をＩapd‘、前記受光素子に印加される逆バイアス電圧をＶr、取得した光電流Ｉapdの誤差を考慮したオフセットをＣ（Ｔ）、前記光入力パワーＰinと前記光電流Ｉapdとの比を、逆バイアス電圧Ｖrを変数とした一次式で表したときの逆バイアス電圧Ｖrの係数をＡ（Ｔ），定数項をＢ（Ｔ）（ただし、Ｔは温度を示し、Ａ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）は温度の関数である。）として、次式（１）
Ｐin／（Ｉapd‘−Ｃ（Ｔ））＝Ａ（Ｔ）・Ｖr＋Ｂ（Ｔ）…（１）
からパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）を算出し、
求めたパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）を前記記憶手段に格納することを特徴とする請求項１に記載の受信光パワーモニタ装置。 - 前記演算手段は、
受信光パワーモニタ時に、前記受光素子に流れる光電流Ｉapd‘を示す信号及び該受光素子に印加される逆バイアス電圧Ｖrを示す信号を取り込み、
前記記憶手段に記憶されている前記パラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）を使用して、次式（２）
Ｖmon＝（Ａ（Ｔ）・Ｖr＋Ｂ（Ｔ））・（Ｉapd‘−Ｃ（Ｔ））…（２）
から受信パワーモニタ出力Ｖmonを求めることを特徴とする請求項２に記載の受信光パワーモニタ装置。 - 前記演算手段は、
調整時に、通信に使用する最も波長の短い光信号と最も波長の長い光信号を前記受光素子に入力して、それぞれ求めた前記パラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）の平均値を算出し、該算出したパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）の平均値を受信パワーモニタ出力Ｖmonを算出する際に使用するパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）として、前記記憶手段に格納することを特徴とする請求項２に記載の受信光パワーモニタ装置。 - 光通信システムにおける光受信部における受信光パワーを監視する受信光パワーモニタ方法であって、
前記光受信部に入力される光パワーに対する前記受光部を構成する受光素子に印加される逆バイアス電圧を電圧検出手段により検出する第１のステップと、
前記光受信部に入力される光パワーに対する前記受光素子に流れる光電流を電流検出手段により検出する第２のステップと、
調整時に、演算手段が、前記光入力パワーと前記光電流との比が前記逆バイアス電圧の一次式となるように該一次式を規定するパラメータを、通信に使用する最も波長の短い光信号と最も波長の長い光信号とを前記受光素子に入力し、最も波長の短い光信号及び最も波長の長い光信号の各々で求めた一次式のパラメータの平均値として予め決定する第３のステップと、
前記演算手段により決定された前記パラメータを記憶手段に記憶させる第４のステップと、
受信光パワーモニタ時に、前記演算手段により前記電圧検出手段及び前記光電流検出手段の検出出力を取り込み、これらの検出出力に基づいて前記記憶手段に記憶されている前記パラメータを使用して受信光パワーを算出する第５のステップと、
を有することを特徴とする受信光パワーモニタ方法。 - 前記第３のステップにおいて、
調整時に、前記受信部に入力される光パワーをＰin，前記受光素子に流れる光電流をＩapd‘、前記受光素子に印加される逆バイアス電圧をＶr、取得した光電流Ｉapd’の誤差を考慮したオフセットをＣ（Ｔ）、前記光入力パワーＰinと前記光電流Ｉapdとの比を、逆バイアス電圧Ｖrを変数とした一次式で表したときの逆バイアス電圧Ｖrの係数をＡ（Ｔ），定数項をＢ（Ｔ）（ただし、Ｔは温度を示し、Ａ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）は温度の関数である。）として、前記演算手段により、次式（１）
Ｐin／（Ｉapd‘−Ｃ（Ｔ））＝Ａ（Ｔ）・Ｖr＋Ｂ（Ｔ）…（１）
からパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）を算出し、
前記第４のステップにおいて、求めたパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）を前記記憶手段に格納することを特徴とする請求項５に記載の受信光パワーモニタ方法。 - 前記第５のステップにおいて、
受信光パワーモニタ時に、前記演算手段により前記受光素子に流れる光電流Ｉapd‘を示す信号及び該受光素子に印加される逆バイアス電圧Ｖrを示す信号を取り込み、
前記記憶手段に記憶されている前記パラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）を使用して、次式（２）
Ｖmon＝（Ａ（Ｔ）・Ｖr＋Ｂ（Ｔ））・（Ｉapd‘−Ｃ（Ｔ））…（２）
から受信パワーモニタ出力Ｖmonを求めることを特徴とする請求項６に記載の受信光パワーモニタ方法。 - 前記第３のステップにおいて、
調整時に、前記演算手段により通信に使用する最も波長の短い光信号と最も波長の長い光信号を前記受光素子に入力して、それぞれ求めた前記パラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）の平均値を算出し、
前記第４のステップにおいて、
前記算出したパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）の平均値を受信パワーモニタ出力Ｖmonを算出する際に使用するパラメータＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）、Ｃ（Ｔ）として、前記記憶手段に格納することを特徴とする請求項６に記載の受信光パワーモニタ方法。
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