JP6682815B2

JP6682815B2 - 光受信器及び信号強度モニタ方法

Info

Publication number: JP6682815B2
Application number: JP2015223294A
Authority: JP
Inventors: 慎太河西
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2015-11-13
Filing date: 2015-11-13
Publication date: 2020-04-15
Anticipated expiration: 2035-11-13
Also published as: JP2017092816A; US10250352B2; US20170141872A1

Description

本発明は、光受信器及び光受信信号の信号強度モニタ方法に関する。

従来、サーバ間通信の伝送容量のボトルネックを解決すべく、光伝送容量が４０Ｇｂｐｓ又は１００Ｇｂｐｓに拡張された光トランシーバが知られている。ＩＥＥＥは、このような光トランシーバの光伝送の規格として、ＩＥＥＥ８０２．３ｂａ及びＩＥＥＥ８０２．３ｂｇを定めている（非特許文献１及び２参照）。

上述した光トランシーバ（光送受信器）の光受信器（光受信部）においては、デジタル診断モニタ機能（ＤＤＭ：Digital Diagnostic Monitoring）により、光トランシーバが受信している光信号の信号強度が取得される（例えば特許文献１参照）。より詳細には、光トランシーバが受信した光信号が受光素子において電気信号に変換され、当該電気信号の強度がＡＤＣ（Analog-to-digital converter）においてアナログ／デジタル（ＡＤ）変換され、当該変換後のデジタル信号から信号強度が取得される。当該取得された光信号の信号強度に基づき、光通信の状態及び光トランシーバの内部の動作状態がリアルタイムで監視・診断される。

特開２００６−５４５０７号公報

ＩＥＥＥＳｔｄ８０２．３ｂａＭｅｄｉａＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌＰａｒａｍｅｔｅｒｓ, ＰｈｙｓｉｃａｌＬａｙｅｒｓ, ａｎｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔＰａｒａｍｅｔｅｒｓｆｏｒ４０Ｇｂ/ｓａｎｄ１００Ｇｂ/ｓＯｐｅｒａｔｉｏｎＩＥＥＥＳｔｄ８０２．３ｂｇ-２０１１ＰｈｙｓｉｃａｌＬａｙｅｒａｎｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔＰａｒａｍｅｔｅｒｓｆｏｒＳｅｒｉａｌ４０Ｇｂ/ｓＥｔｈｅｒｎｅｔＯｐｅｒａｔｉｏｎＯｖｅｒＳｉｎｇｌｅ-ＭｏｄｅＦｉｂｅｒ

光受信器では、例えば、ＡＤＣにおいて生成される信号（デジタル信号）とＡＤ変換前のアナログ信号に対応する信号強度とが予め対応付けられており、ＡＤＣにおいて生成された信号に基づき信号強度が導出される。ここで、信号強度の測定精度を担保する観点から、同一のデジタル値に対応付けられた信号強度の範囲（量子化誤差）は極力狭くされることが好ましい。しかしながら、信号強度が小さい場合には、同一のデジタル値に対応付けられた信号強度の範囲が広くなってしまい、信号強度を精度良く測定することができない。例えば、ＡＤＣの分解能を上げることによって、信号強度が小さい場合においても、同一のデジタル値に対応付けられた信号強度の範囲を狭く（量子化誤差を小さく）することができる。しかし、ＡＤＣの分解能を上げた場合にはＡＤＣが大型化するので、光受信器の小型化の観点から好ましくない。

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、光受信器の小型化を図りながら信号強度を精度良く取得することができる光受信器及び信号強度モニタ方法に関する。

本発明はその一側面として光受信器に関する。この光受信器は、互いに異なる光信号をそれぞれ電流信号に変換する複数の受光素子と、該複数の電流信号それぞれに対応した複数のモニタ電流信号の一を選択するマルチプレクサと、を有する光受信モジュールと、複数の抵抗値を設定可能な抵抗素子を有し、マルチプレクサが選択した一のモニタ電流信号を該抵抗素子により電圧信号に変換する変換回路と、電圧信号から光信号の強度を決定するＭＣＵと、を備える。

本発明はその一側面として光信号の強度のモニタ方法に関する。このモニタ方法は、互いに異なる光信号をそれぞれ電流信号に変換する複数の受光素子と、該複数の電流信号それぞれに対応した複数のモニタ電流信号の一を選択しするマルチプレクサと、を有する光受信モジュールの光信号の強度のモニタ方法であって、複数の光信号それぞれを電流信号に変換する工程と、複数の電流信号それぞれに応じたモニタ電流信号を生成する工程と、マルチプレクサが複数のモニタ電流信号の一を選択する工程と、マルチプレクサによる一のモニタ電流信号の選択に対応して抵抗素子の抵抗値を設定する工程と、マルチプレクサによって選択された一のモニタ電流信号を抵抗素子によって電圧信号に変換する工程と、電圧信号から光信号の強度を決定する工程と、を含む。

本発明によれば、光受信器の小型化を図りながら受信信号の信号強度を精度良く取得することができる。

第１実施形態に係る光トランシーバの構成を示すブロック図である。図１の光受信器における各構成を説明するための図である。ＰＤのバイアス電圧毎の、ＰＤ電流と信号強度との関係を示すグラフである。ＰＤのチャネル毎のＡＤＣ出力値の一例を示す表である。ルックアップテーブルの一例を示す図である。変換回路における抵抗値の周期的変化を示すグラフである。抵抗値の設定処理を示すフローチャートである。ＰＤのバイアス電圧が３０Ｖの場合の、ＰＤ電流と信号強度との関係を示すグラフである。第２実施形態における抵抗値の時間変化を示すグラフである。第２実施形態における抵抗値の設定処理の一例を示すフローチャートである。第２実施形態における抵抗値の設定処理の他の例を示すフローチャートである。変形例に係る光受信器における各構成を説明するための図である。

[本願発明の実施形態の説明]
最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。

この光受信器では、受光素子において光信号が電流信号に変換され、変換回路において抵抗素子により当該電流信号が電圧信号に変換される。また、ＭＣＵにおいて、電圧信号の値から、光信号の信号強度が導出される。そして、変換回路の抵抗素子の抵抗値は複数の抵抗値から設定可能とされている。抵抗素子の抵抗値に応じて、変換回路から出力される電圧信号の大きさは決まる。すなわち、抵抗素子の抵抗値が大きくされることにより、変換回路における電流-電圧変換時の増幅率が大きくなる。上述したように、例えば、変換回路から出力される電圧信号が小さい場合には、同一のデジタル値に対応付けられた信号強度の範囲が広くなってしまい、信号強度を精度良く測定することができない。この点、本発明のように抵抗素子の抵抗値が調整可能とされることにより、例えば受光素子から出力される電流信号が小さい場合であっても、抵抗素子の抵抗値を大きくすることにより電圧信号を大きくすることができる。これにより、光信号の信号強度を適切に導出することができ、信号強度を精度良く取得することができる。また、抵抗値が調整されることによって信号強度の適切な導出が実現されているので、ＡＤＣの分解能を上げること等が必要とならない。このため、光受信器が大型化することを回避することができる。以上のように、複数の抵抗値を設定可能な抵抗素子により電流-電圧変換が行われる構成を採用することにより、光受信器の小型化を図りながら信号強度を精度良く取得することができる。

また、ＭＣＵは、複数の抵抗値毎に、電圧信号と光信号の強度を対応付けるテーブルを有し、該テーブルと、電圧信号に基づいて、複数の受光素子のそれぞれによって変換される光信号の強度を導出する強度導出部を更に備えていてもよい。当該テーブルを用いることにより、電圧信号のデジタル値に基づき、簡易に、光信号の信号強度を導出することができる。また、抵抗値が変わると、電圧信号と信号強度との対応関係が変わるが、抵抗値毎に異なるテーブルを用いることによって、信号強度を精度良く取得することができる。

また、ＭＣＵは、アナログデジタルコンバータを更に有し、抵抗素子の抵抗値は、アナログデジタルコンバータが電圧信号をデジタル信号に変換するときの量子化誤差が所定の範囲内となるように受光素子毎に設定されていてもよい。このように量子化誤差を考慮して受光素子毎に抵抗値を設定することにより、複数の受光素子のそれぞれの特性の個体差に応じてアナログデジタルコンバータの分解能を大きくすることを回避して信号強度の測定精度を担保することができる。従って、例えば、アナログデジタルコンバータの分解能を１０ビットから１２ビットに大きくすることを回避することで、小型のアナログデジタルコンバータを採用することができ、光受信器の小型化に寄与することができる。

また、抵抗素子は、複数の抵抗値として、第１の抵抗値及び該第１の抵抗値よりも大きい第２の抵抗値が設定可能であり、抵抗素子の抵抗値を第１の抵抗値に設定して得られた電圧信号が所定の値よりも小さい場合には、抵抗素子の抵抗値を第２の抵抗値に設定して電圧信号を取得してもよい。電圧信号が小さい場合には、正確な信号強度を取得することができていないおそれがある。この点、電圧信号が所定の値よりも小さい場合に、比較的大きい第２の抵抗値が抵抗素子の抵抗値として設定されることにより、変換回路から出力される電圧信号を大きくして信号強度を導出することができる。このことにより、信号強度を精度良く取得することができる。

また、複数の受光素子のそれぞれについて電圧信号を取得するときに、複数の受光素子のうち最初に電圧信号を取得する受光素子において、抵抗素子の抵抗値を第１の抵抗値に設定して得られた電圧信号が所定の値よりも小さい場合には、抵抗素子の抵抗値を第２の抵抗値に設定し、複数の受光素子のうち２番目以降に電圧信号を取得する受光素子において、抵抗素子の抵抗値を第２の抵抗値のみに設定してもよい。これにより、一つのｃｈ当たりのデジタル値の取得回数を減少させてアラーム信号の送信要否に必要な時間を短縮し、より早くアラーム信号を発出することができる。

［本願発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態にかかる光受信器の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る光トランシーバの構成を示す図である。光トランシーバ１は、例えば１３００ｎｍ帯の互いに異なる４波長を使用して２芯双方向で光信号を送受信する４０ギガビット光トランシーバであり、外部装置(ホストコントローラ)６０に対して活線挿抜可能なモジュールである。なお、本実施形態では光トランシーバ１は４０ギガビット光トランシーバとして説明するが、光トランシーバ１は１００ギガビット光トランシーバであってもよい。このような光トランシーバの外形、端子配置、電気的特性、及び光学的特性に関する規格は、例えば、ＭＳＡ（Multi-Source Agreement）規格のＱＳＦＰ＋（Quad SmallForm Factor Pluggable）やＣＦＰ（100G Form-factor Pluggable）あるいはＣＦＰ２，ＣＦＰ４等によって規定されている。

図１に示されるように、光トランシーバ１は、プリント基板１０と、光送信モジュール２０と、光受信モジュール３０と、を備えている。

光受信モジュール３０は、外部より受信した４０Ｇｂｐｓ多重化光信号を４つの１０Ｇｂｐｓ電気信号に変換して出力する。光受信モジュール３０から出力された電気信号は、ＣＤＲ（Clock Data Recovery）（図示せず）に入力されてクロックとデータとが分離された後に、ホストコントローラ（外部装置）６０に出力される。

光受信モジュール３０は、光分波器３１と、ＰＤ（Photo Diode）３２と、ＴＩＡ（Trans-Impedance Amplifier）３３とを有している。光分波器３１は、外部より受信した一つの多重化光信号を４つの光信号に分離する。分離された４つの光信号は、それぞれ互いに異なる波長（λ１，λ２，λ３，λ４）を持っている。各光信号の伝送レートは、例えば、１０Ｇｂｐｓであり、それが多重化されることで多重化光信号の伝送レートは、４０Ｇｂｐｓとなる。当該光分波器３１としては、例えば誘電体多層膜フィルタ又は回析格子等の光学素子を用いることができる。分離された４つの光信号はＰＤ（ＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ）３２に入力される。

ＰＤ３２は、後述するバイアス電源１３からバイアス電圧を供給されて、光信号に応じた電気信号を出力する受光素子である。より詳細には、ＰＤ３２は、光信号を受信し該光信号を電流信号に変換して出力する受光素子である。ＰＤ３２としては、例えばＡＰＤ（Avalanche Photo Diode）又はＰＩＮダイオード等が用いられる。ＰＤ３２は、集積された４つのＰＤ３２ａ〜３２ｄを含んで構成されている。ＰＤ３２ａ〜３２ｄには、それぞれ、光分波器３１によって分けられた互いに異なる４つの光信号のうち、１つの光信号が入力される。

ＴＩＡ３３は、ＰＤ３２から入力された電流信号をインピーダンス変換するとともに増幅し、電圧信号として出力するＩＣである。

光送信モジュール２０は、互いに独立した４つの１０Ｇｂｐｓ電気信号をそれぞれ波長の異なる光信号に変換し、さらに、それら４つの光信号を１つの多重化光信号に多重化（合波）して出力する。光送信モジュール２０は、ＬＤ（Laser Diode）２２と、光合波器２１とを有している。

ＬＤ２２は、後述するＬＤ変調増幅部１２から信号配線を介して供給される駆動信号に応じて駆動される発光素子である。ＬＤ２２は、光送信モジュール２０の内部に集積された４つのＬＤ２２ａ〜２２ｄを含んで構成されている。ＬＤ２２ａ〜２２ｄは、それぞれ波長の異なる光信号を光合波器２１に出力する。光合波器２１は、ＬＤ２２ａ〜２２ｄから出力された４つの光信号を１つの多重化光信号に合波し出力する。

プリント基板１０には、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）１１と、ＬＤ変調増幅部１２と、バイアス電源１３と、カードエッジコネクタ１４と、が実装されている。カードエッジコネクタ１４は、プリント基板１０の端部に設けられ、ホストコントローラ６０のソケットへ差し込まれる電極である。カードエッジコネクタ１４がホストコントローラ６０のソケットに差し込まれることにより、それぞれの複数の相対する電気端子同士が互いに電気的に接続されるとともにホストコントローラ６０から光トランシーバ１へ電力が供給されて光トランシーバ１が起動し、光トランシーバ１とホストコントローラ６０との通信が可能になる。

ＭＣＵ１１は、カードエッジコネクタ１４を介してホストコントローラ６０と通信を行うとともに、光トランシーバ１内部の各構成要素（ＬＤ変調増幅部１２、バイアス電源１３、及びＴＩＡ３３など）を制御する。ＭＣＵ１１は、ホストコントローラ６０との間で、シリアル通信により光トランシーバ１の制御或いは監視のためのデータの送受信を行う。また、ＭＣＵ１１は、光トランシーバ１内部の異常を検知すると、ホストコントローラ６０にアラーム信号を送信し、ホストコントローラ６０からの制御信号に基づいて光トランシーバ１内部の各構成要素を制御する。ＭＣＵ１１は、いわゆるワンチップマイコンやＦＰＧＡ（field-programmable gate array）、ＣＰＬＤ（ComplexProgrammable Logic Device）等である。また、ＭＣＵ１１はこれらの回路を複数組み合わせたものであってもよい。さらに、ＭＣＵ１１は、必要に応じて、光送信モジュール２０及び光受信モジュール３０のそれぞれと所定の信号線によって電気的に接続され、その信号線を介して送受される電気信号によって、それぞれのモジュールの動作状態の監視や制御を行っても良い。

バイアス電源１３は、ＭＣＵ１１からの制御信号に応じて、ＰＤ３２にバイアス電圧を供給する。当該バイアス電圧は、各ＰＤ３２ａ〜３２ｄの受信感度を最適化するように、ＰＤ３２ａ〜３２ｄ毎に最適な大きさとされる。ＬＤ変調増幅部１２は、ＭＣＵ１１から入力される制御信号に応じて、ＬＤ２２ａ〜２２ｄの出力光を変調するための駆動信号を出力する。ＬＤ変調増幅部１２により出力された駆動信号は、信号配線を介してＬＤ２２ａ〜２２ｄに入力される。ＬＤ変調増幅部１２は、４つのＬＤ２２ａ〜２２ｄをそれぞれ異なる駆動信号によって並列に駆動する４つの駆動回路を内蔵した４ch Driver ICであり、４つのＬＤ２２ａ〜２２ｄと同数の駆動回路は、それぞれ異なるＬＤ２２ａ〜２２ｄに接続されている。

上述した光トランシーバ１の各構成のうち、光受信モジュール３０、ＭＣＵ１１、及び、図１において図示を省略した変換回路４０（図２参照）により、光受信器５０（光受信部）が構成されている。光受信器５０は、デジタル診断モニタ機能（ＤＤＭ：Digital Diagnostic Monitoring）により、光トランシーバが受信している光信号の信号強度を取得する。当該光信号の信号強度は、例えば、光通信の状態及び光トランシーバ１の内部の動作状態を監視・診断するために用いられる。光受信器５０は、外部から受信した多重化光信号に含まれる４つの光信号について、波長毎にそれぞれ信号強度を測定する。以下、信号強度の導出に係る光受信器５０の各構成要素について、図２を参照しながら詳細に説明する。

図２は、光受信器５０における各構成を説明するための図である。なお、上述した通り、光受信モジュール３０は、例えば、４本の１０Ｇｂｐｓの電気信号を出力するが、図２では、それら４本の１０Ｇｂｐｓの電気信号に係る構成は図示せず、各光信号の信号強度の導出に係る構成のみを示している。

図２に示されるように、光受信モジュール３０は、上述したＰＤ３２と、デコーダ３５と、アナログスイッチ３６と、を有し、電源３４により給電されている。ＰＤ３２は、４個のＰＤ３２ａ〜３２ｄを含んでおり、各ＰＤ３２ａ〜３２ｄのカソードはカレントミラー回路を介して電源３４と電気的に接続されている。光受信モジュール３０では、光分波器３１（図１参照）によって波長毎に分離された４つの光信号それぞれが、ＰＤ３２ａ〜３２ｄに入力される。ＰＤ３２ａ〜３２ｄは、入力された光信号を電気信号に変換し電流信号として出力する。なお、上述した通り、変換された電気信号に係る構成は図２において省略されている。カレントミラー回路は、ＰＤ３２から出力された電流信号を入力とし、それぞれに比例した電流信号を生成してアナログスイッチ３６に出力する。ＰＤから出力される電流信号は伝送信号そのものであり、それを信号強度の導出に使用することはできない。従って、このようにカレントミラー回路によってＰＤから出力される電流信号に比例した信号強度の電流信号（以下、モニタ電流信号）を生成し、そのモニタ電流信号を後述する信号強度の導出に使用する。モニタ電流信号の信号強度は、カレントミラー回路の増幅率（入力電流の信号強度に対する出力電流の信号強度の比）を１とすることでＰＤから出力される電流信号の信号強度と略一致させることができる。なお、例えば、増幅率を予め１／１０と決めておけば、ＰＤから出力される電流信号の信号強度の１／１０の信号強度のモニタ電流信号を使用して、信号強度の導出を行うことができる。カレントミラー回路は、１つの入力電流信号に対して１つの出力電流信号を出力するので、ＰＤ３２ａ〜３２ｄのそれぞれに対応したモニタ電流信号が生成され、アナログスイッチ３６に出力される。

デコーダ３５及びアナログスイッチ３６は、ＭＣＵ１１により入力された選択信号（後述）に基づいて、ＰＤ３２ａ〜３２ｄに対応する複数のモニタ電流信号のうち変換回路４０に入力される一のモニタ電流信号を選択する、マルチプレクサ３７として機能する。アナログスイッチ３６は、各ＰＤ３２ａ〜３２ｄに対応して設けられたアナログスイッチ３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄを含んでいる。アナログスイッチ３６は、選択されたモニタ電流信号を通過又は遮断することが可能である。具体的には、アナログスイッチ３６は、通常時はＰＤ３２に対応したモニタ電流信号を遮断するように設定されており、デコーダ３５から通過信号が入力された場合に限りＰＤ３２に対応したモニタ電流信号を通過させる。ここでの「ＰＤ３２から出力される電流信号」とは、ＰＤ３２が出力した電流信号を入力として、上述したカレントミラー回路から出力された電流信号である。

デコーダ３５は、ＭＣＵ１１からの選択信号が入力される一の入力端子３５ｘと、各アナログスイッチ３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄに電気的に接続された４つの出力端子３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄとを含んでいる。デコーダ３５は、入力端子３５ｘにＭＣＵ１１から選択信号が入力されると、当該選択信号に応じて、一の出力端子、例えば出力端子３５ａから通過信号を出力する。出力端子３５ａから通過信号が出力された場合には、アナログスイッチ３６ａにデコーダ３５からの通過信号が入力されるため、ＰＤ３２ａに対応するモニタ電流信号が変換回路４０に入力される。このように、光受信モジュール３０内部に、１ｃｈ分のみ出力するＲＳＳＩ（received signal strength indication）を内蔵することにより、後述するＡＤＣ１１１を１ポートのみとし、実装部品を減らすことができる。

変換回路４０は、複数の抵抗値を設定可能な抵抗Ｒ（抵抗素子）を有し、該抵抗Ｒにより光受信モジュール３０から出力されたモニタ電流信号（すなわち、マルチプレクサ３７が選択した一のモニタ電流信号）を電圧信号に変換し出力する。抵抗Ｒは複数の抵抗値を設定可能な可変抵抗である。抵抗Ｒには、複数のＰＤ３２ａ〜３２ｄのうちアナログスイッチ３６によって選択された１つのＰＤ３２に対応するモニタ電流信号が入力される。抵抗Ｒでは、アナログスイッチ３６によって選択される複数のＰＤ３２ａ〜３２ｄ毎に、抵抗値を設定することができる。一般的に、ＰＤが複数チャネル設けられている場合には、チャネル毎に、ＰＤの増倍率、及び光分波器損失が異なる。ＰＤの増倍率（Ｍ値）は、それぞれのＰＤの特性に応じて定まっており、ＰＤによって５〜１５倍のばらつきがある。すなわち、各ＰＤ３２ａ〜３２ｄの受信感度が最適化されるように、各ＰＤ３２ａ〜３２ｄの特性に応じてそれぞれ異なる大きさのバイアス電圧が供給されるので、ＰＤ３２ａ〜３２ｄの増倍率は互いに異なる。図３は、複数のＰＤのバイアス電圧について、ＰＤ３２から出力された電流（ＰＤ電流）とＰＤに入力された光受信信号の信号強度（光パワー）との関係を示すグラフである。図３における横軸は光受信信号の信号強度（ＲｘＰｏｗｅｒ）を、縦軸は光受信信号に応じてＰＤから出力される電流信号の大きさを示している。図３に示されるように、供給されるバイアス電圧との違いによって、ＰＤの増倍率（グラフの傾きに対応した値となる）は異なっている。また、光分波器損失とは、光分波器から各ＰＤに至るまでの間の光導波路における光信号の損失である。光分波器３１から各ＰＤ３２ａ〜３２ｄまでの光導波経路はそれぞれ異なるので、当該光分波器損失についても各ＰＤ３２ａ〜３２ｄによって異なる。このような光分波器損失のチャネル間の差は、最大１ｄＢ程度である。以上のことから、抵抗Ｒでは、各ＰＤ３２ａ〜３２ｄの増幅率及び光分波器損失が考慮されて、アナログスイッチ３６によって選択される複数のＰＤ３２ａ〜３２ｄに抵抗値が設定される。抵抗値設定についての詳細は後述する。

ＭＣＵ１１は、光受信モジュール３０に対して一のＰＤ３２を選択する選択信号を入力するとともに、変換回路４０から出力された電圧信号に基づき、ＰＤ３２ａ〜３２ｄのそれぞれに入力された光信号の信号強度を導出（決定）する。ＭＣＵ１１は、ＡＤＣ１１１と、強度導出部１１２と、ＰＤ選択部１１３とを有している。なお、ＭＣＵ１１と光受信モジュール３０とは、例えばＩ２Ｃ（I-squared-C）あるいはＳＰＩ（Serial PeripheralInterface）シリアル通信バスを介して接続されており、光受信モジュール３０に対するＰＤ３２の選択はシリアル通信によって指示される。

ＡＤＣ１１１は、変換回路４０から出力された電圧信号をデジタル信号に変換（ＡＤ変換）し強度導出部１１２に出力する。ＡＤＣ１１１は、独立した配線を介して変換回路４０と電気的に接続されている。ＡＤＣ１１１としては、ＭＣＵ１１に予め内蔵されているＡＤＣが用いられる。このようなＡＤＣの分解能は、例えば１０ビット又は１２ビットとされている。以下では、ＡＤＣ１１１の分解能が１２ビットであるとして説明する。

ここで、上述したように、変換回路４０では、各ＰＤ３２ａ〜３２ｄの増幅率及び光分波器損失が考慮されて、アナログスイッチ３６によって選択される複数のＰＤ３２ａ〜３２ｄ毎の抵抗Ｒの抵抗値が設定される。具体的に、抵抗値の設定基準について、図４を参照して説明する。図４は、抵抗Ｒの抵抗値が１．２ｋΩとされるとともにＰＤ３２としてＰＤ３２ａが選択されている場合の光信号の信号強度とＡＤＣ１１１の出力値との関係、及び、抵抗Ｒの抵抗値が１．２ｋΩとされるとともにＰＤ３２としてＰＤ３２ｂが選択されている場合の光信号の信号強度とＡＤＣ１１１の出力値との関係を示している。つまり、図４では、説明のために、抵抗Ｒの抵抗値が固定値（１．２ｋΩ）とされた場合の、各チャネル（各ＰＤ３２ａ〜３２ｄ）における信号強度とＡＤＣ１１１の出力値との関係が示されている。図４では、表の左の列から順に、光信号の信号強度（Ｒｘ−Ｐｏｗｅｒ（ｄＢｍ））、バイアス電圧が２５Ｖとされた場合の光信号に対するＰＤ電流の値（Ｉ（ｍＡ）@２５Ｖ）、抵抗Ｒの抵抗値が１．２ｋΩとされた場合の変換回路４０から出力される電圧信号の値（Ｒ＝１．２ＫΩの電圧）、ＰＤ３２がＰＤ３２ａである場合のＡＤＣ１１１の出力値（ＡＤＣ値＿ｃｈ１）、及び、ＰＤ３２がＰＤ３２ｂである場合のＡＤＣ１１１の出力値（ＡＤＣ値＿ｃｈ２）を示している。光トランシーバの内部の動作状態を適切に監視・診断するためには、少なくとも、光信号の信号強度が−１．５ｄＢｍ〜−２４ｄＢｍである範囲において、ＡＤＣ１１１でモニタされる電圧（すなわちＡＤＣ１１１の出力値）に対応付けられた信号強度の範囲が所定の範囲内とされる必要がある。

図４に示されるように、ＰＤ３２ａ（ＡＤＣ値＿ｃｈ１）及びＰＤ３２ｂ（ＡＤＣ値＿ｃｈ２）では、増幅率及び光分波器損失が異なることから、信号強度毎のＡＤＣ１１１の出力値が大きく異なっており、概ね、ＰＤ３２ａが選択されている場合の出力値が、ＰＤ３２ｂが選択されている場合の出力値に比べて３．７５倍程度大きい。ここで、ＡＤＣ１１１において生成されるデジタル信号から推定される信号強度の誤差は、±１ｄＢ程度に抑えることが好ましい。しかしながら、ＰＤ３２ｂ（ＡＤＣ値＿ｃｈ２）が選択された場合には、信号強度が−２４ｄＢｍである場合等において、ＡＤＣ１１１から出力されるデジタル信号のデジタル値に対応付けられた信号強度の範囲が広くなってしまうことから、デジタル信号から導出される信号強度の誤差（量子化誤差）を、上述した±１ｄＢ程度に抑えることが難しい。この場合の対応として、ＡＤＣ１１１自体の分解能を１２ビットから１４ビットに上げることが考えられる。しかし、それによりＭＣＵ１１内蔵のＡＤＣを用いることができなくなり、新たな構成が備わることによって光受信器５０が大型化するため、上述の光受信器の小型化の観点から好ましくない。そこで、光受信器５０では、ＰＤ３２のチャネル（ＰＤ３２a〜３２ｄ）毎に抵抗Ｒの抵抗値を変えることにより、同一のデジタル値に対応付けられた信号強度の範囲が狭くなるように調整している。上述した図４の例では、ＰＤ３２ｂが選択された場合に、ＡＤＣ１１１から出力されるデジタル信号から導出される信号強度の誤差が、±１ｄＢ以内となるように、抵抗Ｒの抵抗値として１．２ｋΩよりも大きい値を設定すれればよい。具体的には、−２４ｄＢｍ時のＡＤＣ１１１の分解能をできる限り大きくすべく、−１．５ｄＢｍ入力時のＡＤＣ１１１の出力値が最大値となるような抵抗値を設定すればよい。

強度導出部１１２は、複数の抵抗値毎に、ＡＤＣ１１１の出力値（デジタル値）と光信号の信号強度とが対応付けられたルックアップテーブル（対応付けテーブル）を有し、該ルックアップテーブルと、ＡＤＣ１１１によって出力された出力値とに基づいて、ＰＤ３２において受信された光信号の信号強度を導出する。当該複数の抵抗値とは、上述したようにＰＤ３２ａ〜３２ｄ毎に設定された複数の抵抗値である。図５は、ＰＤ３２ａについてのルックアップテーブルＬＵＴを示す図である。当該ルックアップテーブルＬＵＴは、ＰＤ３２ａのバイアス電圧が２５Ｖとされ、抵抗Ｒの抵抗値が１．２ｋΩとされていることを想定している。強度導出部１１２は、ＰＤ選択部１１３から、ＰＤ３２ａが選択された旨の情報が入力され（詳細は後述）、ＡＤＣ１１１から出力値を受け取ると、図５に示されるルックアップテーブルＬＵＴを参照し、ＡＤＣ１１１の出力値に応じた信号強度を導出する。なお、ルックアップテーブルは、ＭＣＵ１１に内蔵された不揮発性メモリ（図示せず）に予め格納されていても良いし、ＭＣＵ１１と通信可能な外付けの不揮発性メモリ（図示せず）に予め格納されていても良い。

ＰＤ選択部１１３は、光受信モジュール３０のデコーダ３５に対して、一のＰＤ３２を選択する選択信号を出力する。ＰＤ選択部１１３は、予め定められた順番で各ＰＤ３２ａ〜３２ｄが選択されるように選択信号を出力する。すなわち、ＰＤ選択部１１３は、デコーダ３５に対して、例えば、常にＰＤ３２ａ、ＰＤ３２ｂ、ＰＤ３２ｃ、ＰＤ３２ｄの順番で選択されるように選択信号を出力する。当該選択信号は、例えば１０ｍｓ間隔で出力される。また、ＰＤ選択部１１３は、選択信号を出力すると同時か又は選択信号を出力する前に、変換回路４０に対して、抵抗Ｒの抵抗値を設定する設定信号を出力する。当該設定信号は、抵抗Ｒの抵抗値を、選択信号において選択する一のＰＤ３２に対応する抵抗値とする信号である。抵抗Ｒの抵抗値は、設定信号に応じて設定（変更）される。各ＰＤ３２ａ〜３２ｄに対する抵抗Ｒの抵抗値は、ルックアップテーブルと同様に、ＭＣＵ１１に内蔵された不揮発性メモリに予め格納されていても良いし、ＭＣＵ１１と通信可能な外付けの不揮発性メモリに予め格納されていても良い。また、ＰＤ選択部１１３は、新たなＰＤ３２を選択した旨の情報を強度導出部１１２に出力する。強度導出部１１２は、当該情報に基づいて、選択されているＰＤ３２のルックアップテーブルにより信号強度を導出する。

ＰＤ選択部１１３による抵抗Ｒの抵抗値の設定動作について、図６を参照して説明する。図６は、変換回路４０における抵抗Ｒの抵抗値の周期的変化を示すグラフである。図６では、横軸が時間を、縦軸が抵抗Ｒに設定される抵抗値を示している。図６において「ＲＳＳＩ０」とはＰＤ３２ａを選択する選択信号が入力され、ＰＤ３２ａに対応したモニタ電流信号が変換回路４０に入力される場合を示している。同様に、「ＲＳＳＩ１」とはＰＤ３２ｂを選択する選択信号が入力され、ＰＤ３２ｂに対応したモニタ電流信号が変換回路４０に入力される場合を、「ＲＳＳＩ２」とはＰＤ３２ｃを選択する選択信号が入力され、ＰＤ３２ｃに対応したモニタ電流信号が変換回路４０に入力される場合を、「ＲＳＳＩ３」とはＰＤ３２ｄを選択する選択信号が入力され、ＰＤ３２ｄに対応した電流信号が変換回路４０に入力される場合を、それぞれ示している。また、図６中の黒丸はＡＤＣ１１１において電圧値がモニタされている時点を示しており、図６中のｃｈ０〜ｃｈ３とはそれぞれＰＤ３２の各チャネルすなわちＰＤ３２ａ〜３２ｄを示している。

図６に示されるように、最初に、ＰＤ選択部１１３によりＰＤ３２ａ（ｃｈ０）が選択されると、ＰＤ３２ａに対応したモニタ電流信号が変換回路４０に入力される。この場合には、抵抗Ｒの抵抗値はＰＤ３２ａに対応した抵抗値Ｒ０に設定されている。そして、抵抗ＲによりＰＤ３２ａに対応したモニタ電流信号が電圧信号に変換し出力され、ＡＤＣ１１１において当該電圧信号がデジタル信号に変換され電圧値がモニタされる。当該電圧値のモニタまでの処理が、開始から１０ｍｓ以内で行われる。そして、当該デジタル信号の値から、強度導出部１１２により、ＰＤ３２ａの信号強度が導出される。

処理の開始から１０ｍｓ経過すると、ＰＤ選択部１１３によりＰＤ３２ｂ（ｃｈ２）が選択され、ＰＤ３２ｂに対応したモニタ電流信号が変換回路４０に入力される。この場合には、抵抗Ｒの抵抗値はＰＤ３２ｂに対応した抵抗値Ｒ１に設定されている。ＰＤ選択部１１３によりＰＤ３２ｂが選択されてからＡＤＣ１１１において電圧値がモニタされるまでの処理が、１０ｍｓ以内で行われる。同様にして、処理の開始から２０ｍｓ経過すると、ＰＤ選択部１１３によりＰＤ３２ｃ（ｃｈ３）が選択され、ＰＤ３２ｃに対応したモニタ電流信号が変換回路４０に入力される。この場合には、抵抗Ｒの抵抗値はＰＤ３２ｃに対応した抵抗値Ｒ２に設定されている。ＰＤ選択部１１３によりＰＤ３２ｃが選択されてからＡＤＣ１１１において電圧値がモニタされるまでの処理が、１０ｍｓ以内で行われる。同様にして、処理の開始から３０ｍｓ経過すると、ＰＤ選択部１１３によりＰＤ３２ｄ（ｃｈ４）が選択され、ＰＤ３２ｄに対応した電流信号が変換回路４０に入力される。この場合には、抵抗Ｒの抵抗値はＰＤ３２ｄに対応した抵抗値Ｒ３に設定されている。ＰＤ選択部１１３によりＰＤ３２ｄが選択されてからＡＤＣ１１１において電圧値がモニタされるまでの処理が、１０ｍｓ以内で行われる。以上により、各ＰＤ３２ａ〜３２ｄに関してそれぞれ抵抗Ｒの抵抗値を設定しＡＤＣ１１１において電圧値をモニタする処理が行われる。当該処理は、一周期あたり約４０ｍｓで行われる。

次に、ＰＤ選択部１１３による抵抗Ｒの抵抗値の設定動作について、図７のフローチャートを参照して説明する。図７に示されるように、最初に、ＰＤ選択部１１３により、選択予定のＰＤ３２（ｎｃｈ（ｎ＝０〜３）のＰＤ３２）に対応した抵抗値が設定される。これは、具体的には、例えば、ＭＣＵ１１に内蔵された不揮発性メモリあるいはＭＣＵ１１に外付けの不揮発性メモリから各抵抗値を読み出してＰＤ選択部が直ぐに利用できるようにＭＣＵ１１のメモリ（高速メモリ）上に格納しておく動作として行われる。
そして、そのように各抵抗値が設定されるとともに、当該ＰＤ３２のＲＳＳＩがｏｎとされる（ステップＳ１）。すなわち、まず、ＰＤ選択部１１３により変換回路４０に対して、抵抗Ｒの抵抗値を、選択予定のＰＤ３２に対応した抵抗値に設定する設定信号が出力される。更に、ＰＤ選択部１１３により、デコーダ３５に対して、選択予定のＰＤ３２を選択する選択信号が出力される。

Ｓ１の処理によって選択されたＰＤ３２が光信号を受信し、該光信号を電流信号に変換して出力すると、それに応じてカレントミラー回路から出力されたモニタ電流信号が変換回路４０に入力される。そして、変換回路４０の抵抗Ｒにより、当該モニタ電流信号が電圧信号に変換され出力される。そして、当該電圧信号は、ＡＤＣ１１１に入力されモニタ（取得）される（ステップＳ２）。すなわち、ＡＤＣ１１１において、電圧信号がデジタル信号に変換されて出力される。

つづいて、強度導出部１１２により、ＡＤＣ１１１から出力されたデジタル信号の出力値と、選択されているＰＤ３２のルックアップテーブルとに基づいて、モニタ換算処理が行われ、ＰＤ３２において受信された光信号の信号強度が導出される（ステップＳ３）。最後に、ＰＤ選択部１１３により選択されたＰＤ３２のＲＳＳＩがｏｆｆとされ、ｎ＝ｎ＋１ｃｈについて、ステップＳ１〜Ｓ４の処理が行われる。

次に、第１実施形態に係る光受信器５０の作用効果について説明する。

この光受信器５０では、ＰＤ３２において光信号が電流信号（ＰＤ電流）に変換され、変換回路４０において抵抗Ｒにより当該ＰＤ電流に対応したモニタ電流信号が電圧信号に変換され、ＡＤＣ１１１において当該電圧信号がデジタル信号に変換される。当該デジタル信号の値から、光信号の信号強度が導出される。そして、変換回路４０の抵抗Ｒの抵抗値は複数の抵抗値から設定可能とされている。抵抗Ｒの抵抗値に応じて、変換回路４０から出力される電圧信号の大きさは決まる。すなわち、抵抗Ｒの抵抗値が大きくされることにより、変換回路４０における電流-電圧変換時の増幅率が大きくなる。上述したように、例えば、変換回路４０から出力される電圧信号が小さい場合、すなわちＰＤ電流が小さい（それに応じてモニタ電流信号も小さい）場合には、図８に示されるように、ＰＤ電流の変化に対して信号強度の変化量が小さい（例えば、図８（ａ）においてＲｘＰｏｗｅｒが−３０〜−２０ｄＢｍの辺り）。なお、図８では、横軸が信号強度（ＲｘＰｏｗｅｒ）を、縦軸がＰＤから出力される電流を示しており、バイアス電圧が３０Ｖとされている。なお、図８（ａ）と図８（ｂ）とは横軸及び縦軸のスケールが異なっているだけで、同じグラフを示している。このため、同一のデジタル値（図８のＰＤ電流に対応する）に対応付けられた信号強度の範囲が広くなってしまい、信号強度を精度良く測定することができない。この点、光受信器５０のように抵抗Ｒの抵抗値が調整可能とされることにより、例えばＰＤ電流が小さい場合であっても、抵抗Ｒの抵抗値を大きくすることにより電圧信号を大きくすることができる。これにより、光信号の信号強度を適切に導出することができ、信号強度を精度良く取得することができる（このように抵抗Ｒの抵抗値を大きくすることは、図８（ｂ）のように図８（ａ）の縦軸を拡大することによって、例えば、ＲｘＰｏｗｅｒが−３０〜−２０ｄＢｍの範囲に関してグラフの傾きが大きくなることに相当すると理解される）。また、抵抗値が調整されることによって信号強度の適切な導出が実現されているので、ＡＤＣ１１１の分解能を上げること等が必要とならない。このため、光受信器５０が大型化することを回避することができる。以上のように、複数の抵抗値を設定可能な抵抗Ｒにより電流-電圧変換が行われる構成を採用することにより、光受信器５０の小型化を図りながら信号強度を精度良く取得することができる。

また、光受信器５０は、複数の抵抗値毎に、電圧信号のデジタル値と光信号の信号強度とが対応付けられたルックアップテーブルを有し、該ルックアップテーブルと、ＡＤＣ１１１によって出力されたデジタル信号のデジタル値とに基づいて、ＰＤ３２において受信された光信号の信号強度を導出する強度導出部１１２を備えている。当該ルックアップテーブルを用いることにより、ＡＤＣ１１１から出力されたデジタル信号のデジタル値に基づき、簡易に、光信号の信号強度を導出することができる。また、抵抗値が変わると、電圧信号と信号強度との対応関係が変わるが、抵抗値毎に異なるルックアップテーブルを用いることによって、信号強度を精度良く取得することができる。

また、光受信モジュール３０は、ＰＤ３２を複数有しており、変換回路４０の抵抗Ｒでは、マルチプレクサ３７によって選択されるＰＤ３２毎に抵抗値が設定されている。ＰＤ３２が複数ある場合、各ＰＤ３２の増倍率は、各ＰＤ３２の特性に応じて互いに異なる。そのため、各ＰＤ３２の特性を考慮してＰＤ３２毎に適切な抵抗値を設定することにより、光信号の信号強度をより精度良く取得することができる。

［第２実施形態］
次に、図９〜１１を参照して第２実施形態に係る光受信器について説明する。第２実施形態に係る光受信器は、上述した第１実施形態の光受信器５０と同様の構成を有しているが、変換回路４０及びＭＣＵ１１の機能の一部について、光受信器５０と異なっている。通常、信号強度が所定の閾値よりも小さい場合には、何らかの異常が発生しているおそれがあるので、ＭＣＵ１１からホストコントローラ６０に向けてアラーム信号が送信される。このような所定の閾値とは、例えば−２８ｄＢｍとされるところ、上述したように、ＡＤＣ１１１において生成されるデジタル信号から推定される信号強度の誤差が所定の範囲内とされる範囲は、例えば−１．５ｄＢｍ〜−２４ｄＢｍの範囲とされており、−２４ｄＢｍより小さい範囲では信号強度を精度よく導出できていないおそれがある。そのため、信号強度が−２４ｄＢｍよりも小さいと判定された場合には、アラーム信号の送信が必要であるのか（すなわち、信号強度が−２８ｄＢｍより小さいのか）否かを正確に判定できないおそれがある。

そこで、第２実施形態に係る光受信器では、通常の信号強度測定を行う通常測定モードと、アラーム要否の判定のための信号強度測定を行う詳細測定モードとを切り替えながら、信号強度を測定する。以下、変換回路４０及びＭＣＵ１１の機能の詳細について説明する。

変換回路４０は、複数の抵抗値を設定可能な抵抗Ｒ（抵抗部）を有している。抵抗Ｒでは、複数のＰＤ３２ａ〜３２ｄ毎に、通常測定モード用の抵抗値と、詳細測定モード用の抵抗値とが設定可能とされている。通常測定モード用の抵抗値とは、第１実施形態において説明したように、各ＰＤ３２ａ〜３２ｄの増幅率及び光分波器損失が考慮されて設定される抵抗値であり、光信号の信号強度が−１．５ｄＢｍ〜−２４ｄＢｍである範囲においてＡＤＣ１１１において生成されるデジタル信号から推定される信号強度の誤差（量子化誤差）が±１ｄＢ程度となる抵抗値である。また、詳細測定モード用の抵抗値とは、通常測定モード用の抵抗値を所定倍（例えば１０〜１５倍）した抵抗値であり、少なくとも光信号の信号強度が−２４ｄＢｍ〜−２８ｄＢｍである範囲においてＡＤＣ１１１において生成されるデジタル信号から推定される信号強度の誤差（量子化誤差）が±１ｄＢ程度となる抵抗値である。

ＭＣＵ１１のＰＤ選択部１１３は、予め定められた順番で各ＰＤ３２ａ〜３２ｄが選択されるように選択信号を出力するとともに、予め定められた順番で変換回路４０に対して抵抗Ｒの抵抗値を設定する設定信号を出力する。ＭＣＵ１１は、例えばＰＤ３２ａに対して選択信号を出力する場合、最初に、変換回路４０に対して、抵抗Ｒの抵抗値をＰＤ３２ａの通常測定モード用の抵抗値に設定する設定信号を出力する。そして、ＡＤＣ１１１から出力されたデジタル信号の値が、所定の閾値（例えば信号強度が−２４ｄＢｍであると判定されるデジタル信号の値）よりも小さい場合には、ＰＤ選択部１１３は、変換回路４０に対して、抵抗Ｒの抵抗値をＰＤ３２ａの詳細測定モード用の抵抗値に設定する設定信号を出力する。

ＰＤ選択部１１３による抵抗Ｒの抵抗値の設定動作について、図９を参照して説明する。図９は、抵抗Ｒの抵抗値の時間変化を示すグラフである。図９では、横軸が時間を、縦軸が抵抗Ｒに設定される抵抗値を示している。なお、図９中に示された抵抗値であるｎＨとは、各ＰＤ３２ａ〜３２ｄの通常測定モード用の測定値を示しており、値としては各ＰＤ３２ａ〜３２ｄで互いに異なるものである。また、図９中に示された抵抗値であるｎＬとは、各ＰＤ３２ａ〜３２ｄの詳細測定モード用の測定値を示しており、値としては各ＰＤ３２ａ〜３２ｄで互いに異なるものである。このように、ｎＨ，ｎＬは各ＰＤ３２ａ〜３２ｄ間において互いに異なる値であるが、説明の便宜上、図９では縦軸（抵抗値）における位置を同じとして図示している。図９において「ＲＳＳＩ０」とはＰＤ３２ａを選択する選択信号が入力され、ＰＤ３２ａに対応したモニタ電流信号が変換回路４０に入力される場合を示している。同様に、「ＲＳＳＩ１」とはＰＤ３２ｂを選択する選択信号が入力され、ＰＤ３２ｂに対応した電流信号が変換回路４０に入力される場合を、「ＲＳＳＩ２」とはＰＤ３２ｃを選択する選択信号が入力され、ＰＤ３２ｃに対応した電流信号が変換回路４０に入力される場合を、「ＲＳＳＩ３」とはＰＤ３２ｄを選択する選択信号が入力され、ＰＤ３２ｄに対応した電流信号が変換回路４０に入力される場合を、それぞれ示している。また、図９中の黒丸はＡＤＣ１１１において電圧値がモニタされている時点を示しており、図９中の白丸はＡＤＣ１１１において電圧値がモニタされるとともにＰＤ選択部１１３において抵抗値を変更するか否かが判定されている時点を示している。

図９に示されるように、最初に、ＰＤ選択部１１３によりＰＤ３２ａが選択されると、ＰＤ３２ａに対応したモニタ電流信号が変換回路４０に入力される。この場合には、抵抗Ｒの抵抗値はＰＤ３２ａの通常測定モード用の抵抗値ｎＨに設定されている。そして、ＡＤＣ１１１において電圧値がモニタされ、ＰＤ選択部１１３によりＡＤＣ１１１から出力されたデジタル値が所定の閾値よりも小さいと判定されると、ＰＤ選択部１１３により、抵抗Ｒの抵抗値が、ＰＤ３２ａの詳細測定モード用の抵抗値である抵抗値ｎＬに変更される。処理の開始から当該抵抗値の変更までの処理が、５ｍｓ以内で行われる。そして、当該変更後の抵抗値ｎＬにおいて、ＡＤＣ１１１の電圧値がモニタされ、ＰＤ３２ａの信号強度が導出される。上述した抵抗値の変更から信号強度の導出までの処理が、５ｍｓ以内で行われる。なお、抵抗値がｎＨに設定されている状態においてＡＤＣ１１１にてモニタされた電圧値が所定の閾値以上である場合には、抵抗値の変更は行われない。

次に、抵抗Ｒの抵抗値の設定動作について、図１０のフローチャートを参照して説明する。図１０に示されるように、最初に、ＰＤ選択部１１３により、選択予定のＰＤ３２（ｎｃｈ（ｎ＝０〜３）のＰＤ３２）に対応した抵抗値が設定される（この具体的な動作については第１実施形態について説明したのと同様なので省略する）とともに、当該ＰＤ３２のＲＳＳＩがｏｎとされる（ステップＳ１１）。すなわち、まず、ＰＤ選択部１１３により、変換回路４０に対して、抵抗Ｒの抵抗値を、選択予定のＰＤ３２の通常測定モード用の抵抗値ｎＨに設定する設定信号が出力される。更に、ＰＤ選択部１１３により、デコーダ３５に対して、選択予定のＰＤ３２を選択する選択信号が出力される。

Ｓ１の処理によって選択されたＰＤ３２が光信号を受信し、該光信号を電流信号（ＰＤ電流）に変換して出力すると、それに応じてカレントミラー回路から出力されたモニタ電流信号が変換回路４０に入力される。そして、変換回路４０の抵抗Ｒにより、当該電流信号が電圧信号に変換され出力される。そして、当該電圧信号が入力されたＡＤＣ１１１により、デジタル信号の値（ｎＨ＿ＡＤＣ値）が取得される（ステップＳ１２）。

つづいて、ＰＤ選択部１１３によりＡＤＣ１１１において取得されたデジタル信号の値が所定の閾値（ＡＤＣ＿Ｔｈ）よりも小さいか否かが判定される（ステップＳ１３）。Ｓ１３において小さいと判定された場合には、ＰＤ選択部１１３により、抵抗Ｒの抵抗値が、詳細測定モード用の抵抗値ｎＬに変更される（ステップＳ１４）。当該抵抗値ｎＬは、抵抗値ｎＨを１０〜１５倍した抵抗値である。そして、ＡＤＣ１１１により、抵抗値ｎＬにおけるデジタル信号の値（ｎＬ＿ＡＤＣ値）が取得される（ステップＳ１５）。

つづいて、強度導出部１１２により、ＡＤＣ１１１から出力されたデジタル信号の出力値と、選択されているＰＤ３２のルックアップテーブルとに基づいて、モニタ換算処理が行われ、ＰＤ３２において受信された光信号の信号強度が導出される（ステップＳ１６）。ＡＤＣ１１１から出力されたデジタル信号の出力値とは、Ｓ１３において小さいと判定された場合には抵抗値ｎＬにおけるデジタル信号の値（ｎＬ＿ＡＤＣ値）であり、Ｓ１３において小さくないと判定された場合には抵抗値ｎＨにおけるデジタル信号の値（ｎＨ＿ＡＤＣ値）である。

つづいて、信号強度が所定の閾値（ＬｏｓＡｌａｒｍＡｓｓｅｒｔ＿ＡＤＣ＿Ｔｈ）よりも小さいか否かが判定される（ステップＳ１７）。Ｓ１７において小さいと判定された場合には、ＭＣＵ１１からホストコントローラ６０に対してアラーム信号が送信される（ステップＳ１８）。最後に、ＰＤ選択部１１３により選択されたＰＤのＲＳＳＩがｏｆｆとされ、ｎ＝ｎ＋１ｃｈについて、ステップＳ１１〜Ｓ１９の処理が行われる。このように、１ｃｈ毎にアラーム判定が行われることにより、アラーム信号の送信を迅速に行うことができる。また、Ｓ１３においてデジタル信号の値が所定の閾値（ＡＤＣ＿Ｔｈ）よりも小さくないと判定された場合には、抵抗値ｎＬの設定が行われないので、アラーム信号を送信しない場合の通常の周期処理の応答時間を短縮することができる。

なお、アラーム信号が送信されている状態においては、図１１に示す周期処理を行うことによりアラーム信号を解除（デアサート）にしてもよい。すなわち、アラーム信号が送信されている状態において、上述した図１０のＳ１１〜Ｓ１６の処理を行うとともに、信号強度が所定の閾値（ＬｏｓＡｌａｒｍＤｅａｓｓｅｒｔ＿ＡＤＣ＿Ｔｈ）よりも大きいか否かが判定される（ステップＳ３０）。Ｓ３０において大きいと判定された場合には、ＭＣＵ１１からホストコントローラ６０へのアラーム信号の送信が停止される（ステップＳ３１）。最後に、ＰＤ選択部１１３により選択されたＰＤのＲＳＳＩがｏｆｆとされ、ｎ＝ｎ＋１ｃｈについて、ステップＳ１１〜Ｓ１６、及びＳ３０〜Ｓ３２の処理が行われる。

上述した第２実施形態に係る光受信器では、変換回路４０の抵抗Ｒの複数の抵抗値として、抵抗値ｎＨ、及び抵抗値ｎＨよりも大きい抵抗値ｎＬが設定可能とされている。そして、初期の抵抗値として、信号強度が−１．５ｄＢｍ〜−２４ｄＢｍの範囲内において、ＡＤＣ１１１において生成されるデジタル信号から推定される信号強度の誤差（量子化誤差）が±１ｄＢ程度となる、抵抗値ｎＨが設定され、ＡＤＣ１１１においてモニタされるデジタル値が所定の閾値よりも小さい場合には、抵抗Ｒの抵抗値が抵抗値ｎＬに設定される。

例えば、アラーム信号の送信要否を判断する場合には、信号強度が−２８ｄＢｍとなっているか否かを判定する必要がある。この点、抵抗値ｎＨが設定されている状態にいおいては、デジタル値が小さい場合、例えば−２４ｄＢｍに対応するデジタル値よりも小さい場合には、正確な信号強度を取得することができていないおそれがあり、アラーム信号の送信要否を適切に判断できないおそれがある。この点、抵抗値ｎＨよりも大きい抵抗値ｎＬが設定されることにより、変換回路４０から出力される電圧信号を大きくして取得されたデジタル値から、信号強度を導出することができる。このことにより、信号強度を精度良く取得することができる。なお、光受信器５０が外部から受信する多重化光信号は、対向する光送信器から一の光ファイバーを通して伝送されるので、それに多重化されて含まれる４つの光信号は通過した光ファイバーによる損失によっていずれも同程度の強度に減衰している場合がある。そのような場合には、例えば、最初に０ｃｈ（ｎ＝０）について信号強度を導出するときに、抵抗値がｎＨにされている状態でのデジタル値が所定の閾値よりも小さい場合には、抵抗値をｎＬに設定すると共に、その情報を基に、２番目以降の１〜３ｃｈについてのデジタル値の取得においてそれぞれ抵抗値をｎＬのみに設定（固定）してデジタル値の取得を１回に減少させても良い。そのようにすることで、一つのｃｈ当たりのデジタル値の取得回数を減少させてアラーム信号の送信要否に必要な時間を短縮し、より早くアラーム信号を発出することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、変換回路４０が可変抵抗である抵抗Ｒを備えているとして説明したがこれに限定されない。すなわち、図１２に示されるように、変換回路４０Ａが複数の抵抗Ｒ１１，Ｒ２１を備え、アナログスイッチによって抵抗Ｒ１１，Ｒ２１が切り替えられることにより、可変抵抗である抵抗Ｒと同様の機能を実現してもよい。

また、４つのＰＤ３２ａ〜３２ｄが備わっているとして説明したが、ＰＤの数は、４つ以外の複数個であってもよいし１つであってもよい。なお、ＰＤが１つの場合には、デコーダ３５及びアナログスイッチ３６は不要になり、それに伴ってＰＤ選択部からの選択信号の出力も不要となる。従って、抵抗Ｒの抵抗値ｎＨ及び抵抗値ｎＬの切り替えのみが、上述の通りにモニタした信号強度の値に応じて行われる。

３０…光受信モジュール、３２…ＰＤ（受光素子）、３７…マルチプレクサ、４０，４０Ａ…変換回路、５０…光受信器、１１１…ＡＤＣ（アナログデジタルコンバータ）、１１２…強度導出部、ＬＵＴ…ルックアップテーブル（対応付けテーブル）、Ｒ…抵抗。

Claims

互いに異なる光信号をそれぞれ電流信号に変換する複数の受光素子と、該複数の電流信号それぞれに対応した複数のモニタ電流信号の一を選択するマルチプレクサと、を有する光受信モジュールと、
複数の抵抗値を設定可能な抵抗素子を有し、前記マルチプレクサが選択した前記一のモニタ電流信号を該抵抗素子により電圧信号に変換する変換回路と、
前記電圧信号から前記光信号の強度を決定するＭＣＵと、
を備え、
前記抵抗素子は、前記複数の抵抗値として、第１の抵抗値及び該第１の抵抗値よりも大きい第２の抵抗値が設定可能であり、
前記抵抗素子の抵抗値を前記第１の抵抗値に設定して得られた前記電圧信号が所定の値よりも小さい場合には、前記抵抗素子の抵抗値を前記第２の抵抗値に設定して前記電圧信号を取得し、
前記複数の受光素子のそれぞれについて前記電圧信号を取得するときに、前記複数の受光素子のうち最初に前記電圧信号を取得する受光素子において、前記抵抗素子の抵抗値を前記第１の抵抗値に設定して得られた前記電圧信号が所定の値よりも小さい場合には、前記抵抗素子の抵抗値を前記第２の抵抗値に設定し、前記複数の受光素子のうち２番目以降に前記電圧信号を取得する受光素子において、前記抵抗素子の抵抗値を前記第２の抵抗値のみに設定する光受信器。
前記ＭＣＵは、
前記複数の抵抗値毎に、前記電圧信号と前記光信号の強度を対応付けるテーブルを有し、該テーブルと、前記電圧信号に基づいて、前記複数の受光素子のそれぞれによって変換される前記光信号の強度を導出する強度導出部を更に備える、請求項１記載の光受信器。
前記ＭＣＵは、アナログデジタルコンバータを更に有し、
前記抵抗素子の抵抗値は、前記アナログデジタルコンバータが前記電圧信号をデジタル信号に変換するときの量子化誤差が所定の範囲内となるように前記受光素子毎に設定される、請求項１又は２記載の光受信器。
互いに異なる光信号をそれぞれ電流信号に変換する複数の受光素子と、該複数の電流信号それぞれに対応した複数のモニタ電流信号の一を選択するマルチプレクサと、を有する光受信モジュールの前記光信号の強度のモニタ方法であって、
前記複数の光信号それぞれを前記電流信号に変換する工程と、
前記複数の電流信号それぞれに応じたモニタ電流信号を生成する工程と、
前記マルチプレクサが前記複数のモニタ電流信号の一を選択する工程と、
前記マルチプレクサによる前記一のモニタ電流信号の選択に対応して複数の抵抗値を設定可能な抵抗素子の抵抗値を設定する工程と、
前記マルチプレクサによって選択された前記一のモニタ電流信号を前記抵抗素子によって電圧信号に変換する工程と、
前記電圧信号から前記光信号の強度を決定する工程と、
を含み、
前記抵抗素子の抵抗値を設定する工程では、前記複数の抵抗値として、第１の抵抗値及び該第１の抵抗値よりも大きい第２の抵抗値が設定可能であり、
前記抵抗素子の抵抗値を前記第１の抵抗値に設定して得られた前記電圧信号が所定の値よりも小さい場合には、前記抵抗素子の抵抗値を前記第２の抵抗値に設定して前記電圧信号を取得し、
前記複数の受光素子のそれぞれについて前記電圧信号を取得するときに、前記複数の受光素子のうち最初に前記電圧信号を取得する受光素子において、前記抵抗素子の抵抗値を前記第１の抵抗値に設定して得られた前記電圧信号が所定の値よりも小さい場合には、前記抵抗素子の抵抗値を前記第２の抵抗値に設定し、前記複数の受光素子のうち２番目以降に前記電圧信号を取得する受光素子において、前記抵抗素子の抵抗値を前記第２の抵抗値のみに設定する、前記光信号の強度のモニタ方法。