JP6885083B2

JP6885083B2 - 伝送制御装置、光信号伝送システム及び印加電圧調整方法

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Publication number: JP6885083B2
Application number: JP2017017567A
Authority: JP
Inventors: 将規田中
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2017-02-02
Filing date: 2017-02-02
Publication date: 2021-06-09
Anticipated expiration: 2037-02-02
Also published as: JP2018125754A

Description

本発明は、伝送制御装置、光信号伝送システム及び印加電圧調整方法に関する。

光信号の伝送装置において、受光素子としてアバランシェフォトダイオード（以下、ＡＰＤと称する）が用いられている。ＡＰＤは印加電圧に対して出力電流の増倍率が変化する性質を持っている。そこで、印加電圧制御回路を用いてＡＰＤの個体ばらつきや温度特性を補正する方法が知られている（例えば、特許文献１）。

また、印加電圧制御の調整方法として、外部から光を入射した状態でＡＰＤの印加電圧を所定の間隔で変化させ、ＡＰＤの出力電流又は電流―電圧変換回路を通過後の電圧レベルを検出し、印加電圧に対する増倍率の組み合わせを検出する方法が知られている（例えば、特許文献２）。

特開２００９−１０５４８９号公報特開２０１２−１３２８１５号公報

上記のような光信号伝送装置では、受信信号レベルを検出する検出部が必要となる。しかし、電圧又は電流を直接測定する機能を有する検出部を設けた場合、光信号伝送装置自体の装置規模が増大してしまうという問題があった。特に、小型の光信号伝送装置では搭載可能部品の制限により、かかる検出部を具備することができない場合がある。

このため、ＡＰＤの増倍率特性（印加電圧特性）を他の試験用装置で検査した後に、当該ＡＰＤを伝送装置に搭載する方法がある。しかし、かかる方法では、基板のインピーダンスマッチングや放熱のばらつきによって特性の誤差が生じる可能性があるという問題があった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で確実にＡＰＤの印加電圧の調整を行うことが可能な伝送制御装置及び光信号伝送システムを提供することを目的とする。

本発明に係る伝送制御装置は、アバランシェフォトダイオードを有し光信号パケットの送受信を行う第１及び第２の光信号伝送装置と前記光信号パケットの光強度を変化させる光強度可変器とに接続され、前記光信号パケットの送受信を制御する制御装置であって、送信パケット数を設定し、前記第１及び第２の光信号伝送装置に送信させるパケット送信制御部と、前記光強度可変器の前記光強度を調整する光強度調整部と、前記第１の光信号伝送装置の前記アバランシェフォトダイオードに印加する印加電圧を可変に設定し、設定した印加電圧の印加を前記第１の光信号伝送装置に指示する電圧印加指示部と、前記第１及び第２の光信号伝送装置が送受信した前記光信号パケットの数に基づいてエラー無く導通したパケット数を示す送受信パケット数情報を取得するパケット数情報取得部と、前記送受信パケット数情報に基づいて、前記第１の光信号伝送装置と前記第２の光信号伝送装置との間の前記光信号パケットの送受信のエラーレートを算出する算出部と、設定された前記印加電圧毎に前記光強度を変化させつつ前記送受信パケット数情報に基づいて前記第１の光信号伝送装置の前記アバランシェフォトダイオードの受光レベルを算出することにより、所定のエラーレートを満たす最小の受光レベルである最小受光レベルを算出し、前記設定された前記印加電圧毎に算出された前記最小受光レベルに基づいて、前記最小受光レベルの値が最小となる前記印加電圧を最良印加電圧として推定する推定部と、を有することを特徴とする。

また、本発明に係る光信号伝送システムは、光信号パケットの送受信を行う第１及び第２の光信号伝送装置と、前記光信号パケットの光強度を変化させる光強度可変器と、前記光信号パケットの送受信を制御する制御装置と、を有する光信号伝送システムであって、前記第１の光信号伝送装置は、アバランシェフォトダイオードと、前記アバランシェフォトダイオードに印加電圧を印加する電圧印加部と、前記印加電圧を調整する電圧調整部と、前記第２の光信号伝送装置との間で送受信した前記光信号パケットのパケット数を計測する計測部と、を有し、前記制御装置は、送信パケット数を設定し、前記第１及び第２の光信号伝送装置に送信させるパケット送信制御部と、前記光強度可変器の前記光強度を調整する光強度調整部と、前記印加電圧の電圧値を可変に設定し、設定した電圧値を有する前記印加電圧の印加を前記第１の光信号伝送装置に指示する電圧印加指示部と、前記第１の光信号伝送装置の前記計測部が計測した前記光信号パケットのパケット数に基づいてエラー無く導通したパケット数を示す送受信パケット数情報を取得するパケット数情報取得部と、前記送受信パケット数情報に基づいて、前記第１の光信号伝送装置と前記第２の光信号伝送装置との間の前記光信号パケットの送受信のエラーレートを算出する算出部と、設定された前記印加電圧毎に前記光強度を変化させつつ前記送受信パケット数情報に基づいて前記第１の光信号伝送装置の前記アバランシェフォトダイオードの受光レベルを算出することにより、所定のエラーレートを満たす最小の受光レベルである最小受光レベルを算出し、前記設定された前記印加電圧毎に算出された前記最小受光レベルに基づいて、前記最小受光レベルの値が最小となる前記印加電圧を最良印加電圧として推定する推定部と、を有することを特徴とする。

また、本発明に係る印加電圧調整方法は、アバランシェフォトダイオードを有し光信号パケットの送受信を行う第１及び第２の光信号伝送装置と、前記光信号パケットの光強度を変化させる光強度可変器と、前記光信号パケットの送受信を制御する制御装置と、を有する光信号伝送システムにおいて、前記第１の光信号伝送装置の前記アバランシェフォトダイオードに印加する電圧を調整する印加電圧調整方法であって、前記光強度可変器の前記光強度を調整するステップと、前記第１の光信号伝送装置の前記アバランシェフォトダイオードに印加する印加電圧を可変に設定するステップと、前記第１の光信号伝送装置の前記アバランシェフォトダイオードに、設定した前記印加電圧を印加させるステップと、前記第１及び第２の光信号伝送装置が送信する前記光信号パケットの送信パケット数を設定するステップと、前記第１及び第２の光信号伝送装置に、設定した送信パケット数の前記光信号パケットを送信させるステップと、前記第１及び第２の光信号伝送装置が送受信した前記光信号パケットの数を計測するステップと、計測された前記光信号パケットの数に基づいて、エラー無く導通したパケット数を示す送受信パケット数情報を取得し、前記送受信パケット数情報に基づいて前記第１の光信号伝送装置と前記第２の光信号伝送装置との間の前記光信号パケットの送受信のエラーレートを算出するステップと、設定された前記印加電圧毎に前記光強度を変化させつつ前記送受信パケット数情報に基づいて前記第１の光信号伝送装置の前記アバランシェフォトダイオードの受光レベルを算出することにより、所定のエラーレートを満たす最小の受光レベルである最小受光レベルを算出し、前記設定された前記印加電圧毎に算出された前記最小受光レベルに基づいて、前記最小受光レベルの値が最小となる前記印加電圧を最良印加電圧として推定するステップと、前記第１の光信号伝送装置の前記アバランシェフォトダイオードに印加する印加電圧を前記最良印加電圧に調整するステップと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、簡易な構成で確実にＡＰＤの印加電圧の調整を行うことが可能となる。

光信号伝送システムの構成を示すブロック図である。光信号送受信部の構成を示すブロック図である。伝送制御装置の構成を示すブロック図である。最良印加電圧推定処理の第１処理の動作ルーチンを示すフローチャートである。最良印加電圧推定処理の第２処理の動作ルーチンを示すフローチャートである。最良印加電圧推定処理を模式的に示すグラフである。

以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る光信号伝送システム１０の構成を示すブロック図である。光信号伝送システム１０は、ユーザ側光信号伝送装置１１、局側光信号伝送装置１２、可変ＡＴＴ（Attenuator）１３及び伝送制御装置１４を有する。

ユーザ側光信号伝送装置１１は、局側光信号伝送装置１２との間で光信号パケットの送受信を行う光信号伝送装置である。ユーザ側光信号伝送装置１１は、受光素子としてＡＰＤ（Avalanche Photodiode）を有し、伝送制御装置１４の制御に応じてＡＰＤに印加する印加電圧Ｖ_APDを変化させつつ、光信号パケットの送受信を行う。

図２は、ユーザ側光信号伝送装置１１の光信号送受信部２０の構成を示すブロック図である。光信号送受信部２０は、制御素子２１、ＡＰＤ２２、電流−電圧変換回路２３、高電圧発生回路２４及び高電圧制御回路２５を有する。

制御素子２１は、光信号送受信部２０の各部を制御し、光信号送受信部２０において生成される電気信号の処理を行う。制御素子２１は、伝送制御装置１４により設定された送信パケット数の光信号パケットを局側光信号伝送装置１２に向けて送信する機能を有する。また、制御素子２１は、送受信される光信号パケットのパケット数を計測する機能を有し、計測したパケット数の情報を伝送制御装置１４に供給する。

ＡＰＤ２２は、光信号送受信部２０が受信した光信号を受光する受光素子であり、印加電圧Ｖ_APDに応じた増倍率で増倍した電流を出力する。

電流−電圧変換回路２３は、ＡＰＤ２２の出力電流を電圧に変換して、出力電圧を生成する。

高電圧発生回路２４は、高電圧制御回路２５の制御に応じて高電圧を発生させ、発生させた電圧を印加電圧Ｖ_APDとしてＡＰＤ２２に印加する。

高電圧制御回路２５は、伝送制御装置１４により設定された印加電圧Ｖ_APDを発生させるべく、高電圧発生回路２４の制御を行う。

再び図１を参照すると、局側光信号伝送装置１２は、ユーザ側光信号伝送装置１１との間で光信号パケットの送受信を行う光信号伝送装置である。局側光信号伝送装置１２は、ユーザ側光信号伝送装置１１と同様の構成を有し、受光素子としてＡＰＤを用いて光信号パケットの送受信を行う。

局側光信号伝送装置１２は、伝送制御装置１４により設定された送信パケット数の光信号パケットをユーザ側光信号伝送装置１１に向けて送信する。また、局側光信号伝送装置１２は、送受信される光信号パケットのパケット数を計測する機能を有し、計測したパケット数の情報を伝送制御装置１４に供給する。

可変ＡＴＴ１３は、ユーザ側光信号伝送装置１１と局側光信号伝送装置１２との間で伝送される光信号パケットの光強度を減衰させる可変減衰器である。可変ＡＴＴ１３は、伝送制御装置１４の制御に応じて減衰率を変化させ、光強度を変化させる。

伝送制御装置１４は、ユーザ側光信号伝送装置１１、局側光信号伝送装置１２及び可変ＡＴＴ１３を制御する制御装置である。伝送制御装置１４は、制御信号ＣＳを供給することにより、これらの装置の制御を行う。

図３は、伝送制御装置１４の構成を示すブロック図である。伝送制御装置１４は、送受信部３１、記憶部３２、光強度調整部３３、電圧印加指示部３４、パケット送信制御部３５、パケット数情報取得部３６、エラーレート算出部３７及び最良印加電圧推定部３８を有する。

送受信部３１は、ユーザ側光信号伝送装置１１、局側光信号伝送装置１２及び可変ＡＴＴ１３を制御するための制御信号ＣＳを送信する。また、送受信部３１は、ユーザ側光伝送装置１１及び局側光伝送装置１２との間でその他の情報の送受信を行う。

記憶部３２は、例えばＲＡＭ等のメモリから構成され、パケット数情報取得部３６が取得したパケット数の情報やエラーレート算出部３７が算出したエラーレートの情報を一時的に記憶する。

光強度調整部３３は、送受信部３１を介して可変ＡＴＴ１３に制御信号ＣＳを送信し、可変ＡＴＴ１３の減衰率を変化させることにより、ユーザ側光信号伝送装置１１と局側光信号伝送装置１２との間で伝送される光信号パケットの光強度を調整する。

電圧印加指示部３４は、ユーザ側光信号伝送装置１１がＡＰＤ２２に印加する印加電圧Ｖ_APDを設定し、設定した印加電圧Ｖ_APDを印加するようユーザ側光信号伝送装置１１に指示する制御信号ＣＳを、送受信部３１を介してユーザ側光信号伝送装置１１に送信する。

パケット送信制御部３５は、ユーザ側光信号伝送装置１１及び局側光信号伝送装置１２が送信する光信号パケットの送信パケット数を設定し、設定したパケット数のパケットを送信するようユーザ側光信号伝送装置１１及び局側光信号伝送装置１２に指示する制御信号ＣＳを、送受信部３１を介してユーザ側光信号伝送装置１１及び局側光信号伝送装置１２に送信する。

パケット数情報取得部３６は、ユーザ側光信号伝送装置１１及び局側光信号伝送装置１２が実際に送受信したパケット数の情報を、送受信部３１を介して受信することにより、エラー無く導通したパケット数の情報を取得する。

エラーレート算出部３７は、パケット数情報取得部３６によって取得されたパケット数の情報に基づいて、光信号パケットの伝送におけるエラーレートを算出する。

最良印加電圧推定部３８は、光強度及び印加電圧Ｖ_APDの変化に応じたエラーレートの変化に基づいて、ＡＰＤ２２の受光感度が最も良好となる印加電圧（以下、最良印加電圧Ｖｍｏｐｔと称する）を推定する。

なお、光強度調整部３３、電圧印加指示部３４、パケット送信制御部３５、パケット数情報取得部３６、エラーレート算出部３７及び最良印加電圧推定部３８の各機能は、例えばＣＰＵ等の制御部がプログラムに従って処理を行うことにより実現される。

次に、最良印加電圧Ｖｍｏｐｔの推定処理の処理動作について、図４及び図５のフローチャートを参照して説明する。最良印加電圧Ｖｍｏｐｔの推定処理は、最良印加電圧Ｖｍｏｐｔの理論値（以下、理論値Ｖｔｖと称する）未満の範囲で行う第１処理と、最良印加電圧Ｖｍｏｐｔの理論値Ｖｔｖ以上の範囲で行う第２処理と、から構成される。

図４は、第１処理の動作ルーチンを示すフローチャートである。

伝送制御装置１４の電圧印加指示部３４は、ユーザ側光信号伝送装置１１がＡＰＤ２２に印加する印加電圧Ｖ_APDを設定し、設定した印加電圧を印加するようユーザ側光信号伝送装置１１に指示する。この際、電圧印加指示部３４は、理論値Ｖｔｖ未満であり且つＡＰＤ２２のブレークダウン電圧（降伏電圧）Ｖｂｒよりも十分小さな値となるように印加電圧Ｖ_APDを設定する（ステップＳ１０１）。

ユーザ側光信号伝送装置１１の高電圧制御回路２５は、伝送制御装置１４からの印加電圧の指示に応じて、設定された電圧値の印加電圧Ｖ_APDを発生するように高電圧発生回路２４を制御する。高電圧発生回路２４は、印加電圧Ｖ_APDをＡＰＤ２２に印加する。

パケット送信制御部３５は、ユーザ側光信号伝送装置１１及び局側光信号伝送装置１２が送信する光信号パケットの送信パケット数を設定し、設定した送信パケット数のパケットを送信するよう指示する制御信号ＣＳを、ユーザ側光信号伝送装置１１及び局側光信号伝送装置１２に送信する。ユーザ側光信号伝送装置１１及び局側光信号伝送装置１２は、これに応じて、設定された送信パケット数の光信号パケットを送信する。（ステップＳ１０２）。

ユーザ側光信号伝送装置１１及び局側光信号伝送装置１２は光信号パケットの送受信を行い、実際に送受信した光信号パケットのパケット数を計測する（ステップＳ１０３）。伝送制御装置１４のパケット数情報取得部３６は、ユーザ側光信号伝送装置１１及び局側光信号伝送装置１２で計測されたパケット数の情報を、送受信部３１を介して取得する。

伝送制御装置１４のエラーレート算出部３７は、パケット数情報取得部３６が取得したパケット数の情報に基づいて、エラー無く導通した光信号パケットのパケット数、エラーしたパケット数およびエラーレート（エラーしたパケット数／送信パケット数）を算出する。エラーレート算出部３７は、エラーなく導通したパケット数と可変ＡＴＴ１３に設定されている光強度との組み合わせを記憶部３２に記録する（ステップＳ１０４）。

最良印加電圧推定部３８は、エラーしたパケット数が所定の閾値に到達したか否かを判定する（ステップＳ１０５）。閾値に到達していないと判定すると（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、光強度調整部３３は、可変ＡＴＴ１３のＡＴＴ値を増加させて光強度の調整を行う（ステップＳ１０６）。ユーザ側光信号伝送装置１１、局側光信号伝送装置１２及び伝送制御装置１４は、可変ＡＴＴ１３のＡＴＴ値を増加させた状態で、再びステップＳ１０２〜Ｓ１０５の処理を行う。

一方、エラーしたパケット数が閾値に到達したと判定すると（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、最良印加電圧推定部３８は、ステップＳ１０４で得られたパケット数及び光強度の組み合わせから受光感度を計算する（ステップＳ１０７）。その際、最良印加電圧推定部３８は、一定のエラーレート（例えば１０^-12）を満たす最小の受光レベルを最小受光レベルＭＲＬとして算出する。

最良印加電圧推定部３８は、印加電圧Ｖ_APDと受光感度（最小受光レベルＭＲＬ）との組み合わせが所定数（例えば、３）に到達したか否かを判定する（ステップＳ１０８）。組み合わせが所定数に到達していないと判定された場合（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、印加電圧Ｖ_APDを所定の電圧値分増加させ（ステップＳ１０９）、所定数に到達するまでステップＳ１０２〜ステップＳ１０８の処理を繰り返す。一方、組み合わせが所定数に到達した場合は（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、第１処理を終了して、第２処理に移行する。

図５は、第２処理の動作ルーチンを示すフローチャートである。

伝送制御装置１４の電圧印加指示部３４は、理論値Ｖｔｖ以上で且つＡＰＤ２２のブレークダウン電圧Ｖｂｒに近い値となるように、ユーザ側光信号伝送装置１１がＡＰＤ２２に印加する印加電圧Ｖ_APDを設定し、設定した印加電圧を印加するようユーザ側光信号伝送装置１１に指示する。（ステップＳ２０１）。ユーザ側光信号伝送装置１１の高電圧発生回路２４は、設定された印加電圧Ｖ_APDをＡＰＤ２２に印加する。

パケット送信制御部３５は、ユーザ側光信号伝送装置１１及び局側光信号伝送装置１２が送信する光信号パケットの送信パケット数を設定し、設定した送信パケット数のパケットを送信するよう指示する制御信号ＣＳを、ユーザ側光信号伝送装置１１及び局側光信号伝送装置１２に送信する。ユーザ側光信号伝送装置１１及び局側光信号伝送装置１２は、これに応じて、設定された送信パケット数の光信号パケットを送信する。（ステップＳ２０２）。

ユーザ側光信号伝送装置１１及び局側光信号伝送装置１２は光信号パケットの送受信を行い、実際に送受信した光信号パケットのパケット数を計測する（ステップＳ２０３）。伝送制御装置１４のパケット数情報取得部３６は、ユーザ側光信号伝送装置１１及び局側光信号伝送装置１２で計測されたパケット数の情報を、送受信部３１を介して取得する。

伝送制御装置１４のエラーレート算出部３７は、パケット数情報取得部３６が取得したパケット数の情報に基づいて、エラー無く導通した光信号パケットのパケット数、エラーしたパケット数およびエラーレートを算出する。エラーレート算出部３７は、エラーなく導通したパケット数と可変ＡＴＴ１３に設定されている光強度との組み合わせを記憶部３２に記録する（ステップＳ２０４）。

最良印加電圧推定部３８は、エラーしたパケット数が所定の閾値に到達したか否かを判定する（ステップＳ２０５）。閾値に到達していないと判定すると（ステップＳ２０５：Ｎｏ）、光強度調整部３３は、可変ＡＴＴ１３のＡＴＴ値を増加させて光強度の調整を行う（ステップＳ２０６）。ユーザ側光信号伝送装置１１、局側光信号伝送装置１２及び伝送制御装置１４は、可変ＡＴＴ１３のＡＴＴ値を増加させた状態で、再びステップＳ２０２〜Ｓ２０５の処理を行う。

一方、エラーしたパケット数が閾値に到達したと判定すると（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ）、最良印加電圧推定部３８は、ステップＳ２０４で得られたパケット数及び光強度の組み合わせから受光感度を計算する（ステップＳ２０７）。その際、最良印加電圧推定部３８は、一定のエラーレート（例えば１０^-12）を満たす最小の受光レベルを最小受光レベルＭＲＬとして算出する。

最良印加電圧推定部３８は、印加電圧Ｖ_APDと受光感度（最小受光レベルＭＲＬ）との組み合わせが所定数（例えば、３）に到達したか否かを判定する（ステップＳ２０８）。組み合わせが所定数に到達していないと判定された場合（ステップＳ２０８：Ｎｏ）、印加電圧Ｖ_APDを所定の電圧値分減少させ（ステップＳ２０９）、所定数に到達するまでステップＳ２０２〜ステップＳ２０８の処理を繰り返す。

一方、組み合わせが所定数に到達した場合は（ステップＳ２０８：Ｙｅｓ）、最良印加電圧推定部３８は、第１処理及び第２処理で得られた複数の印加電圧Ｖ_APDと最小受光レベルＭＲＬとの組み合わせに基づいて、最良印加電圧Ｖｍｏｐｔを推定する（ステップＳ２１０）。

図６は、複数の印加電圧Ｖ_APDと最小受光レベルＭＲＬとの組み合わせに基づいて最良印加電圧Ｖｍｏｐｔを推定する処理を模式的に示すグラフである。縦軸は最小受光レベルＭＲＬ、横軸は印加電圧Ｖ_APDを示している。また、ＲＡは印加電圧Ｖ_APDが理論値Ｖｔｖ未満の範囲である第１範囲を示し、ＲＢは印加電圧Ｖ_APDが理論値Ｖｔｖ以上の範囲である第２範囲を示している。

第１処理において印加電圧Ｖ_APDをＶ１、Ｖ２、Ｖ３と変化させて夫々における最良印加電圧Ｖｍｏｐｔを算出すると、図に示すような第１範囲ＲＡにおいて３点のプロットが得られる。同様に、第２処理において印加電圧Ｖ_APDをＶ４、Ｖ５、Ｖ６と変化させて夫々における最小印加電圧Ｖｍｏｐｔを算出すると、図に示すように第２範囲ＲＢにおいて３点のプロットが得られる。最良印加電圧推定部３８は、第１範囲ＲＡの３点を結ぶ近似曲線と第２範囲ＲＢの３点を結ぶ近似曲線との交点にあたる印加電圧を求め、この印加電圧を最良印加電圧Ｖｍｏｐｔと推定する。

最良印加電圧推定部３８は、推定した最良印加電圧Ｖｍｏｐｔの情報を、送受信部３１を介してユーザ側光伝送装置１１に送信する。ユーザ側光伝送装置１１の光信号送受信部２０の高電圧制御回路２５は、高電圧発生回路２４を制御して、推定された最良印加電圧ＶｍｏｐｔをＡＰＤ２２に印加させる。

以上のように、本実施例の光信号伝送システム１０では、光信号パケットの光強度とユーザ側光信号伝送装置１１のＡＰＤ２２に印加する印加電圧Ｖ_APDとを変化させつつ、ユーザ側光信号伝送装置１１と局側光信号伝送装置１２との間で送受信された光信号パケットのパケット数に基づいてエラーレートを算出し、光強度及び印加電圧の変化に応じたエラーレートの変化に基づいて、ＡＰＤ２２の受光感度が最高となる印加電圧を推定する。

本実施例の伝送制御装置及び光信号伝送システムによれば、送受信されたパケット数の情報に基づいてＡＰＤの受光感度が最高となる印加電圧を推定するため、ＡＰＤの出力電流又は電流電圧変換後の電圧を直接測定する必要がない。従って、電流レベル又は電圧レベルを検出する検出部を有しない光信号伝送装置に対しても、印加電圧の調整を行うことが可能となる。また、光信号伝送装置のコストダウンを実現することができる。

また、最良印加電圧の理論値未満の範囲で印加電圧を変化させる第１処理と、理論値以上の範囲で印加電圧を変化させる第２処理とに分けて最良印加電圧の推定を行うことにより、少ない測定回数で処理を行うことができ、短時間で印加電圧の調整を行うことが可能となる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施例では、ユーザ側光信号伝送装置のＡＰＤの受光感度が最高となる印加電圧を推定する例について説明した。しかし、局側光信号伝送装置に対しても同様の処理を行うことにより、局側光信号伝送装置ＡＰＤの受光感度が最高となる印加電圧を推定することが可能である。

また、上記実施例では、ＡＰＤの受光感度が最高となる最良印加電圧の推定を行う場合を例として説明したが、推定する電圧値は必ずしも受光感度が最も高くなる場合に限られない。すなわち、ＡＰＤの受光感度が良好となる印加電圧の推定を行うものであれば良い。

また、上記実施例では、最良印加電圧の理論値未満の範囲と理論値以上の範囲で３点ずつ（すなわち、３つの電圧値ずつ）最小受光レベルを算出して、最良印加電圧を推定する例について説明した。しかし、プロット数はこれに限られず、例えば最良印加電圧の理論値未満の範囲と理論値以上の範囲で５点ずつ（５つの電圧値ずつ）最小受光レベルを算出し、近似曲線の交点を求めることにより最良印加電圧を推定しても良い。また、プロット数をさらに多くとり、理論値に近い電圧値を最良印加電圧とみなすことにより、近似曲線を用いずに最良印加電圧を推定しても良い。

また、上記実施例では、ユーザ側光信号伝送装置の制御素子が送受信するパケットを計測する機能を有する例について説明したが、パケット数の計測を他の装置が行う構成としても良い。要するに、実際に送受信されたパケット数の情報を伝送制御装置が取得して最良印加電圧を推定することが可能に構成されていれば良い。

１０光信号伝送システム
１１ユーザ側光信号伝送装置
１２局側光信号伝送装置
１３可変ＡＴＴ
１４伝送制御装置
２０光信号送受信部
２１制御素子
２２ＡＰＤ
２３電流―電圧変換回路
２４高電圧発生回路
２５高電圧制御回路
３１送受信部
３２記憶部
３３光強度調整部
３４電圧印加指示部
３５パケット送信制御部
３６パケット数情報取得部
３７エラーレート算出部
３８最良印加電圧推定部

Claims

アバランシェフォトダイオードを有し光信号パケットの送受信を行う第１及び第２の光信号伝送装置と前記光信号パケットの光強度を変化させる光強度可変器とに接続され、前記光信号パケットの送受信を制御する制御装置であって、
送信パケット数を設定し、前記第１及び第２の光信号伝送装置に送信させるパケット送信制御部と、
前記光強度可変器の前記光強度を調整する光強度調整部と、
前記第１の光信号伝送装置の前記アバランシェフォトダイオードに印加する印加電圧を可変に設定し、設定した印加電圧の印加を前記第１の光信号伝送装置に指示する電圧印加指示部と、
前記第１及び第２の光信号伝送装置が送受信した前記光信号パケットの数に基づいてエラー無く導通したパケット数を示す送受信パケット数情報を取得するパケット数情報取得部と、
前記送受信パケット数情報に基づいて、前記第１の光信号伝送装置と前記第２の光信号伝送装置との間の前記光信号パケットの送受信のエラーレートを算出する算出部と、
設定された前記印加電圧毎に前記光強度を変化させつつ前記送受信パケット数情報に基づいて前記第１の光信号伝送装置の前記アバランシェフォトダイオードの受光レベルを算出することにより、所定のエラーレートを満たす最小の受光レベルである最小受光レベルを算出し、前記設定された前記印加電圧毎に算出された前記最小受光レベルに基づいて、前記最小受光レベルの値が最小となる前記印加電圧を最良印加電圧として推定する推定部と、
を有することを特徴とする制御装置。
前記推定部は、前記印加電圧の電圧値を前記最良印加電圧の理論値よりも小なる第１の範囲で変化させた場合の前記最小受光レベルの変化と、前記印加電圧の電圧値を前記最良印加電圧の理論値よりも大なる第２の範囲で変化させた場合の前記最小受光レベルの変化と、に基づいて、前記最良印加電圧を推定することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
前記推定部は、前記第１の範囲において前記印加電圧と前記最小受光レベルとの組み合わせを複数取得して第１近似曲線を算出し、前記第２の範囲において前記印加電圧と前記最小受光レベルとの組み合わせを複数取得して第２近似曲線を算出し、前記第１近似曲線及び前記第２近似曲線の交点に基づいて、前記最良印加電圧の推定値を算出することを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
前記電圧印加指示部は、前記第２の光信号伝送装置の前記アバランシェフォトダイオードに印加する印加電圧を可変に設定して、設定した印加電圧の印加を前記第２の光信号伝送装置に指示し、
前記推定部は、設定された前記印加電圧毎に前記光強度を変化させつつ前記送受信パケット数情報に基づいて前記第１の光信号伝送装置の前記アバランシェフォトダイオードの受光レベルを算出することにより、所定のエラーレートを満たす最小の受光レベルである最小受光レベルを算出し、前記設定された前記印加電圧毎に算出された前記最小受光レベルに基づいて、前記最小受光レベルの値が最小となる前記印加電圧を推定する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の制御装置。
光信号パケットの送受信を行う第１及び第２の光信号伝送装置と、前記光信号パケットの光強度を変化させる光強度可変器と、前記光信号パケットの送受信を制御する制御装置と、を有する光信号伝送システムであって、
前記第１の光信号伝送装置は、
アバランシェフォトダイオードと、
前記アバランシェフォトダイオードに印加電圧を印加する電圧印加部と、
前記印加電圧を調整する電圧調整部と、
前記第２の光信号伝送装置との間で送受信した前記光信号パケットのパケット数を計測する計測部と、
を有し、
前記制御装置は、
送信パケット数を設定し、前記第１及び第２の光信号伝送装置に送信させるパケット送信制御部と、
前記光強度可変器の前記光強度を調整する光強度調整部と、
前記印加電圧の電圧値を可変に設定し、設定した電圧値を有する前記印加電圧の印加を前記第１の光信号伝送装置に指示する電圧印加指示部と、
前記第１の光信号伝送装置の前記計測部が計測した前記光信号パケットのパケット数に基づいてエラー無く導通したパケット数を示す送受信パケット数情報を取得するパケット数情報取得部と、
前記送受信パケット数情報に基づいて、前記第１の光信号伝送装置と前記第２の光信号伝送装置との間の前記光信号パケットの送受信のエラーレートを算出する算出部と、
設定された前記印加電圧毎に前記光強度を変化させつつ前記送受信パケット数情報に基づいて前記第１の光信号伝送装置の前記アバランシェフォトダイオードの受光レベルを算出することにより、所定のエラーレートを満たす最小の受光レベルである最小受光レベルを算出し、前記設定された前記印加電圧毎に算出された前記最小受光レベルに基づいて、前記最小受光レベルの値が最小となる前記印加電圧を最良印加電圧として推定する推定部と、
を有することを特徴とする光信号伝送システム。
アバランシェフォトダイオードを有し光信号パケットの送受信を行う第１及び第２の光信号伝送装置と、前記光信号パケットの光強度を変化させる光強度可変器と、前記光信号パケットの送受信を制御する制御装置と、を有する光信号伝送システムにおいて、前記第１の光信号伝送装置の前記アバランシェフォトダイオードに印加する電圧を調整する印加電圧調整方法であって、
前記光強度可変器の前記光強度を調整するステップと、
前記第１の光信号伝送装置の前記アバランシェフォトダイオードに印加する印加電圧を可変に設定するステップと、
前記第１の光信号伝送装置の前記アバランシェフォトダイオードに、設定した前記印加電圧を印加させるステップと、
前記第１及び第２の光信号伝送装置が送信する前記光信号パケットの送信パケット数を設定するステップと、
前記第１及び第２の光信号伝送装置に、設定した送信パケット数の前記光信号パケットを送信させるステップと、
前記第１及び第２の光信号伝送装置が送受信した前記光信号パケットの数を計測するステップと、
計測された前記光信号パケットの数に基づいて、エラー無く導通したパケット数を示す送受信パケット数情報を取得し、前記送受信パケット数情報に基づいて前記第１の光信号伝送装置と前記第２の光信号伝送装置との間の前記光信号パケットの送受信のエラーレートを算出するステップと、
設定された前記印加電圧毎に前記光強度を変化させつつ前記送受信パケット数情報に基づいて前記第１の光信号伝送装置の前記アバランシェフォトダイオードの受光レベルを算出することにより、所定のエラーレートを満たす最小の受光レベルである最小受光レベルを算出し、前記設定された前記印加電圧毎に算出された前記最小受光レベルに基づいて、前記最小受光レベルの値が最小となる前記印加電圧を最良印加電圧として推定するステップと、
前記第１の光信号伝送装置の前記アバランシェフォトダイオードに印加する印加電圧を前記最良印加電圧に調整するステップと、
を有することを特徴とする印加電圧調整方法。