(57)【要約】【課題】  光信号の送信元（送信先でもよい。）が異なっていても、誤り率に基づく光受信素子に対する受信感度の調整を適切に実行する。【解決手段】  本発明の光受信装置１５は、１本の光ファイバを分岐させた１対多の双方向光通信を、誤り訂正符号付きの光信号を時分割多重で送受信することによって行う光通信システムに用いる。この光受信装置１５は、光信号Ｂ１〜Ｂ３の受信感度を調整可能な光受信素子１８と、受信した光信号Ｂ１〜Ｂ３の誤り率を測定する測定手段２１と、測定した誤り率に応じて受信感度を調整する感度調整手段２３とを備え、この感度調整手段２３は、光信号Ｂ１〜Ｂ３の送信元の相違に応じて異なった感度調整を実行する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１本の光ファイバを分岐させた１対多の双方向光通信を、誤り訂正符号付きの光信号を時分割多重で送受信することによって行う光通信システムに用いる光受信装置であって、
前記光信号の受信感度を調整可能な光受信素子と、
受信した前記光信号の誤り率を測定する測定手段と、
測定した前記誤り率に応じて前記受信感度を調整する感度調整手段とを備えており、
前記感度調整手段は、前記光信号の送信先の相違及び送信元の相違のいずれか一方又は双方に応じて異なった感度調整を実行することを特徴とする光受信装置。
【請求項２】
前記感度調整は、前記光受信素子に対する制御電圧に変更を加えて前記誤り率を測定することにより、前記制御電圧の改善値を探索するものであることを特徴とする請求項１に記載の光受信装置。
【請求項３】
ＰＯＮシステムの宅側装置に搭載された請求項２に記載の光受信装置であって、
前記感度調整手段は、送信先が自己宛である下り方向の前記光信号と、送信先が自己宛以外である下り方向の前記光信号とを用いて前記改善値を探索することを特徴とする光受信装置。
【請求項４】
請求項３に記載の光受信装置であって、
送信先が自己宛以外である下り方向の前記光信号の前記制御電圧の変更幅が、送信先が自己宛である下り方向の前記光信号の場合よりも広めに設定されていることを特徴とする光受信装置。
【請求項５】
ＰＯＮシステムの局側装置に搭載された請求項１又は２に記載の光受信装置であって、
前記感度調整手段は、受信した上り方向の前記光信号の送信元別に前記受信感度の調整を実行することを特徴とする光受信装置。
【請求項６】
前記感度調節手段は、前記誤り率の許容範囲内において前記改善値を探索することを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の光受信装置。
【請求項７】
１つのノードが複数のノードに時分割多重で下り方向に送信した誤り訂正符号付きの光信号を、当該複数のノードが受信する光信号の受信方法であって、
受信した下り方向の前記光信号の誤り率を測定する第１のステップと、
測定した前記誤り率に応じて光受信素子による受信感度を調整する第２のステップとを含み、
前記第２のステップにおける前記受信感度の調整を、下り方向の前記光信号の送信先の相違に応じて実行することを特徴とする光信号の受信方法。
【請求項８】
複数のノードが１つのノードに対して時分割多重で上り方向に送信した誤り訂正符号付きの光信号を、当該１つのノードが受信する光信号の受信方法であって、
受信した上り方向の前記光信号の誤り率を測定する第１のステップと、
測定した前記誤り率に応じて光受信素子による受信感度を調整する第２のステップとを含み、
前記第２のステップにおける前記受信感度の調整を、上り方向の前記光信号の送信元の相違に応じて実行することを特徴とする光信号の受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ＰＯＮ（Passive Optical Network ）システムを構成する局側装置ないし宅側装置に好適に使用される、光受信装置及び光信号の受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＯＮシステムは、集約局としての局側装置と、複数の加入者宅に設置された宅側装置とを、１本の光ファイバから光カプラを介して複数の光ファイバに分岐する光ファイバ網によって接続したものである（例えば、特許文献１参照）。
かかるＰＯＮシステムでは、局側装置から宅側装置への下り方向通信の場合は、ブロードキャスト方式によって連続的な光信号が伝送され、宅側装置から局側装置への上り方向通信の場合は、光信号の衝突を避けるために、時分割方式によって間欠的な光信号（光バースト信号）が伝送される。
【０００３】
このため、各宅側装置は、局側装置から同じ下り方向の光信号を受信するようになっており、下り信号のフレームが自己宛であればこれを取り込み、そうでなければフレームを廃棄する。
また、局側装置は、上り方向の送信時期及び送信データ量に関する許可（グラント）を予め宅側装置ごとに通知するようになっており、このグラントに従って各宅側装置が送信した上り方向の光信号を時分割で受信する。従って、局側装置には、種々の強度の光バースト信号が間欠的に届くことになる。
【０００４】
一方、局側装置の光受信回路は、光信号を光電変換するアバランシェフォトダイオード（Avalanche Photodiode：以下、「ＡＰＤ」と略記することがある。）と、この素子が出力する電気信号を増幅する増幅器と、増幅された電気信号を閾値と比較して二値信号（デジタル信号）を出力する比較器とを備えている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
上記ＡＰＤは、高い逆方向のバイアス電圧（以下、単に「バイアス電圧」ということがある。）を印加することで光電流が増倍される高感度のフォトダイオードである。このため、上記光受信回路には、ＡＰＤが最適な増倍率になるようにバイアス電圧を制御するためのバイアス回路が設けられる（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−６４７４９号公報（図４）
【特許文献２】特開２００５−１７５５９６号公報（図２）
【特許文献３】特開２００７−７４３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記ＰＯＮシステムで使用される光受信回路では、伝送速度の高速化に伴って高受信感度が要求されている。例えば１０Ｇ−ＥＰＯＮ（IEEE 802.3av）のＰＲ３０においては、宅側装置にもＡＰＤの使用が想定されており、下り信号の高受信感度化が図られている。
また、１０Ｇ−ＥＰＯＮにおいては、送信信号に前方誤り訂正（Forward Error Correction：以下、「ＦＥＣ」ということがある。）によって符号化を行い、受信側においてその符号化に対応するＦＥＣ復号化を行うことにより、伝送速度の高速化に伴って不足するパワーバジェットを補うようになっている。
【０００８】
ところで、光通信用のＡＰＤでは、増倍率がほぼ１０付近となるバイアス電圧に設定すると最も高いＳＮ比が得られるが、増倍率が小さ過ぎると増倍効果が不十分になり、逆に増倍率が大き過ぎると、ショットノイズや暗電流が増加してＳＮ比が劣化する。
従って、最適なＳＮ比を実現するためには、ＡＰＤのバイアス電圧を適切に制御する必要がある。また、ＡＰＤのバイアス電圧は、大きな温度依存性を持つとともに、その特性のばらつきが大きいので、受信装置ごとにＡＰＤの特性を検査しつつ最適なバイアス電圧を設定する必要がある。
【０００９】
このため、従来では、受信装置の製造時に擬似ランダムビットシーケンス（Pseudo-random bit sequence：ＰＲＢＳ)等の、既知の信号を受信しながらビットエラーレート（Bit Error Ratio：ＢＥＲ）を測定し、その値が最小となるようにバイアス電圧を予め設定している。
しかしながら、かかる製造時におけるバイアス電圧の設定作業は、そもそも手間がかかるとともに、環境変化や経年変化によって受信特性が変化した場合には、これに対応できないという欠点がある。
【００１０】
そこで、例えば、ＦＥＣ復号化の際に演算可能な訂正頻度（≒誤り率）を用いて、ＡＰＤに印加するバイアス電圧の改善値を探索することにより、受信側の運用状態において、ＡＰＤの受信感度を自動的に調整する制御を行うことが考えられる。
しかし、ＰＯＮシステムの宅側装置では、送信先が自己宛とそれ以外の下りフレームを局側装置から時分割で連続的に受信する。この際、宅側装置ごとに伝送距離が異なるためにＦＥＣ符号の冗長度が送信先ごとに相違していると、宅側装置が受信する下り信号の誤り率が自己宛とそれ以外の場合とで変化することがある。
【００１１】
また、ＰＯＮシステムの局側装置では、複数の宅側装置から送信する上りフレームを時分割で間欠的に受信する。この際、宅側装置ごとに伝送距離が異なるためにＦＥＣ符号の冗長度が送信元ごとに相違していると、局側装置が受信する上り信号の誤り率が送信元によって変化することがある。
このように、ＰＯＮシステムでは、下り信号の送信先や上り信号の送信元の相違によって受信側での誤り率が変化し得るので、それらの相違を考慮せずに、誤り率に基づくＡＰＤに対する受信感度の調整を一律に行っても、その調整を適切に行うことができない。
【００１２】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、光信号の送信先や送信元が異なっていても、誤り率に基づく光受信素子に対する受信感度の調整を適切に実行できる光信号の受信装置等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
（１）  本発明の光受信装置は、１本の光ファイバを分岐させた１対多の双方向光通信を、誤り訂正符号付きの光信号を時分割多重で送受信することによって行う光通信システムに用いる光受信装置であって、前記光信号の受信感度を調整可能な光受信素子と、受信した前記光信号の誤り率を測定する測定手段と、測定した前記誤り率に応じて前記受信感度を調整する感度調整手段とを備えており、前記感度調整手段は、前記光信号の送信先の相違及び送信元の相違のいずれか一方又は双方に応じて異なった感度調整を実行することを特徴とする。
【００１４】
本発明の光受信装置によれば、上記感度調整手段が、光信号の送信先の相違及び送信元の相違のいずれか一方又は双方に応じて異なった感度調整を実行するので、例えば、ＰＯＮシステムの宅側装置や局側装置に搭載される光受信装置のように、光信号の送信先や送信元が異なる場合であっても、光受信素子に対する感度調整を適切に実行することができる。
【００１５】
（２）  本発明の光受信装置において、前記感度調整としては、例えば、前記光受信素子に対する制御電圧に変更を加えて前記誤り率を測定することにより、前記制御電圧の改善値を探索するトライアンドエラー方式による調整方法を採用することができる。
【００１６】
（３）  ところで、ＰＯＮシステムの宅側装置の光受信装置は、自己宛の下りフレームだけでなく、それ以外の下りフレームを局側装置から連続的に受信するが、光受信素子の受信感度を正確に調整するには、自己宛の下りフレームのみを使用すれば足りる。
しかし、その一方で、宅側装置の光送信装置では、上り方向へのバースト送信のために発光素子を頻繁にオン・オフするので、局側装置に比べて装置内部の温度が変化し易く、このため、光受信素子の受信感度も変動し易いという特質がある。
【００１７】
そこで、本発明の光受信装置がＰＯＮシステムの宅側装置に搭載されている場合には、前記感度調整手段は、送信先が自己宛である下り方向の前記光信号と、送信先が自己宛以外である下り方向の前記光信号とを用いて前記改善値を探索することが好ましい。
この場合、上記感度調整手段が、送信先が自己宛以外である下り方向の光信号をも利用して改善値を探索するので、温度変化に伴って光受信素子の受信感度の変動が発生し易い宅側装置の場合でも、その受信感度を安定させることができる。
【００１８】
（４）  また、この場合、送信先が自己宛以外である下り方向の前記光信号の前記制御電圧の変更幅については、送信先が自己宛である下り方向の前記光信号の場合よりも広めに設定されていることが好ましい。
その理由は、自己宛の光信号の場合には、制御電圧の変更幅を比較的狭く設定することで、改善値の探索を慎重かつ正確に行うべきであるのに対し、自己宛以外の光信号の場合には、余り正確な改善値を期待できないので、制御電圧の変更幅を比較的広く設定することで、改善値の探索を大胆かつ迅速に行うことが好ましいからである。
【００１９】
（５）  一方、本発明の光受信装置がＰＯＮシステムの局側装置に搭載されている場合には、前記感度調整手段は、受信した上り方向の前記光信号の送信元別に前記受信感度の調整を実行することが好ましい。
この場合、上記感度調整手段が、受信した上り方向の前記光信号の送信元別に前記受信感度の調整を実行するので、上り方向の光信号の送信先が異なる場合であっても、光受信素子に対する感度調整を適切に実行することができる。
【００２０】
（６）  また、本発明の光受信装置において、前記感度調節手段は、前記誤り率の許容範囲内において前記改善値を探索することが好ましい。
その理由は、上記許容範囲を超えて制御電圧の改善値を探索すると、これによって運用中における光信号の誤り率が大幅に落ち込み、当該光信号を適切に受信できなくなる恐れがあるからである。
【００２１】
（７）  第１の本発明方法は、１つのノード（例えばＰＯＮの局側装置）が複数のノード（例えばＰＯＮの宅側装置）に時分割多重で下り方向に送信した誤り訂正符号付きの光信号を、当該複数のノードが受信する光信号の受信方法であって、受信した下り方向の前記光信号の誤り率を測定する第１のステップと、測定した前記誤り率に応じて光受信素子による受信感度を調整する第２のステップとを含み、前記第２のステップにおける前記受信感度の調整を、下り方向の前記光信号の送信先の相違に応じて実行することを特徴とする。
【００２２】
上記受信方法によれば、第２のステップにおける受信感度の調整を、下り方向の光信号の送信先の相違に応じて実行するので、下り方向の光信号の送信先が異なる場合であっても、光受信素子に対する感度調整を適切に実行することができる。
【００２３】
（８）  第２の本発明方法は、複数のノード（例えばＰＯＮの宅側装置）が１つのノード（例えばＰＯＮの局側装置）に対して時分割多重で上り方向に送信した誤り訂正符号付きの光信号を、当該１つのノードが受信する光信号の受信方法であって、受信した上り方向の前記光信号の誤り率を測定する第１のステップと、測定した前記誤り率に応じて光受信素子による受信感度を調整する第２のステップとを含み、前記第２のステップにおける前記受信感度の調整を、上り方向の前記光信号の送信元の相違に応じて実行することを特徴とする。
【００２４】
上記受信方法によれば、第２のステップにおける受信感度の調整を、上り方向の光信号の送信先の相違に応じて実行するので、上り方向の光信号の送信元が異なる場合であっても、光受信素子に対する感度調整を適切に実行することができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上の通り、本発明によれば、光信号の送信先や送信元が異なっていても、誤り率に基づく光受信素子に対する感度調整を適切に実行できるので、運用中の光受信装置の光受信素子に対する感度調整を正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係るＰＯＮシステムの接続図である。
【図２】局側装置の内部構成を示すブロック図である。
【図３】宅側装置の内部構成を示すブロック図である。
【図４】局側装置が実行する感度調整制御のフローチャート（前段）である。
【図５】局側装置が実行する感度調整制御のフローチャート（後段）である。
【図６】宅側装置が実行する感度調整制御のフローチャート（前段）である。
【図７】宅側装置が実行する感度調整制御のフローチャート（後段）である。
【図８】（ａ）は局側装置のルックアップテーブルの概念図であり、（ｂ）は宅側装置のルックアップテーブルの概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
〔システムの全体構成〕
図１は、本発明の実施形態に係るＰＯＮシステムの接続図である。
図１において、局側装置１は、複数の宅側装置２Ａ〜２Ｃに対する集約局として設置され、各宅側装置２Ａ〜２Ｃは、それぞれＰＯＮシステムの加入者宅に設置されている。
なお、本実施形態では、各宅側装置の共通事項を説明する場合には符号２を使用し、各宅側装置の個別事項を説明する場合には、符号２Ａ〜２Ｃを使用する。
【００２８】
局側装置１に接続された１本の光ファイバ（幹線）５は、光カプラ６等よりなる受動光分岐ノードを介して複数の光ファイバ（支線）７に分岐しており、これによって光ファイバ網が構成されている。その光カプラ６から分岐した各光ファイバ７の終端に、それぞれ各宅側装置２が接続されている。
また、局側装置１は、上位ネットワーク８と接続され、各宅側装置２はそれぞれのユーザネットワーク９と接続されている。
【００２９】
なお、図１では、合計３個の宅側装置２Ａ〜２Ｃを示しているが、１つの光カプラ６から例えば３２分岐して３２個の宅側装置を接続することが可能である。
また、図１では、光カプラ６を１個だけ使用しているが、光カプラ６を縦列に複数段設けることにより、更に多くの宅側装置を局側装置１と接続することができる。
【００３０】
図１において、宅側装置２から局側装置１への上り方向には、波長λ１の光信号によるデータが送信される。逆に、局側装置１から宅側装置２への下り方向には、波長λ２の光信号によるデータが送信される。これらの波長λ１及びλ２は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．３ａｖの１０．３１２５Ｇｂｐｓ信号では、以下の範囲の値が想定されている。
１２６０ｎｍ≦λ１≦１２８０ｎｍ
１５７５ｎｍ≦λ２≦１５８０ｎｍ
【００３１】
また、ＰＯＮシステムでは、局側装置１が、各宅側装置２Ａ〜２Ｃ宛の下りフレームが連続した光信号Ｃ１を下り方向に同報送信し、各宅側装置２Ａ〜２Ｃが、上りフレームよりなる光信号Ｂ１〜Ｂ３を上り方向に個別送信するが、本実施形態では、これら上りと下りの双方の光信号Ｂ１〜Ｂ３，Ｃ１が、いずれもリードソロモン符号やターボ符号等よりなる所定の前方誤り訂正（ＦＥＣ）符号によって、ランダムに符号化されていることを想定している。
【００３２】
〔局側装置の構成〕
図２は、局側装置１の内部構成の概略を示すブロック図である。
図２に示すように、局側装置１は、上位側（図２左側）からＰＯＮ側に向かって順に、ＳＮＩ（Service Node Interface）１１、データ中継制御部１２、スケジュール挿入部１３、光送信部１４、光受信部１５及び光合分波器１６を備えている。
図２において、上位ネットワーク８からの下りフレームは、ＳＮＩ１１を経てデータ中継制御部１２に送られる。
【００３３】
データ中継制御部１２は、その下りフレームをスケジュール挿入部１３に渡すとともに、ＰＯＮ制御フレームであるゲートフレームを自身で生成した場合には、そのゲートフレームについてもスケジュール挿入部１３に渡す。
スケジュール挿入部１３は、下りフレームがゲートフレームである場合には、どの宅側装置２にどのタイミングで下り送信を行うかのスケジュール情報をその中に格納して、当該ゲートフレームを後段の光送信部１４に送る。
【００３４】
下りフレームは、光送信部１４において、波長λ２でかつ所定の伝送レート（１０．３１２５Ｇｂｐｓ）の光信号に変換され、光合分波器１６を介してＰＯＮ側に向けて下り方向に送信される。
光送信部１４には、物理層符号化部とＦＥＣ符号化部（図示せず）とが含まれている。このうち、物理層符号化部は、データ中継制御部１２から送られる下りのデータに対して６４Ｂ／６６Ｂ符号化を行い、ＦＥＣ符号化部は、符号化されたデータに対して更に冗長ビットを付加して所定の誤り訂正符号を生成する。
【００３５】
また、図２において、宅側装置２が上り方向に送信した波長λ１の光信号（光バースト信号）は、光合分波器１６を通過して光受信部１５により電気信号に変換され、変換された電気信号はデータ中継制御部１２に送られる。
データ中継処理部１２は、上り下り双方のフレームの中継機能の他、ＰＯＮの規約に従った、ＬＬＩＤ（Logical Link ID）による宅側装置２の識別機能、ＭＰＣＰ（Multi-Pont Control Protocol）機能を有し、自身と宅側装置２との間でゲートとレポートをやり取りして上り方向の送信タイミングを多重制御する。
【００３６】
従って、データ中継制御部１２は、受信した上りフレームのヘッダ部分を読み取ることにより、当該上りフレームがデータフレームであるか、或いはレポートフレームであるかを判定する。
この判定の結果、上りフレームがデータフレームであれば、データ中継制御部１２は、ＳＮＩ１１に対する送信制御等の所定の中継処理を行い、処理後のフレームはＳＮＩ１１から上位ネットワーク８へ送出される。
【００３７】
また、上記判定の結果、フレームがレポートフレームであれば、データ中継制御部１２は、このレポートに基づいて多重制御情報としてのゲートフレームを生成し、このゲートフレームをスケジュール挿入部１３に送る。
更に、データ中継制御部１２は、各宅側装置２Ａ〜２Ｃに配付するゲートフレームの生成に際して、その宅側装置２Ａ〜２Ｃから次に光信号Ｂ１〜Ｂ３を受信する、自身に対する上り方向の受信スケジュールをスケジュール管理部２６に記憶させる。
【００３８】
〔局側装置の光受信部（光受信装置）〕
図２に示すように、局側装置１の光受信部１５は、光電変換素子１８、増幅器１９、二値化回路（比較器）２０、誤り率測定部（ＦＥＣ復号化部等）２１、電圧制御回路２２、及び電圧調整部２３を内部に備えている。
光受信部１５の光電変換素子１８は、半導体受光素子の一種であるアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）よりなる。
【００３９】
上記ＡＰＤ１８は、受信感度を調整可能な受光素子の一種であり、バイアス電圧を変化させることでＰＤ電流を所定の増倍率（受信感度）で可変に設定可能となっている。このＡＰＤ１８は、上りの光信号Ｂ１〜Ｂ３の受光量に対応するレベルの電気信号（電流）を出力し、増幅器１９は光電変換後の電流を電圧に変換して増幅する。
また、二値化回路２０は、増幅器１８の出力信号（電圧）を所定の閾値と比較して二値信号を生成する。
【００４０】
なお、図２には図示していないが、二値化回路２０と誤り率測定部２１の間には、クロック・データ再生部が設けられている。この再生部は、二値化回路２０から受けた二値信号に同期して、タイミング成分（クロック信号）とデータ信号とを再生する。
電圧制御回路２２は、増倍率に影響する制御電圧である、逆方向のバイアス電圧をＡＰＤ１８に印加するバイアス回路よりなる。この電圧制御回路２２は、後述する電圧調整部２３が調整した改善値に相当するバイアス電圧をＡＰＤ１８に印加する。
【００４１】
一方、誤り率測定部２１は、再生されたデータ信号に対して所定の誤り訂正復号化（ＦＥＣ復号化）を行うＦＥＣ復号化部と、再生されたデータ信号に対して６４Ｂ／６６Ｂ復号化を行う物理層復号化部とを内部に備えている。
上記ＦＥＣ復号化部が行う誤り訂正復号は、宅側装置２の光送信部３４（図３参照）が生成した誤り訂正符号に対応する復号化処理である。ＦＥＣ復号化部は、誤り訂正復号の際の誤り訂正数を所定時間ごとにカウントし、その訂正数をその期間のデータ信号のシンボル数で除した訂正頻度（≒誤り率）の演算機能を有する。このＦＥＣ復号化部が求めた誤り率は、電圧調整部２３に入力される。
【００４２】
本実施形態の局側装置１は、電圧調整部２３が実行するＡＰＤ１８の感度調整制御のための入力情報の生成手段として、温度測定部２４、ルックアップテーブル２５、スケジュール管理部２６、及び受光パワー測定部２７を備えている。
このうち、温度測定部２４は、ＡＰＤ１８の近傍に設置されたサーミスタ等よりなり、その測定値（温度）は電圧調整部２３に入力される。
【００４３】
受光パワー測定部２７は、ＡＰＤ１８の出力電流の振幅に基づいてＡＰＤ１８の受光パワーを測定する電流計等よりなり、その測定値（受光パワー）も電圧調整部２３に入力される。
スケジュール管理部２６は、データ中継制御部１２が生成した各宅側装置２Ａ〜２Ｃから受信する上り方向の受信スケジュールを一次的に記憶するメモリ等よりなり、電圧調整部２３は、記憶されたその受信スケジュールを管理部２６から読み出すことができる。
【００４４】
また、ルックアップテーブル２５は、宅側装置２Ａ〜２Ｃごと及びＡＰＤ１８の温度ごとに、電圧設定値その他の必要データを一時的に記憶するメモリ等に格納されている。図８（ａ）は、この局側装置１のルックアップテーブル２５の概念図である。
同図に示すように、ルックアップテーブル２５は、宅側装置２のＬＬＩＤと温度区分を変数として２次元配列されたデータ構造になっており、その配列の各要素に、バイアス回路２２に対する電圧設定値と、前回の制御サイクルでの誤り率と、その電圧設定値の変化方向（増加又は減少）を格納可能となっている。
【００４５】
局側装置１の電圧調整部２３は、上記温度測定部２４、ルックアップテーブル２５、スケジュール管理部２６及び受光パワー測定部２７から取得した各入力情報に基づいて、バイアス回路２２の電圧設定値を改善する感度調整制御を実行する。なお、この電圧調整部２３の制御内容（図４及び図５）については後述する。
【００４６】
〔宅側装置の構成〕
図３は、宅側装置２の内部構成の概略を示すブロック図である。
図３に示すように、宅側装置２は、ユーザ側（図３右側）からＰＯＮ側に向かって順に、ＵＮＩ（User-Network Interface）３１、データ中継制御部２２、スケジュール取得部３３、光送信部３４、光受信部３５及び光合分波器３６を備えている。
図３において、ユーザネットワーク９からの上りフレームは、ＵＮＩ３１を経てデータ中継制御部３２に送られる。
【００４７】
データ中継制御部３２は、その上りフレームを光送信部３４に渡すとともに、ＰＯＮ制御フレームであるレポートフレームを自身で生成した場合には、そのレポートフレームについても光送信部３４に渡す。
上りフレームは、光送信部３４において、波長λ１でかつ所定の伝送レート（１０．３１２５Ｇｂｐｓ）の光信号に変換され、光合分波器３６を介してＰＯＮ側に向けて下り方向に送信される。
【００４８】
光送信部４４には、物理層符号化部とＦＥＣ符号化部（図示せず）とが含まれている。このうち、物理層符号化部は、データ中継制御部３２から送られる上りのデータに対して６４Ｂ／６６Ｂ符号化を行い、ＦＥＣ符号化部は、符号化されたデータに対して更に冗長ビットを付加して所定の誤り訂正符号を生成する。
また、図３において、局側装置１が下り方向に送信した波長λ２の光信号（連続した光信号）は、光合分波器３６を通過して光受信部３５により電気信号に変換され、変換された電気信号は、スケジュール取得部３３を通じてデータ中継制御部３２に送られる。
【００４９】
データ中継制御部３２は、自己宛のゲートフレームに従って自身による上り方向の送信タイミングと送信データ量を決定するため、受信した下りフレームのヘッダ部分を読み取ることにより、当該下りフレームがデータフレームであるか、或いは、ゲートフレームであるかを判定する。
この判定の結果、上りフレームがデータフレームであれば、データ中継制御部３２は、ＵＮＩ３１に対する送信制御等の所定の中継処理を行い、処理後のフレームはＵＮＩ３１からユーザネットワーク９へ送出される。
【００５０】
また、上記判定の結果、フレームがゲートフレームであれば、データ中継制御部３２は、このゲートに記された制御情報から所定のデータ量（送信時間長）の上りフレームを生成し、この上りフレームを所定の送信開始時刻に光送信部３４から送信させる。
スケジュール取得部３３は、光受信部３５からの下りフレームがゲートフレームである場合には、局側装置１のスケジュール挿入部１３が格納したスケジュール情報を当該フレームから抽出し、抽出したスケジュール情報を後述する変更幅切替部４６に送る。
【００５１】
〔宅側装置の光受信部（光受信装置）〕
図３に示すように、宅側装置２の光受信部３５は、光電変換素子３８、増幅器３９、二値化回路（比較器）４０、誤り率測定部（ＦＥＣ復号化等）４１、電圧制御回路４２、及び電圧調整部４３を内部に備えている。
宅側装置２の場合も、光受信部３５の光電変換素子３８は、半導体受光素子の一種であるアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）よりなり、バイアス電圧を変更することによって増倍率（受信感度）の調整が可能である。
【００５２】
また、宅側装置２の場合においても、二値化回路４０は増幅器３８の出力信号（電圧）を所定の閾値と比較して二値信号を生成し、この二値化回路４０と誤り率測定部４１の間に図示しないクロック・データ再生部が設けられている。
更に、電圧制御回路４２も、ＡＰＤ３８に逆方向のバイアス電圧を付与するバイアス回路よりなり、後述する電圧調整部４３が調整した改善値に相当するバイアス電圧をＡＰＤ３８に印加する。
【００５３】
誤り率測定部４１の内部構成も局側装置１の場合と同様であり、再生されたデータ信号に対して所定の誤り訂正復号化（ＦＥＣ復号化）を行うＦＥＣ復号化部と、再生されたデータ信号に対して６４Ｂ／６６Ｂ復号化を行う物理層復号化部とを内部に備えている。
上記ＦＥＣ復号化部が行う誤り訂正復号は、局側装置１の光送信部１４（図２参照）が生成した誤り訂正符号に対応する復号化処理である。このＦＥＣ復号化部も、訂正頻度の演算機能を有し、演算された訂正頻度は電圧調整部４３に入力される。
【００５４】
本実施形態の宅側装置２は、電圧調整部４３が実行するＡＰＤ３８の感度調整制御のための入力情報の生成手段として、温度測定部４４、ルックアップテーブル４５、スケジュール管理部４６、及び変更幅切替部４７を備えている。
このうち、宅側装置２の温度測定部４４も、ＡＰＤ３８の近傍に設置されたサーミスタ等よりなり、その測定値（温度）は電圧調整部４３に入力される。
【００５５】
ルックアップテーブル４５は、ＡＰＤ３８の温度ごとに、電圧設定値その他の必要データを一時的に記憶するメモリ等に格納されている。図８（ｂ）は、この宅側装置２のルックアップテーブル４５の概念図である。
同図に示すように、ルックアップテーブル４５は、温度区分を変数として１次元配列されたデータ構造になっており、その配列の各要素に、バイアス回路４２に対する電圧設定値と、その電圧設定値の変化方向（増加又は減少）を格納可能となっている。
【００５６】
変更幅切替部４６は、スケジュール取得部３３から取得した到着タイミングに基づいて下りの光信号Ｃ１の宛先が自装置宛か否かを判定し、その判定結果に応じて電圧設定値の変更幅を切り替える。
具体的には、下り信号が自装置宛の場合には、電圧設定値の変更幅が比較的小さめに切り替えられ、他装置宛の場合にはその変更幅が比較的大きめに切り替えられる。
【００５７】
宅側装置２の電圧調整部４３は、上記温度測定部４４、ルックアップテーブル４５及び変更幅切替部２７から取得した各入力情報に基づいて、バイアス回路４２の電圧設定値を最適化する感度調整制御を実行する。なお、この電圧調整部４３の制御内容（図６及び図７）については後述する。
【００５８】
〔局側装置における感度調整制御〕
図４及び図５は、局側装置１が実行する感度調整制御のフローチャートである。
この感度調整制御は、誤り率測定部２１で検出される誤り率を運用中に監視し、その誤り率が現状よりも小さくなる方向に、電圧制御回路（バイアス回路）２２に設定するバイアス電圧の改善値を探索するものである。以下、その制御内容を説明する。
なお、局側装置１が実行する感度調整制御の制御サイクルは、概ね１μｓ〜数μ秒であればよいが、上り方向の無信号期間の長さに応じて可変に設定してもよい。
【００５９】
図４に示すように、まず、局側装置１の電圧調整部２３は、ルックアップテーブル２５を初期化して（ステップＳＴ１）、当該テーブル２５のＯＮＵポインタと温度ポインタを前回の初期位置に設定するとともに（ステップＳＴ２）、前回の受光パワーの値を「０」に設定する（ステップＳＴ３）。
その後、電圧調整部２３は、温度測定部２４の測定値を参照して、前回から所定値以上の温度変化があったか否かを判定する（ステップＳＴ４，ＳＴ５）。
【００６０】
上記判定結果が肯定的である場合には、電圧調整部２３は、測定温度に合わせて温度ポインタを移動し（ステップＳＴ６）、当該温度における電圧設定値の初期値をルックアップテーブル２５からロードしてから（ステップＳＴ７）、受光パワーを測定する（ステップＳＴ８）。
なお、上記判定結果が否定的である場合は、電圧調整部２３は、測定温度に応じた電圧設定値の初期値のロードを行わずに、受光パワーを測定する（スケジュールＳＴ８）。
【００６１】
次に、図５に示すように、局側装置１の電圧調整部２３は、測定した今回の受光パワーが「０」であるか「０以外」であるかを判定するとともに（ステップＳＴ９）、それぞれの場合について、前回の受光パワーが「０」であったか「０以外」であったかを判定する（ステップＳＴ１０，ＳＴ１１）。
【００６２】
ここで、今回パワーが「０以外」でかつ前回パワーが「０」である場合には、前回から今回までの期間中に、ある特定の宅側装置２による上り送信が開始したと判断することができる（ステップＳＴ１２）。
そこで、この場合、局側装置１の電圧調整部２３は、今回の制御サイクルにおいて上り信号を送出した宅側装置２に合わせてＯＮＵポインタを移動させ（ステップＳＴ１３）、その宅側装置２に対応する電圧設定値の初期値をルックアップテーブル２５からロードする（ステップＳＴ１４）。
【００６３】
また、この場合、電圧調整部２３は、上記宅側装置２における前回の誤り率を読み出し（ステップＳＴ１５）、後述する電圧設定値の改善処理（ステップＳＴ２０〜ＳＴ２４）を実行する。
これに対して、今回パワーと前回パワーがいずれも「０以外」の場合には、特定の宅側装置２による上り送信が継続していると判断できるので（ステップＳＴ１６）、この場合、局側装置１の電圧調整部２３は、ルックアップテーブル２５からのデータの読み出しを行わずに現状維持し、後述する電圧設定値の改善処理（ステップＳＴ２０〜ＳＴ２４）を実行する。
【００６４】
一方、今回パワーが「０」でかつ前回パワーが「０以外」の場合には、前回から今回までの期間中に、特定の宅側装置２による上り送信が終了したと判断することができる（ステップＳＴ１７）。
そこで、この場合、局側装置１の電圧調整部２３は、当該宅側装置２について今回使用した電圧設定値を初期値としてセーブし（ステップＳＴ１８）、電圧設定値の変更処理（ステップＳＴ２０〜２４）を実行せずに、その電圧設定値をルックアップテーブル２５に保存する（ステップＳＴ２５）。
【００６５】
これに対して、今回パワーと前回パワーがいずれも「０」の合には、上り方向が無信号であると判断できるので（ステップＳＴ１９）、この場合、局側装置１の電圧調整部２３は、電圧設定値の改善処理（ステップＳＴ２０〜ＳＴ２４）及び誤り率の保存（ステップＳＴ２５）を実行せずに、感度調整制御の処理を温度測定（ステップＳＴ４）にまで戻し、次回以降に発生する受光パワーの変化を待つ。
【００６６】
次に、局側装置１の電圧調整部２３が行う電圧設定値の改善処理（ステップＳＴ２０〜ＳＴ２４）について説明する。
この改善処理において、電圧調整部２３は、まず、その時の温度区分及び宅側装置２に対応する電圧変化の向き（増加又は減少）をルックアップテーブル２５から読み出し、その読み出した向きで電圧設定値を一定量だけ変更してから（ステップＳＴ２０）、上り信号の誤り率を測定する（ステップＳＴ２１）。
【００６７】
その後、電圧調整部２３は、測定した誤り率を前回の誤り率と比較する（ステップＳＴ２２）。この比較結果のうち、誤り率の変動が予め設定された一定量以内である場合には、敢えて電圧設定値を変更する必要がないので、電圧調整部２３は、変更した電圧設定値を元に戻す（ステップＳＴ２４）。
また、誤り率が上記一定量を超えて増加した場合には、前回の電圧変化の向きでは誤り率が悪くなるから、電圧調整部２３は、変更した電圧設定値を元に戻すとともに、逆の電圧変化の向きをルックアップテーブル２５の対応位置に書き込む（ステップＳＴ２４）。
【００６８】
更に、誤り率が減少した場合には、今回行った電圧設定値の変更によって誤り率が良くなるから、電圧調整部２３は、変更した電圧設定値をルックアップテーブル２５の対応位置に書き込んで、今回の誤り率としてルックアップテーブル２５に保存する（ステップＳＴ２５）。
以上の感度調整制御を所定の制御サイクルで繰り返すことにより、電圧制御回路２２に対するバイアス電圧の改善値がトライアンドエラー方式によって探索される。
【００６９】
なお、本実施形態の局側装置１では、電圧設定値の改善処理（ステップＳＴ２０〜ＳＴ２４）を行う場合の、宅側装置２ごとの誤り率の許容範囲が予めメモリ等に記録されており、電圧調整部２３は、この許容範囲内において改善値の探索を行う。
例えば、受信レベルが比較的小さい遠隔地の宅側装置２Ｃの場合には、上記許容範囲を１０−４〜１０−２程度に設定し、受信レベルが比較的大きい近隣の宅側装置２Ａの場合には、上記許容範囲を１０−１２〜１０−１０程度に設定すればよい。
【００７０】
〔局側装置の光受信部の効果〕
以上の通り、本実施形態に係る局側装置１の光受信部１５によれば、電圧調整部（感度調整手段）２３が、測定した誤り率に応じてＡＰＤ１８による受信感度を調整するに当たって、上り方向の光信号Ｂ１〜Ｂ３の送信元の相違に応じて異なった感度調整を実行するので、光信号Ｂ１〜Ｂ３の送信元が異なる場合であっても、ＡＰＤ１８に対する感度調整を適切に実行することができる。このため、運用中の光受信部１５のＡＰＤ１８に対する感度調整を正確に行うことができる。
【００７１】
また、本実施形態に係る局側装置１の光受信部１５によれば、電圧調整部（感度調節手段）２３が、誤り率の許容範囲内においてバイアス電圧の改善値を探索するので、トライアンドエラー方式の探索を行うことによって運用中における光信号Ｂ１〜Ｂ３の誤り率が大幅に落ち込むことがなく、光信号Ｂ１〜Ｂ３の受信不良を未然に防止できるという利点もある。
【００７２】
〔宅側装置における感度調整制御〕
図６及び図７は、宅側装置２が実行する感度調整制御のフローチャートである。
この感度調整制御は、誤り率測定部４１で検出される誤り率を宅側装置２の運用中に監視し、その誤り率が現状よりも小さくなる方向に電圧制御回路（バイアス回路）４２に生成させるバイアス電圧を改善するものである。以下、その制御内容を説明する。
なお、宅側装置２が実行する当該感度調整制御の制御サイクルも、概ね１μｓ〜数μ秒であればよいが、下り方向の自身宛の受信期間の長さに応じて可変に設定してもよい。
【００７３】
図６に示すように、まず、宅側装置２の電圧調整部４３は、ルックアップテーブル４５を初期化して（ステップＳＴ１）、当該テーブル４５の温度ポインタを前回の初期位置に設定してから（ステップＳＴ２）、温度測定部４４の測定値を参照して、前回から所定値以上の温度変化があったか否かを判定する（ステップＳＴ３，ＳＴ４）。
【００７４】
上記判定結果が肯定的である場合（温度変化ありの場合）には、電圧調整部４３は、測定温度に合わせて温度ポインタを移動し（ステップＳＴ５）、当該温度における電圧設定値の初期値をルックアップテーブル４５からロードし（ステップＳＴ６）、受信スケジュールを取得する（ステップＳＴ７）。
なお、上記判定結果が否定的である場合は、電圧調整部４３は、測定温度に応じた電圧設定値の初期値のロードを行わずに、受信スケジュールを測定する（ステップＳＴ７）。
【００７５】
次に、宅側装置２の電圧調整部４３が実行する行う電圧設定値の改善処理（ステップＳＴ８〜ＳＴ１４）について説明する。
この改善処理において、電圧調整部４３は、まず、その時の温度区分に対応する電圧変化の向き（増加又は減少）をルックアップテーブル４５から読み出すとともに、取得した受信スケジュールに基づいて、現在受信している下り信号が、どの宅側装置２宛ての時間帯であるか否かを判定する（ステップＳＴ８）。
【００７６】
この判定結果のうち、下り信号が自己宛である場合には、電圧調整部４３は、電圧設定値の変化幅を小さめ（例えば割合で１％）に設定して、ルックアップテーブル４５から読み出した向きで、その変更幅の分だけ電圧設定値を変更する（ステップＳＴ９）。
また、下り信号が自己宛以外である合には、電圧調整部４３は、電圧設定値の変化幅を大きめ（例えば割合で４％）に設定して、ルックアップテーブル４５から読み出した向きで、その変更幅の分だけ電圧設定値を変更する（ステップＳＴ１０）。
【００７７】
上記電圧設定値の変更が完了すると、宅側装置２の電圧調整部４３は、下り信号の誤り率を測定し（ステップＳＴ１１）、測定した誤り率を前回の誤り率と比較する（ステップＳＴ１２）。
この比較結果のうち、誤り率の変動が予め設定された一定量以内である場合には、敢えて電圧設定値を変更する必要がないので、電圧調整部４３は、変更した電圧設定値を元に戻す（ステップＳＴ１３）。
【００７８】
また、誤り率が上記一定量を超えて増加した場合には、前回の電圧設定値では誤り率が悪くなるから、電圧調整部４３は、変更した電圧設定値を元に戻すとともに、逆の電圧変化の向きをルックアップテーブル４５の対応位置に書き込む（ステップＳＴ１４）。
更に、誤り率が減少した場合には、今回行った電圧設定値の変更によって誤り率が良くなるから、電圧調整部４３は、変更した電圧設定値をルックアップテーブル４５の対応位置に書き込んで、今回の誤り率としてルックアップテーブル４５に保存する（ステップＳＴ１５）。
【００７９】
以上の感度調整制御を所定の制御サイクルで繰り返すことにより、電圧制御回路４２に対するバイアス電圧の改善値がトライアンドエラー方式によって探索される。
なお、本実施形態の宅側装置２においても、電圧設定値の改善処理（ステップＳＴ８〜ＳＴ１４）を行う場合の、誤り率の許容範囲が予めメモリ等に記録されており、電圧調整部２３は、この許容範囲内において改善値の探索を行う。
【００８０】
〔宅側装置の光受信部の効果〕
以上の通り、本実施形態に係る宅側装置２の光受信部３５によれば、電圧調整部（感度調整手段）４３が、測定した誤り率に応じてＡＰＤ３８による受信感度を調整するに当たって、下り方向の光信号Ｃ１の送信先の相違（すなわち、送信先が自己宛かそれ以外かの相違）に応じて異なった感度調整を実行するので、光信号Ｃ１の送信先が異なる場合であっても、ＡＰＤ３８に対する感度調整を適切に実行することができる。このため、運用中の光受信部１５のＡＰＤ１８に対する感度調整を正確に行うことができる。
【００８１】
また、本実施形態では、電圧調整部４３が、送信先が自己宛である下り方向の光信号Ｃ１だけでなく、送信先が自己宛以外である下り方向の光信号Ｃ１をも利用して改善値を探索するので、温度変化に伴ってＡＰＤ３８の受信感度の変動が発生し易い宅側装置２Ａの場合であっても、その受信感度を安定させることができる。
【００８２】
更に、本実施形態では、送信先が自己宛以外である下り方向の光信号Ｃ１の電圧設定値の変更幅が、送信先が自己宛である下り方向の光信号Ｃ１の場合よりも広めに設定されているので、自己宛の光信号Ｃ１によって改善値の探索をより慎重かつ正確に行うことができるとともに、自己宛以外の光信号Ｃ１によって改善値の探索をより大胆かつ迅速に行うことができる。
【００８３】
また、本実施形態に係る宅側装置２の光受信部２５の場合も、電圧調整部（感度調節手段）４３が、誤り率の許容範囲内においてバイアス電圧の改善値を探索するので、トライアンドエラー方式の探索を行うことによって運用中における光信号Ｃ１の誤り率が大幅に落ち込むことがなく、光信号Ｃ１の受信不良を未然に防止できるという利点がある。
【００８４】
〔その他の変形例〕
上記実施形態は例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は特許請求の範囲によって示され、そこに記載された構成と均等の範囲内のすべての変更は、本発明の権利範囲に包含される。
例えば、上記実施形態では、局側装置１と宅側装置２の双方に本発明の光受信装置を適用した場合を例示したが、それらのうちのいずれか一方のみに、本発明の光受信装置を適用してもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１      局側装置
２      宅側装置
２Ａ    宅側装置
２Ｂ    宅側装置
２Ｃ    宅側装置
５      光ファイバ（幹線）
６      光カプラ
７      光ファイバ（支線）
１５      光受信部（局側の光受信装置）
１８      光受信素子（ＡＰＤ）
２１      誤り率測定部（測定手段）
２３      電圧調整部（感度調整手段）
３５      光受信部（宅側の光受信装置）
３８      光受信素子（ＡＰＤ）
４１      誤り率測定部（測定手段）
４３      電圧調整部（感度調整手段）
Ｃ１      光信号（下り方向）
Ｂ１      光信号（上り方向）
Ｂ２      光信号（上り方向）
Ｂ３      光信号（上り方向）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011229067.tif 000009
【図８】
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