光接收功率监测器的校正装置和校正方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于使用APD 10(雪崩光电二极管)校正具有光接收功能的光学模块中的光接收功率监测器的测量值的装置和方法。
[0002]本申请是基于并且要求2012年8月16日提交的日本专利申请N0.2012-180414的优先权权益，该申请的内容通过引用并入本文。
【背景技术】
[0003]传统上，已经开发出并且在各种文献中公开了与光学模块的光接收功率监测器相关的技术。专利文献I公开了一种光功率计，该光功率计使用校正系数校正光接收灵敏度，以精确测量被测量光的光功率，即使光接收元件的光接收灵敏度随时间推移而下降。专利文献2公开了一种光学LAN系统，该光学LAN系统适于基于光接收功率检测器的值控制光学接收/发送模块的光输出信号。专利文献3公开了通过校正电路的暗电流或漏电流造成的偏移来提高精度的光接收功率监测器电路。专利文献4公开了在使用干涉计测量位置、长度、距离或光学长度的过程中补偿电子雪崩光电二极管(APD)进行的多次测量之间的取数据时间中的差异和不确定的技术。
[0004]SFF协会(小形状因子协会)已经创建了用于光学收发器的诊断监测接口的SFF-8472规范(参见非专利文献I)。当用该规范校正光学模块中的光接收功率监测器的测量值时，MPU(微处理单元)将测量值输入用于进行线性插值、三阶曲线插值等的计算公式中，以计算校正值。在SFF-8472规范中，基于光接收功率监测器的测量值，执行四阶插值的计算公式，以计算光接收功率的实际值(下文中，被称为校正值)。
[0005]实际值=AX ADC 值 4+B X ADC 值 3+C X ADC 值 2+D X ADC 值 +E
[0006]在以上的计算公式中，“ADC值”表示通过用A/D转换器将使用光电二极管将接收到的光转换成电信号而得到的模拟值转换成数字值而得到的测量值。另外，A、B、C、D和E表示用于校正的恒定值。
[0007]通常，为了实现光学模块中的小型化、低功耗和低成本，需要安装成本低且低速的MPUo然而，使用这种MPU使得难以通过在短时间内执行诸如四阶插值的高负荷处理基于光接收功率监测器的测量值来计算实际值。
[0008]当在不进行任何四阶插值计算的情况下用成本低且低速的MPU校正光接收功率监测器的测量值时，可通过致使MPU预先形成存储测量值和实际值之间的关系的表并且参考该表来获取与测量值对应的实际值。
[0009]专利文献3和专利文献4描述了以上传统技术。专利文献3公开了光接收功率监测器的结构示例，并且专利文献4公开了参考查询表以补偿APD特性的技术。
[0010][引用列表]
[0011][专利文献]
[0012][PTL1]
[0013]日本未经审查的专利申请公开N0.2005-249473
[0014][PTL2]
[0015]日本未经审查的专利申请公开N0.2009-033568
[0016][PTL3]
[0017]日本未经审查的专利申请公开N0.2010-212900
[0018][PTL4]
[0019]日本未经审查的专利申请公开(PCT申请的翻译)N0.2009-517693
[0020][非专利文献]
[0021][NPL I]
[0022]SFF 协会，URL:“ftp://ftp.Seagate.com/sff/SFF-8472.PDF” ；
[0023]“SFF-8472 Rev.11.3”
【发明内容】
[0024][技术问题]
[0025]然而，当光接收功率检测器的测量值的范围大时，与测量值对应的实际值(即，校正值)的数目增加，从而增大描述测量值和实际值之间的关系并且造成存储器使用增加的表的大小。
[0026]本发明是依据以上情形实现的，本发明的目的是提供光学模块中的光接收功率监测器的校正装置和校正方法，其允许减小光接收功率监测器的测量值校正表的大小并且允许高精度获取对应于测量值的校正值。
[0027][问题的解决方案]
[0028]本发明涉及一种光学模块的光接收功率监测器的校正装置。所述校正装置包括:存储单元，其存储校正表，当校正信号光的光接收功率的测量值时参考所述校正表并且所述校正表基于多个参考值和多个实际值之间的相关性预先存储多个校正值；信号处理单元，其当指示所述信号光的光接收功率的测量值的输入值匹配所述校正表中的参考值时从所述校正表读取与所述参考值相关联的校正值，并且当所述输入值不匹配所述校正表中的任何参考值时根据基于所述输入值的预定计算公式计算校正值。另外，按以下这种方式将所述多个校正值存储在所述校正表中:相比于所述实际值的变化相对于所述参考值的变化大的区间，对于所述实际值的变化相对于所述参考值的变化小的区间，多个参考值之间的间隔较小。
[0029]本发明涉及一种光学模块的光接收监测器的校正方法。所述校正方法包括:按以下这种方式将多个校正值存储在校正表中:相比于实际值的变化相对于参考值的变化大的区间，对于所述实际值的变化相对于所述参考值的变化小的区间，多个参考值之间的间隔较小，当校正信号光的光接收功率的测量值时参考所述校正表并且所述校正表基于多个参考值和多个实际值之间的相关性存储多个校正值；当指示所述信号光的光接收功率的测量值的输入值匹配所述校正表中的参考值时，从所述校正表读取与所述参考值相关联的校正值，并且当所述输入值不匹配所述校正表中的任何参考值时，根据基于所述输入值的预定计算公式计算校正值。
[0030]本发明涉及一种包含光学模块的光接收功率监测器的校正方法的程序。
[0031][本发明的有益效果]
[0032]在根据本发明的方面的校正装置和校正方法中，在通过将多个参考值和多个校正值彼此相关联来存储它们的校正表中，相比于均用多个位表示的指示信号光的光接收功率的测量值的数字输入值的数目，参考值的数目少，使得校正表的存储容量可减小。另外，通过使用针对输入值所属的参考值的各范围而设置的非线性计算公式，允许计算即使是不匹配校正表中存储的任何参考值的输入值的校正值。此外，按以下这种方式将多个校正值存储在校正表中:相比于实际值的变化相对于参考值的变化大的区间，对于所述实际值的变化相对于所述参考值的变化小的区间，多个参考值之间的间隔较小。这样造成在相比于表现出参考值变化率大的线性插值表现出的参考值变化率较小高阶曲线插值中精细地设置校正值，从而允许高精度地计算与输入值对应的校正值。
【附图说明】
[0033]图1是根据本发明的第一实施例的光学模块的框图；
[0034]图2是示出光学模块中APD的光接收功率和输出电流之间的相关性的特征图表；
[0035]图3是示出光学模块中光接收功率的ADC测量值和实际值之间的相关性的特征图表;
[0036]图4是示出光学模块的存储器中存储的校正表的存储内容的表；
[0037]图5是示出光学模块的MPU执行的校正处理的流程图；
[0038]图6是示出光学模块的MPU执行的线性插值的特征图表；
[0039]图7是根据本发明的第二实施例的光学模块的框图；
[0040]图8是示出光学模块的存储器中存储的校正表的存储内容的表；
[0041]图9是示出光学模块的存储器中存储的计算信息表的存储内容的表；
[0042]图10是示出光学模块的MPU执行的校正处理的流程图；
[0043]图11是示出基于计算信息表的非线性插值功能的特征图表；
[0044]图12是示出根据本发明的第三实施例的光学模块的存储器中存储的校正表的存储内容的表；
[0045]图13是示出根据本发明的第三实施例的光学模块的存储器中存储的计算信息表的存储内容的表；
[0046]图14是示出基于计算信息表的非线性插值函数的特征图表；以及
[0047]图15是根据以上实施例的基本结构的数据校正装置的框图。
【具体实施方式】
[0048]将参考各实施例和附图提供对根据本发明的各实施例的光学模块中的光接收功率监测器的校正装置和校正方法。
[0049]第一实施例
[0050]图1是根据本发明的第一实施例的光学模块10的框图。光学模块10包括APD (雪崩光电二极管)1、TIA(跨阻抗放大器)2、LIM(限制放大器)3、ADP驱动电源4、电流镜电路5、电流电压转换电路6、A/D转换器7、MPU 8和存储器9。存储器9具有校正表91。光学模块10设置有光接收功能和光接收功率监测功能，光接收功能用于将APDl接收的信号光转换成主信号输出，光接收功率监测功能用于测量APDl的光接收功率。
[0051]作为光接收元件的APD I输出与接收到的信号光对应的电流Iapd。作为预放大器的TIA 2以与反馈电阻器R的电阻值成比例的增益放大APD I产生的电流Iapd，以转换成电压信号。作为后放大器的UM3将TIA 2的输出信号放大直至预定大小，以产生主信号输出。
[0052]电流镜电路5将APD驱动电路4作为恒压源操作以驱动APD I并且还产生与APDI中产生的电流Iapd成比例的电流Icm，以将电流Icm输出到电流电压转换电路6。电流电压转换电路6将电流Icm转换成电压信号，以将电压信号输出到A/D转换器7。
[0053]A/D转换器7将电流电压转换电路6的电压信号转换成数字值，以将数字值输出到MPU 8。MPU 8根据信号光的光接收功率的实际值，执行用于校正A/D转换器7的数字值(下文中被称为ADC测量值ad)的校正处理。校正处理校正APD I的输入信号光的光接收功率的实际值和ADC测量值ad之间的误差。图2示出光接收功率的实际值和ADC测量值ad之间的相关性，其中，在这两个值之间创建预先设置的非线性相关性。在MPU 8执行的校正处理中，基于图2中示出的相关性和计算信息，使用预先设置的表计算与ADC测量值ad对应的校正值。
[0054]将参考图2和图3提供对MPU 8执行的校正处理的概况的描述。图2是示出APDI的光接收功率和APD I的输出电流Iapd之间的关系的特征图表，其中，水平轴表示APD I的光接收功率并且垂直轴表示APD I的输出电流Iapd。总体上，图2中的示出的非线性相关性是在APD I的光接收功率和APD I的输出电流Iapd之间创建的。另外，图2的相关性还包括APD I的暗电流的影响。
[0055]图3是示出ADC测量值ad和实际值之间的关系的特征图表，其中，水平轴表示ADC测量值ad并且垂直轴表示实际值。在图3的特征图表中，在ADC测量值和实际值之间创建四阶曲线插值关系。
[0056]实际值=AX (ADC 测量值 ad) 4+B X (ADC 测量值 ad) 3+C X (ADC 测量值)2+D X