DE60213726T2

DE60213726T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Ursprungs des Qualitätsverlustes von optischen Signalen

Info

Publication number: DE60213726T2
Application number: DE60213726T
Authority: DE
Inventors: c/o NTT Intel. Prop. Center Ippei Musashino-shi Shake; c/o NTT Intel. Prop. Center Hidehiko Musashino-shi Takara; c/o NTT Intel. Prop. Center Kentaro Musashino-shi Uchiyama
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2001-07-13
Filing date: 2002-06-25
Publication date: 2007-08-16
Anticipated expiration: 2022-06-26
Also published as: EP1276253A3; US20030011837A1; EP1276253A2; EP1276253B1; US7200328B2; DE60213726D1; ATE336114T1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und System zur Bestimmung des Ursprungs des Qualitätsverlustes bei einem optischen Signal in der optischen Kommunikation.
Die Punkt-zu-Punkt- oder Punkt-zu-Multipunkt-Kommunikation in der optischen Kommunikation bündelt bis heute Signale durch Anwendung eines optischen Zeitmultiplexverfahrens (OTDM) auf durch ein synchrones Netzwerk angebotene Rahmen.
Ein derartiges OTDM verwendet ein Übertragungssystem wie etwa ein(e) synchrones optisches Netzwerk (SONET)/synchrone digitale Hierarchie (SDH). Das SONET/SDH-Übertragungssystem definiert Verwaltungsdaten (auch: Overhead) zum Durchführen einer effizienten Signalübertragung (vgl. ITU-T Recommendation G707), wobei die Verwaltungsdaten eine Bitverschachtelungsparität genannte Paritätsüberprüfung zwischen Zwischenverstärkern und zwischen Leitungsanschlussmultiplexendgeräten zur Identifikation eines Fehlerabschnitts oder für den Erhalt eines Signals zum Schalten und Aktivieren von Betriebsvorgängen ausführen.
Das Signalqualitätsüberwachungssystem wie etwa das SONET/SDH-Übertragungssystem erfordert jedoch ein Empfangssystem, das der Bitrate der zur handhabenden Signale, dem Signalformat und dem Modulationsverfahren (d.h. NRZ (keine Rückkehr auf Null) oder RZ (Rückkehr auf Null)) entspricht. Das Empfangssystem umfasst eine Taktextraktionsschaltung, eine Empfangsschaltung, eine Rahmenerfassungsschaltung und eine Fehlererfassungsschaltung wie etwa eine Paritätsüberprüfungsschaltung oder eine Zuordnungsschaltung. Daher reicht ein einzelnes Empfangssystem zur Handhabung einer gegebenen Bitrate, eines Signalformats oder Modulationsverfahrens nicht aus. Zudem muss das bekannte optische Signalüberwachungssystem die elektrische Signalverarbeitung nach Umwandlung des optischen Signals in das elektrische Signal ausführen. Folglich ist seine Anwendung auf ein optisches System mit Verstärkern und Zwischenverstärkern in Anbetracht der Kosteneffizienz schwierig. Selbst falls beispielsweise ein Netzwerkfehler erfasst wird, kann der Abschnitt zwischen den optischen Systemen mit Verstärker und Zwischenverstärker, bei dem der Fehler auftritt, nicht identifiziert werden.
In Anbetracht dessen ist es wesentlich, ein ökonomisches Dienstübertragungsnetzwerk aufzubauen, das eine ausreichende Kommunikationsbefähigung pro Dienst aufweist, und eine Vielzahl von Signalformaten und Signalbitraten handhaben kann. Das optische Netzwerk ist äußerst vielversprechend, weil es die Kommunikationsbefähigung unter Verwendung von OTDM oder Wellenlängenmultiplex (WDM) erweitern kann, und gegenüber der Signalbitrate, dem Signalformat und dem Modulationsverfahren Transparenz aufweist.
Somit wird als für ein derartiges optisches Netzwerk geeignetes optisches Signalqualitätsüberwachungssystem ein Verfahren zum Bewerten eines optischen Signalqualitätsparameters aus einem Amplitudenhistogramm vorgeschlagen (vgl. Druckschrift EP-0-920150 A2). 17 zeigt das bekannte Beispiel. Ein optischer Signalqualitätsüberwachungsabschnitt 1701 gemäß dem bekannten Beispiel umfasst einen Messabschnitt für ein optisches Signalamplitudenhistogramm 1703, einen Bewertungsabschnitt für den durchschnittlichen Gütefaktorparameter 1705, und einen Bewertungsabschnitt für die optische Signalqualität 1707. Der Messabschnitt für das optische Signalamplitudenhistogramm 1703 erhält ein optisches Signalamplitudenhistogramm aus einem optischen Signal unter Messung mit einer Bitrate von f₀ (Bit/s). Der Bewertungsabschnitt für den durchschnittlichen Gütefaktorparameter 1705 bewertet einen durchschnittlichten Gütefaktorparameter als den optischen Signalqualitätsparameter aus dem optischen Signalamplitudenhistogramm. Der Bewertungsabschnitt für die optische Signalqualität 1707 analysiert den durchschnittlichen Gütefaktorparameter zum Ausführen der optischen Signalqualitätsüberwachung.
Um den heutzutage scharf ansteigenden Anforderungen für Multimediadienste gerecht zu werden, ist es nötig, nicht nur die Kommunikationsbefähigung individueller Dienste zu erhöhen, sondern auch ein zur effizienten Handhabung einer Vielzahl von Signalbitraten und Signalformaten befähigtes Netzwerk aufzubauen, das etwa mit Video, Audio, Daten und dergleichen verbunden ist. Diesbezüglich sind die Verschlechterungsfaktoren für die zu überwachenden optischen Signale verschiedenartig, wie etwa die Verschlechterung beim optischen Signal/Rausch-Verhältnis aufgrund des Verlustes in einer optischen Übertragungsfaser, dem Verlust innerhalb eines Übertragungsanschlusses, und der Verschlechterung bei einer Lichtquelle, sowie die Wellenformverzerrung aufgrund der chromatischen Dispersion in der optischen Übertragungsfaser. Somit ist insbesondere eine Überwachung entsprechend den individuellen Verschlechterungsfaktoren erforderlich.
Obwohl jedoch der durchschnittliche Gütefaktorparameter beim bekannten Beispiel gegenüber der Verschlechterung im optischen Signal/Rausch-Verhältnis und der Wellenformverzerrung aufgrund der chromatischen Dispersion empfindlich ist, kann er ihre Ursachen nicht unterscheiden.
Der Artikel „Quality Monitoring of Optical Signals Influenced by Chromatic Dispersion in a Transmission Fibre using Averaged Q-Factor Evaluation", I. Shake et al. (IEEE Photonics Technology Letters, Band 13 (4), April 2001, Seiten 385–378) offenbart eine Anordnung zur Überwachung der Qualität von digitalen Übertragungen in einer optischen Faser, welche die Erzeugung von Amplitudenhistogrammen für Signalpegel eines "Pegels 1" und eines "Pegels 0" einbezieht, und daraus Abschätzungen für das Signal/Rausch-Verhältnis und die Wellenformverzerrung aufgrund der chromatischen Abweichung ableitet.
Der Artikel „Optical signal quality maintaining method based on optical sampling", von I. Shake et al. (IEE Electronics Letters, Band 34 (22), 29. Oktober 1998, Seiten 2152–2145) offenbart ein Verfahren zur Überwachung der Qualität eines optischen Signals durch Messen des durchschnittlichen Gütefaktors.
Die vorliegende Erfindung erfolgte zur Lösung der vorstehend beschriebenen Probleme. Demzufolge liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und System zur Bestimmung des Ursprungs des Qualitätsverlustes eines optischen Signals bereitzustellen, welche zu einer Implementierung eines kostengünstigen und hoch zuverlässigen optischen Netzwerks beitragen, das zur Aufnahme von Multimediadiensten befähigt ist, welche eine große Kommunikationsleistungsfähigkeit pro Dienst und eine Vielzahl von Signalformaten und Signalbitraten aufweisen.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung wird ein Verfahren zur Bestimmung des Ursprungs des Qualitätsverlusts eines optischen Signals bereitgestellt, wobei das Verfahren versehen ist mit: einem optischen Signalamplitudenhistogrammmessschritt zum Erzielen eines optischen Signalamplitudenhistogramms, um von einem unter Messung stehenden optischen Signal ein optisches Signalamplitudenhistogramm zu erhalten, wobei das optische Signalamplitudenhistogramm von der Intensitätsverteilung des optischen Signals innerhalb einer Mittelungszeitperiode erhalten wird; einem Schritt zum Erzeugen einer einem „Niveau 0" zugeordneten Amplitudenhistogrammverteilungsfunktion g0, die aus einem Teil des Amplitudenhistogramms abgeschätzt wird, der unter einem vorausbestimmten Intensitätsschwellenwert liegt; einem Schritt zum Erzeugen einer mit einem „Niveau 1" zugeordneten Amplitudenhistogrammverteilungsfunktion g1, die aus einem Teil des Amplitudenhistogramms abgeschätzt wird, der über einem anderen vorausbestimmten Intensitätsschwellenwert liegt, einem Schritt zum Erhalten von Intensitätsmittelwerten und Standardabweichungen von den Funktionen g1 und g0; einem Messschritt zum Erhalten eines gemittelten Q-Faktor-Parameters, der erhalten wird als das Verhältnis |m1 – m0|/(s1 + s0) von einer Differenz |m1 – m0| zwischen den Intensitätsmittelwerten der Funktionen g1 und g0 zu der Summe (s1 + s0) der Standardabweichungen der Funktionen g1 und g0; und einem Wellenformverzerrungsparameterbewertungsschritt, um einen Wellenformverzerrungsparameter zu erhalten, wobei der Wellenformverzerrungsparameter die Standardabweichung s1 der Amplitudenhistogrammverteilungsfunktion g1 ist, die dem „Niveau 1" zugeordnet ist; wobei das Verfahren zur Bestimmung des Ursprungs des Qualitätsverlusts eines optischen Signals ferner versehen ist mit einem Bestimmungsschritt der Qualität des optischen Signals, um zu bestimmen, dass ein Faktor des Qualitätsverlustes eines optischen Signals einen Messwert des gemittelten Q-Faktor-Parameters und einen Messwert des Wellenformverzerrungsparameters verwendet, wie sie bei dem Schritt zum Bestimmen des gemittelten Q-Faktor-Parameters und dem Schritt zum Bestimmen des Wellenformverzerrungsparameters erhalten werden, wobei der Bestimmungsschritt für die optische Signalqualität eine Entscheidung darüber trifft, ob ein Hauptfaktor für den Qualitätsverlust des optischen Signals die Wellenformverzerrung in dem optischen Signal unter Messung ist, oder nicht, indem sowohl der gemittelte Q-Faktor-Parameter als auch der Wellenformverzerrungsparameter bewertet werden.
Der Bestimmungsschritt für die Qualität des optischen Signals kann einen Bestimmungsschritt für den Erhalt eines Wellenformverzerrungsparameters aufweisen, der ein Qualitätsparameter des optischen Signals aus dem optischen Signalamplitudenhistogramm ist, das in dem Messschritt für das optische Signalamplitudenhistogramm erhalten wird.
Der Bestimmungsschritt für optische Signalqualität kann einen Anfangswertspeicherschritt zum Speichern in ein Speichermedium von zumindest einem Anfangswert oder einer Anfangscharakteristik des gemittelten Q-Faktor-Parameters und des Wellenformverzerrungsparameters ohne Qualitätsverlust des optischen Signals bei der Systeminstallation beinhalten, welcher unter Verwendung des Bestimmungsschrittes für den gemittelten Q-Faktor-Parameter und des Bestimmungsschrittes für den Wellenformverzerrungsparameter erhalten werden; und einen Schritt zum Bestimmen eines Qualitätsverlustfaktors des optischen Signals unter Verwendung eines Messwertes und des gemittelten Q-Faktor-Parameters und eines Messwertes des Wellenformverzerrungsparameters, die bei dem Bestimmungsschritt für den gemittelten Q-Faktor-Parameter und dem Bestimmungsschritt für den Wellenformverzerrungsparameter erhalten werden, und wobei zumindest einer der bei dem Anfangszustandspeicherschritt in dem Speichermedium gespeicherten Anfangswerte und Anfangscharakteristiken verwendet wird.
Der Messschritt für das optische Signalamplitudenhistogramm kann umfassen: einen opto-elektrischen Wandlerschritt zum Umwandeln des optischen Signals unter Messung mit einer Bitrate von f₀ (bit/s) in ein elektrisches intensitätsmoduliertes Signal; einen elektrischen Abtastschritt zum Abtasten des bei dem opto-elektrischen Wandlerschritt erhaltenen elektrischen intensitätsmodulierten Signals durch einen Abtasttakt mit einer Wiederholfrequenz von f₁ (Hz) = (n/m)f₀ + a, wobei n und m natürliche Zahlen sind, und a eine Frequenzverschiebung ist; und einen Histogrammbestimmungsschritt für den Erhalt einer optischen Signalintensitätsverteilung aus dem bei dem elektrischen Abtastschritt erhaltenen abgetasteten Signal, und für den Erhalt des optischen Signalamplitudenhistogramms aus der optischen Signalintensitätsverteilung innerhalb einer Mittelungszeitperiode.
Der Messschritt für das optische Signalamplitudenhistogramm kann umfassen: einen optischen Vereinigungsschritt zum Vereinigen des optischen Signals unter Messung mit einer Bitrate f₀ (bit/s) mit einem optischen Abtastimpulszug, dessen Wiederholungsfrequenz f₁ (Hz) = (n/m)f₀ + a ist, wobei n und m natürliche Zahlen sind, und a eine Verschiebefrequenz ist, und dessen Impulsbreite im Wesentlichen schmäler als ein Zeitschlitz mit einer Bitrate von f₀ (bit/s) ist; einem Erzeugungsschritt für eine Kreuzkorrelation eines optischen Signals durch Einführen des vereinigten Lichts, das bei dem optischen Vereinigungsschritt zusammengeführt wurde, in ein lichtlineares optisches Medium zum Induzieren einer nicht-linearen Wechselwirkung zwischen dem optischen Signal unter Messung von dem optischen Abtastimpulszugs; einem optischen Aufteilungsschritt zum Aufteilen des bei dem Erzeugungsschritt für eine Kreuzkorrelation eines optischen Signals erhaltenen Kreuzkorrelierten optischen Signals aus dem optischen Signal unter Messung und dem am Abtastimpulszug; ein opto-elektrischen Umwandlungsschritt zum Umwandeln des kreuzkorrelierten optischen Signals, das durch Aufteilen bei dem optischen Aufteilungsschritt erhalten wird, in ein elektrisches intensitätsmoduliertes Signal; und einem Histogrammbestimmungsschritt für den Erhalt einer optischen Signalintensitätsverteilung aus dem bei dem optoelektronischen Wandlerschritt erhaltenen elektrischen intensitätsmodulierten Signal, und für den Erhalt des optischen Signalamplitudenhistogramms aus der optischen Signalintensitätsverteilung innerhalb der gemittelten Zeitperiode.
Die Erfindung umfasst ein System zur Bestimmung des Ursprungs des Qualitätsverlustes eines optischen Signals, wobei die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durch entsprechende Einrichtungen ersetzt sind.
Die vorstehend beschriebene Konfiguration kann den Verlustfaktor für die optische Signalqualität überwachen. Somit kann ein kostengünstiges und hochzuverlässiges optisches Netzwerk implementiert werden, das zur Aufnahme von Multimediadiensten in der Lage ist, welche mit einer hohe Kommunikationsleistungsfähigkeit pro Dienst und einer Vielzahl von Signalformaten und Signalbitraten aufweisen.
Diese und andere Wirkungen, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung ihrer Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung näher ersichtlich.
Die 1A und 1B zeigen Blockschaltbilder von je einer Konfiguration eines Systems zum Bestimmen des Ursprungs des Qualitätsverlustes eines optischen Signals gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 zeigt ein Flussdiagramm zur Darstellung eines Bestimmungsalgorithmus der Verlustfaktoren für das optische Signal, die durch das System zum Bestimmen des Ursprungs des Qualitätsverlustes eines optischen Signals nach dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet werden;
3 zeigt ein Blockschaltbild einer Konfiguration des Messabschnitts für das optische Signalamplitudenhistogramm gemäß den 1A und 1B;
4 zeigt ein Blockschaltbild einer weiteren Konfiguration des Messabschnitts für das optische Signalamplitudenhistogramm gemäß den 1A und 1B;
Die 5A und 5B zeigen Charakteristikdiagramme eines Histogrammbestimmungsverfahrens bei dem System zum Bestimmen des Ursprungs des Qualitätsverlustes eines optischen Signals, wie es in den 1A und 1B gezeigt ist;
Die 6A bis 6E zeigen Charakteristikdiagramme von einem ersten Beispiel für den Bestimmungsalgorithmus des gemittelten Gütefaktorparameters und des Wellenformstörungsparameters bei dem System zur Bestimmung des Ursprungsqualitätsverlustes eines optischen Signals, wie es in den 1A und 1B gezeigt ist;
Die 7A bis 7E zeigen Charakteristikdiagramme von einem zweiten Beispiel für den Bestimmungsalgorithmus des gemittelten Gütefaktorparameters und des Wellenformstörungsparameters bei dem System zur Bestimmung des Ursprungsqualitätsverlustes eines optischen Signals gemäß den 1A und 1B;
Die 8A bis 8F zeigen Charakteristikdiagramme von einem dritten Beispiel des Bestimmungsalgorithmus des gemittelten Gütefaktorparameters und des Wellenformstörungsparameters bei dem System zur Bestimmung des Ursprungs des Qualitätsverlustes eines optischen Signals gemäß den 1A und 1B;
Die 9A bis 9C zeigen Charakteristikdiagramme eines vierten Beispiels des Bewertungsalgorithmus des gemittelten Gütefaktorparameters und Wellenformstörungsparameters bei dem System zur Bestimmung des Ursprungs des Qualitätsverlustes eines optischen Signals gemäß den 1A und 1B;
Die 10A bis 10C zeigen graphische Darstellungen von optischen Signalamplitudenhistogrammen, die aus einem optischen NRZ-Signal von 10 Gbit/s bei dem System zum Bestimmen des Ursprungs des Qualitätsverlustes eines optischen Signals gemäß den 1A und 1B erhalten werden;
Die 11A und 11B zeigen graphische Darstellungen zur experimentellen Bestätigung der Neigung, dass die Ursachen der gemittelten Gütefaktorreduktion in dem Fall verschieden sind, wenn nur eine Wellenformverzerrung vorliegt, sowie wenn nur der Verlust bei dem optischen Signal/Rausch-Verhältnis vorliegt;
Die 12A und 12B zeigen Blockschaltbilder von je einer Konfiguration eines Systems zum Bestimmen des Ursprungs des Qualitätsverlustes eines optischen Signals nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
13 zeigt ein Flussdiagramm zur Darstellung eines Bestimmungsalgorithmus der Verlustfaktoren für ein optisches Signal, wie sie durch das System zum Bestimmen des Ursprungs des Qualitätsverlustes eines optischen Systems nach dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet werden;
14 zeigt ein schematisches Diagramm zur Darstellung einer Charakteristik des Bestimmungsabschnitts für den Signal/Rausch-Verhältnisparameter gemäß den 12A und 12B;
Die 15A und 15B zeigen Blockschaltbilder von je einer Konfiguration eines Systems zur Bestimmung des Ursprungs des Qualitätsverlustes eines optischen Signals nach einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
16 zeigt ein Flussdiagramm zur Darstellung eines Bestimmungsalgorithmus für die Verlustfaktoren eines optischen Signals, der durch das System zur Bestimmung des Ursprungs des Qualitätsverlustes eines optischen Signals nach dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird; und
17 zeigt ein Blockschaltbild von einer Konfiguration eines bekannten Qualitätsüberwachungsabschnitts für ein optisches Signal.
Die Konfigurationen und Betriebsvorgänge der erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele sind nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Die 1A und 1B zeigen ein System zur Bestimmung des Ursprungs des Qualitätsverlustes eines optischen Signals nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das System zur Bestimmung des Ursprungs des Qualitätsverlustes eines optischen Signals 101 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst einen Messabschnitt 103 für ein optisches Signalamplitudenhistogramm, einen Bewertungs- bzw. Bestimmungsabschnitt 105 für einen gemittelten bzw. durchschnittlichen Gütefaktorparameter (auch: Q-Faktor-Parameter), einen Bestimmungsabschnitt 107 für einen Wellenformstörungsparameter, einen Speicherabschnitt für einen Anfangszustand 109 und einen Bewertungsabschnitt für die optische Signalqualität.
Der Messabschnitt 103 für ein optisches Signalamplitudenhistogramm erhält ein optisches Signalamplitudenhistogramm von dem in Messung befindlichen Signal. Der Bestimmungsabschnitt 105 für den gemittelten Gütefaktorparameter erhält den gemittelten Gütefaktorparameter als den optischen Signalqualitätsparameter aus dem optischen Signalamplitudenhistogramm. Der Bestimmungsabschnitt 107 für den Wellenformstörungsparameter erhält den Wellenformstörungsparameter als den optischen Signalqualitätsparameter aus dem optischen Signalamplitudenhistogramm. Der Speicherabschnitt 109 für einen Anfangszustand speichert die Anfangswerte oder Anfangscharakteristiken des gemittelten Gütefaktorparameters und Wellenformstörungsparameters bei der Systeminstallation ohne einen Qualitätsverlust des optischen Signals in das Speichermedium.
Der Bewertungsabschnitt 111 für die optische Signalqualität bewertet einen Qualitätsverlustfaktor für das optische Signal unter Verwendung des Messwertes des gemittelten Gütefaktorparameters und des Messwertes des Wellenformstörungsparameters, und der Anfangswerte oder Anfangscharakteristiken, die in dem Speichermedium des Speicherabschnitts 109 für einen Anfangszustand gespeichert sind. Dabei entscheidet der Bewertungsabschnitt 111 darüber, ob der Hauptfaktor des Qualitätsverlustes eines optischen Signals die Wellenformstörung bei dem in Messung befindlichen optischen Signal ist oder nicht, indem sowohl der gemittelte Gütefaktorparameter als auch der Wellenformstörungsparameter bestimmt und bewertet werden.
Nachstehend ist der Ablauf zur Überwachung des Qualitätsverlustfaktors für das optische Signal nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
Schritt 201: Bestimmen (a) nur von Anfangswerten oder (b) der Abhängigkeit des durchschnittlichen Gütefaktorparameters und des Wellenformstörungsparameters von der Verschlechterung des optischen Signal/Rausch-Verhältnisses bei der Systeminstallation, bei der keine Signalverschlechterung auftritt.
Schritt 203: Speichern der bei Schritt 201 erhaltenen Messergebnisse in den Speicherabschnitt 109 für den Anfangszustand (vgl. bis zu diesem Schritt 1A).
Schritt 205: Bestimmen des durchschnittlichen Gütefaktorparameters und des Wellenformstörungsparameters zu festen Zeitintervallen nach dem Beginn des Systembetriebs.
Schritt 207: Jedes Mal, wenn der durchschnittliche Gütefaktorparameter und der Wellenformstörungsparameter gemessen werden, vergleicht der Bewertungsabschnitt 111 für die optische Signalqualität diese mit Anfangswerten oder in dem Speicherabschnitt 109 für einen Anfangszustand gespeicherten Abhängigkeitsdiagrammen für die Verschlechterung des optischen Signal/Rausch-Verhältnisses.
Schritt 209: Wenn eine Verschlechterung bei dem durchschnittlichen Gütefaktorparameter vom Anfangswert beobachtet wird, oder wenn der durchschnittliche Gütefaktorparameter unter einen vorbestimmten Schwellenwert des Abhängigkeitsdiagramms für die Verschlechterung des optischen Signal/Rausch-Verhältnisses in dem Speicherabschnitt für einen Anfangszustand fällt, wird folgende Entscheidung getroffen:

(a) Wenn der Wellenformstörungsparameter gar nicht oder nur leicht variiert, wird entschieden, dass der Verschlechterungsfaktor nicht auf einer Wellenformstörung beruht.
(b) Wenn der Wellenformstörungsparameter stark variiert, wird entschieden, dass der Verschlechterungsfaktor hauptsächlich auf einer Wellenformstörung beruht (vgl. 1B bis zu diesem Schritt).

Der Messabschnitt 103 für das optische Signalamplitudenhistogramm setzt sich aus einem opto-elektrischen Wandler 303, einem elektrischen Abtastoszilloskop 305 und einem Histogrammbewertungsabschnitt 307 zusammen, wie es beispielsweise in 3 gezeigt ist. Bei dieser Konfiguration wandelt der opto-elektrische Wandler 303 das unter Messung befindliche optische Signal mit einer Bitrate von f₀ (bit/s) in ein elektrisches intensitätsmoduliertes Signal um; das elektrische Abtastoszilloskop 305 tastet das elektrische intensitätsmodulierte Signal unter Verwendung des Abtasttakts mit einer Wiederholungsfrequenz von f₁ (Hz) ab (mit f₁ = (n/m)f₀ + a, wobei n und m natürliche Zahlen und a eine Verschiebefrequenz bezeichnen); und der Histrogrammbewertungsabschnitt 307 erhält die optische Signalintensitätsverteilung von dem durch das Abtastoszilloskop 305 erhaltenen abgetasteten Signal gemäß den 5A und 5B, und das optische Signalamplitudenhistogramm aus der optischen Signalintensitätsverteilung innerhalb einer bestimmten Mittelungszeitperiode.
4 zeigt ein weiteres Beispiel für den Messabschnitt 103 für das optische Signalamplitudenhistogramm. Der Messabschnitt 103 für das optische Signalamplitudenhistogramm umfasst ein optisches Abtastoszilloskop 405 und einen Histogrammbewertungsabschnitt 307.
Das optische Abtastoszilloskop 405 kann ein bekanntes optisches Abtastverfahren verwenden (vgl. H. Takara, S. Kawanishi, A. Yokoo, S. Tomaru, T. Kitoh, und M. Saruwatari: „100 Gbit/s optical signal eye-diagram measurement with optical sampling using organic nonlinear optical crystal", Electronic Letters, Band 24, S. 2256–2258, 1996). Im Einzelnen umfasst das optische Abtastoszilloskop 405 einen optischen Verbindungsabschnitt zum Kombinieren des in Messung befindlichen optischen Signals, dessen Bitrate f₀ (bit/s) ist, mit einem abtastenden optischen Impulszug, dessen Wiederholungsfrequenz f₁ (Hz) ist (mit f₁ = (n/m)f₀ + a, wobei n und m natürliche Zahlen und a eine Verschiebefrequenz bezeichnen), und dessen Impulsbreite ausreichend schmaler als der Zeitschlitz mit einer Bitrate f₀ (bit/s) ist; einen Kreuzkorrelationserzeugungsabschnitt für ein optisches Signal zum Erhalten eines kreuzkorrelierten optischen Signals durch Eingeben des in Messung befindlichen optischen Signals und des abtastenden optischen Impulszuges in ein nicht lineares optisches Medium zum Hervorbringen der nicht linearen Wechselwirkung zwischen diesen; einen optischen Aufteilungsabschnitt zum Aufteilen des kreuzkorrelierten optischen Signals aus dem in Messung befindlichen optischen Signal und dem abtastenden optischen Impulszug; einen opto-elektrischen Wandler zum Umwandeln des durch den optischen Aufteilungsabschnitt abgeteilten kreuzkorrelierten optischen Signals in das elektrische intensitätsmodulierte Signal; und einen Histrogrammbewertungsabschnitt zum Berechnen der optischen Signalintensitätsverteilung von dem elektrischen intensitätsmodulierten Signal gemäß den 5A und 5B, und für den Erhalt eines optischen Signalamplitudenhistogramms aus der optischen Signalintensitätsverteilung innerhalb der Mittelungszeitperiode.
Alternativ umfasst das optische Abtastoszilloskop 405 einen Abtasttakterzeugungsabschnitt; einen optischen Auftastabschnitt zum Abtasten des optischen Signals, dessen Bitrate f₀ (bit/s) ist, unter Verwendung eines Abtasttakts, der durch den Abtasttakterzeugungsabschnitt erzeugt wird, und dessen Wiederholungsrate f₁ (Hz) ist (mit f₁ = (n/m)f₀ + a, wobei n und m natürliche Zahlen und a eine Verschiebefrequenz sind); einen opto-elektrischen Wandler für den Empfang des abgetasteten optischen Signals von dem optischen Auftastabschnitt und zu dessen Umwandlung in ein abgetastetes elektrisches Signal; und einen Histogrammbestimmungsabschnitt zum Berechnen der optischen Signalintensitätsverteilung aus dem abgetasteten elektrischen Signal, und für den Erhalt des optischen Signalamplitudenhistogramms aus der optischen Signalintensitätsverteilung innerhalb einer bestimmten Mittelungszeitperiode. Dabei kann der Abtasttakterzeugungsabschnitt eine elektrische Kurzpulserzeugung durch eine synthetisierte Signalerzeugung plus eine Kammsignalerzeugung verwenden. Ferner kann nach Bedarf vor oder nach der Kammsignalerzeugung ein elektrischer Verstärker oder ein Basisbandabkapper verwendet werden. Der optische Auftastabschnitt kann den Auftastvorgang durch einen elektroabsorbierenden optischen Modulator verwenden.
Der Bestimmungsabschnitt 105 für den gemittelten Gütefaktorparameter und der Bestimmungsabschnitt 107 für den Wellenformstörungsparameter gemäß den 1A und 1B kann das in den 6A bis 9C dargestellte Bestimmungsverfahren verwenden.
Der Bestimmungsalgorithmus für den gemittelten Gütefaktorparameter und den Wellenformstörungsparameter gemäß den 6A bis 6E ist wie folgt.

(1) Für das durch den Messabschnitt 103 für ein optisches Signalamplitudenhistogramm erhaltene optische Signalamplitudenhistogramm (6A)
(2) ist ein lokales Maximum m0' zu bestimmen, in dem von dem geringsten Intensitätspegel des Amplitudenhistogramms zu suchen ist (6B).
(3) Nachfolgend ist die Anzahl der Abtastpunkte von dem Abtastpunkt m0' mit dem maximalen Intensitätspegel zum kleineren Intensitätspegel zu integrieren, und die Anzahl der Abtastpunkte N(mittel) wie folgt zu berechnen: N(mittel) = N(gesamt) × D × M,wobei N(gesamt) die Gesamtanzahl der Abtastpunkte, D die relative Einschaltdauer des optischen Signals (das Verhältnis zwischen der Impulsbreite und dem Zeitschlitz), und M eine Markierungsrate (Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Pegel 1 bei der digitalen Übertragung) bezeichnen. Dann ist der minimale Pegel m(mittel) des Abtastpunktes zu bestimmen, bei dem der Integralwert gleich der Anzahl der Abtastpunkte N(mittel) wird (vgl. 6C).
(4) Bestimme m1' gemäß m1' = 2 × {m(mittel) – m0'},wie es in 6D gezeigt ist.
(5) Bestimme einen Schwellenwert (a) als den Intensitätspegel gemäß m1' – α(m1' – m0'),und einen Schwellenwert (b) als den Intensitätspegel gemäß m0' + α(m1' – m0'),wobei α eine reelle Zahl ist, die 0 < α < 0,5 erfüllt. Nachfolgend sind die Mittelwerte m1 und m0 und die Standardabweichungen s1 und s0 in den Verteilungen g1 und g0 (vgl. 6) zu berechnen, wobei g1 eine Verteilung mit dem Niveau 1 bezeichnet, bei dem der Intensitätswert gleich oder größer als der Schwellenwert (a) ist, und g0 eine Verteilung mit dem Niveau 0 bezeichnet, bei dem der Intensitätspegel gleich oder kleiner als der Schwellenwert (b) ist.
(6) Berechne den nachfolgenden Gütewert als den gemittelten Gütefaktorparameter aus den Durchschnittswerten und Standardabweichungen, die bei (5) erhalten wurden. Qavg = |m1 – m0|/(s1 + s0)Danach ist s1 als Wellenformstörungsparameter (WD) zu verwenden.

Der in den 7A bis 7E dargestellte Bestimmungsalgorithmus für den durchschnittlichen Gütefaktorparameter und den Wellenformstörungsparameter ist wie folgt.

(1) Für das optische Signalamplitudenhistogramm (vgl. 7A), das durch den Messabschnitt 103 für das optische Signalamplitudenhistogramm erhalten wird,
(2) Bestimme ein erstes lokales Maximum (m0'), das durch Suchen von dem geringsten Intensitätspegel des Amplitudenhistogramms als dem Schwellenwert (b) erhalten wird (vgl. 7B).
(3) Integriere nachfolgend die Anzahl an Abtastpunkten von dem Abtastpunkt (m0') mit dem maximalen Intensitätspegel hin zu kleineren Intensitätspegeln, und berechne die Anzahl an Abtastpunkten N(mittel) wie folgt: N(mittel) = N(gesamt) × D × M,wobei N(gesamt) die Gesamtanzahl an Abtastpunkten, die die relative Einschaltdauer des optischen Signals (das Verhältnis zwischen der Impulsbreite und dem Zeitschlitz), und M eine Markierungsrate (Wahrscheinlichkeit des Auftretens des Pegels 1 bei der digitalen Übertragung) bezeichnet. Dann ist der minimale Pegel m(mittel) des Abtastpunktes zu bestimmen, bei dem der Integralwert gleich der Anzahl der Abtastpunkte N(mittel) wird (vgl. 7C).
(4) Bestimme den Schwellenwert (a) gemäß Schwellenwert (a) = 2 × {m(mittel) – Schwellenwert (b)},wie es als Abtastpunkt (m1') in 7D gezeigt ist.
(5) Unter der Annahme, dass bei dem Amplitudenhistogramm der Abschnitt, dessen Intensitätspegel gleich oder größer als der Schwellenwert (a) ist, einen Teil einer Normalverteilung g1 bildet, und der Abschnitt, dessen Intensitätspegel gleich oder kleiner als der Schwellenwert (b) ist, einen Teil einer Normalverteilung g0 bildet, berechne die Mittelwerte m1 und m0 und die Standardabweichungen s1 und s0 der Pegel 1 und 0 durch Anpassen des Verfahrens der kleinsten Quadrate oder dergleichen (vgl. 7E).
(6) Berechne den nachfolgenden Gütefaktor als den durchschnittlichen Gütefaktorparameter aus den bei (5) erhaltenen Mittelwerten und Standardabweichungen. Qavg = |m1 – m0|/(s1 + s0)Danach ist s1 als Wellenformstörungsparameter zu verwenden. Für die Verteilungsfunktionen g0 und g1 ist auch eine Chi-Quadrat-Verteilung anwendbar (vgl. D. Marcuse: „Derivation of Analytical Expressions for the Bit-Error Probability in Lightwave Systems with Optical Amplifiers", IEEE Journal of Lightwave Technology, Band 8(12), Seiten 1816–1823, 1990).

Der Bestimmungsalgorithmus für den durchschnittlichen Gütefaktorparameter und den Wellenformstörungsparameter gemäß den 8A bis 8F ist wie folgt.

(1) Für das durch den Messabschnitt (103) für das optische Signalamplitudenhistogramm erhaltene optische Signalamplitudenhistogramm (vgl. 8A),
(2) Bestimme ein erstes lokales Maximum, das durch Suchen von dem geringsten Intensitätspegel des Amplitudenhistogramms als dem Schwellenwert (b) erhalten wird (vgl. 8B).
(3) Unter der Annahme, dass in dem Amplitudenhistogramm der Abschnitt, dessen Intensitätspegel gleich oder kleiner als der Schwellenwert (b) ist, einen Teil einer Normalverteilung g0 bildet, berechne den Mittelwert m0 und die Standardabweichung s0 des Pegels 0 durch Anpassen des Verfahrens der kleinsten Quadrate oder dergleichen (vgl. 8C).
(4) Berechne eine Verteilung g1x durch Subtrahieren der bei (3) erhaltenen Funktionen g0 von dem gesamten Amplitudenhistogramm. Bestimme dann das erste lokale Maximum, das durch Suchen der Verteilung g1x beginnend von dem größten Intensitätspegel als dem Schwellenwert (a) erhalten wird. Die Verteilung g1x wird als eine Überlagerung einer Verteilungsfunktion gx am Kreuzungspunkt und einer Verteilungsfunktion g1 des Pegels 1 betrachtet (vgl. 8D).
(5) Unter der Annahme, dass bei der Verteilung g1x der Abschnitt, dessen Intensitätspegel gleich oder größer als der Schwellenwert (a) ist, einen Teil der normalen Verteilung g1 bildet, berechne den Mittelwert m1 und die Standardabweichung s1 des Pegels 1 durch Anpassen des Verfahrens der kleinsten Quadrate oder dergleichen (vgl. 8E).
(6) Verwende die Schwellenwerte (a) und (b) als die Werte m1 und m0 (vgl. 8F).
(7) Berechne den folgenden Gütefaktor als den durchschnittlichen Gütefaktorparameter den bei (3) und (5) erhaltenen Mittelwerten und Standardabweichungen. Qavg = |m1 – m0|/(s1 + s0)Verwende dann s1 als Wellenformstörungsparameter. Für die Verteilungsfunktionen g0 und g1 ist auch eine Chi-Quadrat-Verteilung anwendbar.

Der Bewertungsalgorithmus für den durchschnittlichen Gütefaktorparameter und den Wellenformstörungsparameter gemäß den 9A bis 9C ist wie folgt.

(1) Für das durch den Messabschnitt 103 für das optische Signalamplitudenhistogramm erhaltene optische Signalamplitudenhistogramm (vgl. 9A),
(2) Bestimme ein erstes lokales Maximum, das durch Suchen vom größten Intensitätspegel des Amplitudenhistogramms als dem Schwellenwert (a) erhalten wird, und ein erstes lokales Maximum, das durch Suchen von dem geringsten Intensitätspegel des Amplitudenhistogramms als dem Schwellenwert (b) erhalten wird (vgl. 9B).
(3) Unter der Annahme, dass bei dem Amplitudenhistogramm der Abschnitt, dessen Intensitätspegel gleich oder größer als der Schwellenwert (a) ist, eine Normalverteilung g1 bildet, und der Abschnitt, dessen Intensitätspegel gleich oder kleiner als der Schwellenwert (b) ist, eine Normalverteilung g0 bildet, berechne den Mittelwert m1 und die Standardabweichung s1 des Pegels 1, und den Mittelwert m0 und die Standardabweichung s0 des Pegels 0, indem das Verfahren der kleinsten Quadrate oder dergleichen angepasst wird (vgl. 9C).
(4) Berechne den nachfolgenden Gütefaktor als den durchschnittlichen Gütefaktorparameter aus den bei (3) erhaltenen Mittelwerten und Standardabweichungen. Qavg = |m1 – m01|/(s1 + s0)Verwende dann s1 als Wellenformstörungsparameter. Für die Verteilungsfunktionen g0 und g1 ist auch eine Chi-Quadrat-Verteilung anwendbar.

Die 10A und 10C, und die 11A und 11B stellen die tatsächlichen Messergebnisse bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dar.
Die 10A bis 10C zeigen die aus einem optischen NRZ-Signal von 10 Gbit/s erhaltenen optischen Signalamplitudenhistogramme. 10A zeigt den Fall, bei dem der chromatische Dispersionswert 340 ps/nm beträgt, und die minimale optische Empfangsleistung bei –31 dBm liegt; 10B zeigt den Fall, bei dem der chromatische Dispersionswert 1360 ps/nm beträgt, und die minimale optische Empfangsleistung bei –31 dBm liegt; und 10C zeigt den Fall, bei dem der chromatische Dispersionswert 340 ps/nm beträgt, und die minimale optische Empfangsleistung bei –39 dBm liegt.
Im Vergleich von 10A mit 10B ist ersichtlich, dass wenn kein Verlust im optischen Signal/Rausch-Verhältnis auftritt, aber eine Wellenformstörung aufgrund der chromatischen Dispersion stattfindet, die Amplitudenhistogramme variieren, und dass die Standardabweichung von der Verteilung bei Pegel 1 (der Spitzenwert auf der Seite der größeren Amplitude) ansteigt, so dass eine Abnahme beim durchschnittlichen Gütefaktor erwartet wird.
Die Abweichungen bei den 10A und 10C zeigen, dass wenn keine Wellenformstörung aufgrund der chromatischen Dispersion auftritt, aber ein Verlust beim optischen Signal/Rausch-Verhältnis stattfindet, variieren die Amplitudenhistogramme derart, dass die Differenz zwischen den Mittelwerten bei Pegel 1 und Pegel 0 scharf abnimmt, so dass eine Reduktion beim durchschnittlichen Gütefaktor wahrscheinlich stattfindet. Somit kann die Neigung bestätigt werden, dass sich die Ursachenreduktion im durchschnittlichen Gütefaktor in dem Fall unterscheidet, wenn nur die Wellenformstörung auftritt, und nur der Verlust beim optischen Signal/Rausch-Verhältnis stattfindet.
Die 11A und 11B zeigen graphische Darstellungen zur experimentellen Bestätigung der vorstehenden Betrachtungen. Beide graphische Darstellungen zeigen die Variationen in den Parametern unter der Annahme, dass der normalisierte Wert 1 ist, wenn die chromatische Dispersion 340 ps/nm beträgt, und die minimale optische Empfangsleistung bei –31 dBm liegt.
Die graphische Darstellung nach 11A zeigt bezüglich der Variationen bei der chromatischen Dispersion die Variationen im durchschnittlichen Gütefaktorparameter, die Variationen im Wellenformstörungsparameter s1 und die Variationen in der Differenz zwischen den Mittelwerten bei den Pegeln 0 und 1. Sie zeigt, dass mit steigender chromatischer Dispersion (der Wellenformstörung) der durchschnittliche Gütefaktorparameter abnimmt und der Wellenformstörungsparameter s1 ansteigt.
Die graphische Darstellung nach 11B zeigt bezüglich der Variationen in der minimalen optischen Empfangsleistung die Variationen im durchschnittlichen Gütefaktorparameter, die Variationen im Wellenformstörungsparameter s1 und die Variationen in der Differenz zwischen den Mittelwerten bei den Pegeln 0 und 1. Sie zeigt, dass mit abnehmender minimaler optischer Empfangsleistung (dem optischen Signal/Rausch-Verhältnis) der durchschnittliche Gütefaktorparameter abnimmt und der Wellenformstörungsparameter s1 nur leicht variiert. Somit kann dies von der Wellenformstörung nach 11A unterschieden werden.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Die 12A und 12B zeigen ein System zum Bestimmen des Ursprungs des Qualitätsverlustes eines optischen Signals nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das System zum Bestimmen des Ursprungs des Qualitätsverlustes eines optischen Signals 1201 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst eine optische Aufteilungseinrichtung 1203, einen Messabschnitt 1205 für das optische Signalamplitudenhistogramm, einen Messabschnitt 1207 für die optische Signal/Rausch-Leistung, einen Bewertungsabschnitt 1209 für den durchschnittlichen Gütefaktorparameter, einen Bewertungsabschnitt 1211 für den optischen Signal/Rausch-Verhältnisparameter, einen Speicherabschnitt 1213 für einen Anfangszustand, und einen Bewertungsabschnitt 1214 für die optische Signalqualität.
Die optische Aufteilungseinrichtung 1203 verteilt das in Messung befindliche optische Signal. Der Messabschnitt 1205 für das optische Signalamplitudenhistogramm erhält das optische Signalamplitudenhistogramm nach der Aufteilung von einem ersten in Messung befindlichen optischen Signal. Der Messabschnitt 1207 für die optische Signal/Rausch-Leistung misst die Signalleistung im Verhältnis zur optischen Rauschleistung nach der Aufteilung von einem zweiten in Messung befindlichen optischen Signal. Der Bewertungsabschnitt 1209 für den durchschnittlichen Gütefaktorparameter erhält den gemittelten Gütefaktorparameter als dem Qualitätsparameter des optischen Signals aus dem durch den Messabschnitt 1205 für das optische Signalamplitudenhistogramm erhaltenen optischen Signalamplitudenhistogramm. Der Bewertungsabschnitt 1211 für den optischen Signal/Rausch-Verhältnisparameter erhält den optischen Signal/Rausch-Verhältnisparameter als dem Qualitätsparameter des optischen Signals aus der durch den Bewertungsabschnitt 1205 für das optische Signalamplitudenhistogramm erhaltenen optischen Signal/Rausch-Leistung. Der Speicherabschnitt 1213 für einen Anfangszustand speichert die Anfangswerte oder Anfangscharakteristiken des durchschnittlichen Gütefaktorparameters und des optischen Signal/Rausch-Verhältnisparameters bei der Systeminstallation ohne den Qualitätsverlust des optischen Signals in das Speichermedium.
Der Bewertungsabschnitt 1214 für die optische Signalqualität bestimmt den Qualitätsverlustfaktor des optischen Signals unter Verwendung des Messwertes des durchschnittlichen Gütefaktorparameters und des Messwertes des optischen Signal/Rausch-Verhältnisparameters, und der Anfangswerte oder Anfangscharakteristiken des durchschnittlichen Gütefaktorparameters und des optischen Signal/Rausch-Verhältnisparameters bei Systeminstallation ohne den Qualitätsverlust des optischen Signals, die in dem Speichermedium gespeichert sind. Dabei entscheidet er darüber, ob der Hauptfaktor des Qualitätsverlustes des optischen Signals der Verlust bei dem optischen Signal/Rausch-Verhältnis ist oder nicht, indem sowohl der durchschnittliche Gütefaktorparameter als auch der optische Signal/Rausch-Verhältnisparameter bestimmt und bewertet werden.
Nachfolgend ist der Ablauf zur Überwachung des Qualitätsverlustfaktors für das optische Signal nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 13 näher beschrieben.
Schritt 1301: Bewerte (a) nur die Anfangswerte, oder (b) die Abhängigkeit des durchschnittlichen Gütefaktorparameters und des optischen Signal/Rausch-Verhältnisparameters von der Verschlechterung des optischen Signal/Rausch-Verhältnisses bei der Systeminstallation, bei der keine Signalverschlechterung auftritt.
Schritt 1303: Speichern der bei Schritt 1301 erhaltenen Messergebnisse im Speicherabschnitt 1213 für einen Anfangszustand (vgl. 12A bis zu diesem Schritt).
Schritt 1305: Bewerte den durchschnittlichen Gütefaktorparameter und den optischen Signal/Rausch-Verhältnisparameter zu festen Zeitintervallen nach dem Beginn des Systembetriebs.
Schritt 1307: Jedes Mal, wenn der durchschnittliche Gütefaktorparameter und der optische Signal/Rausch-Verhältnisparameter gemessen werden, vergleicht der Bewertungsabschnitt 1214 für die optische Signalqualität diese mit Anfangswerten oder in dem Speicherabschnitt 1213 für einen Anfangszustand gespeicherten Abhängigkeitsdiagrammen für die Verschlechterung des optischen Signal/Rausch-Verhältnisses.
Schritt 1309: Wenn eine Verschlechterung bei dem durchschnittlichen Gütefaktorparameter vom Anfangswert beobachtet wird, oder wenn der durchschnittliche Gütefaktorparameter unter einen vorbestimmten Schwellenwert des Abhängigkeitsdiagramms für die Verschlechterung des optischen Signal/Rausch-Verhältnisses in dem Speicherabschnitt 1213 für einen Anfangszustand fällt, wird folgende Entscheidung getroffen:

(a) Wenn der optische Signal/Rausch-Verhältnisparameter gar nicht oder nur leicht variiert, wird entschieden, dass der Verschlechterungsfaktor nicht auf einer Wellenformstörung oder einer optischen Signal/Rausch-Verhältnisstörung beruht.
(b) Wenn der optische Signal/Rausch-Verhältnisparameter stark variiert, wird entschieden, dass der Verschlechterungsfaktor hauptsächlich auf einer optischen Signal/Rausch-Verhältnisstörung beruht (vgl. 12B bis zu diesem Schritt).

Der Messabschnitt 1205 für das optische Signalamplitudenhistogramm kann ein Verfahren unter Verwendung von elektrischer Abtastung oder optischer Abtastung gemäß den konkreten Beispielen aus den 3 bis 5B verwenden, deren Einzelheiten in Zusammenhang mit dem vorstehenden ersten Ausführungsbeispiel beschrieben sind.
Der Bewertungsabschnitt 1209 für den durchschnittlichen Gütefaktorparameter kann die in den 6A bis 9C gezeigten Bestimmungsverfahren verwenden, deren Einzelheiten in Zusammenhang mit dem vorstehenden ersten Ausführungsbeispiel beschrieben sind.
Der Messabschnitt 1207 für die optische Signal/Rausch-Leistung kann beispielsweise eine optische Spektralanalyse verwenden.
Der Bewertungsabschnitt 1211 für den optischen Signal/Rausch-Verhältnisparameter kann den optischen Signal/Rausch-Verhältnisparameter durch den nachfolgenden Ausdruck gemäß 14 bestimmen. Optisches Signal/Rausch-Verhältnis (OSNR) = 10Log (optische Signalleistung/optische Rauschleistung)
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Die 15A und 15B zeigen ein System zur Bestimmung des Ursprungs des Qualitätsverlustes eines optischen Signals nach einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. In den 15A und 15B bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Abschnitte wie bei den 12A und 12B. Das System zur Bestimmung des Ursprungs des Qualitätsverlustes eines optischen Signals 1501 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst eine optische Aufteilungseinrichtung 1203, einen Messabschnitt 1205 für ein optisches Signalamplitudenhistogramm, einen Messabschnitt 1207 für eine optische Signal/Rausch-Leistung, einen Bewertungsabschnitt 1503 für einen durchschnittlichen Gütefaktorparameter, einen Bewertungsabschnitt 1505 für einen Wellenformstörungsparameter, einen Bewertungsabschnitt 1211 für einen optischen Signal/Rausch-Verhältnisparameter, einen Speicherabschnitt 1213 für einen Anfangswert, und einen Bewertungsabschnitt 1214 für die optische Signalqualität.
Die optische Aufteilungseinrichtung 1203 verteilt das unter Messung befindliche optische Signal. Der Messabschnitt 1205 für das optische Signalamplitudenhistogramm erhält das optische Signalamplitudenhistogramm aus einem in Messung befindlichen ersten optischen Signal nach der Aufteilung. Der Messabschnitt 1207 für die optische Signal/Rausch-Leistung misst das Verhältnis der optischen Signalleistung zu der optischen Rauschleistung bei dem in Messung befindlichen zweiten optischen Signal nach der Aufteilung. Der Bewertungsabschnitt 1503 für den durchschnittlichen Gütefaktorparameter erhält den durchschnittlichen Gütefaktorparameter als dem optischen Signalqualitätsparameter aus dem optischen Signalamplitudenhistogramm. Der Bewertungsabschnitt 1505 für den Wellenformstörungsparameter erhält den Wellenformstörungsparameter als dem Qualitätsparameter für das optische Signal aus dem optischen Signalamplitudenhistogramm. Der Bewertungsabschnitt 1211 für den optischen Signal/Rausch-Verhältnisparameter erhält den optischen Signal/Rausch-Verhältnisparameter als Qualitätsparameter für das optische Signal aus der optischen Signal/Rausch-Leistung. Der Speicherabschnitt 1213 für einen Anfangszustand speichert die Anfangswerte oder Anfangscharakteristiken des durchschnittlichen Gütefaktorparameters, des Wellenformstörungsparameters und des optischen Signal/Rausch-Verhältnisparameters bei der Systeminstallation ohne einen Qualitätsverlust des optischen Signals in das Speichermedium.
Der Bewertungsabschnitt 1214 für die optische Signalqualität bestimmt den Verlustfaktor für die optische Signalqualität unter Verwendung des Messwertes für den durchschnittlichen Gütefaktorparameter, des Messwertes für den Wellenformstörungsparameter, und des Messwertes für den optischen Signal/Rausch-Verhältnisparameter sowie der Anfangswerte oder Anfangscharakteristiken bei Systeminstallation ohne die Qualitätsverluste des optischen Signals, die im Speichermedium gespeichert sind. Dabei entscheidet sie darüber, ob der Hauptfaktor für den Qualitätsverlust des optischen Signals die Verschlechterung im optischen Signal/Rausch-Verhältnis, oder die Wellenformstörung, oder andere Faktoren sind, indem der durchschnittliche Gütefaktorparameter, der Wellenformstörungsparameter, und der optische Signal/Rausch-Verhältnisparameter gemeinsam bestimmt und bewertet werden.
Nachfolgend ist der Ablauf zur Überwachung des Qualitätsverlustfaktors für das optische Signal nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 16 näher beschrieben.
Schritt 1601: Bewerte (a) nur die Anfangswerte, (b) die Abhängigkeit des durchschnittlichen Gütefaktorparameters des Wellenformstörungsparameters und des optischen Signal/Rausch-Verhältnisparameters von der Verschlechterung des optischen Signal/Rausch-Verhältnisses bei der Systeminstallation, bei der keine Signalverschlechterung auftritt.
Schritt 1603: Speichern der bei Schritt 1601 erhaltenen Messergebnisse in den Speicherabschnitt 1213 für einen Anfangszustand (vgl. 15A bis zu diesem Schritt).
Schritt 1605: Bewerte den durchschnittlichen Gütefaktorparameter, den Wellenformstörungsparameter und den optischen Signal/Rausch-Verhältnisparameter zu festen Zeitintervallen nach dem Beginn des Systembetriebs.
Schritt 1607: Jedes Mal, wenn der durchschnittliche Gütefaktorparameter, der Wellenformstörungsparameter und der optische Signal/Rausch-Verhältnisparameter gemessen werden, vergleicht der Bewertungsabschnitt 1214 für die optische Signalqualität die Messergebnisse mit Anfangswerten oder in dem Speicherabschnitt 1213 für einen Anfangszustand gespeicherten Abhängigkeitsdiagrammen für die Verschlechterung des optischen Signal/Rausch-Verhältnisses.
Schritt 1609: Wenn die Verschlechterung bei dem durchschnittlichen Gütefaktorparameter vom Anfangswert beobachtet wird, oder wenn der durchschnittliche Gütefaktorparameter unter einen vorbestimmten Schwellenwert des Abhängigkeitsdiagramms für die Verschlechterung des optischen Signal/Rausch-Verhältnisses des Speicherabschnitts 1213 für einen Anfangszustand fällt, wird folgende Entscheidung getroffen:

(a) Wenn der Wellenformstörungsparameter gar nicht oder nur leicht variiert, oder wenn der optische Signal/Rausch-Verhältnisparameter gar nicht oder nur leicht variiert, wird entschieden, dass der Verschlechterungsfaktor nicht auf einer Wellenformstörung oder einer Störung des optischen Signal/Rausch-Verhältnisses beruht.
(b) Wenn der optische Signal/Rausch-Verhältnisparameter stark variiert, wird entschieden, dass der Verschlechterungsfaktor hauptsächlich auf einer Störung des optischen Signal/Rausch-Verhältnisses beruht.
(c) Wenn der Wellformstörungsparameter stark variiert, wird entschieden, dass der Verschlechterungsfaktor hauptsächlich auf einer Wellenformstörung beruht (vgl. 15B bis zu diesem Schritt).

Der Messabschnitt 1205 für das optische Signalamplitudenhistogramm kann ein Verfahren unter Verwendung einer elektrischen Abtastung oder einer optischen Abtastung gemäß den konkreten Beispielen der 3 bis 5B verwenden, deren Einzelheiten bei dem vorstehenden ersten Ausführungsbeispiel beschrieben sind.
Der Bewertungsabschnitt 1503 für den durchschnittlichen Gütefaktorparameter kann die Bewertungsverfahren gemäß den 6A bis 9C verwenden, deren Details bei dem vorstehenden ersten Ausführungsbeispiel beschrieben sind.
Der Messabschnitt 1207 für das Verhältnis zwischen optischer Signalleistung und optischer Rauschleistung und der Bewertungsabschnitt 1211 für den optischen Signal/Rausch-Verhältnisparameter können ein Bewertungsverfahren gemäß 14 verwenden, deren Details bei dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben sind.
Die Erfindung ist vorstehend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben, und dem Fachmann ist nunmehr aus vorstehendem ersichtlich, dass Änderungen und Abwandlungen erfolgen können, ohne von der Erfindung in ihrer breitesten Ausgestaltung abzuweichen, und es ist daher bei den beigefügten Patentansprüchen beabsichtigt, alle derartigen Änderungen und Abwandlungen abzudecken, die in den Erfindungsbereich fallen.

Claims

Verfahren zur Bestimmung des Ursprungs des Qualitätsverlusts eines optischen Signals, welches Verfahren aufweist: einen Schritt (103, 201, 203) zum Erzielen eines optischen Signal-Amplitudenhistogramms, um von einem unter Messung stehenden optischen Signal ein optisches Signal-Amplitudenhistogramm zu erhalten (103, 201, 203), wobei das optische Signal-Amplitudenhistogramm von der Intensitätsverteilung des optischen Signals innerhalb einer Mittelungs-Zeitperiode erhalten wird; einen Funktion-g0-Erzeugungsschritt, um eine einem „Niveau 0" zugeordnete Amplitudenhistogramm-Verteilungsfunktion g0 zu erzeugen, die aus einem Teil des Amplitudenhistogramms abgeschätzt wird, der unter einem vorausbestimmter Intensitäts-Schwellenwert liegt; einen Funktion-g1-Erzeugungsschritt, um eine einem „Niveau 1" zugeordnete Amplitudenhistogramm-Verteilungsfunktion g1 zu erzeugen, die aus einem Teil des Amplitudenhistogramms abgeschätzt wird, der über einem anderen vorausbestimmten Intensitäts-Schwellenwert liegt; einen Standardabweichungs-Messschritt, um Intensitäts-Mittelwerte (m1, m0) und Standardabweichungen (s1, s0) von der Funktionen g1 und g0 zu erhalten; und einen Gemittelter-Q-Faktor-Parameter-Messschritt, um einen gemittelten Q-Faktor-Parameter (105, 205) zu erhalten, der erhalten wird als das Verhältnis |m1 – m0|/(s1 + s0) von einer Differenz |m1 – m0| zwischen den Intensitäts-Mittelwerden der Funktionen g1 und g0 zu der Summe (s1 + s0) der Standardabweichungen der Funktionen g1 und g0; wobei das Verfahren zur Bestimmung des Ursprungs des Qualitätsverlusts eines optischen Signals dadurch gekennzeichnet ist, dass es weiters aufweist: einen Wellenform-Verzerrungsparameter-Erzielungsschritt um einen Wellenform-Verzerrungsparameter (107, 205) zu erhalten, welcher die Standardabweichung s1 der Amplitudenhistogramm-Verteilungsfunktion g1 ist, die dem „Niveau 1" zugeordnet ist; und einen Bestimmungsschritt (111, 207, 209) der Qualität des optischen Signals, um zu bestimmen, dass ein Hauptfaktor des Qualitätsverlusts eines optischen Signals die Wellenform-Verzerrung in dem unter Messung stehenden optischen Signal ist, wenn der gemessene gemittelte Q-Faktor-Parameter abnimmt und der gemessene Wellenform-Verzerrungsparameter s1 zunimmt, und um zu bestimmen, dass der Hauptfaktor des Qualitätsverlusts eines optischen Signals ein anderer Faktor als die Wellenform-Verzerrung in dem unter Messung stehenden optischen Signal ist wenn der gemessene gemittelte Q-Faktor-Parameter abnimmt und der gemessene Wellenform-Verzerrungsparameter s1 nicht zunimmt.
Verfahren zur Bestimmung des Ursprungs des Qualitätsverlusts eines optischen Signals nach Anspruch 1, wobei der Bestimmungsschritt der Qualität des optischen Signals enthält: einen Anfangsstatus-Speicherschritt (203), wobei in einem Speichermedium (109) zumindest einer aus Anfangswert und Anfangscharakteristik des gemittelten Q-Faktor-Parameters und des Wellenform-Verzerrungsparameters s1 ohne Qualitätsverlusts des optischen Signals bei einer Systeminstallation gespeichert wird, wobei die Werte unter Verwendung des Gemittelter-Q-Faktor-Parameter-Messschritts (105, 205) und des Wellenform-Verzerrungsparameter-Erzielungsschritts (107, 205) erhalten werden; einen Schritt (111, 207) zum Erzielen der Qualität des optischen Signals, wobei ein Qualitätsabnahmefaktor des optischen Signals erhalten wird, indem ein Messwert des gemittelten Q-Faktor-Parameters, der in dem Gemittelter-Q-Faktor-Parameter-Messschritt erhalten wird, und ein Messwert des Wellenform-Verzerrungsparameters s1, der in dem Wellenform-Verzerrungsparameter-Erzielungsschritt erhalten wird, verwendet wird, und indem zumindest einer der Anfangswerte und Anfangscharakteristika, die in dem Anfangsstatus-Speicherschritt in dem Speichermedium gespeichert wurden, verwendet wird.
Verfahren zur Bestimmung des Ursprungs des Qualitätsverlusts eines optischen Signals nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schritt zum Erzielen des Amplitudenhistogramms des optischen Signals aufweist: einen Schritt einer opto-elektrischen Umwandlung, wobei das unter Messung stehende optische Signal mit einer Bitrate von f₀ (bit/s) in ein intensitätsmoduliertes elektrisches Signal umgewandelt wird; einen Abtastschritt, wobei das intensitätsmodulierte elektrische Signal, das in dem Schritt einer opto-elektrischen Umwandlung erhalten wird, mit einer Abtasttaktung mit einer Wiederholungsfrequenz von f₁ (Hz) = (n/m)f₀ + a abgetastet wird, wobei n und m natürliche Zahlen sind und a eine Frequenzverschiebung ist; und einen Schritt zum Erzielen eines Histogramms, wobei eine Intensitätsverteilung eines optischen Signals von dem in dem Abtastschritt erhaltenen abgetasteten Signals erhalten wird, und wobei das Amplitudenhistogramm des optischen Signals von der Intensitätsverteilung des optischen Signals innerhalb einer Mittelungs-Zeitperiode erhalten wird.
Verfahren zur Bestimmung des Ursprungs des Qualitätsverlusts eines optischen Signals nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schritt zum Erzielen des Amplitudenhistogramms des optischen Signals aufweist: einen optischen Vereinigungsschritt, wobei das unter Messung stehende optische Signal einer Bitrate f₀ (bit/s) mit einer Folge optischer Abtastimpulse vereinigt wird, deren Wiederholungsfrequenz f₁ (Hz) = (n/m)f₀ + a ist, wobei n und m natürliche Zahlen sind und a eine Frequenzverschiebung ist, und deren Impulsbreite wesentlich schmäler als ein Zeitschlitz mit einer Bitrate von f₀ (bit/s) ist; einen Optisches-Kreuzkorrelationssignal-Erzeugungsschritt, wobei ein optisches Kreuzkorrelationssignal aus vereinigtem Licht erhalten wird, das in dem optischen Vereinigungsschritt in ein nichtlineares optisches Medium vereinigt wurde, um eine nichtlineare Wechselwirkung zwischen dem unter Messung stehenden optischen Signal und der Folge optischer Abtastimpulse herbeizuführen; einen Schritt einer optischen Aufteilung, wobei das optische Kreuzkorrelationssignal, das in dem Optisches-Kreuzkorrelationssignal-Erzeugungsschritt von dem unter Messung stehenden optischen Signal und der Folge optischer Abtastimpulse erhalten wurde, aufgeteilt wird; einen Schritt einer opto-elektrischen Umwandlung, wobei das optische Kreuzkorrelationssignal, das durch das Aufteilen in dem Schritt einer optischen Aufteilung erhalten wird, in ein intensitätsmoduliertes elektrisches Signal umgewandelt wird; einen Schritt zum Erzielen eines Histogramms, wobei eine Intensitätsverteilung eines optischen Signals von dem in dem Schritt einer opto-elektrischen Umwandlung erhaltenen intensitätsmodulierten elektrischen Signal erhalten wird, und wobei das Amplitudenhistogramm des optischen Signals von der Intensitätsverteilung des optischen Signals innerhalb einer Mittelungs-Zeitperiode erhalten wird.
System (101) zur Bestimmung des Ursprungs des Qualitätsverlusts eines optischen Signals, welches System aufweist: ein Mittel (103) zum Messen eines Amplitudenhistogramms eines optischen Signals, das eingerichtet ist, um ein Amplitudenhistogramm eines optischen Signals von einem unter Messung stehenden optischen Signal zu erhalten, wobei im Betrieb das Amplitudenhistogramm des optischen Signals von der Intensitätsverteilung des optischen Signals innerhalb einer Mittelungs-Zeitperiode erhalten wird; ein Mittel, um eine, einem „Niveau 0" zugeordnete Amplitudenhistogramm-Verteilungsfunktion g0 zu erzeugen, die im Betrieb aus einem Teil des Amplitudenhistogramms abgeschätzt wird, der unter einem vorausbestimmter Intensitäts-Schwellenwert liegt; ein Mittel, um eine, einem „Niveau 1" zugeordnete Amplitudenhistogramm-Verteilungsfunktion g1 zu erzeugen, die im Betrieb aus einem Teil des Amplitudenhistogramms abgeschätzt wird, der über einem anderen vorausbestimmten Intensitäts-Schwellenwert liegt; ein Mittel, das eingerichtet ist, um Intensitäts-Mittelwerte und Standardabweichungen (s1, s0) von den Funktionen g1 und g0 zu erhalten; und ein Gemittelter-Q-Faktor-Parameter-Messsmittel (105), das eingerichtet ist, um einen gemittelten Q-Faktor-Parameter zu erhalten, der im Betrieb erhalten wird als das Verhältnis |m1 – m0|/(s1 + s0) von einer Differenz |m1 – m0| zwischen den Intensitäts-Mittelwerten der Funktionen g1 und g0 zu der Summe (s1 + s0) der Standardabweichungen der Funktionen g1 und g0; wobei das System zur Bestimmung des Ursprungs des Qualitätsverlusts eines optischen Signals dadurch gekennzeichnet ist, dass es weiters aufweist: ein Wellenform-Verzerrungsparameter-Erzielungsmittel (107), das eingerichtet ist, um einen Wellenform-Verzerrungsparameter zu erhalten, welcher der Standardabweichung s1 der Amplitudenhistogramm-Verteilungsfunktion g1, die dem „Niveau 1" zugeordnet ist, entspricht; und ein Mittel (111) zur Bestimmung der Qualität des optischen Signals, das eingerichtet ist, um zu bestimmen, dass ein Hauptfaktor des Qualitätsverlusts eines optischen Signals die Wellenform-Verzerrung in dem unter Messung stehenden optischen Signal ist, wenn der gemessene gemittelte Q-Faktor-Parameter abnimmt und der gemessene Wellenform-Verzerrungsparameter s1 zunimmt, und um zu bestimmen, dass der Hauptfaktor des Qualitätsverlusts eines optischen Signals ein anderer Faktor als die Wellenform-Verzerrung in dem unter Messung stehenden optischen Signal ist wenn der gemessene gemittelte Q-Faktor-Parameter abnimmt und der gemessene Wellenform-Verzerrungsparameter s1 nicht zunimmt.
System zur Bestimmung des Ursprungs des Qualitätsverlusts eines optischen Signals nach Anspruch 5, wobei das Mittel (111) für die Bestimmung der Qualität des optischen Signals enthält: ein Anfangsstatus-Speichermittel (109), um in einem Speichermedium zumindest einen aus Anfangswert und Anfangscharakteristik des gemittelten Q-Faktor-Parameters und des Wellenform-Verzerrungsparameters s1 ohne Qualitätsverlusts des optischen Signals bei einer Systeminstallation zu speichern, wobei die Werte unter Verwendung des Gemittelter-Q-Faktor-Parameter-Messmittels (105) und des Wellenform-Verzerrungsparameter-Erhaltungsmittels (107) erhalten werden; ein Mittel (111, 207) zum Erzielen der Qualität des optischen Signals, um im Betrieb einen Qualitätsabnahmefaktor des optischen Signals zu erhalten, indem ein Messwert des gemittelten Q-Faktor-Parameters, der in dem Gemittelter-Q-Faktor-Parameter-Messmittel (105) erhalten wird, und ein Messwert des Wellenform-Verzerrungsparameters s1, der in dem Wellenform-Verzerrungsparameter-Erzielungsmittel (107) erhalten wird, verwendet wird, und indem zumindest einer der Anfangswerte und Anfangscharakteristika, die in dem Anfangsstatus-Speichermittel (109) in dem Speichermedium gespeichert werden, verwendet wird.
System zur Bestimmung des Ursprungs des Qualitätsverlusts eines optischen Signals nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Mittel (103) zum Messen des Amplitudenhistogramms des optischen Signals aufweist: ein Mittel zur opto-elektrischen Umwandlung, das eingerichtet ist, um das unter Messung stehende optische Signal mit einer Bitrate von f₀ (bit/s) in ein intensitätsmoduliertes elektrisches Signal umzuwandeln; ein Mittel zur elektrischen Abtastung, das eingerichtet ist, um das intensitätsmodulierte elektrische Signal, das in dem Mittel zur opto-elektrischen Umwandlung erhalten wird, mit einer Abtasttaktung mit einer Wiederholungsfrequenz von f₁ (Hz) = (n/m)f₀ + a abzutasten, wobei n und m natürliche Zahlen sind und a eine Frequenzverschiebung ist; und ein Mittel zum Erzielen eines Histogramms, das eingerichtet ist, um eine Intensitätsverteilung eines optischen Signals von dem in dem Mittel zur elektrischen Abtastung erhaltenen abgetasteten Signals zu erhalten, und um das Amplitudenhistogramm des optischen Signals von der Intensitätsverteilung des optischen Signals innerhalb einer Mittelungs-Zeitperiode zu erhalten.
System zur Bestimmung des Ursprungs des Qualitätsverlusts eines optischen Signals nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Mittel (103) zum Messen des Amplitudenhistogramms des optischen Signals aufweist: ein Mittel zur optischen Vereinigung, das eingerichtet ist, um das unter Messung stehende optische Signal einer Bitrate f₀ (bit/s) mit einer Folge optischer Abtastimpulse zu vereinigen, deren Wiederholungsfrequenz f₁ (Hz) = (n/m)f₀ + a ist, wobei n und m natürliche Zahlen sind und a eine Frequenzverschiebung ist, und deren Impulsbreite wesentlich schmäler als ein Zeitschlitz mit einer Bitrate von f₀ (bit/s) ist; ein Mittel zur Erzeugung eines optischen Kreuzkorrelationssignals, das eingerichtet ist, um ein optisches Kreuzkorrelationssignal aus vereinigtem Licht zu erhalten, das in dem optischen Vereinigungsmittel in ein nichtlineares optisches Medium vereinigt wurde, um eine nichtlineare Wechselwirkung zwischen dem unter Messung stehenden optischen Signal und der Folge optischer Abtastimpulse herbeizuführen; ein Mittel zur optischen Aufteilung, das eingerichtet ist, um das optische Kreuzkorrelationssignal, das in dem Mittel zur Erzeugung eines optischen Kreuzkorrelationssignals von dem unter Messung stehenden optischen Signal und der Folge optischer Abtastimpulse erhalten wurde, aufzuteilen; ein Mittel zur opto-elektrischen Umwandlung, das eingerichtet ist, um das optische Kreuzkorrelationssignal, das durch das Aufteilen in dem Mittel zur optischen Aufteilung erhalten wird, in ein intensitätsmoduliertes elektrisches Signal umzuwandeln; ein Mittel zum Erzielen eines Histogramms, um eine Intensitätsverteilung eines optischen Signals von dem in dem Mittel zur opto-elektrischen Umwandlung erhaltenen intensitätsmodulierten elektrischen Signal zu erhalten, und um das Amplitudenhistogramm des optischen Signals von der Intensitätsverteilung des optischen Signals innerhalb einer Mittelungs-Zeitperiode zu erhalten.
System zur Bestimmung des Ursprungs des Qualitätsverlusts eines optischen Signals nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Mittel (103) zum Messen des Amplitudenhistogramms des optischen Signals aufweist: ein optisches Taktmittel, das eingerichtet ist, um das unter Messung stehenden optischen Signal mit einer Bitrate f₀ (bit/s) mit einer Abtasttaktung, die von dem Abtasttaktungs-Erzeugungsmittel erzeugt wird, abzutasten, wobei der Abtasttakt eine Wiederholungsfrequenz von f₁ (Hz) = (n/m)f₀ + a aufweist, wobei n und m natürliche Zahlen sind und a eine Frequenzverschiebung ist; ein Mittel zur opto-elektrischen Umwandlung, das eingerichtet ist, um das abgetastete optische Signal, das durch das optische Taktmittel erhalten wird, in ein abgetastetes elektrisches Signal umzuwandeln; und ein Mittel zum Erzielen eines Histogramms, das eingerichtet ist, um eine Intensitätsverteilung eines optischen Signals von dem in dem Mittel zur opto-elektrischen Umwandlung erhaltenen abgetasteten elektrischen Signal zu erhalten, und um das Amplitudenhistogramm des optischen Signals von der Intensitätsverteilung des optischen Signals innerhalb einer Mittelungs-Zeitperiode zu erhalten.