DE69834999T2 - Qualitätsüberwachungssystem von optischen Signalen mit verschiedenen Bitraten - Google Patents

Qualitätsüberwachungssystem von optischen Signalen mit verschiedenen Bitraten Download PDF

Info

Publication number
DE69834999T2
DE69834999T2 DE69834999T DE69834999T DE69834999T2 DE 69834999 T2 DE69834999 T2 DE 69834999T2 DE 69834999 T DE69834999 T DE 69834999T DE 69834999 T DE69834999 T DE 69834999T DE 69834999 T2 DE69834999 T2 DE 69834999T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
optical
signal
optical signal
frequency
level
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE69834999T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69834999D1 (de
Inventor
Nippon Telegraph and Telephone C Hidehiko Takara
Nippon Teleg.& Telephone Co Yoshiaki Yamabayashi
Nippon Telegraph and Telephone Corp. Ippei Shake
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Application granted granted Critical
Publication of DE69834999D1 publication Critical patent/DE69834999D1/de
Publication of DE69834999T2 publication Critical patent/DE69834999T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/07—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems
    • H04B10/075—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal
    • H04B10/079—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal using measurements of the data signal
    • H04B10/0795—Performance monitoring; Measurement of transmission parameters
    • H04B10/07953—Monitoring or measuring OSNR, BER or Q

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Time-Division Multiplex Systems (AREA)
  • Dc Digital Transmission (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Description

  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Qualitätsüberwachungssystem für optische Signale zum Überwachen des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses (S/N) von digitalen optischen Signalen mit unterschiedlichen Bitraten, die in einem optischen Faserübertragungsnetzwerk übertragen werden.
  • 2. Beschreibung des zugehörigen Standes der Technik
  • In der Netzwerkhierarchiestruktur SDH (synchrone digitale Hierarchie), die in den 1990ern international standardisiert wurde, wird eine Paritätsprüfung, die "Bitverschachtelungsparität (BIP = bit interleave parity)" genannt wird, zwischen Repeatern bzw. Zwischenverstärkern (dieser Fall wird "BIP-8" genannt und wird später erklärt) und auch zwischen Leitungsanschlussmultiplexern (dieser Fall wird "BIP-Nx24" genannt) ausgeführt, um dadurch einen fehlerhaften Abschnitt zu identifizieren und ein Signal zum Schalten und Aktivieren von Operationen zu erhalten. Hier bezieht sich "N" (eine ganze Zahl) auf das Ausmaß des Multiplexens. Mit dem Basissymbol "STM-1 ", das 156 Mbit/s anzeigt, bedeutet "STM-N" das Ausmaß bzw. den Pegel, der durch Multiplizieren des obigen Ausmaßes bzw. Pegels mit N erhalten wird. Die Fälle von N = 1, 4, 16 und 64 sind international standardisiert. Zusätzlich zeigt "BIP-M" eine Paritätsprüfung für alle M Bits an und wird eine Gruppe von M Bits zum Prüfen erhalten. Auf der Sendeseite wird die Paritätsprüfung von parallelen M Bits eines Signals, das in einem Frame enthalten ist, ausgeführt und werden die geprüften Bits im nächsten Frame gespeichert und werden mit dem Hauptsignal gesendet bzw. übertragen. Auf der Empfangsseite wird eine ähnliche Paritätsprüfung ausgeführt und wird ein Übertragungsfehler durch Unterziehen der geprüften Bits eines Datenabgleichs mit den obigen geprüften Bits erfasst, die in einem spezifizierten Bereich im nächsten Frame gespeichert sind.
  • 18 zeigt ein Beispiel von herkömmlichen Systemen zum Messen einer (Bit-)Fehlerrate. In der Figur ist ein Teil eines optischen Signals durch einen Übertragungspfad durch einen optischen Koppler 51-1 getrennt und extrahiert. Der ext rahierte Teil wird durch einen optischen Verstärker 52 verstärkt und wird durch einen optischen Koppler 51-2 weiter in zwei Teile getrennt. Ein Teil von diesen zwei Teilen wird in eine Taktextraktionsschaltung 53 eingegeben, so dass ein Taktsignal einer Frequenz f0. "Takt f0") extrahiert wird. Der andere durch den optischen Koppler 51-2 getrennte Teil wird in eine Empfangsschaltung 54 eingegeben, von welcher eine Ausgabe weiterhin in eine Fehlerraten-Erfassungsschaltung 55 eingegeben wird, die aus einer Frame-Erfassungsschaltung, einer Paritäts-Prüfschaltung und einer Datenabgleichsschaltung besteht. Die Empfangsschaltung 54 und die Fehlerraten-Erfassungsschaltung 55 werden gemäß dem durch die Taktextraktionsschaltung 53 extrahierten obigen Takt f0 betrieben und die Fehlerrate des optischen Signals wird gemessen. Hier müssen die Taktextraktionsschaltung 53, die Empfangsschaltung 54 und die Fehlerraten-Erfassungsschaltung 55 spezifische Strukturen entsprechend der Bitrate des optischen Zielsignals haben. Das bedeutet, dass zum Durchführen einer Fehlerratenerfassung entsprechend mehrerer Arten von Bitraten mehrere Schaltungen nötig sind, die jeweils den unterschiedlichen Bitraten entsprechen, und somit die Fehlerratenerfassung nicht unter Verwendung einer einzigen Schaltung basierend auf der herkömmlichen Technik ausgefürt werden kann.
  • Allgemein wird die Fehlerrate eines Signals direkt gemessen, um ein Übertragungssystem zu bewerten. Wenn jedoch die Fehlerrate bei diesem Verfahren sehr niedrig ist, ist eine lange Messzeit nötig, und somit ist die Messeffizienz gering.
  • Daher wurde bezüglich eines Übertragungssystems zum Empfangen von binären digitalen Signalen ein Verfahren zum Abschätzen einer Fehlerrate präsentiert, wobei die Fehlerrate gemäß einer Tendenz von Fehlerraten, die dann erhalten werden, wenn die Schwelle für eine Entscheidungsschaltung verschoben wird, bei dem optimalen Arbeitspunkt geschätzt (siehe Referenz 1: N. S. Bergano et al., "Margin Measurements in Optical Amplifier Systems", IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 5, No. 3, S. 304–306, März 1993). 19 zeigt ein relevantes Augenmuster eines optischen Signals und ein Amplitudenhistogramm, das eine Lichtintensität anzeigt. Die Schwelle der Entscheidungsschaltung wird zur Zeit t0 geändert, wenn die Augenmusteröffnung maximal ist (d.h. die Entscheidungsstelle), um dadurch zwischen dem "hohen" (oder "1" oder "ZEICHEN") Pegel und dem "niedrigen" (oder "0" oder "LEERSTELLE") Pegel bei der binären Datenübertragung zu unterscheiden und jede Fehlerrate zu messen.
  • In der Praxis ist ein Messsystem, wie es in 20 gezeigt ist, aufgebaut, das aus einer Taktextraktionsschaltung 53, einem fotoelektrischen Wandler 56 und einer elektrischen Signalverarbeitungseinrichtung 57 besteht, und wird die Kreisgüte (als Bewertungsindex) entsprechend dem S/N basierend auf einer Abhängigkeit der Fehlerrate von der Schwelle berechnet. Detaillierter wird ein Teil eines von einem Übertragungspfad extrahierten optischen Signals durch den fotoelektrischen Wandler 56 in ein elektrisches Signal umgewandelt und werden dieses elektrische Signal und ein Takt (-Signal), der (bzw. das) durch die Taktextraktionsschaltung 53 extrahiert ist, in die elektrische Signalverarbeitungseinrichtung 57, wie beispielsweise ein Abtastoszilloskop, eingegeben, so dass ein Augenmuster und ein Amplitudenhistogramm, erhalten werden, wie es in 19 gezeigt ist.
  • Zu einer Zeit t0, zu welcher die Augenmusteröffnung maximiert ist, wird mit einer Signalamplitude (wie beispielsweise einer Spannung) μ(t0), einer Standardabweichung σ1(t0) von Rauschen bei dem "ZEICHEN"-Pegel und einer Standardabweichung σ0(t0) von Rauschen bei dem "LEERSTELLE"-Pegel Q(t0) (d.h. die Kreisgüte bei t0) wie folgt dargestellt: Q(t0) = μ(t0)/(σ1(t0) + σ0(t0)) (1)
  • Unter der Annahme einer Gaußverteilung der Amplitude von Rauschen wird in einem Bereich einer niedrigen Fehlerrate die folgende Beziehung zwischen einer Fehlerrate P und dem Q-Faktor bzw. der Kreisgüte erhalten: P = (1/Q(2π)1/2))exp(–Q2/2) (2)
  • Daher kann dann, wenn die Kreisgüte bestimmt werden kann, die Fehlerrate geschätzt werden.
  • Jedoch wird bei dem herkömmlichen Kreisgüte-Messsystem ein optisches Signal in ein elektrisches Signal umgewandelt und wird die Wellenform des umgewandelten Signals abgetastet, um den Q-Faktor bzw. die Kreisgüte zu bestimmen. Daher ist die mögliche Bitrate des optischen Signals in Abhängigkeit von dem Bereich oder einer Verarbeitungsgeschwindigkeit des fotoelektrischen Wandlers und der elektrischen Signalverarbeitungsschaltung auf etwa 40 Gbit/s begrenzt.
  • Zusätzlich wird der Q-Faktor zu der Zeit gemessen, zu welcher die Augenmusteröffnung maximal ist; somit kann das System nicht mehrere digitale optische Signale mit unterschiedlichen Bitraten überwachen.
  • Weiterhin muss bei dem herkömmlichen Q-Faktor-Messsystem ein Teil eines zu überwachenden optischen Signals vom Übertragungspfad extrahiert werden. Daher wird ein Leistungsverlust aufgrund der Trennung des im Übertragungspfad übertragenen optischen Signals erzeugt, wodurch das S/N verschlechtert wird.
  • Hidehiko Takara et al., Electronics and communications in Japan, Part 1 Communications, Scripta technica, vol. 76, n°10, 1993, S. 1–10 offenbart ein optisches Abtastverfahren unter Verwendung einer Summenfrequenzerzeugung (SFG = sum frequency generation), die ein nichtlinearer optischer Effekt zweiter Ordnung ist. Die SFG wird für eine gesamtoptische Abtastung der zu messenden optischen Wellenform (bei der optischen Stufe) mittels eines ultrakurzen optischen Gatterimpulses verwendet.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Demgemäß hat die vorliegende Erfindung eine Aufgabe, ein System zum Überwachen der Qualität von optischen Signalen zur Verfügung zu stellen, die in einem optischen Faserübertragungsnetzwerk übertragen werden und die unterschiedliche Bitraten haben, wobei das S/N von jedem optischen Signal überwacht werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung hat eine weitere Aufgabe, ein System zum Überwachen der Qualität von optischen Signalen mit Bitraten von einigen Dutzend Gbit/s oder darüber zur Verfügung zu stellen.
  • Die vorliegende Erfindung hat eine weitere Aufgabe, ein System zum Überwachen der Qualität von optischen Signalen zur Verfügung zu stellen, wodurch der Effekt bei dem S/N von jedem in einem Übertragungspfad übertragenen optischen Signal reduziert werden kann.
  • Daher stellt die vorliegende Erfindung ein Qualitätsüberwachungssystem für optische Signale zur Verfügung, das folgendes aufweist:
    eine Abtasteinrichtung zum Abtasten eines optischen Signals mit einer Bitrate N·f0, das heißt dem N-fachen einer Grundtaktfrequenz f0, wobei N eine natürliche Zahl ist, unter Verwendung einer Pulswiederholfrequenz von f0/n1 – Δf oder f0/n1 + Δf, wobei n1 eine vorbestimmte natürliche Zahl ist und sich die Pulswiederholfrequenz von f0/n1 um Δf geringfügig unterscheidet; und
    eine elektrische Signalverarbeitungseinrichtung zum Bestimmen eines Amplitudenhistogramms der Lichtintensität des optischen Signals basierend auf Ergebnissen der Abtastung, wobei die Verarbeitungseinrichtung in Bezug auf die Abtaststellen, die das Histogramm bilden, eine Gruppe von Stellen höheren Pegels und eine Gruppe von Stellen niedrigeren Pegels extrahiert, und ein Verhältnis einer Differenz zwischen einem Durchschnittspegel der Gruppe von Stellen höheren Pegels innerhalb einer vorbestimmten Periode und einem Durchschnittspegel der Gruppe von Stellen niedrigeren Pegels innerhalb einer vorbestimmten Periode zu der Summe von Standardabweichungen von beiden Gruppen innerhalb jeder vorbestimmten Periode berechnet, wobei das berechnete Verhältnis ein Koeffizient von S/N ist, um die Qualität des optischen Signals basierend auf dem Koeffizienten zu untersuchen.
  • Gemäß dieser Struktur ist es möglich, ein optisches Signal abzutasten und ein Amplitudenhistogramm zu erhalten und einen temporären Durchschnittskoeffizienten (d.h. einen Q-Faktor bzw. eine Kreisgüte) in Bezug auf das S/N basierend auf statisch verarbeiteten Amplitudenwerten der Abtaststellen des Histogramms zu überwachen. Das bedeutet, dass die Qualität von irgendeinem optischen Signal unabhängig von der Bitrate des optischen Signals überwacht werden kann.
  • Vorzugsweise weist die Abtasteinrichtung folgendes auf:
    eine Erzeugungseinrichtung für optische Abtastpulse zum Erzeugen eines optischen Abtastpulszugs mit der Pulswiederholfrequenz f0/n1 – Δf oder f0/n1 + Δf, die sich von f0/n1 um Δf geringfügig unterscheidet; einen optischen Multiplexer zum Multiplexen des optischen Signals und des optischen Abtastpulszugs;
    ein nichtlineares optisches Material zum Erzeugen und zum Ausgeben eines optischen Kreuzkorrelationssignals, das durch einen nichtlinearen optischen Effekt verursacht wird, indem das optische Signal und der optische Abtast pulszug, die vom optischen Multiplexer eingegeben sind, so verwendet werden, dass das optische Signal durch den optischen Abtastpulszug abgetastet wird; und
    einen fotoelektrischen Wandler zum Umwandeln des optischen Kreuzkorrelationssignals in ein elektrisches Kreuzkorrelationssignal, und
    wobei in dem Überwachungssystem die elektrische Signalverarbeitungseinrichtung das Amplitudenhistogramm basierend auf dem elektrischen Kreuzkorrelationssignal bestimmt.
  • Gemäß diesem Aufbau wird eine optische Abtastung in Bezug auf einen optischen Frequenzbereich unter Verwendung einer optischen Einrichtung durchgeführt; somit kann die Qualität von optischen Signalen mit einer ultrahohen Geschwindigkeit von einigen Dutzend Gbit/s oder darüber untersucht werden, was unter Verwendung der herkömmlichen Technik schwierig ist. Das bedeutet, dass die Qualität von optischen Signalen mit unterschiedlichen Bitraten innerhalb eines weiten Bereichs von 1 Mbit/s bis 100 Gbit/s unter Verwendung eines einzigen Überwachungssystems (oder einer Schaltung) überwacht werden kann.
  • Für eine Qualitätsüberwachung von optischen Signalen mit Bitraten von nahezu einigen Dutzend Gbit/s oder darunter kann der Koeffizient (d.h. der Q-Faktor) von S/N unter Verwendung einer Struktur zum Durchführen einer elektrischen Abtastung überwacht werden.
  • Typischerweise weist die Abtasteinrichtung einen fotoelektrischen Wandler zum Umwandeln des optischen Signals in ein elektrisches Signal; eine Zeittakt-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Zeittaktsignals mit der Pulswiederholfrequenz f0/n1 – Δf oder f0/n1 + Δf, die von f0/n1 um Δf geringfügig unterschiedlich ist; und eine elektrische Abtasteinrichtung zum Durchführen einer Abtastung von Pegeln des elektrischen Signals unter Verwendung des Zeittaktsignals auf.
  • In einem optischen Faserübertragungsnetzwerk, das optische Verstärker als Repeater bzw. Zwischenverstärker verwendet, kann die Bitrate eines optischen Signals flexibel ausgewählt werden. Das Überwachungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung kann geeignet auf ein solches Netzwerk angewendet werden. Zusätzlich kann durch Auswählen einer geeigneten Bitrate innerhalb eines möglichen Bereichs, in welchem die Erzeugungseinrichtung für optische Abtastpulse normal arbeiten kann, die vorliegende Erfindung auf einen Übertragungspfad für ein Signal nicht nur basierend auf der Netzwerkhierarchiestruktur SDH, sondern auch auf einer anderen Netzwerkhierarchiestruktur PTH angewendet werden.
  • (Vorsynchrone digitale Hierarchie)
  • Es ist für den optischen Multiplexer möglich, dass er eine Polarisationsteilungs- und -multiplexeinrichtung zum Teilen des optischen Signals in zwei orthogonale Polarisationskomponenten Psig.p und Psig.s und auch zum Teilen des optischen Abtastpulszugs in zwei orthogonale Polarisationskomponenten Psam.p und Psam.s und zum Polarisationsmultiplexen von orthogonalen Komponenten Psig.s und Psam.p miteinander und auch zum Polarisationsmultiplexen von orthogonalen Komponenten Psig.p und Psam.s miteinander und zum Ausgeben der multiplexten Signale von zwei Ausgangsanschlüssen aufweist, und dass bezüglich der dualen polarisationsmultiplexten Signale jeweils optische Kreuzkorrelationssignals erzeugt werden und diese Signale dann synthetisiert werden. Demgemäß ist es möglich, eine Polarisationsabhängigkeit zu entfernen, bei welcher sich die Leistung des optischen Kreuzkorrelationssignals gemäß dem Polarisationszustand des eingegebenen optischen Signals ändert.
  • Es ist auch möglich, den optischen Multiplexer und das nichtlineare optische Material in den Übertragungspfad einzufügen, durch welchen das optische Signal übertragen wird; das optische Signal vom Übertragungspfad und den von der Erzeugungseinrichtung für optische Abtastpulse ausgegebenen optischen Abtastpulszug durch den optischen Multiplexer zu multiplexen und das multiplexte Signal in das nichtlineare optische Material einzugeben; wobei das Überwachungssystem eine Wellenlängenmultiplexeinrichtung aufweist, die in den Übertragungspfad eingefügt ist, zum Demultiplexen des optischen Signals und des von dem nichtlinearen optischen Material ausgegebenen optischen Kreuzkorrelationssignal und zum Ausgeben des getrennten optischen Signals in den Übertragungspfad und zum Ausgeben des getrennten optischen Kreuzkorrelationssignals in den fotoelektrischen Wandler.
  • Gemäß diesem Aufbau kann ein Leistungsverlust des durch den Übertragungspfad übertragenen optischen Signals reduziert werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1A zeigt einen typischen Grundaufbau des Qualitätsüberwachungssystems für optische Signale gemäß der vorliegenden Erfindung, und
  • 1B–1E zeigen Wellenformen jedes relevanten Signals.
  • 2A–2C zeigen jeweils die Beziehungen zwischen den optischen Frequenzen der relevanten Eingangs- und Ausgangssignale für SFG, DFG und FWM.
  • 3 ist ein Diagramm zum Erklären eines Verfahrens zum Einstellen von Pegeln in Bezug auf das durch die elektrische Signalverarbeitungseinrichtung gemessene Amplitudenhistogramm.
  • 4 ist ein Diagramm zum Erklären eines Verfahrens zum Bestimmen von Schwellenpegeln.
  • 5 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem durchschnittlichen Q-Faktor und dem Q-Faktor zur Zeit t0 zeigt.
  • 6 ist ein Diagramm zum Erklären eines Verfahrens zum Einstellen von Pegeln in Bezug auf das durch die elektrische Signalverarbeitungseinrichtung gemessene Amplitudenhistogramm.
  • 7 ist ein Diagramm zum Erklären eines Verfahrens zum Bestimmen von Schwellenpegeln.
  • 8 ist ein Blockdiagramm, das das erste Ausführungsbeispiel des Qualitätsüberwachungssystems für optische Signale gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 9A–9C sind Blockdiagramme, die Beispiele der Struktur des Zeittaktgenerators zeigen.
  • 10 ist ein Zeitdiagramm, das eine Beziehung in Bezug auf eine Zeitachse zwischen dem optischen Signal, dem optischen Abtastsigal und dem erzeugten optischen Signal mit der Summenfrequenz zeigt.
  • 11 ist ein Blockdiagramm, das das zweite Ausführungsbeispiel des Qualitätsüberwachungssystems für optische Signale gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 12 ist ein Blockdiagramm, das das dritte Ausführungsbeispiel des Qualitätsüberwachungssystems für optische Signale gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 13 ist ein Blockdiagramm, das das vierte Ausführungsbeispiel des Qualitätsüberwachungssystems für optische Signale gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 14 ist ein Blockdiagramm, das das fünfte Ausführungsbeispiel des Qualitätsüberwachungssystems für optische Signale gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 15 ist ein Blockdiagramm, das das sechste Ausführungsbeispiel des Qualitätsüberwachungssystems für optische Signale gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 16 ist ein Blockdiagramm, das das siebte Ausführungsbeispiel des Qualitätsüberwachungssystems für optische Signale gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 17 ist ein Blockdiagramm, das das achte Ausführungsbeispiel des Qualitätsüberwachungssystems für optische Signale gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 18 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel von herkömmlichen Systemen zum Messen einer Fehlerrate zeigt.
  • 19 ist ein Diagramm, das ein Augenmuster eines optischen Signals und ein Histogramm, das eine Lichtintensität anzeigt, zeigt.
  • 20 ist ein Diagramm, das ein System zum Messen eines Augenmusters des optischen Signals zeigt.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Hierin nachfolgend werden Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung erklärt werden.
  • 1A zeigt einen typischen Grundaufbau des Systems zum Überwachen der Qualität von optischen Signalen gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • In der Figur ist ein optisches Signal (seine Wellenform ist in 1B gezeigt), das von einem Übertragungspfad eingegeben ist, durch eine optische Frequenz ωsig und eine Bitrate N·f0 (Bit/s), die N (natürliche Zahl: 1, 2, ...) mal so viel wie eine Grundtaktfrequenz f0 (Hz) ist, charakterisiert. Die Erzeugungseinrichtung 1 für optische Abtastpulse erzeugt optische Abtastpulse (die Wellenform des erzeugten Pulszugs ist in 1 C gezeigt) einer optischen Frequenz ωsam und eine Pulswiederholfrequenz f0/n1 – Δf (Hz) oder f0/n1 + Δf (Hz)(n1 = 1, 2, ... (natürliche Zahl)), die durch Subtrahieren einer Offsetfrequenz Δf von f0/n1 oder durch Addieren einer Offsetfrequenz Δf zu f0/n1 erhalten wird. Hier ist die Pulsbreite Δτ ausreichend schmaler als der Zeitschlitz des optischen Signals (d.h. Δτ << 1/Nf0). Ein optischer Multiplexer 2 multiplext das optische Signal und die optischen Abtastpulse (siehe 1D) und das multiplexte Signal wird in nichtlineares optisches Material 3 eingegeben.
  • Unter Verwendung des nichtlinearen optischen Materials 3 sind die folgenden Operationen möglich: (i) SFG (Summenfrequenzerzeugung), ein nichtlinearer optischer Effekt zweiter Ordnung (siehe Referenz 2: H. Takara, et al., "Ultra High-Speeed Optical Waveform Measurement Method Using Optical Sampling with Sum-Frequency Generation", Proceedings of IEICE, B-I, Vol. J75-B-I, No. 5, S. 372–380, 1992), (ii) DFG (Differenzfrequenzerzeugung), auch ein nichtlinearer optischer Effekt zweiter Ordnung, und (iii) FWM (Vierwellenmischung), ein nichtlinearer optischer Effekt dritter Ordnung (siehe Referenz 3: P.A. Andrekson, "PICO-SECOND OPTICAL SAMPLING USING FOUR-WAVE MIXING IN FIBRE", Electronics Letters, Vol. 27, No. 16, S. 1440–1441, 1991). Daher erzeugt das nichtlineare optische Material 3 ein optisches Kreuzkorrelationssignal (seine Wellenform ist in 1E gezeigt) des optischen Signals und der optischen Abtastpulse.
  • Die 2A–2C zeigen jeweils Beziehungen zwischen optischen Frequenzen von Eingangs- und Ausgangssignalen in jedem Fall von SFG, DFG und FWM. Bei SFG, wie es in 2A gezeigt ist, wird dann, wenn zwei optische Wellen eines optischen Signals einer optischen Frequenz ωsig und ein optischer Abtastpulszug einer Frequenz ωsam in ein nichtlineares optisches Material zweiter Ordnung eingegeben werden, ein optisches Signal mit einer optischen "Summen"-Frequenz ωsig (= ωsam + ωsig) erzeugt.
  • Bei DFG, wie es in 2B gezeigt ist, wird dann, wenn zwei optische Wellen eines optischen Signals einer optischen Frequenz ωsig und ein optischer Abtastpulszug eine Frequenz ωsam in ein nichtlineares optisches Material zweiter Ordnung eingegeben werden, ein optisches Signal mit der optischen "Differenz"-Frequenz ωdfg (= ωsam – ωsig) erzeugt.
  • Allgemein bedeutet FWM ein Phänomen, bei welchem aus drei eingegebenen optischen Signalen (optische Frequenzen: ω1, ω2 und ω3) ein neues optisches Signal (optische Frequenz: ω4 + ω1 + ω2 – ω3) erzeugt wird. Hier ist dann, wenn dieses Phänomen auf die optische Abtastung angewendet wird, ein komplizierter Aufbau zum Verwenden von drei Arten von optischen Signalen nötig; somit wird bei FWM allgemein eine Degeneration von zwei optischen Wellen (d.h. ω1 = ω2) verwendet. Das bedeutet, dass ein optischer Abtastpulszug einer optischen Frequenz ωsam (als ω1 und ω2) und ein optisches Signal einer optischen Frequenz ωsig (als ω3) eingegeben werden, um dadurch ein optisches Signal einer optischen Frequenz ωfwm (= 2ωsam – ωsig) zu erzeugen, wie es in 2C gezeigt ist.
  • Hier ist die Pulswiederholfrequenz der optischen Abtastpulse um Δf kleiner als f0/n1 (wobei f0 die Grundtaktfrequenz des optischen Signals ist); somit wird das Wobbeln der optischen Abtastpulse durchgeführt, während die relative Position jedes Pulses in Bezug auf das optische Signal sich verschiebt. Als Ergebnis wird die Wellenform des optischen Kreuzkorrelationssignals geändert, wie es in 1E gezeigt ist, und hat die Hüllkurve der Wellenform eine Wellenform, die durch Erweitern der Wellenform des optischen Eingangssignals entlang der Zeitachse erhalten wird. Das optische Kreuzkorrelationssignal wird durch ein Lichtempfangssystem erfasst, um da durch ein Amplitudenhistogramm eines optischen Signals hoher Geschwindigkeit zu messen (siehe die obige Referenz 2).
  • Spezifisch wird das optische Kreuzkorrelationssignal durch einen fotoelektrischen Wandler 4 in ein elektrisches Signal umgewandelt und wird das umgewandelte Signal in eine elektrische Signalverarbeitungseinrichtung 5 eingegeben. In der elektrischen Signalverarbeitungseinrichtung 5 werden die Spitzenwerte des optischen Kreuzkorrelationssignals erfasst und analysiert, so dass ein Amplitudenhistogramm, wie es in 3 gezeigt ist, erhalten wird. Unter den Abtaststellen, die das Histogramm bilden, wird bestimmt, dass eine Gruppe von Stellen, deren Pegel höher als ein vorbestimmter Schwellenpegel μth1 sind, zu einem Pegel (Abschnitt) "ZEICHEN" (d.h. "1 ") gehört, während eine Gruppe von Stellen, deren Pegel niedriger als ein vorbestimmter Schwellenpegel μth0 sind, zu einem Pegel (Abschnitt) "LEERSTELLE" (d.h. "0") gehört, und dass ein Koeffizient entsprechend S/N definiert wird als: Q = μ/(σ1 + σ0) (3) Wobei μ die Differenz zwischen einem Durchschnitt μ1 von Pegeln, die zu "ZEICHEN" innerhalb einer vorbestimmten Periode gehören, und einem Durchschnitt μ0 von Pegeln, die zu "LEERSTELLE" innerhalb einer vorbestimmten Periode gehören, ist und σ1 und σ0 Standardabweichungen von sowohl "ZEICHEN" als auch "LEERSTELLE" in jeder vorbestimmten Periode sind.
  • Ein Beispiel für das Verfahren zum Bestimmen der obigen Schwellenpegel μth1 und μth0 durch die elektrische Signalverarbeitungseinrichtung 5 wird unter Bezugnahme auf 4 erklärt werden. Zuerst wird ein Amplitudenhistogramm basierend auf Abtaststellen bestimmt, die im Voraus innerhalb einer vorbestimmten Periode gemessen sind. Die Anzahl von Malen (siehe die horizontale Achse), für welche jede Abtaststelle des Histogramms von der Seite des maximalen Pegels integriert wird. Wenn das Integrationsergebnis gleich Nmittel bei einem bestimmten Pegel wird, wird dieser Pegel als der Mittelwert μm eingestellt. Hier ist die Anzahl von Malen von Nmittel wie folgt definiert: Nmittel = Ntotal × D x M (4) wobei D den Tastgrad (oder Abtastfaktor: ein Verhältnis der Pulsbreite zum Zeitschlitz) des optischen Signals bedeutet und M das Zeichenverhältnis (d.h. die Wahrscheinlichkeit eines Erscheinens von "ZEICHEN (d.h. 1)" bei einer digitalen Übertragung) bedeutet.
  • Zusätzlich wird der Durchschnitt μ1 von "ZEICHEN" wie folgt geschätzt: μ1 = 2(μm – μ0) + μ0 (5)
  • Bei tatsächlichen optischen Übertragungssystemen kann es sein, dass die Anfangsstelle auf der "ZEICHEN"-Seite des Histogramms nicht deutlich erscheint. Selbst in einem solchen Fall kann der Durchschnitt μ1 von "ZEICHEN" gemäß dem obigen Verfahren bestimmt werden.
  • Als nächstes wird jede Anzahl von Malen von der Seite des minimalen Pegels in dem Histogramm aus untersucht, und dann, wenn die Anzahl von Malen von Abtaststellen einen Spitzenwert zum ersten Mal hat, wird der relevante Pegel als der Durchschnitt μ0 von "LEERSTELLE" bestimmt. Zusätzlich werden die Schwellenpegel μth0 und μth1 von "LEERSTELLE" und "ZEICHEN" wie folgt bestimmt: μth0 = μ0 + α(μ1 – μ0) μth1 = μ1 – α(μ1 – μ0) (6)wobei 0 < α < 0,5.
  • Durch Einsetzen der Gleichung (5) in die Gleichung (6) werden die folgenden Gleichungen erhalten: μth0 = 2αμm + (1 – 2α)μ0 μth1 = 2(1 – α) – (1 – 2α)μ0 (7)
  • Der Durchschnitt μ1 von "ZEICHEN" und die Standardabweichungen σ1 und σ0 von "ZEICHEN" und "LEERSTELLE" werden basierend auf den Schwellenpegeln μth1 und μth0 bestimmt, wie es oben bestimmt wird, und das Amplitudenhistogramm wird gemäß allen gemessenen Werten erhalten. Ein "durchschnittlicher" Koeffizient (d.h. "durchschnittlicher" Q-Faktor) in Bezug auf das S/N wird dann gemäß den oben bestimmten Werten bestimmt.
  • Dieser Koeffizient Q ist ein physikalisches Maß, dass dem S/N des optischen Signals entspricht. Daher kann die Qualität eines übertragenen Signals durch Berechnen des Koeffizienten Q untersucht werden.
  • 5 zeigt die Beziehung zwischen dem Durchschnitts-Q-Faktor, der erhalten wird, wie es oben erklärt ist, und dem Q-Faktor zur Zeit t0. Unter Bezugnahme auf die Figur wird mit α von 0,1 die Anzahl von Malen in Bezug auf die Abtastung erniedrigt; somit wird eine Dispersion des Durchschnittskoeffizienten Q erhöht. Zusätzlich sind mit α von 0,4 oder darüber gemessene Werte nahe der Kreuzungsstelle des Augenmusters enthalten, somit wird der Durchschnittskoeffizient Q erniedrigt und wird eine Messgenauigkeit verschlechtert. Andererseits kann unter den Bedingungen 0,1 < α < 0,4 eine ausreichende Anzahl von Malen in Bezug auf die Abtastung erhalten werden und kann der Effekt der Kreuzungsstelle vermieden werden. Daher wird eine erwünschte Korrelationsbeziehung zwischen dem Durchschnitts-Q-Faktor und dem Q-Faktor zur Zeit t0 realisiert. In Bezug auf dieses Beispiel, wie es in 5 gezeigt ist, wurde ein hoher Korrelationskoeffizient von 0,99 erhalten.
  • Demgemäß kann in Bezug auf die Gleichung (7) durch Bestimmen von Schwellenpegeln μth0 und uth1 unter den Bedingungen 0,1 < α < 0,4 die Qualität eines durch einen Übertragungspfad übertragenen optischen Signals genau überwacht werden.
  • Ein weiteres Verfahren zum Bestimmen von "LEERSTELLE" und "ZEICHEN" wird in 6 gezeigt werden. Das bedeutet, dass zwei Pegelabschnitte im Voraus bestimmt werden und unter Abtaststellen, die das Histogramm bilden, eine Gruppe von Stellen, die zu einem Abschnitt höheren Pegels gehören, als "ZEICHEN" bestimmt wird, während eine Gruppe von Stellen, die zu einem Abschnitt niedrigeren Pegels gehören, als "LEERSTELLE" bestimmt wird. Ein Koeffizient entsprechend S/N in diesem Fall ist definiert als: Q = μ'/(σ1 + σ0) (8)wobei μ' die Differenz zwischen dem Durchschnitt von Pegeln von "ZEICHEN" innerhalb einer vorbestimmten Periode und dem Durchschnitt von Pegeln von "LEERSTELLE" innerhalb einer vorbestimmten Periode ist und σ1 und σ0 Standardabweichungen von sowohl "ZEICHEN" als auch "LEERSTELLE" in jeder vorbestimmten Periode sind.
  • In diesem Fall wird beispielsweise mit dem maximalen Wert μmax und dem minimalen Wert μmin unter Pegeln von Abtaststellen, die zuvor in einer vorbestimmten Zeit gemessen sind, der Abschnitt von "ZEICHEN" derart eingestellt, dass er "μth1 oder darüber und μmax oder darunter" ist, während der Abschnitt von "LEERSTELLE" derart eingestellt wird, dass er "μmin oder darüber und μth0 oder darunter" ist, wie es in 7 gezeigt ist.
  • Wie es bei dem oben erklärten Grundaufbau gezeigt ist, unterscheidet sich die vorliegende Erfindung von dem herkömmlichen Fehlerraten-Messverfahren, bei welchem ein Fangen von Daten und eine Fehlerbeurteilung bei einer Frequenz entsprechend der Bitrate des optischen Zielsignals durchgeführt werden, und bei der Stelle, wo die am meisten erwünschte Augenmusteröffnung erhalten wird. Bei dem Überwachungssystem der vorliegenden Erfindung wird ein Abtasten des optischen Signals durchgeführt, um ein Histogramm des optischen Signals zu bestimmen, und wird der temporäre Durchschnittskoeffizient (d.h. Q-Faktor) in Bezug auf das S/N basierend auf dem Histogramm überwacht. Das vorliegende System kann die Qualität von irgendeinem optischen Signal mit einer Bitrate Nf0 (bit/s) überwachen, das heißt N (natürliche Zahl: 1, 2, ...) mal so viel wie die Grundtaktfrequenz f0 (Hz). Zusätzlich werden effektiv optische Abtastpulse mit einer schmalen Pulsbreite und eine optische Abtastung unter Verwendung eines nichtlinearen optischen Effekts mit einer schnellen Reaktion verwendet; somit können selbst optische Signale von einigen Dutzend Gbit/s oder darüber auf eine Qualität hin überwacht werden. Ein Überwachen von optischen Signalen mit solchen hohen Bitraten können unter Verwendung der herkömmlichen Technik nicht realisiert werden.
  • Erstes Ausführungsbeispiel
  • 8 zeigt das erste Ausführungsbeispiel des Systems zum Überwachen der Qualität eines optischen Signals gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • In der Figur wird ein optisches Signal mit einer Bitrate N·f0 (bit/s), welches N (natürliche Zahl: 1, 2, ...) mal so groß wie eine Grundtaktfrequenz f0 (Hz) ist, von einem Übertragungspfad eingegeben. Ein Teil dieses optischen Signals wird durch einen optischen Koppler 51-1 getrennt. Vorzugsweise ist das Verzweigungsverhältnis des Überwachungsanschlusses (der mit der Überwachungsseite verbunden ist) des Kopplers zu dem anderen Anschluss, der mit dem Übertragungspfad verbunden ist, so klein wie möglich, um zu verhindern, dass sich Übertragungscharakteristiken aufgrund des Energieverlusts verschlechtern, der durch die Verzweigungsoperation verursacht wird. Das von dem Überwachungsanschluss des optischen Kopplers 51-1 ausgegebene optische Signal wird durch einen optischen Koppler 51-2 weiter in zwei Teile getrennt.
  • Ein Teil des durch den optischen Koppler 51-2 getrennten optischen Signals wird in einen Zeittaktgenerator 11 eingegeben. In dem Generator wird die Grundtaktfrequenz f0 (Hz) von dem Eingangssignal extrahiert und wird ein Zeittaktsignal von f0/n1 – Δf (Hz) oder f0/n1 + Δf (Hz) (n1 = 1, 2, ...) durch Subtrahieren einer Offsetfrequenz Δf (Hz) von oder durch Addieren der Offsetfrequenz zu "f0/n1" erzeugt. Ein Generator für kurze optische Pulse 12 verwendet den obigen Zeitgabetakt und erzeugt einen optischen Abtastpulszug einer Pulswiederholfrequenz f0/n1 – Δf (Hz) oder f0/n1 + Δf (Hz), wobei die Pulsbreite ausreichend schmaler als der Zeitschlitz des relevanten optischen Signals ist.
  • Der andere Teil des durch den optischen Koppler 51-2 aufgeteilten optischen Signals und der von dem Generator für kurze optische Pulse 12 ausgegebene optische Abtastpulszug werden durch einen optischen Multiplexer 2 multiplext und das multiplexte Signal wird in ein nichtlineares optisches Material 3 eingegeben. Das nichtlineare optische Material 3 erzeugt ein optisches Kreuzkorrelationssignal (SFG, DFG oder FWM) zwischen dem optischen Signal und den optischen Abtastpulsen. Dieses optische Kreuzkorrelationssignal wird durch einen fotoelektrischen Wandler 4 in ein elektrisches Kreuzkorrelationssignal umgewandelt. Das elektrische Signal wird dann in eine elektrische Signalverarbeitungseinheit 5 eingegeben. Die elektrische Signalverarbeitungseinheit 5 führt eine Erfassung von Spitzenwerten des obigen elektrischen Kreuzkorrelationssignals und eine Analyse des Signals durch, um das Histogramm zu messen und zu bestimmen, wie es in 3 gezeigt ist. Ebenso wird in der elektrischen Signalverarbeitungseinheit 5 der Koeffizient Q basierend auf dem obigen erklärten Prinzip bestimmt und wird die Qualität des optischen Zielsignals untersucht. Gemäß den Operationen kann in Bezug auf ein optisches Faserübertragungsnetzwerk, in welchem digitale optische Signale von unterschiedlichen Bitraten übertragen werden, die Qualität jedes optischen Signals unter Verwendung eines einzigen Mess- und Überwachungssystems ungeachtet von Bitraten untersucht werden.
  • Hier ist eine Entsprechung zwischen dem vorliegenden Ausführungsbeispiel und dem Grundaufbau in 1 gezeigt. Der Zeittaktgenerator 11 und der Generator für kurze optische Pulse 12 entsprechen der Erzeugungseinrichtung für optische Abtastpulse 1. Andere Elemente mit identischen Bezugszeichen entsprechen direkt einem jeweiligen Element in 1. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird zum Extrahieren der Grundtaktfrequenz f0 des optischen Signals über den Zeittaktgenerator 11 ein Teil des durch den Übertragungspfad übertragenen optischen Signals unter Verwendung von optischen Kopplern 51-1 und 51-2 getrennt.
  • Die 9A–9C zeigen Beispiele der Struktur des Zeittaktgenerators.
  • In 9A erzeugt ein Basisbitraten-Zeitgabegenerator 13 ein Signal einer Takffrequenz f0/n1 (n1 = 1, 2, ...) unter Verwendung eines optischen Signals einer Bitrate N·f0, wobei f0 die Grundtaktfrequenz ist. Ein Oszillator 14 erzeugt ein Signal einer Offseffrequenz Δf. Ein Mischer 15 mischt die Takffrequenz f0/n1 und die Offseffrequenz Δf und erzeugt ein Zeittaktsignal einer Frequenz f0/n1 ± Δf (Hz). Ein Bandpassfilter 18 gibt nur eine von zwei Frequenzkomponenten von f0/n1 – Δf (Hz) und f0/n1 + Δf (Hz) aus.
  • Nachfolgend wird ein Verfahren zum Bestimmen der Offseffrequenz Δf erklärt werden.
  • 10 ist ein Zeitdiagramm, das die Beziehung in Bezug auf die Zeitachse zwischen dem optischen Signal, dem optischen Abtastsignal (hier dem Pulszug) und dem erzeugten optischen Signal mit der Summenfrequenz zeigt. Die Pulswiederholfrequenz der optischen Abtastpulse ist kleiner als f0/n1 (wobei hier f0 die Pulswiederholfrequenz des optischen Signals ist), und zwar um Δf; somit wird, wie es in 10 gezeigt ist, bei dem Wobbeln der optischen Abtastpulse die relative Position jedes Pulses in Bezug auf das optische Signal für jeden Zyklus um ΔT verschoben. Diese relative Positionsverschiebung ΔT entspricht einer Differenz zwischen einer Pulswiederholperiode Ts (= 1/fs) der optischen Abtastpulse und einer Periode n1T0 (entsprechend einer Frequenz f0/n1, wobei T0 = 1/f0), das heißt: ΔT = Ts – n1T0 = 1/(f0/n1 – Δf) – n1/f0 ≒ n1 2Δf/f0 2 (9)
  • Die obige relative Positionsverschiebung ΔT wird als Summe von n2 × T0 und δT (die Stufenzeit zum Abtasten) dargestellt, wie es folgt: ΔT = n2T0 + δT (10)
  • Diese Gleichung bedeutet ein Abtasten der Wellenform des optischen Signals unter Verwendung einer Abtaststufenzeit δT. Hier wird gemäß den Gleichungen (9) und (10) Δf dargestellt wie folgt: Δf = f0(n1 + f0δT)/(n1(n1 + n2 + f0δT)) (11)wobei n1 und n2 natürliche Zahlen sind.
  • Demgemäß wird eine Offsetfrequenz Δf unter Verwendung der Gleichung (11) berechnet, um dadurch das optische Signal unter Verwendung einer erwünschten Abtaststufenzeit δT abzutasten. Zusätzlich kann eine Kombination aus natürlichen Zahlen n1 und n2 geeignet ausgewählt werden; somit können die Offsetfrequenz und der Zeitgabetakt im Hinblick auf den Frequenzbereich der vorhandenen Abtastlichtquelle und des Signalverarbeitungssystems geeignet bestimmt werden.
  • Die temporäre Auflösung für die Abtastung gemäß der vorliegenden Erfindung hängt hauptsächlich von der Pulsbreite Δτ der optischen Abtastpulse ab, die durch den Generator für kurze optische Pulse 12 erzeugt werden, und von der Reaktionsgeschwindigkeit des nichtlinearen optischen Materials 3.
  • Ein modenverriegelter Faserlaser, ein modenverriegelter Halbleiterlaser, ein Verstärkungsumschalt-Halbleiterlaser oder ähnliches kann als der Generator für kurze optische Pulse 12 verwendet werden. In letzter Zeit ist es möglich geworden, kurze optische Pulse mit einer Pulsbreite von 1 ps oder darunter zu erzeugen, indem eine solche Laserquelle verwendet wird. Als nichtlineares optisches Material 3 kann für SFG und DFG ein nichtlineares optisches Material zweiter Ordnung verwendet werden, wie beispielsweise ein anorganisches Material, wie beispielsweise KTP (Molekularformel: KTiOPO4) und LiNbO3, ein organisches Material, wie beispielsweise AANP, und ein Halbleiter-Wellenleiter. Für FWM kann ein nichtlineares optisches Material dritter Ordnung verwendet werden, wie beispielsweise ein optischer Quarz-Wellenleiter, wie beispielsweise eine optische Faser. Die Reaktionsgeschwindigkeit der obigen Materialien ist 0,1 ps oder darunter. Daher kann durch Verwenden von einem der obigen Materialien eine temporäre Auflösung von 1 ps oder darunter realisiert werden. Die temporäre bzw. zeitliche Auflösung entspricht einer Bitrate von einigen hundert Gbit/s.
  • Als optischer Multiplexer 2 kann ein normaler optischer Koppler verwendet werden. Wenn jedoch ein optischer Wellenlängenmultiplexkoppler verwendet wird, können die optischen Abtastpulse und das optische Signal mit niedrigerem Energieverlust multiplext werden. Zusätzlich kann dann, wenn die Polarisationsrichtungen der optischen Abtastpulse und des optischen Signals orthogonal sind, ein Polarisationsstrahlteiler zum Durchführen eines Polarisationsmultiplexens verwendet werden.
  • Zusätzlich ist dann, wenn SFG oder DFG als der nichtlineare optische Effekt verwendet wird, das zu verwendende nichtlineare optische Material in Abhängigkeit von den Polarisationsrichtungen des optischen Signals und der optischen Abtastpulse begrenzt. Wenn beide Polarisationsrichtungen parallel sind, dann sollte ein nichtlineares optisches Materials zweiter Ordnung zum Durchführen einer "Phasenanpassung vom Typ I" verwendet werden, wobei das optische Kreuzkorrelationssignal effizient erzeugt wird, wenn die Polarisationsrichtungen von zwei optischen Grundsignalen parallel sind. Andererseits sollte dann, wenn beide Polarisationsrichtungen orthogonal sind, ein nichtlineares optisches Material zweiter Ordnung zum Durchführen einer "Phasenanpassung vom Typ II" verwendet werden, wobei das optische Kreuzkorrelationssignal effizient erzeugt wird, wenn die Polarisationsrichtungen von zwei optischen Basissignalen orthogonal sind (siehe die obige Referenz 2). Wenn FWM als der nichtlineare optische Effekt verwendet wird, sollten die Polarisationsrichtungen des optischen Signals und der optischen Abtastpulse parallel sein, um das optische Kreuzkorrelationssignal effizient zu erzeugen.
  • Wenn die Umwandlungseffizienz des zu verwendenden nichtlinearen optischen Materials 3 unzureichend ist, dann werden die Spitzenleistungen des optischen Signals und der optischen Abtastpulse unter Verwendung eines optischen Verstärkers verstärkt, der vor oder hinter dem optischen Multiplexer 2 eingefügt werden kann. Ein optischer Verstärker, der eine mit Seltenerde dotierte Faser verwendet, oder ein optischer Halbleiterverstärker kann als der obige optische Verstärker verwendet werden.
  • Bei dem optischen Signal, das von dem nichtlinearen optischen Material 3 ausgegeben wird, sind neben dem optischen Kreuzkorrelationssignal mit einer Summen- oder Differenzfrequenz oder einer vierwelligen Mischfrequenz auch das optische Signal und die optischen Abtastpulse enthalten. Zusätzlich kann unter gewissen Bedingungen harmonisches Licht zweiter Ordnung des optischen Signals und des optischen Abtastpulszugs erzeugt werden. Wenn solche anderen Komponenten das S/N des optischen Kreuzkorrelationssignals, das zu messen ist, verschlechtern, wird ein Wellenlängenfilter 32 zwischen dem nichtlinearen optischen Material 3 und dem fotoelektrischen Wandler 4 eingefügt, um nur das optische Kreuzkorrelationssignal zu extrahieren.
  • Zweites Ausführungsbeispiel
  • 11 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel des Systems zum Überwachen der Qualität eines optischen Signals gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Das Merkmal des vorliegenden Ausführungsbeispiels besteht im Verwenden eines Zeittaktgenerators 16 anstelle eines Zeittaktgenerators 11. Der Zeittaktgenerator 16 verwendet ein netzwerksynchronisiertes Taktsignal mit einer Taktfrequenz f0/m (f0 ist die Grundtaktfrequenz und m = 1, 2, ...), und erzeugt ein Zeittaktsignal von f0/n1 – Δf (Hz) oder f0/n1 + Δf (Hz)(n1 = 1, 2, ...). Hier kann die Offsetfrequenz Δf basierend auf der obigen Gleichung (11) bestimmt werden. Die anderen strukturellen Elemente sind dieselben wie diejenigen des ersten Ausführungsbeispiels.
  • Die interne Struktur des Zeittaktgenerators 16 kann, wie es in 9B gezeigt ist, einen Basisbitraten-Zeitgabegenerator 17 zum Erzeugen der Taktfrequenz f0/n1 unter Verwendung eines netzwerksynchronisierten Taktsignals mit einer Bitrate f0/m aufweisen.
  • Anstelle des Zeittaktgenerators 11 (siehe 9A), wie er beim ersten Ausführungsbeispiel erklärt ist, und des Zeittaktgenerators 16 (siehe 9B), wie er beim zweiten Ausführungsbeispiel erklärt ist, kann ein Oszillator 19 zum Oszillieren eines Zeittaktsignals von f0/n1 – Δf oder f0/n1 + Δf, das durch Subtrahieren einer Offsetfrequenz Δf von oder durch ein Addieren von Δf zu f0/n1 erhalten wird, als Zeittaktgenerator verwendet werden, wie es in 9C gezeigt ist.
  • Drittes Ausführungsbeispiel
  • 12 zeigt das dritte Ausführungsbeispiel des Systems zum Überwachen der Qualität eines optischen Signals gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Der bei der vorliegenden Erfindung verwendete nichtlineare optische Effekt hängt allgemein von der Polarisation ab, und die Energie des erzeugten optischen Kreuzkorrelationssignals wird gemäß den Polarisationszuständen der Eingangssignale geändert. Die Polarisationsabhängigkeit kann bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ausgeschlossen werden.
  • Daher wird ein Polarisationsstrahlteiler 21 mit zwei Eingangsanschlüssen und zwei Ausgangsanschlüssen anstelle des optischen Kopplers 2 beim ersten Ausführungsbeispiel verwendet. In diesem Fall das optische Signal und der optische Abtastpulszug jeweils in diese Eingangsanschlüsse eingegeben und ist eine Reihe von nichtlinearem optischen Material 3-1, einem Wellenlängenfilter 32-1 und einem fotoelektrischen Wandler 4-1 mit dem ersten Ausgangsanschluss verbunden, während eine Reihe aus einem nichtlinearen optischen Material 3-2, einem Wellenlängenfilter 32-2 und einem fotoelektrischen Wandler 4-2 mit dem zweiten Ausgangsanschluss verbunden ist. Die optischen Kreuzkorrelationssignals, die von jedem fotoelektrischen Wandler ausgegeben werden, werden durch eine Addierschaltung 22 miteinander addiert. Das addierte Signal wird in eine elektrische Signalverarbeitungseinheit 5 eingegeben.
  • Bei dem vorliegenden Aufbau ist der in den Polarisationsstrahlteiler 21 eingegebene optische Abtastpulszug linear polarisiert, wobei die Polarisationsachse davon um 45° in Bezug auf die Hauptpolarisationsachse des Polarisationsstrahlteilers 21 geneigt ist. Demgemäß wird das in den Polarisationsstrahlteiler 21 eingegebene optische Signal in zwei orthogonale Polarisationskomponenten Psig.p und Psig.s aufgeteilt. Gleichermaßen wird der in den Polarisationsstrahlteiler 21 eingegebene optische Abtastpulszug in zwei orthogonale Polarisationskomponenten Psam.p und Psam.s aufgeteilt. Die orthogonalen Komponenten, die zum optischen Signal gehören, und der optische Abtastpulszug werden miteinander polarisationsmultiplext, das heißt ein multiplextes Signal einer Gruppe von Komponenten Psig.s und Psam.p wird vom Ausgangsanschluss 21A ausgegeben, während ein multiplextes Signal einer Gruppe von Komponenten Psig.p und Psam.s vom Ausgangsanschluss 21B ausgegeben wird. Das optische Signal und der optische Abtastpulszug, die von jedem Ausganganschluss ausgegeben wurden, werden über jedes der nichtlinearen optischen Materialien 3-1 und 3-2 in ein optisches Kreuzkorrelationssignal umgewandelt. Die erhaltenen Kreuzkorrelationssignale werden durch die fotoelektrischen Wandler 4-1 und 4-2 jeweils in elektrische Signale umgewandelt.
  • Die dualen optischen Kreuzkorrelationssignale werden durch die Addierschaltung 22 miteinander addiert und das addierte Signal wird in die elektrische Signalverarbeitungseinheit 5 eingegeben. Der Koeffizient Q wird dann nach Mess- und Berechnungsoperationen gleich denjenigen beim ersten Ausführungsbeispiel berechnet, so dass die Qualität des optischen Signals untersucht wird.
  • Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der optische Abtastpulszug linear polarisiert, wobei die Polarisationsachse davon um 45° in Bezug auf die Polarisationshauptachse des Polarisationsstrahlteilers 21 geneigt ist, um dadurch zwei Komponenten Psam.p und Psam.s in den Leitungen von den Polarisationsstrahlteiler 21 zu entzerren. Das bedeutet mit der Gesamtleitung Psam des optischen Abtastpulszugs und unter der Annahme, dass "Psam.p" und "Psam.s" jeweils die Leistung der entsprechenden Komponenten darstellen, die folgende Beziehung realisiert wird: Psam.p = Psam.s = 0,5 Psam (12)
  • Andererseits wird zur Zeit eines Eingehens des optischer, Signals in den Polarisationsstrahlteiler 21 dem Polarisationszustand des optischen Signals keine Begrenzung aufgelegt. Daher wird das optische Signal in zwei Polarisationskomponenten Psig.p und Psig.s von irgendeinem Leistungsverhältnis durch den Polarisationsstrahlteiler 21 aufgeteilt. Hier ist die Summe dieser Komponenten konstant; somit wird mit der Gesamtleistung Psig des optischen Signals die folgende Beziehung realisiert: Psig.p + Psig.s = Psig (13)
  • Mit einer Umwandlungseffizienz η des nichtlinearen optischen Materials wird die Gesamtleitung Pint der durch die nichtlinearen optischen Materialien 3-1 und 3-2 erzeugten optischen Kreuzkorrelationssignale dargestellt wie folgt: Pint = η Psig.p Psam.s + η Psig.s Psam.p (14)
  • Durch Einsetzen der Gleichungen (12) und (13) in die Gleichung (14) wird die folgende Gleichung erhalten: Pint = 0,5η Psig Psam (15)
  • Die Gleichung (15) bedeutet, dass die Summe der dualen optischen Kreuzkorrelationssignale nicht von dem Polarisationszustand des eingegebenen optischen Signals abhängt.
  • Jedoch kann die Gleichung (15) aufgrund einer Ungenauigkeit des Teilungsverhältnisses des Polarisationsstrahlteilers 21 oder einer spezifischen Differenz der Umwandlungseffizienzen der zwei nichtlinearen optischen Materialien ineffektiv sein; somit kann ein geringes Ausmaß einer Polarisationsabhängigkeit auftreten. In einem solchen Fall wird eine geeignete Gewichtung in Bezug auf die Pegel der dualen optischen Kreuzkorrelationssignale in der Addierschaltung 22 ausgeführt, so dass der Pegel des addierten optischen Kreuzkorrelationssignals nicht von dem Polarisationszustand des optischen Signals abhängt.
  • Durch Überwachen der Koeffizienten von S/N unter Verwendung des obigen Aufbaus kann die Qualität des optischen Signals unabhängig von der Bitrate und dem Polarisationszustand des optischen Signals untersucht werden.
  • Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel kann wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Zeittaktgenerator 16 anstelle des Zeittaktgenerators 11 verwendet werden. Der Zeittaktgenerator 16 verwendet ein netzwerksynchronisiertes Taktsignal mit der Taktfrequenz f0/m und erzeugt ein Zeittaktsignal von f0/n1 – Δf (Hz) oder f0/n1 + Δf (Hz) (n1 = 1, 2, ...). Zusätzlich kann ein Zeittaktgenerator, der nur aus einem Oszillator besteht, verwendet werden, wie es oben beschrieben ist.
  • Viertes Ausführungsbeispiel
  • 13 zeigt das vierte Ausführungsbeispiel des Systems zum Überwachen der Qualität eines optischen Signals gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Das Merkmal des vorliegenden Ausführungsbeispiels besteht darin, dass anstelle einer Addierschaltung 22 beim dritten Ausführungsbeispiel die Zeitbedingungen der dualen Kreuzkorrelationssignale durch ein Durchführen von einem Signaldurchgang durch eine optische Verzögerungseinheit 23 aneinander angepasst werden. Die Signale nach der Zeitgabeanpassung werden durch den Polarisationsstrahlteiler 24 polarisationsmultiplext, und das multiplexte Signal wird in den fotoelektrischen Wandler 4 eingegeben. Die anderen strukturellen Elemente sind gleich denjenigen des dritten Ausführungsbeispiels.
  • Fünftes Ausführungsbeispiel
  • 15 zeigt das fünfte Ausführungsbeispiel des Systems zum Überwachen der Qualität eines optischen Signals gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Bei den obigen ersten bis vierten Ausführungsbeispielen ist es nötig, einen Teil des in dem Übertragungspfad übertragenen optischen Signals unter Verwendung eines optischen Kopplers 51-1 zu trennen, um die Qualität des optischen Signals zu untersuchen. Bei diesem Aufbau ist ein Verlust bezüglich der Leistung des in den Übertragungspfad übertragenen optischen Signals unvermeidbar. Wenn das Verzweigungsverhältnis eines Teils, der in das Überwachungssystem eingegeben wird, zu dem übrigen Teil erniedrigt wird, um einen solchen Leistungsverlust des optischen Signals zu minimieren, wird das S/N des Überwachungssignals selbst dann verschlechtert, wenn das Signal unter Verwendung eines optischen Verstärkers verstärkt wird; somit kann kein optisches Kreuzkorrelationssignal mit ausreichender Leistung erhalten werden.
  • Das Merkmal des vorliegenden Ausführungsbeispiels besteht im Eingeben eines optischen Abtastpulszugs in den Übertragungspfad und im Erzeugen eines optischen Kreuzkorrelationssignals. Das optische Signal und das optische Kreuzkorrelationssignal werden wellenlängenmultiplext, um dadurch den Leistungsverlust des durch den Übertragungspfad übertragenen optischen Signals zu reduzieren. Das bedeutet, dass unter Verwendung eines Zeittaktgenerators 16 und eines Generators für kurze optische Pulse 12 ein optischer Abtastpulszug einer Pulswiederholfrequenz f0/n1 – Δf (Hz) oder f0/n1 + Δf (Hz) unter Verwendung des netzwerksynchronisierten Taktsignals mit einer Taktfrequenz f0/m erzeugt wird. Ein optischer Multiplexer 2, ein nichtlineares optisches Material 3 und ein optischer Demultiplexer 33 sind ich dem Übertragungspfad eingefügt. Das von "oberen" Strom im Übertragungspfad übertragene optische Signal und der optische Abtastpulszug werden dann durch den optischer Multiplexer 2 multiplext und das multiplexte Signal wird in das nichtlineare optische Material 3 eingegeben, so dass ein optisches Kreuzkorrelationssignal erzeugt wird.
  • Die Ausgabe von dem nichtlinearen optischen Material 3 enthält das optische Signal (optische Frequenz: ωsig), den optischen Abtastpulszug (optische Frequenz: ωsam)c und das optische Kreuzkorrelationssignal mit einer Summenfrequenz (opti sche Frequenz ωsig = ωsam + ωsig), eine Differenzfrequenz (optische Frequenz ωdig = ωsam – ωsig) oder eine vierwellige gemischte Ferquenz (optische Frequenz ωfwm = 2ωsam – ωsig). Unter einigen Bedingungen können eine Harmonische zweiter Ordnung des optischen Signals (optische Frequenz: 2ωsig) und eine harmonische zweiter Ordnung des optischen Abtastpulszugs (optische Frequenz: 2ωsam) erzeugt werden. Der optische Demultiplexer 33 extrahiert das optische Signal und das optische Kreuzkorrelationssignal und gibt sie von unterschiedlichen Anschlüssen 33A und 33B aus. Das getrennte optische Signal (optische Frequenz: ωsig) wird zu dem "unteren" Strom des Übertragungspfads übertragen, während das optische Kreuzkorrelationssignal (optische Frequenz: ωsig, ωdig oder ωtwin) in den fotoelektrischen Wandler 4 eingegeben wird, um das Signal in das elektrische Kreuzkorrelationssignal umzuwandeln. Das umgewandelte elektrische Signal wird in der elektrischen Signalverarbeitungseinheit 5 über Operationen gleich denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels verarbeitet. Der Koeffizient Q wird somit erhalten und die Qualität des optischen Signals wird untersucht.
  • Durch Überwachen der Koeffzienten des S/N unter Verwendung des obigen Aufbaus kann die Qualität des optischen Signals unabhängig von der Bitrate des optischen Signals untersucht werden, und ohne ein Verschlechtern S/N des durch den Übertragungspfad übertragenen optischen Signals.
  • Sechstes Ausführungsbeispiel
  • 15 zeigt das sechste Ausführungsbeispiel des Systems zum Überwachen der Qualität eines optischen Signals gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Das Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht im Kombinieren der Strukturen des dritten und des fünften Ausführungsbeispiels. Das bedeutet, dass dieser Aufbau nicht von dem Polarisationszustand des optischen Zielsignals abhängt und den Leistungsverlust des im Übertragungspfad übertragenen optischen Signals reduziert.
  • Das von dem oberen Strom im Übertragungspfad übertragene optische Signal und der optische Abtastpulszug werden jeweils durch unterschiedliche Anschlüsse in den Polarisationsstrahlteiler 21 eingegeben. Zu dieser Zeit ist die Polarisation des optischen Abtastpulszugs linear polarisiert, wobei die Polarisationsachse davon um 45° in Bezug auf die Hauptpolarisationsachse des Polarisationsstrahlteilers 21 ge neigt ist. Im Polarisationsstrahlteiler 21 wird das in den Polarisationsstrahlteiler 21 eingegebene optische Signal in zwei orthogonale Polarisationskomponenten Psig.p und Psig.s aufgeteilt. Gleichermaßen wird der in den Polarisationsstrahlteiler 21 eingegebene optische Abtastpulszug in zwei orthogonale Polarisationskomponenten Psam.p und Psam.s aufgeteilt. Die orthogonalen Komponenten, die zum optischen Signal gehören, und der optische Abtastpulszug werden miteinander polarisationsmultiplext, das heißt, dass ein multiplextes Signal einer Gruppe von Komponenten Psig.s und Psam.p von einem Ausgangsanschluss 21A ausgegeben wird, während ein multiplextes Signal einer Gruppe von Komponenten Psig.p und Psam.s von einem Ausgangsanschluss 21B ausgegeben wird.
  • Das optische Signal und der optische Abtastpulszug, die von einem jeweiligen Ausgangsanschluss ausgegeben wurden, werden über jedes von nichtlinearen optischen Materialien 3-1 und 3-2 in ein optisches Kreuzkorrelationssignal umgewandelt. Die in den optischen Demultiplexer 33-1 eingegebene Komponente wird in eine Komponente des optischen Signals aufgeteilt, und eine weitere Komponente des optischen Kreuzkorrelationssignals. Gleichermaßen wird die in den optischen Demultiplexer 33-2 eingegebene Komponente auch in eine Komponente des optischen Signals und in eine weitere Komponente des optischen Kreuzkorrelationssignals aufgeteilt. Die Zeitgabesituationen der dualen optischen Signale werden unter Verwendung einer optischen Verzögerungseinheit 24 aneinander angepasst und die Signale werden unter Verwendung des Polarisationsstrahlteilers 26 weiter polarisationsmultiplext. Das multiplexte Signal wird in den unteren Strom des Übertragungspfads übertragen. Andererseits werden die dualen optischen Kreuzkorrelationssignale jeweils durch fotoelektrische Wandler 4-1 und 4-2 in elektrische Kreuzkorrelationssignale umgewandelt. Die umgewandelten elektrischen Kreuzkorrelationssignale werden dann über eine Addierschaltung 22 zueinander addiert. Das addierte Signal wird in die elektrische Signalverarbeitungseinheit 5 eingegeben und wird auf gleiche Weise zu derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels verarbeitet, so dass der Koeffizient Q berechnet wird und die Qualität des optischen Signals untersucht wird.
  • Durch Überwachen der Koeffizienten des S/N unter Verwendung des obigen Aufbaus kann die Qualität des optischen Signals unabhängig von der Bitrate des optischen Signals zuverlässig untersucht werden, ohne dass das S/N des optischen Signals, das durch den Übertragungspfad übertragen wird, verschlechtert wird, und ohne Abhängigkeit von dem Polarisationszustand des optischen Signals.
  • Siebtes Ausführungsbeispiel
  • 16 zeigt das siebte Ausführungsbeispiel des Systems zum Überwachen der Qualität eines optischen Signals gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Das Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht im Kombinieren des vierten und des fünften Ausführungsbeispiels. Das bedeutet, dass der vorliegende Aufbau nicht von dem Polarisationszustand des optischen Signals abhängt und der Leistungsverlust des auf den Übertragungspfad übertragenen optischen Signals reduziert.
  • Das vorliegende Ausführungsbeispiel verwendet keine Addierschaltung 22, die beim sechsten Ausführungsbeispiel verwendet ist. Die Zeitgabesituationen der dualen optischen Kreuzkorrelationssignale werden über eine optische Verzögerungseinheit 23 angepasst und die Signale werden dann durch einen Polarisationsstrahlteiler 24 polarisationsmultiplext. Das multiplexte Signal wird in einem fotoelektrischen Wandler 4 eingegeben. Die anderen strukturellen Elemente sind dieselben wie diejenigen des sechsten Ausführungsbeispiels.
  • Achtes Ausführungsbeispiel
  • 17 zeigt das achte Ausführungsbeispiel des Systems zum Überwachen der Qualität eines optischen Signals gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • In der Figur wird ein optisches Signal mit einer Bitrate N·f0 (bit/s), die N (natürliche Zahl: 1, 2, ...) mal so groß wie eine Grundtaktfrequenz f0 (Hz) ist, von einem Übertragungspfad eingegeben. Ein Teil dieses optischen Signals wird durch einen optischen Koppler 51 getrennt. Vorzugsweise ist das Verzweigungsverhältnis des Überwachungsanschlusses (der mit der Überwachungsseite verbunden ist) des Kopplers zu dem anderen Anschluss, der mit dem Übertragungspfad verbunden ist, derart eingestellt, dass es so klein wie möglich ist, um zu verhindern, dass sich die Übertragungscharakteristiken aufgrund des Leistungsverlustes verschlechtern, der durch die Verzweigungsoperation verursacht wird. Das von dem Überwachungsanschluss ausgegebene optische Signal wird durch einen fotoelektrischen Wandler 61 in ein elektrisches Signal umgewandelt und wird in eine Abtasteinheit 65 eingegeben. Wenn die Leistung des optischen Signals, das in den fotoelektrischen Wandler 61 eingegeben wird, den nötigen Pegel nicht erfüllt, kann das Signal unter Verwendung eines optischen Verstärkers verstärkt werden.
  • Der Zeittaktgenerator 63 erzeugt ein Zeittaktsignal von f0/n1 – Δf (Hz) oder f0/n1 + Δf (Hz) (n1 = 1, 2, ...), das durch Subtrahieren einer Offsetfrequenz Δf (Hz) von oder durch ein Addieren der Offsetfrequenz zu "f0/n1" erhalten wird. Die interne Struktur des Zeittaktgenerators 63 kann diejenige sein, die in 9A oder 9B gezeigt ist, oder eine Struktur, die nur aus einem Oszillator besteht, wie es in 9C gezeigt ist. Wenn die Struktur, wie sie in 9A gezeigt ist, angenommen wird, ist ein optischer Koppler zwischen dem optischen Koppler 51 und dem fotoelektrischen Wandler 61 eingefügt, so dass eine getrennte Komponente des optischen Signals in den Zeittaktgenerator 63 eingegeben wird. Wenn die Struktur, wie sie in 9B gezeigt ist, angenommen wird, wird ein netzwerksynchronisiertes Taktsignal in den Zeittaktgenerator 63 eingegeben.
  • Die Abtasteinheit 65 führt ein Abtasten des elektrischen Signals unter Verwendung des obigen Zeittaktes durch und das Amplitudenhistogramm wird in der elektrischen Signalverarbeitungseinheit 62 gemessen und bestimmt. In der Verarbeitungseinheit 62 werden unter Bezugnahme auf jede Abtaststelle, die das Histogramm bildet, die Differenz zwischen einem Durchschnitt der Pegel, die zu "ZEICHEN" innerhalb einer vorbestimmten Periode gehören, und einem Durchschnitt der Pegel, die zu "LEERSTELLE" innerhalb einer vorbestimmten Periode gehören, und die Summe aus den Standardabweichungen von "ZEICHEN" und "LEERSTELLE" in jeder vorbestimmten Periode berechnet. Der temporäre Durchschnitts-Q-Faktor wird unter Verwendung dieser berechneten Ergebnisse berechnet und die Qualität des optischen Signals wird untersucht.
  • Das Merkmal des vorliegenden Ausführungsbeispiels besteht im Durchführen einer elektrischen Abtastung unter Verwendung einer Abtasteinheit 65 anstelle eines optischen Abtastens, wie es bei den obigen Ausführungsbeispielen gezeigt ist. Selbst bei dem Aufbau des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann die Qualität eines optischen Signals von irgendeiner Bitrate überwacht werden, wie bei den obigen Ausführungsbeispielen. Jedoch ist die Bitrate des zu überwachenden optischen Signals auf etwa einige Dutzend Gbit/s in Abhängigkeit von Bandbreiten und Verarbeitungsgeschwindigkeiten des fotoelektrischen Wandlers und der elektrischen Signalverarbeitungseinheit beschränkt. Das bedeutet, dass der vorliegende Aufbau auf optische Faserübertragungsnetzwerke angewendet werden kann, deren maximale Bitrate die obige Begrenzung nicht übersteigt.

Claims (20)

  1. Qualitätsüberwachungssystem für optische Signale, das folgendes aufweist: eine Abtasteinrichtung, die zum Abtasten eines optischen Signals mit einer Bitrate von N·f0, das heißt dem N-fachen einer Grundtaktfrequenz f0, wobei N eine natürliche Zahl ist, unter Verwendung einer Pulswiederholfrequenz von f0/n1 –Δf oder f0/n1 + Δf, wobei n1 eine vorbestimmte natürliche Zahl ist und sich die Pulswiederholfrequenz von f0/n1 um Δf geringfügig unterscheidet, eingerichtet ist; wobei das Qualitätsüberwachungssystem für optische Signale dadurch gekennzeichnet ist, dass es folgendes aufweist: eine elektrische Signalverarbeitungseinrichtung (5), die eingerichtet ist zum Bestimmen eines Amplitudenhistogramms der Lichtintensität des optischen Signals basierend auf Ergebnissen der Abtastung, in Bezug auf Abtaststellen, die das Histogramm bilden, zum Extrahieren einer Gruppe von Stellen höheren Pegels und einer Gruppe von Stellen niedrigeren Pegels, zum Berechnen eines ersten Werts, der eine Differenz zwischen einem Durchschnittspegel der Gruppe von Stellen höheren Pegels innerhalb einer vorbestimmten Periode und einem Durchschnittspegel der Gruppe von Stellen niedrigeren Pegels innerhalb einer vorbestimmten Periode ist, zum Berechnen eines zweiten Werts, der die Summe von Standardabweichungen von beiden Gruppen innerhalb jeder vorbestimmten Periode ist, und zum Berechnen eines Verhältnisses des ersten Werts zum zweiten Wert als Koeffizienten von S/N, um die Qualität des optischen Signals basierend auf den Koeffizienten zu untersuchen.
  2. Qualitätsüberwachungssystem für optische Signale nach Anspruch 1, wobei: die Abtasteinrichtung folgendes aufweist: eine Erzeugungseinrichtung für optische Abtastpulse (1), die zum Erzeugen eines optischen Abtastpulszugs mit der Pulswiederholfrequenz von f0/n1 – Δf oder f0/n1 + Δf, die sich von f0/n1 um Δf geringfügig unterscheidet, eingerichtet ist; einen optischen Multiplexer (2), der zum Multiplexen des optischen Signals und des optischen Abtastpulszugs eingerichtet ist; ein nichtlineares optisches Material (3), das zum Erzeugen und zum Ausgeben eines optischen Kreuzkorrelationssignals eingerichtet ist, das durch einen nichtlinearen optischen Effekt verursacht wird, indem das optische Signal und der optische Abtastpulszug, die vom optischen Multiplexer eingegeben sind, so verwendet werden, dass das optische Signal durch den optischen Abtastpulszug abgetastet wird; und einen fotoelektrischen Wandler (4), der zum Umwandeln des optischen Kreuzkorrelationssignals in ein elektrisches Kreuzkorrelationssignal eingerichtet ist, und wobei die elektrische Signalverarbeitungseinrichtung (5) zum Bestimmen des Amplitudenhistogramms basierend auf dem elektrischen Kreuzkorrelationssignal eingerichtet ist.
  3. Qualitätsüberwachungssystem für optische Signale nach Anspruch 1, wobei die Abtasteinrichtung folgendes aufweist: einen fotoelektrischen Wandler (61) zum Umwandeln des optischen Signals in ein elektrisches Signal; eine Zeitgabetakt-Erzeugungseinrichtung (63), die zum Erzeugen eines Zeitgabetaktsignals mit der Pulswiederholfrequenz von f0/n1 – Δf oder f0/n1 + Δf, die sich von f0/n1 um Δf geringfügig unterscheidet, eingerichtet ist; und eine elektrische Abtasteinrichtung (65), die zum Durchführen eines Abtastens von Pegeln des elektrischen Signals unter Verwendung des Zeitgabetaktsignals eingerichtet ist.
  4. Qualitätsüberwachungssystem für optische Signale nach einem der Ansprüche 2 und 3, wobei: in Bezug auf Abtaststellen, die das Histogramm bilden, die elektrische Signalverarbeitungseinrichtung zum Extrahieren einer Gruppe von Stellen, deren Pegel höher als ein vorbestimmter Schwellenpegel sind, als die Gruppe von Stellen höheren Pegels und zum Extrahieren einer Gruppe von Stellen, deren Pegel niedriger als ein vorbestimmter Schwellenpegel sind, als die Gruppe von Stellen niedrigeren Pegels eingerichtet ist; und der Koeffizient von S/N durch Berechnen der folgenden Formel bestimmt wird: Q = μ/(σ1 + σ0)was ein Verhältnis der Differenz μ zwischen dem Durchschnittspegel der Gruppe von Stellen höheren Pegels innerhalb einer vorbestimmten Periode und dem Durchschnittspegel der Gruppe von Stellen niedrigeren Pegels innerhalb einer vorbestimmten Periode zu der Summe von Standardabweichungen (σ1 + σ0) beider Gruppen innerhalb jeder Periode ist.
  5. Qualitätsüberwachungssystem für optische Signale nach Anspruch 4, wobei: die elektrische Signalverarbeitungseinrichtung eingerichtet ist, um das Histogramm in Bezug auf innerhalb einer vorbestimmten Periode gemessene Abtaststellen zu bestimmen und um die Anzahl von Malen jeder Abtaststelle von der Seite des maximalen Pegels des Histogramms aus zu integrieren, und wenn das Integrationsergebnis bei einem bestimmten Pegel gleich dem folgenden Nmittel wird, wird dieser Pegel als Mittelwert μm eingestellt: Nmittel = Ngesamt × D × Mwobei D den Tastgrad des optischen Signals bedeutet und M das Markierungsverhältnis bedeutet; die elektrische Signalverarbeitungseinrichtung eingerichtet ist, um jede Anzahl von Malen von der Seite des minimalen Pegels im Histogramm aus zu untersuchen, und wenn die Anzahl von Malen von Abtaststellen zum ersten Mal einen Spitzenwert hat, wird der relevante Pegel als der Durchschnitt μ0 der Gruppe von Stellen niedrigeren Pegels bestimmt; und der vorbestimmte Schwellenpegel μth0 der Gruppe von Stellen niedrigeren Pegels und der vorbestimmte Schwellenpegel μth1 der Gruppe von Stellen höheren Pegels wie folgt definiert sind: μth0 = 2αμm + (1 – 2α)μ0 μth1 = 2(1 – α)μm – (1 – 2α)μ0 wobei 0 < α < 0,4.
  6. Qualitätsüberwachungssystem für optische Signale nach einem der Ansprüche 2 und 3, wobei: in Bezug auf Abtaststellen, die das Histogramm bilden, die elektrische Signalverarbeitungseinrichtung eingerichtet ist, um eine Gruppe von Stellen, deren Pegel zu einem vorbestimmten Abschnitt höheren Pegels gehören, als die Gruppe von Stellen höheren Pegels zu extrahieren und um eine Gruppe von Stellen, deren Pegel zu einem vorbestimmten Abschnitt niedrigeren Pegels gehören, als die Gruppe von Stellen niedrigeren Pegels zu extrahieren; und der Koeffizient von S/N durch Berechen der folgenden Formel bestimmt wird: Q = μ'/(σ1 + σ0)was ein Verhältnis der Differenz μ zwischen dem Durchschnittspegel der Gruppe von Stellen höheren Pegels innerhalb einer vorbestimmten Periode und dem Durchschnittspegel der Gruppe von Stellen niedrigeren Pegels innerhalb einer vorbestimmten Periode zu der Summe von Standardabweichungen (σ1 + σ0) beider Gruppen innerhalb jeder vorbestimmten Periode ist.
  7. Qualitätsüberwachungssystem für optische Signale nach Anspruch 6, wobei: die elektrische Signalverarbeitungseinrichtung eingerichtet ist, um das Histogramm in Bezug auf innerhalb einer vorbestimmten Periode gemessene Abtaststellen zu bestimmen und um die Anzahl von Malen jeder Abtaststelle von der Seite des maximalen Pegels des Histogramms aus zu integrieren, und wenn das Integrationsergebnis bei einem bestimmten Pegel gleich dem folgenden Nmittel wird, wird dieser Pegel als Mittelwert μm eingestellt: Nmittel = Ngesamt × D × Mwobei D den Tastgrad des optischen Signals bedeutet und M das Markierungsverhältnis bedeutet; die elektrische Signalverarbeitungseinrichtung eingerichtet ist, um jede Anzahl von Malen von der Seite des minimalen Pegels im Histogramm aus zu untersuchen, und wenn die Anzahl von Malen von Abtaststellen zum ersten Mal einen Spitzenwert hat, wird der relevante Pegel als der Durchschnitt μ0 der Gruppe von Stellen niedrigeren Pegels bestimmt; der vorbestimmte Schwellenpegel μth0 der Gruppe von Stellen niedrigeren Pegels und der vorbestimmte Schwellenpegel μth1 der Gruppe von Stellen höheren Pegels wie folgt definiert sind: μth0 = 2αμm + (1 – 2α)μ0 μth1 = 2(1 – α)μm – (1 – 2α)μ0 wobei 0 < α < 0,4; und in Bezug auf die innerhalb der vorbestimmten Periode gemessenen Abtaststellen mit dem maximalen Pegel μmax und dem minimalen Pegel μmin der Bereich des vorbestimmten Abschnitts niedrigeren Pegels derart eingestellt wird, dass er μmin oder darüber bis zu μth0 oder darunter ist, während der Bereich des vorbestimmten Abschnitts höheren Pegels derart eingestellt wird, dass er μth1 oder darüber bis zu μmax oder darunter ist.
  8. Qualitätsüberwachungssystem für optische Signale nach Anspruch 2, wobei das optische Kreuzkorrelationssignal ein Summenfrequenzlicht oder ein Differenzfrequenzlicht oder ein durch einen nichtlinearen optischen Effekt erzeugtes Vierwellenmischlicht ist.
  9. Qualitätsüberwachungssystem für optische Signale nach Anspruch 2, wobei die Erzeugungseinrichtung für optische Abtastpulse folgendes aufweist: eine Zeitgabetakt-Erzeugungseinrichtung (11), die zum Erzeugen eines Zeitgabetaktsignals mit der Pulswiederholfrequenz f0/n1 – Δf oder f0/n1 + Δf eingerichtet ist, die durch Subtrahieren einer Offsetfrequenz Δf von oder durch Addieren der Offsetfrequenz Δf zu f0/n1 erhalten wird; und eine Erzeugungseinrichtung für kurze optische Pulse (12), die zum Erzeugen des optischen Abtastpulszugs eingerichtet ist, dessen Pulsbreite ausreichend schmaler als der Zeitschlitz des optischen Signals ist.
  10. Qualitätsüberwachungssystem für optische Signale nach einem der Ansprüche 3 und 9, wobei die Zeitgabetakt-Erzeugungseinrichtung folgendes aufweist: einen Frequenzteiler (13), der zur Frequenzteilung der Grundtaktfrequenz f0 durch n1 eingerichtet ist, um eine Frequenz f0/n1 zu erzeugen; einen Oszillator (14), der zum Erzeugen einer Oszillation der folgenden Offsetfrequenz Δf eingerichtet ist: Δf = f0(n1 + f0δT)/(n1(n1 + n2 + f0δT))wobei n2 eine natürliche Zahl ist und δT eine Abtastschrittzeit ist; einen Mischer (15), der zum Mischen des frequenzgeteilten Taktsignals und einer Ausgabe vom Oszillator und zum Erzeugen eines Zeitgabetaktsignals einer Frequenz f0/n1 ± Δf eingerichtet ist; und ein Bandpassfilter (18), das zum Ausgeben nur einer der zwei Frequenzkomponenten f0/n1 – Δf und f0/n1 + Δf eingerichtet ist.
  11. Qualitätsüberwachungssystem für optische Signale nach Anspruch 10, das so eingerichtet ist, dass: ein Teil des optischen Signals, der von einem Übertragungspfad getrennt ist, über welchen das optische Signal übertragen wird, in die Zeitgabetakt-Erzeugungseinrichtung eingegeben wird, und der Frequenzteiler eingerichtet ist, um die Grundtaktfrequenz f0 eines von dem Teil des optischen Signals extrahierten Taktsignals durch n1 zu teilen.
  12. Qualitätsüberwachungssystem für optische Signale nach Anspruch 2, wobei die Erzeugungseinrichtung für optische Abtastpulse folgendes aufweist: eine Zeitgabetakt-Erzeugungseinrichtung (16), die zum Eingeben eines netzwerksynchronisierten Taktsignals mit einer Taktfrequenz f0/m, wobei f0 die Grundtaktfrequenz ist und m eine vorbestimmte natürliche Zahl ist, und zum Erzeugen eines Zeitgabetaktsignals unter Verwendung des netzwerksynchronisierten Taktsignals, wobei das Zeitgabetaktsignal die Pulswiederholfrequenz f0/n1 – Δf oder f0/n1 + Δf hat, die durch Subtrahieren einer Offsetfrequenz Δf von oder durch Addieren der Offsetfrequenz Δf zu f0/n1 erhalten wird, eingerichtet ist; und eine Erzeugungseinrichtung für kurze optische Pulse (12), die zum Erzeugen des optischen Abtastpulszugs eingerichtet ist, dessen Pulsbreite ausreichend schmaler als der Zeitschlitz des optischen Signals ist.
  13. Qualitätsüberwachungssystem für optische Signale nach einem der Ansprüche 3 und 12, wobei die Zeitgabetakt-Erzeugungseinrichtung folgendes aufweist: eine Einrichtung (17), die zur Frequenzteilung oder zum Multiplizieren eines netzwerksynchronisierten Taktsignals mit einer Taktfrequenz f0/m einge richtet ist, wobei f0 die Grundtaktfrequenz ist und m eine vorbestimmte natürliche Zahl ist, um ein Signal einer Frequenz f0/n1 zu erzeugen; einen Oszillator (14), der zum Erzeugen einer Oszillation der folgenden Offsetfrequenz Δf eingerichtet ist: Δf = f0(n1 + f0δT)/(n1(n1 + n2 + f0δT))wobei n2 eine natürliche Zahl ist und δT eine Abtastschrittzeit ist; einen Mischer (15), der zum Mischen des frequenzgeteilten oder multiplizierten Taktsignals und einer Ausgabe vom Oszillator und zum Erzeugen eines Zeitgabetaktsignals einer Frequenz f0/n1 ± Δf eingerichtet ist; und ein Bandpassfilter (18), das zum Ausgeben nur einer der zwei Frequenzkomponenten f0/n1 – Δf und f0/n1 + Δf eingerichtet ist.
  14. Qualitätsüberwachungssystem für optische Signale nach einem der Ansprüche 3, 9 und 12, wobei die Zeitgabetakt-Erzeugungseinrichtung folgendes aufweist: einen Oszillator (19), der zum Erzeugen einer Oszillation einer Frequenz f0/n1 – Δf oder f0/n1 + Δf eingerichtet ist, die durch Subtrahieren der folgenden Offsetfrequenz Δf von oder durch Addieren der Offsetfrequenz Δf zu f0/n1 erhalten wird: Δf = f0(n1 + f0δT)/(n1(n1 + n2 + f0δT))wobei n2 eine natürliche Zahl ist und δT eine Abtastschrittzeit ist.
  15. Qualitätsüberwachungssystem für optische Signale nach einem der Ansprüche 9 und 12, das weiterhin einen optischen Koppler aufweist, der zum Trennen eines Teils des optischen Signals von einem Übertragungspfad eingerichtet ist, über welchen das optische Signal übertragen wird, und wobei der optische Multiplexer zum Multiplexen des durch den optischen Koppler getrennten Teils des optischen Signals und des von der Erzeugungseinrichtung für optische Abtastpulse ausgegebenen optischen Abtastpulszugs eingerichtet ist.
  16. Qualitätsüberwachungssystem für optische Signale nach Anspruch 15, wobei: der optische Multiplexer eine Polarisationsteilungs- und -multiplexeinrichtung (21) aufweist, die zum Teilen des optischen Signals in zwei orthogonale Polarisationskomponenten Psig.p und Psig.s und auch zum Teilen des optischen Abtastpulszugs in zwei orthogonale Polarisationskomponenten Psam.p und Psam.s und zum Polarisationsmultiplexen von orthogonalen Komponenten Psig.s und Psam.p miteinander und auch zum Polarisationsmultiplexen von orthogonalen Komponenten Psig.p und Psam.s miteinander und zum Ausgeben der multiplexten Signale von zwei Ausgangsanschlüssen eingerichtet ist, und das Überwachungssystem folgendes aufweist: duale nichtlineare optische Materialien (3-1, 3-2) und fotoelektrische Wandler (4-1, 4-2), die zum Erzeugen von optischen Kreuzkorrelationssignalen in Bezug auf jedes der von der Polarisationsteilungs- und -multiplexeinrichtung ausgegebenen dualen polarisationsmultiplexten optischen Signale eingerichtet sind und zum Umwandeln jedes optischen Kreuzkorrelationssignals in ein elektrisches Kreuzkorrelationssignal eingerichtet sind; und eine Addierschaltung (22), die zum Addieren der dualen elektrischen Kreuzkorrelationssignale und zum Ausgeben des addierten Signals in die elektrische Signalverarbeitungseinrichtung eingerichtet ist.
  17. Qualitätsüberwachungssystem für optische Signale nach Anspruch 15, wobei: der optische Multiplexer eine Polarisationsteilungs- und -multiplexeinrichtung (21) aufweist, die zum Teilen des optischen Signals in zwei orthogonale Polarisationskomponenten Psig.p und Psig.s und auch zum Teilen des optischen Abtastpulszugs in zwei orthogonale Polarisationskomponenten Psam.p und Psam.s und zum Polarisationsmultiplexen der orthogonalen Komponenten Psig.s und Psam.p miteinander und auch zum Polarisationsmultiplexen der orthogonalen Komponenten Psig.p und Psam.s miteinander und zum Ausgeben der multiplexten Signale von zwei Ausgangsanschlüssen eingerichtet ist, und das Überwachungssystem folgendes aufweist: duale nichtlineare optische Materialien (3-1, 3-2), die zum Erzeugen von optischen Kreuzkorrelationssignalen in Bezug auf jedes der von der Polarisationsteilungs- und -multiplexeinrichtung ausgegebenen dualen polarisationsmultiplexten optischen Signale eingerichtet sind; und eine Polarisationsmultiplexeinrichtung, die zum Anpassen von Zeitgabesituationen der dualen optischen Kreuzkorrelationssignale und zum Polarisationsmultiplexen dieser optischen Signale und zum Ausgeben des multiplexten Signals in den fotoelektrischen Wandler eingerichtet ist.
  18. Qualitätsüberwachungssystem für optische Signale nach einem der Ansprüche 9 und 12, wobei: der optische Multiplexer und das nichtlineare optische Material in den Übertragungspfad eingefügt sind, über welchen das optische Signal übertragen wird; das optische Signal vom Übertragungspfad und der von der Erzeugungseinrichtung für optische Abtastpulse ausgegebene optische Abtastpulszug durch den optischen Multiplexer multiplext werden und das multiplexte Signal in das nichtlineare optische Material eingegeben wird; und das Überwachungssystem eine in den Übertragungspfad eingefügte Wellenlängendemultiplexeinrichtung (33) aufweist, die zum Demultiplexen des optischen Signals und des vom nichtlinearen optischen Material ausgegebenen optischen Kreuzkorrelationssignal und zum Ausgeben des getrennten optischen Signals in den Übertragungspfad und zum Ausgeben des getrennten optischen Kreuzkorrelationssignals in den fotoelektrischen Wandler eingerichtet ist.
  19. Qualitätsüberwachungssystem für optische Signale nach Anspruch 18, wobei: der optische Multiplexer eine Polarisationsteilungs- und -multiplexeinrichtung (21) aufweist, die zum Teilen des optischen Signals in zwei orthogonale Polarisationskomponenten Psig.p und Psig.s und auch zum Teilen des optischen Abtastpulszugs in zwei orthogonale Polarisationskomponenten Psam.p und Psam.s und zum Polarisationsmultiplexen der orthogonalen Komponenten Psig.s und Psam.p miteinander und auch zum Polarisationsmultiplexen der orthogonalen Komponenten Psig.p und Psam.s miteinander und zum Ausgeben der multiplexten Signale von zwei Ausgangsanschlüssen eingerichtet ist, und das Überwachungssystem folgendes aufweist: duale nichtlineare optische Materialien (3-1, 3-2) und eine Wellenlängendemultiplexeinrichtung (33-1, 33-2), die zum Erzeugen von optischen Kreuzkorrelationssignalen in Bezug auf jedes der von der Polarisationsteilungs- und -multiplexeinrichtung ausgegebenen dualen polarisationsmulti plexten optischen Signale und zum Teilen des Signals in jeder der dualen Leitungen in das optische Signal und das optische Kreuzkorrelationssignal eingerichtet sind; eine Polarisationsmultiplexeinrichtung, die zum Anpassen von Zeitgabesituationen der dualen optischen Signale und zum Polarisationsmultiplexen dieser optischen Signale und zum Ausgeben des multiplexten Signals in den Übertragungspfad eingerichtet ist; duale fotoelektrische Wandler (4-1, 4-2), die zum Umwandeln der dualen optischen Kreuzkorrelationssignale in elektrische Kreuzkorrelationssignale eingerichtet sind; und eine Addierschaltung (22), die zum Addieren der dualen elektrischen Kreuzkorrelationssignale und zum Ausgeben des addierten Signals in die elektrische Signalverarbeitungseinrichtung eingerichtet ist.
  20. Qualitätsüberwachungssystem für optische Signale nach Anspruch 18, wobei: der optische Multiplexer eine Polarisationsteilungs- und -multiplexeinrichtung (21) aufweist, die zum Teilen des optischen Signals in zwei orthogonale Polarisationskomponenten Psig.p und Psig.s und auch zum Teilen des optischen Abtastpulszugs in zwei orthogonale Polarisationskomponenten Psam.p und Psam.s und zum Polarisationsmultiplexen der orthogonalen Komponenten Psig.s und Psam.p miteinander und auch zum Polarisationsmultiplexen der orthogonalen Komponenten Psig.p und Psam.s miteinander und zum Ausgeben der multiplexten Signale von zwei Ausgangsanschlüssen eingerichtet ist, und das Überwachungssystem folgendes aufweist: duale nichtlineare optische Materialien (3-1, 3-2) und eine Wellenlängendemultiplexeinrichtung (33-1, 33-2), die zum Erzeugen von optischen Kreuzkorrelationssignalen in Bezug auf jedes der von der Polarisationsteilungs- und -multiplexeinrichtung ausgegebenen dualen polarisationsmultiplexten optischen Signale und zum Teilen des Signals in jeder der dualen Leitungen in das optische Signal und das optische Kreuzkorrelationssignal eingerichtet ist; eine erste Polarisationsmultiplexeinrichtung, die zum Anpassen von Zeitgabesituationen der dualen optischen Signale und zum Polarisationsmultiplexen dieser optischen Signale und zum Ausgeben des multiplexten Signals in den Übertragungspfad eingerichtet ist; eine zweite Polarisationsmultiplexeinrichtung, die zum Anpassen von Zeitgabesituationen der dualen optischen Kreuzkorrelationssignale und zum Polarisationsmultiplexen dieser optischen Signale und zum Ausgeben des multiplexten Signals in den fotoelektrischen Wandler eingerichtet ist.
DE69834999T 1997-12-01 1998-11-30 Qualitätsüberwachungssystem von optischen Signalen mit verschiedenen Bitraten Expired - Lifetime DE69834999T2 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33055397 1997-12-01
JP33055397 1997-12-01
JP22965998A JP3796357B2 (ja) 1997-12-01 1998-08-14 光信号品質モニタ
JP22965998 1998-08-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69834999D1 DE69834999D1 (de) 2006-08-03
DE69834999T2 true DE69834999T2 (de) 2007-02-01

Family

ID=26528929

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69834999T Expired - Lifetime DE69834999T2 (de) 1997-12-01 1998-11-30 Qualitätsüberwachungssystem von optischen Signalen mit verschiedenen Bitraten

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6396601B1 (de)
EP (1) EP0920150B1 (de)
JP (1) JP3796357B2 (de)
DE (1) DE69834999T2 (de)

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19812078A1 (de) * 1998-03-19 1999-09-23 Siemens Ag Verfahren zur Überwachung der Signalqualität in transparenten optischen Netzen
JP3288023B2 (ja) * 1998-10-27 2002-06-04 日本電信電話株式会社 光伝送システム
DE19914793A1 (de) * 1999-03-31 2000-10-26 Siemens Ag Verfahren und Anordnung zur Messung der Signalqualität in einem optischen Übertragungssystem
JP2003523660A (ja) * 2000-01-14 2003-08-05 コーニング・インコーポレーテッド 光通信システムの帯域内クロストーク測定システム及び方法
US7079765B2 (en) 2001-03-07 2006-07-18 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Optical wavelength division multiplex signal monitoring apparatus
DE10111497B4 (de) * 2001-03-09 2007-01-11 Siemens Ag Verfahren zur Ermittlung der Signalqualität bei optischen Übertragungssystemen
JP3517220B2 (ja) * 2001-03-15 2004-04-12 アンリツ株式会社 光サンプリング波形測定装置
JP3539931B2 (ja) * 2001-03-15 2004-07-07 アンリツ株式会社 和周波光発生方法及び和周波光発生装置
US7068944B2 (en) * 2001-04-16 2006-06-27 Agilent Technologies, Inc. Multi-function optical performance monitor
US6904237B2 (en) * 2001-05-21 2005-06-07 Siemens Aktiengesellschaft Circuit for measurement of the signal quality in digital optical fiber transmission networks by interpreting the signal histogram
US7200328B2 (en) 2001-07-13 2007-04-03 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Method and system for determining origin of optical signal quality degradation
JP2003035602A (ja) * 2001-07-18 2003-02-07 Ando Electric Co Ltd 光サンプリング波形観測装置
FR2831004B1 (fr) 2001-10-11 2004-01-16 Cit Alcatel Procede de mesure du taux d'erreur d'un systeme de transmission optique et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede
WO2003042722A2 (en) * 2001-11-13 2003-05-22 University Of Maryland Baltimore County All-optical timing jitter measurement system and method
JP3987001B2 (ja) 2002-05-14 2007-10-03 日本電信電話株式会社 高速サンプリングによるデータ信号品質評価方法および装置
JP2003344168A (ja) * 2002-05-29 2003-12-03 Ando Electric Co Ltd 光サンプリング測定装置及び方法
JP2004222240A (ja) 2002-12-25 2004-08-05 Nec Corp 光信号監視方法、及び光信号監視装置
US7453900B2 (en) 2003-03-05 2008-11-18 Cisco Technology, Inc. System and method for monitoring noise associated with a communication link
KR100982512B1 (ko) * 2003-10-10 2010-09-16 삼성전자주식회사 아이 패턴을 이용한 신호 품질 측정 방법 및 장치
EP1753160B1 (de) 2004-06-03 2016-08-10 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Optische signalqualitätsüberwachungsschaltung und optisches signalqualitätsüberwachungsverfahren
US7643759B2 (en) * 2005-01-12 2010-01-05 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Signal-quality evaluation device, signal adjustment method, optical-signal evaluation system, and optical transmission system
IL172301A0 (en) * 2005-12-01 2007-03-08 Eci Telecom Ltd Method and system for measuring average q - factor in optical networks
US8625986B2 (en) * 2006-09-27 2014-01-07 Tti Inventions A Llc Methods and systems for optical performance monitoring
JP4915196B2 (ja) * 2006-09-28 2012-04-11 沖電気工業株式会社 光信号品質モニタ装置
WO2008084620A1 (ja) * 2007-01-09 2008-07-17 Anritsu Corporation 光信号同期サンプリング装置及びその方法並びにそれを用いる光信号モニタ装置及びその方法
US8019218B2 (en) 2007-01-15 2011-09-13 Anritsu Corporation Optical signal monitoring apparatus and method
EP2105720A4 (de) 2007-01-15 2013-11-06 Anritsu Corp Vorrichtung und verfahren zur überwachung der qualität optischer signale
JP2008275547A (ja) * 2007-05-07 2008-11-13 Anritsu Corp 光サンプリング装置および光信号品質モニタ
EP2180302A4 (de) 2007-05-25 2014-01-15 Anritsu Corp Vorrichtung zur abtastung optischer signale, verfahren dafür und optisches überwachungsgerät damit sowie verfahren dafür
JP2009016546A (ja) * 2007-07-04 2009-01-22 Anritsu Corp 短光パルス発生装置、及び、それを用いた光サンプリングオシロスコープ並びに光信号品質モニタ
JP4552977B2 (ja) * 2007-07-13 2010-09-29 沖電気工業株式会社 光信号品質モニタ装置
JP4973476B2 (ja) * 2007-12-10 2012-07-11 Ｋｄｄｉ株式会社 光信号品質監視装置
JP5417759B2 (ja) * 2008-07-31 2014-02-19 富士通株式会社 フレーム処理装置，光受信装置，光送受信装置，光伝送システムおよび制御方法
JP5476697B2 (ja) * 2008-09-26 2014-04-23 富士通株式会社 光信号送信装置
JP5410534B2 (ja) * 2008-10-14 2014-02-05 コーネル・ユニバーシティー 位相シフトを入力波形に対して付与する装置
US8417115B2 (en) * 2009-07-09 2013-04-09 Finisar Corporation Quantifying link quality in an optoelectronic module
JP5471241B2 (ja) * 2009-09-28 2014-04-16 沖電気工業株式会社 光信号品質モニタ装置
JP2010204106A (ja) * 2010-04-09 2010-09-16 Anritsu Corp 光サンプリング装置および光信号品質モニタ
US9389949B1 (en) * 2013-12-06 2016-07-12 Rockwell Collins, Inc. Optical fiber signal quality measuring and reporting in aviation systems and related method
JP6280457B2 (ja) * 2014-06-25 2018-02-14 住友電気工業株式会社 光信号中継装置および通信制御方法
CN104089710B (zh) * 2014-07-30 2017-02-15 上海交通大学 时空分辨的远场脉冲信噪比测量方法和装置
CN112639409B (zh) * 2018-08-31 2024-04-30 纽洛斯公司 实时信号的动态信号可视化的方法和系统
JP7358995B2 (ja) * 2020-01-09 2023-10-11 沖電気工業株式会社 光パルス列エネルギー測定装置及び光パルス列エネルギー測定方法
CN113740719B (zh) * 2021-09-02 2024-05-14 上海壁仞科技股份有限公司 芯片以及芯片测试方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07154378A (ja) * 1993-12-01 1995-06-16 Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> 光伝送特性測定装置

Also Published As

Publication number Publication date
US6396601B1 (en) 2002-05-28
DE69834999D1 (de) 2006-08-03
JPH11223575A (ja) 1999-08-17
JP3796357B2 (ja) 2006-07-12
EP0920150A2 (de) 1999-06-02
EP0920150A3 (de) 2004-09-22
EP0920150B1 (de) 2006-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69834999T2 (de) Qualitätsüberwachungssystem von optischen Signalen mit verschiedenen Bitraten
DE69935054T2 (de) Übertragungssystem für ein optisches Zeitmultiplexsignal
DE60226190T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Messung und Bestimmung des optischen Signal-Rauschverhältnis in optischen Netzwerken
DE69432850T2 (de) Optischer Wellenlängenmultiplexer hoher Dichte
DE69434167T2 (de) Vorrichtung zur optischen Taktgewinnung und Vorrichtung zum Demultiplexen eines Zeitmultiplexsignales
DE60126751T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Wellenform eines optischen Signals
EP1363423B1 (de) Verfahren und Anordnung zur Auswertung der Datensignalqualität mit schneller Abtastung
DE69929881T2 (de) Verfahren und gerät zum automatisierten zeitdomänenüberwachen in optischen netzen
DE60101102T2 (de) Lokalsignalgenerator mit PLL zur Phasensynchronisation des Taktes mit Symbolen in einem optischen Datenstrom
DE10001388B4 (de) AWG-(Arrayed Waveguide Grating)-Modul und Vorrichtung zur Überwachung eines Lichtsignals, die dieses verwendet
EP1153488B1 (de) Verfahren zur überwachung der übertragungsqualität eines optischen übertragungssystems, insbesondere eines optischen wellenlängenmultiplexnetzes
EP1239612A2 (de) Verfahren zur Ermittlung der Signalqualität bei optischen Übertragungssystemen
US7146099B2 (en) Method and apparatus for optical signal and noise analysis using pulse amplitude histogram
EP1062751B1 (de) Verfahren zur überwachung der signalqualität in transparenten optischen netzen
DE60208312T2 (de) Fehlerratenmessungsverfahren in einem optischen Übertragungssystem und Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens
US6714741B1 (en) Method and apparatus for monitoring an optical WDM network
US6563895B2 (en) Optical bit rate converter
EP0657765B1 (de) Optischer Phasenregelkreis
US6175433B1 (en) Optical bit rate converter
DE69433483T2 (de) Optischer Empfänger mit hoher Empfindlichkeit zum Empfang eines einzelnen hohen frequenzmodulierten optischen Signals
DE69829799T2 (de) Messung der Augenöffnung von optischen Signalen mittels optischen Abtasten
DE19504896B4 (de) Verfahren und Anordnung zur Überwachung der Übertragungsqualität transparenter optischer Netze
DE60020354T2 (de) Kommunikationsnetz
DE60217649T2 (de) Zittermessung in digitale Kommunikationssignale
DE60130875T2 (de) Verfahren und Vorrichtungen zum Verbessern der Jitter-Übertragung in optischen Modulen

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition