JP2002541465A - 光学的な伝送システムにおける信号品質を求めるために分配関数を測定するための方法および装置 - Google Patents
光学的な伝送システムにおける信号品質を求めるために分配関数を測定するための方法および装置Info
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- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
- H04L1/20—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received using signal quality detector
Abstract
(57)【要約】
受信される２進信号（ＢＳ）は種々異なっているしきい値によって標本化され、標本結果は積分されかつ記憶される。測定された確率分布または確率密度分布から、信号品質、例えばビット誤り率の推定を行いかつシステムを最適化することができる。
Description
【０００１】 本発明は、光伝送システムにおける信号品質の測定方法および装置に関する。
結果は信号品質の改善のため、例えば分散補償の最適化のために使用することが
できる。
結果は信号品質の改善のため、例えば分散補償の最適化のために使用することが
できる。
【０００２】 受信された２進信号の統計学的な特性の測定に基づいて、その品質について、
従ってまた伝送システムおよび伝送区間の特性も表すことができる。それからこ
れらのデータは、システムの最適化、例えば最適な標本化時点、最適な標本化し
きい値の調整設定のためまたは分散補償のために使用することができる。
従ってまた伝送システムおよび伝送区間の特性も表すことができる。それからこ
れらのデータは、システムの最適化、例えば最適な標本化時点、最適な標本化し
きい値の調整設定のためまたは分散補償のために使用することができる。
【０００３】 ドイツ連邦共和国特許出願公開公報ＤＥ１９５０４８９６Ａ１号から、トラン
スパレントな光ネットワークの信号品質の監視が公知であり、ここで信号の抜き
取り形式の標本化が行われる。このようにして得られた振幅抜き取り値は公知の
統計学的な方法を用いて評価される。先願の特許出願明細書ＤＥ１９８１７０７
８．８号ではこの方法は次のようにまで発展された：測定結果から導出された確
率密度関数の外側の側縁だけが評価される。こうして例えばビット誤り率を推定
することができる。しかしここに記載されている方法は非常に高速の標本化およ
びメモリ能力が前提となっている。
スパレントな光ネットワークの信号品質の監視が公知であり、ここで信号の抜き
取り形式の標本化が行われる。このようにして得られた振幅抜き取り値は公知の
統計学的な方法を用いて評価される。先願の特許出願明細書ＤＥ１９８１７０７
８．８号ではこの方法は次のようにまで発展された：測定結果から導出された確
率密度関数の外側の側縁だけが評価される。こうして例えばビット誤り率を推定
することができる。しかしここに記載されている方法は非常に高速の標本化およ
びメモリ能力が前提となっている。
【０００４】 Hitoshi und Naoya Henmi Optical Fiber Communication Conference (OFC) 9
9, San Diego. California, FJ 2-1, p.149-151 の論文において、論文“A nove
l data format free it-by-bit quasi-error monitoring method for optical t
ransport network”では、異なったしきい値を有している２つの標本化回路を備
えた受信回路が使用される。測定によって、ビット誤り率と比較結果との間の直
接的な関係が検出される。これ以上の統計学的なデータは得られない。
9, San Diego. California, FJ 2-1, p.149-151 の論文において、論文“A nove
l data format free it-by-bit quasi-error monitoring method for optical t
ransport network”では、異なったしきい値を有している２つの標本化回路を備
えた受信回路が使用される。測定によって、ビット誤り率と比較結果との間の直
接的な関係が検出される。これ以上の統計学的なデータは得られない。
【０００５】 本発明の課題は、統計学的に評価可能である分配関数を求めることが出きる測
定方法を提供することである。
定方法を提供することである。
【０００６】 別の部分課題において、例えば分散補償の最適化によって信号の品質を改善す
るための使用、および適した測定装置を提供することである。
るための使用、および適した測定装置を提供することである。
【０００７】 主要課題は独立請求項１および２に記載されている方法によって解決される。
【０００８】 方法の分散補償のための使用は請求項１０に記載されておりかつ信号品質を測
定するための装置は独立請求項１２に記載されている。
定するための装置は独立請求項１２に記載されている。
【０００９】 請求項１に記載の方法では、測定期間毎に第２の判定器のしきい値を変えるこ
とによってかつ標本化されたデータの比較によって、確率分布が測定され、そこ
から標本化時点における所定の受信レベルの発生に対する分配密度関数、すなわ
ち標本値を求めることができることが有利である。有利にも標本化に続き、２進
の判定は積分されるので、簡単でしかも緩慢な処理しか必要でない。
とによってかつ標本化されたデータの比較によって、確率分布が測定され、そこ
から標本化時点における所定の受信レベルの発生に対する分配密度関数、すなわ
ち標本値を求めることができることが有利である。有利にも標本化に続き、２進
の判定は積分されるので、簡単でしかも緩慢な処理しか必要でない。
【００１０】 本発明の特別有利な形態によれば、種々異なったしきい値によって標本化され
たビットの比較が省略されかつ測定期間内にその都度所定のしきい値において論
理１として（または論路０として）評価されるビット並びにビットの数を計数（
積分）する。不均一に重み付けられているコード化の場合、作業チャネルにおけ
る論理１（または論理０）の数を一緒に評価して、２進状態の分布が種々異なっ
ている場合に変動を回避するようにする。種々異なった標本化しきい値を有する
複数回の測定から、この場合も確率関数が求められる。
たビットの比較が省略されかつ測定期間内にその都度所定のしきい値において論
理１として（または論路０として）評価されるビット並びにビットの数を計数（
積分）する。不均一に重み付けられているコード化の場合、作業チャネルにおけ
る論理１（または論理０）の数を一緒に評価して、２進状態の分布が種々異なっ
ている場合に変動を回避するようにする。種々異なった標本化しきい値を有する
複数回の測定から、この場合も確率関数が求められる。
【００１１】 種々異なった標本化しきい値を有する複数の測定チャネルの使用によって測定
時間を著しく低減することができる。
時間を著しく低減することができる。
【００１２】 測定された分布曲線に基づいて、受信された２進信号の品質、ひいては光学的
な伝送システムの特性を推定することができる。得られた認識はシステムの最適
化のために、例えば標本化並びに分散補償のために使用することができる。
な伝送システムの特性を推定することができる。得られた認識はシステムの最適
化のために、例えば標本化並びに分散補償のために使用することができる。
【００１３】 適当な測定装置は時分割多重作動において、波長、電力、Ｓ／Ｎ比のような重
要な信号パラメータを実施することができる。
要な信号パラメータを実施することができる。
【００１４】 本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。
【００１５】 その際： 図１は、確率分布を測定するための測定装置を示し、 図２は、種々異なったしきい値に依存している確率密度分布を示し、 図３は、図１の回路によって測定あれた確率分布を示し、 図４は、確率分布の測定のための別の測定装置を示し、 図５は、理想的な確率密度分布を示し、 図６は、しきい値が種々異なっている場合の測定された確率分布を示し、 図７は、そこから導出される確率密度を示し、 図８は、２進状態の確率分布を示し、 図９は、これに属する分配密度を示し、 図１０は、比較的高速な測定のための別の測定装置の変形例を示し、 図１１は、分散に依存している確率密度分布を示し、 図１２は、最適な分散補償の算出を示しかつ 図１３は、測定装置を示す。
【００１６】 図１には、信号品質を評価するための測定装置が図示されている。この装置は
、「作業チャネル」に第１の標本化段１を含んでいる。この標本化段はクロック
信号Ｃ１の有効側縁の時点において第１の少なくとも近似的に最適なしきい値Ｓ
ｗ（ｗ：working channel）でベースバンドに存在している電気的な２進信号Ｂ
Ｓを標本化する。調整設定可能なしきい値Ｓｗは有利には、論理１ないし論理０
を表している２つの理想的な信号レベル間のほぼ真ん中にある。これと平行して
同時に、「測定チャネル」で第２の標本化段２を用いた標本化が行われる。この
チャネルのしきい値Ｓｖ（ｖ：variabel）も変化する。２つの標本化段の出力側
は排他的論理和ゲート３を介してまとめられている。排他的論理和ゲートは出力
信号として比較値を指示する。比較値は標本結果が一致していない場合には論理
１である。測定期間の内で、比較値ＶＤは（デジタルまたはアナログ）積分器４
によって累算される。このようにして求められた比較和値ＩＷはそれから、図示
されていない評価ユニットのメモリ５に間隔クロック信号ＴＩによって書き込ま
れる。間隔クロック信号は計数器をリセットもする。この過程は、生じうる最小
および最大の標本値ないししきい値間にできるだけ正確な分配関数が生じるまで
、例えば２００個の種々異なったしきい値に対して繰り返される。
、「作業チャネル」に第１の標本化段１を含んでいる。この標本化段はクロック
信号Ｃ１の有効側縁の時点において第１の少なくとも近似的に最適なしきい値Ｓ
ｗ（ｗ：working channel）でベースバンドに存在している電気的な２進信号Ｂ
Ｓを標本化する。調整設定可能なしきい値Ｓｗは有利には、論理１ないし論理０
を表している２つの理想的な信号レベル間のほぼ真ん中にある。これと平行して
同時に、「測定チャネル」で第２の標本化段２を用いた標本化が行われる。この
チャネルのしきい値Ｓｖ（ｖ：variabel）も変化する。２つの標本化段の出力側
は排他的論理和ゲート３を介してまとめられている。排他的論理和ゲートは出力
信号として比較値を指示する。比較値は標本結果が一致していない場合には論理
１である。測定期間の内で、比較値ＶＤは（デジタルまたはアナログ）積分器４
によって累算される。このようにして求められた比較和値ＩＷはそれから、図示
されていない評価ユニットのメモリ５に間隔クロック信号ＴＩによって書き込ま
れる。間隔クロック信号は計数器をリセットもする。この過程は、生じうる最小
および最大の標本値ないししきい値間にできるだけ正確な分配関数が生じるまで
、例えば２００個の種々異なったしきい値に対して繰り返される。
【００１７】 図２には、理解を助けるためにまず、受信された２進信号の標本値の分配密度
が示されている。これは、図１の装置を用いた測定とは異なって、標本値の振幅
を直接測定するときに得られるものである。水平方向の軸は標本値Ｓｉの生じう
る振幅を示している。垂直方向の軸には、所定の振幅Ｓを有する標本値の発生に
対する分配密度Ｐ（Ｓｉ）が示されている。
が示されている。これは、図１の装置を用いた測定とは異なって、標本値の振幅
を直接測定するときに得られるものである。水平方向の軸は標本値Ｓｉの生じう
る振幅を示している。垂直方向の軸には、所定の振幅Ｓを有する標本値の発生に
対する分配密度Ｐ（Ｓｉ）が示されている。
【００１８】
【数１】
【００１９】 示されている振幅値Ｓ５０のところで、第１の極大値が生じる。この振幅値は
論理０に対する平均値にほぼ相応している。振幅値が増大するにつれて、分配密
度は再び低下して、ついにはそれは振幅値Ｓ１５０のところで新たな極大値にな
る。これは論理１に対する平均振幅値を表している。引き続いて関数は再び降下
する。
論理０に対する平均値にほぼ相応している。振幅値が増大するにつれて、分配密
度は再び低下して、ついにはそれは振幅値Ｓ１５０のところで新たな極大値にな
る。これは論理１に対する平均振幅値を表している。引き続いて関数は再び降下
する。
【００２０】 しかし図１の測定装置によって実施される測定では、上に説明したように、も
はや個々の振幅値が標本化されかつ記憶されるのではない。というのはその場合
には非常に高速の回路が必要であるからである。これに対して、標本値が２つの
標本化段において一致するか否かが評価される。図１に示されているように等し
くない標本値は積分されるので、図３に示されている分配関数Ｖ（Ｓ）では、標
本値ＳｗおよびＳｖが同一であるとき最小値が生じる。そこで可変のしきい値Ｓ
ｖが小さくなると、しきい値の差がますます大きくなるに従って、偏差する頻度
がますます大きくなる。それ故に第２の判定段２の非常に低い可変のしきい値Ｓ
ｖのために殆どいつもしきい値を上回ることになる。従って、レベルがしきい値
より上にある論理０がビットとして受信されたにも拘わらず、測定チャネルにお
ける標本値として論理１が優勢になる。一定に保持されるしきい値Ｓｗの上にあ
り、ますます大きくなるしきい値によって、同様に分配関数の上昇が生じる。と
いうのは、その場合には測定チャネルの標本化段はますます頻繁に論理０を指示
するからであり、２進信号の論理１の必要なレベルに達しないからである。
はや個々の振幅値が標本化されかつ記憶されるのではない。というのはその場合
には非常に高速の回路が必要であるからである。これに対して、標本値が２つの
標本化段において一致するか否かが評価される。図１に示されているように等し
くない標本値は積分されるので、図３に示されている分配関数Ｖ（Ｓ）では、標
本値ＳｗおよびＳｖが同一であるとき最小値が生じる。そこで可変のしきい値Ｓ
ｖが小さくなると、しきい値の差がますます大きくなるに従って、偏差する頻度
がますます大きくなる。それ故に第２の判定段２の非常に低い可変のしきい値Ｓ
ｖのために殆どいつもしきい値を上回ることになる。従って、レベルがしきい値
より上にある論理０がビットとして受信されたにも拘わらず、測定チャネルにお
ける標本値として論理１が優勢になる。一定に保持されるしきい値Ｓｗの上にあ
り、ますます大きくなるしきい値によって、同様に分配関数の上昇が生じる。と
いうのは、その場合には測定チャネルの標本化段はますます頻繁に論理０を指示
するからであり、２進信号の論理１の必要なレベルに達しないからである。
【００２１】 図１の測定装置では常に、可変のしきい値Ｓｖ１の上側（ないし下側）にある
すべての標本値が評価されるので、図３の測定された分配関数は図２の分配密度
関数の積分値に相応する。または、言い換えると、図２は図３に示されている関
数の導関数の絶対値である。例として、２つの所定のしきい値ＳｗおよびＳｖ１
が図示されている。
すべての標本値が評価されるので、図３の測定された分配関数は図２の分配密度
関数の積分値に相応する。または、言い換えると、図２は図３に示されている関
数の導関数の絶対値である。例として、２つの所定のしきい値ＳｗおよびＳｖ１
が図示されている。
【００２２】 可変のしきい値は非常に詳細な段階において変えられるので、比較的正確で、
それ故に平滑な分配曲線が生じる。しかしこれは、測定が十分に正確でありかつ
統計学的な変動にさらされていない場合にだけでもある。それ故に種々様々な標
本化しきい値に対する測定期間は種々異なった比較和値に相応して選択されるべ
きである。稀にしか差が発生しない場合には、測定期間は拡大され、一方差が頻
繁に発生する場合には、測定期間を縮小することができる。
それ故に平滑な分配曲線が生じる。しかしこれは、測定が十分に正確でありかつ
統計学的な変動にさらされていない場合にだけでもある。それ故に種々様々な標
本化しきい値に対する測定期間は種々異なった比較和値に相応して選択されるべ
きである。稀にしか差が発生しない場合には、測定期間は拡大され、一方差が頻
繁に発生する場合には、測定期間を縮小することができる。
【００２３】 分配密度曲線の評価は公知の方法に従って行うことができる。すなわち一般に
普通は、信号品質パラメータＱを計算することで十分である：
普通は、信号品質パラメータＱを計算することで十分である：
【００２４】
【数２】
【００２５】 ここでＡ＝ｂ−ａは信号振幅でありかつσａおよびσｒはガウス分布を仮定した
場合の標準偏差である。詳細は先願のＤＥ１９８１２０７８．８号からまたは C
. Glingener：“Modellierung und Simulation faseroptischer Netze mit Well
lenlaengenmultiplex”；ＷＦＴ社、１９９８年、第１０２ないし１１８頁から
分かる。
場合の標準偏差である。詳細は先願のＤＥ１９８１２０７８．８号からまたは C
. Glingener：“Modellierung und Simulation faseroptischer Netze mit Well
lenlaengenmultiplex”；ＷＦＴ社、１９９８年、第１０２ないし１１８頁から
分かる。
【００２６】 図４には、確率分布の測定のための別の特別有利な装置が図示されており、こ
の分布から同様に分配密度を導出することができる。この回路も２つの標本化段
１および２を含んでいるが、ここでは３つの計数器ないし積分器６，７および８
が設けられている。第１の計数器６は測定期間の間のビットの数ＩＢ、すなわち
ビット和値を計数する。第２の計数器７は作業チャネルにおいて標本化段１の出
力側に接続されておりかつ、第２の和値と称される論理１の数を測定期間の間に
計数する。第３の計数器８は、測定チャネルにおいて第２の標本化段２の出力側
に接続されておりかつしきい値Ｓｗと相異している場合に、論理１によって評価
されるビットＶＥの数ＩＶを、すなわち第１の和値ＩＶを計数する。和値ＩＢ，
ＩＥおよびＩＶは測定期間の終了時に、中間処理ユニット９に供給される。ここ
で正規化が行われるかまたはまずメモリに書き込まれかつ後で正規化されかつ処
理される。それから、変えられた標本化しきい値による測定過程が繰り返されて
、ついには図６に示されている確率分布ＷＶ（Ｓ）を求めることができるように
なる。
の分布から同様に分配密度を導出することができる。この回路も２つの標本化段
１および２を含んでいるが、ここでは３つの計数器ないし積分器６，７および８
が設けられている。第１の計数器６は測定期間の間のビットの数ＩＢ、すなわち
ビット和値を計数する。第２の計数器７は作業チャネルにおいて標本化段１の出
力側に接続されておりかつ、第２の和値と称される論理１の数を測定期間の間に
計数する。第３の計数器８は、測定チャネルにおいて第２の標本化段２の出力側
に接続されておりかつしきい値Ｓｗと相異している場合に、論理１によって評価
されるビットＶＥの数ＩＶを、すなわち第１の和値ＩＶを計数する。和値ＩＢ，
ＩＥおよびＩＶは測定期間の終了時に、中間処理ユニット９に供給される。ここ
で正規化が行われるかまたはまずメモリに書き込まれかつ後で正規化されかつ処
理される。それから、変えられた標本化しきい値による測定過程が繰り返されて
、ついには図６に示されている確率分布ＷＶ（Ｓ）を求めることができるように
なる。
【００２７】 まず、２進信号ＢＳの論理１および０の均一分布から出発すると、標本値の評
価の際に図５に示されている確率密度ＷＤ（Ｓ）が得られることになる。
価の際に図５に示されている確率密度ＷＤ（Ｓ）が得られることになる。
【００２８】 しかし図４の測定装置によって、所定の２進状態の発生に対する確率が測定さ
れる。そこで測定チャネルにおいてすべての受信された信号値がしきい値の上に
あり、それ故に論理１と評価される程度に低いしきい値で始めると、可能な最大
の確率が求められる。それから測定期間毎にしきい値が高められると、確率はま
ず連続的に低減されて、ついにはそれは真ん中のしきい値において、論理０およ
び１の均一分布を前提とすれば、ほぼ０．５のところに来て、それから更に、０
に低下することになる。測定期間の期間のビット数の算出は、測定期間の長さが
等しくない場合に測定結果を正規化するために用いられる。測定チャネルにおけ
る論理０の確率分布のために、破線で示されている相補的な分布関数が得られる
ことになる。
れる。そこで測定チャネルにおいてすべての受信された信号値がしきい値の上に
あり、それ故に論理１と評価される程度に低いしきい値で始めると、可能な最大
の確率が求められる。それから測定期間毎にしきい値が高められると、確率はま
ず連続的に低減されて、ついにはそれは真ん中のしきい値において、論理０およ
び１の均一分布を前提とすれば、ほぼ０．５のところに来て、それから更に、０
に低下することになる。測定期間の期間のビット数の算出は、測定期間の長さが
等しくない場合に測定結果を正規化するために用いられる。測定チャネルにおけ
る論理０の確率分布のために、破線で示されている相補的な分布関数が得られる
ことになる。
【００２９】 図１の測定装置において既に説明した関係に相応して、図６の分布関数の微分
および絶対値形成によって、図７の確率密度ＷＤＩを求めることができる。これ
は信号の標本値の分布密度に対して「逆」である（または論理０の確率密度分布
が求められないしこの問題は絶対値形成によって回避される）。
および絶対値形成によって、図７の確率密度ＷＤＩを求めることができる。これ
は信号の標本値の分布密度に対して「逆」である（または論理０の確率密度分布
が求められないしこの問題は絶対値形成によって回避される）。
【００３０】 測定装置では、論理１または論理０の発生が評価されるかどうかはどうでもよ
い。測定期間内のビットの計数に対して択一的に、両方の標本値０および１を計
数することもできる。というのは、これらは受信されたビットの総数ということ
になるからである。論理１および０の均一分布が存在しているとき、論理１を加
算する計数器７は省略することができる。これに対してこの計数器は、０および
１の不均一分布の影響を測定チャネルおよび作業チャネルにおける和値の商形成
によってほぼ取り除くために必要とされる。
い。測定期間内のビットの計数に対して択一的に、両方の標本値０および１を計
数することもできる。というのは、これらは受信されたビットの総数ということ
になるからである。論理１および０の均一分布が存在しているとき、論理１を加
算する計数器７は省略することができる。これに対してこの計数器は、０および
１の不均一分布の影響を測定チャネルおよび作業チャネルにおける和値の商形成
によってほぼ取り除くために必要とされる。
【００３１】 図８に示されているように、２進状態、ここでは論理１に対する和値の差ＩＥ
−ＩＶを、第１の標本化段１および測定用標本化段２に対して評価することもで
きる。この措置はほぼ、図１に示されている回路のように作用する。差形成は商
形成と組み合わせることができる。図６とは異なって、確率分布関数ＷＷの水平
方向のシフトが生じる。確率関数から同様に、図９に示されている確率密度関数
を求めることができる。これは評価のために特別適している。しかし２つの関数
は数学的に相互に重なって導かれるので、基本的に分布関数の評価が連続的にも
可能である。
−ＩＶを、第１の標本化段１および測定用標本化段２に対して評価することもで
きる。この措置はほぼ、図１に示されている回路のように作用する。差形成は商
形成と組み合わせることができる。図６とは異なって、確率分布関数ＷＷの水平
方向のシフトが生じる。確率関数から同様に、図９に示されている確率密度関数
を求めることができる。これは評価のために特別適している。しかし２つの関数
は数学的に相互に重なって導かれるので、基本的に分布関数の評価が連続的にも
可能である。
【００３２】 図１０において、全体として確率分布を形成するために必要な測定時間を短縮
することができる測定装置が示されている。可変のしきい値を有する１つの標本
化段しか設けられていないのであれば、このしきい値はそれぞれの測定期間後新
たな測定に対して変えることができる。これに対して異なったしきい値Ｓｖ１−
Ｓｖｎを有する複数の標本化段２１ないし２ｎが使用されるのであれば、複数の
測定を同時に実施しかつ測定時間全体を相応に短縮することができる。標本化マ
ルチバイブレータおよび積分器８１ないし８ｎに対する僅かな付加的なハードウ
ェアコストが必要なだけである。相応のことは図１の測定装置に対しても当ては
まる。コストの理由から、必要なしきい値の数に相応する大きな数の標本化段を
用いた実現はまだ経済的ではない。その場合には１回の測定期間しか必要でしか
ないということにはなるが。
することができる測定装置が示されている。可変のしきい値を有する１つの標本
化段しか設けられていないのであれば、このしきい値はそれぞれの測定期間後新
たな測定に対して変えることができる。これに対して異なったしきい値Ｓｖ１−
Ｓｖｎを有する複数の標本化段２１ないし２ｎが使用されるのであれば、複数の
測定を同時に実施しかつ測定時間全体を相応に短縮することができる。標本化マ
ルチバイブレータおよび積分器８１ないし８ｎに対する僅かな付加的なハードウ
ェアコストが必要なだけである。相応のことは図１の測定装置に対しても当ては
まる。コストの理由から、必要なしきい値の数に相応する大きな数の標本化段を
用いた実現はまだ経済的ではない。その場合には１回の測定期間しか必要でしか
ないということにはなるが。
【００３３】 信号品質を表すことができるようにするために、測定に対してしきい値の変化
に代わってまたは付加的に、測定用標本化段の標本化時点の変更を移相器１６（
図４）によって行うことができ、その場合移相器には通常のクロック信号Ｃ１に
対して進んでいるクロック信号ＬＶが供給される。この措置が付加的にとられる
のであれば、統計学的な測定に基づいてアイパターン全体を検出することができ
る。
に代わってまたは付加的に、測定用標本化段の標本化時点の変更を移相器１６（
図４）によって行うことができ、その場合移相器には通常のクロック信号Ｃ１に
対して進んでいるクロック信号ＬＶが供給される。この措置が付加的にとられる
のであれば、統計学的な測定に基づいてアイパターン全体を検出することができ
る。
【００３４】 図１１には、分散値が種々異なっている場合の分布密度関数の依存性が示され
ている。分散が変化すると、分布密度関数の極大値の間隔が変化する。分散は伝
送システムの敷設または最適化の際に、値零から出発して、信号路に挿入されて
いる調整設定可能な分散補償器／エミュレータ１５を用いて拡大または縮小され
る。引き続いてその都度、確率分布の測定および０および１に対する値の極大値
間の間隔ΔＳの算出が行われる。分散の、最適値からの偏差が大きくなっていく
と、両方の２進信号値に配属されている標本値の発生に対する極大値の間隔は、
分散の偏差が正である場合にも負である場合にも低減される。ｐＳ／ｎｍ（ピコ
秒／ナノメータ）で示されている分散変化に依存して、図１２の縦軸には分散密
度関数の極大値間の間隔が示されている。間隔関数ΔＳの評価によって、図１２
に示されているように、最適化が実施される。例えば、図１２に示されているよ
うに、測定曲線の下降側縁は延長される。その交点が最適の分散を決めている。
測定曲線は、図１，図４または図１０の装置によっても得られる。択一的にでき
る。
ている。分散が変化すると、分布密度関数の極大値の間隔が変化する。分散は伝
送システムの敷設または最適化の際に、値零から出発して、信号路に挿入されて
いる調整設定可能な分散補償器／エミュレータ１５を用いて拡大または縮小され
る。引き続いてその都度、確率分布の測定および０および１に対する値の極大値
間の間隔ΔＳの算出が行われる。分散の、最適値からの偏差が大きくなっていく
と、両方の２進信号値に配属されている標本値の発生に対する極大値の間隔は、
分散の偏差が正である場合にも負である場合にも低減される。ｐＳ／ｎｍ（ピコ
秒／ナノメータ）で示されている分散変化に依存して、図１２の縦軸には分散密
度関数の極大値間の間隔が示されている。間隔関数ΔＳの評価によって、図１２
に示されているように、最適化が実施される。例えば、図１２に示されているよ
うに、測定曲線の下降側縁は延長される。その交点が最適の分散を決めている。
測定曲線は、図１，図４または図１０の装置によっても得られる。択一的にでき
る。
【００３５】 図１３には、波長分割多重信号（ＷＤＭ信号）に対する測定装置が示されてい
る。光結合器９を介して２進信号の一部は分岐されかつ同調可能なフィルタ１０
および光電変換器１２を介して測定および評価ユニット１３に電気的なベースバ
ンド信号として供給される。このユニットは、チャネル出力、波長、Ｓ／Ｎ比の
ような最重要のパラメータを測定し、更に、既に説明したように、信号品質の統
計学的な測定を実施して、例えば管理システムＴＭＮに伝送される、ビット誤り
率についてのデータを供給することができるようにする。
る。光結合器９を介して２進信号の一部は分岐されかつ同調可能なフィルタ１０
および光電変換器１２を介して測定および評価ユニット１３に電気的なベースバ
ンド信号として供給される。このユニットは、チャネル出力、波長、Ｓ／Ｎ比の
ような最重要のパラメータを測定し、更に、既に説明したように、信号品質の統
計学的な測定を実施して、例えば管理システムＴＭＮに伝送される、ビット誤り
率についてのデータを供給することができるようにする。
【００３６】 測定装置の重要な部分は、レベル、波長およびＳ／Ｎ比のような重要な特性を
突き止めることができる光学的なスペクトルアナライザーである。同調可能なフ
ィルタは多重化装置として作用して、採算のとれるコストで測定を実施すること
ができる。同調可能なフィルタの波長は、較正装置１１を用いて申し分なく調整
設定することができる。
突き止めることができる光学的なスペクトルアナライザーである。同調可能なフ
ィルタは多重化装置として作用して、採算のとれるコストで測定を実施すること
ができる。同調可能なフィルタの波長は、較正装置１１を用いて申し分なく調整
設定することができる。
【００３７】 制御部１４はチャネル評価回路１７を用いて個々のＷＤＭチャネルの連続的な
検査を行う。それは測定の形式を規定する。統計学的な測定の場合にはそれは測
定期間の持続時間も規定する。
検査を行う。それは測定の形式を規定する。統計学的な測定の場合にはそれは測
定期間の持続時間も規定する。
【図１】 確率分布を測定するための測定装置の略図である。
【図２】 種々異なったしきい値に依存している確率密度分布を示す線図である。
【図３】 図１の回路によって測定された確率分布を示す略図である。
【図４】 確率分布の測定のための別の測定装置を示す略図である。
【図５】 理想的な確率密度分布を示す略図である。
【図６】 しきい値が種々異なっている場合の測定された確率分布を示す略図である。
【図７】 図６の確率分布から導出される確率密度を示す略図である。
【図８】 ２進状態の確率分布を示す略図である。
【図９】 図８の確率分府に属する分配密度を示す線図である。
【図１０】 比較的高速な測定のための別の測定装置の変形例を示す略図である。
【図１１】 分散に依存している確率密度分布を示す線図である。
【図１２】 最適な分散補償の算出を示す線図である。
【図１３】 測定装置の略図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年３月２日（２００１．３．２）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】 光学的な伝送システムにおける信号品質を求めるために分配関
数を測定するための方法および装置
数を測定するための方法および装置
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】 本発明は、光伝送システムにおける信号品質を求めるために分配関数を測定す
る方法に関する。適当な装置により、統計学的な特性および重要な信号パラメー
タの測定が可能になる。測定結果は信号品質の改善のため、例えば分散補償の最
適化のために使用することができる。
る方法に関する。適当な装置により、統計学的な特性および重要な信号パラメー
タの測定が可能になる。測定結果は信号品質の改善のため、例えば分散補償の最
適化のために使用することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】 受信された２進信号の分配関数の測定に基づいて、受信した信号の品質につい
て、従ってまた伝送システムおよび伝送区間の特性も表すことができる。それか
らこれらのデータは、システムの最適化、例えば最適な標本化時点、最適な標本
化しきい値の調整設定のためまたは分散補償のために使用することができる。
て、従ってまた伝送システムおよび伝送区間の特性も表すことができる。それか
らこれらのデータは、システムの最適化、例えば最適な標本化時点、最適な標本
化しきい値の調整設定のためまたは分散補償のために使用することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】 ドイツ連邦共和国特許出願公開公報ＤＥ１９５０４８９６Ａ１号から、トラン
スパレントな光ネットワークの信号品質の監視が公知であり、ここで信号の抜き
取り形式の標本化が行われる。このようにして得られた振幅抜き取り値は公知の
統計学的な方法を用いて評価される。先願の特許出願明細書ＤＥ１９８１７０７
８．８号ではこの方法は次のようにまで発展された：測定結果から導出された確
率密度関数の外側の側縁だけが評価される。こうして例えばビット誤り率を推定
することができる。しかしここに記載されている方法は非常に高速の標本化およ
びメモリ能力が前提となっている。 ＵＳ特許第５５８５９５４号明細書に、伝送特性を求めるために使用される予
め決められている擬似ランダム列に基づいて種々異なっている判定器しきい値の
場合の誤り率を測定するための装置が記載されている。しかしこのためにデータ
伝送を中断しなければならない。測定されたビット誤り率は非線形の効果を確認
するために適しているが制限がある。
スパレントな光ネットワークの信号品質の監視が公知であり、ここで信号の抜き
取り形式の標本化が行われる。このようにして得られた振幅抜き取り値は公知の
統計学的な方法を用いて評価される。先願の特許出願明細書ＤＥ１９８１７０７
８．８号ではこの方法は次のようにまで発展された：測定結果から導出された確
率密度関数の外側の側縁だけが評価される。こうして例えばビット誤り率を推定
することができる。しかしここに記載されている方法は非常に高速の標本化およ
びメモリ能力が前提となっている。 ＵＳ特許第５５８５９５４号明細書に、伝送特性を求めるために使用される予
め決められている擬似ランダム列に基づいて種々異なっている判定器しきい値の
場合の誤り率を測定するための装置が記載されている。しかしこのためにデータ
伝送を中断しなければならない。測定されたビット誤り率は非線形の効果を確認
するために適しているが制限がある。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】 Hitoshi und Naoya Henmi Optical Fiber Communication Conference (OFC) 9
9, San Diego. California, FJ 2-1, p.149-151 の論文において、論文“A nove
l data format free it-by-bit quasi-error monitoring method for optical t
ransport network”では、異なったしきい値を有している２つの標本化回路を備
えた受信回路が使用される。２つの異なったしきい値を有する２進信号の標本化
によって擬似ビット誤り率が測定されかつビット誤り率との直接的な関係が確認
される。これ以上の統計学的なデータは得られない。
9, San Diego. California, FJ 2-1, p.149-151 の論文において、論文“A nove
l data format free it-by-bit quasi-error monitoring method for optical t
ransport network”では、異なったしきい値を有している２つの標本化回路を備
えた受信回路が使用される。２つの異なったしきい値を有する２進信号の標本化
によって擬似ビット誤り率が測定されかつビット誤り率との直接的な関係が確認
される。これ以上の統計学的なデータは得られない。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】 上に述べた“A novel data format free bit-by-bit quasi-error monitoring
method for optical transport network”から出発して、主要課題は独立請求
項１，２および３に記載されている方法によって解決される。
method for optical transport network”から出発して、主要課題は独立請求
項１，２および３に記載されている方法によって解決される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】 方法を分散補償のための使用することは請求項１１に記載されておりかつ信号
品質を測定するための装置は独立請求項１３に記載されている。
品質を測定するための装置は独立請求項１３に記載されている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 オリヴァー ブレック ドイツ連邦共和国 ミュンヘン ライマー シュトラーセ 27 (72)発明者 ビョルン ヘップナー ドイツ連邦共和国 ミュンヘン エーベル レシュトラーセ 19 (72)発明者 エルンスト ミュルナー ドイツ連邦共和国 ミュンヘン ヒェムニ ッツァー プラッツ 12 (72)発明者 アルブレヒト ノイデッカー ドイツ連邦共和国 ミュンヘン パルテン ハウザー ヴェーク ５ Ｆターム(参考） 5K002 CA01 DA02 EA06
Claims (13)
- 【請求項１】 光学的な伝送システムにおける信号品質の測定方法であって
、 光学的な２進信号を作業チャネルにおいて第１のしきい値（Ｓｗ）によって標本
化しかつ測定チャネルにおいて付加的に第２のしきい値によって標本化し、それ
から該標本化された両ビットを比較しかつそこから導出された比較値（ＶＤ）を
積分する形式の方法において、 ２進信号（ＢＳ）を測定チャネルにおいて複数の測定期間においてその都度、異
なったしきい値（Ｓｖ）によって標本化し、 このようにして得られた比較値（ＶＤ）の積分によって求められた比較和値（Ｉ
Ｗ）を記憶しかつ 異なったしきい値（Ｓｖ）を有する、十分な数の測定期間の後に、比較値（ＶＤ
）の分布関数Ｖ（ｓ）を、可変のしきい値（Ｓｖ）の関数として求める ことを特徴とする方法。 - 【請求項２】 光学的な伝送システムにおける信号品質の測定方法であって
、 光学的な２進信号を作業チャネルにおいて第１のしきい値（Ｓｗ）によって標本
化しかつ測定チャネルにおいて第２のしきい値によって標本化する形式の方法に
おいて、 ２進信号（ＢＳ）を測定チャネルにおいて複数の測定期間においてその都度、異
なったしきい値（Ｓｖ）によって標本化し、 測定チャネルにおいて標本化された論理０および／または論理１の数をそれぞれ
の測定期間において積分しかつ第１の和値（ＩＶ）として記憶し、 １測定周期の期間に受信されたビットの数を求めまたは測定しかつビット和値（
ＩＢ）として記憶しかつ 記憶された和値（ＩＶ）に基づいて、確率関数（ＷＶ（Ｓｖ），ＷＷ（Ｓｖ））
を２進状態の発生に対する変化するしきい値（Ｓｖ）の関数として求める ことを特徴とする方法。 - 【請求項３】 光学的な伝送システムにおける信号品質の測定方法であって
、 光学的な２進信号を作業チャネルにおいて第１のしきい値（Ｓｗ）によって標本
化しかつ測定チャネルにおいて第２のしきい値によって標本化する形式の方法に
おいて、 ２進信号（ＢＳ）を測定チャネルにおいて複数の測定期間においてその都度、異
なったしきい値（Ｓｖ）によって標本化し、 測定チャネルにおいて標本化された論理０または論理１の数をそれぞれの測定期
間において積分しかつ第１の和値（ＩＶ）として記憶し、 １測定周期の期間に作業チャネルにおいて受信された０または１の数を測定しか
つ第２の和値（ＩＥ）として記憶しかつ 記憶された和値（ＩＶ，ＩＥ）に基づいて、確率関数（ＷＶ（Ｓｖ），ＷＷ（Ｓ
ｖ））を２進状態の発生に対する変化するしきい値（Ｓｖ）の関数として求める
ことを特徴とする方法。 - 【請求項４】 それぞれの測定期間の後、測定チャネルの論理０の和値と
作業チャネルの論理１の和値または測定チャネルの論理１の和値と作業チャネル
の論理１の和値との差を形成し、 該差値を一時記憶しかつ 該差値から確率関数ＷＤ（Ｓｖ）を求める 請求項３記載の方法。 - 【請求項５】 確率分布（ＷＶ，ＷＷ）を作業チャネルにおける第２の和値
（ＩＥ）および／または測定期間にその都度評価されたビットの和値（ＩＢ）を
考慮して求める 請求項２から４までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項６】 種々異なった長さの測定期間を使用する 請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
- 【請求項７】 ２進信号（ＢＳ）の同期標本化を行う 請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
- 【請求項８】 標本化を異なったしきい値（Ｓｖ１ないしＳｖｎ）を有する
複数の測定チャネルにおいて並列に行う 請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項９】 標本化を異なったしきい値（Ｓｖ１ないしＳｖｎ）を有する
複数の測定チャネルにおいて並列に１回のみの測定期間にて行う 請求項８記載の方法。 - 【請求項１０】 測定チャネルにおいて標本化時点をその都度の測定期間の
後に変化する 請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項１１】 確率分布の測定を種々様々に調整設定されている分散値に
よって行い、 測定結果を一時記憶しかつ そこから少なくとも近似的な最適値を分散補償のために求める 請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項１２】 確率密度関数（Ｐ（Ｓ），ＰＤ（Ｓ），ＰＩ（Ｓ））を求
めかつ そこから信号品質の評価および／または最適化に対する判断基準を導出する 請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項１３】 ＷＤＭ信号の品質監視のための装置において、 チャネル選択回路（１０）が設けられており、該回路によってその都度ＷＤＭチ
ャネルが選択されかつ光電変換後に測定装置（１３）に供給され、 重要な信号パラメータが測定されかつ 標本化結果の確率分布が請求項１から１０までのいずれか１項記載のように測定
される ことを特徴とする装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19914793.0 | 1999-03-31 | ||
| DE19914793A DE19914793A1 (de) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | Verfahren und Anordnung zur Messung der Signalqualität in einem optischen Übertragungssystem |
| PCT/DE2000/000608 WO2000060800A1 (de) | 1999-03-31 | 2000-03-01 | Verfahren und anordnung zur messung der signalqualtät in einem optischen übertragungssystem |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002541465A true JP2002541465A (ja) | 2002-12-03 |
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ID=7903193
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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| DE10110270C1 (de) * | 2001-03-02 | 2002-08-01 | Siemens Ag | Verfahren zur Ermittlung von Wechselwirkungen zwischen mehreren optischen Kanälen eines Wellenlängen-Multiplex Signals |
| DE10111497B4 (de) | 2001-03-09 | 2007-01-11 | Siemens Ag | Verfahren zur Ermittlung der Signalqualität bei optischen Übertragungssystemen |
| DE10121757B4 (de) * | 2001-05-04 | 2006-04-13 | Siemens Ag | Datenregenerator mit einstellbarer Entscheiderschwelle und einstellbarem Abtastzeitpunkt |
| DE10130993C1 (de) * | 2001-06-27 | 2003-04-24 | Siemens Ag | Anordnung und Verfahren zur Optimierung der Signalqualität eines Restdispersion aufweisenden Wellenlängen-Multiplex-(WDM)-Signals in einem optischen Übertragungssystem |
| US8639127B2 (en) * | 2002-03-06 | 2014-01-28 | Alcatel Lucent | Method and apparatus for improved jitter tolerance |
| DE10241848B4 (de) * | 2002-09-09 | 2012-08-09 | Advico Microelectronics Gmbh | Verfahren zur Erfassung von optischen oder elektrischen Signalfolgen und Augenmonitor zur Durchführung des Verfahrens |
| JP4138557B2 (ja) * | 2003-03-31 | 2008-08-27 | 富士通株式会社 | 波長分散補償制御システム |
| US7408981B2 (en) | 2003-05-20 | 2008-08-05 | Rambus Inc. | Methods and circuits for performing margining tests in the presence of a decision feedback equalizer |
| US7627029B2 (en) | 2003-05-20 | 2009-12-01 | Rambus Inc. | Margin test methods and circuits |
| US7590175B2 (en) | 2003-05-20 | 2009-09-15 | Rambus Inc. | DFE margin test methods and circuits that decouple sample and feedback timing |
| EP2148461A2 (en) * | 2003-05-20 | 2010-01-27 | Rambus Inc. | Margin test methods and circuits |
| US7336749B2 (en) | 2004-05-18 | 2008-02-26 | Rambus Inc. | Statistical margin test methods and circuits |
| US20060020412A1 (en) * | 2004-07-23 | 2006-01-26 | Bruensteiner Matthew M | Analog waveform information from binary sampled measurements |
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|---|---|---|---|---|
| GB2272610B (en) * | 1992-11-12 | 1996-10-09 | Northern Telecom Ltd | Telecommunications systems |
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| DE19504896B4 (de) | 1995-02-14 | 2006-03-16 | Siemens Ag | Verfahren und Anordnung zur Überwachung der Übertragungsqualität transparenter optischer Netze |
| DE19717643C2 (de) | 1997-04-25 | 1999-02-25 | Siemens Ag | Verfahren und Anordnung zur Regelung der Entscheiderschwelle und des Abtastzeitpunktes eines Datenregenerators |
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-
2000
- 2000-03-01 US US09/937,878 patent/US6968134B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-01 JP JP2000610172A patent/JP2002541465A/ja not_active Withdrawn
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- 2000-03-01 DE DE50012827T patent/DE50012827D1/de not_active Expired - Fee Related
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