JP2011244365A - 光トランスポートアナライザ - Google Patents

Abstract

【課題】エラー情報やアラーム情報を外部出力することにより評価時の各種パラメータの最適化を容易にできる光トランスポートアナライザを提供する。
【解決手段】被評価対象との間で光信号通信を行い、発生したエラーまたはアラームの少なくとも一方を検出する光トランスポートアナライザにおいて、被評価対象に送信する電気信号のテストパターンを生成するデータ生成部と、テストパターンを光信号に変換して被評価対象に向けて送信する送信部と、テストパターンに対応する被評価対象からの返送信号を受信し電気信号に変換する受信部と、受信部の出力信号をテストパターンに対応する期待値と照合する照合部と、照合部が検出したエラーまたはアラームの少なくとも一方について種別ごとのカウント値を累算する累算部と、累算部の累算結果を所定期間ごとにサンプリングする測定部と、照合部が検出した種別ごとのカウント値を外部出力する出力部と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、被評価対象との間で光信号通信を行い、この被評価対象で発生したエラーまたはアラームの少なくとも一方を検出する光トランスポートアナライザに関する。

トランスポートネットワークの保守・管理や研究・開発等では、ＩＴＵ−Ｔ（International Telecommunication Union-Telecommunication standardization sector）等で規定された伝送方式（例えば、ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ、ＯＴＮ等）の規格に沿って伝送が行なわれているかを測定・解析する必要があり、このような測定・解析に用いられるものがトランスポートアナライザである（たとえば、非特許文献１参照、非特許文献２参照）。

トランスポートアナライザは、伝送装置の送信、受信、送受信に関する測定・解析や実際のトランスポートネットワークそのものの測定・解析等も行なう。

トランスポートアナライザは、トランスポートネットワークを流れる通信フレームの様々な測定・解析を行なって、エラーやアラームを出力（たとえば、表示画面に表示）する。ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴやＯＴＮ等では、検出すべきエラー／アラームがＩＴＵ−Ｔの規格で規定されており、その項目数（種類）は、数十〜数百個存在する。

光トランスポートアナライザのアプリケーションのひとつにトランスポンダの評価試験がある。トランスポンダは光信号／電気信号変換を行う送受信装置である。トランスポンダの方式には、１／０信号を光のオン／オフ信号に変換する強度変調方式や、１／０信号を光の位相差情報に変換するＰＳＫ（Phase Shift Keying）方式がある。一般に、通信距離が数百ｋｍを超えるような長距離伝送では、信号振幅の減衰やＯＳＮＲ（Optical Signal Noise Ratio）の劣化に対して耐性の強いＰＳＫ方式のトランスポンダが用いられる。

図４は従来の光トランスポートアナライザの一例として、トランスポートアナライザを用いてトランスポンダ（以下、被評価デバイス）の評価を行うアプリケーション構成例を示した図である。

図４において、１００は光トランスポートアナライザ、２は評価システムの一部として用いるトランスポンダ、３はトランスポンダ２と対向接続するリファレンス器、４はシグナルコンディショナ、５は被評価デバイスである。なお、Ｔｘは送信部を、Ｒｘは受信部を意味する。また、被評価デバイスはＰＳＫ変調方式のものとして説明する。

光トランスポートアナライザ１００はＰＲＢＳｎと呼ばれる擬似ランダムビット列信号やＯＴＵ３等の規格化されたフレーム信号などのテストパターンを発生する。

トランスポンダ２は光トランスポートアナライザ１００と評価デバイス５の信号をインタフェースする。このトランスポンダ２は光変調方式が被評価デバイス５と同一である必要はなく、光トランスポートアナライザ１００とエラーすることなく接続でき、かつリファレンス器３と電気的なインタフェースが同一であれば問題ない。

シグナルコンディショナ４は、信号振幅やＯＳＮＲの調整を行う。また、必要に応じてＣＤ（波長分散）やＤＧＤ（偏波分散）等のパラメータの調整を行う。

光トランスポートアナライザ１００から送信された光信号のテストパターンは、トランスポンダ２で電気信号に変換され、リファレンス器３に伝送される。リファレンス器３に伝送されたテストパターンは被評価デバイス５と同じＰＳＫ変調方式の光信号に変換され、さらにシグナルコンディショナ４にて調整された後に被評価デバイス５に伝送される。

被評価デバイス５は、シグナルコンディショナ４から入力された光信号を電気信号に変換して出力するとともに、その出力信号を自身の電気入力に折り返し接続し、再度光信号に変換してシグナルコンディショナ４に出力する。

被評価デバイス５から折り返された光信号は、シグナルコンディショナ４、リファレンス器３、トランスポンダ２を経由して光トランスポートアナライザ１００へと戻される。光トランスポートアナライザ１００は、戻ってきた信号を光トランスポートアナライザ１００が保持する期待値と照合することにより、被評価デバイス５で発生したエラーやアラームを検出する。

被評価デバイス５の受信部を評価する場合には、シグナルコンディショナ４をリファレンス器３の送信部と被評価デバイス５の受信部の間に挿入し、シグナルコンディショナ４で種々の条件を設定し、ビットエラーレートの測定を行う。また、ＰＳＫ変調方式の場合は強度変調方式のようにアイパターンによる評価が難しいため、被評価デバイス５の送信部を評価する場合にも、シグナルコンディショナ４を被評価デバイス５の送信部とリファレンス器３の受信部の間に挿入してビットエラーレート等の評価を行う。

長距離伝送では減衰や分散によって大きく伝送信号が劣化すると考えられる。そのため、伝送信号はＦＥＣ（Foward Error Correction）と呼ばれるエラー訂正符号を付加した信号フォーマットが用いられる。

また、被評価デバイス５が劣化した信号を受信する場合、遅延干渉計のポジションやバランスレシーバのオフセット電流、リミットアンプのゲイン、ＣＤＲ（Clock Date Recovery）のクロック位相オフセット等の受信部の各パラメータによってエラーレートが変動する。

下記特許文献にはトランスポートアナライザが記載されている。

特開２０１０−０７４３２６号公報

柳澤幸樹、他３名、「40Gbit/s 次世代光IPトランスポートアナライザNX4000」、横河技報、横河電機株式会社、２００７年１０月２２日発行、Ｖｏｌ．５１、Ｎｏ．４、ｐ．３３−３６ 柳澤幸樹、他３名、「40GbpsトランスポートアナライザNX4000の測定アプリケーション」、横河技報、横河電機株式会社、２００８年７月２５日発行、Ｖｏｌ．５２、Ｎｏ．３、ｐ．１３−１６

ＰＳＫ変調方式のトランスポンダの評価試験では、被評価デバイス５の受信部の評価時には被評価デバイス５の受信パラメータを最適化し、被評価デバイス５の送信部の評価時にはリファレンス器３の受信パラメータを最適化する必要がある。

しかしながら、信号条件ごとに手動操作で最適な受信パラメータを見つけながら評価試験を行わなければならず、多大な時間と労力が必要となる。

本発明は、従来の問題をなくし、エラー情報やアラーム情報を外部出力することにより評価時の各種パラメータの最適化を容易にできる光トランスポートアナライザを提供することを目的とする。

このような課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
被評価対象との間で光信号通信を行い、この被評価対象で発生したエラーまたはアラームの少なくとも一方を検出する光トランスポートアナライザにおいて、
前記被評価対象に送信する電気信号のテストパターンを生成するデータ生成部と、
前記テストパターンを光信号に変換して前記被評価対象に向けて送信する送信部と、
前記テストパターンに対応する前記被評価対象からの返送信号を受信し電気信号に変換する受信部と、
この受信部の出力信号を前記テストパターンに対応する期待値と照合し、エラーまたはアラームの少なくとも一方を検出する照合部と、
この照合部が検出したエラーまたはアラームの少なくとも一方について種別ごとのカウント値を累算する累算部と、
この累算部の累算結果を所定期間ごとにサンプリングする測定部と、
前記照合部が検出したエラーまたはアラームの少なくとも一方について種別ごとのカウント値を外部出力する出力部と、
を備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の光トランスポートアナライザにおいて、
前記出力部は、前記測定部とは独立した周期で動作することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、
請求項１または２に記載の光トランスポートアナライザにおいて、
前記出力部は、前記カウント値をシリアル出力することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、
請求項１〜３のいずれかに記載の光トランスポートアナライザにおいて、
前記送信部または前記受信部の少なくともいずれかは交換可能に形成されたことを特徴とする。

本発明によれば、
被評価対象に送信する電気信号のテストパターンを生成するデータ生成部と、
前記テストパターンを光信号に変換して前記被評価対象に向けて送信する送信部と、
前記テストパターンに対応する前記被評価対象からの返送信号を受信し電気信号に変換する受信部と、
この受信部からの出力信号に基づいて再生した前記テストパターンの期待値と、前記データ生成部が生成したテストパターンとを比較し、エラーまたはアラームの少なくとも一方を検出する照合部と、
この照合部が検出したエラーまたはアラームの少なくとも一方について種別ごとのカウント値を累算する累算部と、
この累算部の累算結果を所定期間ごとにサンプリングする測定部と、
前記照合部が検出したエラーまたはアラームの少なくとも一方について種別ごとのカウント値を外部出力する出力部とを備えているため、
エラー情報やアラーム情報を外部出力することにより評価時の各種パラメータの最適化を容易にできる光トランスポートアナライザを提供できる。

本発明の光トランスポートアナライザを用いてトランスポンダの評価を行うアプリケーション構成の一例を示した図である。 本発明の光トランスポートアナライザの構成図である。 出力部の外部出力データの一例を示す図である。 従来の光トランスポートアナライザを用いてトランスポンダの評価を行うアプリケーション構成の一例を示した図である。

図１は、本発明の光トランスポートアナライザの一例として、トランスポートアナライザを用いてトランスポンダ（以下、被評価デバイス）の評価を行うアプリケーション構成例を示した図である。
図１は、図４に示す従来例の構成例における光トランスポートアナライザ１００を光トランスポートアナライザ１に置き換えたものである。

図１において、１は光トランスポートアナライザ、２は評価システムの一部として用いるトランスポンダ、３はトランスポンダ２と対向接続するリファレンス器、４はシグナルコンディショナ、５は被評価デバイスである。なお、Ｔｘは送信部を、Ｒｘは受信部を意味する。また、被評価デバイスはＰＳＫ変調方式のものとして説明する。

光トランスポートアナライザ１はＰＲＢＳｎと呼ばれる擬似ランダムビット列信号やＯＴＵ３等の規格化されたフレーム信号などのテストパターンを発生する。

トランスポンダ２は光トランスポートアナライザ１と評価デバイス５の信号をインタフェースする。このトランスポンダ２は光変調方式が被評価デバイス５と同一である必要はなく、光トランスポートアナライザ１とエラーすることなく接続でき、かつリファレンス器３と電気的なインタフェースが同一であれば問題ない。

シグナルコンディショナ４は、信号振幅やＯＳＮＲの調整を行う。また、必要に応じて波長分散や偏波分散等のパラメータの調整を行う。

光トランスポートアナライザ１から送信された光信号のテストパターンは、トランスポンダ２で電気信号に変換され、リファレンス器３に伝送される。リファレンス器３に伝送されたテストパターンは被評価デバイス５と同じＰＳＫ変調方式の光信号に変換され、さらにシグナルコンディショナ４にて信号の状態（ノイズレベル、信号品質、波長分散、偏波分散など）が調整された後に被評価デバイス５に伝送される。

被評価デバイス５は、シグナルコンディショナ４から入力された光信号を電気信号に変換して出力するとともに、その出力信号を自身の電気入力に折り返し接続し、再度光信号に変換してシグナルコンディショナ４に出力する。

被評価デバイス５から折り返された光信号は、シグナルコンディショナ４、リファレンス器３、トランスポンダ２を経由して光トランスポートアナライザ１へと戻される。光トランスポートアナライザ１は、戻ってきた信号を光トランスポートアナライザ１が保持する期待値と照合することにより、被評価デバイス５で発生したエラーやアラームを検出する。

被評価デバイス５の受信部を評価する場合には、シグナルコンディショナ４をリファレンス器３の送信部と被評価デバイス５の受信部の間に挿入し、シグナルコンディショナ４で種々の条件を設定し、ビットエラーレートの測定を行う。また、ＰＳＫ変調方式の場合は強度変調方式のようにアイパターンによる評価が難しいため、被評価デバイス５の送信部を評価する場合にも、シグナルコンディショナ４を被評価デバイス５の送信部とリファレンス器３の受信部の間に挿入してビットエラーレート等の評価を行う。

長距離伝送では減衰や分散によって大きく伝送信号が劣化すると考えられる。そのため、伝送信号はＦＥＣ（Foward Error Correction）と呼ばれるエラー訂正符号を付加したデータフォーマットが用いられる。

また、被評価デバイス５が劣化した信号を受信する場合、遅延干渉計のポジションやバランスレシーバのオフセット電流、リミットアンプのゲイン、ＣＤＲ（Clock Date Recovery）のクロック位相オフセット等の受信部の各パラメータによってエラーレートが変動する。

図２は本発明の光トランスポートアナライザ１の構成図であり、外部機器との光信号の送受信を行うトランスポンダ１１と、トランスポンダ１１から送信するテストパターンを生成するデータ生成部１２と、トランスポンダ１１の受信信号に基づいて被評価デバイスに発生したエラーおよびアラームを出力する照合部１３と、照合部１３で検出したエラーおよびアラームを累算する累算部１４と、照合部１３で検出したエラーおよびアラームを外部出力する出力部１６と、ＣＰＵで構成され各ブロック１１〜１６の制御および各種演算処理を行う測定部１５とを備えている。

トランスポンダ１１は、送受信データの光信号／電気信号変換を行う。
データ生成部１２は、外部のトランスポンダ２経由で被評価デバイス５へ送信するテストパターンＴｘＤＡＴＡを生成し、トランスポンダ１１に出力する。トランスポンダ１１はデータ生成部１２から入力されたテストパターンを電気信号から光信号に変換し、被評価デバイス５へ向けて送信する。

トランスポンダ１１は、トランスポンダ２経由で被評価デバイス５から戻ってきた光信号を受信し、受信した信号を電気信号ＲｘＤＡＴＡに変換し、照合部１３に出力する。
また、トランスポンダ１１は、受信信号が異常に小さい場合には、“Ｌｏｓｓ ｏｆ Ｓｉｇｎａｌ”のアラームを生成し、照合部１３に出力する。

照合部１３は、電気信号ＲｘＤＡＴＡからデータフォーマットに応じた特徴的なビット列を抽出してフレーム信号を再生し、被評価デバイス５に送信したテストパターンＴｘＤＡＴＡの期待値を生成する。なお、照合部１３は、ＲｘＤＡＴＡのフレーム同期が取れない場合には、“Ｌｏｓｓ ｏｆ Ｆｒａｍｅ”のアラームを生成する。

照合部１３は、受信データであるＲｘＤＡＴＡを期待値と照合し、不一致の部分をエラーとしてカウントする。期待値は送信したテストパターンＴｘＤＡＴＡに対応した値を照合部１３に保持させておく。ＦＥＣデータフォーマットでは、“Ｃｏｒｒｅｃｔｅｄ ＦＥＣ”エラー、“Ｕｎｃｏｒｒｅｃｔｅｄ ＦＥＣ”エラーが検出可能である。エラーカウントは、エラーの発生位置やエラーの種類など、種別ごとにカウントされる。

一般的に光通信データのビットレートは非常に高速である。そのため、照合部１３は、受信データＲｘＤＡＴＡと期待値との照合作業を２５６ｂｉｔで並列処理し、この並列処理した２５６ｂｉｔをエラーカウントとして出力することにより、処理速度を低減する。これにより、たとえばデータレートが４０Ｇｂｐｓの場合に処理速度を約１６０ＭＨｚに低減できる。

照合部１３で得られたエラーカウントおよびアラーム情報は、累算部１４に出力され、種別ごとに累算される。測定部１５は、累算部１４の累算結果を定期的にサンプリングし、あらかじめ設定された所定の測定周期ｔごとのエラーカウントおよびエラーレートを計算する。この測定周期ｔは、１ｓ程度〜数日程度の範囲でユーザによって変更可能な構成とする。エラーカウントやエラーレート、アラーム情報は、測定結果として光トランスポートアナライザ１に設けられた図示しない表示部に表示される。

出力部１６には累算部１４と同様に照合部１３で得られたエラーカウントおよびアラーム情報が入力され、種別ごとに累算される。

出力部１６にて累算されたエラーカウントおよびアラーム情報は、前述の測定周期ｔとは独立した出力周期ｔ’で光トランスポートアナライザ１から外部出力される。外部出力データＳｏｕｔは、出力部１６内部に設けられたマルチプレクサＭＵＸによりエラーカウントおよびアラーム情報が順次切り替えられて生成されるシリアルデータとする。外部出力データＳｏｕｔの出力周期ｔ’は、数μｓ〜１ｓ程度とする。

図３は出力部１６の外部出力データＳｏｕｔの一例を示す図である。外部出力データＳｏｕｔは６つのセクションＳ１０〜Ｓ１５に分かれており、セクションＳ１０は伝送信号中で“１”→“０”に修正したＦＥＣエラー数、セクションＳ１１は伝送信号中で“０”→“１”に修正したＦＥＣエラー数、セクションＳ１２はＦＥＣエラーがあるが論理値の修正ができなかったブロック数、セクションＳ１３は“Ｌｏｓｓ ｏｆ Ｓｉｇｎａｌ”のアラーム数、セクションＳ１４は“Ｌｏｓｓ ｏｆ Ｆｒａｍｅ”のアラーム数、セクションＳ１５は予備ビットである。セクションＳ１０〜Ｓ１４では、それぞれ出力周期ｔ’ごとの該当数を示すデータが出力される。

本実施例は以上のように構成され、
被評価デバイスに送信する電気信号のテストパターンＴｘＤＡＴＡを生成するデータ生成部１２と、テストパターンＴｘＤＡＴＡを光信号に変換して被評価デバイス５に向けて送信するとともに、テストパターンＴｘＤＡＴＡに対応する被評価デバイス５からの返送信号を受信し電気信号に変換するトランスポンダ１１と、このトランスポンダ１１の出力信号をテストパターンＴｘＤＡＴＡに対応する期待値と照合し、エラーまたはアラームの少なくとも一方を検出する照合部１３と、この照合部１３が検出したエラーまたはアラームの少なくとも一方について種別ごとのカウント値を累算する累算部１４と、この累算部１４の累算結果を所定期間ごとにサンプリングする測定部１５と、照合部１３が検出したエラーまたはアラームの少なくとも一方について種別ごとのカウント値を外部出力する出力部１６とを備えているため、
エラー情報やアラーム情報を外部出力することにより被評価デバイス５の評価時の各種パラメータの最適化を容易にできる光トランスポートアナライザを提供できる。

出力部１６の外部出力データＳｏｕｔを被評価デバイス５へフィードバックすれば、被評価デバイス５は伝送信号の状態に応じて受信部のパラメータを最適に自動調整でき、遅延干渉計のポジション等の各種パラメータをエラーレートが最小になるような最適点を自動的に探し出して設定することが可能となる。

また、出力部１６は、カウント値をシリアル出力するため、種々のエラー情報やアラーム情報を少ない信号線数で外部出力できる。

なお、トランスポンダ１１を交換可能に構成すれば、データ生成部１２および照合部１３は、トランスポンダ１１の代わりに、トランスポンダ１１と同じく電気信号の入出力インタフェースを持つリファレンス器３と接続できる。そうすればトランスポンダ１１とトランスポンダ２の２つのトランスポンダを省いて本実施例と同等の被評価デバイス５の評価システムを実現でき、コスト面においても有利である。

なお、本実施例における被評価デバイス５は特許請求の範囲における被評価対象に相当し、トランスポンダ１１は送信部および受信部に相当する。

１ 光トランスポートアナライザ
１１ トランスポンダ（送信部、受信部）
１２ データ生成部
１３ 照合部
１４ 累算部
１５ 測定部
１６ 出力部
５ 被評価デバイス

Claims (4)

1. 被評価対象との間で光信号通信を行い、この被評価対象で発生したエラーまたはアラームの少なくとも一方を検出する光トランスポートアナライザにおいて、
   前記被評価対象に送信する電気信号のテストパターンを生成するデータ生成部と、
   前記テストパターンを光信号に変換して前記被評価対象に向けて送信する送信部と、
   前記テストパターンに対応する前記被評価対象からの返送信号を受信し電気信号に変換する受信部と、
   この受信部の出力信号を前記テストパターンに対応する期待値と照合し、エラーまたはアラームの少なくとも一方を検出する照合部と、
   この照合部が検出したエラーまたはアラームの少なくとも一方について種別ごとのカウント値を累算する累算部と、
   この累算部の累算結果を所定期間ごとにサンプリングする測定部と、
   前記照合部が検出したエラーまたはアラームの少なくとも一方について種別ごとのカウント値を外部出力する出力部と、
   を備えたことを特徴とする光トランスポートアナライザ。
2. 前記出力部は、前記測定部とは独立した周期で動作することを特徴とする請求項１に記載の光トランスポートアナライザ。
3. 前記出力部は、前記カウント値をシリアル出力することを特徴とする請求項１または２に記載の光トランスポートアナライザ。
4. 前記送信部または前記受信部の少なくともいずれかは交換可能に形成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光トランスポートアナライザ。

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