JP3410356B2 - 信号品質監視回路 - Google Patents
信号品質監視回路Info
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- JP3410356B2 JP3410356B2 JP06297798A JP6297798A JP3410356B2 JP 3410356 B2 JP3410356 B2 JP 3410356B2 JP 06297798 A JP06297798 A JP 06297798A JP 6297798 A JP6297798 A JP 6297798A JP 3410356 B2 JP3410356 B2 JP 3410356B2
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- Japan
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- threshold voltage
- output
- signal
- mark
- transmission signal
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
- G01R29/26—Measuring noise figure; Measuring signal-to-noise ratio
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Dc Digital Transmission (AREA)
- Time-Division Multiplex Systems (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気通信網におけ
る伝送特性の劣化を調べるための信号品質監視回路に関
するものである。
る伝送特性の劣化を調べるための信号品質監視回路に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】電気通信網の伝送品質を特定するための
ファクタとして符号誤り率或いはQ値が用いられる。符
号誤り率を測定する方法の一つにSDH伝送方式におけ
るBIP−8と呼ばれる監視方式がある。BIP−8
は、全てのビットから符号誤り率を推定するのではな
く、或る周期毎に特定のビットのみを抜き出してそのビ
ットから符号誤り率を推定する。しかしこのBIP−8
はSDH伝送方式に限られたものであり、他の信号系、
例えばPHDのような場合には、別の方法を用いなけれ
ばならないので、SDH符号誤り監視回路はPHDには
適用できない。
ファクタとして符号誤り率或いはQ値が用いられる。符
号誤り率を測定する方法の一つにSDH伝送方式におけ
るBIP−8と呼ばれる監視方式がある。BIP−8
は、全てのビットから符号誤り率を推定するのではな
く、或る周期毎に特定のビットのみを抜き出してそのビ
ットから符号誤り率を推定する。しかしこのBIP−8
はSDH伝送方式に限られたものであり、他の信号系、
例えばPHDのような場合には、別の方法を用いなけれ
ばならないので、SDH符号誤り監視回路はPHDには
適用できない。
【0003】その他のQ値測定方法の従来例には、マー
ク又はスペースを判断する閾値を変えて、その各々の値
に対して符号誤り率を測定した結果からQ値を算出する
ものがある(N.S.Bergano et al.,IEEE Photon.Techno
l.Lett.,Vol.5,No.3,pp304-306,1993参照)。しかし、
この方法では、回路の規模が大きくなり、測定に多くの
時間を要し、また、高価であるという問題があった。
ク又はスペースを判断する閾値を変えて、その各々の値
に対して符号誤り率を測定した結果からQ値を算出する
ものがある(N.S.Bergano et al.,IEEE Photon.Techno
l.Lett.,Vol.5,No.3,pp304-306,1993参照)。しかし、
この方法では、回路の規模が大きくなり、測定に多くの
時間を要し、また、高価であるという問題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の問題
点に鑑み、信号フォーマットに依存しない簡便な信号品
質監視回路を提供することを目的とする。
点に鑑み、信号フォーマットに依存しない簡便な信号品
質監視回路を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項1の発明は、スペース及びマークの二値信号
が伝送されるマーク率が1/2であるような光伝送シス
テムの性能を評価する信号品質監視回路であって、一定
の間隔で変化する閾値電圧を発生する閾値電圧発生手段
と、閾値電圧発生手段から発生した閾値電圧と品質監視
されるべき伝送信号とを比較する比較器と、比較器から
の出力をカウントするカウンターと、カウンターからの
出力と前記閾値電圧発生手段からの出力とに基づいて伝
送信号のQ値を求める演算回路とを具え、該演算回路
は、伝送信号のスペース及びマークにそれぞれ対応する
出力電圧の平均値μ0 及びμ1並びに当該出力電圧の標
準偏差σ0 及びσ1を算出し、次式: に基づいて伝送信号のQ値を算出することを特徴とす
る。
め、請求項1の発明は、スペース及びマークの二値信号
が伝送されるマーク率が1/2であるような光伝送シス
テムの性能を評価する信号品質監視回路であって、一定
の間隔で変化する閾値電圧を発生する閾値電圧発生手段
と、閾値電圧発生手段から発生した閾値電圧と品質監視
されるべき伝送信号とを比較する比較器と、比較器から
の出力をカウントするカウンターと、カウンターからの
出力と前記閾値電圧発生手段からの出力とに基づいて伝
送信号のQ値を求める演算回路とを具え、該演算回路
は、伝送信号のスペース及びマークにそれぞれ対応する
出力電圧の平均値μ0 及びμ1並びに当該出力電圧の標
準偏差σ0 及びσ1を算出し、次式: に基づいて伝送信号のQ値を算出することを特徴とす
る。
【0006】請求項2の発明は、スペース及びマークの
二値信号が伝送されるマーク率が1/2であるような光
伝送システムの性能を評価する信号品質監視回路であっ
て、複数の異なる閾値電圧を発生する閾値電圧発生手段
と、閾値電圧発生手段から発生したそれぞれの閾値電圧
に対応して設けられ、該閾値電圧と品質監視されるべき
伝送信号とを比較する複数の比較器と、比較器に対応し
て設けられ、比較器からの出力をカウントする複数のカ
ウンターと、複数のカウンターからのそれぞれの出力と
閾値電圧発生手段からのそれぞれの出力とに基づいて伝
送信号のQ値を求める演算回路とを具え、該演算回路
は、伝送信号のスペース及びマークにそれぞれ対応する
出力電圧の平均値μ0 及びμ1並びに当該出力電圧の標
準偏差σ0及びσ1を算出し、次式: に基づいて伝送信号のQ値を算出することを特徴とす
る。
二値信号が伝送されるマーク率が1/2であるような光
伝送システムの性能を評価する信号品質監視回路であっ
て、複数の異なる閾値電圧を発生する閾値電圧発生手段
と、閾値電圧発生手段から発生したそれぞれの閾値電圧
に対応して設けられ、該閾値電圧と品質監視されるべき
伝送信号とを比較する複数の比較器と、比較器に対応し
て設けられ、比較器からの出力をカウントする複数のカ
ウンターと、複数のカウンターからのそれぞれの出力と
閾値電圧発生手段からのそれぞれの出力とに基づいて伝
送信号のQ値を求める演算回路とを具え、該演算回路
は、伝送信号のスペース及びマークにそれぞれ対応する
出力電圧の平均値μ0 及びμ1並びに当該出力電圧の標
準偏差σ0及びσ1を算出し、次式: に基づいて伝送信号のQ値を算出することを特徴とす
る。
【0007】光多中継伝送において、ファイバを伝搬し
た光信号の強度損失を補償して光信号の強度を一定に保
つために各中継点で光増幅器が使用される。しかし、光
増幅器は自然放出光による雑音(amplified spontaneou
s emission noise: ASE雑音)を発生させ、このAS
E雑音は光信号と共に光ファイバ中を伝搬して中継点で
増幅される。従って、中継器の数の増加に伴ってASE
雑音が増加し、他の雑音と比較して支配的なものとな
る。
た光信号の強度損失を補償して光信号の強度を一定に保
つために各中継点で光増幅器が使用される。しかし、光
増幅器は自然放出光による雑音(amplified spontaneou
s emission noise: ASE雑音)を発生させ、このAS
E雑音は光信号と共に光ファイバ中を伝搬して中継点で
増幅される。従って、中継器の数の増加に伴ってASE
雑音が増加し、他の雑音と比較して支配的なものとな
る。
【0008】ASE雑音が重畳された光信号を受信し復
調すると、スペース及びマークに対応する出力電圧の分
布がそれぞれ正規分布(ガウス分布)で近似できるよう
になる。ASE雑音がない場合の信号の時間波形及び強
度分布を図1(a) に、ASE雑音が重畳された場合の信
号の時間波形及び強度分布を図1(b) に示す。図1(b)
において、σ0 及びσ1 は、それぞれスペース及びマー
クに対応する出力電圧の標準偏差、μ0 及びμ1 は、そ
れぞれスペース及びマークに対応する出力電圧の平均値
である。スペース及びマークに対応する出力電圧が正規
分布で表されるとき、Q値及び符号誤り率は次式で表さ
れる。
調すると、スペース及びマークに対応する出力電圧の分
布がそれぞれ正規分布(ガウス分布)で近似できるよう
になる。ASE雑音がない場合の信号の時間波形及び強
度分布を図1(a) に、ASE雑音が重畳された場合の信
号の時間波形及び強度分布を図1(b) に示す。図1(b)
において、σ0 及びσ1 は、それぞれスペース及びマー
クに対応する出力電圧の標準偏差、μ0 及びμ1 は、そ
れぞれスペース及びマークに対応する出力電圧の平均値
である。スペース及びマークに対応する出力電圧が正規
分布で表されるとき、Q値及び符号誤り率は次式で表さ
れる。
【0009】
【数1】
このように、符号誤り率BERは2値の電気信号からQ
値を直接測定して得られ、信号系の種類に依存せずに信
号品質を監視することができる。本発明はこの原理に基
づくものである。
値を直接測定して得られ、信号系の種類に依存せずに信
号品質を監視することができる。本発明はこの原理に基
づくものである。
【0010】
【発明の実施の形態】次に図面を用いて本発明の実施例
を説明する。 〔実施例1〕図2は本発明の信号品質監視回路の第1実
施例の構成を示す図である。図中、1は入力光信号、2
はO/E変換及びクロック抽出を行う受光器、3はクロ
ック信号、4は出力電圧に対する増幅器、5は出力電
圧、6は閾値電圧発生手段(図示せず)で発生される閾
値電圧、7は比較器、8はカウンター、9はカウンター
8の出力信号(カウント数)、10は演算回路、11はメモ
リー、12はメモリー11のデータである。
を説明する。 〔実施例1〕図2は本発明の信号品質監視回路の第1実
施例の構成を示す図である。図中、1は入力光信号、2
はO/E変換及びクロック抽出を行う受光器、3はクロ
ック信号、4は出力電圧に対する増幅器、5は出力電
圧、6は閾値電圧発生手段(図示せず)で発生される閾
値電圧、7は比較器、8はカウンター、9はカウンター
8の出力信号(カウント数)、10は演算回路、11はメモ
リー、12はメモリー11のデータである。
【0011】受光器2では入力光信号1のO/E変換及
びクロック抽出を行う。抽出されたクロック信号3は比
較器7及びカウンター8に入力される。受光器2でO/
E変換された入力光信号1は、増幅器4で増幅されて出
力電圧5(=v)の電気信号になる。閾値電圧6(=v
i :i=0,1,...,n)は間隔Δv=vi −vi-1 で変化し、
比較器7は、増幅器4の出力電圧5を1ビット毎に閾値
電圧6と比較してv<vi の場合に信号を出力する。カ
ウンター8では、閾値電圧6がvi からvi+1に変化す
る度に一旦リセットしてから比較器7の出力をカウント
し、カウント数9をメモリー11に入力する。メモリー11
は閾値電圧6とその時のカウント数9(=F (vi ) )
を記録する。演算回路10では、メモリー11のデータ12か
らQ値を求める。
びクロック抽出を行う。抽出されたクロック信号3は比
較器7及びカウンター8に入力される。受光器2でO/
E変換された入力光信号1は、増幅器4で増幅されて出
力電圧5(=v)の電気信号になる。閾値電圧6(=v
i :i=0,1,...,n)は間隔Δv=vi −vi-1 で変化し、
比較器7は、増幅器4の出力電圧5を1ビット毎に閾値
電圧6と比較してv<vi の場合に信号を出力する。カ
ウンター8では、閾値電圧6がvi からvi+1に変化す
る度に一旦リセットしてから比較器7の出力をカウント
し、カウント数9をメモリー11に入力する。メモリー11
は閾値電圧6とその時のカウント数9(=F (vi ) )
を記録する。演算回路10では、メモリー11のデータ12か
らQ値を求める。
【0012】図3(a) は、閾値電圧vi と出力電圧vが
閾値電圧未満であると判定した回数F (vi ) との関係
の一例を示す図である。ここで、 f (vi ) =F (vi ) −F (vi-1 ) (2) とおくと、f (vi ) は、出力電圧vがvi-1 ≦v<v
i の範囲にあると判定できる回数を表している。即ち、
出力電圧vの分布を示す図3(b) は、出力電圧vがv
i-1 ≦v<vi となると判定した回数を示す。従って、
閾値電圧vi の設定は、出力電圧vの度数分布を求めて
いることになり、出力電圧そのものの分布を表してい
る。
閾値電圧未満であると判定した回数F (vi ) との関係
の一例を示す図である。ここで、 f (vi ) =F (vi ) −F (vi-1 ) (2) とおくと、f (vi ) は、出力電圧vがvi-1 ≦v<v
i の範囲にあると判定できる回数を表している。即ち、
出力電圧vの分布を示す図3(b) は、出力電圧vがv
i-1 ≦v<vi となると判定した回数を示す。従って、
閾値電圧vi の設定は、出力電圧vの度数分布を求めて
いることになり、出力電圧そのものの分布を表してい
る。
【0013】ここで、前に述べたように、復調された出
力電圧の度数分布はASE雑音の影響で、スペース又は
マークに対応する値を平均とする二つの正規分布の和で
表される。図3(b) において、vm0及びvm1は、
力電圧の度数分布はASE雑音の影響で、スペース又は
マークに対応する値を平均とする二つの正規分布の和で
表される。図3(b) において、vm0及びvm1は、
【数2】
となる時の閾値電圧である。
【0014】正規分布の一般式
【数3】
から、スペースに対応する出力電圧の分布f0(vi ) 及
びマークに対応する出力電圧の分布f1(vi ) は、
びマークに対応する出力電圧の分布f1(vi ) は、
【数4】
となる。但し、K0 及びK1 はカウント数の総数に依存
する。σ0 及びσ1 はそれぞれスペース及びマークに対
応する出力電圧の標準偏差、vm0及びvm1はそれぞれス
ペース及びマークに対応する出力電圧の平均値である。
する。σ0 及びσ1 はそれぞれスペース及びマークに対
応する出力電圧の標準偏差、vm0及びvm1はそれぞれス
ペース及びマークに対応する出力電圧の平均値である。
【0015】標準偏差σ0 及びσ1 を求める際には、v
m0<vi <vm1では、f0(vi ) とf1(vi ) とが重な
っているため、v1 <vi <vm0(図3(c) )、vm1<
vi<vn (図3(d) )の範囲の値を用いる。
m0<vi <vm1では、f0(vi ) とf1(vi ) とが重な
っているため、v1 <vi <vm0(図3(c) )、vm1<
vi<vn (図3(d) )の範囲の値を用いる。
【0016】一般に、平均がμである度数分布g(x)
の標準偏差σは次式で表される。
の標準偏差σは次式で表される。
【数5】
【0017】式(3)及び(6)から
【数6】
となる。
【0018】平均値vm0及びvm1並びに標準偏差σ0 及
びσ1 が分かれば、Q値及び符号誤り率は式(1)から
求められる。演算回路10で、以上の式(1)、(2)、
(3)及び(7)の演算を行い、出力電圧5の度数分布
f(vi )、平均値vm0及びvm1、標準偏差σ0 及びσ
1 並びにQ値を求める。
びσ1 が分かれば、Q値及び符号誤り率は式(1)から
求められる。演算回路10で、以上の式(1)、(2)、
(3)及び(7)の演算を行い、出力電圧5の度数分布
f(vi )、平均値vm0及びvm1、標準偏差σ0 及びσ
1 並びにQ値を求める。
【0019】〔実施例2〕図4は本発明の信号品質監視
回路の第2実施例の構成を示す図である。図中、6-
0,...,6-n は閾値電圧発生手段(図示せず)で発生され
る閾値電圧、7-0,...,7-n は比較器、8-0,...,8-n はカ
ウンター、9-0,...,9-n はカウンター8-0,...,8-n の出
力信号即ちカウント数であり、その他は図2の同符号の
部分と同一である。
回路の第2実施例の構成を示す図である。図中、6-
0,...,6-n は閾値電圧発生手段(図示せず)で発生され
る閾値電圧、7-0,...,7-n は比較器、8-0,...,8-n はカ
ウンター、9-0,...,9-n はカウンター8-0,...,8-n の出
力信号即ちカウント数であり、その他は図2の同符号の
部分と同一である。
【0020】出力電圧5は、分岐されてそれぞれ比較器
7-0,...,7-n に入力される。閾値電圧6-0,...,6-n は固
定値vi =v0 +i・Δv(i=0,1,...,n )に設定さ
れており、比較器7-0,...,7-n では、出力電圧5(=
v)と閾値電圧6-0,...,6-n (=vi )とを比較してv
<vi の場合に信号を出力する。カウンター8-0,...,8-
n は、比較器7-0,...,7-n の出力をカウントしてカウン
ト数9-0,...,9-n を演算回路10に入力する。
7-0,...,7-n に入力される。閾値電圧6-0,...,6-n は固
定値vi =v0 +i・Δv(i=0,1,...,n )に設定さ
れており、比較器7-0,...,7-n では、出力電圧5(=
v)と閾値電圧6-0,...,6-n (=vi )とを比較してv
<vi の場合に信号を出力する。カウンター8-0,...,8-
n は、比較器7-0,...,7-n の出力をカウントしてカウン
ト数9-0,...,9-n を演算回路10に入力する。
【0021】カウント数9-0,...,9-n は出力電圧5が閾
値電圧6-0,...,6-n 未満の累積度数F (vi ) に相当す
るので、演算回路10では、実施例1と同様にして式
(1)、(2)、(3)及び(7)の演算を行い、出力
電圧5の度数分布f(vi )、平均値vm0及びvm1、標
準偏差σ0 及びσ1 並びにQ値を求める。
値電圧6-0,...,6-n 未満の累積度数F (vi ) に相当す
るので、演算回路10では、実施例1と同様にして式
(1)、(2)、(3)及び(7)の演算を行い、出力
電圧5の度数分布f(vi )、平均値vm0及びvm1、標
準偏差σ0 及びσ1 並びにQ値を求める。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の信号品質
監視回路によれば、信号系に依存せずに直接Q値を測定
して信号品質を監視できるという効果を奏する。
監視回路によれば、信号系に依存せずに直接Q値を測定
して信号品質を監視できるという効果を奏する。
【図1】ASE雑音がない場合(a) 及びASE雑音が重
畳された場合(b) の信号の時間波形及び強度分布を示す
図である。
畳された場合(b) の信号の時間波形及び強度分布を示す
図である。
【図2】本発明の信号品質監視回路の第1実施例の構成
を示す図である。
を示す図である。
【図3】閾値電圧とカウンターのカウント数及び出力電
圧の分布との関係を示す図である。
圧の分布との関係を示す図である。
【図4】本発明の信号品質監視回路の第2実施例の構成
を示す図である。
を示す図である。
1 入力光信号
2 受光器
3 クロック信号
4 増幅器
5 出力電圧
6 閾値電圧
7 比較器
8 カウンター
9 カウンターの出力信号(カウント数)
10 演算回路
11 メモリー
12 メモリーのデータ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 市野 晴彦
東京都新宿区西新宿3丁目19番2号 日
本電信電話株式会社内
(56)参考文献 特開 平6−237231(JP,A)
特開 平4−42061(JP,A)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
H04L 25/02
G01R 29/26
Claims (2)
- 【請求項1】 スペース及びマークの二値信号が伝送さ
れるマーク率が1/2であるような光伝送システムの性
能を評価する信号品質監視回路であって、一定の間隔で
変化する閾値電圧を発生する閾値電圧発生手段と、閾値
電圧発生手段から発生した閾値電圧と品質監視されるべ
き伝送信号とを比較する比較器と、比較器からの出力を
カウントするカウンターと、カウンターからの出力と前
記閾値電圧発生手段からの出力とに基づいて伝送信号の
Q値を求める演算回路とを具え、該演算回路は、伝送信
号のスペース及びマークにそれぞれ対応する出力電圧の
平均値μ0 及びμ1並びに当該出力電圧の標準偏差σ0
及びσ1を算出し、次式: に基づいて伝送信号のQ値を算出することを特徴とする
信号品質監視回路。 - 【請求項2】 スペース及びマークの二値信号が伝送さ
れるマーク率が1/2であるような光伝送システムの性
能を評価する信号品質監視回路であって、複数の異なる
閾値電圧を発生する閾値電圧発生手段と、閾値電圧発生
手段から発生したそれぞれの閾値電圧に対応して設けら
れ、該閾値電圧と品質監視されるべき伝送信号とを比較
する複数の比較器と、比較器に対応して設けられ、比較
器からの出力をカウントする複数のカウンターと、複数
のカウンターからのそれぞれの出力と閾値電圧発生手段
からのそれぞれの出力とに基づいて伝送信号のQ値を求
める演算回路とを具え、該演算回路は、伝送信号のスペ
ース及びマークにそれぞれ対応する出力電圧の平均値μ
0 及びμ1並びに当該出力電圧の標準偏差σ0 及びσ1を
算出し、次式: に基づいて伝送信号のQ値を算出することを特徴とする
信号品質監視回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06297798A JP3410356B2 (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 信号品質監視回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06297798A JP3410356B2 (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 信号品質監視回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11261653A JPH11261653A (ja) | 1999-09-24 |
JP3410356B2 true JP3410356B2 (ja) | 2003-05-26 |
Family
ID=13215937
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP06297798A Expired - Fee Related JP3410356B2 (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 信号品質監視回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3410356B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4283477B2 (ja) * | 2000-03-31 | 2009-06-24 | アンリツ株式会社 | 光分岐方式による光信号の自己相関ビットエラー検出装置及び方法 |
WO2009016742A1 (ja) * | 2007-07-31 | 2009-02-05 | Fujitsu Limited | 半導体装置及びノイズ計測方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0442061A (ja) * | 1990-06-06 | 1992-02-12 | Fujitsu Ltd | 信号レベル検出方法及び信号レベル検出装置 |
JPH0810851B2 (ja) * | 1993-01-11 | 1996-01-31 | 日本電気株式会社 | 波形識別装置 |
-
1998
- 1998-03-13 JP JP06297798A patent/JP3410356B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11261653A (ja) | 1999-09-24 |
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