JP5380647B2 - 光信号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 - Google Patents
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- G01J11/00—Measuring the characteristics of individual optical pulses or of optical pulse trains
Description
サンプリング対象の光信号(Px)をサンプリングするための所定周期のサンプリング用光パルス(Ps)を発生するサンプリング用光パルス発生部(21)と、
前記サンプリング対象の光信号(Px)を前記サンプリング用光パルス発生部(21)からの前記サンプリング用光パルス(Ps)によってサンプリングし、そのサンプリングによって得られた光パルス信号(Pz)を出射する光サンプリング部(22)と、を有する光信号サンプリング装置(100)であって、
前記サンプリング用光パルス発生部(21)は、前記サンプリング対象としての光信号(Px)の周波数の整数分の1の異なる周波数を有する短パルスを自励発振可能であるとともに前記短パルスの周波数をシフトする機能を有する短パルス発生部(21g)を含み、
前記光サンプリング部(22)は、
前記サンプリング対象の光信号(Px)と前記サンプリング用光パルス発生部(21)からの前記サンプリング用光パルス(Ps)とを合波する光合波部(23)と、
光を入出射するための2つの光端子(24a、24b)と、該2つの光端子(24a、24b)間を結ぶ光路に電界を与えるための電源端子(24c)とを有し、前記光路を伝搬する光に対する吸収率が前記電界の大きさに応じて変化する特性を有し、前記2つの光端子(24a、24b)の一方の光端子(24a)で前記光合波部(23)からの出射光(Py)を受ける電界吸収型光変調器(24)と、
前記電界吸収型光変調器(24)に前記サンプリング用光パルス(Ps)が入射していないときには前記吸収率を高くし、且つ、前記サンプリング用光パルス(Ps)が入射したときには前記吸収率を低くすることにより、前記電界吸収型光変調器(24)において前記サンプリング用光パルス(Ps)で前記サンプリング対象の光信号(Px)をサンプリングして前記2つの光端子(24a、24b)の他方の光端子(24b)から前記サンプリングによって得られた光信号(Py′)を出射させるための所定の直流電圧(Vdc)を前記電界吸収型光変調器(24)の前記電源端子(24c)に与える直流電源(25)と、
前記電界吸収型光変調器(24)の前記2つの光端子(24a、24b)の前記他方の光端子(24b)から出射される光信号(Py′)のうち、前記サンプリング対象の光信号成分(Pz)を選択的に出射する光分離部(26、26′)と、
を含むことを特徴とする光信号サンプリング装置が提供される。
前記サンプリング対象の光信号(Px)の波長に対して前記サンプリング用光パルス(Ps)の波長が異なっており、
前記光分離部(26、26′)は、前記電界吸収型光変調器(24)の前記2つの光端子(24a、24b)の前記他方の光端子から出射される光信号(Py′)のうち、前記サンプリング対象の光信号(Px)の波長成分を有する光信号(Pz)を選択的に出射する波長フィルタ(26)により構成されていることを特徴とする第1の態様に従う光信号サンプリング装置が提供される。
前記光合波部(23)は、前記サンプリング対象の光信号(Px)と前記サンプリング用光パルス(Ps)とを互いに直交した偏波で合波するように構成されており、
前記光分離部(26、26′)は、前記電界吸収型光変調器(24)の前記2つの光端子(24a、24b)の前記他方の光端子(24b)から出射される光信号(Py′)のうち、前記サンプリング対象の光信号(Px)の偏波成分を有する光信号(Pz)を選択的に出射する偏光フィルタ(26′)により構成されていることを特徴とする第1の態様に従う光信号サンプリング装置が提供される。
前記サンプリング用光パルス発生部(21)は、
前記サンプリング用光パルス(Ps)の周期に対応した周期(Ts)を有する安定な信号(Ra)を生成するシンセサイザ構成の基準信号発生器(21a)と、
前記基準信号発生器(21a)によって生成される前記周期(Ts)を有する安定な信号(Ra)をM(Mは1より大きい整数)逓倍した信号(Rb)として出力する逓倍器(21b)と、
連続光(Pcw)を出射する光源(21d)と、
前記逓倍器(21b)から出力される前記M逓倍した信号(Rb)によって前記光源(21d)から出射される前記連続光(Pcw)を変調することにより、周期(Ts/M)を有する光パルス(Pa)を出射する光変調器(21c)と、
前記光変調器(21c)から出射される前記光パルス(Pa)を1/Mに間引いて、周期(Ts)を有する光パルス(Pb)に変換する光ゲート回路(21e)と、
前記光ゲート回路(21e)により変換された前記周期(Ts)を有する光パルス(Pb)についてそのパルス幅をさらに狭めて、前記サンプリング用光パルス(Ps)として出射する分散減少ファイバ(21f)とを含むことを特徴とする第1の態様に従う光信号サンプリング装置が提供される。
前記サンプリング対象の光信号(Px)を変調しているデータ信号のクロック周期(Tc)又はそのビットレートと所定のオフセット時間(ΔT)の情報を受けて、前記サンプリング用光パルス(Ps)のサンプリング周期(Ts)を、
Ts=N・Tc+ΔT(ここで、Nの値は、前記データ信号のクロック周期(Tc)と前記サンプリング用光パルス発生部(21)が出力可能な信号の周波数可変範囲によって決まる)
の演算で求めて、前記サンプリング用光パルス発生部(21)に設定するパラメータ設定部(28)をさらに含むことを特徴とする第4の態様に従う光信号サンプリング装置が提供される。
監視対象の光信号(Px)を変調しているデータ信号のクロック周期(Tc)の整数倍に対して所定のオフセット時間だけ異なる周期のサンプリング用光パルス(Ps)を出射するサンプリング用光パルス発生部(21)と、
前記監視対象の光信号(Px)を前記サンプリング用光パルス発生部(21)からの前記サンプリング用光パルス(Ps)によってサンプリングし、そのサンプリングによって得られた光パルス信号(Pz)を出射する光サンプリング部(22)と、を有する光信号サンプリング装置(100)と、
前記光信号サンプリング装置(100)の前記光サンプリング部(22)から出射される前記光パルス信号(Pz)を受けて電気信号(Ez)に変換することにより、前記監視対象の光信号(Px)の波形情報を取得する光電変換器(30)と、を有する光信号モニタ装置(20)であって、
前記サンプリング用光パルス発生部(21)は、前記監視対象としての光信号(Px)の周波数の整数分の1の異なる周波数を有する短パルスを自励発振可能であるとともに前記短パルスの周波数をシフトする機能を有する短パルス発生部(21g)を含み、
前記光信号サンプリング装置(100)の前記光サンプリング部(22)は、
前記監視対象の光信号(Px)と前記サンプリング用光パルス発生部(21)からの前記サンプリング用光パルス(Ps)とを合波する光合波部(23)と、
光を入出射するための2つの光端子(24a、24b)と、該2つの光端子(24a、24b)間を結ぶ光路に電界を与えるための電源端子(24c)とを有し、前記光路を伝搬する光に対する吸収率が前記電界の大きさに応じて変化する特性を有し、前記2つの光端子(24a、24b)の一方の光端子(24a)で前記光合波部(23)からの出射光(Py)を受ける電界吸収型光変調器(24)と、
前記電界吸収型光変調器(24)に前記サンプリング用光パルス(Ps)が入射していないときには前記吸収率を高くし、且つ、前記サンプリング用光パルス(Ps)が入射したときには前記吸収率を低くすることにより、前記電界吸収型光変調器(24)において前記サンプリング用光パルス(Ps)で前記監視対象の光信号(Px)をサンプリングして前記2つの光端子(24a、24b)の他方の光端子(24b)から前記サンプリングによって得られた光信号(Py′)を出射させるための所定の直流電圧(Vdc)を前記電界吸収型光変調器(24)の前記電源端子(24c)に与える直流電源(25)と、
前記電界吸収型光変調器(24)の前記2つの光端子(24a、24b)の前記他方の光端子(24b)から出射される光信号(Py′)のうち、前記監視対象の光信号成分(Pz)を選択的に出射する光分離部(26、26′)と、
を含むことを特徴とする光信号モニタ装置が提供される。
前記監視対象の光信号(Px)の波長に対して前記サンプリング用光パルス(Ps)の波長が異なっており、
前記光信号サンプリング装置(100)の前記光分離部(26、26′)は、前記電界吸収型光変調器(24)の前記2つの光端子(24a、24b)の前記他方の光端子(24b)から出射される光信号(Py′)のうち、前記監視対象の光信号(Px)の波長成分を有する光信号(Pz)を選択的に出射する波長フィルタ(26)により構成されていることを特徴とする第6の態様に従う光信号モニタ装置が提供される。
前記光信号サンプリング装置(100)の前記光合波部(23)は、前記監視対象の光信号(Px)と前記サンプリング用光パルス(Ps)とを互いに直交した偏波で合波するように構成されており、
前記光信号サンプリング装置(100)の前記光分離部(26、26′)は、前記電界吸収型光変調器(24)の前記2つの光端子(24a、24b)の前記他方の光端子(24b)から出射される光信号(Py′)のうち、前記監視対象の光信号(Px)の偏波成分を有する光信号(Pz)を選択的に出射する偏光フィルタ(26′)により構成されていることを特徴とする第6の態様に従う光信号モニタ装置が提供される。
前記光信号サンプリング装置(100)の前記サンプリング用光パルス発生部(21)は、
前記サンプリング用光パルス(Ps)の周期に対応した周期(Ts)を有する安定な信号(Ra)を生成するシンセサイザ構成の基準信号発生器(21a)と、
前記基準信号発生器(21a)によって生成される前記周期(Ts)を有する安定な信号(Ra)をM(Mは1より大きい整数)逓倍した信号(Rb)として出力する逓倍器(21b)と、
連続光(Pcw)を出射する光源(21d)と、
前記逓倍器(21b)から出力される前記M逓倍した信号(Rb)によって前記光源(21d)から出射される前記連続光(Pcw)を変調することにより、周期(Ts/M)を有する光パルス(Pa)を出射する光変調器(21c)と、
前記光変調器(21c)から出射される前記光パルス(Pa)を1/Mに間引いて、周期(Ts)を有する光パルス(Pb)に変換する光ゲート回路(21e)と、
前記光ゲート回路(21e)により変換された前記周期(Ts)を有する光パルス(Pb)についてそのパルス幅をさらに狭めて、前記サンプリング用光パルス(Ps)として出射する分散減少ファイバ(21f)とを含むことを特徴とする第6の態様に従う光信号モニタ装置が提供される。
前記光信号サンプリング装置(100)の前記サンプリング用光パルス発生部(21)は、
前記監視対象の光信号(Px)を変調しているデータ信号のクロック周期(Tc)又はそのビットレートと所定のオフセット時間(ΔT)の情報を受けて、前記サンプリング用光パルス(Ps)のサンプリング周期(Ts)を、
Ts=N・Tc+ΔT(ここで、Nの値は、前記データ信号のクロック周期(Tc)と前記サンプリング用光パルス発生部(21)が出力可能な信号の周波数可変範囲によって決まる)
の演算で求めて、前記サンプリング用光パルス発生部(21)に設定するパラメータ設定部(28)をさらに含むことを特徴とする第9の態様に従う光信号モニタ装置が提供される。
前記光電変換器(30)からの出力信号(Ez)の包絡線波の基本波成分と等しい周波数の基本波成分信号(U)を出力する基本波成分信号出力部(41)と、
前記基本波成分信号出力部(41)からの前記基本波成分信号(U)と所定のしきい値(Vr)とを比較するコンパレータ(42)と、
前記コンパレータ(42)による比較において、前記基本波成分信号(U)が前記所定のしきい値(Vr)を超えるタイミングから前記光電変換器(30)からの出力信号(Ez)に対する波形情報の取得を開始するデータ取得制御部(44)とをさらに有していることを特徴とする第6の態様に従う光信号モニタ装置が提供される。
前記光電変換器(30)と前記データ取得制御部(44)との間に挿入され、前記光電変換器(30)からの電気信号(Ez)を前記サンプリング用光パルス(Ps)と同期したサンプリングクロック(Es)によってサンプリングすることにより、デジタル値(Dy)に変換して前記データ取得制御部(44)にデータ信号(Dz)として出力するアナログ/デジタル(A/D)変換器(31)をさらに有していることを特徴とする第11の態様に従う光信号モニタ装置が提供される。
前記サンプリングクロック(Es)は、前記サンプリング用光パルス発生部(21)により前記サンプリング用光パルス(Ps)と同期して出力されることを特徴とする第12の態様に従う光信号モニタ装置が提供される。
前記基本波成分信号出力部(41)は,PLL(位相ロックループ)方式として、
前記監視対象の光信号(Px)を変調している前記データ信号のクロック周波数(Fc)と等しい中心周波数あるいは前記クロック周波数(Fc)の2倍に等しい中心周波数を有し、前記光電変換器(30)からの電気信号(Ez)から正弦波の基本波成分信号(U)を抽出する狭帯域な帯域通過フィルタ(41a)と、
所定の発振周波数を有する発振出力信号を出力する電圧制御発振器(41b)と、
前記帯域通過フィルタ(41a)の出力信号と前記電圧制御発振器(41b)の出力信号との位相差に応じた制御信号(Vc)を出力する位相比較器(41c)とを含み、
前記位相比較器(41c)から出力される前記制御信号(Vc)により前記電圧制御発振器(41b)の発振周波数を制御して、前記発振出力信号の位相を前記帯域通過フィルタ(41a)の出力信号の位相に同期させることにより、この同期した正弦波の発振出力信号を前記基本波成分信号(U)として出力することを特徴とする第11の態様に従う光信号モニタ装置が提供される。
前記データ取得制御部(44)により、前記コンパレータ(42)からの出力信号に基づいて、前記A/D変換器(31)から出力されるデータ信号(Dz)が書き込まれる複数(H)の異なる領域を有する波形メモリ(45)をさらに含むことを特徴とする第12の態様に従う光信号モニタ装置が提供される。
前記データ取得制御部(44)は、前記コンパレータ(42)において、前記基本波成分信号(U)が前記しきい値(Vr)を越えたタイミングから、前記波形メモリ(45)に対する前記データ信号(Dz)の書き込みを開始し、所定数(W)のデータ信号の書き込みが終了した後で、前記基本波成分信号(U)が再度前記しきい値(Vr)を越えるタイミングまで待機するという動作を所定回数(H)繰り返し、前記所定数(W)のデータ信号(Dz)の書き込みを、前記波形メモリ(45)の前記複数(H)の異なる領域に対してそれぞれアドレス順に行うことを特徴とする第15の態様に従う光信号モニタ装置が提供される。
前記波形メモリに書き込まれたデータ信号に基づいて、前記監視対象の光信号の品質を表す値を算出する演算部をさらに含むことを特徴とする請求項15に記載の光信号モニタ装置が提供される。
前記演算部(35′)は、前記波形メモリ(45)に書き込まれた前記データ信号(Dz)を所定のしきい値と比較して、データ「1」に属するサンプル値と、データ「0」に属するサンプル値とに分け、それぞれのデータについてのサンプル値群の平均値、標準偏差を求め、その平均値の差(μ)と標準偏差の和(γ)の比(μ/γ)を品質値(Q)として求めることを特徴とする第17の態様に従う光信号モニタ装置が提供される。
前記演算部(35′)は、前記波形メモリ(45)の前記複数(H)の異なる領域に対してそれぞれアドレス順に各回ごとに記憶された所定ビット分の波形データ(Dz)をアドレス順に重ね合わせることにより、アイパターンを得ることを可能とすることを特徴とする第17の態様に従う光信号モニタ装置が提供される。
サンプリング対象の光信号(Px)をサンプリングするための所定周期のサンプリング用光パルス(Ps)を発生するサンプリング用光パルス発生段階と、
前記サンプリング対象の光信号(Px)を、前記サンプリング用光パルス発生段階で発生された前記サンプリング用光パルス(Ps)によってサンプリングし、そのサンプリングによって得られた光パルス信号(Pz)を出射する光サンプリング段階と、を有する光信号サンプリング方法であって、
前記サンプリング用光パルス発生段階は、前記監視対象としての光信号(Px)の周波数の整数分の1の異なる周波数を有する短パルスを自励発振可能であるとともに前記短パルスの周波数をシフトする段階を含み、
前記光サンプリング段階は、
前記サンプリング対象の光信号(Px)と前記サンプリング用光パルス(Ps)とを合波する光合波部(23)を準備する段階と、
光を入出射するための2つの光端子(24a、24b)と、該2つの光端子(24a、24b)間を結ぶ光路に電界を与えるための電源端子(24c)とを有し、前記光路を伝搬する光に対する吸収率が前記電界の大きさに応じて変化する特性を有し、前記2つの光端子(24a、24b)の一方の光端子(24a)で前記光合波部(23)からの出射光(Py)を受ける電界吸収型光変調器(24)を準備する段階と、
前記電界吸収型光変調器(24)に前記サンプリング用光パルス(Ps)が入射していないときには前記吸収率を高くし、且つ、前記サンプリング用光パルス(Ps)が入射したときには前記吸収率を低くすることにより、前記電界吸収型光変調器(24)において前記サンプリング用光パルス(Ps)で前記サンプリング対象の光信号(Px)をサンプリングして前記2つの光端子(24a、24b)の他方の光端子(24b)から前記サンプリングによって得られた光信号(Py′)を出射させるための所定の直流電圧(Vdc)を前記電界吸収型光変調器(24)の前記電源端子(24c)に与える直流電源(25)を準備する段階と、
前記電界吸収型光変調器(24)の前記2つの光端子(24a、24b)の前記他方の光端子(24b)から出射される光信号(Py′)のうち、前記サンプリング対象の光信号成分(Pz)を選択的に出射する光分離部(26、26′)を準備する段階と、
を含むことを特徴とする光信号サンプリング方法が提供される。
監視対象の光信号(Px)を変調しているデータ信号のクロック周期(Tc)の整数倍に対して所定のオフセット時間だけ異なる周期のサンプリング用光パルス(Ps)を出射するサンプリング用光パルス発生段階と、
前記監視対象の光信号(Px)を前記サンプリング用光パルス(Ps)によってサンプリングし、そのサンプリングによって得られた光パルス信号(Pz)を出射する光サンプリング段階と、
前記光サンプリング段階で出射される前記光パルス信号(Pz)を受けて電気信号(Ez)に変換することにより、前記監視対象の光信号(Px)の波形情報を取得する光電変換段階とを有する光信号モニタ方法であって、
前記サンプリング用光パルス発生段階は、前記監視対象としての光信号(Px)の周波数の整数分の1の異なる周波数を有する短パルスを自励発振可能であるとともに前記短パルスの周波数をシフトする段階を含み、
前記光サンプリング段階は、
前記監視対象の光信号(Px)と前記サンプリング用光パルス(Ps)とを合波する光合波部(23)を準備する段階と、
光を入出射するための2つの光端子(24a、24b)と、該2つの光端子(24a、24b)間を結ぶ光路に電界を与えるための電源端子(24c)とを有し、前記光路を伝搬する光に対する吸収率が前記電界の大きさに応じて変化する特性を有し、前記2つの光端子(24a、24b)の一方の光端子(24a)で前記光合波部(23)からの出射光(Py)を受ける電界吸収型光変調器(24)を準備する段階と、
前記電界吸収型光変調器(24)に前記サンプリング用光パルス(Ps)が入射していないときには前記吸収率を高くし、且つ、前記サンプリング用光パルス(Ps)が入射したときには前記吸収率を低くすることにより、前記電界吸収型光変調器(24)において前記サンプリング用光パルス(Ps)で前記監視対象の光信号(Px)をサンプリングして前記2つの光端子(24a、24b)の他方の光端子(24b)から前記サンプリングによって得られた光信号(Py′)を出射させるための所定の直流電圧(Vdc)を前記電界吸収型光変調器(24)の前記電源端子(24c)に与える直流電源(25)を準備する段階と、
前記電界吸収型光変調器(24)の前記2つの光端子(24a、24b)の前記他方の光端子(24b)から出射される光信号(Py′)のうち、前記監視対象の光信号成分(Py′)を選択的に出射する光分離部(26、26′)を準備する段階と、
を含むことを特徴とする光信号モニタ方法が提供される。
図1は、本発明による第1の実施形態の光信号サンプリング装置100及びそれを用いる光信号モニタ装置20の構成を説明するために示すブロック図である。
Ts=N・Tc+ΔT
の演算で求め、サンプリング用光パルス発生部21に設定する。
図6は、本発明による第2の実施形態の光信号同期サンプリング装置100及びそれを用いる光信号モニタ装置20′の構成を説明するために示すブロック図である。
図12は、本発明による第3の実施形態の光信号サンプリング装置100A及びそれを用いる光信号モニタ装置20Aの構成を説明するために示すブロック図である。
図13は、本発明による第4の実施形態の光信号サンプリング装置100B及びそれを用いる光信号モニタ装置20Bの構成を説明するために示すブロック図である。
図14は、本発明による第5の実施形態の光信号サンプリング装置100C及びそれを用いる光信号モニタ装置20Cの構成を説明するために示すブロック図である。
Claims (21)
- サンプリング対象の光信号をサンプリングするための所定周期のサンプリング用光パルスを発生するサンプリング用光パルス発生部と、
前記サンプリング対象の光信号を前記サンプリング用光パルス発生部からの前記サンプリング用光パルスによってサンプリングし、そのサンプリングによって得られた光パルス信号を出射する光サンプリング部と、を有する光信号サンプリング装置であって、
前記サンプリング用光パルス発生部は、前記サンプリング対象としての光信号の周波数の整数分の1の異なる周波数を有する短パルスを自励発振可能であるとともに前記短パルスの周波数をシフトする機能を有する短パルス発生部を含み、
前記光サンプリング部は、
前記サンプリング対象の光信号と前記サンプリング用光パルス発生部からの前記サンプリング用光パルスとを合波する光合波部と、
光を入出射するための2つの光端子と、該2つの光端子間を結ぶ光路に電界を与えるための電源端子とを有し、前記光路を伝搬する光に対する吸収率が前記電界の大きさに応じて変化する特性を有し、前記2つの光端子の一方の光端子で前記光合波部からの出射光を受ける電界吸収型光変調器と、
前記電界吸収型光変調器に前記サンプリング用光パルスが入射していないときには前記吸収率を高くし、且つ、前記サンプリング用光パルスが入射したときには前記吸収率を低くすることにより、前記電界吸収型光変調器において前記サンプリング用光パルスで前記サンプリング対象の光信号をサンプリングして前記2つの光端子の他方の光端子から前記サンプリングによって得られた光信号を出射させるための所定の直流電圧を前記電界吸収型光変調器の前記電源端子に与える直流電源と、
前記電界吸収型光変調器の前記2つの光端子の前記他方の光端子から出射される光信号のうち、前記サンプリング対象の光信号成分を選択的に出射する光分離部と、
を含むことを特徴とする光信号サンプリング装置。 - 前記サンプリング対象の光信号の波長に対して前記サンプリング用光パルスの波長が異なっており、
前記光分離部は、前記電界吸収型光変調器の前記2つの光端子の前記他方の光端子から出射される光信号のうち、前記サンプリング対象の光信号の波長成分を有する光信号を選択的に出射する波長フィルタにより構成されていることを特徴とする請求項1に記載の光信号サンプリング装置。 - 前記光合波部は、前記サンプリング対象の光信号と前記サンプリング用光パルスとを互いに直交した偏波で合波するように構成されており、
前記光分離部は、前記電界吸収型光変調器の前記2つの光端子の前記他方の光端子から出射される光信号のうち、前記サンプリング対象の光信号の偏波成分を有する光信号を選択的に出射する偏光フィルタにより構成されていることを特徴とする請求項1に記載の光信号サンプリング装置。 - 前記サンプリング用光パルス発生部は、
前記サンプリング用光パルスの周期に対応した周期Tsを有する安定な信号を生成するシンセサイザ構成の基準信号発生器と、
前記基準信号発生器によって生成される前記周期Tsを有する安定な信号をM(Mは1より大きい整数)逓倍した信号として出力する逓倍器と、
連続光を出射する光源と、
前記逓倍器から出力される前記M逓倍した信号によって前記光源から出射される前記連続光を変調することにより、周期Ts/Mを有する光パルスを出射する光変調器と、
前記光変調器から出射される前記光パルスを1/Mに間引いて、周期Tsを有する光パルスに変換する光ゲート回路と、
前記光ゲート回路により変換された前記周期を有する光パルスについてそのパルス幅をさらに狭めて、前記サンプリング用光パルスとして出射する分散減少ファイバとを含むことを特徴とする請求項1に記載の光信号サンプリング装置。 - 前記サンプリング対象の光信号を変調しているデータ信号のクロック周期Tc又はそのビットレートと所定のオフセット時間ΔTの情報を受けて、前記サンプリング用光パルスのサンプリング周期Tsを、
Ts=N・Tc+ΔT(ここで、Nの値は、前記データ信号のクロック周期Tcと前記サンプリング用光パルス発生部が出力可能な信号の周波数可変範囲によって決まる)
の演算で求めて、前記サンプリング用光パルス発生部に設定するパラメータ設定部をさらに含むことを特徴とする請求項4に記載の光信号サンプリング装置。 - 監視対象の光信号を変調しているデータ信号のクロック周期の整数倍に対して所定のオフセット時間だけ異なる周期のサンプリング用光パルスを出射するサンプリング用光パルス発生部と、
前記監視対象の光信号を前記サンプリング用光パルス発生部からの前記サンプリング用光パルスによってサンプリングし、そのサンプリングによって得られた光パルス信号を出射する光サンプリング部と、を有する光信号サンプリング装置と、
前記光信号サンプリング装置の前記光サンプリング部から出射される前記光パルス信号を受けて電気信号に変換することにより、前記監視対象の光信号の波形情報を取得する光電変換器と、を有する光信号モニタ装置であって、
前記サンプリング用光パルス発生部は、前記監視対象としての光信号の周波数の整数分の1の異なる周波数を有する短パルスを自励発振可能であるとともに前記短パルスの周波数をシフトする機能を有する短パルス発生部を含み、
前記光信号サンプリング装置の前記光サンプリング部は、
前記監視対象の光信号と前記サンプリング用光パルス発生部からの前記サンプリング用光パルスとを合波する光合波部と、
光を入出射するための2つの光端子と、該2つの光端子間を結ぶ光路に電界を与えるための電源端子とを有し、前記光路を伝搬する光に対する吸収率が前記電界の大きさに応じて変化する特性を有し、前記2つの光端子の一方の光端子で前記光合波部からの出射光を受ける電界吸収型光変調器と、
前記電界吸収型光変調器に前記サンプリング用光パルスが入射していないときには前記吸収率を高くし、且つ、前記サンプリング用光パルスが入射したときには前記吸収率を低くすることにより、前記電界吸収型光変調器において前記サンプリング用光パルスで前記監視対象の光信号をサンプリングして前記2つの光端子の他方の光端子から前記サンプリングによって得られた光信号を出射させるための所定の直流電圧を前記電界吸収型光変調器の前記電源端子に与える直流電源と、
前記電界吸収型光変調器の前記2つの光端子の前記他方の光端子から出射される光信号のうち、前記監視対象の光信号成分を選択的に出射する光分離部と、
を含むことを特徴とする光信号モニタ装置。 - 前記監視対象の光信号の波長に対して前記サンプリング用光パルスの波長が異なっており、
前記光信号サンプリング装置の前記光分離部は、前記電界吸収型光変調器の前記2つの光端子の前記他方の光端子から出射される光信号のうち、前記監視対象の光信号の波長成分を有する光信号を選択的に出射する波長フィルタにより構成されていることを特徴とする請求項6に記載の光信号モニタ装置。 - 前記光信号サンプリング装置の前記光合波部は、前記監視対象の光信号と前記サンプリング用光パルスとを互いに直交した偏波で合波するように構成されており、
前記光信号サンプリング装置の前記光分離部は、前記電界吸収型光変調器の前記2つの光端子の前記他方の光端子から出射される光信号のうち、前記監視対象の光信号の偏波成分を有する光信号を選択的に出射する偏光フィルタにより構成されていることを特徴とする請求項6に記載の光信号モニタ装置。 - 前記光信号サンプリング装置の前記サンプリング用光パルス発生部は、
前記サンプリング用光パルスの周期に対応した周期Tsを有する安定な信号を生成するシンセサイザ構成の基準信号発生器と、
前記基準信号発生器によって生成される前記周期Tsを有する安定な信号をM(Mは1より大きい整数)逓倍した信号として出力する逓倍器と、
連続光を出射する光源と、
前記逓倍器から出力される前記M逓倍した信号によって前記光源から出射される前記連続光を変調することにより、周期Ts/Mを有する光パルスを出射する光変調器と、
前記光変調器から出射される前記光パルスを1/Mに間引いて、周期Tsを有する光パルスに変換する光ゲート回路と、
前記光ゲート回路により変換された前記周期を有する光パルスについてそのパルス幅をさらに狭めて、前記サンプリング用光パルスとして出射する分散減少ファイバとを含むことを特徴とする請求項6に記載の光信号モニタ装置。 - 前記光信号サンプリング装置の前記サンプリング用光パルス発生部は、
前記監視対象の光信号を変調しているデータ信号のクロック周期Tc又はそのビットレートと所定のオフセット時間ΔTの情報を受けて、前記サンプリング用光パルスのサンプリング周期Tsを、
Ts=N・Tc+ΔT(ここで、Nの値は、前記データ信号のクロック周期Tcと前記サンプリング用光パルス発生部が出力可能な信号の周波数可変範囲によって決まる)
の演算で求めて、前記サンプリング用光パルス発生部に設定するパラメータ設定部をさらに含むことを特徴とする請求項9に記載の光信号モニタ装置。 - 前記光電変換器からの出力信号の包絡線波の基本波成分と等しい周波数の基本波成分信号を出力する基本波成分信号出力部と、
前記基本波成分信号出力部からの前記基本波成分信号と所定のしきい値とを比較するコンパレータと、
前記コンパレータによる比較において、前記基本波成分信号が前記所定のしきい値を超えるタイミングから前記光電変換器からの出力信号に対する波形情報の取得を開始するデータ取得制御部とをさらに有していることを特徴とする請求項6に記載の光信号モニタ装置。 - 前記光電変換器と前記データ取得制御部との間に挿入され、前記光電変換器からの電気信号を前記サンプリング用光パルスと同期したサンプリングクロックによってサンプリングすることにより、デジタル値に変換して前記データ取得制御部にデータ信号として出力するアナログ/デジタル(A/D)変換器をさらに有していることを特徴とする請求項11に記載の光信号モニタ装置。
- 前記サンプリングクロックは、前記サンプリング用光パルス発生部により前記サンプリング用光パルスと同期して出力されることを特徴とする請求項12に記載の光信号モニタ装置。
- 前記基本波成分信号出力部は,PLL(位相ロックループ)方式として、
前記監視対象の光信号を変調している前記データ信号のクロック周波数と等しい中心周波数あるいは前記クロック周波数の2倍に等しい中心周波数を有し、前記光電変換器からの電気信号から正弦波の基本波成分信号を抽出する狭帯域な帯域通過フィルタと、
所定の発振周波数を有する発振出力信号を出力する電圧制御発振器と、
前記帯域通過フィルタの出力信号と前記電圧制御発振器の出力信号との位相差に応じた制御信号を出力する位相比較器とを含み、
前記位相比較器から出力される前記制御信号により前記電圧制御発振器の発振周波数を制御して、前記発振出力信号の位相を前記帯域通過フィルタの出力信号の位相に同期させることにより、この同期した正弦波の発振出力信号を前記基本波成分信号として出力することを特徴とする請求項11に記載の光信号モニタ装置。 - 前記データ取得制御部により、前記コンパレータからの出力信号に基づいて、前記A/D変換器から出力されるデータ信号が書き込まれる複数の異なる領域を有する波形メモリをさらに含むことを特徴とする請求項12に記載の光信号モニタ装置。
- 前記データ取得制御部は、前記コンパレータにおいて、前記基本波成分信号が前記しきい値を越えたタイミングから、前記波形メモリに対する前記データ信号の書き込みを開始し、所定数のデータ信号の書き込みが終了した後で、前記基本波成分信号が再度前記しきい値を越えるタイミングまで待機するという動作を所定回数繰り返し、前記所定数のデータ信号の書き込みを、前記波形メモリの前記複数の異なる領域に対してそれぞれアドレス順に行うことを特徴とする請求項15に記載の光信号モニタ装置。
- 前記波形メモリに書き込まれたデータ信号に基づいて、前記監視対象の光信号の品質を表す値を算出する演算部をさらに含むことを特徴とする請求項15に記載の光信号モニタ装置。
- 前記演算部は、前記波形メモリに書き込まれた前記データ信号を所定のしきい値と比較して、データ「1」に属するサンプル値と、データ「0」に属するサンプル値とに分け、それぞれのデータについてのサンプル値群の平均値、標準偏差を求め、その平均値の差μと標準偏差の和γの比μ/γを品質値Qとして求めることを特徴とする請求項17に記載の光信号モニタ装置。
- 前記演算部は、前記波形メモリの前記複数の異なる領域に対してそれぞれアドレス順に各回ごとに記憶された所定ビット分の波形データをアドレス順に重ね合わせることにより、アイパターンを得ることを可能とすることを特徴とする請求項17に記載の光信号モニタ装置。
- サンプリング対象の光信号をサンプリングするための所定周期のサンプリング用光パルスを発生するサンプリング用光パルス発生段階と、
前記サンプリング対象の光信号を、前記サンプリング用光パルス発生段階で発生された前記サンプリング用光パルスによってサンプリングし、そのサンプリングによって得られた光パルス信号を出射する光サンプリング段階と、を有する光信号サンプリング方法であって、
前記サンプリング用光パルス発生段階は、前記サンプリング対象としての光信号の周波数の整数分の1の異なる周波数を有する短パルスを自励発振可能であるとともに前記短パルスの周波数をシフトする段階を含み、
前記光サンプリング段階は、
前記サンプリング対象の光信号と前記サンプリング用光パルスとを合波する光合波部を準備する段階と、
光を入出射するための2つの光端子と、該2つの光端子間を結ぶ光路に電界を与えるための電源端子とを有し、前記光路を伝搬する光に対する吸収率が前記電界の大きさに応じて変化する特性を有し、前記2つの光端子の一方の光端子で前記光合波部からの出射光を受ける電界吸収型光変調器を準備する段階と、
前記電界吸収型光変調器に前記サンプリング用光パルスが入射していないときには前記吸収率を高くし、且つ、前記サンプリング用光パルスが入射したときには前記吸収率を低くすることにより、前記電界吸収型光変調器において前記サンプリング用光パルスで前記サンプリング対象の光信号をサンプリングして前記2つの光端子の他方の光端子から前記サンプリングによって得られた光信号を出射させるための所定の直流電圧を前記電界吸収型光変調器の前記電源端子に与える直流電源を準備する段階と、
前記電界吸収型光変調器の前記2つの光端子の前記他方の光端子から出射される光信号のうち、前記サンプリング対象の光信号成分を選択的に出射する光分離部を準備する段階と、
を含むことを特徴とする光信号サンプリング方法。 - 監視対象の光信号を変調しているデータ信号のクロック周期の整数倍に対して所定のオフセット時間だけ異なる周期のサンプリング用光パルスを出射するサンプリング用光パルス発生段階と、
前記監視対象の光信号を前記サンプリング用光パルスによってサンプリングし、そのサンプリングによって得られた光パルス信号を出射する光サンプリング段階と、
前記光サンプリング段階で出射される前記光パルス信号を受けて電気信号に変換することにより、前記監視対象の光信号の波形情報を取得する光電変換段階と、を有する光信号モニタ方法であって、
前記サンプリング用光パルス発生段階は、前記監視対象としての光信号の周波数の整数分の1の異なる周波数を有する短パルスを自励発振可能であるとともに前記短パルスの周波数をシフトする段階を含み、
前記光サンプリング段階は、
前記監視対象の光信号と前記サンプリング用光パルスとを合波する光合波部を準備する段階と、
光を入出射するための2つの光端子と、該2つの光端子間を結ぶ光路に電界を与えるための電源端子とを有し、前記光路を伝搬する光に対する吸収率が前記電界の大きさに応じて変化する特性を有し、前記2つの光端子の一方の光端子で前記光合波部からの出射光を受ける電界吸収型光変調器を準備する段階と、
前記電界吸収型光変調器に前記サンプリング用光パルスが入射していないときには前記吸収率を高くし、且つ、前記サンプリング用光パルスが入射したときには前記吸収率を低くすることにより、前記電界吸収型光変調器において前記サンプリング用光パルスで前記監視対象の光信号をサンプリングして前記2つの光端子の他方の光端子から前記サンプリングによって得られた光信号を出射させるための所定の直流電圧を前記電界吸収型光変調器の前記電源端子に与える直流電源を準備する段階と、
前記電界吸収型光変調器の前記2つの光端子の前記他方の光端子から出射される光信号のうち、前記監視対象の光信号成分を選択的に出射する光分離部を準備する段階と、
を含むことを特徴とする光信号モニタ方法。
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