JP7142046B2

JP7142046B2 - ネットワーク試験装置及びネットワーク試験方法

Info

Publication number: JP7142046B2
Application number: JP2020033641A
Authority: JP
Inventors: 明宣露木; 智宏伊藤
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 2020-02-28
Filing date: 2020-02-28
Publication date: 2022-09-26
Anticipated expiration: 2040-02-28
Also published as: JP2021136652A; US11784748B2; CN113328904A; CN113328904B; US20210273744A1

Description

本開示は、ネットワーク試験装置及びネットワーク試験方法に関する。

ＩＥＥＥ８０２．３規格に基づく４００ＧｂＥ（４００ＧｂｉｔＥｔｈｅｒｎｅｔ）（Ｅｔｈｅｒｎｅｔは登録商標）では、例えば２５ＧＢａｕｄＰＡＭ４信号×８又は５０ＧＢａｕｄＰＡＭ４×４の光信号を用いる。このような３以上の多値変調を用いた信号は、一つのシンボルに複数の電圧レベルがあるため、他の値との電圧の差が小さく誤判定が生じやすい。また、本規格で用いられる光信号は、ビットレートが高くかつノイズ耐性が低い。このため、本規格では、エラーが入ることが前提でネットワークが運用され、ＦＥＣ（ＦｏｒｗａｒｄＥｒｒｏｒＣｏｒｒｅｃｔｉｏｎ：前方誤り訂正）を適用することで、発生したエラーを訂正して運用することが必須となっている。

ＦＥＣとは、ネットワーク上で発生したエラーを訂正し、元の状態に復元するための符号化技術である。ＦＥＣを適用すると通信データはシンボルと呼ばれる単位（以下、ＦＥＣシンボルと称する。）に変換して送信され、各ＦＥＣシンボルで発生したエラーは受信時に訂正される。ＦＥＣの規格上、一定以上のシンボルエラーが発生すると発生したエラーを訂正することができない。そのため、ＦＥＣシンボルのエラーであるシンボルエラーが多いほど通信データが失われる可能性が高くなり、ネットワークの評価をするうえで「シンボルエラーの発生率」が重要な指標となる。

シンボルエラーが発生することが前提のネットワークの場合、ネットワーク試験装置の結果は常に警告を出し続けるため試験結果が合格にならない。そのため、試験者が発生したシンボルエラー数によって合否判定する必要があるため、労力や時間がかかるだけでなく誤判定などを引き起こす可能性がある。

なお、ネットワーク試験装置としては以下の文献がある。

特開２０１４－１８３４２９号公報

本開示は、エラーが入ることが前提で運用されるネットワークであっても、ネットワークの品質を保証することのできる試験を可能にし、合否を容易に判断できることを目的とする。

上記目的を達成するために、本開示は、ネットワーク試験装置において、シンボルエラーの判定を行う際に、一定数のシンボルエラーの発生を許容できるようにする。許容されるシンボルエラーの発生率は、測定対象のネットワークによって異なる。そこで、許容するシンボルエラーの判定にはしきい値を用い、試験ごとにしきい値を設定できるようにする。また、結果を表示することで、容易に判断できるようにする。

具体的には、本開示に係るネットワーク試験装置は、
多値変調を用いて生成されたＦＥＣシンボルを受信する受信部（１１）と、
合否判定のしきい値を取得する入力部（１５）と、
前記受信部の受信したＦＥＣシンボルのシンボルエラーを訂正し、訂正したシンボルエラーの数を用いて、前記取得したしきい値に基づく合否判定を行う演算処理部（１２）と、
合否判定の結果を表示する表示部（１４）と、
を備える。

具体的には、本開示に係るネットワーク試験方法は、
入力部（１５）が、合否判定のしきい値を取得し、
受信部（１１）が、多値変調を用いて生成されたＦＥＣシンボルを受信し、
演算処理部（１２）が、前記受信部の受信したＦＥＣシンボルのシンボルエラーを訂正し、訂正したシンボルエラーの数を用いて、前記取得したしきい値に基づく合否判定を行い、
表示部（１４）が、合否判定の結果を表示する。

本開示によれば、エラーが入ることが前提で運用されるネットワークであっても、ネットワークの品質を保証することのできる試験を可能にし、合否を容易に判断することができる。

ネットワーク試験装置の構成の一例を示す。ＦＥＣによる信号の符号化の一例を示す。ネットワーク試験装置の動作の一例を示す。第１の実施形態に係る表示部の第１の表示例を示す。第１の実施形態に係る表示部の第２の表示例を示す。第２の実施形態に係る表示部の第１の表示例を示す。第２の実施形態に係る表示部の第２の表示例を示す。第３の実施形態に係る表示部の第１の表示例を示す。第３の実施形態に係る表示部の第２の表示例を示す。ネットワーク試験装置の構成の別例を示す。

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本開示は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本開示は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

（第１の実施形態）
図１に、ネットワーク試験装置の構成の一例を示す。本実施形態に係るネットワーク試験装置１０は、受信部１１、演算処理部１２、記憶部１３、表示部１４、入力部１５を備える。受信部１１及び演算処理部１２は、コンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。

受信部１１は、多値変調を用いて生成されたＦＥＣシンボルを受信する。ＦＥＣは、例えば、ＩＥＥＥ８０２．３規格に基づく４００ＧｂＥ（４００ＧｂｉｔＥｔｈｅｒｎｅｔ）（Ｅｔｈｅｒｎｅｔは登録商標）で定められている、ＲＳ（ＲｅａｄＳｏｌｏｍｏｎ）を用いることができる。

図２に、ＦＥＣによる信号の符号化の一例を示す。図２では、一例として、ＲＳ（５４４，５１４）を用いたＲＳ－ＦＥＣ示す。ＲＳ－ＦＥＣでは、データストリームを一定のサイズで分割し、符号化している。この符号化した単位がコードワードと呼ばれる。コードワードはシンボル（ＦＥＣシンボル）と呼ばれる単位で分割されており、ＦＥＣシンボル単位でエラー訂正を行う。

ＲＳ（５４４，５１４）を用いたＲＳ－ＦＥＣでは、コードワードのシンボルエラー数が１５以下の場合はエラー訂正に成功し、コードワードのシンボルエラー数が１６以上である場合はエラー訂正に失敗する。ここで、シンボルエラー数は、コードワードに含まれるＦＥＣシンボルのうちの誤り訂正に成功したＦＥＣシンボルの数である。エラー訂正に成功したコードワードは「ＣｏｒｒｅｃｔａｂｌｅＣｏｄｅｗｏｒｄ」と呼ばれ、エラー訂正に失敗したコードワードは「ＵｎｃｏｒｒｅｃｔａｂｌｅＣｏｄｅｗｏｒｄ」と呼ばれる。

入力部１５は、シンボルエラーの合否判定のしきい値を取得する。例えば、シンボルエラーレートのしきい値又はシンボルエラー数のしきい値である。シンボルエラーレートは、例えば、受信部１１が受信したＦＥＣシンボルの数に対するシンボルエラーを訂正したＦＥＣシンボルの数の割合である。入力部１５は、キーボード、マウス又はタッチパネルなどの任意の入力手段を用いることができる。入力部１５は、外部からのコマンドを取得する制御信号の受信手段であってもよい。

図３に、ネットワーク試験装置の動作の一例を示す。受信部１１がコードワードを受信し（Ｓ１０１）、演算処理部１２がコードワードに含まれるパリティを用いて各ＦＥＣシンボルのエラー訂正を行う（Ｓ１０２）。

受信部１１の受信したコードワードが「ＵｎｃｏｒｒｅｃｔａｂｌｅＣｏｄｅｗｏｒｄ」の場合（Ｓ１０３においてＵｎｃｏｒｒｅｃｔａｂｌｅ）、エラーの無かったシンボルを含め、コードワードに含まれる全てのシンボルの情報が失われる。そのため、演算処理部１２は、エラー訂正できなかったコードワード数をカウントする（Ｓ１０５）。例えば、演算処理部１２は、記憶部１３に記憶されている「ＵｎｃｏｒｒｅｃｔａｂｌｅＣｏｄｅｗｏｒｄ」のコードワード数のカウントを１上げる。

受信部１１の受信したコードワードが「ＣｏｒｒｅｃｔａｂｌｅＣｏｄｅｗｏｒｄ」の場合（Ｓ１０３においてＣｏｒｒｅｃｔａｂｌｅ）、演算処理部１２は、シンボルエラーレートを算出し、記憶部１３に記憶させる（Ｓ１０４）。演算処理部１２は、シンボルエラーレートの算出に代えて、シンボルエラーの数を算出してもよい。

ステップＳ１０４では、演算処理部１２は、さらに、しきい値に基づく合否判定を行う。合否判定は、例えば、合格／不合格／警告のいずれかへの分類である。例えば、受信部１１の受信したコードワードが「ＵｎｃｏｒｒｅｃｔａｂｌｅＣｏｄｅｗｏｒｄ」の場合（Ｓ１０３においてＵｎｃｏｒｒｅｃｔａｂｌｅ）、演算処理部１２は、不合格と判定する。シンボルエラーレートがしきい値よりも低い場合、演算処理部１２は、合格と判定する。シンボルエラーレートがしきい値以上である場合、演算処理部１２は、警告と判定する。

図４に、表示部１４の表示例を示す。表示部１４は、シンボルエラーのしきい値をウィンドウ４２に、しきい値に基づく合否判定の結果をウィンドウ４１に表示する。ウィンドウ４２は、ウィンドウ内に入力されたしきい値を取得する入力部１５として機能する。シンボルエラーのしきい値がコマンドなどを用いて外部から入力された場合、表示部１４は、入力されたしきい値をウィンドウ４２に表示する。

ウィンドウ４１は、ウィンドウ４２で表示されているしきい値に基づく合否判定を表示する。例えば、合格／不合格／警告を示すマーク４１１を表示する。マーク４１１は、例えば、合格の場合は緑色、不合格の場合は赤、警告の場合は黄色で表示する。

ウィンドウ４１は、図５に示すように、シンボルエラーレート又はシンボルエラーの数値を表示してもよい。この場合、図４に示すマーク４１１に代えて又はマーク４１１と共に、シンボルエラーレートの数値の表示欄４１２を強調表示してもよい。強調表示は、例えば、数値又はその周囲を黄色などの色で目立たせる任意の態様を含む。

表示部１４は、合否判定を行う対象を選択するウィンドウ４４を表示してもよい。例えば、シンボルエラーレートを表示する「Ｒａｔｉｏ」と、シンボルエラーの数を表示する「Ｃｏｕｎｔ」と、を表示する。ユーザによって「Ｒａｔｉｏ」が選択されると、表示部１４は、図５に示すようなシンボルエラーレートを表示欄４１２に表示する。ユーザによって「Ｃｏｕｎｔ」が選択されると、表示部１４は、シンボルエラーの数を表示欄４１２に表示する。

表示部１４は、「ＵｎｃｏｒｒｅｃｔａｂｌｅＣｏｄｅｗｏｒｄ」のコードワード数を表示する欄４３を表示してもよい。

以上説明したように、本開示は、ユーザによって設定されたしきい値に基づく合否判定の結果を表示するため、ユーザは合否を容易に判断することができる。しきい値をネットワークの品質を保証することのできる値に設定することで、エラーが入ることが前提で運用されるネットワークであっても、ネットワークの品質を保証することのできる試験を可能にすることができる。

（第２の実施形態）
図２に示すように、コードワードが１６レーンに分割される場合、レーンごとにシンボルエラーレートが変わるため、レーンごとのエンファシスの調整が必要となる。シンボルエラーレートは光トランシーバのエンファシスする際の指標としても使用される。そこで、本実施形態では、しきい値に基づくシンボルエラーの合否判定を、レーンごとに行う。

本実施形態では、ステップＳ１０４において、演算処理部１２は、シンボルエラーレートをレーンごとに算出し、しきい値に基づく合否判定をレーンごとに行う。演算処理部１２は、シンボルエラーレートの算出に代えて、シンボルエラーの数をレーンごとに算出し、しきい値に基づく合否判定を行ってもよい。

図６に、本実施形態に係る表示部１４の第１の表示例を示す。本実施形態では、各レーン１～１６のシンボルエラーレート及び合否判定のマーク４１１がリスト表示される例を示す。シンボルエラーレートは、第１の実施形態と同様に、マーク４１１に代えて又はマーク４１１と共に、シンボルエラーレートの数値を強調表示してもよい。

図７に、本実施形態に係る表示部１４の第２の表示例を示す。図７では、表示部１４が、各レーンでのシンボルエラーレートをウィンドウ４１にグラフ表示する。図では、一例として、横軸が各レーンを示し、縦軸がシンボルエラーレートを示す棒グラフを表示する例を示す。ウィンドウ４１のグラフ表示は、しきい値に基づく合否判定の結果に応じて色が異なる。例えば、合格の場合は緑色、不合格の場合は赤、警告の場合は黄色で表示する。

表示部１４は、入力部１５で入力されたしきい値Ｔ_Ｓをウィンドウ４１に表示する。しきい値Ｔ_Ｓは、ウィンドウ４２又はウィンドウ４１内のしきい値Ｔ_Ｓの線の移動を用いてユーザが任意に設定可能である。

また、表示部１４は、図６に示すウィンドウ４１内に示されたリスト表示と図７のウィンドウ４１内に示すグラフ表示を、同一画面に表示してもよい。

さらに、本実施形態は、シンボルエラーレートについて、全レーンでの最大値、最小値、平均値を表示してもよい。表示は、図６及び図７の符号４３に示すようなリスト表示であってもよいし、図７のウィンドウ４１内に示すようなグラフ表示であってもよい。図６及び図７の符号４３に示すリスト表示は、全レーンでの最大値のみが表示されている例を示すが、最大値に代えて又は最大値と共に平均値を表示してもよい。また図７のウィンドウ４１内に示すようなグラフ表示では平均値（Ａｖｅ）のみを表示しているが、平均値に代えて又は平均値と共に最大値をグラフ表示してもよい。

以上説明したように、本開示は、ネットワーク試験装置１０においてシンボルエラーレートにしきい値Ｔ_Ｓを設定し、各レーンで発生したシンボルエラーとしきい値Ｔ_Ｓを比較することで、光トランシーバのキャリブレーション時に迅速な合否判定が可能となる。

また本実施形態は、表示部１４を用いて、レーンごとのシンボルエラーレートをグラフィカルに表示する。このため、本開示は、シンボルエラーの発生を無視することなく、ネットワークの合否判定を行うことができる。また、常時発生するシンボルエラーによる警告で、他のエラーの発生を見落とすことを防止できる。

（第３の実施形態）
本実施形態では、表示部１４が、異なる時間で測定されたシンボルエラーレートを、ウィンドウ４１内に同時に表示する。

本実施形態では、ステップＳ１０４において、演算処理部１２は、シンボルエラーレートを時間ごとに算出し、しきい値に基づく合否判定を行う。演算処理部１２は、シンボルエラーレートの算出に代えて、シンボルエラーの数を時間ごとに算出し、しきい値に基づく合否判定を行ってもよい。このように、本実施形態では、第２の実施形態における各レーンの代わりに各時間における合否判定を行う。

図８に、本実施形態に係る表示部１４の第１の表示例を示す。本実施形態では、各時間のシンボルエラーレート及び合否判定のマーク４１１が表示される。シンボルエラーレートは、第１の実施形態と同様に、マーク４１１に代えて又はマーク４１１と共に、シンボルエラーレートの数値を強調表示してもよい。図８では、一例として、レーン４の結果を、単位時間ごとに表示している。表示部１４は、レーンを選択可能なレーン選択部４５を表示する。レーン選択部４５は、１～１６のレーン番号を表示し、そのなかの１つをユーザが選択可能になっている。

図９に、本実施形態に係る表示部１４の第２の表示例を示す。図９では、表示部１４が、各時間でのシンボルエラーレートをウィンドウ４１にグラフ表示する。図では、一例として、横軸が各時間を示し、縦軸がシンボルエラーレートを示す棒グラフを表示する例を示す。

本実施形態によれば、設定変更の前後の結果が同一画面に表示されるため、シンボルエラーレートの時間変化を比較することができる。さらに、リアルタイムにグラフ表示することで、キャリブレーションの設定変更による影響を直感的に比較できる。

なお、本実施形態は、第２の実施形態に適用可能である。例えば、表示部１４は、ｘ軸に各レーン、ｙ軸に各時間、ｚ軸にシンボルエラーレートを表示する、３次元表示を行ってもよい。

（第４の実施形態）
図１０に、本開示に係るネットワーク試験装置の別形態の一例を示す。本開示に係るネットワーク試験装置１０は複数のレーンを用いてＦＥＣシンボルを送信する送信部１６をさらに備えていてもよい。

演算処理部１２は、ＩＥＥＥ８０２．３規格に基づく４００ＧｂＥ（４００ＧｂｉｔＥｔｈｅｒｎｅｔ）（Ｅｔｈｅｒｎｅｔは登録商標）のＦＥＣシンボルを生成する。送信部１６は、演算処理部１２で生成されたコードワードを、試験対象のネットワークに出力する。ここで、演算処理部１２は、任意のエラーの発生した状態のＦＥＣシンボルを生成し、送信部１６から送信することができる。

受信部１１は、試験対象のネットワークからコードワードを受信する。表示部１４は、ユーザによって設定されたしきい値に基づく合否判定の結果を表示する。これにより、ユーザは、表示部１４に表示されたシンボルエラーに基づいて、試験対象のネットワークの動作を確認することができる。

本開示は情報通信産業に適用することができる。

１０：ネットワーク試験装置
１１：受信部
１２：演算処理部
１３：記憶部
１４：表示部
１５：入力部
１６：送信部

Claims

多値変調を用いて生成されたＦＥＣシンボルを受信する受信部（１１）と、
合否判定のしきい値を取得する入力部（１５）と、
前記受信部の受信したＦＥＣシンボルのシンボルエラーを訂正し、訂正したシンボルエラーの数を用いて、前記取得したしきい値に基づく合否判定を行う演算処理部（１２）と、
合否判定を行う対象を選択するウィンドウ、「ＵｎｃｏｒｒｅｃｔａｂｌｅＣｏｄｅｗｏｒｄ」のコードワード数、シンボルエラーの数を示すリスト表示、シンボルエラーの数を示すグラフ表示、及び合否判定の結果を表示する表示部（１４）と、
を備え、
前記グラフ表示は、移動可能なしきい値の線を含み、
前記入力部は、前記グラフ表示内のしきい値の線の移動を用いて、合否判定のしきい値を取得し、
前記演算処理部は、訂正したシンボルエラーの数が前記しきい値未満の場合は合格、訂正したシンボルエラーの数が前記しきい値以上の場合は警告と判定し、
前記表示部は、警告と合格とで、合否判定の結果を異なる色で表示するネットワーク試験装置。
前記演算処理部は、シンボルエラーの数をレーンごとに算出し、しきい値に基づく合否判定をレーンごとに行い、
前記表示部は、各レーンのシンボルエラーレート及び前記合否判定の結果を示すマークをレーンごとにリスト表示し、
前記マークに代えて又は前記マークと共に、シンボルエラーレートの数値を強調表示する
請求項１に記載のネットワーク試験装置。
前記合否判定を行う対象を選択するウィンドウは、シンボルエラーレート及びシンボルエラーの数のいずれかを選択するウィンドウであり、
前記演算処理部は、前記ウィンドウにおいてシンボルエラーレートが選択された場合、前記受信部が受信したＦＥＣシンボルに対するシンボルエラーレートを用いて、前記取得したしきい値に基づく合否判定を行い、
前記表示部は、シンボルエラーレートを示すリスト表示、シンボルエラーレートを示すグラフ表示及び合否判定の結果を表示する、
請求項１又は２に記載のネットワーク試験装置。
多値変調を用いてＦＥＣシンボルを生成し、任意のエラーの発生した状態のＦＥＣシンボルを送信可能な送信部（１６）をさらに備える、
請求項１から３のいずれかに記載のネットワーク試験装置。
入力部（１５）が、合否判定のしきい値を取得し、
受信部（１１）が、多値変調を用いて生成されたＦＥＣシンボルを受信し、
演算処理部（１２）が、前記受信部の受信したＦＥＣシンボルのシンボルエラーを訂正し、訂正したシンボルエラーの数を用いて、前記取得したしきい値に基づく合否判定を行い、
表示部（１４）が、合否判定を行う対象を選択するウィンドウ、「ＵｎｃｏｒｒｅｃｔａｂｌｅＣｏｄｅｗｏｒｄ」のコードワード数、シンボルエラーの数を示すリスト表示、シンボルエラーの数を示すグラフ表示、及び合否判定の結果を表示する、
ネットワーク試験方法であって、
前記表示部は、移動可能なしきい値の線を含み、
前記入力部は、前記グラフ表示内のしきい値の線の移動を用いて、合否判定のしきい値を取得し、
前記演算処理部は、訂正したシンボルエラーの数が前記しきい値未満の場合は合格、訂正したシンボルエラーの数が前記しきい値以上の場合は警告と判定し、
前記表示部は、警告と合格とで、合否判定の結果を異なる色で表示する、
方法。