JP7364616B2 - ジッタ耐力測定装置及びジッタ耐力測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、ジッタ耐力測定装置及びジッタ耐力測定方法に関し、特に、前方誤り訂正を使用する通信規格に基づいた被試験物のジッタ耐力を測定するジッタ耐力測定装置及びジッタ耐力測定方法に関する。

近年、モバイル通信５ＧやＩｏＴ機器の普及により、ＩＰデータトラフィックの増大が続いている。大容量データ通信を支えるデータセンタの中では、４００ＧｂＥ通信方式の導入が進みつつあり、将来の更なる大容量伝送に対応するため８００ＧｂＥ／１．６ＴｂＥへの進展が検討されている。２０１７年に標準化された２００ＧｂＥ／４００ＧｂＥでは、伝送容量増加のために、伝送フォーマットとしてＰＡＭ４が採用されている。２値で伝送する従来のＮＲＺと比較して、４値で伝送するＰＡＭ４は伝送速度を２倍にすることができる反面、ＳＮ比が約１０ｄＢ悪化する。そこで、２００ＧｂＥ／４００ＧｂＥの物理層伝送では、伝送速度の上昇とＳＮ比の悪化から、ＮＲＺ伝送では当然であったエラーフリー伝送を実現することが難しくなり、前方誤り訂正（Forward Error Correction：ＦＥＣ）を前提とした伝送方法が用いられる。

例えば、ＩＥＥＥ８０２．３に規定されたＲＳ－ＦＥＣ（５４４，５１４）によるＦＥＣ符号化では、３０個のＦＥＣシンボル（FEC Symbol）からなるパリティ部分と、５１４個のＦＥＣシンボルからなるメッセージ部分とからなる５４４個のＦＥＣシンボルを有するコードワード（Codeword：ＣＷ）が生成される。また、ＩＥＥＥ８０２．３に規定されたＲＳ－ＦＥＣ（５２８，５１４）によるＦＥＣ符号化では、１４個のＦＥＣシンボルからなるパリティ部分と、５１４個のＦＥＣシンボルからなるメッセージ部分とからなる５２８個のＦＥＣシンボルを有するコードワードが生成される。

このように、コードワードが３０ＦＥＣシンボル（又は１４ＦＥＣシンボル）のパリティ部分を含むことにより、１コードワード当たり最大１５個（又は７個）のＦＥＣシンボルのエラーを訂正することが可能になっている。このため、１コードワード中のＦＥＣシンボルエラー数が１６個（又は８個）以上となるコードワードは、エラー訂正できなかったUncorrectable Codewordとなる。なお、１ＦＥＣシンボルは１０ｂｉｔからなり、１ＦＥＣシンボルに含まれるビットエラーの数が１～１０の範囲にあれば、そのＦＥＣシンボルはエラーを含むＦＥＣシンボルとなる。このため、ビットエラーの分布によっては最小１６ビットエラー（又は８ビットエラー）でUncorrectable Codewordが生じるが、最大１５０ビットエラー（又は７０ビットエラー）でもUncorrectable Codewordが生じない場合もある。

従来、被測定物（Device Under Test：ＤＵＴ）に徐々にジッタを付加し、ＤＵＴがエラーを発生しないでどの程度のジッタ量（位相変調量）に耐えられるかを測定するジッタ耐力試験が行われている（例えば、特許文献１参照）。これまでのジッタ耐力試験ではビット誤り率（Bit Error Rate：ＢＥＲ）のみをターゲットとした測定が行われているが、ＦＥＣを前提とした試験ではＢＥＲのみではなく、コードワードごとのＦＥＣシンボルエラー数の比率が非常に重要な指標となってくる。ＢＥＲとUncorrectable Codewordの数には決まった相関はないため、例えば同一のＢＥＲ条件であっても、Uncorrectable Codewordが発生しているかどうかによって、ＦＥＣのジッタ耐力の結果が大きく異なることになる。

しかしながら、特許文献１に開示されたようなジッタ耐力測定装置は、ＢＥＲに基づくジッタ耐力測定及び推定は可能だが、ＦＥＣに対応したジッタ耐力試験を行うことができないという問題があった。

一方、ＤＵＴから送信されたコードワードを受信して、そのＦＥＣシンボルエラー数の分布を表示するネットワーク試験装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特許第６１９９４２０号公報 特願２０２０－０３３６４０

特許文献２に開示されたネットワーク試験装置では、例えば図７に示すようなＦＥＣシンボルエラー数の分布を示す画面が提供されている。このように測定期間中のＦＥＣシンボルエラー数の分布をグラフ化し表示することは可能だが、ジッタ量の増加によりこの分布がどう変わるのかを確認するためにはその都度データを取得し、再度グラフ化するという手間が必要となる。つまり、ジッタ量に応じて複数のグラフが作成されることになり、測定結果の分析が煩雑になるという問題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、ジッタ量（位相変調量）が異なるＦＥＣシンボルエラーの分布を１つのグラフで表現することができるジッタ耐力測定装置及びジッタ耐力測定方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係るジッタ耐力測定装置は、複数のＦＥＣシンボルからなる複数のコードワードを含むデータ信号を出力するデータ信号出力部と、前記データ信号を所望の位相変調量で位相変調してジッタ信号を発生し、前記ジッタ信号を被測定物に入力するジッタ信号発生器と、前記位相変調量を変化させる制御を行う変調制御部と、前記ジッタ信号の入力に伴って前記被測定物から出力される被測定信号のビットエラー及びＦＥＣシンボルエラーを検出するデータ比較部と、前記データ比較部により検出された前記被測定信号のビットエラーの数と、前記データ比較部により検出された前記被測定信号のＦＥＣシンボルエラーのコードワードごとの数を、前記位相変調量ごとにカウントするエラーカウント部と、前記エラーカウント部によりカウントされたＦＥＣシンボルエラー数で、前記被測定信号に含まれる複数のコードワードを複数のグループに分類するＣＷ分類部と、前記ＣＷ分類部により分類された各前記グループに属するコードワードのコードワード数を、前記位相変調量ごとにカウントするＣＷ数カウント部と、横軸を前記位相変調量とし、第１の縦軸を前記ＣＷ数カウント部によりカウントされた各前記グループの前記コードワード数又は前記コードワード数の比率とした第１グラフを表示画面に表示制御する表示制御部と、を備える構成である。

この構成により、本発明に係るジッタ耐力測定装置は、被測定信号に含まれる複数のコードワードをＦＥＣシンボルエラー数で複数のグループに分類し、各グループに属するコードワードのコードワード数を位相変調量ごとにカウントする。これにより、本発明に係るジッタ耐力測定装置は、横軸を位相変調量とし、第１の縦軸を各グループのコードワード数又はコードワード数の比率として、ジッタ量（位相変調量）が異なるＦＥＣシンボルエラーの分布を１つのグラフで表現することができる。

また、本発明に係るジッタ耐力測定装置は、前記エラーカウント部によりカウントされたビットエラー数に基づいて、前記被測定信号のビット誤り率を算出するＢＥＲ算出部を更に備え、前記表示制御部は、横軸を前記位相変調量とし、第２の縦軸を前記ＢＥＲ算出部により算出された前記被測定信号のビット誤り率とした第２グラフを、前記第１グラフに重畳して表示画面に表示制御する構成であってもよい。

この構成により、本発明に係るジッタ耐力測定装置は、横軸を位相変調量としたグラフにおいて、ＦＥＣシンボルエラーの分布とＢＥＲの変化とを重畳して表示することができる。

また、本発明に係るジッタ耐力測定装置においては、前記表示制御部は、前記ＣＷ数カウント部によりカウントされた各前記グループの前記コードワード数又は前記コードワード数の比率を、前記第１グラフにおいて前記グループごとに色分けして表示する構成であってもよい。

この構成により、本発明に係るジッタ耐力測定装置は、ＦＥＣシンボルエラーの分布をグループごとに色分けして表示するため、グラフ上でＦＥＣシンボルエラーの分布を視覚的に明確に表現できる。

また、本発明に係るジッタ耐力測定装置は、前記第１グラフの前記第１の縦軸のスケールを変更するための操作部を更に備える構成であってもよい。

この構成により、本発明に係るジッタ耐力測定装置は、ユーザによる操作部への操作により第１の縦軸のスケールを適宜拡大縮小することが可能であるため、Uncorrectable Codewordなど低レートのコードワードのコードワード数又はコードワード数の比率も、グラフ上で視覚的に明確に表現できる。

また、本発明に係るジッタ耐力測定方法は、複数のＦＥＣシンボルからなる複数のコードワードを含むデータ信号を出力するデータ信号出力ステップと、前記データ信号を所望の位相変調量で位相変調してジッタ信号を発生し、前記ジッタ信号を被測定物に入力するジッタ信号発生ステップと、前記位相変調量を変化させる制御を行う変調制御ステップと、前記変調制御ステップにより前記位相変調量を変化させた前記ジッタ信号の入力に伴って前記被測定物から出力される被測定信号のビットエラー及びＦＥＣシンボルエラーを検出するデータ比較ステップと、前記データ比較ステップにより検出された前記被測定信号のビットエラーの数と、前記データ比較ステップにより検出された前記被測定信号のＦＥＣシンボルエラーのコードワードごとの数を、前記変調制御ステップにより変化させた前記位相変調量ごとにカウントするエラーカウントステップと、前記変調制御ステップにより変化させた前記位相変調量ごとに前記エラーカウントステップによりカウントされたＦＥＣシンボルエラー数で、前記被測定信号に含まれる複数のコードワードを複数のグループに分類するＣＷ分類ステップと、前記ＣＷ分類ステップにより分類された各前記グループに属するコードワードのコードワード数を、前記変調制御ステップにより変化させた前記位相変調量ごとにカウントするＣＷ数カウントステップと、横軸を前記変調制御ステップにより変化させた前記位相変調量とし、第１の縦軸を前記ＣＷ数カウントステップによりカウントされた各前記グループの前記コードワード数又は前記コードワード数の比率とした第１グラフを表示画面に表示制御する表示制御ステップと、を含む構成である。

また、本発明に係るジッタ耐力測定方法は、前記変調制御ステップにより変化させた前記位相変調量ごとに前記エラーカウントステップによりカウントされたビットエラー数に基づいて、前記被測定信号のビット誤り率を算出するＢＥＲ算出ステップを更に含み、前記表示制御ステップは、横軸を前記変調制御ステップにより変化させた前記位相変調量とし、第２の縦軸を前記ＢＥＲ算出ステップにより算出された前記被測定信号のビット誤り率とした第２グラフを、前記第１グラフに重畳して表示画面に表示制御する構成であってもよい。

本発明は、ジッタ量（位相変調量）が異なるＦＥＣシンボルエラーの分布を１つのグラフで表現することができるジッタ耐力測定装置及びジッタ耐力測定方法を提供するものである。

本発明の実施形態に係るジッタ耐力測定装置の構成を示すブロック図である。 図１に示した変調制御部により設定される変調周波数ごとの位相変調量の下限値及び上限値の一例を示す表である。 ４００ＧＡＵＩ－８規格のジッタ耐力試験における変調周波数と位相変調量の組合せを示す表である。 図１に示した表示制御部により表示制御される位相変調量ごとのＦＥＣシンボルエラー数の分布とＢＥＲを示すグラフである。 図４のグラフの左側の縦軸の下側を１０万倍に拡大したグラフである。 本発明の実施形態に係るジッタ耐力測定装置を用いるジッタ耐力測定方法の処理を示すフローチャートである。 従来のＦＥＣシンボルエラー数の分布を示すグラフである。

以下、本発明に係るジッタ耐力測定装置及びジッタ耐力測定方法の実施形態について、図面を用いて説明する。

図１に示すように、本発明の実施形態に係るジッタ耐力測定装置１は、ジッタ発生部２とジッタ耐力測定部３とを備えて概略構成される。ジッタ耐力測定装置１は、ＦＥＣを使用する通信規格に基づいたＤＵＴ４が、入力されるデータ信号などの位相の揺らぎ（ジッタ）にどのくらい耐えられるかを示すジッタ耐力を測定するものである。

ＤＵＴ４が対応する通信規格は、例えば、８００／４００／２００／１００／５０ＧｂＥ、１．６ＴｂＥなどのEthernet（登録商標）、PCI-Express（登録商標）などである。ＤＵＴ４としては、被測定信号としての電気信号又は光信号を出力するが、入力されるデータ信号のエラー訂正を行わないものを想定している。

光信号を出力するＤＵＴ４としては、例えば、光トランシーバが挙げられる。電気信号を出力するＤＵＴ４としては、例えば、ＰＰＧ、光モジュールの中で使われているＤＳＰ（Digital Signal Processor）などが挙げられる。光トランシーバは、電気信号と光信号を相互に変換するためのモジュールであり、例えば、電界吸収型変調器集積レーザ（Electro-absorption Modulator integrated Laser diode：ＥＭＬ）を備えたＴＯＳＡ（Transmitter Optical Sub-Assembly）や、フォトダイオード（Photodiode）を備えたＲＯＳＡ（Receiver Optical Sub-Assembly）などの光送受信デバイスが搭載されている。光トランシーバの規格には、ＱＳＦＰ－ＤＤ、ＯＳＰＦ、ＣＦＰ８、ＳＦＰ５６などがある。

なお、ＤＵＴ４が光信号を出力するものである場合には、ＤＵＴ４から出力された光信号を電気信号にＯ／Ｅ変換するＭＣＢ（Module Compliance Board）５をＤＵＴ４に接続する。これにより、ジッタ耐力測定部３には、ＤＵＴ４が電気信号を出力するか光信号を出力するかにかかわらず、電気信号が入力されるようになる。

ジッタ発生部２は、変調信号の振幅（サインジッタ振幅：ＳＪ振幅）に比例する位相変調量で位相変調されたジッタ信号を発生するもので、図１に示すように、データ信号出力部２１と、変調信号発生器２２と、ジッタ信号発生器２３と、を含んで構成される。

データ信号出力部２１は、複数のＦＥＣシンボルからなる複数のコードワードを含むデータ信号を出力するようになっている。データ信号出力部２１は、例えば、２値のＮＲＺ信号や３値以上の多値変調信号をデータ信号として出力することが可能である。本実施形態では主に、２値のＮＲＺ信号と４値の多値変調信号であるＰＡＭ４信号がデータ信号出力部２１から出力される場合を例に挙げて説明する。

データ信号出力部２１から出力されるＮＲＺ信号は、０，１からなる２つのビット列のデータ（以下、単に「ビット列データ」とも称する）で構成され、ＩＥＥＥ８０２．３に規定されたＲＳ－ＦＥＣ（５２８，５１４）によるＦＥＣ符号化が行われている。また、データ信号出力部２１から出力されるＰＡＭ４信号は、０（００），１（０１），２（１０），３（１１）からなる４つのＰＡＭ４シンボル列のデータで構成され、ＩＥＥＥ８０２．３に規定されたＲＳ－ＦＥＣ（５４４，５１４）によるＦＥＣ符号化が行われている。これらのデータ信号は、ジッタ耐力測定部３においてＤＵＴ４のＢＥＲやＦＥＣシンボルエラーなどを測定する際の基準データにもなる。

データ信号出力部２１が発生する具体的なデータ信号としては、例えばＰＲＢＳ７（パターン長：２^７－１）、ＰＲＢＳ９（パターン長：２^９－１）、ＰＲＢＳ１０（パターン長：２^１０－１）、ＰＲＢＳ１１（パターン長：２^１１－１）、ＰＲＢＳ１５（パターン長：２^１５－１）、ＰＲＢＳ２０（パターン長：２^２０－１）などの各種疑似ランダムパターン（ＰＲＢＳ：Pseudo Random Bit Sequence）といった周期パターンや、ＰＲＢＳ１３Ｑ、ＰＲＢＳ３１Ｑ、ＳＳＰＲＱなどのＰＡＭ４信号を評価するための評価用パターン、ＲＳ－ＦＥＣ（Reed-Solomon Forward Error Correction）エンコード付きのスクランブルアイドルパターンがある。

変調信号発生器２２は、データ信号出力部２１から出力されたデータ信号にジッタを付加するための変調信号を発生するようになっている。変調信号発生器２２により発生される変調信号の変調周波数と位相変調量（又はＳＪ振幅）は、例えば、後述する操作部３７の操作によりユーザの所望の値に設定可能である。

ジッタ信号発生器２３は、データ信号出力部２１から出力されたデータ信号を、変調信号発生器２２から出力された変調信号により所望の位相変調量で位相変調してジッタ信号を発生し、発生したジッタ信号をＤＵＴ４に入力するようになっている。

ジッタ耐力測定部３は、ジッタ発生部２が発生するジッタ信号の入力に伴ってＤＵＴ４から出力される被測定信号を受けてジッタ耐力を測定するもので、図１に示すように、信号受信部３１と、同期検出部３２（３２ａ，３２ｂ）と、データ比較部３３と、制御部３５と、記憶部３６と、操作部３７と、表示部３８と、を含んで構成される。さらに、信号受信部３１は、ＰＡＭ４デコーダ３１ａと、Ｇｒａｙデコーダ３１ｂと、を含む。

ＤＵＴ４に入力されたジッタ信号がＰＡＭ４信号の場合、ＰＡＭ４デコーダ３１ａは、被測定信号（ＰＡＭ４信号）から最上位ビット列データ（以下、「ＭＳＢデータ」とも称する）と最下位ビット列データ（以下、「ＬＳＢデータ」とも称する）を生成する。

Ｇｒａｙデコーダ３１ｂは、ＤＵＴ４に入力されたＰＡＭ４信号にグレイコード（Gray Code）に基づいた符号化が行われている場合に、ＰＡＭ４デコーダ３１ａから出力されたＭＳＢデータ及びＬＳＢデータにグレイコードに基づく復号処理を行うようになっている。一方、Ｇｒａｙデコーダ３１ｂは、ＤＵＴ４に入力されたＰＡＭ４信号にグレイコードに基づいた符号化が行われていない場合には、ＰＡＭ４デコーダ３１ａから出力されたＭＳＢデータ及びＬＳＢデータをそのまま通過させる。

同期検出部３２ａは、ＤＵＴ４に入力されたジッタ信号がＰＡＭ４信号の場合、後述する記憶部３６から読み込んだ基準となるＰＡＭ４信号のＭＳＢデータであるＭＳＢ基準データと、Ｇｒａｙデコーダ３１ｂから出力される被測定信号のＭＳＢデータとの同期を取るようになっている。また、同期検出部３２ａは、ＭＳＢ基準データと同期した被測定信号のＭＳＢデータのパターンの先頭をコードワードの先頭とし、その先頭から被測定信号のＭＳＢデータを１０ｂｉｔごとのＦＥＣシンボルに区切るようになっている。

同期検出部３２ｂは、ＤＵＴ４に入力されたジッタ信号がＰＡＭ４信号の場合、後述する記憶部３６から読み込んだ基準となるＰＡＭ４信号のＬＳＢデータであるＬＳＢ基準データと、Ｇｒａｙデコーダ３１ｂから出力される被測定信号のＬＳＢデータとの同期を取るようになっている。また、同期検出部３２ｂは、ＬＳＢ基準データと同期した被測定信号のＬＳＢデータのパターンの先頭をコードワードの先頭とし、その先頭から被測定信号のＬＳＢデータを１０ｂｉｔごとのＦＥＣシンボルに区切るようになっている。

データ比較部３３は、同期検出部３２ａ，３２ｂから出力された被測定信号のＭＳＢデータ及びＬＳＢデータのそれぞれとＭＳＢ基準データ及びＬＳＢ基準データのそれぞれとを比較して、最上位ビットエラー（以下、「ＭＳＢエラー」とも称する）と最下位ビットエラー（以下、「ＬＳＢエラー」とも称する）をそれぞれ検出する。データ比較部３３は、１０ｂｉｔごとに区切られた被測定信号のＭＳＢデータとＬＳＢデータにおいて、１０ｂｉｔ内で１ｂｉｔでもエラーが発生したら１ＦＥＣシンボルエラーとして検出する。

ＤＵＴ４に入力されたジッタ信号がＮＲＺ信号の場合、信号受信部３１は、被測定信号（ＮＲＺ信号）を所定のサンプリング周期でサンプリングしてビット列データに変換する。この信号受信部３１にて変換されたビット列データは、同期検出部３２に入力される。

同期検出部３２は、ＤＵＴ４に入力されたジッタ信号がＮＲＺ信号の場合、後述する記憶部３６から読み込んだ基準となるＮＲＺ信号のビット列データであるＮＲＺ基準データと、信号受信部３１から出力される被測定信号のビット列データとの同期を取るようになっている。また、同期検出部３２は、ＮＲＺ基準データと同期した被測定信号のビット列データのパターンの先頭をコードワードの先頭とし、その先頭から被測定信号のビット列データを１０ｂｉｔごとのＦＥＣシンボルに区切るようになっている。

データ比較部３３は、ＤＵＴ４に入力されたジッタ信号がＮＲＺ信号の場合、同期検出部３２から出力された被測定信号のビット列データとＮＲＺ基準データとを比較して、被測定信号のビットエラーを検出する。データ比較部３３は、１０ｂｉｔごとに区切られた被測定信号のビット列データにおいて、１０ｂｉｔ内で１ｂｉｔでもエラーが発生したら１ＦＥＣシンボルエラーとして検出する。

記憶部３６は、データ信号出力部２１から出力される既知パターンのデータ信号のビット列データ、ＭＳＢデータ、及びＬＳＢデータを記憶する。これらの既知パターンのデータ信号のビット列データ、ＭＳＢデータ、及びＬＳＢデータは、ＤＵＴ４から送信された被測定信号のビット列データ、ＭＳＢデータ、及びＬＳＢデータと比較するときの基準となる基準データとなっている。また、記憶部３６は、制御部３５の後述するエラーカウント部３５ｂによるカウント結果を記憶する。また、記憶部３６は、基準データと同期が取れた被測定信号のビット列データ、ＭＳＢデータ、及びＬＳＢデータとともに、データ比較部３３による比較結果データなどを記憶する。さらに、記憶部３６は、後述する制御部３５により得られる、被測定信号のＢＥＲ及びコードワードごとのＦＥＣシンボルエラー数と位相変調量及び変調周波数とを対応付けたデータを記憶する。

操作部３７は、ユーザによる操作入力を受け付けるためのものであり、例えば表示部３８の表示画面に対応する入力面への接触操作による接触位置を検出するためのタッチセンサを備えるタッチパネルで構成される。操作部３７は、ユーザが表示画面に表示されている特定の項目の位置を指やスタイラス等で触れた際に、タッチセンサが表示画面上で検出した位置と項目の位置との一致を認識することにより、各項目に割り当てられた機能を実行するための信号を制御部３５に出力する。操作部３７は、表示部３８に操作可能に表示されるものであってもよく、あるいは、キーボード又はマウスのような入力デバイスを含んで構成されるものであってもよい。

ユーザによる操作部３７への操作入力により、変調周波数、位相変調量の下限値及び上限値、位相変調量のステップ幅、位相変調量ごとの測定時間などの設定を行うことが可能である。

表示部３８は、液晶ディスプレイやＣＲＴ等の表示機器で構成され、後述する表示制御部３５ｆによる表示制御に基づき、ＤＵＴ４のジッタ耐力測定に関わる設定画面や測定結果などの各種表示内容を表示画面に表示するようになっている。さらに、表示部３８は、各種条件を設定するためのボタン、ソフトキー、プルダウンメニュー、テキストボックスなどの操作対象の表示を行うようになっている。

制御部３５は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤなどを含むマイクロコンピュータ又はパーソナルコンピュータ等で構成され、ジッタ耐力測定装置１を構成する上記各部の動作を制御するものである。また、制御部３５は、ＲＯＭ等に記憶された所定のプログラムをＲＡＭに移してＣＰＵで実行することにより、後述する変調制御部３５ａ、エラーカウント部３５ｂ、ＢＥＲ算出部３５ｃ、ＣＷ分類部３５ｄ、ＣＷ数カウント部３５ｅ、及び表示制御部３５ｆの少なくとも一部をソフトウェア的に構成することが可能である。ここで、ＣＷとはコードワード（Codeword）を指す。なお、変調制御部３５ａ、エラーカウント部３５ｂ、ＢＥＲ算出部３５ｃ、ＣＷ分類部３５ｄ、ＣＷ数カウント部３５ｅ、及び表示制御部３５ｆの少なくとも一部は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などのディジタル回路で構成することも可能である。あるいは、変調制御部３５ａ、エラーカウント部３５ｂ、ＢＥＲ算出部３５ｃ、ＣＷ分類部３５ｄ、ＣＷ数カウント部３５ｅ、及び表示制御部３５ｆの少なくとも一部は、ディジタル回路によるハードウェア処理と所定のプログラムによるソフトウェア処理とを適宜組み合わせて構成することも可能である。

変調制御部３５ａは、操作部３７からの設定情報に基づき、変調信号発生器２２から出力される変調信号の変調周波数と位相変調量を変化させる制御を行うようになっている。図２に、ユーザによる操作部３７への操作入力に応じて変調制御部３５ａにより設定される変調周波数［ＭＨｚ］と位相変調量の下限値［ＵＩ］及び上限値［ＵＩ］の組合せの一例を示す。また、図３に４００ＧＡＵＩ－８規格のジッタ耐力試験で規定された変調周波数［ＭＨｚ］と位相変調量［ＵＩ］の組合せを示す。４００ＧＡＵＩ－８規格では、図３に示す変調周波数と位相変調量の５つの組合せ（Case A～Case E）のいずれについても、Uncorrectable Codewordが発生しないとともに、ＢＥＲが１Ｅ－５以下となることが要求されている。

図２に示すように、本実施形態における変調制御部３５ａは、位相変調量の下限値［ＵＩ］を規格の値に一致させるとともに、位相変調量の上限値［ＵＩ］を規格の位相変調量［ＵＩ］よりも大きな値に設定することが可能である。これにより、本実施形態のジッタ耐力測定装置１は、ＤＵＴ４が規格に定められたジッタ耐力を満たしているか否かを試験するだけでなく、ＤＵＴ４のジッタ耐力のマージンを確認するための試験を行うことができる。

エラーカウント部３５ｂは、データ比較部３３により検出されたＦＥＣシンボルエラーのコードワードごとの数を、位相変調量ごとにカウントするようになっている。なお、ＰＡＭ４信号の１コードワード（５４４ＦＥＣシンボル）は、２７２ＦＥＣシンボルのＭＳＢデータと、２７２ＦＥＣシンボルのＬＳＢデータとからなる。このため、ＰＡＭ４信号の１コードワード中のＦＥＣシンボルエラー数は、２７２ＦＥＣシンボルのＭＳＢデータと２７２ＦＥＣシンボルのＬＳＢデータのＦＥＣシンボルエラー数の和になる。

さらに、エラーカウント部３５ｂは、ＤＵＴ４に入力されたジッタ信号がＮＲＺ信号の場合、データ比較部３３にて検出したビットエラーの数を位相変調量ごとにカウントする。また、エラーカウント部３５ｂは、ＤＵＴ４に入力されたジッタ信号がＰＡＭ４信号の場合、データ比較部３３にて検出したＭＳＢエラーの数とＬＳＢエラーの数を位相変調量ごとにカウントする。

ＢＥＲ算出部３５ｃは、ＤＵＴ４に入力されたジッタ信号がＮＲＺ信号の場合、エラーカウント部３５ｂにより位相変調量ごとにカウントされたビットエラー数を、対応するビット列データの全ビット数で割った値を、被測定信号のＢＥＲとして算出するようになっている。また、ＢＥＲ算出部３５ｃは、ＤＵＴ４に入力されたジッタ信号がＰＡＭ４信号の場合、エラーカウント部３５ｂにより位相変調量ごとにカウントされたＭＳＢエラー数とＬＳＢエラー数の和を、対応するＭＳＢデータ及びＬＳＢデータの全ビット数で割った値を、被測定信号のＢＥＲとして算出するようになっている。

なお、制御部３５は、操作部３７より入力された測定時間にわたって、被測定信号のＢＥＲ及びＦＥＣシンボルエラーの測定を行う。測定時間が終了すると、変調制御部３５ａは、それらの測定結果を基に、変調信号の位相変調量を変更する制御、又は変調信号の変調周波数と位相変調量とを両方変更する制御を行う。例えば、変調制御部３５ａは、測定終了時にUncorrectable Codewordが発生していない場合や、ＢＥＲが基準値（１Ｅ－５など）よりも低い場合には、位相変調量を増加させる制御を行う。また、変調制御部３５ａは、Uncorrectable Codewordが発生した場合、ＢＥＲが基準値よりも高い場合、又は位相変調量が上限値に到達した場合には、変調周波数と位相変調量を両方変更する制御を行う。このときのUncorrectable Codewordの発生数や発生割合、ＢＥＲの値の閾値は、ユーザが操作部３７を用いて任意に設定できる。

ＣＷ分類部３５ｄは、エラーカウント部３５ｂによりカウントされたＦＥＣシンボルエラー数で、ＤＵＴ４から送信された被測定信号に含まれる複数のコードワードを複数のグループに分類するようになっている。

ＣＷ分類部３５ｄは、ＤＵＴ４に入力されたジッタ信号がＮＲＺ信号の場合、例えば９つのグループＮ０～Ｎ７，ＵＣＷに複数のコードワードを分類する。グループＮ０，Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５，Ｎ６，Ｎ７は、ＦＥＣシンボルエラー数がそれぞれ０，１，２，３，４，５，６，７であるコードワードのグループである。グループＵＣＷは、ＦＥＣシンボルエラー数が８以上であり、Uncorrectable Codewordとなったコードワードのグループである。

ＣＷ分類部３５ｄは、ＤＵＴ４に入力されたジッタ信号がＰＡＭ４信号の場合、例えば１７のグループＮ０～Ｎ１５，ＵＣＷに複数のコードワードを分類する。グループＮ０，Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５，Ｎ６，Ｎ７，Ｎ８，Ｎ９，Ｎ１０，Ｎ１１，Ｎ１２，Ｎ１３，Ｎ１４，Ｎ１５は、ＦＥＣシンボルエラー数がそれぞれ０，１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５であるコードワードのグループである。グループＵＣＷは、ＦＥＣシンボルエラー数が１６以上であり、Uncorrectable Codewordとなったコードワードのグループである。

ＣＷ数カウント部３５ｅは、ＣＷ分類部３５ｄにより分類された各グループに属するコードワードのコードワード数を、位相変調量ごとにカウントするようになっている。

図４及び図５は、ＤＵＴ４に入力されたジッタ信号がＰＡＭ４信号である場合に、表示制御部３５ｆによって表示部３８の表示画面に表示制御されるグラフの例である。表示制御部３５ｆは、横軸を位相変調量とし、左側の縦軸（第１の縦軸）をＣＷ数カウント部３５ｅによりカウントされた各グループのコードワード数又はコードワード数の比率とした第１グラフを表示部３８の表示画面に表示制御するようになっている。すなわち、第１グラフは、位相変調量ごとのＦＥＣシンボルエラー数の分布を示している。この例では、変調周波数は４０ＭＨｚであり、横軸は０．０５ＵＩ～０．１８ＵＩの範囲が表示されている。

また、表示制御部３５ｆは、ＣＷ数カウント部３５ｅによりカウントされた各グループのコードワード数又はコードワード数の比率を、第１グラフにおいてグループごとに色分けして表示する。さらに、表示制御部３５ｆは、横軸を位相変調量とし、右側の縦軸（第２の縦軸）をＢＥＲ算出部３５ｃにより算出された被測定信号のＢＥＲとした第２グラフを、第１グラフに重畳して表示画面に表示制御するようになっている。

左側の縦軸、右側の縦軸、及び横軸は、いずれもユーザによる操作部３７への操作により、任意のスケールに変更可能である。図５は、ユーザによる操作部３７への操作により、図４の第１グラフの左側の縦軸の下側が１０万倍に拡大されたグラフとなっている。

図４及び図５に示す第１グラフでは、Ｎ０～Ｎ１５，ＵＣＷで示す領域が、それぞれグループＮ０～Ｎ１５，ＵＣＷの位相変調量ごとのコードワード数の比率を表している。各位相変調量において、グループＮ０～Ｎ１５，ＵＣＷのコードワード数の比率は、縦軸方向に沿ってこの順に表示される。図４及び図５に示す第１グラフ及び第２グラフにより、位相変調量が増えるにつれて、被測定信号のＢＥＲが悪化するとともに、１コードワード中のＦＥＣシンボルエラー数が増加することが一目で分かるようになっている。

なお、図４及び図５に示す第１グラフでは、左側の縦軸をＣＷ数カウント部３５ｅによりカウントされた各グループのコードワード数の比率としているが、左側の縦軸をＣＷ数カウント部３５ｅによりカウントされた各グループのコードワード数そのものとしてもよい。

以下、本実施形態のジッタ耐力測定装置１を用いるジッタ耐力測定方法について、図６のフローチャートを参照しながらその処理の一例を説明する。

まず、ユーザによる操作部３７への操作により各種パラメータが入力される（ステップＳ１）。これらのパラメータには、変調周波数、位相変調量の下限値ＬＬ及び上限値ＵＬ、位相変調量のステップ幅Δｐｍなどが含まれる。

次に、データ信号出力部２１は、複数のＦＥＣシンボルからなる複数のコードワードを含むデータ信号を出力する（データ信号出力ステップＳ２）。

次に、ジッタ信号発生器２３は、データ信号出力ステップＳ２により出力されたデータ信号を、ステップＳ１で入力された変調周波数及び位相変調量ＬＬ＋ｎ×Δｐｍの変調信号で位相変調してジッタ信号を発生し、発生したジッタ信号をＤＵＴ４に入力する（ジッタ信号発生ステップＳ３）。ここで、ｎは０以上の整数であり、その初期値は０である。

次に、データ比較部３３は、ジッタ信号の入力に伴ってＤＵＴ４から出力される被測定信号のビットエラー及びＦＥＣシンボルエラーを検出する（データ比較ステップＳ４）。

次に、エラーカウント部３５ｂは、データ比較ステップＳ４により検出された被測定信号のビットエラーの数と、データ比較ステップＳ４により検出された被測定信号のＦＥＣシンボルエラーのコードワードごとの数を、位相変調量ＬＬ＋ｎ×Δｐｍごとにカウントする（エラーカウントステップＳ５）。

次に、ＢＥＲ算出部３５ｃは、エラーカウントステップＳ５によりカウントされたビットエラー数に基づいて、被測定信号のＢＥＲを算出する（ＢＥＲ算出ステップＳ６）。

次に、ＣＷ分類部３５ｄは、エラーカウントステップＳ５によりカウントされたＦＥＣシンボルエラー数で、被測定信号に含まれる複数のコードワードを複数のグループに分類する（ＣＷ分類ステップＳ７）。

次に、ＣＷ数カウント部３５ｅは、ＣＷ分類ステップＳ７により分類された各グループに属するコードワードのコードワード数を、位相変調量ＬＬ＋ｎ×Δｐｍごとにカウントする（ＣＷ数カウントステップＳ８）。

次に、変調制御部３５ａは、ｎの値を１インクリメントする（ステップＳ９）。なお、ステップＳ９とステップＳ１１は、位相変調量を変化させる制御を行う変調制御ステップに相当する。

次に、変調制御部３５ａは、エラーカウントステップＳ５で基準の発生数よりも多いUncorrectable Codewordが検出された、又は、ＢＥＲ算出ステップＳ６で基準値よりも高いＢＥＲが算出された、などのユーザ設定条件を満たしたか否かを判断する（ステップＳ１０）。上記のようなユーザ設定条件を満たした場合には、変調制御部３５ａは、ステップＳ１２の処理を実行する。一方、上記のようなユーザ設定条件を満たさない場合には、変調制御部３５ａは、ステップＳ１１以降の処理を実行する。

次に、変調制御部３５ａは、位相変調量ＬＬ＋ｎ×Δｐｍが上限値ＵＬよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ１１）。位相変調量ＬＬ＋ｎ×Δｐｍが上限値ＵＬよりも大きい場合には、変調制御部３５ａは、ステップＳ１２の処理を実行する。一方、位相変調量ＬＬ＋ｎ×Δｐｍが上限値ＵＬ以下の場合には、変調制御部３５ａは、再びステップＳ３以降の処理を実行する。

次に、表示制御部３５ｆは、横軸を位相変調量とし、第１の縦軸をＣＷ数カウントステップＳ８によりカウントされた各グループのコードワード数又はコードワード数の比率とした第１グラフを表示部３８の表示画面に表示制御する（表示制御ステップＳ１２）。さらに、表示制御部３５ｆは、横軸を位相変調量とし、第２の縦軸をＢＥＲ算出ステップＳ６により算出された被測定信号のＢＥＲとした第２グラフを、第１グラフに重畳して表示部３８の表示画面に表示制御する（表示制御ステップＳ１２）。

なお、ステップＳ１～Ｓ１２の処理は、ステップＳ１において変調周波数、位相変調量の下限値ＬＬ及び上限値ＵＬ、位相変調量のステップ幅Δｐｍなどのパラメータを必要に応じて変更した上で繰り返されてもよい。

以上説明したように、本実施形態に係るジッタ耐力測定装置１は、被測定信号に含まれる複数のコードワードをＦＥＣシンボルエラー数で複数のグループに分類し、各グループに属するコードワードのコードワード数を位相変調量ごとにカウントする。これにより、本実施形態に係るジッタ耐力測定装置１は、横軸を位相変調量とし、第１の縦軸を各グループのコードワード数又はコードワード数の比率として、ジッタ量（位相変調量）が異なるＦＥＣシンボルエラーの分布を１つのグラフで表現することができる。

また、本実施形態に係るジッタ耐力測定装置１は、横軸を位相変調量としたグラフにおいて、ＦＥＣシンボルエラーの分布とＢＥＲの変化とを重畳して表示することができる。

また、本実施形態に係るジッタ耐力測定装置１は、ＦＥＣシンボルエラーの分布をグループごとに色分けして表示するため、グラフ上でＦＥＣシンボルエラーの分布を視覚的に明確に表現できる。

また、本実施形態に係るジッタ耐力測定装置１は、ユーザによる操作部３７への操作により第１の縦軸のスケールを適宜拡大縮小することが可能であるため、Uncorrectable Codewordなど低レートのコードワードのコードワード数又はコードワード数の比率も、グラフ上で視覚的に明確に表現できる。

１ ジッタ耐力測定装置
２ ジッタ発生部
３ ジッタ耐力測定部
４ ＤＵＴ
２１ データ信号出力部
２２ 変調信号発生器
２３ ジッタ信号発生器
３１ 信号受信部
３２ 同期検出部
３３ データ比較部
３５ 制御部
３５ａ 変調制御部
３５ｂ エラーカウント部
３５ｃ ＢＥＲ算出部
３５ｄ ＣＷ分類部
３５ｅ ＣＷ数カウント部
３５ｆ 表示制御部
３６ 記憶部
３７ 操作部
３８ 表示部

Claims (6)

1. 複数のＦＥＣシンボルからなる複数のコードワードを含むデータ信号を出力するデータ信号出力部（２１）と、
   前記データ信号を所望の位相変調量で位相変調してジッタ信号を発生し、前記ジッタ信号を被測定物（４）に入力するジッタ信号発生器（２３）と、
   前記位相変調量を変化させる制御を行う変調制御部（３５ａ）と、
   前記ジッタ信号の入力に伴って前記被測定物から出力される被測定信号のビットエラー及びＦＥＣシンボルエラーを検出するデータ比較部（３３）と、
   前記データ比較部により検出された前記被測定信号のビットエラーの数と、前記データ比較部により検出された前記被測定信号のＦＥＣシンボルエラーのコードワードごとの数を、前記位相変調量ごとにカウントするエラーカウント部（３５ｂ）と、
   前記エラーカウント部によりカウントされたＦＥＣシンボルエラー数で、前記被測定信号に含まれる複数のコードワードを複数のグループに分類するＣＷ分類部（３５ｄ）と、
   前記ＣＷ分類部により分類された各前記グループに属するコードワードのコードワード数を、前記位相変調量ごとにカウントするＣＷ数カウント部（３５ｅ）と、
   横軸を前記位相変調量とし、第１の縦軸を前記ＣＷ数カウント部によりカウントされた各前記グループの前記コードワード数又は前記コードワード数の比率とした第１グラフを表示画面に表示制御する表示制御部（３５ｆ）と、を備えることを特徴とするジッタ耐力測定装置。
2. 前記エラーカウント部によりカウントされたビットエラー数に基づいて、前記被測定信号のビット誤り率を算出するＢＥＲ算出部（３５ｃ）を更に備え、
   前記表示制御部は、横軸を前記位相変調量とし、第２の縦軸を前記ＢＥＲ算出部により算出された前記被測定信号のビット誤り率とした第２グラフを、前記第１グラフに重畳して表示画面に表示制御することを特徴とする請求項１に記載のジッタ耐力測定装置。
3. 前記表示制御部は、前記ＣＷ数カウント部によりカウントされた各前記グループの前記コードワード数又は前記コードワード数の比率を、前記第１グラフにおいて前記グループごとに色分けして表示することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のジッタ耐力測定装置。
4. 前記第１グラフの前記第１の縦軸のスケールを変更するための操作部（３７）を更に備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のジッタ耐力測定装置。
5. 複数のＦＥＣシンボルからなる複数のコードワードを含むデータ信号を出力するデータ信号出力ステップ（Ｓ２）と、
   前記データ信号を所望の位相変調量で位相変調してジッタ信号を発生し、前記ジッタ信号を被測定物（４）に入力するジッタ信号発生ステップ（Ｓ３）と、
   前記位相変調量を変化させる制御を行う変調制御ステップ（Ｓ９，Ｓ１１）と、
   前記変調制御ステップにより前記位相変調量を変化させた前記ジッタ信号の入力に伴って前記被測定物から出力される被測定信号のビットエラー及びＦＥＣシンボルエラーを検出するデータ比較ステップ（Ｓ４）と、
   前記データ比較ステップにより検出された前記被測定信号のビットエラーの数と、前記データ比較ステップにより検出された前記被測定信号のＦＥＣシンボルエラーのコードワードごとの数を、前記変調制御ステップにより変化させた前記位相変調量ごとにカウントするエラーカウントステップ（Ｓ５）と、
   前記変調制御ステップにより変化させた前記位相変調量ごとに前記エラーカウントステップによりカウントされたＦＥＣシンボルエラー数で、前記被測定信号に含まれる複数のコードワードを複数のグループに分類するＣＷ分類ステップ（Ｓ７）と、
   前記ＣＷ分類ステップにより分類された各前記グループに属するコードワードのコードワード数を、前記変調制御ステップにより変化させた前記位相変調量ごとにカウントするＣＷ数カウントステップ（Ｓ８）と、
   横軸を前記変調制御ステップにより変化させた前記位相変調量とし、第１の縦軸を前記ＣＷ数カウントステップによりカウントされた各前記グループの前記コードワード数又は前記コードワード数の比率とした第１グラフを表示画面に表示制御する表示制御ステップ（Ｓ１２）と、を含むことを特徴とするジッタ耐力測定方法。
6. 前記変調制御ステップにより変化させた前記位相変調量ごとに前記エラーカウントステップによりカウントされたビットエラー数に基づいて、前記被測定信号のビット誤り率を算出するＢＥＲ算出ステップ（Ｓ６）を更に含み、
   前記表示制御ステップは、横軸を前記変調制御ステップにより変化させた前記位相変調量とし、第２の縦軸を前記ＢＥＲ算出ステップにより算出された前記被測定信号のビット誤り率とした第２グラフを、前記第１グラフに重畳して表示画面に表示制御することを特徴とする請求項５に記載のジッタ耐力測定方法。

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