JPH10206469A - 信号レベル測定装置 - Google Patents
信号レベル測定装置Info
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- JPH10206469A JPH10206469A JP675897A JP675897A JPH10206469A JP H10206469 A JPH10206469 A JP H10206469A JP 675897 A JP675897 A JP 675897A JP 675897 A JP675897 A JP 675897A JP H10206469 A JPH10206469 A JP H10206469A
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- Japan
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- signal
- level
- optical
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光パケット信号を用いる光通信では、異なる
パスを経由するパケット毎にレベルが異なる。このよう
に短時間にレベルが大きく変化する光信号レベルを測定
したい。 【解決手段】 ビット誤り率を測定することにより光信
号レベルを演算する。このとき、ビットの識別電圧レベ
ルを順次変化させることによりさまざまな入力光信号の
レベル範囲に対応できるようにする。
パスを経由するパケット毎にレベルが異なる。このよう
に短時間にレベルが大きく変化する光信号レベルを測定
したい。 【解決手段】 ビット誤り率を測定することにより光信
号レベルを演算する。このとき、ビットの識別電圧レベ
ルを順次変化させることによりさまざまな入力光信号の
レベル範囲に対応できるようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光パケット信号を用
いた光通信に利用する。特に、パケット毎に異なる信号
レベルの測定技術に関する。
いた光通信に利用する。特に、パケット毎に異なる信号
レベルの測定技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ディジタル信号のレベルを評価するた
めに、例えば光信号を受光器で電気変換した波形をオシ
ロスコープで観測し、その振幅の変化を直接利用する方
法がある（光オシロスコープを用いても同様）。この方
法は、振幅を管面から読み取るという手法であり、正確
な振幅を定量的に測定することは難しい。
めに、例えば光信号を受光器で電気変換した波形をオシ
ロスコープで観測し、その振幅の変化を直接利用する方
法がある（光オシロスコープを用いても同様）。この方
法は、振幅を管面から読み取るという手法であり、正確
な振幅を定量的に測定することは難しい。
【０００３】また、ダイナミックレンジにもよるが、レ
ベルの変動が小さい場合には、その差が正確には観測で
きない。さらに、ハイレベルの測定は比較的容易である
ものの、ローレベルの差異を観測するほどの精度がな
い。また、数ｎｓという微少な時間の測定は可能である
が、長い時間を連続的に測定することが難しく、数ｎｓ
以上の時間間隔でレベルが変わる光信号の測定には使え
ない。
ベルの変動が小さい場合には、その差が正確には観測で
きない。さらに、ハイレベルの測定は比較的容易である
ものの、ローレベルの差異を観測するほどの精度がな
い。また、数ｎｓという微少な時間の測定は可能である
が、長い時間を連続的に測定することが難しく、数ｎｓ
以上の時間間隔でレベルが変わる光信号の測定には使え
ない。
【０００４】一方、一定の閾値に対するビット誤り率か
ら光信号レベル、ＳＮ比を測定する方法が、文献N.S.Be
rgano,F.W.Kerfoot,and C.R.Davidson,"Margin measure
ments in optical amplifier systems",IEEE Photo.Tec
h.Lett.,vol.5,no.3,pp.304-306(Mar 1993) に提案され
ている。この手法は、間接的にではあるが、光信号レベ
ルやＳＮ比が定量的かつ正確に評価できる。しかしなが
ら、この手法は、切替えのない光伝送信号のようにレベ
ルの範囲がある程度予測できる一定の信号に対する測定
方法であり、高速切替えに対応しパケット毎に信号レベ
ルが大きく変動する系には適用できない。
ら光信号レベル、ＳＮ比を測定する方法が、文献N.S.Be
rgano,F.W.Kerfoot,and C.R.Davidson,"Margin measure
ments in optical amplifier systems",IEEE Photo.Tec
h.Lett.,vol.5,no.3,pp.304-306(Mar 1993) に提案され
ている。この手法は、間接的にではあるが、光信号レベ
ルやＳＮ比が定量的かつ正確に評価できる。しかしなが
ら、この手法は、切替えのない光伝送信号のようにレベ
ルの範囲がある程度予測できる一定の信号に対する測定
方法であり、高速切替えに対応しパケット毎に信号レベ
ルが大きく変動する系には適用できない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】光信号を高速に切替え
る光パケットスイッチや光ＡＴＭスイッチなどの光スイ
ッチングシステムでは、切替えの時間単位でパケット毎
に光信号をその宛先にしたがってスイッチングする。パ
ケットの長さはシステムにより異なり、可変長、固定長
などが提案されている。
る光パケットスイッチや光ＡＴＭスイッチなどの光スイ
ッチングシステムでは、切替えの時間単位でパケット毎
に光信号をその宛先にしたがってスイッチングする。パ
ケットの長さはシステムにより異なり、可変長、固定長
などが提案されている。
【０００６】例えば、１０Ｇｂ／Ｓ、６４ｂｙｔｅの光
信号パケットによるＡＴＭスイッチを考えると、光信号
は５１．２ｎｓの長さの固定長パケット毎に切替えられ
る。その切替え時間はサブｎｓから数ｎｓというパケッ
ト長に対して十分短い時間で切替えられる。
信号パケットによるＡＴＭスイッチを考えると、光信号
は５１．２ｎｓの長さの固定長パケット毎に切替えられ
る。その切替え時間はサブｎｓから数ｎｓというパケッ
ト長に対して十分短い時間で切替えられる。
【０００７】このとき、スイッチング後に受信した光信
号は、パケット毎にその通ってきた経路（パス）が異な
り、光通話路の波長依存性、偏波依存性、パス間の損失
差、発光パワーの違いに起因し、パケット毎に光信号レ
ベルが変化し、この光信号を受信した後の電気信号もほ
ぼ同様にレベルが変化する。図９は光パケット信号レベ
ルの変動を示す図であるが、パケットα〜パケットδは
それぞれレベルが異なっている。特に、パケットβはス
ペースレベルが他のパケットに比較して高いレベルに移
行している。
号は、パケット毎にその通ってきた経路（パス）が異な
り、光通話路の波長依存性、偏波依存性、パス間の損失
差、発光パワーの違いに起因し、パケット毎に光信号レ
ベルが変化し、この光信号を受信した後の電気信号もほ
ぼ同様にレベルが変化する。図９は光パケット信号レベ
ルの変動を示す図であるが、パケットα〜パケットδは
それぞれレベルが異なっている。特に、パケットβはス
ペースレベルが他のパケットに比較して高いレベルに移
行している。
【０００８】このようにレベル変動は、ハイレベルの変
動だけではなく、光信号の消光比の違いや、光通話路で
付加される自然放出光などの雑音付加の違いによりロー
レベルもパケット毎に変化する。このレベル変動は、通
話路内のスイッチングデバイスの切替速度で起こるの
で、通常の受信器ではレベル補償が行えず、レベル変動
が大きいほど、ビット誤りが大きくなる。すなわち、ハ
イレベルがマークレベル以上に、またローレベルがマー
クレベル以下のスペースレベルに必ずしも対応しなくな
り、レベル変動が大きい場合には、受信が不可能とな
る。
動だけではなく、光信号の消光比の違いや、光通話路で
付加される自然放出光などの雑音付加の違いによりロー
レベルもパケット毎に変化する。このレベル変動は、通
話路内のスイッチングデバイスの切替速度で起こるの
で、通常の受信器ではレベル補償が行えず、レベル変動
が大きいほど、ビット誤りが大きくなる。すなわち、ハ
イレベルがマークレベル以上に、またローレベルがマー
クレベル以下のスペースレベルに必ずしも対応しなくな
り、レベル変動が大きい場合には、受信が不可能とな
る。
【０００９】このようなことから、受光器で受信したと
きのハイレベルとローレベルを定量的に知ることが重要
となる。これを解決するため、文献Y.Yamada,M.Togash
i,K.Habara,and T.Matsunaga,"Burst-mode differentia
l receiver for optical packet communication",Elect
ron.Lett.,vol.32,no.16,pp.1500-1501(Aug.1996)にお
いては、パケットレベル変動に強い光受信器を用い、パ
ケットレベル変動を許容した光通話路を設計する手法が
提案されている。
きのハイレベルとローレベルを定量的に知ることが重要
となる。これを解決するため、文献Y.Yamada,M.Togash
i,K.Habara,and T.Matsunaga,"Burst-mode differentia
l receiver for optical packet communication",Elect
ron.Lett.,vol.32,no.16,pp.1500-1501(Aug.1996)にお
いては、パケットレベル変動に強い光受信器を用い、パ
ケットレベル変動を許容した光通話路を設計する手法が
提案されている。
【００１０】このような光通話路のレベル変動は、個々
のデバイスの特性を加味したものとして捕らえる必要が
ある。すなわち、光通話路中の個々のデバイスの特性ま
で折り込んだ評価が求められる。
のデバイスの特性を加味したものとして捕らえる必要が
ある。すなわち、光通話路中の個々のデバイスの特性ま
で折り込んだ評価が求められる。
【００１１】実際の光通話路では、考えうるパスの損失
をパワーメータで静的に測定することが可能である。し
かし、光ＡＴＭスイッチにおいては、アクティブデバイ
スは高速に変調され、動的に動作している場合では静的
動作と動作条件が異なる可能性がある。例えば、光ゲー
トを駆動する電気のアンプや駆動信号の配線によって
は、高速に動作させるとき、光ゲート駆動する信号が帯
域制限を受けたり、駆動信号のパターン効果が生じるこ
となどにより、実効的な振幅が小さくなったり、パケッ
ト毎に駆動レベルが異なる場合も生ずる。
をパワーメータで静的に測定することが可能である。し
かし、光ＡＴＭスイッチにおいては、アクティブデバイ
スは高速に変調され、動的に動作している場合では静的
動作と動作条件が異なる可能性がある。例えば、光ゲー
トを駆動する電気のアンプや駆動信号の配線によって
は、高速に動作させるとき、光ゲート駆動する信号が帯
域制限を受けたり、駆動信号のパターン効果が生じるこ
となどにより、実効的な振幅が小さくなったり、パケッ
ト毎に駆動レベルが異なる場合も生ずる。
【００１２】光通話路の開発においては、実際に動作し
ている状態で光信号のパケット毎のレベルを正確に測定
し、設計通りのレベル変動に収まっているか否かを評価
した上で、設計と合わない場合には、かかる評価結果を
元に新たな光通話路をモデリングし、設計を行うという
過程を取らなければならない。したがって、実際に高速
スイッチングされた光信号をその切替単位（パケット）
毎に、光受信信号のハイレベルとローレベルを測定する
ことは極めて重要であるものの、これまで、十分な精度
を得られるような測定法がなかった。
ている状態で光信号のパケット毎のレベルを正確に測定
し、設計通りのレベル変動に収まっているか否かを評価
した上で、設計と合わない場合には、かかる評価結果を
元に新たな光通話路をモデリングし、設計を行うという
過程を取らなければならない。したがって、実際に高速
スイッチングされた光信号をその切替単位（パケット）
毎に、光受信信号のハイレベルとローレベルを測定する
ことは極めて重要であるものの、これまで、十分な精度
を得られるような測定法がなかった。
【００１３】本発明は、このような背景に行われたもの
であって、高速スイッチングされた光パケット信号をパ
ケット毎にそのマークレベルとスペースレベルを高精度
で評価することができる信号レベル測定装置を提供する
ことを目的とする。本発明は、レベル差が大きい複数の
パケットについてそのマークレベルとスペースレベルを
高精度で評価することができる信号レベル測定装置を提
供することを目的とする。本発明は、信号対雑音レベル
をパケット毎に測定することができる信号レベル測定装
置を提供することを目的とする。
であって、高速スイッチングされた光パケット信号をパ
ケット毎にそのマークレベルとスペースレベルを高精度
で評価することができる信号レベル測定装置を提供する
ことを目的とする。本発明は、レベル差が大きい複数の
パケットについてそのマークレベルとスペースレベルを
高精度で評価することができる信号レベル測定装置を提
供することを目的とする。本発明は、信号対雑音レベル
をパケット毎に測定することができる信号レベル測定装
置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の第一の観点は信
号レベル測定装置であって、ディジタル信号のビットを
識別する識別器と、この識別器の出力信号のビット誤り
率を測定する誤り率測定器と、この誤り率測定器の出力
から前記ディジタル信号のレベルを演算する演算手段と
を備えた信号レベル測定装置である。本発明の特徴とす
るところは、前記識別器に供給する識別レベルを可変に
設定する手段と、この識別レベルの値にしたがって前記
演算手段の演算パラメタを変更する手段とを備えたとこ
ろにある。
号レベル測定装置であって、ディジタル信号のビットを
識別する識別器と、この識別器の出力信号のビット誤り
率を測定する誤り率測定器と、この誤り率測定器の出力
から前記ディジタル信号のレベルを演算する演算手段と
を備えた信号レベル測定装置である。本発明の特徴とす
るところは、前記識別器に供給する識別レベルを可変に
設定する手段と、この識別レベルの値にしたがって前記
演算手段の演算パラメタを変更する手段とを備えたとこ
ろにある。
【００１５】すなわち、順次変化する識別電圧レベルを
用いてビットを識別しその各識別電圧レベルにおけるビ
ット誤り率を測定することにより、さまざまな値を取り
得る光パケット信号のレベルに対して柔軟に対応できる
ところが本発明の最も主要な特徴である。
用いてビットを識別しその各識別電圧レベルにおけるビ
ット誤り率を測定することにより、さまざまな値を取り
得る光パケット信号のレベルに対して柔軟に対応できる
ところが本発明の最も主要な特徴である。
【００１６】前記演算パラメタがあらかじめ記憶され、
前記識別レベルの設定信号に連動して対応する演算パラ
メタが読出されるメモリ手段を備える構成とすることが
望ましい。
前記識別レベルの設定信号に連動して対応する演算パラ
メタが読出されるメモリ手段を備える構成とすることが
望ましい。
【００１７】送出元およびまたは伝送経路が異なる複数
の光パケット信号が到来する光信号入力端子と、この光
信号入力端子の信号を電気信号に変換し前記識別器に供
給する受光器と、前記送出元およびまたは伝送経路毎に
設定される繰り返し周期にしたがって所望の繰り返し信
号を選択する選択手段とを備える構成とすることが望ま
しい。
の光パケット信号が到来する光信号入力端子と、この光
信号入力端子の信号を電気信号に変換し前記識別器に供
給する受光器と、前記送出元およびまたは伝送経路毎に
設定される繰り返し周期にしたがって所望の繰り返し信
号を選択する選択手段とを備える構成とすることが望ま
しい。
【００１８】このようにして測定されたビット誤り率に
したがって光信号レベルの正規分布の平均および分散を
演算し、さらに、演算された光信号レベルの正規分布の
平均および分散にしたがって光パケット信号の最大レベ
ルおよび最小レベルを演算することができる。
したがって光信号レベルの正規分布の平均および分散を
演算し、さらに、演算された光信号レベルの正規分布の
平均および分散にしたがって光パケット信号の最大レベ
ルおよび最小レベルを演算することができる。
【００１９】これにより、高速スイッチングされた光パ
ケット信号をパケット毎にそのマークレベルとスペース
レベルを高精度で評価することができる。さらに、レベ
ル差が大きい複数のパケットについてそのマークレベル
とスペースレベルを高精度で評価することができる。ま
た、信号対雑音レベルをパケット毎に測定することがで
きる。
ケット信号をパケット毎にそのマークレベルとスペース
レベルを高精度で評価することができる。さらに、レベ
ル差が大きい複数のパケットについてそのマークレベル
とスペースレベルを高精度で評価することができる。ま
た、信号対雑音レベルをパケット毎に測定することがで
きる。
【００２０】本発明の第二の観点は信号レベル測定方法
であって、ディジタル信号のビット誤り率からそのディ
ジタル信号のレベルを演算する方法である。本発明の特
徴とするところは、前記ディジタル信号のビット識別レ
ベルを変更するところにある。
であって、ディジタル信号のビット誤り率からそのディ
ジタル信号のレベルを演算する方法である。本発明の特
徴とするところは、前記ディジタル信号のビット識別レ
ベルを変更するところにある。
【００２１】
【００２２】
【実施例】本発明実施例の構成を図１を参照して説明す
る。図１は本発明実施例の信号レベル測定装置のブロッ
ク構成図である。
る。図１は本発明実施例の信号レベル測定装置のブロッ
ク構成図である。
【００２３】本発明は信号レベル測定装置であって、デ
ィジタル信号のビットを識別する識別器３と、この識別
器３の出力信号のビット誤り率を測定する誤り率測定器
７と、この誤り率測定器７の出力から前記ディジタル信
号のレベルを演算する演算部８とを備えた信号レベル測
定装置である。
ィジタル信号のビットを識別する識別器３と、この識別
器３の出力信号のビット誤り率を測定する誤り率測定器
７と、この誤り率測定器７の出力から前記ディジタル信
号のレベルを演算する演算部８とを備えた信号レベル測
定装置である。
【００２４】ここで、本発明の特徴とするところは、識
別器３に供給する識別レベルを可変に設定しこの識別レ
ベルの値にしたがって演算部８の演算パラメタを変更す
る手段としての識別レベル発生器４を備えたところにあ
る。
別器３に供給する識別レベルを可変に設定しこの識別レ
ベルの値にしたがって演算部８の演算パラメタを変更す
る手段としての識別レベル発生器４を備えたところにあ
る。
【００２５】また、前記演算パラメタがあらかじめ記憶
され、前記識別レベルの設定信号に連動して対応する演
算パラメタが読出されるメモリ９を備えている。
され、前記識別レベルの設定信号に連動して対応する演
算パラメタが読出されるメモリ９を備えている。
【００２６】さらに、送出元およびまたは伝送経路が異
なる複数の光パケット信号が到来する光信号入力端子１
と、この光信号入力端子１の信号を電気信号に変換し識
別器３に供給する受光器２と、前記送出元およびまたは
伝送経路毎に設定される繰り返し周期にしたがって所望
の繰り返し信号を選択する選択手段としてのマスクパタ
ーン発生器５およびＯＲゲート６とを備えている。
なる複数の光パケット信号が到来する光信号入力端子１
と、この光信号入力端子１の信号を電気信号に変換し識
別器３に供給する受光器２と、前記送出元およびまたは
伝送経路毎に設定される繰り返し周期にしたがって所望
の繰り返し信号を選択する選択手段としてのマスクパタ
ーン発生器５およびＯＲゲート６とを備えている。
【００２７】次に、本発明実施例の動作を説明する。演
算部８は、測定されたビット誤り率にしたがって光信号
レベルの正規分布の平均μ0 、μ1 および分散σ0 、σ
1 を演算する。さらに、演算部８は、演算された光信号
レベルの正規分布の平均μ0、μ1 および分散σ0 、σ
1 にしたがって光パケット信号のマークレベルおよびス
ペースレベルを演算する。
算部８は、測定されたビット誤り率にしたがって光信号
レベルの正規分布の平均μ0 、μ1 および分散σ0 、σ
1 を演算する。さらに、演算部８は、演算された光信号
レベルの正規分布の平均μ0、μ1 および分散σ0 、σ
1 にしたがって光パケット信号のマークレベルおよびス
ペースレベルを演算する。
【００２８】ここでは次の〜のことを仮定する。
スイッチングされたパケット内では、波長、偏波の状態
は一定で同一損失／利得を受け、パケット内のハイレベ
ル、ローレベルは一定であるとする。受信信号のマー
クおよびスペースレベルが平均μ1 、μ0 、分散σ1 、
σ0 の正規分布を持つとするモデルで近似できる。時
間軸方向のパターン効果がほとんど無視できるほど小さ
いとする。
スイッチングされたパケット内では、波長、偏波の状態
は一定で同一損失／利得を受け、パケット内のハイレベ
ル、ローレベルは一定であるとする。受信信号のマー
クおよびスペースレベルが平均μ1 、μ0 、分散σ1 、
σ0 の正規分布を持つとするモデルで近似できる。時
間軸方向のパターン効果がほとんど無視できるほど小さ
いとする。
【００２９】図２はビット誤り率の確率密度関数と識別
レベルとの関係を示す図である。横軸に識別レベルＤを
とり、縦軸に確率密度関数をとる。上記〜の仮定が
成り立つとき、あるパケット内では図２に示すようにマ
ークおよびスペースレベルの正規分布の平均μ1 、
μ0 、分散σ1 、σ0 、識別レベルＤ（電圧）、ビット
誤り率ＢＥＲとの関係は以下の式で表すことができる。 ＢＥＲ（Ｄ）＝（１／２）erfc（｜μ1 −Ｄ｜／σ1 ）＋ （１／２）erfc（｜Ｄ−μ0 ｜／σ0 ） …（１） ここでエラー補関数は以下のように定義する。
レベルとの関係を示す図である。横軸に識別レベルＤを
とり、縦軸に確率密度関数をとる。上記〜の仮定が
成り立つとき、あるパケット内では図２に示すようにマ
ークおよびスペースレベルの正規分布の平均μ1 、
μ0 、分散σ1 、σ0 、識別レベルＤ（電圧）、ビット
誤り率ＢＥＲとの関係は以下の式で表すことができる。 ＢＥＲ（Ｄ）＝（１／２）erfc（｜μ1 −Ｄ｜／σ1 ）＋ （１／２）erfc（｜Ｄ−μ0 ｜／σ0 ） …（１） ここでエラー補関数は以下のように定義する。
【００３０】
【数１】 識別レベルがスペースに近い場合は第１項が、マークに
近い場合は第２項が支配的になる。
近い場合は第２項が支配的になる。
【００３１】図３はビット誤り率ＢＥＲと識別レベルＤ
との関係を示す図である。横軸に識別レベルＤをとり、
縦軸にビット誤り率ＢＥＲをとる。特定のパケットにお
いて識別レベルを順次変えながら、ビット誤り率を測定
すると図３に示すように、マークおよびスペースレベル
側にそれぞれ１本ずつの特性が測定でき、それぞれが式
（１）の第１項、第２項に相当すると考えることができ
る。この測定データから、平均μ1 、分散σ1 と平均μ
0 、分散σ0 をそれぞれ求めることができる。ビット誤
り率から平均μ1 、μ0 、分散σ1 、σ0 を求める方法
は、文献N.S.Bergano,F.W.Kerfoot,and C.R.Davidson,
"Margin measurements in optical amplifier system
s",IEEE Photo.Tech.Lett.,vol.5,no.3,pp.304-306(Mar
1993) に提案されている方法を用いればよい。
との関係を示す図である。横軸に識別レベルＤをとり、
縦軸にビット誤り率ＢＥＲをとる。特定のパケットにお
いて識別レベルを順次変えながら、ビット誤り率を測定
すると図３に示すように、マークおよびスペースレベル
側にそれぞれ１本ずつの特性が測定でき、それぞれが式
（１）の第１項、第２項に相当すると考えることができ
る。この測定データから、平均μ1 、分散σ1 と平均μ
0 、分散σ0 をそれぞれ求めることができる。ビット誤
り率から平均μ1 、μ0 、分散σ1 、σ0 を求める方法
は、文献N.S.Bergano,F.W.Kerfoot,and C.R.Davidson,
"Margin measurements in optical amplifier system
s",IEEE Photo.Tech.Lett.,vol.5,no.3,pp.304-306(Mar
1993) に提案されている方法を用いればよい。
【００３２】上記の文献に提案されている方法は、信号
レベルが変動しない系に対して有効であり、パケット内
で平均と分散は一定であるという仮定が成り立つ場合に
は、図９に示すような信号に対しパケット毎にその手法
を用いることができる。そのために、特定領域のみのビ
ット誤りを測定できる誤り率測定器７を用いて、あるパ
ケットのビット誤り率を測定し、その測定値からそのパ
ケットに対する平均μと分散σを評価することが初めて
可能となる。この測定を繰り返せば、パケット単位毎に
マークおよびスペースレベルを求めることができ、パケ
ット毎の信号レベルの変動を測定することが可能とな
る。
レベルが変動しない系に対して有効であり、パケット内
で平均と分散は一定であるという仮定が成り立つ場合に
は、図９に示すような信号に対しパケット毎にその手法
を用いることができる。そのために、特定領域のみのビ
ット誤りを測定できる誤り率測定器７を用いて、あるパ
ケットのビット誤り率を測定し、その測定値からそのパ
ケットに対する平均μと分散σを評価することが初めて
可能となる。この測定を繰り返せば、パケット単位毎に
マークおよびスペースレベルを求めることができ、パケ
ット毎の信号レベルの変動を測定することが可能とな
る。
【００３３】図４は光ＡＴＭスイッチの実験例を示す図
である。符号ＴＸは送信器、符号ＰＰＧはパルス信号発
生器、符号ＳＯＧは光ゲート、符号ＳＯＡは光半導体ア
ンプ、符号ＥＲＤはビット誤り率測定器、符号ＰＣは偏
波コントローラ、符号ｄｅｍｕｘは光分波器、符号ｍｕ
ｘは光合波器、符号ＥＤＦＡは光ファイバアンプ、符号
ＲＸは光受信器、符号ＡＴＴは光減衰器、符号ＧＴ０、
ＧＴ１、ＧＦ１〜ＧＦ４は光ゲートである。また、周波
数ｆ１は波長１５５３．６ｎｍ、周波数ｆ２は波長１５
５４．４ｎｍ、周波数ｆ３は波長１５５５．２ｎｍ、周
波数ｆ４は波長１５５６．１ｎｍである。
である。符号ＴＸは送信器、符号ＰＰＧはパルス信号発
生器、符号ＳＯＧは光ゲート、符号ＳＯＡは光半導体ア
ンプ、符号ＥＲＤはビット誤り率測定器、符号ＰＣは偏
波コントローラ、符号ｄｅｍｕｘは光分波器、符号ｍｕ
ｘは光合波器、符号ＥＤＦＡは光ファイバアンプ、符号
ＲＸは光受信器、符号ＡＴＴは光減衰器、符号ＧＴ０、
ＧＴ１、ＧＦ１〜ＧＦ４は光ゲートである。また、周波
数ｆ１は波長１５５３．６ｎｍ、周波数ｆ２は波長１５
５４．４ｎｍ、周波数ｆ３は波長１５５５．２ｎｍ、周
波数ｆ４は波長１５５６．１ｎｍである。
【００３４】この詳細は文献A.Misawa and T.Matsunag
a,"Q factor measurements of Photonic ATM switch wi
th four-channel FDM output buffer at 2.5 and 10Gbi
t/s",Electron.Lett.,vol.32.no.17,pp.1604-1605(Aug.
1996)にある。この系では、ＧＴ０，ＧＴ１，ＧＦ１〜
ＧＦ４の光ゲートを切り替えることによって、光セル
（固定パケット）を切り替える。受信器ＲＸは、その光
ゲートＧＴ０，ＧＴ１，ＧＦ１〜ＧＦ４の開閉の組合わ
せから８つのパスからの光セルを受信する。信号のビッ
トレートはＮＲＺ(Non Return to Zero)２．５Ｇｂ／
Ｓ、光セルは１６byteの固定長（５１．２ｎｓ）であ
る。切替時間を補償するガードタイム長は、３．２ｎｓ
であり、この領域には光信号は置かない。図４の例で
は、識別器はビット誤り率測定器ＥＲＤに内蔵されてい
る識別器を用いている。図５は測定する入出力セルのシ
ーケンスと通過する光ゲートを示す図である。これらの
セル毎にビット誤り率を測定した結果を図６に示す。こ
のように、各セルは、光パスの偏波依存性、波長依存性
などにより、セル毎に特性が異なる。先に挙げた文献N.
S.Bergano,F.W.Kerfoot,and C.R.Davidson,"Margin mea
surements in optical amplifier systems",IEEE Phot
o.Tech.Lett.,vol.5,no.3,pp.304-306(Mar 1993) によ
ると、 ｙ＝ｆ（ｘ）＝（１／２）erfc（ｘ） …（３） に対して、その逆関数は、 ｆ-1〔log(x)〕≒1.192 −0.6681×ｌog(y) −0.0162×log(y)2 …（４） の近似式で与えられる(10-5 ≦y ≦10-10)。ビット誤り
率と識別レベルの測定値を式（４）に代入すれば、式
（１）のエラー補関数の引き数μ，σを未知数とする１
次式が得られる。複数の測定値に対して最小２乗法か
ら、未知数μ，σが求まる。このようにして求めた
μ1 ，μ0 をセル毎に示したのが図７である。図７はセ
ル毎のマークおよびスペースレベルを示す図である。こ
の測定法により、セル毎に信号のハイおよびローレベル
が求まる。このとき、最適な識別レベルＤopt と識別器
での信号対雑音比を表すＱ値は、 Ｄopt ＝（μ1 σ0 ＋μ0 σ1 ）／（σ1 ＋σ0 ） …（５） Ｑ＝（｜μ1 −μ0 ｜）／（σ1 ＋σ0 ） …（６） で与えられる。最適な識別値とＱ値を図７中に示した。
Ｑ値を用いてセルレベルの変動を測定することが可能で
ある。
a,"Q factor measurements of Photonic ATM switch wi
th four-channel FDM output buffer at 2.5 and 10Gbi
t/s",Electron.Lett.,vol.32.no.17,pp.1604-1605(Aug.
1996)にある。この系では、ＧＴ０，ＧＴ１，ＧＦ１〜
ＧＦ４の光ゲートを切り替えることによって、光セル
（固定パケット）を切り替える。受信器ＲＸは、その光
ゲートＧＴ０，ＧＴ１，ＧＦ１〜ＧＦ４の開閉の組合わ
せから８つのパスからの光セルを受信する。信号のビッ
トレートはＮＲＺ(Non Return to Zero)２．５Ｇｂ／
Ｓ、光セルは１６byteの固定長（５１．２ｎｓ）であ
る。切替時間を補償するガードタイム長は、３．２ｎｓ
であり、この領域には光信号は置かない。図４の例で
は、識別器はビット誤り率測定器ＥＲＤに内蔵されてい
る識別器を用いている。図５は測定する入出力セルのシ
ーケンスと通過する光ゲートを示す図である。これらの
セル毎にビット誤り率を測定した結果を図６に示す。こ
のように、各セルは、光パスの偏波依存性、波長依存性
などにより、セル毎に特性が異なる。先に挙げた文献N.
S.Bergano,F.W.Kerfoot,and C.R.Davidson,"Margin mea
surements in optical amplifier systems",IEEE Phot
o.Tech.Lett.,vol.5,no.3,pp.304-306(Mar 1993) によ
ると、 ｙ＝ｆ（ｘ）＝（１／２）erfc（ｘ） …（３） に対して、その逆関数は、 ｆ-1〔log(x)〕≒1.192 −0.6681×ｌog(y) −0.0162×log(y)2 …（４） の近似式で与えられる(10-5 ≦y ≦10-10)。ビット誤り
率と識別レベルの測定値を式（４）に代入すれば、式
（１）のエラー補関数の引き数μ，σを未知数とする１
次式が得られる。複数の測定値に対して最小２乗法か
ら、未知数μ，σが求まる。このようにして求めた
μ1 ，μ0 をセル毎に示したのが図７である。図７はセ
ル毎のマークおよびスペースレベルを示す図である。こ
の測定法により、セル毎に信号のハイおよびローレベル
が求まる。このとき、最適な識別レベルＤopt と識別器
での信号対雑音比を表すＱ値は、 Ｄopt ＝（μ1 σ0 ＋μ0 σ1 ）／（σ1 ＋σ0 ） …（５） Ｑ＝（｜μ1 −μ0 ｜）／（σ1 ＋σ0 ） …（６） で与えられる。最適な識別値とＱ値を図７中に示した。
Ｑ値を用いてセルレベルの変動を測定することが可能で
ある。
【００３５】アドバンテスト社製エラー・ディテクタＤ
３２８６では、特定領域のビット誤りの測定機能が内蔵
されている。ビット誤り率測定器に、このような特別な
機能のない場合には、図１に示すような特定領域ビット
測定のためのマスクパターン発生器５を使って特定領域
（セル）のビット誤りを測定することができる。図８は
特定領域ビット測定における信号波形を示す図である。
識別波形と測定領域のみをマークとしたマスク信号の論
理和をとると、測定領域以外のビットは全てスペースと
なる。この論理和出力信号のビット誤りは、全て測定領
域のみで起こると仮定する。ビット誤り率測定器は、測
定長Ｍｂｉｔに対するビット誤り率Ｒ（誤りビット数を
Ｅとすると、Ｒ＝Ｅ／Ｍ）を測定する。測定領域ｍｂｉ
ｔでのビットに対するビット誤り率は、ＲＭ／ｍ（＝Ｅ
／ｍ）から求めることができる。論理和の代わりに論理
積を用いても同様な測定が可能である。その場合には、
図８のマスク信号を反転させた信号をマスク信号として
用い、論理積出力も測定領域以外のビットが全てマーク
となる。
３２８６では、特定領域のビット誤りの測定機能が内蔵
されている。ビット誤り率測定器に、このような特別な
機能のない場合には、図１に示すような特定領域ビット
測定のためのマスクパターン発生器５を使って特定領域
（セル）のビット誤りを測定することができる。図８は
特定領域ビット測定における信号波形を示す図である。
識別波形と測定領域のみをマークとしたマスク信号の論
理和をとると、測定領域以外のビットは全てスペースと
なる。この論理和出力信号のビット誤りは、全て測定領
域のみで起こると仮定する。ビット誤り率測定器は、測
定長Ｍｂｉｔに対するビット誤り率Ｒ（誤りビット数を
Ｅとすると、Ｒ＝Ｅ／Ｍ）を測定する。測定領域ｍｂｉ
ｔでのビットに対するビット誤り率は、ＲＭ／ｍ（＝Ｅ
／ｍ）から求めることができる。論理和の代わりに論理
積を用いても同様な測定が可能である。その場合には、
図８のマスク信号を反転させた信号をマスク信号として
用い、論理積出力も測定領域以外のビットが全てマーク
となる。
【００３６】
【発明の効果】光ディジタル信号が、ある切替時間単位
にレベルが変動する系においてビットのハイ・ローレベ
ルを単位時間単位に、定量的な測定が可能となる。ま
た、本発明測定方法を用いると、その受信信号の識別器
での信号対雑音レベルもパケット毎に測定することもで
きる。
にレベルが変動する系においてビットのハイ・ローレベ
ルを単位時間単位に、定量的な測定が可能となる。ま
た、本発明測定方法を用いると、その受信信号の識別器
での信号対雑音レベルもパケット毎に測定することもで
きる。
【図１】本発明実施例の信号レベル測定装置のブロック
構成図。
構成図。
【図２】ビット誤り率の確率密度関数と識別レベルとの
関係を示す図。
関係を示す図。
【図３】ビット誤り率と識別レベルとの関係を示す図。
【図４】光ＡＴＭスイッチの実験例を示す図。
【図５】測定する入出力セルのシーケンスと通過する光
ゲートを示す図。
ゲートを示す図。
【図６】セル毎にビット誤り率を測定した結果を示す
図。
図。
【図７】セル毎のマークおよびスペースレベルを示す
図。
図。
【図８】特定領域ビット測定における信号波形を示す
図。
図。
【図９】光パケット信号レベルの変動を示す図。
１ 光信号入力端子 ２ 受光器 ３ 識別器 ４ 識別レベル発生器 ５ マスクパターン発生器 ６ ＯＲゲート ７ 誤り率測定器 ８ 演算部 ９ メモリ ＡＴＴ 光減衰器 ｄｅｍｕｘ 光分波器 ＥＤＦＡ 光ファイバアンプ ＥＲＤ ビット誤り率測定器 ＧＴ０、ＧＴ１、ＧＦ１〜ＧＦ４ 光ゲート ｍｕｘ 光合波器 ＰＣ 偏波コントローラ ＰＰＧ パルス信号発生器 ＲＸ 光受信器 ＳＯＧ 光ゲート ＳＯＡ 光半導体アンプ ＴＸ 送信器
Claims (4)
- 【請求項１】 ディジタル信号のビットを識別する識別
器と、この識別器の出力信号のビット誤り率を測定する
誤り率測定器と、この誤り率測定器の出力から前記ディ
ジタル信号のレベルを演算する演算手段とを備えた信号
レベル測定装置において、 前記識別器に供給する識別レベルを可変に設定する手段
と、この識別レベルの値にしたがって前記演算手段の演
算パラメタを変更する手段とを備えたことを特徴とする
信号レベル測定装置。 - 【請求項２】 前記演算パラメタがあらかじめ記憶さ
れ、前記識別レベルの設定信号に連動して対応する演算
パラメタが読出されるメモリ手段を備えた請求項１記載
の信号レベル測定装置。 - 【請求項３】 送出元およびまたは伝送経路が異なる複
数の光パケット信号が到来する光信号入力端子と、この
光信号入力端子の信号を電気信号に変換し前記識別器に
供給する受光器と、前記送出元およびまたは伝送経路毎
に設定される繰り返し周期にしたがって所望の繰り返し
信号を選択する選択手段とを備えた請求項１または２記
載の信号レベル測定装置。 - 【請求項４】 ディジタル信号のビット誤り率からその
ディジタル信号のレベルを演算する方法であって、前記
ディジタル信号のビット識別レベルを変更することを特
徴とする信号レベル測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP675897A JPH10206469A (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | 信号レベル測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP675897A JPH10206469A (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | 信号レベル測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10206469A true JPH10206469A (ja) | 1998-08-07 |
Family
ID=11647090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP675897A Pending JPH10206469A (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | 信号レベル測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10206469A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2352597A (en) * | 1999-06-14 | 2001-01-31 | Toshiba Kk | Digital signal quality monitoring method using a scanned discrimination level |
| US7343094B2 (en) | 2003-03-18 | 2008-03-11 | Fujitsu Limited | Transmission characteristics evaluation system and pseudo transmission path apparatus thereof |
-
1997
- 1997-01-17 JP JP675897A patent/JPH10206469A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2352597A (en) * | 1999-06-14 | 2001-01-31 | Toshiba Kk | Digital signal quality monitoring method using a scanned discrimination level |
| GB2352597B (en) * | 1999-06-14 | 2002-09-11 | Toshiba Kk | Digital signal quality monitoring method and communications apparatus using this method |
| US6718138B1 (en) | 1999-06-14 | 2004-04-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Digital-signal quality monitoring method and communications apparatus using this method |
| US7343094B2 (en) | 2003-03-18 | 2008-03-11 | Fujitsu Limited | Transmission characteristics evaluation system and pseudo transmission path apparatus thereof |
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