JPH11510901A

JPH11510901A - 光伝送システム中のひずみ測定用アイマスク

Info

Publication number: JPH11510901A
Application number: JP9541299A
Authority: JP
Inventors: オスリバン・モーリス・ステファン; フイ・ロングキング; ゾウ・ジンギュ
Original assignee: ノーザン・テレコム・リミテッド
Priority date: 1996-05-28
Filing date: 1996-12-18
Publication date: 1999-09-21
Anticipated expiration: 2016-12-18
Also published as: JP3391800B2; AU1089797A; EP0901617B1; US5774242A; EP0901617A1; CN1226314A; AU714481B2; DE69624843D1; WO1997045713A1; CA2177525A1; CN1186610C; CA2177525C; DE69624843T2

Abstract

(57)【要約】光送信システムの性能評価分析を開示する。基準アイマスクは送信機用および基準光送信リンク用に形成される。現用パスの送信品質は、基準アイマスクを、ひずみ測定装置によって測定ポイントで再生された電気信号のアイダイアグラム上に当てはめることによって決定される。測定ポイントは、光送信リンクと送信損失を測定するために、受信機光接続面に置くことができ、または、測定ポイントは、送信機の性能を測定するために、送信機の光接続面に置くことができる。光パスは、光増幅器と、分散補償モジュールと、能動および受動コンポーネントとを含んでもよい。

Description

【発明の詳細な説明】発明の名称光伝送システム中のひずみ測定用アイマスク発明の分野本発明は、光伝送システムに対する性能評価分析に関するもので、特にひずみの測定用アイマスク方法および装置に関するものである。背景技術ひずみは、発生信号が不正確に再生されたものである。発生信号とは、伝送リンク中のあらゆる場所に存在するシステム要素を指す。ひずみは、原信号波形と、原信号が伝送リンクを通過した後の信号波形との差を評価することによって測定できる。光信号は、ノイズ、符号間干渉、ファイバ分散のような要因で送受信機間で劣化する。分散は、パラメータの色または波長に依存する。たとえば、ひずみは異なる速度で進むパルスの異なる光波長によって生じる。また、ファイバ光システム中のパルスひずみは、他の部分よりも長いパス（モード）の後の光パルスの部分によって発生する場合もある。この１０年間において、データ信号の伝送レートは、急激に上昇してきた。この伝送レートの上昇に対して、より速く、より感度の高い伝送システムが必要となる。１０または４０Ｇｂ／ｓのような高レート伝送に対しては、光リンクの分散は、重要なパラメータである。所定のリンクを構成する異なるタイプの分散シフトファイバ、分散補償ファイバ、分散補償フィルタにおいては、リンクの分散を決定するのは、標準の単一モードファイバの分散特性である１７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍをファイバの長さ（ｋｍ）に単に乗算するというような単純な作業ではない。さらに、ライン中に光増幅器を有する光伝送システムにおいて、ノイズおよび光パスのひずみによって生じる性能劣化は、通常分離できないものであり、性能評価は複雑化である。光増幅器または光補償がないと、ＳＴＭ−６４光パラメータの仕様書は、既存のフレームワークを用いたＧ．９５７の単純な改良版である。しかしながら、Ｇ．９５７フレームワーク内の光増幅器および分散補償の影響は、単純ではない。特に、分散補償および光非線性が存在する場合の増幅器からの、光ノイズおよび光パスからのひずみは、横の互換性に対応できるように制御されなければならない。信号劣化の程度は、アイダイアグラムによって表現される。アイダイアグラムとは、帯域幅信号がオシロスコープの垂直入力に印加され、シンボルレートがオシロスコープの時間ベースをトリガするときに、オシロスコープ上で生成されるグラフィックパターンである。バイナリ信号に対して、そのようなアイダイアグラムは、信号の劣化の程度に従って、アイを開け閉めする１つのアイを有する。開のパターンが望ましいものである。アイ・サイズの変化は、測定される信号に応じて、ジッタのようなシンボル間干渉、振幅の不規則性、またはタイミング問題を生じさせる。ひずみを測定するために使用される試験機器はいくつか存在する。たとえば、（トレンブレイ等によって１９８９年４月１８日に出願され、ノーザン・テレコム・リミテッドに譲渡された）米国特許４，８２３，３６０では、ベースバンド位相比較法に基づいて、光ファイバの色分散を測定する装置を開示している。この米国特許中に記載の装置は、データの再生のために３つの閾値レベルを用いて伝送リンク性能を評価する。第１および第２の閾値は、事前に設定されたエラーレートに対して、「ロング０」および「「ロング１」のレベルをそれぞれ測定することによって得られる。また、第３の閾値は、他の２つとの関係を選択して、供給される。（Ｔｓｕｋａｍｏｔｏ等によって１９８９年１月２４日に出願され、アンリツ・コーポレーションに譲渡された）米国特許４，７９９，７９０では、種々の波長を基準ファイバまたは試験ファイバに送信する送信機および受信機を含む装置を開示している。受信機において、２つの隣接する波長間の位相差は、基準パスおよび試験パスの両方に対して測定され、各波長の遅延を決定する。しかしながら、これらの米国特許のいずれも、ノイズ特性に関係なく、最悪の場合のパスひずみ要素を提供して、ノイズ信号からひずみ信号を分離することについては全く開示していない。発明の概要本発明の目的は、伝送システムの光パスに沿ったひずみを測定するための改良された方法および装置を提供することにある。さらに、本発明の別の目的は、基準長さの単一モードファイバに対してひずみ係数を与え、許容できる送信機およびリンク性能を形成するひずみ測定方法および装置を提供することにある。最悪の場合のひずみの係数は、ひずみ計算をノイズ計算から分離してリンクのノイズ特性に関係なく伝送される点に特徴がある。本発明の一側面によれば、本発明は、光送信システム中でひずみを測定する方法において：送信機からその送信機の下流方向に形成された測定ポイントに出力光信号を送信し；測定ポイントに接続されたひずみ測定装置で、出力光信号が劣化し変形された入力光信号を受信し；入力光信号を電気信号に変換し、その電気信号からクロック信号を再生し；電気信号のアイダイアグラムを発生し；そのアイダイアグラム上でひずみパラメータを測定するように構成される。本発明の他の側面によれば、本発明は、光送信システム中でひずみを測定する方法において：試験される現用光パスをシミュレーションする基準パスを形成し；試験送信機から基準パス上に出力光信号を放射し、ひずみ測定装置で、出力光信号が劣化し変形した入力光信号を受信し；入力光信号を電気信号に変換し、電気信号からクロック信号を再生し；電気信号の連続する２つのシンボル間の間隔（Ｔ）と比較して比較的大きいサンプリング間隔（Ｔ_s）を選択し、の再生されたクロックを用いて、前記サンプリング間隔（Ｔ_s）の間、前記電気信号を繰り返し処理し；波形の基準アイダイアグラムを作り、アイダイアグラム上で、長い「１」のレベルを表わす第１の電力レベル（Ｐ₁）と、長い「０」のレベルを表わす第２の電力レベルとを決定し；アイダイアグラム上で、絶対時間単位で表される許容できる位相ウィンドウ（Ｗ）に対する、最も低い内部上部電力レベル（Ｐ_iu）と、最も高い内部下部電力レベル（Ｐ_il）とを決定し；第１および第２の電力レベルに関して、（Ｐ_iu）と（Ｐ_il）の各正規化値を表わす上部の値（Ａ）と下部の値（Ｂ）を決定し；基準アイマスクを、位相ウィンドウ（Ｗ）を表わす第１の側と、上部の値（Ａ）と前記下部の値（Ｂ）の間の差を表わす第２の側とを有する矩形になるように準備し、基準アイマスクを、現用パスの出力の測定ポイントに供給するように構成される。本発明の他の側面によれば、本発明は、光送信リンクの性能パラメータを測定するひずみ測定装置において：入力光信号をディジタル電気信号に変換するコンバータと；そのディジタル電気信号から、クロック信号を再生するクロック再生装置と；電気信号とクロック信号を受信し、広帯域アナログ波形を生成する信号分析器と；広帯域アナログ波形を受信し、同一波形を整形し、あらかじめセットした位相ウィンドウ（Ｗ）に対するひずみパラメータを決定する性能プロセッサと；コンバータと、クロック再生装置と、信号分析器と、性能プロセッサを監視する制御装置と；クロック信号と波形を受信し、アイダイアグラムを表示するディスプレイとを含むように構成される。本発明の他の側面によれば、本発明は、光リンクのひずみを測定する装置において：第７次またはそれより高い次数の疑似ランダム・ビット・シーケンスを生成する試験送信機と；試験送信機と測定ポイント間の基準パスと；疑似ランダム・ビット・シーケンスが劣化し変形した入力光信号を受信し、第２の光信号をアナログ広帯域波形に変換し、アナログ広帯域波形のアイダイアグラムを生成し、アイダイアグラム上に基準アイマスクを作るひずみ測定装置とを含むように構成される。本発明の方法の顕著な利点は、従来技術よりも複雑な光システム中の伝送の質を決定するために使用できる点である。ここで、分析されるパスは、光増幅器、分散補償モジュール、能動光コンポーネント、および受動光コンポーネントを含むことができる。本発明の他の利点は、2乗平均平方根値（ｒｍｓ）ソース線幅、チャープ、および送信機吸光比のような高い解像度のスペクトル仕様に対する必要性を除去または減少させる点である。上記の全パラメータは、光パス損失、および他のひずみと共に、アイマスク・パラメータによって制御できる。図面の簡単な説明本発明の目的、特徴、利点は、添付図面に図示されているように、以下の好ましい実施の形態による特定の説明によって明瞭になる。図１は、伝送システムの光レイヤに対する仕様モデルで、光パスを示す図である。図２は、本発明のひずみ測定に対する光アイマスクのパラメータを示す図である。図３は、測定されたアイダイアグラム上にマッピングされた光アイマスクを示す図である。図４は、本発明のひずみ測定のブロック図である。図５は、全ての可能なアイに対する最悪の場合の劣化係数Ｙ₀を示す図である。図６は、Ｑひずみ係数対アイ・パラメータＡおよびＢの関係を示す図である。図７は、２スパンシステムに対おける、信号独立ノイズ（Ａ−Ｂ）、信号依存劣化パラメータ（Ｄ_WC）の変化を示す図である。図８は、ＯＣ−１９２光増幅システム中の前置増幅器光ゲインの関数およびファイバ・スパン数の関数としての（ｘ）および受信機Ｑの変化を示す図である。図９はＯＣ−４８ＡＰＤ受信機中の光信号の入力電力の関数としての（ｘ）および受信機（Ｑ）の変化を示す図である。図１０は、ＰＩＮおよびＡＤＰ受信機技術における、Ｄ_WCと感度損失間の関係を示す図である。図１１Ａは、基準符号のひずみ測定法のフローチャートを示す図である。図１１Ｂは、試験信号のひずみ測定法のフローチャートを示す図である。発明の実施の形態図１は、光伝送リンクの物理層のブロック図である。このブロック図は、左から送信機ソース１、送信インタフェース３，評価される光パス（試験パス）５、受信インタフェース７，および受信機９である。インタフェース３と７は、それぞれ送受信機光接続面に置かれる。ここでは、光パスは、光増幅器、光フィルタ、分散補償モジュール（ＤＣＭ）、および光コネクタ、パッチコードおよびケーブル・ファイバのようなその他の能動および受動光コンポーネントから構成される。この光パスは送信機インタフェース３と受信機インタフェース７間で使用される。本発明による測定は、送信機インタフェース３において行われ、送信機１および／または受信機インタフェース７で発生したひずみを測定することによって、送信機１および光パス５によって発生したひずみを測定する。光リンクを設計する時、基準光パスは、インタフェース３とインタフェース７間のケーブル・リンク・ファイバ５上で提供される全装置で使用される。最悪の場合の基準ひずみパラメータは、基準パスに対して測定され、システムを顧客に提供する。インタフェース７での測定が、許容できるひずみのレベルである限り、付加的な光構成コンポーネントを後でリンク５に挿入してもよい。図２は、本発明によるひずみ測定用アイマスクのパラメータを示し、図３は測定されたアイダイアグラムにマッピングされたアイマスクを示す。図２に示されるアイマスクの縦軸は光電力を表し、横軸は時間を表わす。Ｐ₁、Ｐ₀、Ｐ_iu、Ｐ_il およびＰ＝０は、長い１，長い０、最も低い内側の上部レベル、最も高い内側の下部レベル、０の電力レベルに関連する電力である。最適なサンプリング位相とスライシング・レベルを仮定する。位相ウィンドウＷは、所定の送信システムに対する許容できる位相ジッタの測定値であり、これは送信設備の仕様に依存する。Ｐ_iuとＰ_ilレベルは、所定のＷに対するアイダイアグラム内で決定され、これらはそれぞれ信号電力の最も低いまた最も高いレベルを表している。図２の定義を用いれば、平均信号電力は、Ｐ_av＝（Ｐ₁＋Ｐ₀）／２である。このとき、アイマスクパラメータＰ_iuとＰ_ilは、Ａ＝Ｐ_iu／２Ｐ_avおよびＢ＝Ｐ_il ／２Ｐ_avに正規化される。図３はアイダイアグラム上にマッピングされたアイマスを示す。内側のレベルは、あきらかに、所定の位相ウィンドウＷに設定される。図４は本発明による測定システムを示している。測定システムは、一般的に、出力光信号を生成する送信機１００と、入力タップ１２と出力タップ１８間にある基準パス２００と、ひずみ測定装置３００とから成る。インタフェース１２と１８間のひずみアイマスクパラメータを特定することによって、パスひずみによる電力損失が得られる。送信機１００は、直接変調（ＤＭ）されるかまたは、外部変調（ＥＭ）される。外部信号源１０は図４に示される。これは、７次またはそれより高い次数の疑似ランダム・ビット・シーケンスを生成するパターン発生器を用いてもよい。ソースが低い線幅を有しているため、ＥＭは、１５５０ｎｍで標準ファイバのような分散リンク中にあることが好ましい。ＥＭ送信機１００の出力電力は、通常１ミリワットより大きく、０デシベル（ｄＢｍ）より小さい。一方、典型的には、ＤＭ源は３ｄＢｍより小さい。これらの小さい光電力は、送信距離を限定する。従って、送信機１では、後置増幅器を用いる方が好ましい。後置増幅によって、ファイバに放射された信号電力レベルはより高くなり、このような高放射電力による非線形性は、高速伝送に対して波形がかなりひずむことになる。上述のように、基準パス２００は、試験されたパス５で用いられるコンポーネントと同じコンポーネント（または、性能が似ている）を用いることによって、試験環境の中で組み立てられる。さらに、光増幅器１４は、光フィルタ１６と縦続接続され、出力タップ１８の平均レベル信号を、入力タップ１２で評価された原レベルにまで上昇する。光フィルタ１６は、１００次のオーダを有する１ｎｍのＦＷＨＭファブリペローフィルタであることが好ましい。ひずみ測定装置３００は、基準パス２００の出力点で信号を検出する。ひずみ測定装置３００は、ＰＩＮまたはＡＤＰ検出器のどちらでもよい。これらは、典型的に、ＯＣ−１９２レートにおける−１４ｄＢｍおよび−１９ｄｍの受信機感度を、ビット誤り率が１０^-12に対して、それぞれ寿命の最後でバックツーバックになるようにする。ひずみ測定装置３００での過負荷電力は、寿命の保証期間の電力より少なくとも１０ｄＢは高くあるべきである。コンバータ・ブロック２２は、一般的に、従来技術によって、従来の増幅を行い、出力タップ１８で受信された光入力信号をアナログの電気信号に変換する。例えば、１５ＧＨｚよりも大きい帯域幅のＤＣ結合高速ＰＩＮダイオードを図４の実施の形態中で信号変換用に用いても良い。クロックはクロック再生ブロック２４中で再生され、ひずみ測定装置３００のブロックの同期のために用いられる。コンバータ２２からの信号出力は、再生クロックを用いて分析器２６によって処理される。サンプリング間隔は、振幅と位相ノイズを除去するために十分に長く取られる。最終的な波形は、性能測定プロセッサ２８によって処理され、ひずみパラメータＡ、Ｂ、Ｐ_avを得る。このため、信号２７は最初に逆畳み込みされ、コンバータと分析転送機能の効果を取り除く。その後、逆畳み込みされた波形は、適当なスケールの４次または５次のベッセル・フィルタのようなＳＯＮＥＴフィルタに送られ、所定のＷに対する電力Ｐ₀ 、Ｐ₁、Ｐ_iu、Ｐ_ilが決定される。次に、性能測定プロセッサ２８は平均電力Ｐ_av 、と、正規化値ＡおよびＢを決定する。同様に、その結果得られた濾波波形２９は、ディスプレイ３０に表示され、アイマスクパラメータは信号のアイダイアグラム上で測定される。アイダイアグラム上での直接測定は十分に正確で、ディスプレイ３０上で測定された測定アイマスクパラメータＰ_av、ＡおよびＢは、基準値として用いられる。計算装置ブロック３２は、パラメータＰ_av、ＡおよびＢを受信し、受信感度Ｑと最悪の状態のパスのひずみＤ_wcを計算する。これらの基準値は、各光送信リンクと光送信機に関する規定値として、製造業者によって受信機９に記憶される。同様に、送信機１に対する基準値は、インタフェース３で測定され記憶されてもよく、パスの性能は、送信機の性能とは無関係に決定されてもよい。光装置がパス５に沿って配置された後、ひずみ測定装置３００は受信機インタフェース７に接続され、試験パス５によって生じた試験ひずみを測定する。Ｐ_av 、ＡおよびＢの現在値は、所定の位相ウィンドウＷに対して、同様の方法で決定され、受信機９で使用可能な基準のパラメータと比較される。ディスプレイ３０で得られる現信号のアイダイアグラム上に基準マスクを加えることによって比較してもよく、または、ひずみ測定装置３００の制御装置３４中で、パラメータＡおよびＢを、対応の基準パラメータと比較しても良い。比較の結果は、ローカルに用いてもよく、遠隔集中制御で送信してもよい。上述のように、インタフェース３と７の間のひずみアイマスクの仕様は、送信に関するひずみを制限し、バックツーバックの感度を制御する。これはまた、光光パス損失を制御し、瞬間的な位相と光領域の強度との関係を制限する。光ひずみを有する受信機で、信号に関係するノイズと信号に関係ないノイズとがあるため、インタフェース７で、受信機の機能Ｑは以下のように求められる。ここで、σ_indは信号に無関係のノイズであり、ηはノイズに関する信号の乗算係数である。ひずみのない理想的な場合では、Ｂ＝０、Ａ＝１であり、この場合、受信機とする理想的なＱの係数は、Ｑ₀で示され、下記の値を取る。ひずみによって起こる劣化は、以下のように定義される。ここで、および、これは、信号に関係するノイズと信号に関係しないノイズとの比である。ここで、Ｄ＜１はひずみ係数であり、Ｑ₀は、ひずみのない受信機のノイズが制限されたＱであり、Ｑの電力に依存している。上述のように、式３は、システムＱの劣化を制御するために用いてもよい。Ｙ_eは重要なパラメータで、ひずみとノイズの相互間の影響を示している。信号に関係しないノイズσ_indがｘ＝０、Ｙ_e＝１であると、ひずみによって起こる信号の劣化は以下のようになる。Ｄ＝Ａ-Ｂ（６）よって起こる信号の劣化は以下のようになる。一般的に、式４のＹ_eはＡ、Ｂ、およびｘの複雑な関数であり、すべてのｘの可能な値の中から、Ｙ_eの最大値を見つける。 Y₀(A,B)=Max[Y_e(A,B,x)]|_x _∈(0,∞) （８）よって、Ｙ₀≧Ｙ_eは常に、すべてのＡとＢの組み合わせによって満たされる。式３においてＹ_eをＹ₀で置き換えると、下記のようになる。ここで、Ｄ_wcは最悪の場合のひずみパラメータであり、ノイズ特性とは無関係である。このパラメータは、図４の計算装置ブロック３２中で計算される。図５は、アイ品質パラメータＡおよびＢに対するＹ₀を示す。Ｙ₀（Ａ、Ｂ、ｘ）の最大値を決定するために、式４の変数ｘの解は、Ｙ_e（Ａ、Ｂ、ｘ）の導関数を決定することによって計算される。これはｘ₀＝（１−Ａ−Ｂ）／ＡＢのとき、以下のようになる。（Ａ，Ｂ，ｘ₀）は極小値となる。 ≦１であることは容易に証明される。すでに、Ｙ_eの最大値が、１（ｘ＝０で）より小さくはなりえないことは既知であるため、以下の簡単なＹ₀の式が得られる。実際、この式は式（８）を満たす。図６は、アイパラメータＡとＢ対する式９中で定義されたＱの変化である劣化係数Ｄ_wcを示している。次に、受信機の劣化パラメータＤ_wcは、ｘの関数として計算してもよく、こｘが無限大に近づくと、Ｄ_wcと等しくなる。実際に、Ｄ_wc（ｘ）は、ｘ＝∞で非常にゆっくりと極限に近づく。図７の一点鎖線は、１０×ｌｏｇ（Ａ−Ｂ）であり、これは、信号に関係しないノイズが支配する場合、すなわち、ｘ＝０の場合を示す。ｘの値が取りうる最悪の場合を評価するために、図８は、Ｑの値（点線）とｘ（実線）の両方を示している。これらは、数多くのスパンを有する多重スパンＯＣ−１９２光システムに対するＥＤＦＡ前置増幅器のゲインの関数として示される。受信機光ファイバの帯域幅は１．５ｎｍであり、ＥＤＦＡ雑音指数はＦ＝６ｄＢであると仮定すると、ＥＤＦＡ前置増幅器の出力光電力は、１ｍＷに固定され、受信機の温度ノイズは１５ｐｓ／ｓｑｒｔ（Ｈｚ）に固定される。ｘの最大値は、図８に示されるようにほぼ１２５で、この値は主に、受信機の温度ノイズレベルに依存する。しかしながら、実際の場合には、Ｑの値の範囲は、３０より小さいＱも含み、ｘの最大値はスパンの数に関係なく、すべてほぼ２２．５である。ＡＰＤ光受信機のｘの最大値は、図９に示される。その値が低い理由は、ＥＤＦＡで前置増幅された光受信機のように、信号自然のビートノイズがないからである。ｘの最大値は、このＯＣ−４８光受信機中では１０より少ない。ＰＩＮ光受信機のｘの最大値は、ＡＰＤ受信機のｘの最大値よりも低い。それは、受信機の温度ノイズは、通常ショットノイズよりもはるかに高いからである。以上の分析から、ｘ＝３０という値は、実際の光システムのほとんどにとって安全な限度であり、よって式８は以下のようになる。 Y₀(A,B)＝Max[Y_e(A,B,x)]|_x _∈(0,30) （１１）式１０は比較的簡単で、システム性能を公平に評価しているのに対し、式１１は、すべての場合において、実際には、劣化のレベルを、典型的には０．３５ｄＢだけ過大評価している。一方、式１１は式１０よりも厳格ではないが、計算するのはより複雑である。どちらの式を用いるかという決定は、実際使ってみてから決めても良い。簡単な参照として、表１と表２は、式１０と式１１の各々で計算したＹ₀の値を示す。表３と表４には、それぞれ、式１０と式１１を用いて式９によって計算されたアイひずみにより生じた対応のＱ劣化Ｄ_wcが示されている。異なる式を使ったことによる差は、これらの表に示される。Ｑ（ｄＢＱ）中の関連する変化と、受信機電力損失（ｄＢ）との間が等価であることは、追加的に、受容できるレベルのひずみを決定する手段として用いられてもよい。特に、下記のようになる。Ｒ_x・Penalty(dB)=-10log(Ｄ_wc) （１２）ここで、係数Ｒ_xは１と０．５の間であり、受信機の光エレクトロニクスに依存する。例えば、信号に関係ないノイズが重要であるＰＩＮダイオードでは、Ｒ_x はおよそ１であり、信号に関係するノイズが重要であるＡＰＤでは、Ｒ_xはおよそ０．６である。表５には、より詳細な範囲が示されている。これらの係数は、光ノイズの形成や複雑なシステムのひずみの計算に用いてもよい。図１０は、アイマスクのひずみ、Ｄ_wcと受信機タイプの関数としての感度損失間の関係を示している。この曲線は、ＰＩＮとＡＤＰ受信機に対するひずみのない受信機（Ｑ₀）に基づいている。このグラフは、ひずみのない受信機が、１０^- ¹² のビット誤りレート（ＢＥＲ）対して、７．０３のＱを有しているときの感度に対応している。図１１Ａと図１１Ｂは、本発明の光リンクのひずみを測定する方法のフローチャートを示す図である。図１１Ａは、基準信号のひずみを測定する方法を示し、図１１Ｂは試験信号のひずみを測定する方法を示す。よって、ステップ４００から４５０は、２つのフローチャートでに類似している。図１１Ａは、ステップ４００で、送信機１００が光信号を、基準パス２００に沿って、ひずみ測定装置３００に放射していることを示している。信号が受信されると、ステップ４１０で、その信号は電気信号に変換され、クロックはステップ４２０で再生される。次に、基準アイマスクパラメータは、ステップ４４０と４５０において、アイダイアグラム上で、またはステップ４６０で電気的に測定される。最悪の場合の基準ひずみ係数Ｄｗｃはステップ４７０で決定され、ステップ４８０で、基準のパラメータ、Ａ、Ｂ、Ｐ₁、Ｐ₀、Ｗと共に受信機で記憶される。対応の送信リンクに対する基準のアイマスクも、システムに備えてもよい。送信リンクが設定された後、インタフェース７で類似した測定が実施される。ステップ４５０で、基準アイマスクは受信信号のアイダイアグラムに当てはめられる。マスクがアイダイアグラムに一致すれば、ステップ５００で決定されるように、信号のひずみは容認可能な範囲内にある。ひずみ係数Ｄはステップ４７０で電気的に計算されるか、または測定されたパラメータＡ，Ｂを用いて、ステップ４９０で準備されたＤｗｃと比較される。上述のように、測定点に従って、比較結果は、試験パスの状態および／または、送信機の状態を示す。本発明は特定の実施の形態の一例に関して説明されているが、本発明の広義の範囲から逸脱することがなければ、当業者によってなされる変形例や改良例は本発明の範囲に含まれる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９８年５月２７日【補正内容】請求の範囲１．光送信システム中でひずみを測定する方法において：試験される現用光パスをシミュレートする基準パスを形成し、試験送信機から前記基準パスを介して前記試験送信機の下流方向に形成された測定ポイントに出力光信号を送信し；前記測定ポイントに接続されたひずみ測定装置で、前記出力光信号が劣化し変形された入力光信号を受信し；前記入力光信号を電気信号に変換し、前記電気信号からクロック信号を再生し；前記電気信号の連続する２つのシンボル間の間隔（Ｔ）と比較して比較的大きいサンプリング間隔（Ｔ_s）を選択し；前記の再生されたクロックを用いて、前記サンプリング間隔（Ｔ_s）の間、前記電気信号を繰り返し処理することによって、基準アイダイアグラムを発生し；前記基準アイダイアグラム上で基準ひずみパラメータを測定することを特徴とするひずみ測定方法。２．請求項１記載の方法において：前記測定ポイントは、前記送信機の光接続面に形成され、前記送信機のひずみを測定することを特徴とするひずみ測定方法。３．請求項１記載の方法において：前記測定ポイントは、受信機の光接続面に形成され、前記送信機のひずみおよび前記送信機と前記受信機間の前記基準パスのひずみとを測定することを特徴とするひずみ測定方法。４．請求項１記載の方法において：基準ひずみパラメータを測定する前記ステップは、前記基準アイダイアグラム上で、シンボル「１」が長く連続するレベルを表わす第１の電力レベル（Ｐ₁）と、シンボル「０」が長く連続するレベルを表わす第２の電力レベルとを決定し；前記基準アイダイアグラム上で、絶対時間単位で表される許容できる位相ウィンドウ（Ｗ）に対する、最も低い内部上部電力レベル（Ｐ_iu）と、最も高い内部下部電力レベル（Ｐ_il）とを決定し；前記第１および第２の電力レベルに関して、前記（Ｐ_iu）と（Ｐ_il）の各正規化値を表わす上部の値（Ａ）と下部の値（Ｂ）を決定することを特徴とするひずみ測定方法。５．請求項４記載の方法において：水平軸が前記位相ウィンドウ（Ｗ）であり、垂直軸が前記上部の値（Ａ）と前記下部の値（Ｂ）との差である基準アイマスクを作るステップをさらに含むことを特徴とするひずみ測定方法。６．請求項１記載の方法において：前記試験送信機を送信機で置き換え、前記基準パスを前記現用光パスで置き換え；前記の再生されたクロックを用いて、前記サンプリング間隔（Ｔ_s）の間、前記電気信号を繰り返し処理することによって、アイダイアグラムを発生し；前記送信機のひずみパラメータ特性および前記アイダイアグラム上の実用光パスを測定するステップを含むことを特徴とするひずみ測定方法。７．請求項４記載の方法において：ノイズとは無関係の、前記上部および下部の値から派生された最悪の場合のひずみ係数を決定するステップをさらに含むことを特徴とするひずみ測定方法。８．請求項６記載の方法において：前記のひずみパラメータを測定するステップは、基準アイマスクを、前記アイダイアグラムにマッピングし；前記基準アイマスクが前記アイダイアグラムに一致し、前記出力光信号が許容されれば、基準アイダイアグラムを作ることを特徴とするひずみ測定方法。９．光送信システム中でひずみを測定する方法において：試験される現用光パスをシミュレーションする基準パスを形成し；試験送信機から前記基準パス上に出力光信号を放射し、ひずみ測定装置で、前記出力光信号が劣化し変形した入力光信号を受信し；前記入力光信号を電気信号に変換し、前記電気信号からクロック信号を再生し；前記電気信号の連続する２つのシンボル間の間隔（Ｔ）と比較して比較的大きいサンプリング間隔（Ｔ_s）を選択し、前記の再生されたクロックを用いて、前記サンプリング間隔（Ｔ_s）の間、前記電気信号を繰り返し処理し；前記電気信号の基準アイダイアグラムを作り、前記アイダイアグラム上で、長い「１」のレベルを表わす第１の電力レベル（Ｐ₁）と、長い「０」のレベルを表わす第２の電力レベルとを決定し；前記アイダイアグラム上で、絶対時間単位で表される許容できる位相ウィンドウ（Ｗ）に対する、最も低い内部上部電力レベル（Ｐ_iu）と、最も高い内部下部電力レベル（Ｐ_il）とを決定し；前記第１および第２の電力レベルに関して、前記（Ｐ_iu）と（Ｐ_il）の各正規化値を表わす上部の値（Ａ）と下部の値（Ｂ）を決定し；基準アイマスクを、前記位相ウィンドウ（Ｗ）を表わす第１の側と、前記上部の値（Ａ）と前記下部の値（Ｂ）の間の差を表わす第２の側とを有する矩形になるように準備し、前記基準アイマスクを、前記現用パスの出力の測定ポイントに供給することを特徴とするひずみ測定方法。１０．請求項９記載の方法において：ノイズとは無関係のひずみ係数を決定し；前記ひずみ係数を、前記測定ポイントに供給された最悪の場合のひずみ係数と比較し；前記ひずみ係数が前記最悪の場合のひずみ係数よりも大きいときには、ひずみが許容できないことを宣言するステップをさらに含むことを特徴とするひずみ測定方法。１１．請求項１０記載の方法において：前記ひずみ係数は以下の式によって決定されることを特徴とするひずみ測定方法。およびＸ_MAXは選択値である。１２．光送信リンクの性能パラメータを測定するひずみ測定装置において：入力光信号をディジタル電気信号に変換するコンバータと；前記ディジタル電気信号から、クロック信号を再生するクロック再生装置と；前記電気信号と前記クロック信号を受信し、広帯域アナログ波形を生成する信号分析器と；前記広帯域アナログ波形を受信し、同一波形を整形し、あらかじめセットした位相ウィンドウ（Ｗ）に対するひずみパラメータを決定する性能プロセッサと；前記コンバータと、前記クロック再生装置と、前記信号分析器と、前記性能プロセッサを監視する制御装置と；前記クロック信号と前記波形を受信し、アイダイアグラムを表示するディスプレイとを含むことを特徴とするひずみ測定装置。１３．請求項１２記載の装置において：前記性能プロセッサから、上部の値（Ａ）と、下部の値（Ｂ）と、平均電力レベルＰ_avとを受信し、ノイズとは無関係の、最悪の場合のひずみパラメータを決定する計算装置をさらに含むことを特徴とするひずみ測定装置。１４．請求項１２記載の装置において：前記性能プロセッサは、前記コンバータおよび前記信号分析器によって、前記入力電気信号に含まれるひずみを補償する手段を含むことを特徴とするひずみ測定装置。１５．請求項１３記載の装置において：前記性能プロセッサは、第４次のべッセル・フィルタを含むことを特徴とするひずみ測定装置。１６．光リンクのひずみを測定する装置において：第７次またはそれより高い次数の疑似ランダム・ビット・シーケンスを生成する試験送信機と；前記試験送信機と測定ポイント間の基準パスと；前記疑似ランダム・ビット・シーケンスが劣化し変形した入力光信号を受信し、前記第２の光信号をアナログ広帯域波形に変換し、前記アナログ広帯域波形のアイダイアグラムを生成し、前記アイダイアグラム上に基準アイマスクを作るひずみ測定装置とを含むことを特徴とするひずみ測定装置。１７．請求項１６記載の装置において：前記測定ポイントの上流方向の前記基準パス中に設けられ、前記出力光信号のレベルとほぼ等しいレベルで前記入力光信号を増幅する光増幅器をさらに含むことを特徴とするひずみ測定装置。１８．請求項１７記載の装置において：前記光増幅器と前記測定ポイント間に設けられ、前記入力信号の平均レベルを上昇する光フィルタをさらに含むことを特徴とするひずみ測定装置。【手続補正書】【提出日】１９９８年１１月２７日【補正内容】特許請求の範囲１．光送信システム中でひずみを測定する方法において：試験される現用光パスをシミュレートする基準パスを形成し、試験送信機から前記基準パスを介して前記試験送信機の下流方向に形成された測定ポイントに出力光信号を送信し；前記測定ポイントに接続されたひずみ測定装置で、前記出力光信号が劣化し変形された入力光信号を受信し；前記入力光信号を電気信号に変換し、前記電気信号からクロック信号を再生し；前記電気信号の連続する２つのシンボル間の間隔（Ｔ）と比較して比較的大きいサンプリング間隔（Ｔ_s）を選択し；前記の再生されたクロックを用いて、前記サンプリング間隔（Ｔ_s）の間、前記電気信号を繰り返し処理することによって、基準アイダイアグラムを発生し；前記基準アイダイアグラム上で基準ひずみパラメータを測定することを特徴とするひずみ測定方法。２．請求項１記載の方法において：基準ひずみパラメータを測定する前記ステップは、前記基準アイダイアグラム上で、シンボル「１」が長く連続するレベルを表わす第１の電力レベル（Ｐ₁）と、シンボル「０」が長く連続するレベルを表わす第２の電力レベルとを決定し；前記基準アイダイアグラム上で、絶対時間単位で表される許容できる位相ウィンドウ（Ｗ）に対する、最も低い内部上部電力レベル（Ｐ_iu）と、最も高い内部下部電力レベル（Ｐ_il）とを決定し；前記第１および第２の電力レベルに関して、前記（Ｐ_iu）と（Ｐ_il）の各正規化値を表わす上部の値（Ａ）と下部の値（Ｂ）を決定することを特徴とするひずみ測定方法。３．請求項２記載の方法において：水平軸が前記位相ウィンドウ（Ｗ）であり、垂直軸が前記上部の値（Ａ）と前記下部の値（Ｂ）との差である基準アイマスクを作るステップをさらに含むことを特徴とするひずみ測定方法。４．請求項１記載の方法において：前記試験送信機を送信機で置き換え、前記基準パスを前記現用光パスで置き換え；前記の再生されたクロックを用いて、前記サンプリング間隔（Ｔ_s）の間、前記電気信号を繰り返し処理することによって、アイダイアグラムを発生し；前記送信機のひずみパラメータ特性および前記アイダイアグラム上の現用光パスを測定するステップを含むことを特徴とするひずみ測定方法。５．請求項４記載の方法において：前記のひずみパラメータを測定するステップは、基準アイマスクを、前記アイダイアグラムにマッピングし；前記基準アイマスクが前記アイダイアグラムに一致し、前記出力光信号が許容されれば、基準アイダイアグラムを作ることを特徴とするひずみ測定方法。６．光送信システム中でひずみを測定する方法において：試験される現用光パスをシミュレーションする基準パスを形成し；試験送信機から前記基準パス上に出力光信号を放射し、ひずみ測定装置で、前記出力光信号が劣化し変形した入力光信号を受信し；前記入力光信号を電気信号に変換し、前記電気信号からクロック信号を再生し；前記電気信号の連続する２つのシンボル間の間隔（Ｔ）と比較して比較的大きいサンプリング間隔（Ｔ_s）を選択し、前記の再生されたクロックを用いて、前記サンプリング間隔（Ｔ_s）の間、前記電気信号を繰り返し処理し；前記電気信号の基準アイダイアグラムを作り、前記アイダイアグラム上で、長い「１」のレベルを表わす第１の電力レベル（Ｐ₁）と、長い「０」のレベルを表わす第２の電力レベルとを決定し；前記アイダイアグラム上で、絶対時間単位で表される許容できる位相ウィンドウ（Ｗ）に対する、最も低い内部上部電力レベル（Ｐ_iu）と、最も高い内部下部電力レベル（Ｐ_il）とを決定し；前記第１および第２の電力レベルに関して、前記（Ｐ_iu）と（Ｐ_il）の各正規化値を表わす上部の値（Ａ）と下部の値（Ｂ）を決定し；基準アイマスクを、前記位相ウィンドウ（Ｗ）を表わす第１の側と、前記上部の値（Ａ）と前記下部の値（Ｂ）の間の差を表わす第２の側とを有する矩形になるように準備し、前記基準アイマスクを、前記現用パスの出力の測定ポイントに供給することを特徴とするひずみ測定方法。７．請求項６記載の方法において：ノイズとは無関係のひずみ係数を決定し；前記ひずみ係数を、前記測定ポイントに供給された最悪の場合のひずみ係数と比較し；前記ひずみ係数が前記最悪の場合のひずみ係数よりも大きいときには、ひずみが許容できないことを宣言するステップをさらに含むことを特徴とするひずみ測定方法。８．請求項７記載の方法において：前記ひずみ係数は以下の式によって決定されることを特徴とするひずみ測定方法。およびＸ_MAXは選択値である。９．光送信リンクの性能パラメータを測定するひずみ測定装置において：入力光信号をディジタル電気信号に変換するコンバータと；前記ディジタル電気信号から、クロック信号を再生するクロック再生装置と；前記電気信号と前記クロック信号を受信し、広帯域アナログ波形を生成する信号分析器と；前記広帯域アナログ波形を受信し、同一波形を整形し、あらかじめセットした位相ウィンドウ（Ｗ）に対するひずみパラメータを決定する性能プロセッサと；前記コンバータと、前記クロック再生装置と、前記信号分析器と、前記性能プロセッサを監視する制御装置と；前記クロック信号と前記波形を受信し、アイダイアグラムを表示するディスプレイとを含むことを特徴とするひずみ測定装置。１０．請求項９記載の装置において：前記性能プロセッサから、上部の値（Ａ）と、下部の値（Ｂ）と、平均電力レベルＰ_avとを受信し、ノイズとは無関係の、最悪の場合のひずみパラメータを決定する計算装置をさらに含むことを特徴とするひずみ測定装置。１１．光リンクのひずみを測定する装置において：第７次またはそれより高い次数の疑似ランダム・ビット・シーケンスを生成する試験送信機と；前記試験送信機と測定ポイント間の基準パスと；前記疑似ランダム・ビット・シーケンスが劣化し変形した入力光信号を受信し、前記第２の光信号をアナログ広帯域波形に変換し、前記アナログ広帯域波形のアイダイアグラムを生成し、前記アイダイアグラム上に基準アイマスクを作るひずみ測定装置とを含むことを特徴とするひずみ測定装置。１２．請求項１１記載の装置において：前記測定ポイントの上流方向の前記基準パス中に設けられ、前記出力光信号のレベルとほぼ等しいレベルで前記入力光信号を増幅する光増幅器をさらに含むことを特徴とするひずみ測定装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者フイ・ロングキングカナダ国，ケイ２シー３エル７，オンタリオ，オタワ，カステルヒルクレセント 1602―1000 (72)発明者ゾウ・ジンギュカナダ国，ケイ１ブイ８ワイ５，オンタリオ，オタワ，シダーウッドドライブ 1306―2870

Claims

【特許請求の範囲】１．光送信システム中でひずみを測定する方法において：送信機から前記送信機の下流方向に形成された測定ポイントに出力光信号を送信し；前記測定ポイントに接続されたひずみ測定装置で、前記出力光信号が劣化し変形された入力光信号を受信し；前記入力光信号を電気信号に変換し、前記電気信号からクロック信号を再生し；前記電気信号の連続する２つのシンボル間の間隔（Ｔ）と比較して比較的大きいサンプリング間隔（Ｔ_s）を選択し；前記の再生されたクロックを用いて、前記サンプリング間隔（Ｔ_s）の間、前記電気信号を繰り返し処理することによって、アイダイアグラムを形成し；前記アイダイアグラム上でひずみパラメータを測定することを特徴とするひずみ測定方法。２．請求項１記載の方法において：前記測定ポイントは、前記送信機の光接続面に形成され、前記送信機のひずみを測定することを特徴とするひずみ測定方法。３．請求項１記載の方法において：前記測定ポイントは、受信機の光接続面に形成され、前記送信機のひずみおよび前記送信機と前記受信機間の光パスのひずみとを測定することを特徴とするひずみ測定方法。４．請求項１記載の方法において：ひずみパラメータを測定する前記ステップは、前記アイダイアグラム上で、シンボル「１」が長く連続するレベルを表わす第１の電力レベル（Ｐ₁）と、シンボル「０」が長く連続するレベルを表わす第２の電力レベルとを決定し；前記アイダイアグラム上で、絶対時間単位で表される許容できる位相ウィンドウ（Ｗ）に対する、最も低い内部上部電力レベル（Ｐ_iu）と、最も高い内部下部電力レベル（Ｐ_il）とを決定し；前記第１および第２の電力レベルに関して、前記（Ｐ_iu）と（Ｐ_il）の各正規化値を表わす上部の値（Ａ）と下部の値（Ｂ）を決定し；前記上部の値（Ａ）と前記下部の値（Ｂ）を、前記測定ポイントに供給することを特徴とするひずみ測定方法。５．請求項４記載の方法において：水平軸が前記位相ウィンドウ（Ｗ）であり、垂直軸が前記上部の値（Ａ）と前記下部の値（Ｂ）との差である基準アイマスクを作り；前記アイマスクを前記測定ポイントに供給することをさらに含むことを特徴とするひずみ測定方法。６．請求項１記載の方法において：前記生成ステップは、前記電気信号の連続する２つのシンボル間の間隔（Ｔ）と比較して比較的大きいサンプリング間隔（Ｔ_s）を選択し；前記の再生されたクロックを用いて、前記サンプリング間隔（Ｔ_s）の間、前記電気信号を繰り返し処理することによって、前記のアイダイアグラムを形成するサブステップを含むことを特徴とするひずみ測定方法。７．請求項１記載の方法において：ノイズとは無関係の、前記上部および下部の値から派生された最悪の場合のひずみ係数を決定するステップをさらに含むことを特徴とするひずみ測定方法。８．請求項１記載の方法において：前記測定ステップは、基準アイマスクを、前記アイダイアグラムにマッピングし；前記基準アイマスクが前記アイダイアグラムに一致し、前記出力光信号が許容されれば、基準アイダイアグラムを作ることを特徴とするひずみ測定方法。９．光送信システム中でひずみを測定する方法において：試験される現用光パスをシミュレーションする基準パスを形成し；試験送信機から前記基準パス上に出力光信号を放射し、ひずみ測定装置で、前記出力光信号が劣化し変形した入力光信号を受信し；前記入力光信号を電気信号に変換し、前記電気信号からクロック信号を再生し；前記電気信号の連続する２つのシンボル間の間隔（Ｔ）と比較して比較的大きいサンプリング間隔（Ｔ_s）を選択し、前記の再生されたクロックを用いて、前記サンプリング間隔（Ｔ_s）の間、前記電気信号を繰り返し処理し；前記波形の基準アイダイアグラムを作り、前記アイダイアグラム上で、長い「１」のレベルを表わす第１の電力レベル（Ｐ₁）と、長い「０」のレベルを表わす第２の電力レベルとを決定し；前記アイダイアグラム上で、絶対時間単位で表される許容できる位相ウィンドウ（Ｗ）に対する、最も低い内部上部電力レベル（Ｐ_iu）と、最も高い内部下部電力レベル（Ｐ_il）とを決定し；前記第１および第２の電力レベルに関して、前記（Ｐ_iu）と（Ｐ_il）の各正規化値を表わす上部の値（Ａ）と下部の値（Ｂ）を決定し；基準アイマスクを、前記位相ウィンドウ（Ｗ）を表わす第１の側と、前記上部の値（Ａ）と前記下部の値（Ｂ）の間の差を表わす第２の側とを有する矩形になるように準備し、前記基準アイマスクを、前記現用パスの出力の測定ポイントに供給することを特徴とするひずみ測定方法。１０．請求項９記載の方法において：ノイズとは無関係のひずみ係数を決定し；前記ひずみ係数を、前記測定ポイントに供給された最悪の場合のひずみ係数と比較し；前記ひずみ係数が前記最悪の場合のひずみ係数よりも大きいときには、ひずみが許容できないことを宣言するステップをさらに含むことを特徴とするひずみ測定方法。１１．請求項１０記載の方法において：前記ひずみ係数は以下の式によって決定されることを特徴とするひずみ測定方法。であり、Ｘ_MAXは選択値である。１２．光送信リンクの性能パラメータを測定するひずみ測定装置において：入力光信号をディジタル電気信号に変換するコンバータと；前記ディジタル電気信号から、クロック信号を再生するクロック再生装置と；前記電気信号と前記クロック信号を受信し、広帯域アナログ波形を生成する信号分析器と；前記広帯域アナログ波形を受信し、同一波形を整形し、あらかじめセットした位相ウィンドウ（Ｗ）に対するひずみパラメータを決定する性能プロセッサと；前記コンバータと、前記クロック再生装置と、前記信号分析器と、前記性能プロセッサを監視する制御装置と；前記クロック信号と前記波形を受信し、アイダイアグラムを表示するディスプレイとを含むことを特徴とするひずみ測定装置。１３．請求項１２記載の装置において：前記クロック信号と前記波形を受信し、アイダイアグラムを表示するディスプレイをさらに含むことを特徴とするひずみ測定装置。１４．請求項１２記載の装置において：前記性能プロセッサから、上部の値（Ａ）と、下部の値（Ｂ）と、平均電力レベルＰ_avとを受信し、ノイズとは無関係の、最悪の場合のひずみパラメータを決定する計算装置をさらに含むことを特徴とするひずみ測定装置。１５．請求項１２記載の装置において：前記性能プロセッサは、前記コンバータおよび前記信号分析器によって、前記入力電気信号に含まれるひずみを補償する手段を含むことを特徴とするひずみ測定装置。１６．請求項１４記載の装置において：前記性能プロセッサは、第４次のベッセル・フィルタを含むことを特徴とするひずみ測定装置。１７．光リンクのひずみを測定する装置において：第７次またはそれより高い次数の疑似ランダム・ビット・シーケンスを生成する試験送信機と；前記試験送信機と測定ポイント間の基準パスと；前記疑似ランダム・ビット・シーケンスが劣化し変形した入力光信号を受信し、前記第２の光信号をアナログ広帯域波形に変換し、前記アナログ広帯域波形のアイダイアグラムを生成し、前記アイダイアグラム上に基準アイマスクを作るひずみ測定装置とを含むことを特徴とするひずみ測定装置。１８．請求項１７記載の装置において：前記測定ポイントの上流方向に設けられ、前記出力光信号のレベルとほぼ等しいレベルで前記入力光信号を増幅する光増幅器をさらに含むことを特徴とするひずみ測定装置。１９．請求項１８記載の装置において：前記光増幅器と前記測定ポイント間に設けられ、前記入力信号の平均レベルを上昇する光フィルタをさらに含むことを特徴とするひずみ測定装置。