KR100350234B1 - Method for monitoring of bit error rate using the power of clock component - Google Patents

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Abstract

본 발명은 클럭 성분의 파워를 이용한 신호의 에러율 측정방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 광통신 시스템 및 전광전송망의 운영/유지에 필요한 광신호의 에러율 정보를 측정할 수 있는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a method of measuring an error rate of a signal using the power of a clock component. More particularly, to a technique capable of measuring error rate information of an optical signal required for operation / maintenance of an optical communication system and an all-optical transmission network.

기존의 에러율 측정 방법은 시스템 운영/유지에 필요한 모든 정보를 제공해 주지 못하였다. 이를 보완하기 위한 광신호대 잡음비(OSNR)를 측정하는 방식의 경우에도 신호 자체의 왜곡을 알 수 없다. 따라서, 디지털 통신에서의 완벽한 신호의 품질을 알 수 있는 에러율을 손쉽게 측정할 수 있는 새로운 측정법이 필요하다.The conventional error rate measurement method does not provide all the information necessary for system operation / maintenance. The distortion of the signal itself can not be known even when the optical signal-to-noise ratio (OSNR) is measured. Therefore, there is a need for a new measurement method that can easily measure the error rate to know the quality of the perfect signal in digital communication.

이에, 본 발명은 1) 전송된 광신호에서 데이터의 클럭 성분을 추출하고 이의 크기를 측정하여 눈열림 페널티를 환산하며; 2) 기존에 여러 방법으로 제안된 광신호대 잡음비 측정법으로 광신호대 잡음비를 측정하며; 3) 광신호대 잡음비, 눈열림 페널티, 신호의 파워로 에러율을 계산함으로써 광신호의 에러율을 측정할 수 있도록 하는 클럭 성분의 파워를 이용한 신호의 에러율 측정방법이 제시된다.Accordingly, the present invention provides: 1) extracting a clock component of data from a transmitted optical signal and measuring a magnitude thereof to convert an eye open penalty; 2) Optical signal-to-noise ratio is measured by optical signal-to-noise ratio measurement method proposed by several methods; 3) A method of measuring the error rate of a signal using the power of a clock component that can measure an error rate of an optical signal by calculating an error rate with optical signal-to-noise ratio, eye openness penalty, and signal power.

따라서, 본 발명은 광증폭기를 사용하는 광통신 시스템 및 전광전송망의 운영/유지를 보다 용이하게 할 수 있을 뿐 아니라 이러한 시스템의 신뢰도 향상에도 크게 기여할 수 있다. 또한, 광통신 시스템의 경우 뿐만 아니라 일반적인 디지털 통신 시스템의 경우에도 적용할 수 있다.Accordingly, the present invention not only facilitates the operation / maintenance of the optical communication system and the optical transmission network using the optical amplifier, but also contributes to the improvement of the reliability of such a system. Further, the present invention can be applied not only to an optical communication system but also to a general digital communication system.

Description

클럭 성분의 파워를 이용한 신호의 에러율 측정방법{METHOD FOR MONITORING OF BIT ERROR RATE USING THE POWER OF CLOCK COMPONENT}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method of measuring an error rate of a signal using power of a clock component,

본 발명은 클럭 성분의 파워를 이용한 신호의 에러율 측정방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 광통신 시스템 및 전광전송망의 운영/유지에 필요한 광신호의 에러율 정보를 측정할 수 있는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a method of measuring an error rate of a signal using the power of a clock component. More particularly, to a technique capable of measuring error rate information of an optical signal required for operation / maintenance of an optical communication system and an all-optical transmission network.

광통신 시스템의 전송거리는 빛을 직접 증폭할 수 있는 광증폭기가 상용화되면서 현저하게 증가되어 현재 무중계 전송거리가 수백 km 에 이르는 광전송 시스템이 상용화 되었다.The transmission distance of the optical communication system is remarkably increased as the optical amplifier capable of directly amplifying the light is commercialized, and the optical transmission system in which the transmission distance of no relay is several hundred km is commercialized.

또한, 광신호를 전기 신호로 변환하지 않고 광신호 상태에서 회선분배 및 분기 결합을 하는 전광 전송망에 대한 연구도 활발히 진행되고 있다. 이러한 전광전송망은 다가오는 정보화 시대의 기간 전송망으로 사용될 것으로 기대된다.In addition, researches on an all-optical transmission network that performs circuit distribution and branch combining in an optical signal state without converting an optical signal into an electric signal are actively under way. Such an all-optical transmission network is expected to be used as a time transmission network in the upcoming information age.

이러한 시스템이 활용되기 위해서는 정보를 전달하는 광신호의 성능 즉, 신호의 세기, 신호 대 잡음비, 신호를 수신하였을 때의 에러율 등에 관한 정확한 정보를 바탕으로 시스템을 운영/유지하여 통신의 신뢰성을 확보할 수 있어야 한다.In order to utilize such a system, it is necessary to operate / maintain the system based on accurate information about the performance of optical signal transmitting information, that is, signal strength, signal-to-noise ratio, error rate when receiving signals, Should be able to.

광증폭기를 사용하지 않는 기존의 광통신망에서는 광신호를 중계하는 중계기나 광신호를 수신하는 단말기에서 광신호를 전기신호로 변환하므로써 시스템의 운영 유지에 필요한 광신호의 성능에 대한 정보를 정확히 측정할 수 있었다.In conventional optical communication networks that do not use optical amplifiers, a repeater relaying optical signals or a terminal receiving optical signals converts an optical signal into an electrical signal, thereby accurately measuring information about the performance of the optical signal required to maintain the operation of the system I could.

그러나, 광증폭기를 사용하는 시스템에서는 기존의 전기적인 중계기 대신 광증폭 중계기를 사용하므로 중계기에서 광신호를 전기신호로 변환하지 않는다. 또한, 전광전송망의 노드에서도 광신호를 전기신호로 변환하지 않고 광신호 상태에서 분기결합이나 회선분배를 수행하였다.However, a system using an optical amplifier does not convert an optical signal into an electrical signal in a repeater because an optical amplifier repeater is used instead of a conventional electrical repeater. Also, at the nodes of the all - optical transmission network, the optical signals are not converted into electrical signals, but branching or circuit distribution is performed in the optical signal state.

따라서, 시스템 혹은 망의 운영 유지에 필요한 광신호의 성능에 대한 정보를 측정할 수 있는 방법이 개발되어야 한다.Therefore, a method for measuring information about the performance of the optical signal required to maintain the operation of the system or network should be developed.

또한, 기존의 방법은 시스템 운영/유지에 필요한 모든 정보를 제공해 주지 못한다. 예를 들어, 초기에 제안된 방법인 광신호 세기 측정법의 경우 광신호에 데이터가 실리지 않은 경우도 광신호의 세기만을 측정하면 이를 정상으로 판단하나 실제로는 통신이 불가능하다.Also, existing methods do not provide all the information needed to operate / maintain the system. For example, in the optical signal intensity measurement method which is initially proposed, if the optical signal does not include data, it is determined that the intensity of the optical signal is normal but it is impossible to actually communicate.

이를 보완하기 위해 제안된 광신호대 잡음비(OSNR)를 측정하는 방식의 경우는 신호자체의 왜곡을 알 수 없다. 따라서, 디지털 통신에서의 완벽한 신호의 품질을 알 수 있는 에러율을 손쉽게 측정할 수 있는 새로운 측정법이 필요하다.In order to compensate for this, in the case of the proposed optical signal-to-noise ratio (OSNR) measurement method, the distortion of the signal itself can not be known. Therefore, there is a need for a new measurement method that can easily measure the error rate to know the quality of the perfect signal in digital communication.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 본 발명의 목적은 광증폭기를 사용하는 광전송 시스템이나 전광전송망에서 새로운 방식으로 광신호의 에러율을 측정할 수 있도록 하는 클럭 성분의 파워를 이용한 신호의 에러율 측정방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an optical transmission system using an optical amplifier or a signal using a power of a clock component capable of measuring an error rate of an optical signal, And a method for measuring an error rate.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로써 본 발명은Technical Solution In order to accomplish the above object of the present invention,

1) 전송된 광신호에서 데이터의 클럭 성분을 추출하고 이의 크기를 측정하여 눈열림 페널티(Eye Penalty)를 환산하며; 2) 기존에 여러 방법으로 제안된 광신호대 잡음비 측정법으로 광신호대 잡음비를 측정하며; 3) 광신호대 잡음비, 눈열림 페널티, 신호의 파워로 에러율을 계산함으로써 광신호의 에러율을 측정할 수 있도록 하는 클럭 성분의 파워를 이용한 신호의 에러율 측정방법이 제시된다.1) extracting a clock component of the data from the transmitted optical signal and measuring the size thereof to convert the eye opening penalty; 2) Optical signal-to-noise ratio is measured by optical signal-to-noise ratio measurement method proposed by several methods; 3) A method of measuring the error rate of a signal using the power of a clock component that can measure an error rate of an optical signal by calculating an error rate with optical signal-to-noise ratio, eye openness penalty, and signal power.

도 1은 본 발명에 따른 클럭 성분의 파워를 이용한 신호의 에러율 측정장치를 나타낸 구성도1 is a block diagram showing an apparatus for measuring a signal error rate using the power of a clock component according to the present invention.

도 2a 내지 도 2f는 입력 광신호가 NRZ 신호인 경우 광신호 에러율 측정기로부터 측정되는 각 신호의 파형을 나타낸 도면2A to 2F are diagrams showing waveforms of respective signals measured from the optical signal error rate measuring apparatus when the input optical signal is an NRZ signal

도 3은 입력 광신호가 NRZ 신호의 경우 클럭 성분의 파워로 눈열림 페널티를 환산한 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프3 is a graph showing a result of a simulation in which an eye opening penalty is converted to a power of a clock component in case of an input optical signal in the case of an NRZ signal

도 4는 입력 광신호가 RZ 신호의 경우 클럭 성분의 파워로 눈열림 페널티를 환산한 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프4 is a graph showing a result of a simulation in which an eye opening penalty is converted into a power of a clock component in the case of an input optical signal in the case of an RZ signal

도 5는 눈열림 페널티를 설명하기 위해 송신단에서의 눈열림과 측정 위치에서의 눈열림을 나타낸 모식도FIG. 5 is a schematic view showing the eye opening at the transmitting end and the eye opening at the measuring position in order to explain the eye opening penalty.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art

100: 클럭 성분 측정장치 110: 광검출기100: clock component measuring device 110: photodetector

120: 1/2비트 지연장치 130: 차등증폭기120: 1/2 bit delay device 130: differential amplifier

140: 협대역 필터 150: 파워측정기140: Narrow band filter 150: Power meter

200: 광신호 대 잡음비 측정장치 300: 에러율 계산장치200: Optical signal-to-noise ratio measuring apparatus 300: Error rate calculating apparatus

400: 광증폭기(또는 광통신망 노드)400: Optical amplifier (or optical network node)

이하, 본 발명의 실시예에 대한 구성 및 그 작용을 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 클럭 성분의 파워를 이용한 신호의 에러율 측정장치를 나타낸 구성도이다.1 is a block diagram showing an apparatus for measuring a signal error rate using the power of a clock component according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 클럭 성분 측정장치(100)와, 광신호대 잡음비 측정장치(200)와, 에러율 계산장치(300)로 이루어지는 광신호의 에러율 측정기와; 광증폭기(또는 광통신망 노드)(400)로 구성된다.As shown in FIG. 1, an error rate measuring apparatus for an optical signal including a clock component measuring apparatus 100, an optical signal-to-noise ratio measuring apparatus 200, and an error rate calculating apparatus 300; And an optical amplifier (or optical network node) 400.

광신호의 에러율 측정기에서 광신호대 잡음비 측정장치(200)는 기존에 여러 방법으로 제안된 광신호대 잡음비 측정장치를 이용하여 광신호의 신호대 잡음비와 광신호의 파워를 측정한다.The optical signal-to-noise ratio measuring apparatus 200 measures the signal-to-noise ratio of the optical signal and the power of the optical signal using the optical signal-to-noise ratio measuring apparatus proposed in various methods.

먼저, 광신호의 클럭 성분을 측정하는 클럭 성분 측정장치(100)의 세부 구성도를 살펴보면 광검출기(110)와, 1/2비트(bit) 지연장치(120)와, 차동증폭기(130)와, 협대역필터(140)와, 파워측정기(150)로 이루어며, 그 동작 원리를 설명하면 다음과 같다.A detailed configuration of the clock component measuring apparatus 100 for measuring a clock component of an optical signal includes a photodetector 110, a 1/2 bit delay unit 120, a differential amplifier 130, A narrowband filter 140, and a power meter 150. The principle of operation will be described below.

입력 광신호의 일부를 광신호 분리기로 분리하여 대부분의 신호를 광증폭기(400) 혹은 광통신망의 신호처리 노드로 보내고, 그 일부를 클럭 성분 측정장치(100)와 광신호 대 잡음비 측정장치(200)로 보낸다.A part of the input optical signal is separated by the optical signal separator and most of the signal is sent to the optical amplifier 400 or the signal processing node of the optical communication network and a part thereof is transmitted to the clock component measuring apparatus 100 and the optical signal- ).

이 때, 입력 광신호가 현재 광통신의 주종을 이루는 비 복귀 기록(Non-Return to Zero; 이하 NRZ)신호의 경우는 클럭 성분 측정장치(100)의 모든 구성장치를 거쳐야 하고, 복귀 기록(Return to Zero; 이하 RZ)신호의 경우는 애벌런시 포토다이오드(APD) 즉, 광검출기(110) 수신기를 거친후 1/2 비트 지연장치(120)와, 차등 증폭기(130), 다이오드(D1,D2)가 필요없이 바로 협대역 필터(140)로 들어가면 된다.In this case, when the input optical signal is a non-return to zero (NRZ) signal which is the main type of optical communication at present, it must go through all the components of the clock component measuring apparatus 100 and the return to zero (RZ) signal, the 1/2 bit delay unit 120, the differential amplifier 130, the diodes D1 and D2, and the half-bit delay unit 120 after passing through the avalanche photodiode (APD) It is necessary to enter the narrowband filter 140 directly.

이는 RZ 신호인 경우 클럭 주파수 성분이 있어 바로 협대역 필터(140)를 통과시켜 클럭 성분을 추출할 수 있지만, NRZ 신호인 경우에는 클럭 주파수 성분이 존재하지 않아 클럭 성분을 가지도록 비선형적인 변형을 가해주어야 하기 때문이다.In the case of the RZ signal, the clock frequency component is directly passed through the narrowband filter 140 to extract the clock component. However, in the case of the NRZ signal, the clock frequency component does not exist and a non- I have to give it.

도 2a 내지 도 2f는 입력 광신호가 NRZ 신호인 경우 광신호 에러율 측정기로부터 측정되는 각 신호(도 1의 A, B, C, D, E, F)의 파형을 나타낸 것으로서 클럭 성분이 없던 NRZ 신호에서 클럭 성분이 형성되는 과정을 쉽게 알 수 있다.2A to 2F show the waveforms of the signals (A, B, C, D, E, and F) measured from the optical signal error rate measuring device when the input optical signal is an NRZ signal. It is easy to see how the clock components are formed.

클럭 성분 측정장치(100)의 첫 부분인 APD 수신기 즉, 광검출기(11)는 광신호를 전기신호로 변환하는 역할을 하며, NRZ신호의 경우 클럭 성분을 생성하기 위하여 2개의 동일한 데이터 중의 하나를 1/2 비트 지연을 시켜 차등 증폭기(130)의 한쪽 입력으로 들어가도록 한다. 이 때의 파형 그래프가 도 2a(즉, 도 1의 A)와 도 2b(즉, 도 1의 B)에 도시되어 있다.The APD receiver, that is, the photodetector 11, which is the first part of the clock component measuring apparatus 100, serves to convert an optical signal into an electric signal. In the case of the NRZ signal, one of two identical data Bit delay so as to enter one of the inputs of the differential amplifier 130. The waveform graph at this time is shown in Fig. 2A (i.e., Fig. 1A) and Fig. 2B (i.e., Fig. 1B).

즉, 이러한 신호를 차등 증폭기(130)를 통하면, 도 1의 신호(A), (B)에 해당하는 출력이 한쪽 출력(C)(도 2c의 파형)으로 나오고, 다른쪽 출력(D)에는 이 출력의 반전 출력(도 2d의 파형)이 출력된다. 이 출력 각각을 초고주파 다이오드(D1,D2)을 거친 후에 합쳐지면, 도 2e에 해당하는 파형이 나온다.That is, when these signals are transmitted through the differential amplifier 130, the outputs corresponding to the signals A and B of FIG. 1 are outputted as one output C (waveform of FIG. 2C) The inverted output of this output (the waveform of Fig. 2 (d)) is output. When these outputs are combined after passing through the ultra-high frequency diodes D1 and D2, a waveform corresponding to Fig. 2E appears.

이는 클럭 성분을 가지는 파형이 된다. 이 파형을 함수로 표시하면 | A(t) - A(t-T/2) | 로 표기할 수 있다. 이 때, A(t)는 입력 신호의 파형, T는 1 비트의 주기를 나타낸다.This is a waveform with a clock component. If you mark this waveform as a function, A (t) - A (t-T / 2) | . At this time, A (t) represents the waveform of the input signal, and T represents a period of 1 bit.

이러한 파형에서는 클럭 주파수만 추출하기 위해 협대역 필터(140)를 거치게 된다. 협대역 필터(140)를 거쳐 출력된 정현파의 파워를 측정하기 위해 파워 측정기(150)가 연결되어 있다. 이 파워의 크기를 측정하여 에러율 계산장치(300)로 보내주는 것이 클럭 성분 측정장치(100)의 기능이다.In this waveform, a narrowband filter 140 is used to extract only the clock frequency. The power meter 150 is connected to measure the power of the sinusoidal wave output through the narrowband filter 140. The magnitude of the power is measured and sent to the error rate calculation device 300, which is a function of the clock component measurement device 100.

여기서, 본 발명의 실시예로서 입력 광신호가 NRZ 신호인 경우 상기 | A(t) - A(t-T/2) |의 함수를 구현하여 클럭 성분을 추출하는 과정을 설명하기로 한다.Here, as an embodiment of the present invention, when the input optical signal is an NRZ signal, A process of extracting a clock component by implementing a function of A (t) - A (t-T / 2) will be described.

먼저, 입력 광신호를 파워 분배기로 1/2씩 나눈 다음 한 쪽을 1/2 비트 지연장치(120)를 통과시켜 1/2비트 지연을 시킨다. 이렇게 하면 A(t)와 A(t-T/2)가 생성된다.First, an input optical signal is divided by a power divider by a half, and one side is passed through a 1/2 bit delay device 120 to give a 1/2 bit delay. This creates A (t) and A (t-T / 2).

이 때, 서로 차등하기 위해 차등증폭기(130)의 두 입력에 각각 넣을 경우 도 1에 도시된 차등증폭기(130)의 한쪽 출력(C)에는 A(t) - A(t-T/2)가 출력되며, 다른 한쪽에는 A(t-T/2) - A(t)가 출력된다. 이를 각각 다이오드(D1,D2)를 거쳐 0 V 이상인 부분에만 걸러 서로 합치게 되면 최종적으로 | A(t) - A(t-T/2) |의 함수가 전기 회로로써 구현이 된다.At this time, when they are put into two inputs of the differential amplifier 130 in order to be different from each other, A (t) - A (tT / 2) is outputted to one output C of the differential amplifier 130 shown in FIG. A (tT / 2) - A (t) is output to the other side. If they are connected to each other by a diode (D1, D2) over 0 V, A function of A (t) - A (t-T / 2) | is implemented as an electric circuit.

또한, 본 발명의 다른 실시예로써 입력 광신호가 NRZ 신호인 경우, |A(t) + A(t-T/2)| 의 함수를 구현하여 클럭 성분을 추출할 수 있음은 물론이다.In another embodiment of the present invention, when the input optical signal is an NRZ signal, the following relationship is satisfied: | A (t) + A (t-T / 2) | It is needless to say that the clock component can be extracted by implementing the function of FIG.

이러한 경우 A(t) + A(t-T/2) 를 구현한 후, 다이오드(D1,D2)를 거쳐 A(t) + A(t-T/2) > 0 인 부분만 걸러내는 함수를 이용하여 클럭 성분을 추출할 수 있다.In this case, after implementing A (t) + A (tT / 2), a function of filtering out only a portion of A (t) + A (tT / 2)> 0 via diodes Can be extracted.

그러나, 본 발명은 | A(t) - A(t-T/2) | 의 클럭 추출 방법으로 시뮬레이션을 수행하였으며, 그 이유는 시뮬레이션 결과, 이 방법으로 추출된 클럭 성분이 아이 페널티를 환산하기에 가장 좋은 방법으로 나타났기 때문이다.The present invention, however, A (t) - A (t-T / 2) | The reason for this is that the clock component extracted by this method is the best way to convert the eye penalty.

한편, 에러율 계산장치(300)는 클럭 주파수 성분의 파워를 가지고 눈열림 페널티를 환산하며, 광신호대 잡음비 측정장치(200)의 측정값(광신호대 잡음비, 신호의 파워)과 더불어 입력 광신호의 에러율을 계산하게 된다. 클럭 성분의 파워를 가지고 눈열림 페널티를 환산하는 수학식은 실험식으로써, 아래와 같이 유도되었다.The error rate calculation device 300 converts the eye opening penalty with the power of the clock frequency component and calculates the error rate of the input optical signal together with the measured value (optical signal-to-noise ratio, signal power) of the optical signal- . The formula for converting the eye opening penalty with the power of the clock component is derived from the empirical formula as follows.

1) NRZ 신호의 경우1) In case of NRZ signal

눈열림 페널티 Eye opening penalty

2) RZ 신호의 경우2) In case of RZ signal

눈열림 페널티 Eye opening penalty

일 때,이라 하자. when, .

단,: 광신호로부터 추출된 클럭 성분의 파워only, : The power of the clock component extracted from the optical signal

: 송신단에서 추출된 클럭 성분의 파워도 : The power of the clock component extracted from the transmitting end

이 때, 상기 클럭 성분의 파워를 측정하여 눈열림 페널티와는 다른 환산식을 이용하게 되면 광섬유의 색분산에 대한 정보를 추출하거나 색분산을 측정할 수 있다.At this time, if the power of the clock component is measured and a conversion formula different from the eye open penalty is used, information on chromatic dispersion of the optical fiber can be extracted or chromatic dispersion can be measured.

도 3은 입력 광신호가 NRZ 신호의 경우 클럭 성분의 파워로 눈열림 페널티를 환산한 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이며, 도 4는 입력 광신호가 RZ 신호의 경우 클럭 성분의 파워로 눈열림 페널티를 환산한 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다.FIG. 3 is a graph showing a result of a simulation in which an input optical signal is converted into an eye open penalty with a power of a clock component in the case of an NRZ signal, FIG. 4 is a graph showing a simulation result in which an input optical signal is converted into an eye open penalty Fig.

도 3 및 도 4의 경우 10 GHz의 전송속도, 0dBm 의 광신호 파워, 노드에서의 색분산 보상을 90% 로 가정하였다. 즉, 두가지의 경우 모두 클럭 진폭으로 눈열림 페널티를 정확하게 환산할 수 있음을 보여 주고 있다.3 and 4, a transmission rate of 10 GHz, an optical signal power of 0 dBm, and chromatic dispersion compensation at the node are assumed to be 90%. That is, in both cases, it is shown that the eye opening penalty can be accurately converted by the clock amplitude.

본 발명의 시뮬레이션 결과에 의하면, 도 3에 도시된 NRZ 광신호의 경우 수학식 1로 표현된 단 하나의 식으로 여러 가지 조건에 변화를 주어도 작은 오차로 눈열림 페널티를 잘 환산할 수 있었다.According to the simulation result of the present invention, even if the NRZ optical signal shown in FIG. 3 is changed in various conditions by only one expression expressed by Equation 1, the eye openness penalty can be converted with a small error.

또한, 도 4에 도시된 RZ 신호의 경우에도 단 하나의 환산식으로 여러 가지 경우에 대해서도 클럭 성분의 파워로부터 눈열림 페널티를 잘 환산할 수 있었다. 이러한 계산은 에러율 계산장치(300)에서 이루어 진다.Also, in the case of the RZ signal shown in FIG. 4, the eye opening penalty can be well calculated from the power of the clock component even in a single conversion formula. This calculation is performed in the error rate calculation device 300. [

에러율 계산장치(300)에서는 클럭 성분으로부터 눈열림 페널티를 환산하는 계산 뿐만 아니라 눈열림 페널티와 광신호대 잡음비, 광신호의 파워로 에러율을 계산한다. 일반적으로, 에러율(BER)은 다음과 같이 표현된다.The error rate calculation device 300 calculates the error rate from the eye opening penalty, the optical signal-to-noise ratio, and the power of the optical signal, as well as calculating the eye open penalty from the clock component. Generally, the error rate (BER) is expressed as follows.

이때, erfc(x)=1 - erf(x) 를 뜻한다. erf(x)는 오차함수(error function) 이며, 다음과 같이 정의된다.In this case, erfc (x) = 1 - erf (x). erf (x) is an error function and is defined as follows.

이 때, 수학식 2의 Q는 Q 파라메타(parameter)로서 신호의 품질을 나타낸다. 이는 파형의 크기와 잡음의 크기로 표현되며, 그 수학식은 아래와 같다.At this time, Q in Equation (2) represents the quality of a signal as a Q parameter. This is expressed by the magnitude of the waveform and the magnitude of the noise, and the equation is as follows.

여기서,는 눈열림 페널티(dB 스케일로 표시)로 표현이 가능하며 이는 아래와 수학식과 같다.here, Can be expressed by the eye open penalty (expressed in dB scale), which is expressed by the following equation.

상기 수학식 4에서은 0 레벨의 RMS 노이즈의 전류값과 1 레벨의 RMS 노이즈 전류 값으로, 이는 아래의 수학식으로 표현된다. 1 신호의 전류양인 Is(1),0 신호의 전류양 Is(0) 는 알고 있다고 가정한 것으로써 눈열림 페널티를 설명하기 위해 송신단에서의 눈열림과 측정 위치에서의 눈열림을 나타낸 모식도를 나타낸 도 5를 이용한 것이다.In Equation (4) Is the current value of the RMS noise at the 0 level and the RMS noise current value at the 1 level, which is expressed by the following equation. (1), the current amount Is (0) of the 0 signal, which is the current amount of the signal 1, which is the current amount of the signal 1, and the eye opening at the measurement position is shown in order to explain the eye opening penalty 5 is used.

여기서,는 평균 신호 전류양, R은 수신기의 반응도,는 전기 회로의 노이즈,는 전치 증폭기,는 광증폭기의 대역폭,는 광수신 필터의 대역폭,은 전기회로 시스템의 대역폭,는 광증폭기의 자연적 방출 요소(spontaneous emission factor), 캐리어 주파수 v는 시스템의 종류에 따라 그 값이 결정된다.here, Is the average amount of signal current, R is the reactivity of the receiver, The noise of the electric circuit, A preamplifier, The bandwidth of the optical amplifier, The bandwidth of the optical reception filter, The bandwidth of the electric circuit system, Is a spontaneous emission factor of the optical amplifier, and the carrier frequency v is determined depending on the type of the system.

이 모든 값들이 주어졌을 때, 클럭의 파워로 측정된 눈열림 페널티(eye penalty)를 수학식 5에 광신호대 잡음비 측정장치로 얻어진 광신호대 잡음비(OSNR), 신호의 평균파워(Ps)를 수학식 6에 대입하여 에러율(BER)을 계산할수 있다.When all these values are given, the eye penalty measured by the power of the clock is expressed by Equation 5 using the optical signal-to-noise ratio (OSNR) obtained by the optical signal-to-noise ratio measuring apparatus and the average power Ps of the signal, 6 to calculate the error rate (BER).

이상에서와 같은 방법으로 에러율을 측정하게 되면, 광신호대 잡음비로는 측정할 수 없었던 신호의 왜곡에 의한 에러율을 정확하게 측정할 수 있다. 또한, 이 장치는 신호의 클럭 추출기능까지 갖고 있어, 부수적으로 클럭으로 인한 타이밍 정보도 얻을 수 있다.If the error rate is measured in the same manner as described above, the error rate due to the distortion of the signal that can not be measured with the optical signal-to-noise ratio can be accurately measured. In addition, the device also has a clock extraction function of the signal, and timing information due to the clock can also be obtained incidentally.

이상에서와 같이 본 발명에 의한 클럭 성분의 파워를 이용한 신호의 에러율 측정방법에 따르면 다음과 같은 이점이 있다.As described above, according to the method of measuring the error rate of a signal using the power of the clock component according to the present invention, the following advantages can be obtained.

첫째, 광증폭 중계기 혹은 광전/전광 변환이 없는 전광전송망 노드에서 광신호를 전기신호로 변환한 다음, 많은 신호처리를 통해서만 알 수 있었던 광신호의 에러율(BER)에 관한 정보를 복잡한 과정을 거치지 않고 쉽게 측정할 수 있다.First, the optical signal is converted into an electric signal in the optical transmission network node without the optical amplification repeater or the photoelectric / electro-optical conversion, and then the information about the error rate (BER) of the optical signal, which is known only through a lot of signal processing, It is easy to measure.

즉, 이 측정방법은 신호의 품질에 대한 완전한 정보인 에러율을 측정하는 방법으로서 기존의 광신호대 잡음비만을 측정하는 방식에 비해 획기적으로 개선된 방법이라 할 수 있다.That is, this measurement method is a method of measuring the error rate which is the complete information on the quality of the signal, which is a remarkably improved method as compared with the conventional method of measuring only the optical signal-to-noise ratio.

따라서, 광증폭기를 사용하는 광통신 시스템 및 전광전송망의 운영/유지를 보다 용이하게 할 수 있을 뿐 아니라 이러한 시스템의 신뢰도 향상에도 크게 기여할 것이다.Accordingly, it is possible not only to facilitate the operation / maintenance of the optical communication system and the optical transmission network using the optical amplifier, but also to contribute to the improvement of the reliability of such a system.

둘째, 본 발명에 의한 측정 방법은 광통신 시스템의 경우 뿐만 아니라 일반적인 디지털 통신 시스템의 경우에도 적용할 수 있다.Second, the measurement method according to the present invention can be applied not only to an optical communication system but also to a general digital communication system.

Claims (6)

클럭 성분 측정장치와, 광신호 대 잡음비 측정장치와, 에러율 계산장치로 이루어지는 광신호의 에러율 측정기와; 광증폭기(또는 광통신망 노드)를 이용하는 광신호의 에러율 측정방법에 있어서,An optical signal error rate measuring device comprising a clock component measuring device, an optical signal-to-noise ratio measuring device, and an error rate calculating device; A method for measuring an error rate of an optical signal using an optical amplifier (or an optical network node) 입력되는 광신호로부터 데이터의 클럭 성분을 추출함과 더불어 클럭 크기를 측정하여 눈열림 페널티를 환산하는 단계와;Extracting a clock component of the data from the input optical signal and measuring a clock size to convert the eye open penalty; 통상의 광신호 대 잡음비 측정법을 이용하여 광신호 대 잡음비를 측정하는 단계와;Measuring an optical signal-to-noise ratio using a conventional optical signal-to-noise ratio measurement; 상기 측정된 눈열림 페널티와, 광신호대 잡음비와, 광신호의 세기를 이용하여 광신호의 에러율을 계산하는 단계를 포함하여 이루어진 클럭 성분의 파워를 이용한 신호의 에러율 측정방법.And calculating an error rate of the optical signal using the measured eye opening penalty, optical signal-to-noise ratio, and optical signal intensity. 청구항 1에 있어서, 상기 입력 광신호가 NRZ 신호의 경우, 입력 신호를 제곱하여 클럭 성분을 생성한 뒤에 협대역 필터(BPF)를 거치게 하여 클럭 성분을 추출하는 것을 특징으로 하는 클럭 성분의 파워를 이용한 신호의 에러율 측정방법.2. The method of claim 1, wherein when the input optical signal is an NRZ signal, a clock component is squared to generate a clock component, and then a narrowband filter (BPF) is used to extract a clock component. Of the error rate. 청구항 1에 있어서, 상기 입력 광신호가 NRZ 신호의 경우, |A(t) - A(t-T/2)| (A(t) : 입력 광신호의 파형, T : 1 비트의 주기) 의 함수를 구현하여 클럭 성분을 추출하는 것을 특징으로 하는 클럭 성분의 파워를 이용한 신호의 에러율 측정방법.2. The method of claim 1, wherein when the input optical signal is an NRZ signal, A (t) - A (t-T / 2) (A (t): a waveform of an input optical signal, T: a period of 1 bit), and extracts a clock component. 청구항 1에 있어서, 상기 입력 광신호가 NRZ 신호의 경우, |A(t) + A(t-T/2)| 의 함수를 구현하여 클럭 성분을 추출하는 것을 특징으로 하는 클럭 성분의 파워를 이용한 신호의 에러율 측정방법.2. The method of claim 1, wherein when the input optical signal is an NRZ signal, A (t) + A (t-T / 2) Wherein a clock component is extracted by implementing a function of a clock component. 청구항 1에 있어서, 상기 입력 광신호가 NRZ 신호의 경우, A(t) - A(t-T/2) 를 구현한 후, 다이오드를 거쳐 A(t) - A(t-T/2) > 0 인 부분만 걸러내는 함수를 이용하여 클럭 성분을 추출하는 것을 특징으로 하는 클럭 성분의 파워를 이용한 신호의 에러율 측정방법.2. The method of claim 1, wherein when the input optical signal is an NRZ signal, after implementing A (t) - A (tT / 2), only a portion of A (t) - A (tT / 2) And a clock component is extracted by using a clock function. 청구항 1에 있어서, 상기 입력 광신호가 NRZ 신호의 경우, A(t) + A(t-T/2) 를 구현한 후, 다이오드를 거쳐 A(t) + A(t-T/2) > 0 인 부분만 걸러내는 함수를 이용하여 클럭 성분을 추출하는 것을 특징으로 하는 클럭 성분의 파워를 이용한 신호의 에러율 측정방법.2. The method of claim 1, wherein, when the input optical signal is an NRZ signal, A (t) + A (tT / 2) And a clock component is extracted by using a clock function.
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