KR102195454B1 - Apparatus and method for measuring carrier-to-signal power ratio of optical single-sideband signal - Google Patents

Apparatus and method for measuring carrier-to-signal power ratio of optical single-sideband signal Download PDF

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Abstract

Various embodiments of the present invention relate to an apparatus for measuring a carrier-to-signal power ratio (CSPR) of an optical single-sideband (OSSB) signal without using expensive equipment or coherent receivers, and a method thereof. The apparatus for measuring a CSPR of an OSSB signal may be configured to convert a received OSSB signal into an electrical signal, calculate the average strength and standard deviation based on the amplitude change over time of the electrical signal, and calculate a CSPR using the average strength and standard deviation.

Description

단측파 광신호의 반송파 대 신호비 측정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING CARRIER-TO-SIGNAL POWER RATIO OF OPTICAL SINGLE-SIDEBAND SIGNAL}A device and method for measuring the carrier-to-signal ratio of single-sided optical signals {APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING CARRIER-TO-SIGNAL POWER RATIO OF OPTICAL SINGLE-SIDEBAND SIGNAL}

다양한 실시예들은 단측파 광신호의 반송파 대 신호비 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.Various embodiments relate to an apparatus and method for measuring a carrier-to-signal ratio of a single-sided optical signal.

경제적인 광통신 시스템에서 흔히 활용되는 양측파대(double-sideband; DSB) 신호를 직접 검출(direct detection; DD)할 경우 광섬유의 색분산에 의하여 주파수 의존적인 전력 감쇠(frequency-dependent power fading) 현상이 발생하여 시스템의 전송 거리 또는 최대 전송 속도가 제한된다. 이를 해결하기 위한 방안으로 광단측파대(optical single-sideband; OSSB) 신호를 전송하는 방법이 제안된 바 있다. In case of direct detection (DD) of double-sideband (DSB) signals commonly used in economical optical communication systems, frequency-dependent power fading occurs due to color dispersion of optical fibers. Thus, the transmission distance or maximum transmission speed of the system is limited. As a solution to this problem, a method of transmitting an optical single-sideband (OSSB) signal has been proposed.

OSSB 전송 시스템의 성능을 좌우하는 주요 시스템 파라미터 중 하나는 반송파 대 신호비(carrier-to-signal power ratio; CSPR)이다. 높은 CSPR은 수신기 감도를 저하시키는 반면 낮은 CSPR은 OSSB 신호를 직접 검출할 때 발생하는 비선형 왜곡인 신호-신호 비트 간섭(signal-signal beat interference; SSBI)을 증가시켜 시스템 성능을 열화시킨다. 따라서 OSSB 전송 시스템의 성능을 극대화하기 위해서는 이 파라미터를 최적화하는 것이 중요하다. Kramers-Kronig DD 수신기를 사용하여 수신기에 인가되는 광신호의 전체 전기장을 복원할 수 있음에도 불구하고 이 시스템에서도 여전히 최소 위상 조건(minimum phase condition)과 신호 대 노이즈 비율(signal-to-noise ratio) 사이의 균형을 맞추도록 CSPR 역시 최적화 되어야 한다.One of the main system parameters that determine the performance of the OSSB transmission system is the carrier-to-signal power ratio (CSPR). High CSPR degrades receiver sensitivity, while low CSPR increases signal-signal beat interference (SSBI), a nonlinear distortion that occurs when directly detecting OSSB signals, and degrades system performance. Therefore, it is important to optimize this parameter to maximize the performance of the OSSB transmission system. Despite the fact that the Kramers-Kronig DD receiver can be used to restore the entire electric field of the optical signal applied to the receiver, the system still has a minimum phase condition and a signal-to-noise ratio. CSPR should also be optimized to balance

OSSB 신호의 CSPR을 측정하는 기존의 방법은 광 스펙트럼 분석기(optical spectrum analyzer; OSA)를 사용하거나 코히어런트 광수신기(coherent receiver)를 활용하는 것이다. 먼저 OSA를 활용하는 방법부터 살펴보면 OSSB 신호를 OSA로 광스펙트럼을 측정한 후 별도의 디지털 필터링 처리를 통하여 광반송파(optical carrier)와 신호를 분리, 각각 전력을 측정하고, 두 전력의 비율을 계산하여 CSPR을 추정한다. 이 방법의 경우 낮은 OSA 분해능(예: 0.01nm)은 CSPR 추정의 정확도를 상당히 떨어뜨린다. 예를 들어, OSA 기반 방법은 ~2 dB의 추정 오차를 범한 것으로 보고되었다. 따라서, CSPR 추정에 대해 OSA 장비마다 측정 이후 교정(calibration)이 필요하다. 광반송파와 신호 사이에 주파수 간극이 존재하는 경우 광반송파와 신호를 분리하는 것이 용이하여 추정오차가 감소할 수 있으나 이러한 신호는 주파수 효율성(spectral efficiency)을 감소시키므로 대체로 사용되지 않는다. The conventional method of measuring the CSPR of an OSSB signal is to use an optical spectrum analyzer (OSA) or a coherent receiver. First, let's look at how to use OSA. After measuring the optical spectrum from the OSSB signal to the OSA, separate the optical carrier and the signal through a separate digital filtering process, measure the power respectively, and calculate the ratio of the two powers. Estimate CSPR. For this method, the low OSA resolution (e.g. 0.01 nm) significantly reduces the accuracy of the CSPR estimation. For example, the OSA-based method has been reported to have an estimation error of ~2 dB. Therefore, for CSPR estimation, calibration is required after measurement for each OSA device. When there is a frequency gap between the optical carrier and the signal, it is easy to separate the optical carrier and the signal, so that the estimation error can be reduced, but such a signal is generally not used because it reduces spectral efficiency.

코히어런트 광수신기를 활용하는 경우 전기적 영역에서 반송파와 신호를 분리하므로 보다 정확한 측정이 가능하다. 그러나 고가의 코히어런트 수신기를 활용하므로 경제적인 DD 시스템에 활용되기 어렵다. When using a coherent optical receiver, more accurate measurements are possible because the carrier wave and the signal are separated in the electrical domain. However, it is difficult to be used in an economical DD system because it uses an expensive coherent receiver.

다양한 실시예들은, 고가의 장비나 코히어런트 수신기를 활용하지 않고 단측파 광신호의 반송파 대 신호비(CSPR)를 정확하게 추정할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다. Various embodiments provide an apparatus and method capable of accurately estimating a carrier-to-signal ratio (CSPR) of a single-sided wave optical signal without using expensive equipment or a coherent receiver.

다양한 실시예들은, 추가적인 교정 없이, 단측파 광신호의 반송파 대 신호비(CSPR)를 추정할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다. Various embodiments provide an apparatus and method capable of estimating a carrier-to-signal ratio (CSPR) of a single-sided optical signal without additional calibration.

다양한 실시예들에 따른 단측파 광신호(optical SSB signal; OSSB signal)의 반송파 대 신호비(CSPR) 측정 장치는, 수신되는 단측파 광신호를 전기신호로 변환하도록 구성된 광 수신 모듈, 상기 전기신호의 시간에 따른 진폭 변화를 기반으로, 평균 세기 및 표준 편차를 계산하도록 구성되는 통계 계산 모듈, 및 상기 평균 세기 및 상기 표준 편차를 이용하여, 반송파 대 신호비를 계산하도록 구성된 반송파 대 신호비 계산 모듈을 포함할 수 있다.An apparatus for measuring a carrier-to-signal ratio (CSPR) of an optical SSB signal (OSSB signal) according to various embodiments includes an optical receiving module configured to convert a received single-sided wave optical signal into an electrical signal, the electrical signal A statistical calculation module configured to calculate an average strength and a standard deviation based on a change in amplitude over time of, and a carrier-to-signal ratio calculation module configured to calculate a carrier-to-signal ratio using the average strength and the standard deviation It may include.

다양한 실시예들에 따른 단측파 광신호의 반송파 대 신호비 측정 장치의 동작 방법은, 수신되는 단측파 광신호를 전기신호로 변환하는 동작, 상기 전기신호의 시간에 따른 진폭 변화를 기반으로, 평균 세기 및 표준 편차를 계산하는 동작, 및 상기 평균 세기 및 상기 표준 편차를 이용하여, 반송파 대 신호비를 계산하는 동작을 포함할 수 있다. The operating method of the apparatus for measuring a carrier-to-signal ratio of a single-sided optical signal according to various embodiments includes an operation of converting a received single-sided optical signal into an electrical signal, and an average based on a change in amplitude of the electrical signal over time It may include an operation of calculating an intensity and a standard deviation, and an operation of calculating a carrier-to-signal ratio using the average intensity and the standard deviation.

다양한 실시예들에 따른 비-일시적(non-transitory) 컴퓨터-판독 가능(computer-readable) 저장(storage) 매체(medium)는, 수신되는 단측파 광신호를 전기신호로 변환하는 동작, 상기 전기신호의 시간에 따른 진폭 변화를 기반으로, 평균 세기 및 표준 편차를 계산하는 동작, 및 상기 평균 세기 및 상기 표준 편차를 이용하여, 반송파 대 신호비를 계산하는 동작을 실행하기 위한 하나 이상의 프로그램들을 저장할 수 있다. A non-transitory computer-readable storage medium according to various embodiments includes an operation of converting a received single-sided wave optical signal into an electrical signal, the electrical signal. It is possible to store one or more programs for executing an operation of calculating an average strength and a standard deviation based on the amplitude change over time, and an operation of calculating a carrier-to-signal ratio using the average strength and the standard deviation. have.

다양한 실시예들에 따르면, 반송파 대 신호비 측정 장치는 단측파 광신호에 대해 시간 영역(time domain)에서 반송파 대 신호비(CSPR)를 측정함으로써 오실로스코프와 같은 간단한 장비만으로 CSPR을 정확하게 추정할 수 있다. 아울러, 반송파 대 신호비 측정 장치에서 측정되는 단측파 광신호의 반송파 대 신호비(CSPR)에 대한 추가적인 교정이 불필요하므로, 반송파 대 신호비 측정 장치가 비교적 간단한 절차를 통해 용이하게 단측파 광신호의 반송파 대 신호비(CSPR)를 측정할 수 있다. According to various embodiments, the carrier-to-signal ratio measurement apparatus can accurately estimate the CSPR with a simple device such as an oscilloscope by measuring the carrier-to-signal ratio (CSPR) for a single-sided optical signal in a time domain. . In addition, since additional correction of the carrier-to-signal ratio (CSPR) of the single-sided wave optical signal measured by the carrier-to-signal ratio measurement device is not required, the carrier-to-signal ratio measurement device is easily The carrier-to-signal ratio (CSPR) can be measured.

도 1은 다양한 실시예들에 따른 광 통신 시스템을 도시하는 도면이다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른 반송파 대 신호비 측정 장치를 도시하는 도면이다.
도 3은 도 2의 통계 계산 모듈을 도시하는 도면이다.
도 4는 도 2의 반송파 대 신호비 계산 모듈을 도시하는 도면이다.
도 5는 다양한 실시예들에 따른 반송파 대 신호비 측정 장치의 동작 방법을 도시하는 도면이다.
도 6은 다양한 실시예들에 따른 반송파 대 신호비 측정 장치의 성능을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a diagram illustrating an optical communication system according to various embodiments.
2 is a diagram illustrating an apparatus for measuring a carrier-to-signal ratio according to various embodiments.
FIG. 3 is a diagram illustrating the statistical calculation module of FIG. 2.
FIG. 4 is a diagram illustrating the carrier-to-signal ratio calculation module of FIG. 2.
5 is a diagram illustrating a method of operating a carrier-to-signal ratio measuring apparatus according to various embodiments.
6 is a diagram for describing the performance of a carrier-to-signal ratio measuring apparatus according to various embodiments.

이하, 본 문서의 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. Hereinafter, various embodiments of the present document will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 다양한 실시예들에 따른 광 통신 시스템(100)을 도시하는 도면이다. 1 is a diagram illustrating an optical communication system 100 according to various embodiments.

도 1을 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 광 통신 시스템(100)은 송신 장치(110)와 수신 장치(120)를 포함할 수 있다. 송신 장치(110)와 수신 장치(120)는 광 섬유(130)를 통해 연결되고, 광 섬유(130)를 통해 통신할 수 있다. Referring to FIG. 1, an optical communication system 100 according to various embodiments may include a transmitting device 110 and a receiving device 120. The transmitting device 110 and the receiving device 120 are connected through an optical fiber 130 and may communicate through the optical fiber 130.

송신 장치(110)는 수신 장치(120)에 단측파 광신호(optical single-sideband signal; optical SSB signal; OSSB signal)를 전송할 수 있다. 송신 장치(110)는 정보 전달 신호(information-bearing signal)로부터 단측파 광신호를 생성할 수 있다. 일 예로, 송신 장치(110)는 힐버트 변환(Hilbert transform)을 기반으로, 단측파 광신호를 생성할 수 있다. 다른 예로, 송신 장치(110)는 양측파 광신호(optical double side-band signal)를 생성한 다음, 광학 필터를 이용하여 양측파 광신호로부터 일 측파를 제거함으로써, 단측파 광신호를 생성할 수 있다. 이를 통해, 송신 장치(110)는 광 반송파(optical carrier)를 통해, 수신 장치(120)에 단측파 광신호를 전송할 수 있다. The transmission device 110 may transmit an optical single-sideband signal (OSSB signal) to the reception device 120. The transmission device 110 may generate a single-sided wave optical signal from an information-bearing signal. For example, the transmission device 110 may generate a single-sided wave optical signal based on a Hilbert transform. As another example, the transmission device 110 generates an optical double side-band signal and then removes one side wave from the double-sided optical signal using an optical filter, thereby generating a single-sided optical signal. have. Through this, the transmission device 110 may transmit a single-sided wave optical signal to the reception device 120 through an optical carrier.

이에 대응하여, 수신 장치(120)가 광 반송파를 통해, 송신 장치(110)로부터 단측파 광신호를 수신할 수 있다. 그리고, 수신 장치(120)는 단측파 광신호로부터 정보 전달 신호를 복구할 수 있다. 이 때 수신 장치(120)는 단측파 광신호에 대해 시간 영역(time domain)에서 반송파 대 신호비(carrier-to-signal power ratio; CSPR)를 추정할 수 있다. 이를 위해, 수신 장치(120)는 후술되는 도 2의 반송파 대 신호비(CSPR) 측정 장치(200)를 포함할 수 있다. Correspondingly, the receiving device 120 may receive a single-sided wave optical signal from the transmitting device 110 through an optical carrier. In addition, the reception device 120 may recover an information transmission signal from the single-sided wave optical signal. In this case, the reception device 120 may estimate a carrier-to-signal power ratio (CSPR) in the time domain for the single-sided optical signal. To this end, the receiving device 120 may include a carrier-to-signal ratio (CSPR) measuring device 200 of FIG. 2 to be described later.

도 2는 다양한 실시예들에 따른 반송파 대 신호비(CSPR) 측정 장치(200)를 도시하는 도면이다. 도 3은 도 2의 통계 계산 모듈(230)을 도시하는 도면이다. 도 4는 도 2의 반송파 대 신호비(CSPR) 계산 모듈(240)을 도시하는 도면이다. 이 때 반송파 대 신호비(CSPR) 측정 장치(200)는 단측파 광신호에 대해 시간 도메인에서 반송파 대 신호비(CSPR)를 측정할 수 있다. FIG. 2 is a diagram illustrating a carrier-to-signal ratio (CSPR) measuring apparatus 200 according to various embodiments. FIG. 3 is a diagram illustrating the statistical calculation module 230 of FIG. 2. FIG. 4 is a diagram illustrating a carrier-to-signal ratio (CSPR) calculation module 240 of FIG. 2. In this case, the carrier-to-signal ratio (CSPR) measuring apparatus 200 may measure a carrier-to-signal ratio (CSPR) in the time domain for the single-sided wave optical signal.

도 2를 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 반송파 대 신호비(CSPR) 측정 장치(200)는 광 수신 모듈(210), 신호 검출 모듈(220), 통계 계산 모듈(230) 및 반송파 대 신호비(CSPR) 계산 모듈(240)을 포함할 수 있다. 2, a carrier-to-signal ratio (CSPR) measurement apparatus 200 according to various embodiments includes an optical receiving module 210, a signal detection module 220, a statistical calculation module 230, and a carrier-to-signal ratio. (CSPR) may include a calculation module 240.

광 수신 모듈(210)은 단측파 광신호를 수신할 수 있다. 그리고, 광 수신 모듈(210)은 단측파 광신호로부터 전기신호(electrical signal)를 생성할 수 있다. 예를 들면, 광 수신 모듈(210)은 DC(direct current)-결합 광 검출기(DC-coupled photo detector)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 광 수신 모듈(210)은 광수신기와 관련 회로를 포함하고, 광검출기와 관련 회로를 이용하여 단측파 광신호의 세기(intensity)를 검출할 수 있다. 이를 통해, 광 수신 모듈(210)은 단측파 광신호의 세기를 전기신호로 변환할 수 있다. 예를 들면, 광검출기와 관련 회로는 PIN 포토다이오드(photodiode), PIN-TIA(trans-impedance amplifier) 검출기, 또는 적어도 하나의 광 증폭기(optical amplifier), 적어도 하나의 광 필터(optical filter) 및 적어도 하나의 광 검출기(photo detector)를 포함하는 광 프리-앰프 수신기(optically pre-amplified receiver) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. The optical receiving module 210 may receive a single-sided optical signal. In addition, the light receiving module 210 may generate an electrical signal from a single-sided wave optical signal. For example, the light receiving module 210 may include a direct current (DC)-coupled photo detector. According to an embodiment, the optical receiving module 210 includes an optical receiver and a related circuit, and may detect the intensity of a single-sided wave optical signal using the photodetector and a related circuit. Through this, the optical receiving module 210 may convert the intensity of the single-sided wave optical signal into an electric signal. For example, the photodetector and the associated circuit may include a PIN photodiode, a PIN-TIA (trans-impedance amplifier) detector, or at least one optical amplifier, at least one optical filter, and at least It may include at least any one of optically pre-amplified receivers including one photo detector.

신호 검출 모듈(220)은 광 수신 모듈(210)로부터 입력되는 전기신호를 검출할 수 있다. 이 때 신호 검출 모듈(220)은 전기신호로부터 복수 개의 샘플(sample)들을 검출할 수 있다. 신호 검출 모듈(220)은 전기신호의 파형을 기반으로, 샘플들을 검출할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 신호 검출 모듈(220)은 샘플링 모듈을 포함하고, 샘플링 모듈이 실시간(real-time) 또는 등가시간(equivalent-time)에 따라 전기신호를 샘플링하여, 샘플들을 검출할 수 있다. 예를 들면, 신호 검출 모듈(220)은 오실로스코프(oscilloscope)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 신호 검출 모듈(220)은 아날로그-디지털 변환기(analog-to-digital conversion; ADC)를 포함하고, 아날로그-디지털 변환기가 전기신호를 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환할 수 있다. 이 때 전기신호의 세기가, 하기 [수학식 1]과 같이 결정될 수 있다. 그리고, 광 반송파의 전력 및 정보 전달 신호의 전력이, 하기 [수학식 2]와 같이 결정될 수 있다. The signal detection module 220 may detect an electric signal input from the light receiving module 210. In this case, the signal detection module 220 may detect a plurality of samples from the electric signal. The signal detection module 220 may detect samples based on the waveform of the electric signal. According to an embodiment, the signal detection module 220 includes a sampling module, and the sampling module samples an electrical signal according to real-time or equivalent-time to detect samples. . For example, the signal detection module 220 may include an oscilloscope. According to another embodiment, the signal detection module 220 includes an analog-to-digital conversion (ADC), and the analog-to-digital converter may convert an electrical signal from an analog signal to a digital signal. At this time, the strength of the electric signal may be determined as shown in [Equation 1] below. In addition, the power of the optical carrier and the power of the information transmission signal may be determined as shown in [Equation 2] below.

Figure 112019127898515-pat00001
Figure 112019127898515-pat00001

여기서, I(t)는 전기신호의 세기를 나타내고,

Figure 112019127898515-pat00002
는 단측파 광신호의 세기를 나타내고, E(t)는 단측파 광신호의 자기장을 나타내고, E 0 는 단측파 광신호의 광 반송파를 나타내고, s(t)와
Figure 112019127898515-pat00003
는 정보 전달 신호 s(t)에 대한 힐버트 변환 쌍(pair)들을 나타내며, n(t)는 노이즈(noise)를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 노이즈는 광 수신 모듈(210) 또는 신호 검출 모듈(220) 중 적어도 어느 하나에 의해 발생될 수 있다. Here, I(t) represents the strength of the electric signal,
Figure 112019127898515-pat00002
Represents the strength of the single-sided wave optical signal, E(t) represents the magnetic field of the single-sided wave optical signal, E 0 represents the optical carrier of the single-sided wave optical signal, and s(t) and
Figure 112019127898515-pat00003
Is the information transmission signal s(t) Hilbert transform pairs are represented, and n(t) may represent noise. For example, noise may be generated by at least one of the light receiving module 210 and the signal detection module 220.

Figure 112019127898515-pat00004
Figure 112019127898515-pat00004

여기서, P c 는 광 반송파의 전력을 나타내고, P s 는 정보 전달 신호의 전력을 나타내며,

Figure 112019127898515-pat00005
는 x의 기대값(expectation)을 나타낼 수 있다. Here, P c represents the power of the optical carrier, P s represents the power of the information transmission signal,
Figure 112019127898515-pat00005
May represent the expected value of x .

통계 계산 모듈(230)은 신호 검출 모듈(220)에서 검출된 전기신호에 대해 통계적 계산을 수행할 수 있다. 이 때 통계 계산 모듈(230)은 전기신호로부터 검출된 샘플들을 기반으로, 통계적 계산을 수행할 수 있다. 통계 계산 모듈(230)은 검출된 샘플들의 진폭 히스토그램(amplitude histogram)으로부터 샘플들에 대한 평균 세기 및 표준 편차를 추정할 수 있다. 즉 통계 계산 모듈(230)은 전기신호의 시간에 따른 진폭 변화를 기반으로, 평균 세기 및 표준 편차를 계산할 수 있다. 통계 계산 모듈(230)은, 도 3에 도시된 바와 같이 샘플 버퍼(310), 평균 계산 모듈(320) 및 표준 편차 계산 모듈(330)을 포함할 수 있다. 버퍼(310)는 샘플들을 저장할 수 있다. 평균 계산 모듈(320)은 샘플들에 대한 평균 세기를 계산할 수 있다. 이 때 평균 세기는, 하기 [수학식 3]과 같이 샘플들에 대한 전기신호의 세기의 평균 값으로 계산될 수 있다. 표준 편차 계산 모듈(330)은 샘플들에 대한 표준 편차를 계산할 수 있다. 이 때 표준 편차는, 하기 [수학식 4]와 같이 계산될 수 있다. The statistical calculation module 230 may perform statistical calculation on the electric signal detected by the signal detection module 220. In this case, the statistical calculation module 230 may perform statistical calculation based on samples detected from the electrical signal. The statistical calculation module 230 may estimate an average intensity and a standard deviation of samples from an amplitude histogram of the detected samples. That is, the statistical calculation module 230 may calculate an average intensity and a standard deviation based on a change in amplitude of the electric signal over time. The statistical calculation module 230 may include a sample buffer 310, an average calculation module 320, and a standard deviation calculation module 330, as shown in FIG. 3. The buffer 310 may store samples. The average calculation module 320 may calculate an average intensity for samples. In this case, the average intensity may be calculated as an average value of the intensity of the electric signal for the samples as shown in [Equation 3] below. The standard deviation calculation module 330 may calculate a standard deviation for samples. At this time, the standard deviation can be calculated as shown in [Equation 4] below.

Figure 112019127898515-pat00006
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여기서, μ는 평균 세기를 나타낼 수 있다. Here, μ may represent the average intensity.

Figure 112019127898515-pat00007
Figure 112019127898515-pat00007

여기서, σ는 표준 편차를 나타내고, D{·}는 분산함수(variance operation)를 나타내고, σ n 2 는 노이즈 n(t)의 분산을 나타낼 수 있다. s(t)와

Figure 112019127898515-pat00008
사이의 공분산 항(covariance term)은 무시된다고 가정될 수 있다. Here, σ denotes the standard deviation, D{·} denotes a variance operation, and σ n 2 may denote the variance of the noise n(t) . s(t) and
Figure 112019127898515-pat00008
The covariance term between can be assumed to be ignored.

반송파 대 신호비(CSPR) 계산 모듈(240)은 통계 계산 모듈(230)의 통계적 계산 결과를 기반으로, 반송파 대 신호비(CSPR)를 계산할 수 있다. 이 때 반송파 대 신호비(CSPR) 계산 모듈(240)은 통계 계산 모듈(230)에서 추정된 평균 세기 및 표준 편차를 이용하여, 반송파 대 신호비(CSPR)를 계산할 수 있다. 이 때 s(t)가 가우스 분포(Gaussian distribution)를 따르는 경우, 하기 [수학식 5]와 같은 관계가 성립될 수 있다. 이에 따라, 상기 [수학식 4]에서, 하기 [수학식 5]에 따른 대체를 수행하고, 그 결과의 이차 방정식을 해결함으로써, 하기 [수학식 6]이 획득될 수 있다. 그런 다음, 상기 [수학식 3]과 하기 [수학식 6]을 결합함으로써, 하기 [수학식 7] 및 [수학식 8]이 도출될 수 있다. 이를 통해, 하기 [수학식 7] 및 [수학식 8]을 기반으로, 반송파 대 신호비(CSPR)가 하기 [수학식 9]와 같이 추정될 수 있다. 따라서, 반송파 대 신호비(CSPR) 계산 모듈(240)은, 도 4에 도시된 바와 같이 하기 [수학식 9]를 따라 반송파 대 신호비(CSPR)를 계산하기 위한 회로로 형성될 수 있다. 이를 통해, 반송파 대 신호비(CSPR) 계산 모듈(240)은, 평균 세기, 표준 편차 및 노이즈 n(t)의 분산을 기반으로, 반송파 대 신호비(CSPR)를 계산할 수 있다.The carrier-to-signal ratio (CSPR) calculation module 240 may calculate a carrier-to-signal ratio (CSPR) based on the statistical calculation result of the statistical calculation module 230. At this time, the carrier-to-signal ratio (CSPR) calculation module 240 may calculate a carrier-to-signal ratio (CSPR) by using the average strength and standard deviation estimated by the statistical calculation module 230. At this time, when s(t) follows a Gaussian distribution, a relationship as shown in [Equation 5] may be established. Accordingly, in [Equation 4], the following [Equation 6] can be obtained by performing the substitution according to the following [Equation 5] and solving the resulting quadratic equation. Then, by combining [Equation 3] and [Equation 6], the following [Equation 7] and [Equation 8] can be derived. Through this, based on the following [Equation 7] and [Equation 8], a carrier-to-signal ratio (CSPR) can be estimated as shown in [Equation 9]. Accordingly, the carrier-to-signal ratio (CSPR) calculation module 240 may be formed as a circuit for calculating a carrier-to-signal ratio (CSPR) according to the following [Equation 9], as shown in FIG. 4. Through this, the carrier-to-signal ratio (CSPR) calculation module 240 may calculate a carrier-to-signal ratio (CSPR) based on the average strength, standard deviation, and variance of noise n(t) .

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다양한 실시예들에 따른 단측파 광신호의 반송파 대 신호비(CSPR) 측정 장치(200)는, 수신되는 단측파 광신호를 전기신호로 변환하도록 구성된 광 수신 모듈(210), 전기신호의 시간에 따른 진폭 변화를 기반으로, 평균 세기 및 표준 편차를 계산하도록 구성되는 통계 계산 모듈(230), 및 평균 세기 및 표준 편차를 이용하여, 반송파 대 신호비(CSPR)를 계산하도록 구성된 반송파 대 신호비 계산 모듈(240)을 포함할 수 있다. The apparatus 200 for measuring a carrier-to-signal ratio (CSPR) of a single-sided optical signal according to various embodiments includes an optical receiving module 210 configured to convert a received single-sided optical signal into an electrical signal, and A statistical calculation module 230 configured to calculate an average strength and a standard deviation based on the amplitude change according to the result, and a carrier-to-signal ratio calculation configured to calculate a carrier-to-signal ratio (CSPR) using the average strength and the standard deviation A module 240 may be included.

다양한 실시예들에 따르면, 통계 계산 모듈(230)은, 전기신호로부터 검출되는 복수 개의 샘플들에 대해, 평균 세기 및 표준 편차를 계산하도록 구성될 수 있다. According to various embodiments, the statistical calculation module 230 may be configured to calculate an average intensity and a standard deviation for a plurality of samples detected from an electrical signal.

다양한 실시예들에 따르면, 통계 계산 모듈(230)은, 상기 [수학식 3]과 같이 평균 세기를 계산하도록 구성될 수 있다. According to various embodiments, the statistical calculation module 230 may be configured to calculate an average intensity as shown in [Equation 3].

다양한 실시예들에 따르면, 통계 계산 모듈(230)은, 상기 [수학식 4]와 같이 표준 편차를 계산하도록 구성될 수 있다. According to various embodiments, the statistical calculation module 230 may be configured to calculate a standard deviation as shown in [Equation 4].

다양한 실시예들에 따르면, 반송파 대 신호비(CSPR) 계산 모듈(240)은, 상기 [수학식 9]와 같이 반송파 대 신호비(CSPR)를 계산하도록 구성될 수 있다. According to various embodiments, the carrier-to-signal ratio (CSPR) calculation module 240 may be configured to calculate a carrier-to-signal ratio (CSPR) as shown in [Equation 9].

일 실시예에 따르면, 반송파 대 신호비(CSPR) 측정 장치(200)는, 전기신호의 파형을 기반으로, 샘플들을 검출하도록 구성되는 신호 검출 모듈(220)을 더 포함할 수 있다. According to an embodiment, the carrier-to-signal ratio (CSPR) measurement apparatus 200 may further include a signal detection module 220 configured to detect samples based on a waveform of an electric signal.

다른 실시예에 따르면, 반송파 대 신호비(CSPR) 측정 장치(200)는, 전기신호를 실시간 또는 등가시간에 따라 샘플링하여, 샘플들을 검출하도록 구성되는 신호 검출 모듈(220)을 더 포함할 수 있다. According to another embodiment, the carrier-to-signal ratio (CSPR) measurement apparatus 200 may further include a signal detection module 220 configured to detect samples by sampling an electrical signal in real time or according to an equivalent time. .

다양한 실시예들에 따르면, 광 수신 모듈(210)은, 단측파 광신호의 세기를 검출하도록 구성되는 광검출기와 관련 회로를 포함하고, 단측파 광신호의 세기를 전기신호로 변환하도록 구성될 수 있다. According to various embodiments, the optical receiving module 210 includes a photo detector configured to detect the intensity of the single-sided wave optical signal and a related circuit, and may be configured to convert the intensity of the single-sided wave optical signal into an electric signal. have.

도 5는 다양한 실시예들에 따른 반송파 대 신호비(CSPR) 측정 장치(200)의 동작 방법을 도시하는 도면이다. 이 때 반송파 대 신호비(CSPR) 측정 장치(200)는 수신 장치(120) 내에 구현될 수 있다. 그리고, 반송파 대 신호비(CSPR) 측정 장치(200)는 단측파 광신호에 대해 시간 도메인에서 반송파 대 신호비(CSPR)를 측정할 수 있다.5 is a diagram illustrating a method of operating a carrier-to-signal ratio (CSPR) measuring apparatus 200 according to various embodiments. In this case, the carrier-to-signal ratio (CSPR) measuring device 200 may be implemented in the receiving device 120. In addition, the carrier-to-signal ratio (CSPR) measuring apparatus 200 may measure a carrier-to-signal ratio (CSPR) in a time domain for a single-sided wave optical signal.

도 5를 참조하면, 반송파 대 신호비(CSPR) 측정 장치(200)는, 510 동작에서 단측파 광신호를 수신할 수 있다. 광 수신 모듈(210)은 송신 장치(110)로부터 단측파 광신호를 수신할 수 있다. Referring to FIG. 5, the carrier-to-signal ratio (CSPR) measuring apparatus 200 may receive a single-sided optical signal in operation 510. The optical reception module 210 may receive a single-sided wave optical signal from the transmission device 110.

반송파 대 신호비(CSPR) 측정 장치(200)는 520 동작에서 단측파 광신호를 전기신호로 변환할 수 있다. 광 수신 모듈(210)은 단측파 광신호로부터 전기신호를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 광 수신 모듈(210)은 광검출기와 관련 회로를 포함하고, 단측파 광신호의 세기를 검출하는 역할을 한다. 이를 통해, 광 수신 모듈(210)은 단측파 광신호의 세기를 전기신호로 변환할 수 있다.The carrier-to-signal ratio (CSPR) measuring apparatus 200 may convert a single-sided wave optical signal into an electric signal in operation 520. The optical receiving module 210 may generate an electric signal from a single-sided wave optical signal. According to an embodiment, the light receiving module 210 includes a photodetector and a related circuit, and serves to detect the intensity of a single-sided wave optical signal. Through this, the optical receiving module 210 may convert the intensity of the single-sided wave optical signal into an electric signal.

반송파 대 신호비(CSPR) 측정 장치(200)는 530 동작에서 전기신호로부터 복수 개의 샘플들을 검출할 수 있다. 신호 검출 모듈(220)은 전기신호의 파형을 기반으로, 샘플들을 검출할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 신호 검출 모듈(220)은 샘플링 모듈을 포함하고, 샘플링 모듈이 실시간(real-time) 또는 등가시간에 따라 전기신호를 샘플링하여, 샘플들을 검출할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 신호 검출 모듈(220)은 아날로그-디지털 변환기(analog-to-digital conversion; ADC)를 포함하고, 아날로그-디지털 변환기가 전기신호를 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환할 수 있다.The carrier-to-signal ratio (CSPR) measuring apparatus 200 may detect a plurality of samples from the electric signal in operation 530. The signal detection module 220 may detect samples based on the waveform of the electric signal. According to an embodiment, the signal detection module 220 includes a sampling module, and the sampling module samples an electric signal according to real-time or equivalent time to detect samples. According to another embodiment, the signal detection module 220 includes an analog-to-digital conversion (ADC), and the analog-to-digital converter may convert an electrical signal from an analog signal to a digital signal.

반송파 대 신호비(CSPR) 측정 장치(200)는 540 동작에서 샘플들에 대한 평균 세기 및 표준 편차를 계산할 수 있다. 통계 계산 모듈(230)은 검출된 샘플들의 진폭 히스토그램(amplitude histogram)으로부터 샘플들에 대한 평균 세기 및 표준 편차를 추정할 수 있다. 즉 통계 계산 모듈(230)은 전기신호의 시간에 따른 진폭 변화를 기반으로, 평균 세기 및 표준 편차를 계산할 수 있다. 통계 계산 모듈(230)은, 하기 [수학식 10]과 같이 샘플들에 대한 전기신호의 세기의 평균 값으로, 평균 세기를 계산할 수 있다. 그리고, 통계 계산 모듈(230)은, 하기 [수학식 11]과 같이 전기신호의 세기에 분산함수를 적용함으로써, 표준 편차를 계산할 수 있다. The carrier-to-signal ratio (CSPR) measuring apparatus 200 may calculate an average intensity and a standard deviation of samples in operation 540. The statistical calculation module 230 may estimate an average intensity and a standard deviation of samples from an amplitude histogram of the detected samples. That is, the statistical calculation module 230 may calculate an average intensity and a standard deviation based on a change in amplitude of the electric signal over time. The statistical calculation module 230 may calculate the average intensity as an average value of the intensity of the electric signal for samples as shown in Equation 10 below. In addition, the statistical calculation module 230 may calculate the standard deviation by applying a variance function to the intensity of the electric signal as shown in [Equation 11] below.

Figure 112019127898515-pat00014
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반송파 대 신호비(CSPR) 측정 장치(200)는 550 동작에서 샘플들에 대한 평균 세기 및 표준 편차를 기반으로, 반송파 대 신호비(CSPR)를 계산할 수 있다. 반송파 대 신호비(CSPR) 계산 모듈(240)은, 하기 [수학식 12]와 같이 평균 세기, 표준 편차 및 노이즈 n(t)의 분산을 기반으로, 반송파 대 신호비(CSPR)를 계산할 수 있다.The carrier-to-signal ratio (CSPR) measurement apparatus 200 may calculate a carrier-to-signal ratio (CSPR) based on an average strength and a standard deviation of samples in operation 550. The carrier-to-signal ratio (CSPR) calculation module 240 may calculate a carrier-to-signal ratio (CSPR) based on a variance of average strength, standard deviation, and noise n(t) as shown in [Equation 12] below. .

Figure 112019127898515-pat00016
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다양한 실시예들에 따른 단측파 광신호의 반송파 대 신호비(CSPR) 측정 장치(200)의 동작 방법은, 수신되는 단측파 광신호를 전기신호로 변환하는 동작, 전기신호의 시간에 따른 진폭 변화를 기반으로, 평균 세기 및 표준 편차를 계산하는 동작, 및 평균 세기 및 표준 편차를 이용하여, 반송파 대 신호비(CSPR)를 계산하는 동작을 포함할 수 있다. A method of operating the carrier-to-signal ratio (CSPR) measuring apparatus 200 of a single-sided wave optical signal according to various embodiments includes an operation of converting a received single-sided wave optical signal into an electrical signal, and a change in amplitude of the electrical signal over time. Based on, an operation of calculating an average strength and a standard deviation, and an operation of calculating a carrier-to-signal ratio (CSPR) using the average strength and the standard deviation may be included.

다양한 실시예들에 따르면, 평균 세기 및 표준 편차를 계산하는 동작은, 전기신호로부터 검출되는 복수 개의 샘플들에 대해, 평균 세기 및 표준 편차를 계산하는 동작을 포함할 수 있다. According to various embodiments, the operation of calculating the average strength and the standard deviation may include calculating the average strength and the standard deviation of a plurality of samples detected from the electrical signal.

다양한 실시예들에 따르면, 평균 세기 및 표준 편차를 계산하는 동작은, 상기 [수학식 10]과 같이 평균 세기를 계산하는 동작을 포함할 수 있다. According to various embodiments, the operation of calculating the average strength and the standard deviation may include calculating the average strength as shown in [Equation 10].

다양한 실시예들에 따르면, 평균 세기 및 표준 편차를 계산하는 동작은, 상기 [수학식 11]과 같이 표준 편차를 계산하는 동작을 포함할 수 있다. According to various embodiments, the operation of calculating the average strength and the standard deviation may include an operation of calculating the standard deviation as shown in [Equation 11].

다양한 실시예들에 따르면, 반송파 대 신호비(CSPR)를 계산하는 동작은, 상기 [수학식 12]와 같이 반송파 대 신호비(CSPR)를 계산하는 동작을 포함할 수 있다. According to various embodiments, the operation of calculating the carrier-to-signal ratio (CSPR) may include an operation of calculating the carrier-to-signal ratio (CSPR) as shown in [Equation 12].

일 실시예에 따르면, 평균 세기 및 표준 편차를 계산하는 동작은, 전기신호의 파형을 기반으로, 샘플들을 검출하는 동작을 더 포함할 수 있다. According to an embodiment, the operation of calculating the average intensity and the standard deviation may further include an operation of detecting samples based on a waveform of the electric signal.

다른 실시예에 따르면, 평균 세기 및 표준 편차를 계산하는 동작은, 전기신호를 실시간 또는 등가시간에 따라 샘플링하여, 샘플들을 검출하는 동작을 더 포함할 수 있다. According to another embodiment, the operation of calculating the average intensity and the standard deviation may further include an operation of detecting samples by sampling the electric signal according to real time or equivalent time.

다양한 실시예들에 따르면, 단측파 광신호를 전기신호로 변환하는 동작은, 단측파 광신호의 세기를 검출하는 동작, 및 단측파 광신호의 세기를 전기신호로 변환하는 동작을 포함할 수 있다. According to various embodiments, the operation of converting the single-sided wave optical signal into an electric signal may include detecting the strength of the single-sided wave optical signal and converting the strength of the single-sided wave optical signal into an electric signal. .

도 6은 다양한 실시예들에 따른 반송파 대 신호비(CSPR) 측정 장치(200)의 성능을 설명하기 위한 도면이다. 이 때 도 6은, 반송파 대 신호비(CSPR) 측정 장치(200)가 120 Gb/s의 단측파 광신호를 기반으로 각 반송파 대 신호비(CSPR)를 측정함에 따른 추정 오차를 나타내고 있다. 여기서, 반송파 대 신호비(CSPR) 측정 장치(200)는 각 반송파 대 신호비(CSPR)에 대해 10 회 측정을 반복하였으며, 도 6은 10 회 측정에 대한 추정 오차를 최대값과 최소값(막대로 표시됨) 및 평균(원으로 표시됨)으로 나타내고 있다. 6 is a diagram for explaining the performance of a carrier-to-signal ratio (CSPR) measuring apparatus 200 according to various embodiments. In this case, FIG. 6 shows an estimation error due to the carrier-to-signal ratio (CSPR) measuring apparatus 200 measuring each carrier-to-signal ratio (CSPR) based on a single-sided wave optical signal of 120 Gb/s. Here, the carrier-to-signal ratio (CSPR) measuring apparatus 200 repeated 10 measurements for each carrier-to-signal ratio (CSPR), and FIG. 6 shows the maximum and minimum values for the 10 measurements (as a bar). Shown) and average (represented by a circle).

도 6을 참조하면, 반송파 대 신호비(CSPR) 측정 장치(200)가 반송파 대 신호비(CSPR)를 측정하는 데 있어서, 추정 오차는 0.2 dB 보다 작다. 이는, 반송파 대 신호비(CSPR) 측정 장치(200)에 의해 측정되는 반송파 대 신호비(CSPR)에 대한 정확도가 상당히 높음을 의미한다. 즉 반송파 대 신호비(CSPR) 측정 장치(200)의 성능은 매우 우수하다. Referring to FIG. 6, when the carrier-to-signal ratio (CSPR) measuring apparatus 200 measures the carrier-to-signal ratio (CSPR), the estimation error is less than 0.2 dB. This means that the accuracy of the carrier-to-signal ratio (CSPR) measured by the carrier-to-signal ratio (CSPR) measuring apparatus 200 is considerably high. That is, the performance of the carrier-to-signal ratio (CSPR) measuring device 200 is very excellent.

본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 수신 장치(120), 반송파 대 신호비(CSPR) 측정 장치(200))에 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기의 프로세서는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.Various embodiments of the present document include one or more instructions stored in a storage medium that can be read by a machine (eg, a receiving device 120, a carrier-to-signal ratio (CSPR) measuring device 200) It can be implemented as containing software. For example, the processor of the device may invoke and execute at least one of the one or more instructions stored from the storage medium. This enables the device to be operated to perform at least one function according to the at least one command invoked. The one or more instructions may include code generated by a compiler or code that can be executed by an interpreter. The storage medium that can be read by the device may be provided in the form of a non-transitory storage medium. Here,'non-transient' only means that the storage medium is a tangible device and does not contain a signal (e.g., electromagnetic waves), and this term refers to the case where data is semi-permanently stored in the storage medium. It does not distinguish between temporary storage cases.

다양한 실시예들에 따른 비-일시적 컴퓨터-판독 가능(computer-readable) 저장 매체는, 수신되는 단측파 광신호를 전기신호로 변환하는 동작, 전기신호의 시간에 따른 진폭 변화를 기반으로, 평균 세기 및 표준 편차를 계산하는 동작, 및 평균 세기 및 표준 편차를 이용하여, 반송파 대 신호비(CSPR)를 계산하는 동작을 실행하기 위한 하나 이상의 프로그램들을 저장할 수 있다. The non-transitory computer-readable storage medium according to various embodiments includes an operation of converting a received single-sided wave optical signal into an electrical signal, and an average intensity based on a change in amplitude of the electrical signal over time. And one or more programs for executing an operation of calculating a standard deviation, and an operation of calculating a carrier-to-signal ratio (CSPR) using an average strength and a standard deviation.

다양한 실시예들에 따르면, 평균 세기 및 표준 편차를 계산하는 동작은, 상기 [수학식 10]과 같이 평균 세기를 계산하는 동작을 포함할 수 있다. According to various embodiments, the operation of calculating the average strength and the standard deviation may include calculating the average strength as shown in [Equation 10].

다양한 실시예들에 따르면, 평균 세기 및 표준 편차를 계산하는 동작은, 상기 [수학식 11]과 같이 표준 편차를 계산하는 동작을 포함할 수 있다. According to various embodiments, the operation of calculating the average strength and the standard deviation may include an operation of calculating the standard deviation as shown in [Equation 11].

다양한 실시예들에 따르면, 반송파 대 신호비(CSPR)를 계산하는 동작은, 상기 [수학식 12]와 같이 반송파 대 신호비(CSPR)를 계산하는 동작을 포함할 수 있다. According to various embodiments, the operation of calculating the carrier-to-signal ratio (CSPR) may include an operation of calculating the carrier-to-signal ratio (CSPR) as shown in [Equation 12].

다양한 실시예들에 따르면, 반송파 대 신호비(CSPR) 측정 장치(200)는 단측파 광신호에 대해 시간 도메인에서 반송파 대 신호비(CSPR)를 측정함으로써, 단측파 광신호의 광 반송파와 정보 전달 신호 사이의 주파수 간극과 관계 없이, 동작할 수 있다. 이로 인해, 반송파 대 신호비(CSPR) 측정 장치(200)에서 측정되는 단측파 광신호의 반송파 대 신호비(CSPR)에 대한 정확도가 상당히 높을 수 있다. 아울러, 반송파 대 신호비 측정 장치(200)에서 측정되는 단측파 광신호의 반송파 대 신호비(CSPR)에 대한 추가적인 교정이 불필요하므로, 반송파 대 신호비(CSPR) 측정 장치(200)가 비교적 간단한 절차를 통해 용이하게 단측파 광신호의 반송파 대 신호비(CSPR)를 측정할 수 있다. According to various embodiments, the carrier-to-signal ratio (CSPR) measuring apparatus 200 measures a carrier-to-signal ratio (CSPR) in a time domain for a single-sided optical signal, thereby transmitting information with an optical carrier of a single-sided optical signal. Regardless of the frequency gap between the signals, it can operate. For this reason, the accuracy of the carrier-to-signal ratio (CSPR) of the single-sided wave optical signal measured by the carrier-to-signal ratio (CSPR) measuring apparatus 200 may be considerably high. In addition, since additional calibration for the carrier-to-signal ratio (CSPR) of the single-sided wave optical signal measured by the carrier-to-signal ratio measurement device 200 is unnecessary, the carrier-to-signal ratio (CSPR) measurement device 200 is a relatively simple procedure. Through this, it is possible to easily measure the carrier-to-signal ratio (CSPR) of the single-sided optical signal.

본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및/또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C" 또는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", "첫째" 또는 "둘째" 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.Various embodiments of the present document and terms used therein are not intended to limit the technology described in this document to a specific embodiment, and should be understood to include various modifications, equivalents, and/or substitutes of the corresponding embodiment. In connection with the description of the drawings, similar reference numerals may be used for similar elements. Singular expressions may include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this document, expressions such as "A or B", "at least one of A and/or B", "A, B or C" or "at least one of A, B and/or C" are all of the items listed together. It can include possible combinations. Expressions such as "first", "second", "first" or "second" can modify the corresponding elements regardless of their order or importance, and are only used to distinguish one element from another. The components are not limited. When it is mentioned that a certain (eg, first) component is “(functionally or communicatively) connected” or “connected” to another (eg, second) component, the certain component is It may be directly connected to the component, or may be connected through another component (eg, a third component).

본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구성된 유닛을 포함하며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)으로 구성될 수 있다. The term "module" used in this document includes a unit composed of hardware, software, or firmware, and may be used interchangeably with terms such as, for example, logic, logic blocks, parts, or circuits. A module may be an integrally configured component or a minimum unit or a part of one or more functions. For example, the module may be configured as an application-specific integrated circuit (ASIC).

다양한 실시예들에 따르면, 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 통합 이전에 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다. According to various embodiments, each component (eg, a module or program) of the described components may include a singular number or a plurality of entities. According to various embodiments, one or more components or operations among the above-described corresponding components may be omitted, or one or more other components or operations may be added. Alternatively or additionally, a plurality of components (eg, a module or a program) may be integrated into one component. In this case, the integrated component may perform one or more functions of each component of the plurality of components in the same or similar to that performed by the corresponding component among the plurality of components prior to integration. According to various embodiments, operations performed by a module, program, or other component may be sequentially, parallel, repeatedly, or heuristically executed, or one or more of the operations may be executed in a different order, or omitted. , Or one or more other actions may be added.

Claims (20)

단측파 광신호의 반송파 대 신호비 측정 장치에 있어서,
수신되는 단측파 광신호를 전기신호로 변환하도록 구성된 광 수신 모듈;
상기 전기신호의 시간에 따른 진폭 변화를 기반으로, 평균 세기 및 표준 편차를 계산하도록 구성되는 통계 계산 모듈; 및
상기 평균 세기 및 상기 표준 편차를 이용하여, 반송파 대 신호비를 계산하도록 구성된 반송파 대 신호비 계산 모듈을 포함하는 장치.
In the carrier-to-signal ratio measurement device of a single-sided wave optical signal,
An optical receiving module configured to convert the received single-sided wave optical signal into an electric signal;
A statistical calculation module configured to calculate an average intensity and a standard deviation based on a change in amplitude of the electric signal over time; And
And a carrier-to-signal ratio calculation module configured to calculate a carrier-to-signal ratio using the average strength and the standard deviation.
 제 1 항에 있어서, 상기 통계 계산 모듈은,
상기 전기신호로부터 검출되는 복수 개의 샘플들에 대해, 상기 평균 세기 및 상기 표준 편차를 계산하도록 구성된 장치.
The method of claim 1, wherein the statistical calculation module,
An apparatus configured to calculate the average intensity and the standard deviation for a plurality of samples detected from the electrical signal.
 제 1 항에 있어서, 상기 통계 계산 모듈은,
하기 수학식과 같이 상기 평균 세기를 계산하도록 구성되는 장치.
Figure 112019127898515-pat00017

여기서, 상기 μ는 상기 평균 세기를 나타내고, 상기 I(t)는 상기 전기신호의 세기를 나타내고, 상기 E 0 는 상기 단측파 광신호의 광 반송파를 나타내고, 상기 P s 는 상기 단측파 광신호에서 정보 전달 신호의 전력을 나타냄.
The method of claim 1, wherein the statistical calculation module,
An apparatus configured to calculate the average intensity as shown in the following equation.
Figure 112019127898515-pat00017

Here, μ represents the average intensity, I(t) represents the intensity of the electric signal, E 0 represents the optical carrier of the single-sided optical signal, and P s represents the single-sided optical signal. Represents the power of the information transmission signal.
 제 1 항에 있어서, 상기 통계 계산 모듈은,
하기 수학식과 같이 상기 표준 편차를 계산하도록 구성되는 장치.
Figure 112020104004814-pat00018

여기서, 상기 σ는 상기 표준 편차를 나타내고, 상기 D{·}는 분산함수를 나타내고, 상기 I(t)는 상기 전기신호의 세기를 나타내고, 상기 E0 는 상기 단측파 광신호의 광 반송파를 나타내고, 상기 s(t)와 상기
Figure 112020104004814-pat00019
는 상기 단측파 광신호의 정보 전달 신호 s(t)에 대한 힐버트 변환 쌍들을 나타내고, 상기 σn 2 는 노이즈 의 분산을 나타냄.
The method of claim 1, wherein the statistical calculation module,
An apparatus configured to calculate the standard deviation as shown in the following equation.
Figure 112020104004814-pat00018

Here, σ denotes the standard deviation, D{·} denotes a dispersion function, I(t) denotes the intensity of the electric signal, and E 0 denotes an optical carrier of the single-sided optical signal. , The s(t) and the
Figure 112020104004814-pat00019
Denotes Hilbert transform pairs for the information transfer signal s(t) of the single-sided wave optical signal, and σ n 2 denotes variance of noise.
 제 1 항에 있어서, 상기 반송파 대 신호비 계산 모듈은,
하기 수학식과 같이 상기 반송파 대 신호비를 계산하도록 구성되는 장치.
Figure 112019127898515-pat00020

여기서, 상기 CSPR은 상기 반송파 대 신호비를 나타내고, 상기 μ는 상기 평균 세기를 나타내고, 상기 σ는 상기 표준 편차를 나타내고, 상기 σ n 2 는 노이즈의 분산을 나타냄.
The method of claim 1, wherein the carrier-to-signal ratio calculation module,
An apparatus configured to calculate the carrier-to-signal ratio as shown in the following equation.
Figure 112019127898515-pat00020

Here, the CSPR represents the carrier-to-signal ratio, μ represents the average intensity, σ represents the standard deviation, and σ n 2 represents the variance of noise.
 제 2 항에 있어서,
상기 전기신호의 파형을 기반으로, 상기 샘플들을 검출하도록 구성되는 신호 검출 모듈을 더 포함하는 장치.
The method of claim 2,
And a signal detection module configured to detect the samples based on the waveform of the electrical signal.
 제 2 항에 있어서,
상기 전기신호를 실시간 또는 등가시간에 따라 샘플링하여, 상기 샘플들을 검출하도록 구성되는 신호 검출 모듈을 더 포함하는 장치.
The method of claim 2,
The apparatus further comprises a signal detection module, configured to detect the samples by sampling the electrical signal according to real time or equivalent time.
 제 1 항에 있어서, 상기 광 수신 모듈은,
상기 단측파 광신호의 세기를 검출하도록 구성되는 광검출기를 포함하고,
상기 단측파 광신호의 세기를 상기 전기신호로 변환하도록 구성되는 장치.
The method of claim 1, wherein the light receiving module,
A photodetector configured to detect the intensity of the single-sided wave optical signal,
An apparatus configured to convert the intensity of the single-sided optical signal into the electrical signal.
 단측파 광신호의 반송파 대 신호비 측정 장치의 동작 방법에 있어서,
수신되는 단측파 광신호를 전기신호로 변환하는 동작;
상기 전기신호의 시간에 따른 진폭 변화를 기반으로, 평균 세기 및 표준 편차를 계산하는 동작; 및
상기 평균 세기 및 상기 표준 편차를 이용하여, 반송파 대 신호비를 계산하는 동작을 포함하는 방법.
In the operating method of the carrier-to-signal ratio measuring device of a single-sided wave optical signal,
Converting the received single-sided wave optical signal into an electric signal;
Calculating an average intensity and a standard deviation based on the amplitude change over time of the electric signal; And
And calculating a carrier-to-signal ratio using the average strength and the standard deviation.
 제 9 항에 있어서, 상기 평균 세기 및 상기 표준 편차를 계산하는 동작은,
상기 전기신호로부터 검출되는 복수 개의 샘플들에 대해, 상기 평균 세기 및 상기 표준 편차를 계산하는 동작을 포함하는 방법.
The method of claim 9, wherein calculating the average intensity and the standard deviation comprises:
And calculating the average intensity and the standard deviation for a plurality of samples detected from the electrical signal.
 제 9 항에 있어서, 상기 평균 세기 및 상기 표준 편차를 계산하는 동작은,
하기 수학식과 같이 상기 평균 세기를 계산하는 동작을 포함하는 방법.
Figure 112019127898515-pat00021

여기서, 상기 μ는 상기 평균 세기를 나타내고, 상기 I(t)는 상기 전기신호의 세기를 나타내고, 상기 E 0 는 상기 단측파 광신호의 광 반송파를 나타내고, 상기 P s 는 상기 단측파 광신호에서 정보 전달 신호의 전력을 나타냄.
The method of claim 9, wherein calculating the average intensity and the standard deviation comprises:
A method comprising the operation of calculating the average intensity as shown in the following equation.
Figure 112019127898515-pat00021

Here, μ represents the average intensity, I(t) represents the intensity of the electric signal, E 0 represents the optical carrier of the single-sided optical signal, and P s represents the single-sided optical signal. Represents the power of the information transmission signal.
 제 9 항에 있어서, 상기 평균 세기 및 상기 표준 편차를 계산하는 동작은,
하기 수학식과 같이 상기 표준 편차를 계산하는 동작을 포함하는 방법.
Figure 112020104004814-pat00022

여기서, 상기 σ는 상기 표준 편차를 나타내고, 상기 D{·}는 분산함수를 나타내고, 상기 I(t)는 상기 전기신호의 세기를 나타내고, 상기 E0 는 상기 단측파 광신호의 광 반송파를 나타내고, 상기 s(t)와 상기
Figure 112020104004814-pat00023
는 상기 단측파 광신호의 정보 전달 신호 s(t)에 대한 힐버트 변환 쌍들을 나타내고, 상기 σn 2 는 노이즈 의 분산을 나타냄.
The method of claim 9, wherein calculating the average intensity and the standard deviation comprises:
A method comprising the operation of calculating the standard deviation as shown in the following equation.
Figure 112020104004814-pat00022

Here, σ denotes the standard deviation, D{·} denotes a dispersion function, I(t) denotes the intensity of the electric signal, and E 0 denotes an optical carrier of the single-sided optical signal. , The s(t) and the
Figure 112020104004814-pat00023
Denotes Hilbert transform pairs for the information transfer signal s(t) of the single-sided wave optical signal, and σ n 2 denotes variance of noise.
 제 9 항에 있어서, 상기 반송파 대 신호비를 계산하는 동작은,
하기 수학식과 같이 상기 반송파 대 신호비를 계산하는 동작을 포함하는 방법.
Figure 112019127898515-pat00024

여기서, 상기 CSPR은 상기 반송파 대 신호비를 나타내고, 상기 μ는 상기 평균 세기를 나타내고, 상기 σ는 상기 표준 편차를 나타내고, 상기 σ n 2 는 노이즈의 분산을 나타냄.
The method of claim 9, wherein the operation of calculating the carrier-to-signal ratio comprises:
A method comprising the operation of calculating the carrier-to-signal ratio as shown in the following equation.
Figure 112019127898515-pat00024

Here, the CSPR represents the carrier-to-signal ratio, μ represents the average intensity, σ represents the standard deviation, and σ n 2 represents the variance of noise.
 제 10 항에 있어서, 상기 평균 세기 및 상기 표준 편차를 계산하는 동작은,
상기 전기신호의 파형을 기반으로, 상기 샘플들을 검출하는 동작을 더 포함하는 방법.
The method of claim 10, wherein calculating the average intensity and the standard deviation comprises:
And detecting the samples based on the waveform of the electrical signal.
 제 10 항에 있어서, 상기 평균 세기 및 상기 표준 편차를 계산하는 동작은,
상기 전기신호를 실시간 또는 등가시간에 따라 샘플링하여, 상기 샘플들을 검출하는 동작을 더 포함하는 방법.
The method of claim 10, wherein calculating the average intensity and the standard deviation comprises:
And sampling the electrical signal according to real-time or equivalent time to detect the samples.
 제 9 항에 있어서, 상기 단측파 광신호를 상기 전기신호로 변환하는 동작은,
상기 단측파 광신호의 세기를 검출하는 동작; 및
상기 단측파 광신호의 세기를 상기 전기신호로 변환하는 동작을 포함하는 방법.
The method of claim 9, wherein converting the single-sided wave optical signal into the electric signal comprises:
Detecting the intensity of the single-sided wave optical signal; And
And converting the intensity of the single-sided wave optical signal into the electric signal.
 비-일시적(non-transitory) 컴퓨터-판독 가능(computer-readable) 저장(storage) 매체(medium)에 있어서,
수신되는 단측파 광신호를 전기신호로 변환하는 동작;
상기 전기신호의 시간에 따른 진폭 변화를 기반으로, 평균 세기 및 표준 편차를 계산하는 동작; 및
상기 평균 세기 및 상기 표준 편차를 이용하여, 반송파 대 신호비를 계산하는 동작을 실행하기 위한 하나 이상의 프로그램들을 저장하기 위한 저장 매체.
In the non-transitory computer-readable (computer-readable) storage medium (medium),
Converting the received single-sided wave optical signal into an electric signal;
Calculating an average intensity and a standard deviation based on the amplitude change over time of the electric signal; And
A storage medium for storing one or more programs for executing an operation of calculating a carrier-to-signal ratio using the average strength and the standard deviation.
 제 17 항에 있어서, 상기 평균 세기 및 상기 표준 편차를 계산하는 동작은,
하기 수학식과 같이 상기 평균 세기를 계산하는 동작을 포함하는 저장 매체.
Figure 112019127898515-pat00025

여기서, 상기 μ는 상기 평균 세기를 나타내고, 상기 I(t)는 상기 전기신호의 세기를 나타내고, 상기 E 0 는 상기 단측파 광신호의 광 반송파를 나타내고, 상기 P s 는 상기 단측파 광신호에서 정보 전달 신호의 전력을 나타냄.
The method of claim 17, wherein calculating the mean intensity and the standard deviation comprises:
A storage medium including an operation of calculating the average intensity as shown in the following equation.
Figure 112019127898515-pat00025

Here, μ represents the average intensity, I(t) represents the intensity of the electric signal, E 0 represents the optical carrier of the single-sided optical signal, and P s represents the single-sided optical signal. Represents the power of the information transmission signal.
 제 17 항에 있어서, 상기 평균 세기 및 상기 표준 편차를 계산하는 동작은,
하기 수학식과 같이 상기 표준 편차를 계산하는 동작을 포함하는 저장 매체.
Figure 112020104004814-pat00026

여기서, 상기 σ는 상기 표준 편차를 나타내고, 상기 D{·}는 분산함수를 나타내고, 상기 I(t)는 상기 전기신호의 세기를 나타내고, 상기 E0 는 상기 단측파 광신호의 광 반송파를 나타내고, 상기 s(t)와 상기
Figure 112020104004814-pat00027
는 상기 단측파 광신호의 정보 전달 신호 s(t)에 대한 힐버트 변환 쌍들을 나타내고, 상기 σn 2 는 노이즈 의 분산을 나타냄.
The method of claim 17, wherein calculating the mean intensity and the standard deviation comprises:
A storage medium including an operation of calculating the standard deviation as shown in the following equation.
Figure 112020104004814-pat00026

Here, σ denotes the standard deviation, D{·} denotes a dispersion function, I(t) denotes the intensity of the electric signal, and E 0 denotes an optical carrier of the single-sided optical signal. , The s(t) and the
Figure 112020104004814-pat00027
Denotes Hilbert transform pairs for the information transfer signal s(t) of the single-sided wave optical signal, and σ n 2 denotes variance of noise.
 제 17 항에 있어서, 상기 반송파 대 신호비를 계산하는 동작은,
하기 수학식과 같이 상기 반송파 대 신호비를 계산하는 동작을 포함하는 저장 매체.
Figure 112020104004814-pat00028

여기서, 상기 CSPR은 상기 반송파 대 신호비를 나타내고, 상기 μ는 상기 평균 세기를 나타내고, 상기 σ는 상기 표준 편차를 나타내고, 상기 σn 2 는 노이즈의 분산을 나타냄.
The method of claim 17, wherein calculating the carrier-to-signal ratio comprises:
A storage medium comprising an operation of calculating the carrier-to-signal ratio as shown in the following equation.
Figure 112020104004814-pat00028

Here, the CSPR represents the carrier-to-signal ratio, μ represents the average intensity, σ represents the standard deviation, and σ n 2 represents the variance of noise.
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