(57)【要約】【課題】  光変調振幅を測定する方法及び装置を提供する【解決手段】  入力信号に関連する光変調振幅（ＯＭＡ）値を測定するための方法は、下記のステップ／操作を含む。所定の応答性値Ｒをもつように較正され、さらに、入力信号に応答して出力信号を生成する光検出器に入力信号が印加される。光検出器からの出力信号は、光検出器から受信された出力信号の二乗平均平方根（ＲＭＳ）パワー値を測定するラジオ周波数（ＲＦ）パワー・メータに印加される。入力信号に関連するＯＭＡ値は、ＲＦパワー・メータによって測定された二乗平均平方根（ＲＭＳ）パワー値に応答して、決定される。ＯＭＡ値は、データ信号の振幅とデータ信号のＲＭＳ値との間の関係から導かれる因数Ｆの関数として決定することができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号に関連する光変調振幅（ＯＭＡ）値を測定する方法であって、
光検出器に前記入力信号を印加するステップであって、前記光検出器は所定の応答性値Ｒを有するように較正され、さらに前記光検出器は前記入力信号に応答して出力信号を発生する、ステップと、
前記光検出器からの前記出力信号をラジオ周波数（ＲＦ）パワー・メータに印加するステップであって、前記ＲＦパワー・メータは前記光検出器から受信された前記出力信号の二乗平均平方根（ＲＭＳ）パワー値を測定する、ステップと、
前記ＲＦパワー・メータによって測定された前記二乗平均平方根（ＲＭＳ）パワー値に応答して、前記入力信号に関連するＯＭＡ値を決定するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記入力信号は光ファイバー・リンクから前記光検出器に印加される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記光検出器は前記入力信号に応答して光電流を発生する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記光電流は、前記所定の応答性値Ｒに基づいて平均光パワー値に変換される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記決定するステップは、前記ＲＭＳパワー値を前記ＯＭＡ値に変換するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ＲＭＳパワー値は、方程式
【数１】
2008536100.tif 000010
によって前記ＯＭＡ値に変換され、Ｆは所定の因数を表し、ＲＦＲＭＳは前記測定されたＲＦのＲＭＳパワーをｄＢｍ単位で表す、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記方程式の根号下の部分は、前記測定されたＲＦのＲＭＳパワー、ＲＦＲＭＳ、をｄＢｍからＲＭＳ信号電流の平方、ＩＲＭＳ２、に変換し、次いで前記ＲＭＳ信号電流は因数Ｆを乗ずることによってピーク電流、ＩＰＥＡＫ、に変換され、前記ピーク電流は前記光検出器の前記応答性Ｒで除することによって線形ＯＭＡ値に変換され、前記線形ＯＭＡ値は最後に、１ミリワットで除し、１０−ｌｏｇを取ることによってｄＢｍ単位のＯＭＡ値に変換される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記因数Ｆは、データ信号の振幅と前記データ信号の前記ＲＭＳ値との間の関係と、測定システムの周波数応答とから導かれる、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記入力信号は、ファイバー・チャネル（ＦＣ）規格及び１０ギガビット／秒イーサネット（登録商標）規格のうちの少なくとも１つに適合可能であるか、又はそれに適合される若しくはそれによって検証されることが望ましい、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記ＯＭＡ値は、ファイバー・チャネル（ＦＣ）規格及び１０ギガビット／秒イーサネット（登録商標）規格のうちの少なくとも１つに適合可能であるか、又はそれに適合される若しくはそれによって検証されることが望ましい、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記平均光パワー値及び前記ＯＭＡ値に基づいて消光比を決定するステップをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項１２】
前記ＯＭＡ値を決定するステップは、プロセッサ又はルックアップ・テーブルによって実施される、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
入力信号に関連する光変調振幅（ＯＭＡ）値を測定するための装置であって、
前記入力信号を受信するための光検出器であって、所定の応答性値Ｒを有するように較正され、前記入力信号に応答して出力信号を生成する光検出器と、
前記光検出器に動作結合されたラジオ周波数（ＲＦ）パワー・メータであって、前記光検出器から受信された前記出力信号の二乗平均平方根（ＲＭＳ）パワー値を測定するＲＦパワー・メータと、
前記ＲＦパワー・メータによって測定された前記二乗平均平方根（ＲＭＳ）パワー値に応答して、前記入力信号に関連するＯＭＡ値を決定するための手段と
を備える装置。
【請求項１４】
前記決定する手段はプロセッサを含む、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記決定する手段はルックアップ・テーブルを含む、請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記光検出器はフォトダイオードを含む、請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
請求項１から請求項１２までのいずれか１項による前記方法のステップを実施するための実行可能なプログラム・コードを含むコンピュータ・プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ネットワーク・パラメータ測定方法に関し、より具体的には、光変調振幅を測定するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ファイバー・チャネル（ＦＣ）規格は、異なるプロトコル又はアプリケーションと共に用いるための共通伝送システムを定めるＡｍｅｒｉｃａｎ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ（ＡＮＳＩ）規格の組である。初期の中核的なＦＣ規格はＸ．３２３０−１９９４−Ｆｉｂｒｅ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ  Ｓｔａｎｄａｒｄ（ＦＣ−ＰＨ）として認定されている。
【０００３】
最近まで、ＦＣ光トランシーバは、最小消光比レベルにおける平均光パワーによって測定される光レシーバの感度及びトランスミッタの出力の許容範囲によって指定されていた。光リンクの故障が生じると、故障判定の手順は、リンクの送信端と受信端の両方において平均光パワーの測定を要求するのが通例であった。トランシーバのパワー・レベルは指定された範囲内にあるが、リンクが故障を続ける場合には、問題は光ケーブル設備に帰属された。平均光パワー・メータを用いて、故障が位置特定され修正されるまでリンクの部分を測定することが可能であった。他方、不良トランシーバは、その光出力及び入力のパワー・レベルを測定することで特定することができた。リンクは許容可能なパワー・レベルを供給しているが、引き続きエラーが発生する場合には、故障は光レシーバ内に在ると想定された。
【０００４】
しかしながら、最近、ＦＣ規格は仕様を変更した。変更はＦＣ−ＰＩ−２，Ｒｅｖｉｓｉｏｎ  ４，Ａｐｐｅｎｄｉｘ  Ａ．５に見出される。この規格は今や、所定の消光比におけるレシーバの感度を含むのではなく、信号の光振幅、即ち論理１と論理０のあいだの振幅の差に関連する新規のパラメータ、光変調振幅（ＯＭＡ）を定めている。ＯＭＡは、受信された平均光パワー、ＰＡＶＥ、及び消光比Ｅの両方の関数であり、線形単位においては、
【数１】
2008536100.tif 000003
であり、ＰＡＶＥをワットで表したｄＢｍ単位においては、
【数２】
2008536100.tif 000004
である。
【０００５】
消光比は、完全に変調された条件のもとで測定された論理レベル１と０とのあいだの光パワーの線形比である。この規格変更は、レシーバへの平均光パワー入力を単に測定するだけでは光トランシーバが仕様の範囲内にあるか否かを判定することが最早不可能であることを意味する。ＯＭＡは、規格で指定されているように、既存の測定手法によっては高価なデジタル・オシロスコープ又は同様の機器を備えた実験室又は製造環境においてのみ正確に実施することが可能な消光比の測定を必要とする。
【０００６】
この事態は現在、全てのＦＣ部品、及び、（ＦＣ物理層を用いる）ＩＢＭ社のｚＳｅｒｉｅｓ（商標）Ｆｉｂｒｅ  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ（ＦＩＣＯＮ）リンクに影響を及ぼしている。また、ＯＭＡ準拠の仕様を用いた実施は、既に１０ギガビット／秒のイーサネット（登録商標）（１０Ｇイーサネット（登録商標））規格において存在している。ＯＭＡ準拠の仕様は、より高いデータ速度の規格に、又は将来のより高いファイバー・カウントのリンクに、及び、ＦＣ及び１０Ｇイーサネット（登録商標）以外の他のプロトコルに拡張される可能性が高い。
【０００７】
２つの規格は、現場で設置／修理要員が行うには相当に難しく費用がかかるＯＭＡ測定法を指定するので、種々の規格と関連させることができる低コストの携帯用ＯＭＡ測定ツールを有することが望ましいことになる。
【０００８】
１０Ｇイーサネット（登録商標）規格は、光検出器及びパワー・メータを用いた相対強度雑音（ＲＩＮ）のＯＭＡ測定法を指定する。このような手法は、信号パワーに対する雑音パワーの比の測定であり、したがって、真のＯＭＡ読み取りを得るために光検出器を較正することはしない。
【０００９】
ヒューレット・パッカード（カリフォルニア州パロ・アルト所在）は、２５０メガヘルツ（ＭＨｚ）までの方形波信号のＯＭＡを測定することができる８１５１Ａ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｐｕｌｓｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｍｅｔｅｒを製造した。この装置は、高い及び低い光レベルを決定するために、可変ランプによる別々の高ピーク検出回路及び低ピーク検出回路を用いたものである。
【００１０】
【特許文献１】米国特許第５，８５０，４０９号
【特許文献２】米国特許出願整理番号第２００３／００９０２８９Ａ１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１及び特許文献２は、共に、「ＯＭＡを測定する」ための方法及び回路を記述している。しかしながら、実際には、これらの方法及び回路は、トランスミッタがユーザにより適切に設定された後で、温度変化に対し、トランスミッタの内部のＯＭＡを維持するように構成されている。これらの方法及び回路は較正されたＯＭＡを伝えず、また伝えることができない。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の１つの態様により、入力信号に関連する光変調振幅（ＯＭＡ）値を測定するための方法は、下記のステップ／操作を含む。所定の応答性値Ｒをもつように較正されており、且つ、さらに入力信号に応答して出力信号を生成する光検出器に入力信号が印加される。光検出器からの出力信号は、ラジオ周波数（ＲＦ）パワー・メータに印加され、ここでＲＦパワー・メータは光検出器から受信された出力信号の二乗平均平方根（ＲＭＳ）パワー値を測定する。入力信号に関連するＯＭＡ値は、ＲＦパワー・メータによって測定された二乗平均平方根（ＲＭＳ）パワー値に応じて決定される。
【００１３】
さらに、入力信号は、光ファイバー・リンクから光検出器に印加することができる。光検出器は、入力信号に応答して光電流を生成することができる。光電流は、所定の応答性値Ｒに基づいて平均光パワー値に変換することができる。決定するステップ／操作は、ＲＭＳパワー値をＯＭＡ値に変換するステップをさらに含むことができる。変換は、データ信号の振幅とデータ信号のＲＭＳ値との間の関係、及び測定システムの周波数応答から導くことができる因数Ｆを用いて実行することができる。
【００１４】
また、入力信号及びＯＭＡ値は、ＦＣ規格及び／又は１０Ｇイーサネット（登録商標）規格と適合することができるか、或いは、それに適合させる若しくはそれによって検証されることが望ましい。
【００１５】
さらにまた、光検出器はフォトダイオードを含むことができる。ＯＭＡ値を決定するステップ／操作は、プロセッサ又はルックアップ・テーブルによって実施することができる。本方法は、また、平均光パワー値及びＯＭＡ値に基づいて消光比を決定するステップ／操作を含むことができる。
【００１６】
本発明の別の態様においては、入力信号に関連するＯＭＡ値を測定する方法は、入力信号を取得するステップと、入力信号から測定された二乗平均平方根（ＲＭＳ）パワー値を因数Ｆの関数として変換することにより、入力信号に関連するＯＭＡ値を決定するステップとを含み、ここで因数Ｆの最適値は、ＲＭＳパワーからＯＭＡへの変換に用いられるときに、規格指定の方法を用いて得られるＯＭＡ値と実質的に一致するＯＭＡ値を与える値である。
【００１７】
従って、本発明の原理は、種々の設定及び用途においてＯＭＡの測定を可能にする方法を提供する。例えば、本発明の方法は、現場（例えば顧客の場所）でのＯＭＡ測定に用いることができる。また、さらなる実施例として、本発明の方法は、より低い機器コスト及びより速い試験時間によってコストをより低くすることができる、光学部品製造における測定に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
これより、本発明の実施形態は例示のみを目的として、添付の図面を参照して説明されることになる。
【００１９】
以下で例証的な実施形態がＦＣ規格に関連して説明されるが、本発明の原理は、ＦＣ規格と共に用いることに限定されず、従ってより一般的に、例えばＦＩＣＯＮ（ファイバー接続）、１０Ｇイーサネット（登録商標）などの任意の適切な高速データ伝送システムと共に用いるように適用可能であることを理解されたい。さらに、本発明の原理は故障判定に用いるのに適切であり得るが、この用途に限定されない。即ち、本発明のＯＭＡ測定方法は、データ通信規格適合試験及び検証、現場での用途、製造用途などに好適となり得る。
【００２０】
以下で例証的に詳細に説明されるように、本発明の原理は、光ファイバー・リンク上のＯＭＡレベルを直接決定して、それらを種々の規格に相関させることが可能な、新規の、携帯用の、低コストの測定ツールを提供する。
【００２１】
１つの実施形態においては、携帯用ＯＭＡメータは、較正された光検出器と、ラジオ周波数（ＲＦ）パワー・メータと、プロセッサとを含む。殆どの状況において光検出器はＲＦパワー・メータに直接接続されるが、非常に微弱又は非常に強い信号の状況に対処するために、光検出器とＲＦパワー・メータとの間に、それぞれ、増幅器又は減衰器を設置することができる。光検出器は、例えば８５０ナノメートル（ｎｍ）、１３１０ｎｍ及び１５５０ｎｍなどの幾つかの所定の波長において較正された応答性Ｒをもつ。直流（ＤＣ）及び交流（ＡＣ）の応答性は同一であると仮定されるが、異なる場合には較正をどのように調整するかを当業者であれば容易に理解するであろう。さらに、ＡＣ応答性のＤＣとの違いは、プロセッサに原因がある可能性がある。較正された光検出器は購入することができるか、又は当業者であれば、例えばＮａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮＩＳＴ）較正サービスなどの周知の較正方法を用いてどのように光検出器を較正するかを理解することを認識されたい。
【００２２】
光検出器は、例えば、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）又はインジウム・ガリウムヒ素（ＩｎＧａＡｓ）のｐｏｓｉｔｉｖｅ−ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ−ｎｅｇａｔｉｖｅ（ＰＩＮ）フォトダイオードか、又は金属−半導体−金属（ＭＳＭ）光検出器とすることができることを理解されたい。実際に、本発明の方法によれば、フォトダイオード以外の適切な光検出器を用いることができる。
【００２３】
光検出器の直流（ＤＣ）の光電流ＩＤＣが測定され、簡単な関係式
【数３】
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を用いて、平均光パワーに変換される。ＲＦパワー・メータは、光検出器から５０オームの負荷への信号の二乗平均平方根（ＲＭＳ）の電力を測定し、これが下記の関係式によってＯＭＡに変換される。
【数４】
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この関係式は、次のように説明される。方程式の根号下の部分は測定されたＲＦのＲＭＳパワー、ＲＦＲＭＳ、をｄＢｍからＲＭＳ信号電流の平方、ＩＲＭＳ２、に変換する。次いでＲＭＳ信号電流は因数Ｆを乗じることによってピーク光電流、ＩＰＥＡＫ、に変換される。この因数Ｆは、データ信号（例えば方形波信号）の振幅と、データ信号のＲＭＳ値との間の関係から生ずる。この因数は、以下でより詳細に論じられる。しかしながら、１つの実施形態においては、因数Ｆは、２に等しいか、又は、例えば２．１０などのように約２に等しいものとすることができる。しかしながら、他の適切な因数を用いてもよい。
【００２４】
ピーク電流は、光検出器の応答性Ｒで除することによって線形ＯＭＡ値に変換される。線形ＯＭＡ値は最後に、１ミリワット（０．００１ワット）で除して、「１０−ｌｏｇ」を取ることによって、ｄＢｍを単位とするＯＭＡ値に変換される。
【００２５】
さらに、決定されたＰＡＶＥ及びＯＭＡ値を用いて、消光比を算出することができる。従って、本発明の原理は、さらに携帯用消光比測定ツールを提供する。
【００２６】
初めに図１を参照すると、図は、本発明の一実施形態による光変調振幅メータを示す。示されるように、ＯＭＡメータ１００は、ＤＣ光電流１０４及びＡＣ光電流１０５を生成する較正された光検出器１０２と、信号ＲＭＳパワー１０８を測定するＲＦパワー・メータ１０６と、出力１０４及び１０８に応答して平均光パワー算出１１２及びＯＭＡ算出１１４を実行するプロセッサ１１０とを含む。加えて、ＯＭＡメータ１００は、各々が適切なコンピュータ・バス１２４を経由してプロセッサ１１０に動作結合されている、メモリ１１６と、入出力（Ｉ／Ｏ）装置１１８と、データ・インターフェース１２０と、バーコード・スキャナ１２２と含む。さらに、示されるように、ＯＭＡメータの部品は携帯用ハウジング１２６に収容される。
【００２７】
本明細書で用いられる「プロセッサ」という用語は、例えば、ＣＰＵ（中央処理装置）及び／又は他の処理回路を含むものなどの任意の処理装置を含むことが意図されている。さらなる実施例として、プロセッサは、１つ又は複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、或いは、１つ又は複数のフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）を含むことができる。また、「プロセッサ」という用語は、１つより多くの処理装置を指し得ること、及び処理装置に関連する種々の要素は、他の処理装置によって共有され得ることを理解されたい。
【００２８】
プロセッサ１１０は、また、例えばＲＡＭ、ＲＯＭ、固定メモリ装置（例えばハード・ドライブ）、取外し可能なメモリ装置（例えばディスケット）、フラッシュメモリなどの結合されたメモリ１１６を有することができる。従って、本明細書で説明される方法を実施するための命令又はコードを含むソフトウェア・コンポーネントは、１つ又は複数の結合されたメモリ装置（例えばＲＯＭ、固定又は取外し可能メモリ）にストアすることができ、用いる準備ができたときには、部分的に又は全体を（例えばＲＡＭに）ロードして、ＣＰＵにより実行することができる。
【００２９】
また、プロセッサ１１０は、処理装置にデータを入力するための結合された１つ又は複数の入力装置（例えばキーパッドなど）、及び／又は結果を提示するための、処理装置に結合された１つ又は複数の出力装置（例えばスピーカ、ディスプレイなど）を有することができる。このような装置は、Ｉ／Ｏ装置１１８と呼ばれる。また、光検出器１０２及びＲＦパワー・メータ１０６は、ＯＭＡメータ１００に従って用いることができる、それら自体のＩ／Ｏ装置（例えばディスプレイ）を有することができる。
【００３０】
さらに、プロセッサ１１０は、ＯＭＡメータ１００によって実行される動作により取得されたデータを、そのメータから遠隔にあるソースに伝送（アップロード）するための１つ又は複数のデータ形式に書式設定するための、結合された１つ又は複数のデータ・インターフェース１２０を有することができる。例えば、平均光パワー算出（１１２）及びＯＭＡ算出（１１４）などの計算結果は、ＯＭＡメータ１００が動作結合することができるコンピューティング・システムへ伝送するための特定のフォーマットに書式設定することができる。
【００３１】
さらに、プロセッサ１１０はまた、ＯＭＡメータ１００を用いて測定する特定の部品に添付された統一製品コード（uniform product code、ＵＰＣ）ラベルを読み取るのに使用するための、結合されたバー・スキャナ１２２を有することができる。例えば、バーコード・スキャナは光トランシーバ上のＵＰＣをスキャンすることができ、その際、そのトランシーバに関して取得されたあらゆる読取り値が、例えば製造番号などのトランシーバに関連付けられた指数に従ってストアされることができる。このことは、取得された測定値の容易な検索及び参照に役立つことになる。
【００３２】
１つの例証的な実施形態においては、携帯用ＯＭＡメータは、Ｎｅｗ  Ｆｏｃｕｓ（カリフォルニア州サンノゼ所在）社製モデル１４８１光検出器と、ＨＰ８４８４Ａパワー・ヘッドを有するヒューレット・パッカード社製ＨＰ４３７Ｂ  ＲＦパワー・メータとを用いて実現された。この場合におけるＯＭＡの算出は、パワー・メータが汎用インターフェース・バス（ＧＰＩＢ）ポートを通じてコンピュータにより読み取られるとき、パワー・メータの読取り値が手作業により、又はＬａｂＶｉｅｗ（テキサス州オースティン所在のＮａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）プログラムを用いて記録されるときには、プログラムされた表計算セル（例えばＭｉｃｒｏｓｏｆｔ  Ｅｘｃｅｌ）を用いて実施される。
【００３３】
この方法の有用性を検証するために、１０Ｇｂ／ｓイーサネット（登録商標）の物理層仕様のセクション５２．９．５において指定された方法（規格の方法）を用いて、１２チャネルの並列光トランスミッタの各々のチャネルのＯＭＡを測定し、同じ信号のＲＭＳ  ＲＦパワー・メータの読み取り値から算出されたＯＭＡと比較した。図２のグラフは、規格の方法で測定された結果をひし形で、本発明によるＲＦパワー・メータを用いた２つの測定値を三角形と正方形とで示す。規格の方法と本方法の差は０．５ｄＢ又は１１％未満であった。ＲＦパワー・メータを用いた２つの曲線の差異は、幾らかの休止時間を測定に加えることにより結果が影響を受けるか否かを調べるための実験である。この場合には、休止時間は結果に認め得るほどの影響は及ぼさなかった。
この特定の実施では、下は−１５ｄＢｍ（雑音レベル）まで、及び上は＋７ｄＢｍ（飽和レベル）までのレベルのＯＭＡを測定することが可能であった。
【００３４】
この特定の実施においては、ｄｃ光電流はモニターされずまた平均光パワーに対して検証もされなかったが、これは、Ｎｅｗ  Ｆｏｃｕｓモデル１４８１が前面パネル上に較正されたｄｃ光電流出力を与えるので、無意味であると考えたためである。
【００３５】
この特定の実施においては、ＯＭＡメータはＲＦパワー・メータのために携帯可能ではなかったが、Ａｇｉｌｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（カリフォルニア州パロ・アルト所在）は、現場測定用にオプションのバッテリー・パックを付けた、このパワー・メータを提供している。Ａｅｒｏｆｌｅｘ  Ｉｎｃ．（ニューヨーク州プレインビュー所在）もまた、用いることができる携帯用ＲＦパワー・メータのモデルｎｏ．６９７０を提供している。
【００３６】
ＲＦパワー・メータを用いてＯＭＡを測定することの１つの主要な利点は、全くの単純性である。ＯＭＡを得るために、高速度スコープを設定して起動し、次いで別々に１レベルと０レベルのヒストグラムを取得する必要はない。本発明のＯＭＡメータは、単に、光信号のみを必要とする。実際に、この方法は、方形波パターンだけでなく最高速度で変調された信号に対しても機能することが分かった。このことは、使用中のシステムを修理又は診断するときに、サービス技術者が方形波パターンを生成するためにＩ／Ｏポートを設定することができないような現場での測定に好都合である。
【００３７】
大きさは別の利点である。この特定の実施は、高速オシロスコープよりも著しく小さな空間及び重量を占める。特に現場用に設計される装置はより一層コンパクトにできることが予想される。
【００３８】
コストは別の利点である。この特定の実施における部品の現行のコストは、高速オシロスコープのコストの約１／７であった。現場用の携帯用装置を製造する際にはさらなるコスト削減を実現できることが予想される。
【００３９】
この方法は、種々の規格との適合性を確認するのに用いることが可能な較正されたＯＭＡの測定値を与える。
【００４０】
この測定方法は信号のデータ速度に依存しない。従って、既存の１Ｇｂ／ｓ及び２Ｇｂ／ｓのモジュールから、１０Ｇｂ／ｓまで及びそれ以上への拡張が可能であり、光検出器及びＲＦパワー・メータの帯域幅のみによって制限される。
【００４１】
ＲＦパワーのＲＭＳ値からＯＭＡを算出するのに用いられる因数Ｆは、データ信号、この場合には周期的な方形波信号の、ＲＭＳ値のピークツーピーク振幅に対する関係から得られる。図３に示された項を用いると、
【数５】
2008536100.tif 000007
又は、理想的な方形波パターンに対しては、Ｖａｍｐ＝２＊ＶＲＭＳ、である。理想的な正弦波に対しては、
【数６】
2008536100.tif 000008
である。このことは、オーバーシュート、アンダーシュート、及び／又はシンボル間干渉をもち得る現実のデータ・パターンに対しては、ＲＭＳ値とピークツーピーク信号振幅との間の正確な関係は、２と
【数７】
2008536100.tif 000009
との間のどこかとなることを示唆する。
【００４２】
このことを調査するために、種々の帯域幅及びフィルタ形状でフィルタをかけられた現実的な方形波パターンを与えて、最適因数Ｆを算出するシミュレーションを実施した。Ｆの最適値とは、本発明によりＲＭＳパワーからＯＭＡへ変換するために用いられたときに、規格指定の方法（例えばＦＣ又は１０Ｇイーサネット（登録商標））の１つを用いて得られるはずのＯＭＡ値と一致するＯＭＡ値を与える値である。フィルタは現場で直面しそうな種々のシステム応答を表すことを意図するものである。
【００４３】
図４は例示的なフィルタのセットを示し、図５はこれらのフィルタの１つを用いてシミュレーションしたアイ・ダイアグラムを示す。このアイには、１０Ｇｂ／ｓにおける多くの垂直キャビティ型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）伝送アイに典型的な、相当量のオーバーシュートが存在することに注意されたい。
【００４４】
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、信号のＲＭＳ値を１０Ｇイーサネット（登録商標）において定義されるＯＭＡを算出する方法と比較することによる、最適の因数Ｆの算出値を示す。１０Ｇイーサネット（登録商標）規格は、ＯＭＡを決定するために、８ビットから２２ビットまでの範囲にわたる周期をもった可変長の方形波が使用可能であることを指定する。従って、図６の（Ａ）及び（Ｂ）において両極端が算出された。これらの曲線においては、信号帯域幅が増大して理想的な方形波パターンにより良く似るに従って、Ｆの最適値は２に近づく。より狭い信号帯域幅に対しては、Ｆの最適値は予想通り増加する。
【００４５】
１０Ｇイーサネット（登録商標）規格はこの可変長の方形波を指定しているので、規格に定められるＯＭＡの測定は、選択された方形波の周期によって変わることに注意されたい。このことは、上述されたものと同じフィルタのセットを用いて調査された。データ速度が０．３のように低いシステム帯域幅に対しては、方形波周期の範囲は、測定されたＯＭＡにおいて、５％の変動を生じることが分かった。即ち、２人の人間が、規格の両極端を用いて同じ信号についてＯＭＡを測定すると、５％離れた値に達する可能性がある。
【００４６】
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示された曲線は、本発明の所定の実施に関する因数Ｆに対して合理的な値を選択するのに用いることができる。例えば、光検出器１０２が１０ＧＨｚの帯域幅を有し、１０Ｇｂ／ｓの信号を測定する計器内で用いられる場合には、光検出器によってフィルタをかけられることになる全体の信号帯域幅は、殆どの場合、７−１０ＧＨｚの範囲内の帯域幅をもつ可能性が高いと想定することは合理的である。グラフから、因数Ｆの良い選択は２．１となるが、何故ならこの値は２２ビット周期の方形波を用いたＯＭＡ測定に比べて、最悪の場合＋７％及び−５％のエラーを誘導することになるからである。８ビット周期の方形波を用いた場合には、エラーの範囲は＋６％及び−２％まで減少する。
【００４７】
本発明の１つの好ましいＯＭＡメータの実施は、バッテリ駆動の手持ちサイズの箱に完全に収容されている、較正された光検出器、ＲＦパワー・センサ、及びプロセッサを有する。
【００４８】
代替的に、本発明のＯＭＡメータの実施は、較正された光検出器、ＲＦメータ、及びルックアップ・テーブルを含むことができる。即ち、プロセッサを用い、リアルタイムの計算でＯＭＡ結果を決定するためにプロセッサを用いるのではなく、ＯＭＡ結果は、所定のＲＭＳ値に対して前もって算出することができ、その結果はルックアップ・テーブルによって与えることができる。従って、メータのユーザは、ＲＦパワー・メータからＲＭＳ信号パワーを取得し、そのＲＭＳ値に関連するＯＭＡ値を有するルックアップ・テーブルを参照することにより、ＯＭＡ値を決定することができる。さらに、反復測定されたＲＭＳ値を十分に知悉しているユーザは、ルックアップ・テーブルを参照することなく、単に対応するＯＭＡ値を想起することができる。一例として、ルックアップ・テーブルはメータの上にプリントするか、又はＯＭＡメータに結合されたディスプレイ若しくは何らかの他の出力機構によって利用できるようにすることができる。
【００４９】
さらに、ＯＭＡメータは、幾つかの別々の波長における光検出器の応答性に対する入力を有することができ、或いは、波長に関する入力のみと共にメモリにストアされた全体の応答性曲線を有することができる。
【００５０】
上述のように、ＯＭＡメータのダイナミック・レンジは、増幅器及び／又は減衰器、或いはさらに可変利得増幅器を用いて拡張することができる。任意の増幅器の利得又は任意の減衰器の損失がＯＭＡ算出において考慮に入れられることになる。
【００５１】
さらにまた、本発明のＯＭＡメータはＤＣ光パワーを測定する機能をもつので、現場において別個の光パワー・メータは必要ではなくなる。
【００５２】
ＯＭＡメータ（プロセッサ）は、種々の規格に関する許容可能なＯＭＡ範囲をストアすることができ、現場の技術者に対して合格／故障の表示器を与えることができる。このような装置は、また、新規の規格が生成される際、古い規格が改訂される際、又は顧客の（例えば会社又は販売業者固有の）制限が採用される際に、更新される機能を有することになる。
【００５３】
さらにコストを下げるために、光検出器及びパワー・センサの帯域幅は意図的に低く設定するか、又は低く選択的することができ、ＲＭＳをＯＭＡに関連させる適切な因数は、図６の（Ａ）及び（Ｂ）に示される曲線を用いて選択することができる。
【００５４】
データ信号が１と０のほぼ等しい分布を含まない場合、又はデータ信号がゼロ復帰（ＲＺ）のようなＮＲＺ書式でない場合には、ＲＭＳからＯＭＡへ変換するために異なる因数を適用することができる。
【００５５】
光検出器への入力はファイバー結合される必要はない。光学素子を用いた自由空間結合を用いることができる。
【００５６】
本明細書で本発明の例証的な実施形態が添付の図面を参照して説明されたが、本発明はこれらの正確な実施形態には限定されず、添付の特許請求の範囲に規定される本発明の精神から逸脱することなく、当業者により種々の他の変更及び修正を施すことができることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施形態による光変調振幅メータを示す図である。
【図２】１０Ｇイーサネット（登録商標）規格の光変調振幅測定値と、本発明の一実施形態による光変調振幅測定値との比較を示す図である。
【図３】項の定義と共に理想的な方形波パターンを示す図である。
【図４】二乗平均平方根シミュレーションに用いられる、異なるシステムの応答を表す種々のフィルタの周波数応答を示す図である。
【図５】図４のフィルタの１つを用いて得られる代表的なアイ・パターンを示す図である。
【図６】図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、２つの長さの方形波パターンを用いた、信号帯域幅とフィルタ形状との関数としての因数Ｆの最適値を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１００：ＯＭＡメータ
１０２：応答性値＝Ｒで較正された光検出器
１０４：ＤＣ光電流
１０５：ＡＣ光電流
１０６：ＲＦパワー・メータ
１０８：信号ＲＭＳパワー
１１０：プロセッサ
１１６：メモリ
１１８：Ｉ／Ｏ装置
１２０：データ・インターフェース
１２２：バーコード・スキャナ
１２４：コンピュータ・バス
１２６：携帯用ハウジング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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