(57)【要約】【課題】光学系性能テストにおいてジッタ評価およびジッタ発生源の推定を容易に実行可能な光通信装置を提供する。【解決手段】光通信装置１０は、スペクトル解析部１００およびジッタ解析部１３０を備える。光学系性能テスト時に、信号スイッチ１６０によって、受信信号はサンプルホールド部１１０の入力へ伝達され、ＦＦＴ演算部１２０によって受信信号のジッタ成分の周波数スペクトルが求められる。ＭＰＵ部１４０に格納された、基準となる周波数スペクトルとの比較によって、それぞれの周波数成分においてジッタ許容レベルを超えているかどうかを判定することができる。この結果、光通信装置を含む光通信システムにおいて、ジッタ評価およびジッタ発生源の解析を効率的に実行することができる。【選択図】        図１
2004312438.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のクロックレートに従う受信した光信号を受信電気信号に変換する受信信号変換部と、
前記受信信号変換部で得られた前記受信電気信号に基づいて受信データを生成する受信部と、
前記受信信号変換部で得られた前記受信電気信号の周波数スペクトルを求めるスペクトル解析部と、
前記スペクトル解析部で求めた周波数スペクトルに基づいて前記受信電気信号に含まれたジッタ成分を評価するジッタ解析部とを備える、光通信装置。
【請求項２】
前記ジッタ解析部は、前記受信電気信号の周波数スペクトルが予め設定された基準値を外れたときにアラーム出力を生成し、
前記アラーム出力は、前記周波数スペクトル中で前記基準値を外れた周波数を示す情報を含む、請求項１記載の光通信装置。
【請求項３】
前記アラーム出力は、前記基準値を外れた周波数に基づいてジッタ源を推定した情報を含む、請求項２記載の光通信装置。
【請求項４】
前記スペクトラム解析部は、
前記受信信号変換部で得られた前記受信電気信号を、前記所定のクロックレートよりも高い周波数でサンプリングしてデジタル信号列に変換するサンプリング回路と、
前記サンプリング回路から前記デジタル信号列を受けて、前記デジタル信号列の周波数スペクトルを求める演算部とを含む、請求項１記載の光通信装置。
【請求項５】
前記受信した光信号は、他の前記光通信装置によって所定パターンに従って生成されたテスト信号を含み、
前記ジッタ解析部は、前記受信電気信号の周波数スペクトルおよび前記所定パターンに対応する所定の周波数スペクトルの比較に基づいて、前記受信電気信号に含まれたジッタ成分を評価する、請求項１に記載の光通信装置。
【請求項６】
前記受信した光信号は、前記テスト信号に対応する前記所定の周波数スペクトラムを示す情報を含み、
前記受信信号変換部は、前記受信データに含まれる前記所定の周波数スペクトルを示す前記情報を前記ジッタ解析部へ伝達する、請求項５記載の光通信装置。
【請求項７】
前記受信電気信号のうちの所定周波数成分を減衰させるためのフィルタ回路と、
前記受信電気信号が前記フィルタ回路を通過した後に前記受信部および前記スペクトル解析部へ伝達される第１の経路と、前記受信電気信号が前記フィルタ回路を迂回して前記受信部および前記スペクトル解析部へ直接伝達される第２の経路とを選択的に切換えるスイッチ回路とをさらに備え、
前記スイッチ回路は、初期状態では前記第２の経路を選択し、前記第２の経路の選択時における前記ジッタ評価部による前記ジッタ成分の評価に従って前記第２の経路から前記第１の経路へ選択を切換える、請求項１記載の光通信装置。
【請求項８】
所定パターンに従ったテスト通信データを出力する信号処理部と、
送信データおよび前記信号処理部からの出力データを所定のクロックレートに従う送信信号に変換する送信部と、
前記送信電気信号を光信号に変換して送出する送信信号変換部と、
入力信号の周波数スペクトルを求めるスペクトル解析部と、
前記テスト通信データに対応する送信信号を前記スペクトル解析部の前記入力信号とする第１の経路を必要に応じて形成するためのスイッチ回路とを備え、
前記信号処理部は、前記スペクトラム解析部から前記テスト通信データに対応する送信信号の周波数スペクトルを受けて、前記周波数スペクトルを示すスペクトルデータを前記送信部に対してさらに出力する、光通信装置。
【請求項９】
受信した光信号を受信電気信号に変換する受信信号変換部と、
前記受信信号変換部で得られた前記受信電気信号に基づいて受信データを生成する受信部とをさらに備え、
前記スイッチ回路は、前記受信信号変換部で得られた前記受信電気信号を前記スペクトル解析部の前記入力信号とする第２の経路を、前記第１の経路に代えて形成可能であり、
前記光通信装置は、前記スイッチ回路が前記第２の経路を形成している時に、前記スペクトラム解析部で求めた前記受信電気信号の周波数スペクトラムに基づいて、前記受信した光信号に含まれたジッタ成分を評価するジッタ解析部をさらに備える、請求項８記載の光通信装置。
【請求項１０】
ジッタテスト時に、送信側の前記光通信装置は、前記テスト通信データに対応するテスト送信信号を送出し、
前記ジッタテスト時において、受信側の前記通信装置は、自身の前記信号処理部から出力された前記テスト通信データに基づいて、自身の前記スペクトル解析部で周波数スペクトルを求め、かつ、前記送信側の通信装置から受信した前記テスト送信信号に基づいて、自身の前記スペクトル解析部で周波数スペクトルを求め、
前記受信側の通信装置における前記ジッタ解析部は、自身の前記信号処理部から出力された前記テスト通信データに対応する周波数スペクトルと、前記受信したテスト送信信号に対応する周波数スペクトラムとの比較に基づいて、ジッタ評価を行なう、請求項９記載の光通信装置。
【請求項１１】
ジッタテスト時に、送信側の前記光通信装置は、前記テスト通信データに対応する第１のテスト送信信号および前記スペクトルデータに対応する第２のテスト送信信号を送出し、
前記ジッタテスト時において、受信側の前記通信装置は、受信した前記第２のテスト送信信号から得られた前記受信データから前記スペクトルデータを抽出し、かつ、前記送信側の通信装置から受信した前記第１のテスト送信信号に基づいて、自身の前記スペクトル解析部で前記テスト通信データに対応する周波数スペクトルを求め、
前記受信側の通信装置における前記ジッタ解析部は、受信した前記スペクトルデータに対応する周波数スペクトルと、前記受信した第１のテスト送信信号に対応する周波数スペクトラムとの比較に基づいて、ジッタ評価を行なう、請求項９記載の光通信装置。
【請求項１２】
前記光信号は、双方向性の光ファイバケーブルを介して伝送される、請求項１から１１のいずれか１項に記載の光通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光通信装置に関し、より特定的には、光ファイバケーブルを介して通信する光通信装置の性能検査テストに関する。
【０００２】
光通信装置等で行なわれるシリアルデータ通信では、所定のクロックレートに従った一連のデータビットにおける、各信号エッジの理想的な位置からの偏差を示すいわゆる「ジッタ」が通信上の障害となりやすい。
【０００３】
すなわち、シリアルデータ通信では、通常、データとクロックとが同時に伝送されないため、ジッタが大きいと通信障害を引起す必要がある。このため、通信規格では、ジッタマージン（許容値）が厳格に定められている。特に、高速通信が求められクロックレートの高速化が進む状況下では、ジッタに対する要求は厳しさを増している。
【０００４】
したがって、性能評価テストにおいて、通信装置を含む通信システム全体におけるジッタを定量的に評価し、かつ、その原因と発生源とを調べてジッタ発生源に対策を講じる必要がある。
【０００５】
このような、ジッタ評価を実行するためのジッタ解析装置の一般的な構成が、たとえば下記の特許文献１および特許文献２に開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−８３９８０号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開平７−６３８０２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
低損失・広帯域通信が可能な光ファイバケーブルを通信ケーブルとして用いる光通信は、高速大容量通信が可能であることから、広く利用されるようになっている。上述のジッタ評価は、光通信に用いられる光通信装置を含む光通信システムにおいても、光学系性能の重要な評価項目の１つとして挙げられる。
【０００９】
光通信システムにおいては、送受信のための信号処理部における素子の特性ばらつきや劣化に加えて、通信路を形成する光ファイバケーブルでの分散によるパルス広がりや散乱・反射がジッタ源となり得る。特に、光ファイバケーブル同士の接続の困難性等もあり、光通信装置以外の部分でジッタが発生する可能性が他の通信形態よりも比較的大きくなる背景がある。このため、光通信装置を含む光通信システムの光学系性能テストにおいては、ジッタ評価、特にジッタ発生源を突き止めるためのテストに、複数の検査装置や多くの検査時間を必要としていたこの発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、光学系性能テストにおいてジッタ評価およびジッタ発生源の推定を容易に実行可能な光通信装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に従う光通信装置は、所定のクロックレートに従う受信した光信号を受信電気信号に変換する受信信号変換部と、受信信号変換部で得られた受信電気信号に基づいて受信データを生成する受信部と、受信信号変換部で得られた受信電気信号の周波数スペクトルを求めるスペクトル解析部と、スペクトル解析部で求めた周波数スペクトルに基づいて受信電気信号に含まれたジッタ成分を評価するジッタ解析部とを備える。
【００１１】
好ましくは、ジッタ解析部は、受信電気信号の周波数スペクトルが予め設定された基準値を外れたときにアラーム出力を生成し、アラーム出力は、周波数スペクトル中で基準値を外れた周波数を示す情報を含む。
【００１２】
さらに好ましくは、アラーム出力は、基準値を外れた周波数に基づいてジッタ源を推定した情報を含む。
【００１３】
また好ましくは、スペクトラム解析部は、受信信号変換部で得られた受信電気信号を、所定のクロックレートよりも高い周波数でサンプリングしてデジタル信号列に変換するサンプリング回路と、サンプリング回路からデジタル信号列を受けて、デジタル信号列の周波数スペクトルを求める演算部とを含む。
【００１４】
あるいは好ましくは、受信した光信号は、他の光通信装置によって所定パターンに従って生成されたテスト信号を含み、ジッタ解析部は、受信電気信号の周波数スペクトルおよび所定パターンに対応する所定の周波数スペクトルの比較に基づいて、受信電気信号に含まれたジッタ成分を評価する。
【００１５】
さらに好ましくは、受信した光信号は、テスト信号に対応する所定の周波数スペクトラムを示す情報を含み、受信信号変換部は、受信データに含まれる所定の周波数スペクトルを示す情報をジッタ解析部へ伝達する。
【００１６】
また好ましくは、光通信装置は、受信電気信号のうちの所定周波数成分を減衰させるためのフィルタ回路と、受信電気信号がフィルタ回路を通過した後に受信部およびスペクトル解析部へ伝達される第１の経路と、受信電気信号がフィルタ回路を迂回して受信部およびスペクトル解析部へ直接伝達される第２の経路とを選択的に切換えるスイッチ回路とをさらに備え、スイッチ回路は、初期状態では第２の経路を選択し、第２の経路の選択時におけるジッタ評価部によるジッタ成分の評価に従って第２の経路から第１の経路へ選択を切換える。
【００１７】
この発明の他の構成に従う光通信装置は、所定パターンに従ったテスト通信データを出力する信号処理部と、送信データおよび信号処理部からの出力データを所定のクロックレートに従う送信信号に変換する送信部と、送信電気信号を光信号に変換して送出する送信信号変換部と、入力信号の周波数スペクトルを求めるスペクトル解析部と、テスト通信データに対応する送信信号をスペクトル解析部の入力信号とする第１の経路を必要に応じて形成するためのスイッチ回路とを備え、信号処理部は、スペクトラム解析部からテスト通信データに対応する送信信号の周波数スペクトルを受けて、周波数スペクトルを示すスペクトルデータを送信部に対してさらに出力する。
【００１８】
好ましくは、光通信装置は、受信した光信号を受信電気信号に変換する受信信号変換部と、受信信号変換部で得られた受信電気信号に基づいて受信データを生成する受信部とをさらに備え、スイッチ回路は、受信信号変換部で得られた受信電気信号をスペクトル解析部の入力信号とする第２の経路を、第１の経路に代えて形成可能であり、光通信装置は、スイッチ回路が第２の経路を形成している時に、スペクトラム解析部で求めた受信電気信号の周波数スペクトラムに基づいて、受信した光信号に含まれたジッタ成分を評価するジッタ解析部をさらに備える。
【００１９】
さらに好ましくは、ジッタテスト時に、送信側の光通信装置は、テスト通信データに対応するテスト送信信号を送出し、ジッタテスト時において、受信側の通信装置は、自身の信号処理部から出力されたテスト通信データに基づいて、自身のスペクトル解析部で周波数スペクトルを求め、かつ、送信側の通信装置から受信したテスト送信信号に基づいて、自身のスペクトル解析部で周波数スペクトルを求め、受信側の通信装置におけるジッタ解析部は、自身の信号処理部から出力されたテスト通信データに対応する周波数スペクトルと、受信したテスト送信信号に対応する周波数スペクトラムとの比較に基づいて、ジッタ評価を行なう。
【００２０】
また好ましくは、ジッタテスト時に、送信側の光通信装置は、テスト通信データに対応する第１のテスト送信信号およびスペクトルデータに対応する第２のテスト送信信号を送出し、ジッタテスト時において、受信側の通信装置は、受信した第２のテスト送信信号から得られた受信データからスペクトルデータを抽出し、かつ、送信側の通信装置から受信した第１のテスト送信信号に基づいて、自身のスペクトル解析部でテスト通信データに対応する周波数スペクトルを求め、受信側の通信装置におけるジッタ解析部は、受信したスペクトルデータに対応する周波数スペクトルと、受信した第１のテスト送信信号に対応する周波数スペクトラムとの比較に基づいて、ジッタ評価を行なう。
【００２１】
好ましくは、光信号は、双方向性の光ファイバケーブルを介して伝送される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
［実施の形態１］
図１は、本発明に従う光通信装置の全体構成を示すブロック図である。
【００２４】
図１を参照して、本発明に従う光通信装置１０は、１心の光ファイバケーブル１１を介して、他の通信装置との間で、上り方向と下り方向とが同一波長もしくは異なる波長（たとえば、１．３１μｍと１．５５μｍ等の光波長）を用いる波長多重方式（ＷＤＭ）により、所定のクロックレートでの全二重双方向通信を実行するものとする。
【００２５】
光通信装置１０は、波長多重部１５、受光素子２０、光／電気信号変換部３０、受信部４０、ベッセルフィルタ５５、送信部６０、電気／光信号変換部８０、発光素子９０、スペクトル解析部１００、ジッタ解析部１３０、ＭＰＵ部１４０、および信号スイッチ１５０，１６０を備える。
【００２６】
波長多重部１５は、上り方向（受信）の光信号と、下り方向（送信）の光信号との分離・合波を行なう。受光素子２０は、光ファイバケーブル１１から受信され、波長多重部１５を介して伝達された上り方向の光信号（受信光信号）を受けて電流信号に変換する。光／電気信号変換部３０は、受光素子２０によって生成された電流信号を電圧信号（受信電気信号）に変換するトランスインピーダンスアンプ等で構成される。信号スイッチ１５０は、光／電気信号変換部３０によって生成された受信電気信号を、ベッセルフィルタ５５を経由する経路およびベッセルフィルタ５５を迂回する経路の一方を選択して、ノードＮ０へ伝達する。ベッセルフィルタ５５は、受信電気信号中の高周波ノイズ成分を除去するために、信号スイッチ１５０によって受信電気信号の経路に選択的に挿入される。受信部４０は、ノードＮ０に伝達された受信電気信号を増幅する増幅部４５と、増幅部４５の出力にレベル変換等を施して受信データＲＤを生成するＩ／Ｏ回路５０とを含む。
【００２７】
送信部６０は、送信データＳＤをレベル変換するＩ／Ｏ回路６５と、Ｉ／Ｏ回路６５およびＭＰＵ部１４０からの出力を選択的に電気／光信号変換部８０へ伝達するための信号スイッチ６７とを含む。信号スイッチ６７は、ノードＮ１に信号を伝達する。
【００２８】
電気／光信号変換部８０は、送信電気信号を電流信号に変換するレーザー駆動回路によって構成される。発光素子９０は、電気／光信号変換部８０により発光素子（レーザダイオード）に流す電流を変えて、光の強度変調により下り方向の光信号（送信光信号）に変換する。下り方向の光信号は、波長多重部１５を介して、光ファイバケーブル１１へ送出される。
【００２９】
光ファイバケーブル１１を介して、上り方向の光信号の受信および下り方向の光信号の送信を行なうことにより、他の光通信装置との間で双方向の光データ通信が実行される。
【００３０】
光通信装置１０は、スペクトル解析部１００と、スペクトル解析部１００によって得られた周波数スペクトルに基づいてジッタ評価を行なうジッタ解析部１３０とをさらに備える。
【００３１】
信号スイッチ１６０は、データＮ０およびＮ１の一方と、サンプルホールド部１１０の入力ノードＮ２との間に選択的に信号経路を形成する。これにより、受信電気信号および送信電気信号のいずれか一方が、サンプルホールド部１１０の入力信号とされ得る。
【００３２】
スペクトル解析部１００は、ノードＮ２への入力信号を所定のサンプリング周波数で標本化してデジタル信号列に変換するサンプルホールド部１１０と、サンプルホールド部１１０によって得られたデジタル信号列を入力とする高速離散フーリエ変換（ＦＦＴ）を実行して周波数スペクトルを出力するＦＦＴ演算部１２０とを含む。なお、デジタル信号列から周波数スペクトルを得るための演算形式は、特に限定されずＦＦＴ以外の形式を採用することも可能である。また、サンプルホールド部１１０におけるサンプリング周波数は、上り信号および下り信号のクロックレートよりも十分高い周波数に設定される。サンプルホールド部１１０およびＦＦＴ演算部１２０は、汎用の回路構成を適用して、専用ＬＳＩまたはその内蔵機能ブロックとして実現可能である。
【００３３】
ＭＰＵ部１４０は、サンプルホールド部１１０、ＦＦＴ演算部１２０およびジッタ解析部１３０との間で、データの授受および動作指示の発行を行なう。さらに、ＭＰＵ部１４０は、所定のパターンに基づいた、ジッタ評価用のテスト通信データＴＤを生成する機能を併せ持っているものとする。
【００３４】
次に、本発明の光通信装置１０におけるジッタ評価動作について詳細に説明する。
【００３５】
図２は、ジッタの定義を説明する概念図である。
図２を参照して、光通信装置１０によって送受信される通信データは、所定の規格およびクロックレートに基づき、一定の周期Ｔでデータシンボルが現われるように設定されている。
【００３６】
このため、理想的な受信データでは、クロックレートの逆数に相当する周期Ｔ間隔の時刻ｔ０〜ｔ６のそれぞれにデータシンボルが現われて、図２の例では、時刻ｔ０，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ６にレベル遷移エッジがそれぞれ発生することになる。この場合には、理想データをサンプリングして周波数スペクトルを求めても、周期Ｔの整数倍に相当する周波数成分しか存在しないことになる。
【００３７】
しかしながら、実際の通信データは、送受信のための信号処理部における素子の特性ばらつきや劣化に加えて、通信路を形成する光ファイバケーブルでの分散によるパルス広がりや散乱・反射等のため、理想的な時刻からずれた位置にデータシンボルが現われてしまう。図２の例では、時刻ｔ０，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ６から、時間ｅ０，ｅ２，ｅ３，ｅ４，ｅ６だけそれぞれずれた時刻ｔ０′，ｔ２′，ｔ３′，ｔ４′，ｔ６′にレベル遷移エッジがそれぞれ発生する。このずれｅ０〜ｅ６がジッタに相当する。
【００３８】
したがって、このような実際の通信データをクロックレートよりも十分に高い周波数でサンプリングし、サンプリングされたデジタルデータ列を周波数変換して周波数スペクトルを求めれば、ジッタの周波数スペクトルを求めることが可能となる。
【００３９】
図３は、本発明の光通信装置における実施の形態１に従うジッタ解析を説明する概念図である。
【００４０】
図３（ａ）には、図２に示した実際の通信データをサンプリングして得られたデジタル信号列を周波数変換して得られた周波数スペクトルを示される。この周波数スペクトラムは、図１に示した光通信装置では、ＦＦＴ演算部１２０の出力として得られる。なお、図３（ａ）に示された周波数スペクトラムは、クロックレートの整数倍に相当する成分を予め除去された状態で表記されているものとする。
【００４１】
周波数スペクトルは、図３（ａ）に示すように、想定される周波数範囲Ｆｍｉｎ〜Ｆｍａｘ間における、それぞれの周波数での受信信号強度Ｐｃ［ｄＢ］によって示される。このようにして得られた周波数スペクトルによって、どのような周波数成分がジッタとして含まれているかが評価できる。
【００４２】
ジッタは、その周波数成分によって、周期ジッタ１５１、データ依存ジッタ１５２、デューティサイクルジッタ１５３およびランダムジッタ１５４等に分類される。
【００４３】
周期ジッタ１５１は、通信データのクロックレートとは相関しない周期で繰返され、スイッチ電源からのノイズ等が主な要因である。データ依存ジッタ１５２は、通信データのパターンに依存する確定的なジッタであり、デューティサイクルジッタ１５３は、ビットシーケンスにおける正と負との平均パルス幅差に相当し、基準クロックの波形精度（デューティ比精度）に起因する。一方、ランダムジッタ１５４は、ガウス分布に従うジッタであり、主に電気部品の熱雑音に起因するので、光通信装置１０中の受光素子２０、光／電気信号変換部３０，増幅部４５、電気／光信号変換部８０および発光素子９０等がジッタ源である。
【００４４】
したがって、図３（ｂ）に示すように、周波数スペクトルを構成するそれぞれの周波数ごとに、基準値となる許容信号強度Ｐｌｉｍ［ｄＢ］を予め定めておけば、実際の信号強度Ｐｃおよび基準レベルＰｌｉｍの差に基づいて、ジッタを評価できる。すなわち、ジッタとしてどの周波数成分が許容値を超えているかが情報として得られる。既に説明したように、ジッタ成分の周波数に対応してその発生源がある程度特定可能であるので、実際の信号強度が許容レベルを超えた周波数を示す情報を出力することにより、ジッタ源の特定が容易となる。
【００４５】
図４は、図１に示したジッタ解析部１３０の実施の形態１に従う動作を説明するフローチャートである。
【００４６】
図４を参照して、ジッタ解析が開始されると（ステップＳ１００）、評価対象となる周波数Ｆが、Ｆ＝Ｆｍｉｎ−ΔＦに初期設定される（ステップＳ１１０）。さらに、所定の刻み幅ΔＦで、周波数Ｆをインクリメントし（ステップＳ１２０）、周波数Ｆの受信信号強度Ｐｃ［ｄＢ］をＦＦＴ演算部１２０より入手する（ステップＳ１３０）。
【００４７】
さらに、当該周波数Ｆの許容レベルＰｌｉｍ［ｄＢ］をＭＰＵ部１４０から入手して（ステップＳ１４０）、両者の差分ΔＰ＝Ｐｃ−Ｐｌｉｍを計算する（ステップＳ１５０）。さらに、求められた差分が基準値と比較され（ステップＳ１６０）、基準値以上（ΔＰ≧０）であるときにはアラーム信号ＡＬがジッタ解析部１３０から外部へ出力され（ステップＳ１７０）、基準値より小さい（ΔＰ＜０）ときにはアラーム信号ＡＬは出力されない（ステップＳ１６０）。
【００４８】
アラーム信号ＡＬは、少なくとも、当該周波数Ｆを示す情報と、当該周波数Ｆにおいて受信信号強度がジッタ許容レベルを超えていることを示す情報とを少なくとも含むものとする。あるいは、ジッタ解析部１３０の内部に、周波数Ｆと想定されるジッタ源とを対応付けるデータを格納することにより、推定されるジッタ源を示す情報をさらに出力することもできる。
【００４９】
これにより、ある周波数Ｆに対するジッタ評価が実行され、周波数Ｆが最大範囲Ｆｍａｘに達しているかどうかが判断されて（ステップＳ１８０）、周波数ＦｍｉｎからＦｍａｘの範囲で、ステップＳ１２０〜Ｓ１７０のジッタ評価フローが繰返し実行される。所定の周波数範囲Ｆｍｉｎ〜Ｆｍａｘにおけるジッタ評価が終了すると、Ｆ＝Ｆｍａｘに達するので、ジッタ解析部１３０による解析は終了される（ステップＳ１９０）。図１に示したジッタ解析部１３０は、上記の評価フローをハード的あるいはソフト的に実行する専用ＬＳＩまたはその内蔵機能ブロックとして実現される。
【００５０】
このようにして、実施の形態１に従う光通信装置におけるジッタ解析が行なわれる。なお、光通信装置１０におけるジッタ評価は、まず初期状態として、信号スイッチ１５０が、光／電気信号変換部３０からの受信電気信号がベッセルフィルタ５５を迂回してスペクトラム評価部１００へ伝達される経路を選択した状態で実行される。この評価テストでジッタ不良が検出された場合には、受信電気信号がベッセルフィルタ５５を経由してスペクトラム評価部１００へ伝達される経路を信号スイッチ１５０によって選択した状態で、同様のジッタ評価を実行する。このように本発明の光通信装置では、ベッセルフィルタ５５を用いる場合と、用いない場合の２通りについて、ジッタ評価を行なうことが可能である。
【００５１】
以上説明したように、実施の形態１に従う構成によれば、受信信号の周波数スペクトルを求めて、それぞれの周波数成分においてジッタ許容レベルを超えているかどうかを判定することができる。さらに、許容レベルを超えるジッタ成分の周波数を特定して、当該周波数を示す情報あるいは、当該周波数に基づいて推定されたジッタ源を示す情報を出力することができる。この結果、光通信装置を含む光通信システムにおいて、ジッタ評価およびジッタ発生源の解析を効率的に実行することができる。
【００５２】
［実施の形態２］
既に説明したように、光通信システムにおいては、光通信装置以外の部分、代表的には光ファイバケーブルによって構成された伝送路にジッタ源が存在するケースが比較的多い。したがって、ジッタ解析時に、ジッタ源が、光通信装置（送信側および受信側）およびそれ以外のいずれに存在するのかを効率的に判定することが望ましい。
【００５３】
実施の形態２においては、このような点を効率的に判定可能な構成について説明する。
【００５４】
再び図１を参照して、本発明に従う光通信装置１０では、信号スイッチ１６０によって、送信部６０からノードＮ１へ出力された送信電気信号をノードＮ２へ伝達して、サンプルホールド部１１０の入力とすることができる。
【００５５】
したがって、ＭＰＵ部１４０によって生成された所定パターンに基づくテスト通信データを他の光通信装置（受信側）へ送出する場合に、実際に送出される送信信号の周波数スペクトルをスペクトル解析部１００で求め、かつ求められた周波数スペクトルを示す情報を、送信信号の一部として受信側の光通信装置へ伝送することが可能である。
【００５６】
すなわち、実施の形態２に従う構成においては、図１に示した本発明に従う光通信装置１０を受信側および送信側にそれぞれ用いることにより、効率的なジッタ解析が可能となる。
【００５７】
図５は、本発明の実施の形態２に従うジッタ評価テストを説明するフローチャートである。
【００５８】
図５を参照して、実施の形態２に従うジッタ評価テストが開始されると（ステップＳ２００）、送信側の光通信装置１０においては、信号スイッチ６７をＭＰＵ部１４０側に設定し（ステップＳ２１０）、ジッタ検査用の特定パターンを有するテスト通信データＴＤがＭＰＵ部１４０から送出される（ステップＳ２２０）。さらに、テスト通信データＴＤの周波数スペクトル、すなわち、それぞれの周波数成分での送信スペクトル強度Ｐｒｅｆを示す情報が生成される。テスト通信データＴＤおよび送信スペクトル強度Ｐｒｅｆを示す情報は、送信側の光通信装置１０で送信信号に変換されて光ケーブル１１へ送出される。
【００５９】
送信スペクトル強度Ｐｒｅｆは、送信側の光通信装置１０において、ＭＰＵ部１４０によって生成されるテスト通信データＴＤを、信号スイッチ１６０によってサンプルホールド部１１０の入力信号とすることにより、ＦＦＴ演算部１２０によって得ることができる。
【００６０】
受信側の光通信装置１０では、初期状態では、信号スイッチ１５０をベッセルフィルタ５５迂回側、すなわち光／電気信号変換部３０の出力を直接ノードＮ０へ伝達するための信号経路が形成される（ステップＳ２３０）。
【００６１】
この状態で、図１に点線で経路を示すように、ノードＮ０に伝達された受信電気信号に基づいて受信部４０で得られた受信データＲＤから送信スペクトル強度Ｐｒｅｆに対応する情報が抽出されて、ＭＰＵ部１４０に格納される。さらに、ノードＮ０に受信された受信電気信号は、スペクトル解析部１００へも伝達されるので、ＦＦＴ演算部１２０によって、送信側の光通信装置からのテスト通信データＴＤに対応する受信信号の周波数スペクトルが求められる。
【００６２】
これにより、ＦＦＴ演算部１２０によって求められた受信信号の周波数スペクトルと、送信スペクトル強度Ｐｒｅｆを示すＭＰＵ部１４０に格納された周波数スペクトルとに基づいて、ジッタ解析が実行される（ステップＳ２４０）。
【００６３】
図６は、実施の形態２に従うジッタ解析を説明するフローチャートである
図６を参照して、実施の形態２に従うジッタ解析では、図４に示した実施の形態１に従うジッタ解析と比較して、ステップＳ１４０〜Ｓ１６０に代えて、ステップＳ１４０♯〜Ｓ１６０♯がそれぞれ実行される点が異なる。
【００６４】
ステップＳ１４０♯においては、ＭＰＵ部１４０に格納されたテスト通信データＴＤの周波数スペクトルから、周波数Ｆの送信スペクトル強度Ｐｒｅｆ［ｄＢ］が得られる。したがって、ステップＳ１２０で得られた受信信号強度Ｐｃとの間で、差分ΔＰ＝Ｐｃ−Ｐｒｅｆが計算される（ステップＳ１５０♯）。
【００６５】
図７は、図６に示された差分ΔＰの算出を説明する概念図である。
図７を参照して、図７（ａ）に示されるように、受信信号の周波数スペクトルは、図３（ａ）と同様に、周波数Ｆｍｉｎ〜Ｆｍａｘの範囲内における、それぞれの周波数での受信信号強度Ｐｃ［ｄＢ］によって示される。
【００６６】
これに対し、図７（ｂ）に示される、送信側の光通信装置で実際にテスト通信データＴＤをＦＦＴ演算解析して得られた周波数スペクトルによって、それぞれの周波数における送信スペクトル強度Ｐｒｅｆが得られる。この結果、図７（ｃ）に示された、両者の差分ΔＰ＝Ｐｃ−Ｐｒｅｆは、主に、受信側および送信側の光通信装置以外の部分、代表的には光ファイバケーブル部分で発生したジッタを示すことになる。
【００６７】
したがって、実施の形態２に従うジッタ解析では、この差分ΔＰを所要の許容値Ｘ［ｄＢ］と比較して（ステップＳ１６０♯）、許容値Ｘ［ｄＢ］を超えた場合に、アラーム信号ＡＬが出力される（図６のステップＳ１７０）。アラーム信号ＡＬの詳細は、実施の形態１と同様であるので、詳細な説明は繰り返さない。
【００６８】
このようにして、光通信装置と、光ファイバケーブルに代表される光通信装置以外の部分とのいずれが、代表的なジッタ源であるかを効率的に検出することができる。特に、送信時の周波数スペクトルについて、送信側の光通信装置で実際にスペクトル解析したデータを用いているので、上記の検出を高精度に実行できる。
【００６９】
再び図５を参照して、上述したステップＳ２４０におけるジッタ解析の結果、すべての周波数成分に対してジッタ値が正常であった場合には、図１中の信号スイッチ６７によって設定される信号経路がＩ／Ｏ回路６５側に設定変更される（ステップＳ２７０）。これにより、テストが終了されて、実際の送信データＳＤに基づく送信信号が、送信側の光通信装置から受信側の光通信装置へ送出されるようになる（ステップＳ２８０）。
【００７０】
一方、ステップＳ２４０において、いずれかの周波数でアラーム信号ＡＬが出力されて、ジッタ値が異常であると判定された場合には（ステップＳ２５０）、受信側の光通信装置の信号スイッチ１５０によって設定される信号経路がベッセルフィルタ５５経由側へ変更される（ステップＳ２６０）。これにより、受信側の光通信装置において、光／電気信号変換部３０の出力は、ベッセルフィルタ５５を経由してノードＮ０に伝達されるようになる。
【００７１】
このような状態とした上で、ステップＳ２４０およびステップＳ２５０のジッタ解析およびジッタ評価が再び実行される。ベッセルフィルタ５５の経由後においても、ジッタ値が正常とならない場合には（ステップＳ２５０）、出力されたアラーム信号ＡＬに基づいてジッタ源を特定し、ジッタを抑制するための対策を実行した後に、再度同様の動作テストを実行する必要がある。
【００７２】
また、実施の形態２と同様の効果を有するジッタ解析をより簡易に実行する変形例として、送信スペクトル強度Ｐｒｅｆを示す周波数スペクトルについては、送信側の光通信装置で実際にＦＦＴ解析して求めたものではなく、テスト通信データＴＤの特定パターンに対応して予め設定された予測値を用いることによって、簡易な評価テストを行なうこともできる。このような予測値は、ジッタ評価テストの開始前にＭＰＵ部１４０へ格納すればよい。この場合には、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１４０♯で周波数Ｆに対応した送信スペクトル強度Ｐｒｅｆに代えて予め設定された送信スペクトル強度の予測値を入手して、ステップＳ１５０♯における差分ΔＰを求めればよい。
【００７３】
あるいは、送信側の光通信装置で測定されるテスト通信データＴＤと同様のデータが受信側のＭＰＵ部１４０でも生成可能である場合には、受信側のＭＰＵ部１４０で生成されたテスト通信データＴＤをスペクトル解析部１００へ導いて予め周波数スペクトラムの予測値を求め、ＭＰＵ部１４０へ格納しておくことも可能である。この場合にも、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１４０♯で周波数Ｆに対応した送信スペクトル強度Ｐｒｅｆに代えて予め求められた送信スペクトル強度の予測値を入手して、ステップＳ１５０♯における差分ΔＰを求めればよい。
【００７４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に従う光通信装置では、受信信号の周波数スペクトルを求め、それぞれの周波数成分におけるジッタレベルを評価して、許容レベルを超えるジッタ成分の周波数を示す情報あるいは、当該周波数に基づいて推定されたジッタ源を示す情報を出力することができる。この結果、光通信装置を含む光通信システムにおいて、ジッタ評価およびジッタ発生源の解析を効率的に実行することができる。
【００７６】
さらに、ジッタ評価用のテスト通信データの送信時の周波数スペクトルと、受信した当該テスト通信データの周波数スペクトルとの差分を評価することにより、光通信装置と、光ファイバケーブルに代表される光通信装置以外の部分とのいずれが、代表的なジッタ源であるかを効率的に検出することができる。特に、送信時の周波数スペクトルについて、送信側の光通信装置で実際にスペクトル解析したデータを用いることによって、上記の検出を高精度に実行できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従う光通信装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】ジッタの定義を説明する概念図である。
【図３】本発明の光通信装置における実施の形態１に従うジッタ解析を説明する概念図である。
【図４】図１に示したジッタ解析部の実施の形態１に従う動作を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態２に従うジッタ評価テストを説明するフローチャートである。
【図６】本発明の光通信装置における実施の形態２に従うジッタ解析を説明する概念図である。
【図７】図６に示された差分ΔＰの算出を説明する概念図である。
【符号の説明】
１０  光通信装置、１１  光ファイバケーブル、２０  受光素子、３０  電気信号変換部、４０  受信部、４５  増幅部、５０，６５  Ｉ／Ｏ回路、５５  ベッセルフィルタ、６０  送信部、６７，１５０，１６０  信号スイッチ、８０  光信号変換部、９０  発光素子、１００  スペクトル解析部、１１０  サンプルホールド部、１２０  ＦＦＴ演算部、１３０  ジッタ解析部、ＡＬ  アラーム信号、Ｆ  周波数、Ｐｃ  受信信号強度、Ｐｌｉｍ  許容信号強度、Ｐｒｅｆ  送信スペクトル強度、ＲＤ  受信データ、ＳＤ  送信データ、ＴＤ  テスト通信データ。
【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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【図７】
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