(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された光信号を電気信号に変換する光電気変換手段と、
前記電気信号を、任意の繰り返し周波数ｆ１でサンプリングし、アナログ・デジタル変換によりデジタルのサンプリングデータに変換するサンプリング手段と、
前記サンプリングデータを用いて、前記光信号の光信号品質パラメータとして信号振幅のスペース部とマーク部の２つの分布についての平均値μ０およびμ１、ならびに標準偏差σ０およびσ１を求め、当該平均値μ０およびμ１ならびに標準偏差σ０およびσ１を用いて平均化Ｑ値を求め、前記光信号の信号ビットレート毎に予め求められた補正係数に基づいて前記光信号の信号ビットレートの変化に応じて当該平均化Ｑ値を補正して評価する信号処理手段と
を備えたことを特徴とする光信号品質監視回路。
【請求項２】
前記光信号の信号ビットレート情報を受信する信号ビットレート情報受信手段をさらに備え、
前記信号処理手段は、受信した前記信号ビットレート情報に基づいて、前記光信号の光信号品質パラメータを補正することを特徴とする請求項１に記載の光信号品質監視回路。
【請求項３】
前記光信号の信号ビットレートの切り替えを要求する制御信号を受信する制御信号受信手段と、
それぞれ異なる信号ビットレートに対応した複数の周波数フィルタと、
前記複数の周波数フィルタを切り替えるためのセレクタとをさらに備え、
前記信号処理手段は、前記制御信号の受信に応答して、前記セレクタを切り替えて前記電気信号が通過する周波数フィルタを順に変更しながら前記光信号の光信号品質パラメータを測定し、前記電気信号がすべての前記周波数フィルタを通過した後に、前記光信号品質パラメータが最大になる前記周波数フィルタを前記電気信号が通過するように前記セレクタを固定して、前記光信号の光信号品質パラメータを評価することを特徴とする請求項１に記載の光信号品質監視回路。
【請求項４】
前記信号処理手段は、それぞれ異なる信号ビットレートに対応した光信号品質パラメータの補正値を周期的に切り替えて、前記光信号の光信号品質パラメータを評価することを特徴とする請求項１に記載の光信号品質監視回路。
【請求項５】
前記電気信号を用いて前記光信号の信号ビットレートを検出するビットレート検知手段をさらに備え、
前記信号処理手段は、検出した前記信号ビットレートに基づいて、前記光信号の光信号品質パラメータを補正することを特徴とする請求項１に記載の光信号品質監視回路。
【請求項６】
それぞれ異なる信号ビットレートに対応した複数の周波数フィルタと、
前記複数の周波数フィルタを切り替えるためのセレクタとをさらに備え、
前記信号処理手段は、周期的に、前記セレクタを切り替えて前記電気信号が通過する周波数フィルタを順に変更しながら前記光信号の光信号品質パラメータを測定し、一周期毎に、前記光信号品質パラメータが最大になる前記光信号の光信号品質パラメータを評価することを特徴とする請求項１に記載の光信号品質監視回路。
【請求項７】
前記電気信号を用いて前記光信号の信号ビットレートを検出するビットレート検知手段と、
それぞれ異なる信号ビットレートに対応した複数の周波数フィルタと、
前記複数の周波数フィルタを切り替えるためのセレクタとをさらに備え、
前記信号処理手段は、前記電気信号が検出した前記信号ビットレートに対応する周波数フィルタを通過するように前記セレクタを切り替えて、前記光信号の光信号品質パラメータを評価することを特徴とする請求項１に記載の光信号品質監視回路。
【請求項８】
前記光電気変換手段は、繰り返し周波数ｆ０の光信号を電気信号に変換する光電変換器を備えたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の光信号品質監視回路。
【請求項９】
前記光電気変換手段は、ビットレートｆ０の光信号を、繰り返し周波数ｆ１のクロックに同期した電気パルスでサンプリングしてサンプリング光信号を出力する光−電気サンプリング回路と、前記サンプリング光信号を電気信号に変換する光電変換器とを備えたことを特徴とする請求項１ないし７に記載の光信号品質監視回路。
【請求項１０】
前記光電気変換手段は、ビットレートｆ０の光信号を、繰り返し周波数ｆ１のクロックに同期した光パルスでサンプリングしてサンプリング光信号を出力する光−光サンプリング回路と、前記サンプリング光信号を電気信号に変換する光電変換器とを備えたことを特徴とする請求項１ないし７に記載の光信号品質監視回路。
【請求項１１】
前記信号処理手段は、
前記サンプリングデータの信号振幅をあらかじめ設定したしきい値と比較し、バイナリ信号のマーク部とスペース部の２つの分布に分類するしきい値処理手段と、
前記２つの分布のそれぞれについて、前記サンプリングデータの信号振幅値の和および前記信号振幅値の２乗値の和を計算する加算処理手段と、
前記２つの分布のそれぞれについて、前記サンプリングデータの信号振幅値の和と前記振幅値の２乗値の和とから標準偏差および平均値を求め、前記マーク部の分布についての前記標準偏差および前記平均値ならびに前記スペース部の分布についての前記標準偏差および前記平均値を用いてＱ値を計算するＱ値計算処理手段と、
前記光信号の信号ビットレートに応じて前記Ｑ値を補正するＱ値補正処理手段と、
補正されたＱ値を複数回測定して平均化する平均化処理手段と、
補正され平均化されたＱ値を記憶するＱ値記憶手段と、
前記補正され平均化されたＱ値が予め記憶された参照Ｑ値を下回った場合に警報を転送する警報転送処理手段と
を含むことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の光信号品質監視回路。
【請求項１２】
前記信号処理手段は、
前記サンプリングデータの信号振幅をあらかじめ設定した第１のしきい値と比較し、バイナリ信号のマーク部とスペース部の２つの分布に分類する第１のしきい値処理手段と、
前記２つの分布のそれぞれについて、前記サンプリングデータの信号振幅値の和を計算する加算処理手段と、
前記２つの分布のそれぞれについて、計算された前記サンプリングデータの信号振幅値の和から平均値を求める平均値計算処理手段と、
前記２つの分布のそれぞれについて求められた前記平均値をそれぞれ第２および第３のしきい値とし、前記サンプリングデータの信号振幅が前記第２のしきい値よりも大きい場合には前記第２のしきい値よりも信号振幅が大きい分布と前記第２のしきい値に線対称な分布とからなる第２のマーク部の分布に分類し、前記サンプリングデータの信号振幅が前記第３のしきい値よりも小さい場合には前記第３のしきい値よりも信号振幅が小さい分布と前記第３のしきい値に線対称な分布とからなる第２のスペース部の分布に分類する第２のしきい値処理手段と、
前記第２のマーク部と前記第２のスペース部の２つの分布のそれぞれについて、前記サンプリングデータの信号振幅の２乗値の和を計算する第２の加算処理手段と、
前記第２のマーク部と第２のスペース部の２つの分布のそれぞれについて、前記信号振幅値の和と前記信号振幅の２乗値の和を用いて標準偏差を求め、前記マーク部と前記スペース部の各々についての前記平均値および前記第２のマーク部と前記第２のスペースの各々についての前記標準偏差を用いてＱ値を計算するＱ値計算処理手段と、
前記光信号の信号ビットレートに応じて前記Ｑ値を補正した後に、補正された前記Ｑ値を複数回測定して平均化する平均化処理手段と、
補正され平均化されたＱ値を記憶するＱ値記憶手段と、
前記補正され平均化されたＱ値が予め記憶された参照Ｑ値を下回った場合に警報を転送する警報転送手段と
を含むことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の光信号品質監視回路。
【請求項１３】
前記信号処理手段は、
前記サンプリングデータの信号振幅を量子化値毎に分類して頻度を加算することによりヒストグラムを求めるヒストグラム化処理手段と、
前記サンプリングデータの信号振幅をあらかじめ設定した第１のしきい値と比較し、バイナリ信号のマーク部とスペース部の２つの分布に分類する第１のしきい値処理手段と、
前記マーク部およびスペース部の２つの分布のそれぞれについて、頻度のピークを検出して、頻度がピークとなる前記サンプリングデータの信号振幅を平均値と設定するピーク検出処理手段と、
前記２つの分布のそれぞれについて求められた前記平均値をそれぞれ第２および第３のしきい値とし、前記サンプリングデータの信号振幅が前記第２のしきい値よりも大きい場合には前記第２のしきい値よりも信号振幅が大きい分布と前記第２のしきい値に線対称な分布とからなる第２のマーク部の分布に分類し、前記サンプリングデータの信号振幅が前記第３のしきい値よりも小さい場合には前記第３のしきい値よりも信号振幅が小さい分布と前記第３のしきい値に線対称な分布とからなる第２のスペース部の分布に分類する第２のしきい値処理手段と、
前記第２のマーク部と前記第２のスペース部の２つの分布のそれぞれについて、前記サンプリングデータの信号振幅の２乗値の和を計算する第２の加算処理手段と、
前記第２のマーク部と第２のスペース部の２つの分布のそれぞれについて、前記信号振幅値の和と前記信号振幅の２乗値の和を用いて標準偏差を求め、前記マーク部と前記スペース部の各々についての前記平均値および前記第２のマーク部と前記第２のスペースの各々についての前記標準偏差を用いてＱ値を計算するＱ値計算処理手段と、
前記光信号の信号ビットレートに応じて前記Ｑ値を補正するＱ値補正処理手段と、
補正されたＱ値を複数回測定して平均化する平均化処理手段と、
補正され平均化されたＱ値を記憶するＱ値記憶手段と、
前記補正され平均化されたＱ値が予め記憶された参照Ｑ値を下回った場合に警報を転送する警報転送手段と
を含むことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の光信号品質監視回路。
【請求項１４】
前記繰り返し周波数ｆ１は、ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０±ａかつ［（ｎ／ｍ）２／｛ｋ＋（ｎ／ｍ）｝］ｆ０＜ａ＜［（ｎ／ｍ）２／｛ｋ＋（ｎ／ｍ）−１｝］ｆ０（ｎ，ｍ，ｋは自然数）
を満たし、
前記信号処理手段は、
デジタルデータをｋ個ごとに重ね書きして得られるアイパタンのアイ開口の最大部分を検出する処理手段と、
アイ開口が最大である部分の当該部分の周辺のマーク部およびスペース部のそれぞれの分布について頻度のピークを検出し、平均値と標準偏差を求め、前記標準偏差と前記平均値からＱ値の計算をするＱ値計算処理手段と、
前記光信号の信号ビットレートに応じて前記Ｑ値を補正するＱ値補正処理手段と、
補正されたＱ値を複数回測定して平均化する平均化処理手段と、
補正され平均化されたＱ値を記憶するＱ値記憶手段と、
前記補正され平均化されたＱ値が予め記憶された参照Ｑ値を下回った場合に警報を転送する警報転送手段と
を含むことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の光信号品質監視回路。
【請求項１５】
入力された光信号を電気信号に変換するステップと、
前記電気信号を、任意の繰り返し周波数ｆ１でサンプリングし、アナログ・デジタル変換によりデジタルのサンプリングデータに変換するステップと、
前記サンプリングデータを用いて、前記光信号の光信号品質パラメータとして信号振幅のスペース部とマーク部の２つの分布についての平均値μ０およびμ１ならびに標準偏差σ０およびσ１を求め、当該平均値μ０およびμ１ならびに標準偏差σ０およびσ１を用いて平均化Ｑ値を求めるステップと、
前記光信号の信号ビットレートの変化に応じて、前記光信号の信号ビットレート毎に予め補正係数を求めておき、当該補正係数に基づいて前記平均化Ｑ値を補正して光信号の品質を評価するステップと
を含むことを特徴とする光信号品質監視方法。
【請求項１６】
前記光信号の光信号品質パラメータを評価する前記ステップは、
前記サンプリングデータの信号振幅をあらかじめ設定したしきい値と比較し、バイナリ信号のマーク部とスペース部の２つの分布に分類するステップと、
前記２つの分布のそれぞれについて、前記サンプリングデータの信号振幅値の和および前記信号振幅値の２乗値の和を計算するステップと、
前記２つの分布のそれぞれについて、前記サンプリングデータの信号振幅値の和と前記振幅値の２乗値の和とから標準偏差および平均値を求め、前記マーク部の分布についての前記標準偏差および前記平均値ならびに前記スペース部の分布についての前記標準偏差および前記平均値を用いてＱ値を計算するステップと、
前記光信号の信号ビットレートに応じて前記Ｑ値を補正するステップと、
補正されたＱ値を複数回測定して平均化するステップと、
補正され平均化されたＱ値と予め記憶された参照Ｑ値とを比較するステップと、
前記補正され平均化されたＱ値が前記予め記憶された参照Ｑ値を下回った場合に警報を転送するステップと
を含むことを特徴とする請求項１５に記載の光信号品質監視方法。
【請求項１７】
前記光信号の光信号品質パラメータを評価する前記ステップは、
前記サンプリングデータの信号振幅をあらかじめ設定した第１のしきい値と比較し、バイナリ信号のマーク部とスペース部の２つの分布に分類するステップと、
前記２つの分布のそれぞれについて、前記サンプリングデータの信号振幅値の和を計算するステップと、
前記２つの分布のそれぞれについて、計算された前記サンプリングデータの信号振幅値の和から平均値を求めるステップと、
前記２つの分布のそれぞれについて求められた前記平均値をそれぞれ第２および第３のしきい値とし、前記サンプリングデータの信号振幅が前記第２のしきい値よりも大きい場合には前記第２のしきい値よりも信号振幅が大きい分布と前記第２のしきい値に線対称な分布とからなる第２のマーク部の分布に分類し、前記サンプリングデータの信号振幅が前記第３のしきい値よりも小さい場合には前記第３のしきい値よりも信号振幅が小さい分布と前記第３のしきい値に線対称な分布とからなる第２のスペース部の分布に分類するステップと、
前記第２のマーク部と前記第２のスペース部の２つの分布のそれぞれについて、前記サンプリングデータの信号振幅の２乗値の和を計算するステップと、
前記第２のマーク部と第２のスペース部の２つの分布のそれぞれについて、前記信号振幅値の和と前記信号振幅の２乗値の和を用いて標準偏差を求め、前記マーク部と前記スペース部の各々についての前記平均値および前記第２のマーク部と前記第２のスペースの各々についての前記標準偏差を用いてＱ値を計算するステップと、
前記光信号の信号ビットレートに応じて前記Ｑ値を補正した後に、補正された前記Ｑ値を複数回測定して平均化するステップと、
補正され平均化されたＱ値を記憶するステップと、
前記補正され平均化されたＱ値が予め記憶された参照Ｑ値を下回った場合に警報を転送するステップと
を含むことを特徴とする請求項１５に記載の光信号品質監視方法。
【請求項１８】
前記光信号の光信号品質パラメータを評価する前記ステップは、
前記サンプリングデータの信号振幅を量子化値毎に分類して頻度を加算することによりヒストグラムを求めるステップと、
前記サンプリングデータの信号振幅をあらかじめ設定した第１のしきい値と比較し、バイナリ信号のマーク部とスペース部の２つの分布に分類するステップと、
前記マーク部およびスペース部の２つの分布のそれぞれについて、頻度のピークを検出して、頻度がピークとなる前記サンプリングデータの信号振幅を平均値と設定するステップと、
前記２つの分布のそれぞれについて求められた前記平均値をそれぞれ第２および第３のしきい値とし、前記サンプリングデータの信号振幅が前記第２のしきい値よりも大きい場合には前記第２のしきい値よりも信号振幅が大きい分布と前記第２のしきい値に線対称な分布とからなる第２のマーク部の分布に分類し、前記サンプリングデータの信号振幅が前記第３のしきい値よりも小さい場合には前記第３のしきい値よりも信号振幅が小さい分布と前記第３のしきい値に線対称な分布とからなる第２のスペース部の分布に分類するステップと、
前記第２のマーク部と前記第２のスペース部の２つの分布のそれぞれについて、前記サンプリングデータの信号振幅の２乗値の和を計算するステップと、
前記第２のマーク部と第２のスペース部の２つの分布のそれぞれについて、前記信号振幅値の和と前記信号振幅の２乗値の和を用いて標準偏差を求め、前記マーク部と前記スペース部の各々についての前記平均値および前記第２のマーク部と前記第２のスペースの各々についての前記標準偏差を用いてＱ値を計算するステップと、
前記光信号の信号ビットレートに応じて前記Ｑ値を補正するステップと、
補正されたＱ値を複数回測定して平均化するステップと、
補正され平均化されたＱ値を記憶するステップと、
前記補正され平均化されたＱ値が予め記憶された参照Ｑ値を下回った場合に警報を転送するステップと
を含むことを特徴とする請求項１５に記載の光信号品質監視方法。
【請求項１９】
アナログ・デジタル変換によりデジタルのサンプリングデータに変換する前記ステップは、ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０±ａかつ［（ｎ／ｍ）２／｛ｋ＋（ｎ／ｍ）｝］ｆ０＜ａ＜［（ｎ／ｍ）２／｛ｋ＋（ｎ／ｍ）−１｝］ｆ０（ｎ，ｍ，ｋは自然数）を満たす繰り返し周波数ｆ１で、前記電気信号をサンプリングし、
前記光信号の光信号品質パラメータを評価する前記ステップは、
デジタルデータをｋ個ごとに重ね書きして得られるアイパタンのアイ開口の最大部分を検出するステップと、
アイ開口が最大である部分の当該部分の周辺のマーク部およびスペース部のそれぞれの分布について頻度のピークを検出し、平均値と標準偏差を求め、前記標準偏差と前記平均値からＱ値の計算をするステップと、
前記光信号の信号ビットレートに応じて前記Ｑ値を補正するステップと、
補正されたＱ値を複数回測定して平均化するステップと、
補正され平均化されたＱ値を記憶するステップと、
前記補正され平均化されたＱ値が予め記憶された参照Ｑ値を下回った場合に警報を転送するステップと
を含むことを特徴とする請求項１５に記載の光信号品質監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、光信号品質監視回路および光信号品質監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、クロック抽出を必要としない光信号品質監視装置として、非同期サンプリングを用いた光信号品質監視装置が知られている。【０００３】  これらの非同期サンプリングを用いた光信号品質監視装置では、非同期アイパタンをもとにした光信号強度分布の評価（例えば、特許文献１参照）、あるいはクロック軸を用いない非同期サンプリングで信号アイパタンを測定することによるアイ開口の最大部分の評価（例えば、特許文献２参照）が行われていた。これらの非同期サンプリングを用いた光信号品質監視装置では、非同期サンプリングを採用しているため、理論上は光信号の信号ビットレートに依存しない光信号品質監視が可能である。【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２２３５７５号公報（第５から１１頁、第３，６，１９図）
【特許文献２】特開２００４−４８６８８号公報（第８から１５頁、第４，８図）
【発明の開示】
【０００５】  しかし、実際に光信号の信号ビットレートが変化すると、光信号パルスの立ち上がりや立下がり時間の変化、光信号に重畳されている光増幅器からのＡＳＥ雑音の影響の違い、あるいは受光帯域に依存して電気信号に発生するオーバーシュートやアンダーシュートの影響の違いなどが発生するため、従来例に示された方法だけでは現実的に複数の信号ビットレートに適用することができない。
【０００６】  また、従来例は、光信号品質パラメータとしてＱ値を求めているが、その算出には複雑な統計処理が必要であるため、ソフトウェア上の処理が考えられるが、ソフトウェア処理では信号処理速度が制限され、高速の信号監視が難しいという問題がある。また、ハードウェアによる信号処理を採用する場合でも、信号処理が複雑なため回路規模が大きくなることが予想され、装置規模、コストなどの問題が生じる。
【０００７】  本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、光信号の信号ビットレートが変わった場合に、光信号パルスの立ち上がりや立下がり時間の変化、光信号に重畳されている光増幅器からのＡＳＥ雑音の影響の違い、受光帯域に依存して電気信号に発生するオーバーシュートやアンダーシュートの影響の違いに対応して正しい光信号品質パラメータを測定できる光信号品質監視回路および光信号品質監視方法を提供することにある。さらに、ハードウェア処理に適した信号処理アルゴリズムによって高速な光信号品質監視回路を提供することにある。
【０００８】  このような目的を達成するために、本発明の第１の側面は、光信号品質監視回路であって、入力された光信号を電気信号に変換する光電気変換手段と、前記電気信号を、任意の繰り返し周波数ｆ１でサンプリングし、アナログ・デジタル変換によりデジタルのサンプリングデータに変換するサンプリング手段と、前記サンプリングデータを用いて、前記光信号の信号ビットレートの変化に応じて前記光信号の光信号品質パラメータを補正して評価する信号処理手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】  本発明の第２の側面は、第１の側面の光信号品質監視回路が、前記光信号の信号ビットレート情報を受信する信号ビットレート情報受信手段をさらに備え、前記信号処理手段が、受信した前記信号ビットレート情報に基づいて、前記光信号の光信号品質パラメータを補正することを特徴とする。
【００１０】  本発明の第３の側面は、第１の側面の光信号品質監視回路が、前記光信号の信号ビットレートの切り替えを要求する制御信号を受信する制御信号受信手段と、それぞれ異なる信号ビットレートに対応した複数の周波数フィルタと、前記複数の周波数フィルタを切り替えるためのセレクタとをさらに備え、前記前記信号処理手段が、前記制御信号の受信に応答して、前記セレクタを切り替えて前記電気信号が通過する周波数フィルタを順に変更しながら前記光信号の光信号品質パラメータを測定し、前記電気信号がすべての前記周波数フィルタを通過した後に、前記光信号品質パラメータが最大になる前記周波数フィルタを前記電気信号が通過するように前記セレクタを固定して、前記光信号の光信号品質パラメータを評価することを特徴とする。
【００１１】  本発明の第４の側面は、第１の側面の光信号品質監視回路の前記信号処理手段が、それぞれ異なる信号ビットレートに対応した光信号品質パラメータの補正値を周期的に切り替えて、前記光信号の光信号品質パラメータを評価することを特徴とする。
【００１２】  本発明の第５の側面は、第１の側面の光信号品質監視回路が、前記電気信号を用いて前記光信号の信号ビットレートを検出するビットレート検知手段をさらに備え、前記信号処理手段は、検出した前記信号ビットレートに基づいて、前記光信号の光信号品質パラメータを補正することを特徴とする。
【００１３】  本発明の第６の側面は、第１の側面の光信号品質監視回路が、それぞれ異なる信号ビットレートに対応した複数の周波数フィルタと、前記複数の周波数フィルタを切り替えるためのセレクタとをさらに備え、前記前記信号処理手段は、周期的に、前記セレクタを切り替えて前記電気信号が通過する周波数フィルタを順に変更しながら前記光信号の光信号品質パラメータを測定し、一周期毎に、前記光信号品質パラメータが最大になる前記光信号の光信号品質パラメータを評価することを特徴とする。
【００１４】  本発明の第７の側面は、第１の側面の光信号品質監視回路が、前記電気信号を用いて前記光信号の信号ビットレートを検出するビットレート検知手段と、それぞれ異なる信号ビットレートに対応した複数の周波数フィルタと、前記複数の周波数フィルタを切り替えるためのセレクタとをさらに備え、前記信号処理手段は、前記電気信号が検出した前記信号ビットレートに対応する周波数フィルタを通過するように前記セレクタを切り替えて、前記光信号の光信号品質パラメータを評価することを特徴とする。
【００１５】  本発明の第８の側面は、第１ないし７の側面の光信号品質監視回路のいずれかにおいて、前記光電気変換手段が、繰り返し周波数ｆ０の光信号を電気信号に変換する光電変換器を備えたことを特徴とする。
【００１６】  本発明の第９の側面は、第１ないし７の側面の光信号品質監視回路のいずれかにおいて、前記光電気変換手段が、ビットレートｆ０の光信号を、繰り返し周波数ｆ１のクロックに同期した電気パルスでサンプリングしてサンプリング光信号を出力する光−電気サンプリング回路と、前記サンプリング光信号を電気信号に変換する光電変換器とを備えたことを特徴とする。
【００１７】  本発明の第１０の側面の光信号品質監視回路は、第１ないし７の側面の光信号品質監視回路のいずれかにおいて、前記光電気変換手段が、ビットレートｆ０の光信号を、繰り返し周波数ｆ１のクロックに同期した光パルスでサンプリングしてサンプリング光信号を出力する光−光サンプリング回路と、前記サンプリング光信号を電気信号に変換する光電変換器とを備えたことを特徴とする。
【００１８】  本発明の第１１の側面は、第１ないし１０の側面の光信号品質監視回路のいずれかにおいて、前記信号処理手段が、前記サンプリングデータの信号振幅をあらかじめ設定したしきい値と比較し、バイナリ信号のマーク部とスペース部の２つの分布に分類するしきい値処理手段と、前記２つの分布のそれぞれについて、前記サンプリングデータの信号振幅値の和および前記信号振幅値の２乗値の和を計算する加算処理手段と、前記２つの分布のそれぞれについて、前記サンプリングデータの信号振幅値の和と前記振幅値の２乗値の和とから標準偏差および平均値を求め、前記マーク部の分布についての前記標準偏差および前記平均値ならびに前記スペース部の分布についての前記標準偏差および前記平均値を用いてＱ値を計算するＱ値計算処理手段と、前記光信号の信号ビットレートに応じて前記Ｑ値を補正するＱ値補正処理手段と、補正されたＱ値を複数回測定して平均化する平均化処理手段と、補正され平均化されたＱ値を記憶するＱ値記憶手段と、前記補正され平均化されたＱ値が予め記憶された参照Ｑ値を下回った場合に警報を転送する警報転送手段とを含むことを特徴とする。
【００１９】  本発明の第１２の側面は、第１ないし１０の側面の光信号品質監視回路のいずれかにおいて、前記信号処理手段が、前記サンプリングデータの信号振幅をあらかじめ設定した第１のしきい値と比較し、バイナリ信号のマーク部とスペース部の２つの分布に分類する第１のしきい値処理手段と、前記２つの分布のそれぞれについて、前記サンプリングデータの信号振幅値の和を計算する加算処理手段と、前記２つの分布のそれぞれについて、計算された前記サンプリングデータの信号振幅値の和から平均値を求める平均値計算処理手段と、前記２つの分布のそれぞれについて求められた前記平均値をそれぞれ第２および第３のしきい値とし、前記サンプリングデータの信号振幅が前記第２のしきい値よりも大きい場合には前記第２のしきい値よりも信号振幅が大きい分布と前記第２のしきい値に線対称な分布とからなる第２のマーク部の分布に分類し、前記サンプリングデータの信号振幅が前記第３のしきい値よりも小さい場合には前記第３のしきい値よりも信号振幅が小さい分布と前記第３のしきい値に線対称な分布とからなる第２のスペース部の分布に分類する第２のしきい値処理手段と、前記第２のマーク部と前記第２のスペース部の２つの分布のそれぞれについて、前記サンプリングデータの信号振幅の２乗値の和を計算する第２の加算処理手段と、前記第２のマーク部と第２のスペース部の２つの分布のそれぞれについて、前記信号振幅値の和と前記信号振幅の２乗値の和を用いて標準偏差を求め、前記マーク部と前記スペース部の各々についての前記平均値および前記第２のマーク部と前記第２のスペースの各々についての前記標準偏差を用いてＱ値を計算するＱ値計算処理手段と、前記光信号の信号ビットレートに応じて前記Ｑ値を補正した後に、補正された前記Ｑ値を複数回測定して平均化する平均化処理手段と、補正され平均化されたＱ値を記憶するＱ値記憶手段と、前記補正され平均化されたＱ値が予め記憶された参照Ｑ値を下回った場合に警報を転送する警報転送手段とを含むことを特徴とする。
【００２０】  本発明の第１３の側面は、第１ないし１０の側面の光信号品質監視回路のいずれかにおいて、前記信号処理手段が、前記サンプリングデータの信号振幅を量子化値毎に分類して頻度を加算することによりヒストグラムを求めるヒストグラム化処理手段と、前記サンプリングデータの信号振幅をあらかじめ設定した第１のしきい値と比較し、バイナリ信号のマーク部とスペース部の２つの分布に分類する第１のしきい値処理手段と、前記マーク部およびスペース部の２つの分布のそれぞれについて、頻度のピークを検出して、頻度がピークとなる前記サンプリングデータの信号振幅を平均値と設定するピーク検出処理手段と、前記２つの分布のそれぞれについて求められた前記平均値をそれぞれ第２および第３のしきい値とし、前記サンプリングデータの信号振幅が前記第２のしきい値よりも大きい場合には前記第２のしきい値よりも信号振幅が大きい分布と前記第２のしきい値に線対称な分布とからなる第２のマーク部の分布に分類し、前記サンプリングデータの信号振幅が前記第３のしきい値よりも小さい場合には前記第３のしきい値よりも信号振幅が小さい分布と前記第３のしきい値に線対称な分布とからなる第２のスペース部の分布に分類する第２のしきい値処理手段と、前記第２のマーク部と前記第２のスペース部の２つの分布のそれぞれについて、前記サンプリングデータの信号振幅の２乗値の和を計算する第２の加算処理手段と、前記第２のマーク部と第２のスペース部の２つの分布のそれぞれについて、前記信号振幅値の和と前記信号振幅の２乗値の和を用いて標準偏差を求め、前記マーク部と前記スペース部の各々についての前記平均値および前記第２のマーク部と前記第２のスペースの各々についての前記標準偏差を用いてＱ値を計算するＱ値計算処理手段と、前記光信号の信号ビットレートに応じて前記Ｑ値を補正するＱ値補正処理手段と、補正されたＱ値を複数回測定して平均化する平均化処理手段と、補正され平均化されたＱ値を記憶するＱ値記憶手段と、前記補正され平均化されたＱ値が予め記憶された参照Ｑ値を下回った場合に警報を転送する警報転送手段とを含むことを特徴とする。
【００２１】
本発明の第１４の側面は、第１ないし１０の側面の光信号品質監視回路のいずれかにおいて、前記繰り返し周波数ｆ１が、ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０±ａかつ［（ｎ／ｍ）２／｛ｋ＋（ｎ／ｍ）｝］ｆ０＜ａ＜［（ｎ／ｍ）２／｛ｋ＋（ｎ／ｍ）−１｝］ｆ０（ｎ，ｍ，ｋは自然数）を満たし、前記信号処理手段は、デジタルデータをｋ個ごとに重ね書きして得られるアイパタンのアイ開口の最大部分を検出する処理手段と、アイ開口が最大である部分の当該部分の周辺のマーク部およびスペース部のそれぞれの分布について頻度のピークを検出し、平均値と標準偏差を求め、前記標準偏差と前記平均値からＱ値の計算をするＱ値計算処理手段と、前記光信号の信号ビットレートに応じて前記Ｑ値を補正するＱ値補正処理手段と、補正されたＱ値を複数回測定して平均化する平均化処理手段と、補正され平均化されたＱ値を記憶するＱ値記憶手段と、前記補正され平均化されたＱ値が予め記憶された参照Ｑ値を下回った場合に警報を転送する警報転送手段とを含むことを特徴とする。
【００２２】  本発明の第１５の側面は、光信号品質監視方法であって、入力された光信号を電気信号に変換するステップと、前記電気信号を、任意の繰り返し周波数ｆ１でサンプリングし、アナログ・デジタル変換によりデジタルのサンプリングデータに変換するステップと、前記サンプリングデータを用いて、前記光信号の信号ビットレートの変化に応じて、前記光信号の光信号品質パラメータを評価するステップとを含むことを特徴とする。
【００２３】  本発明の第１６の側面は、第１５の側面の光信号品質監視方法において、前記光信号の光信号品質パラメータを評価する前記ステップが、前記サンプリングデータの信号振幅をあらかじめ設定したしきい値と比較し、バイナリ信号のマーク部とスペース部の２つの分布に分類するステップと、前記２つの分布のそれぞれについて、前記サンプリングデータの信号振幅値の和および前記信号振幅値の２乗値の和を計算するステップと、前記２つの分布のそれぞれについて、前記サンプリングデータの信号振幅値の和と前記振幅値の２乗値の和とから標準偏差および平均値を求め、前記マーク部の分布についての前記標準偏差および前記平均値ならびに前記スペース部の分布についての前記標準偏差および前記平均値を用いてＱ値を計算するステップと、前記光信号の信号ビットレートに応じて前記Ｑ値を補正するステップと、補正されたＱ値を複数回測定して平均化するステップと、補正され平均化されたＱ値と予め記憶された参照Ｑ値とを比較するステップと、前記補正され平均化されたＱ値が前記予め記憶された参照Ｑ値を下回った場合に警報を転送するステップとを含むことを特徴とする。
【００２４】  本発明の第１７の側面は、第１５の側面の光信号品質監視方法において、前記光信号の光信号品質パラメータを評価する前記ステップが、前記サンプリングデータの信号振幅をあらかじめ設定した第１のしきい値と比較し、バイナリ信号のマーク部とスペース部の２つの分布に分類するステップと、前記２つの分布のそれぞれについて、前記サンプリングデータの信号振幅値の和を計算するステップと、前記２つの分布のそれぞれについて、計算された前記サンプリングデータの信号振幅値の和から平均値を求めるステップと、前記２つの分布のそれぞれについて求められた前記平均値をそれぞれ第２および第３のしきい値とし、前記サンプリングデータの信号振幅が前記第２のしきい値よりも大きい場合には前記第２のしきい値よりも信号振幅が大きい分布と前記第２のしきい値に線対称な分布とからなる第２のマーク部の分布に分類し、前記サンプリングデータの信号振幅が前記第３のしきい値よりも小さい場合には前記第３のしきい値よりも信号振幅が小さい分布と前記第３のしきい値に線対称な分布とからなる第２のスペース部の分布に分類するステップと、前記第２のマーク部と前記第２のスペース部の２つの分布のそれぞれについて、前記サンプリングデータの信号振幅の２乗値の和を計算するステップと、前記第２のマーク部と第２のスペース部の２つの分布のそれぞれについて、前記信号振幅値の和と前記信号振幅の２乗値の和を用いて標準偏差を求め、前記マーク部と前記スペース部の各々についての前記平均値および前記第２のマーク部と前記第２のスペースの各々についての前記標準偏差を用いてＱ値を計算するステップと、前記光信号の信号ビットレートに応じて前記Ｑ値を補正した後に、補正された前記Ｑ値を複数回測定して平均化するステップと、補正され平均化されたＱ値を記憶するステップと、前記補正され平均化されたＱ値が予め記憶された参照Ｑ値を下回った場合に警報を転送するステップとを含むことを特徴とする。
【００２５】  本発明の第１８の側面は、第１５の側面の光信号品質監視方法において、前記光信号の光信号品質パラメータを評価する前記ステップが、前記サンプリングデータの信号振幅を量子化値毎に分類して頻度を加算することによりヒストグラムを求めるステップと、前記サンプリングデータの信号振幅をあらかじめ設定した第１のしきい値と比較し、バイナリ信号のマーク部とスペース部の２つの分布に分類するステップと、前記マーク部およびスペース部の２つの分布のそれぞれについて、頻度のピークを検出して、頻度がピークとなる前記サンプリングデータの信号振幅を平均値と設定するステップと、前記２つの分布のそれぞれについて求められた前記平均値をそれぞれ第２および第３のしきい値とし、前記サンプリングデータの信号振幅が前記第２のしきい値よりも大きい場合には前記第２のしきい値よりも信号振幅が大きい分布と前記第２のしきい値に線対称な分布とからなる第２のマーク部の分布に分類し、前記サンプリングデータの信号振幅が前記第３のしきい値よりも小さい場合には前記第３のしきい値よりも信号振幅が小さい分布と前記第３のしきい値に線対称な分布とからなる第２のスペース部の分布に分類するステップと、前記第２のマーク部と前記第２のスペース部の２つの分布のそれぞれについて、前記サンプリングデータの信号振幅の２乗値の和を計算するステップと、前記第２のマーク部と第２のスペース部の２つの分布のそれぞれについて、前記信号振幅値の和と前記信号振幅の２乗値の和を用いて標準偏差を求め、前記マーク部と前記スペース部の各々についての前記平均値および前記第２のマーク部と前記第２のスペースの各々についての前記標準偏差を用いてＱ値を計算するステップと、前記光信号の信号ビットレートに応じて前記Ｑ値を補正するステップと、補正されたＱ値を複数回測定して平均化するステップと、補正され平均化されたＱ値を記憶するステップと、前記補正され平均化されたＱ値が予め記憶された参照Ｑ値を下回った場合に警報を転送するステップとを含むことを特徴とする。
【００２６】
本発明の第１９の側面は、第１５の側面の光信号品質監視方法において、アナログ・デジタル変換によりデジタルのサンプリングデータに変換する前記ステップが、ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０±ａかつ［（ｎ／ｍ）２／｛ｋ＋（ｎ／ｍ）｝］ｆ０＜ａ＜［（ｎ／ｍ）２／｛ｋ＋（ｎ／ｍ）−１｝］ｆ０（ｎ，ｍ，ｋは自然数）を満たす繰り返し周波数ｆ１で、前記電気信号をサンプリングし、前記光信号の光信号品質パラメータを評価する前記ステップが、デジタルデータをｋ個ごとに重ね書きして得られるアイパタンのアイ開口の最大部分を検出するステップと、アイ開口が最大である部分の当該部分の周辺のマーク部およびスペース部のそれぞれの分布について頻度のピークを検出し、平均値と標準偏差を求め、前記標準偏差と前記平均値からＱ値の計算をするステップと、前記光信号の信号ビットレートに応じて前記Ｑ値を補正するステップと、補正されたＱ値を複数回測定して平均化するステップと、補正され平均化されたＱ値を記憶するステップと、前記補正され平均化されたＱ値が予め記憶された参照Ｑ値を下回った場合に警報を転送するステップとを含むことを特徴とする。
【００２７】  以上説明したように、本発明は、クロック抽出部を必要としないにため装置規模の小型化、方法や装置の簡易化、装置コストの縮小が可能となり、かつ、光信号パルスの立ち上がりや立下がり時間の変化、光信号に重畳されている光増幅器からのＡＳＥ雑音の影響の違い、受光帯域に依存して電気信号に発生するオーバーシュートやアンダーシュートの影響の違いを考慮した補正係数を的確に適用して、信号ビットレートの変化に対応した信号品質パラメータの補正を的確に行うことができるような光信号品質監視回路および光信号品質監視方法を提供することができる。また、電気フィルタを複数切り替える構成とすることで、光信号パルスの立ち上がりや立下がり時間の変化、光信号に重畳されている光増幅器からのＡＳＥ雑音の影響の違い、受光帯域に依存して電気信号に発生するオーバーシュートやアンダーシュートの影響の違いを抑制し、ビットレートが変わった場合でも正確な光信号品質パラメータを測定できるような、光信号品質監視回路および光信号品質監視方法を提供することができる。
【００２８】  また、本発明は、あらかじめ設定したしいき値を元にした信号のしきい値処理、加算処理、ヒストグラム処理、およびメモリにおけるデータの記憶動作を組み合わせたことにより、ハードウェアによる信号品質パラメータ計算を可能とするような光信号品質監視回路を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】［図１］図１は、本発明に係る光信号品質監視回路の実施形態のブロック図である。
［図２］図２は、本発明係る光信号品質監視回路の他の実施形態のブロック図である。
［図３］図３は、本発明に係る光信号品質監視回路における信号処理のアルゴリズムの実施形態を示すフローチャートである。
［図４］図４は、図１の光信号品質監視回路において図６に示す信号処理のアルゴリズムの実施形態を適用する場合のブロック図である。
［図５］図５は、図２の光信号品質監視回路において図６に示す信号処理のアルゴリズムの実施形態を適用する場合のブロック図である。
［図６］図６は、本発明に係る光信号品質監視回路における信号処理のアルゴリズムの別の実施形態を示すフローチャートである。
［図７］図７は、図１の光信号品質監視回路において図９に示す信号処理のアルゴリズムの実施形態を適用する場合のブロック図である。
［図８］図８は、図２の光信号品質監視回路において図９に示す信号処理のアルゴリズムの実施形態を適用する場合のブロック図である。
［図９］図９は、本発明に係る光信号品質監視回路における信号処理のアルゴリズムの別の実施形態を示すフローチャートである。
［図１０］図１０は、図１の光信号品質監視回路において図１２または図１３に示す信号処理アルゴリズムの実施形態を適用する場合のブロック図である。
［図１１］図１１は、図２の光信号品質監視回路において図１２または図１３に示す信号処理アルゴリズムの実施形態を適用する場合のブロック図である。
［図１２］図１２は、本発明に係る光信号品質監視回路における信号処理のアルゴリズムの別の実施形態を示すフローチャートである。
［図１３］図１３は、本発明に係る光信号品質監視回路における信号処理のアルゴリズムの別の実施形態を示すフローチャートである。
［図１４］図１４は、本発明に係る光信号品質監視回路の別の実施形態のブロック図である。
［図１５］図１５は、本発明に係る光信号品質監視回路の別の実施形態のブロック図である。
［図１６］図１６は、本発明に係る光信号品質監視回路の別の実施形態のブロック図である。
［図１７］図１７は、本発明に係る光信号品質監視回路の別の実施形態のブロック図である。
［図１８］図１８は、本発明に係る光信号品質監視回路の別の実施形態のブロック図である。
［図１９］図１９は、本発明に係る光信号品質監視回路の別の実施形態のブロック図である。
［図２０］図２０は、本発明に係る光信号品質監視回路の別の実施形態のブロック図である。
［図２１］図２１は、本発明に係る光信号品質監視回路の別の実施形態のブロック図である。
［図２２］図２２は、本発明に係る光信号品質監視回路の別の実施形態のブロック図である。
［図２３］図２３は、本発明に係る光信号品質監視回路の別の実施形態のブロック図である。
［図２４］図２４は、本発明に係る光信号品質監視回路の別の実施形態のブロック図である。
［図２５］図２５は、本発明に係る光光信号品質監視回路の別の実施形態のブロック図である。
［図２６］図２６は、本発明に係る光信号品質監視回路の別の実施形態のブロック図である。
［図２７］図２７は、本発明に係る光信号品質監視回路のビットレート検知手段の実施形態のブロック図である。
［図２８］図２８は、本発明に係る光信号品質監視回路に入力される光信号の波形と、該光信号のサンプリングデータの電圧値の分布との関係を示す図
［図２９］図２９は、本発明に係る光信号品質監視回路における信号処理の過程を示す図である。
［図３０］図３０は、本発明に係る光信号品質監視回路における信号処理の過程を示す図である。
［図３１］図３１は、本発明に係る光信号品質監視回路における信号処理の過程を示す図である。
［図３２］図３２は、本発明に係る光信号品質監視回路における信号処理の過程を示す図である。
［図３３］図３３は、本発明に係る光信号品質監視回路における信号処理の過程を示す図である。
［図３４］図３４は、本発明に係る光信号品質監視回路における信号処理の過程を示す図である。
［図３５］図３５は、本発明に係る光信号品質監視回路における信号処理の過程を示す図である。
［図３６］図３６は、本発明に係る光信号品質監視回路における信号処理の過程を示す図である。
［図３７］図３７は、本発明に係る光信号品質監視回路における信号処理の過程を示す図である。
［図３８］図３８は、本発明に係る光信号品質監視回路における信号処理の過程を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】１００  光信号品質監視回路
１０２  レジスタ
１０４  光電変換器（Ｏ／Ｅ）
１０６  局所クロック源１
１０８  サンプリングおよびアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ＆Ｓａｍｐｌｉｎｇ器）
１１２  集積回路
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】  以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
＜第１の実施形態＞
図１に、本発明に係る光信号品質監視回路の実施形態のブロック図を示す。【００３２】  光信号品質監視回路１００は、入力される光信号ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号を光−電気変換して電気信号を出力する光電変換器（Ｏ／Ｅ）１０４と、光信号ビットレートｆ０とは独立した繰り返し周波数ｆ１（Ｈｚ）のサンプリングクロックを発生し出力する局所クロック源１（１０６）と、光電変換器１０４から出力された電気信号を周波数ｆ１（Ｈｚ）のサンプリングクロックでサンプリングしてアナログ・デジタル変換したデジタルのサンプリングデータを出力するサンプリングおよびアナログ・デジタル変換器（以下、ＡＤＣ＆Ｓａｍｐｌｉｎｇ器）１０８と、ＡＤＣ＆Ｓａｍｐｌｉｎｇ器１０８から出力されたサンプリングデータを信号処理して光信号品質パラメータの評価を行う集積回路１１２と、光信号ビットレートｆ０が変換されたことを通知する制御信号を受信して記憶するレジスタ１０２を備えている。【００３３】  光信号ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号は、光電変換器１０４で電気信号に変換された後にＡＤＣ＆Ｓａｍｐｌｉｎｇ器１０８に入力される。次いで、電気信号は、ＡＤＣ＆Ｓａｍｐｌｉｎｇ器１０８において、局所クロック源１（１０６）から送出される光信号ビットレートｆ０とは独立した繰り返し周波数ｆ１（Ｈｚ）のクロックでサンプリングおよびアナログ・デジタル変換され、デジタルのサンプリングデータに変換された後に、集積回路１１２に入力される。集積回路は、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）のような、メモリとＣＰＵを備えたＬＳＩである。サンプリングデータは、信号処理機能をプログラムした集積回路１１２において電気信号処理がなされ、光信号品質パラメータの評価に資される。【００３４】  光信号ビットレートｆ０が変更されたときには、例えば、本発明に係る光信号品質監視回路が実装される光伝送システムの制御系から送信されるビットレートが変更されたことを通知する制御信号（例えば、ビットレート情報）を、レジスタ１０２で受信する。集積回路１１２は、レジスタ１０２から制御信号を読み出し、光信号ビットレートｆ０が変更されときは、変更された光信号ビットレートｆ０に対応した信号品質パラメータの補正を行う。これにより、ビットレート変更による光信号パルスの立ち上がりや立下がり時間の変化、光信号に重畳されている光増幅器からのＡＳＥ雑音の影響の違い、あるいは受光帯域に依存して電気信号に発生するオーバーシュートやアンダーシュートの影響の違いなどの影響を排除することができる。【００３５】  集積回路１１２は、図３、図６、図９、図１２または図１３のいずれかに示すアルゴリズムで信号処理を行う。それぞれのアルゴリズムについては第３から第７の実施形態に示す。図１に示した光信号品質監視回路の集積回路１１２は、図３に示したアルゴリズムで信号処理する場合を示したものである。【００３６】  なお、上記説明においては、ビットレートが変更されたことを通知する制御信号がレジスタ１０２で受信され記憶される例を示したが、集積回路１１２により制御信号を受信するように構成してもよい。
＜第２の実施形態＞
図２に、本発明に係る光信号品質監視回路の別の実施形態のブロック図を示す。【００３７】  光信号品質監視回路２００は、入力される光信号ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号を光−電気変換して電気信号を出力する光電変換器（Ｏ／Ｅ）２０４と、光信号ビットレートｆ０とは独立した繰り返し周波数ｆ１（Ｈｚ）のサンプリングクロックを発生し出力する局所クロック源１（２０６）と、それぞれ異なる信号ビットレートｆ０に（例えば、７ＧＨｚ，１．８ＧＨｚ，１ＧＨｚ）対応した複数の周波数フィルタと、複数の周波数フィルタを切り替えるセレクタ２３２および２３４と、フィルタを通過した電気信号を周波数ｆ１（Ｈｚ）のサンプリングクロックでサンプリングしてアナログ・デジタル変換したデジタルのサンプリングデータを出力するＡＤＣ＆Ｓａｍｐｌｉｎｇ器２０８と、ＡＤＣ＆Ｓａｍｐｌｉｎｇ器２０８から出力されたサンプリングデータを信号処理して光信号品質パラメータの評価を行う集積回路２１２と、光信号ビットレートｆ０が変換されたことを通知する制御信号または集積回路２１２からのフィルタの切替信号を受信してセレクタを制御するＬＰＦ制御部を備えている。【００３８】  光信号ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号は、光電変換器２０４で電気信号に変換された後に、セレクタ２３２，２３４によって切り替えられた異なる光信号ビットレートｆ０に対応した複数の周波数フィルタのいずれかに入力される。フィルタを通過した電気信号は、ＡＤＣ＆Ｓａｍｐｌｉｎｇ器２０８で、実施形態１で説明したのと同様に、サンプリングデータに変換された後、集積回路２１２で光信号品質パラメータの評価に資される。【００３９】  光信号ビットレートｆ０が変更されたときには、光信号品質監視回路２００は、例えば、本発明に係る光信号品質監視回路２００が実装される光伝送システムの制御系から送信され、信号ビットレートの切り替えを要求する制御信号を受信し、セレクタ２３２，２３４を切り替えて電気信号が通過する周波数フィルタを順に変更しながら信号品質パラメータを測定する。制御信号は、例えばセレクタ２３２，２３４を制御するＬＰＦ制御２３０によって受信されるようにすることができる。集積回路は、順次切り替えられる周波数フィルタを通過した電気信号の信号品質パラメータを測定する。集積回路は、電気信号がすべての周波数フィルタを通過した後に、該信号品質パラメータが最大になる時の周波数フィルタを信号が通過するようにセレクタ２３２，２３４を固定して信号ビットレートの変更に対応する。これにより、ビットレート変更による光信号パルスの立ち上がりや立下がり時間の変化、光信号に重畳されている光増幅器からのＡＳＥ雑音の影響の違い、あるいは受光帯域に依存して電気信号に発生するオーバーシュートやアンダーシュートの影響の違いなどの影響を排除することができる。【００４０】  集積回路２１２においては、図３、図６、図９、図１２または図１３のいずれかに示すアルゴリズムで信号処理を行う。それぞれのアルゴリズムについては第３〜第７の実施形態に示す。図２に示した光信号品質監視回路の集積回路２１２は、図３に示したアルゴリズムで信号処理する場合を示したものである。
＜第３の実施形態＞
図３に、本発明に係る光信号品質監視回路における信号処理のアルゴリズムの実施形態のフローチャートを示す。ＡＤＣ＆Ｓａｍｐｌｉｎｇ器１０８（図１），２０８（図２）から出力され集積回路１１２（図１），２１２（図２）に入力されたサンプリングデータの電圧値ｘは、しきい値処理３４０において、しきい値Ｖｔｈ１より大きければマークレベルの分布に分類され（３４１）、Ｖｔｈ０より小さい場合にはスペースレベルの分布に分類され（３４２）、それ以外の場合は廃棄される（３４３）。【００４１】
図２８に、ＡＤＣ＆Ｓａｍｐｌｉｎｇ器１０８（図１），２０８（図２）に入力される光信号波形と、ＡＤＣ＆Ｓａｍｐｌｉｎｇ器１０８（図１），２０８（図２）から出力されるサンプリングデータの電圧値ｘの分布との関係を示す。
【００４２】  しきい値処理３４０では、図２９に示すように、２つのしきい値Ｖｔｈ１とＶｔｈ０により、サンプリングデータの電圧値ｘがマークレベルの分布とスペースレベルの分布に分類される。【００４３】  次いで、加算処理３５０において、それぞれの分布について、サンプリングデータの電圧値およびその２乗値の加算処理が行われる（３５２、３５６）。測定に必要なサンプリングデータ数をＮｓａｍｐとすると、入力されるサンプリング信号数がＮｓａｍｐに達するまで上記処理を繰り返す。【００４４】  サンプリング信号数がＮｓａｍｐに達すると、Ｑ値計算３６０において、マークレベルおよびスペースレベルの各分布における、サンプリング信号の電圧値の和（Ｘ０，Ｘ１）、サンプリング信号の電圧２乗値の和（Ｙ０，Ｙ１）、および分布点数（Ｎ０，Ｎ１）を元に次式に基づいてＱ値（ｑ）の計算が行われる。ここで、μ０とμ１は平均であり、σ０とσ１は標準偏差である。【００４５】  加算処理３５０では、図３０に示すように、マークレベルの分布とスペースレベルの分布のそれぞれについて、平均μ０とμ１標準偏差σ０とσ１が求められる。【００４６】
0004570616.tif 000002
【００４７】  Ｑ値計算３６０によって得られるＱ値（ｑ）は平均化Ｑ値であるため、ビット誤り率に換算できるＱ値に補正する必要がある。Ｑ値補正３６６において、補正係数Ｃ，Ａは、各光信号ビットレート（例えばイーサネット（登録商標）、１０Ｇイーサネット（登録商標）やそのＦＥＣ符号化されたビットレート、ＳＤＨ信号、ＯＴＮ信号など）に対応した値を適用し、補正される。ここで補正係数Ｃ，Ａはあらかじめ、ビット誤り率が既知である光信号を本発明の光信号品質監視回路で平均化Ｑ値を測定することにより求めておく。【００４８】  平均化処理３７０において、以上のＱ値測定をＭａｖｇ回繰り返して（３７４）平均を取る（３７５）ことにより、最終的に光信号の信号品質を表すＱ値を得る。【００４９】  得られたＱ値を、信号劣化しきい値としてあらかじめ設定したＱ値であるＱｔｈと比較し（３０６）、Ｑｔｈを下回る場合は警報を発する（３１０）。【００５０】  同時に、継続的に測定されるＱ値は一定時間ごとにＲＡＭに格納され（３１２）、時間を遡ってＱ値を参照できるような機能を備える。【００５１】  また、継続的に測定されるＱ値およびＲＡＭに格納されたＱ値を通知する機能を備える。【００５２】  図１および２に示した本発明に係る光信号品質監視回路における集積回路１１２および２１２は、本実施形態のアルゴリズムで信号処理をする場合を示している。
＜第４の実施形態＞
図６に本発明に係る光信号品質監視回路における信号処理のアルゴリズムの別の実施形態のフローチャートを示す。図４および５に示す光信号品質監視回路は、それぞれ図１および２に示す光信号品質監視回路に対応し、集積回路４１２および５１２が本実施形態のアルゴリズムで信号処理をする場合を示している。【００５３】  ＡＤＣ＆Ｓａｍｐｌｉｎｇ器４０８（図４），５０８（図５）から出力され、プロブラマブル集積回路４１２（図４），５１２（図５）に入力されたサンプリングデータの電圧値ｘは、サンプリングデータ数が測定に必要な数であるＮｓａｍｐに達するまでメモリ（４３６（図４）、５３６（図５））に格納される（６１４，６１６，６１８）。【００５４】  メモリから読み出されたサンプリングデータの電圧値ｘは、しきい値Ｖｔｈと比較され（６４１）、電圧値ｘがしきい値Ｖｔｈより大きいサンプリングデータは、マークレベルの分布に、電圧値ｘがしきい値Ｖｔｈより小さいサンプリングデータは、スペースレベルの分布に分類される（しきい値処理６４０）。【００５５】  しきい値処理６４０では、図３１に示すように、しきい値Ｖｔｈより、サンプリングデータの電圧値ｘがマークレベルの分布とスペースレベルの分布に分類される。【００５６】  それぞれの分布において、サンプリング信号の電圧値の加算の処理（６５２，６５６）を行う。メモリに格納されている全データ（Ｎｓａｍｐ）を読み出すまで（６５４，６５８）加算の処理を繰り返す（加算処理６５０）。【００５７】  平均値計算６９０において、全データを読み出すと、マークレベルおよびスペースレベルのそれぞれの分布について、サンプリング信号の電圧値の和（Ｘ０，Ｘ１）、および分布点数（Ｎ０，Ｎ１）を元にマーク・スペースそれぞれのサンプリング信号の電圧の平均値（μ０，μ１）を算出する。【００５８】  平均値計算６９０では、図３２に示すように、マークレベルの分布とスペースレベルの分布のそれぞれについて、平均μ０とμ１が求められる。【００５９】  平均値計算６９０で得られた平均値（μ０，μ１）を、Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ０としてしきい値に設定する。メモリに格納されているサンプリング信号の電圧を再度読み出し、Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ０との比較を行いながら、Ｖｔｈ１より大きい場合にマークレベル、Ｖｔｈ０よりも小さい場合にスペースレベルに分類する（しきい値処理６４４）。【００６０】  しきい値処理６４４では、図３３に示すように、２つのしきい値Ｖｔｈ１（＝μ１）とＶｔｈ０（＝μ０）により、サンプリングデータの電圧値ｘがマークレベルの分布とスペースレベルの分布に分類される。【００６１】  ここで、しきい値Ｖｔｈ１よりも小さい（あるいはしきい値Ｖｔｈ０よりも大きい）分布としてしきい値処理６４４の分類により得られた実分布のしきい値Ｖｔｈ１（あるいはしきい値Ｖｔｈ０）に線対称な分布を仮定する。マークレベルおよびスペースレベルのそれぞれの実分布と線対称の分布の全体において、サンプリング信号電圧の２乗値の加算処理を行う（６８２，６８６）。メモリに格納されている全データ（Ｎｓａｍｐ）を読み出すまで上記処理を繰り返す（６８４，６８８）。【００６２】  Ｑ値計算６６０において、以上により得られるサンプリング信号の電圧値の和（Ｘ０，Ｘ１）、サンプリング信号の電圧２乗値の和（Ｙ０，Ｙ１）、および分布点数（Ｎ０，Ｎ１）を元に次式に基づいてＱ値計算を行う。【００６３】  Ｑ値計算６６０では、図３４に示すように、マークレベルの実分布と線対称の分布からなる分布（平均値計算６９０で求めた平均μ１に線対象な分布）と、スペースレベルの実分布と線対称の分布からなる分布（平均値計算６９０で求めた平均μ０に線対象な分布）とのそれぞれについて、標準偏差σ０とσ１が求められ、さらにＱ値計算が求められる。【００６４】
0004570616.tif 000003
【００６５】  Ｑ値計算６６０によって得られるＱ値（ｑ）はアイ開口が最大の位置を元にしたＱ値に相当する。ビット誤り率に換算できるＱ値に補正する必要がある場合は、第３の実施形態のＱ値補正３６６で説明したように、補正係数は各信号ビットレート（例えばイーサネット（登録商標）、１０Ｇイーサネット（登録商標）やそのＦＥＣ符号化されたビットレート、ＳＤＨ信号、ＯＴＮ信号など）に対応した値を適用し、補正される。【００６６】  平均化処理６７０において、以上のＱ値測定をＭａｖｇ回繰り返して（６７４）平均を取る（６７５）ことにより、最終的に光信号の信号品質を表すＱ値を得る。【００６７】  得られたＱ値を、信号劣化しきい値としてあらかじめ設定したＱ値であるＱｔｈと比較し（６０６）、Ｑｔｈを下回る場合は警報を発する（６１０）。【００６８】  同時に、継続的に測定されるＱ値は一定時間ごとにＲＡＭに格納され（６１２）、時間を遡ってＱ値を参照できるような機能を備える。【００６９】  また、継続的に測定されるＱ値およびＲＡＭに格納されたＱ値を通知する機能を備える。
＜第５の実施形態＞
図９に、本発明に係る光信号品質監視回路における信号処理のアルゴリズムの別の実施形態のフローチャートを示す。図７および８に示す光信号品質監視回路は、それぞれ図１および２に示す光信号品質監視回路に対応し、プロブラマブル集積回路７１２（図７）および８１２（図８）が第４の実施形態のアルゴリズムで信号処理をする場合を示している。【００７０】  ＡＤＣ＆Ｓａｍｐｌｉｎｇ器７０８（図７），８０８（図８）から出力され、プロブラマブル集積回路７１２（図７），８１２（図８）に入力されたサンプリングデータの電圧値ｘは、サンプリングデータ数が測定に必要な数であるＮｓａｍｐに達するまでメモリ（７３６（図７）、８３６（図８））に格納される（９１４，９１６，９１８）。【００７１】  ヒストグラム化９９４において、サンプリングデータの電圧値ｘは、量子化値ｘ０〜ｘｊ（８ｂｉｔ量子化の場合、ｊ＝２８）に分類され、頻度が加算され（９９６）、サンプリングデータ数が測定に必要な数であるＮｓａｍｐになるまで繰り返される（９９８）。【００７２】  ヒストグラムは、しきい値Ｖｔｈよりも振幅が大きい部分をマークレベルのヒストグラム分布、小さい部分をスペースレベルのヒストグラム分布とする（しきい値処理９４０）。【００７３】  しきい値処理９４０では、図３５に示すように、しきい値Ｖｔｈより、ヒストグラムはマークレベルのヒストグラム分布とスペースレベルのヒストグラム分布に分類される。【００７４】  ピーク検出９９０において、それぞれの分布において、それぞれの分布のピークの振幅値を平均値μ１およびμ０とする（９９１，９９２）。【００７５】  得られた平均値μ１およびμ０をそれぞれしきい値Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ０に設定する。メモリに格納されているサンプリングデータの電圧ｘを再度読み出し、μ１およびμ０との比較を行いながら、しきい値Ｖｔｈ１（＝μ１）より大きい場合にマークレベル、しきい値Ｖｔｈ０（＝μ０）よりも小さい場合にはスペースレベルに分類する（しきい値処理９４４）。【００７６】  しきい値処理９４４では、図３７に示すように、２つのしきい値Ｖｔｈ１（＝μ１）とＶｔｈ０（＝μ０）により、ヒストグラムはマークレベルのヒストグラム分布とスペースレベルのヒストグラム分布に分類される。【００７７】  ここで、μ１よりも小さい（μ０よりも大きい）分布として、しきい値処理９４４の分類により得られた実分布のμ１（μ０）に線対称な分布を仮定する。加算処理９８０において、実分布と線対称の分布の全体に対してサンプリングデータ数の加算処理およびサンプリングデータ電圧の２乗値の加算処理を行う（９８２，９８６）。メモリに格納されている全データ（Ｎｓａｍｐ）を読み出すまで上記処理を繰り返される（９８４，９８８）。【００７８】  Ｑ値計算９６０において、以上により得られるマークレベルおよびスペースレベルの各々の分布の平均値（μ１，μ０）、サンプリングデータ電圧２乗値の和（Ｙ０，Ｙ１）、および分布点数（Ｎ０，Ｎ１）を元に、次式に基づいてＱ値（ｑ）の計算を行う。【００７９】  Ｑ値計算９６０では、図３８に示すように、マークレベルの実分布と線対称の分布からなる分布（ピーク検出９９０で求めたピークの振幅値μ１に線対象な分布）と、スペースレベルの実分布と線対称の分布からなる分布（ピーク検出９９０で求めたピークの振幅値μ０に線対象な分布）とのそれぞれについて、標準偏差σ０とσ１が求められ、さらにＱ値計算が求められる。【００８０】
0004570616.tif 000004
【００８１】  Ｑ値計算９６０によって得られるＱ値はアイ開口が最大の位置を元にしたＱ値に相当する。ビット誤り率に換算できるＱ値に補正する必要がある場合は、第３の実施形態のＱ値補正３６６で説明したように、補正係数は各信号ビットレート（例えばイーサネット（登録商標）、１０Ｇイーサネット（登録商標）やそのＦＥＣ符号化されたビットレート、ＳＤＨ信号、ＯＴＮ信号など）に対応した値を適用し、補正をされる。【００８２】  平均化処理９７０において、以上のＱ値測定をＭａｖｇ回繰り返して（９７４）平均を取る（９７５）ことにより、最終的に光信号の信号品質を表すＱ値を得る。【００８３】  得られたＱ値を、信号劣化しきい値としてあらかじめ設定したＱ値であるＱｔｈと比較し（９０６）、Ｑｔｈを下回る場合は警報を発する（９１０）。【００８４】  同時に、継続的に測定されるＱ値は一定時間ごとにＲＡＭに格納され（９１２）、時間を遡ってＱ値を参照できるような機能を備える。【００８５】  また、継続的に測定されるＱ値およびＲＡＭに格納されたＱ値を通知する機能を備える。
＜第６の実施形態＞
図１２に、本発明に係る光信号品質監視回路における信号処理のアルゴリズムの別の実施形態のフローチャートを示す。図１０および１１に示す光信号品質監視回路１０００（図１０）および１１００（図１１）は、それぞれ図１および２に示す光信号品質監視回路１００および２００に対応し、プロブラマブル集積回路１０１２（図１０）および１１１２（図１１）が第６の実施形態のアルゴリズムで信号処理をする場合を示している。ＡＤＣ＆Ｓａｍｐｌｉｎｇ器１００８（図１０），１１０８（図１１）から出力され、プロブラマブル集積回路１０１２（図１０），１１１２（図１１）に入力されたサンプリングデータの電圧値ｘは、サンプリングデータ数が測定に必要な数であるＮｓａｍｐに達するまでメモリ（１０３６（図１０）、１１３６（図１１））に格納される（１２１４，１２１６，１２１８）。【００８６】  サンプリングデータの電圧値ｘをｉ＋ＮＫごとに読み出す（１２２６）。ただしｉは０からＫ−１の整数であり、Ｎは０からＬまでの整数であるとする。この場合、Ｎｓａｍｐ＝ＬＫとする。【００８７】
ここで、繰り返し周波数ｆ１が、ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０±ａかつ［（ｎ／ｍ）２／｛ｋ＋（ｎ／ｍ）｝］ｆ０＜ａ＜［（ｎ／ｍ）２／｛ｋ＋（ｎ／ｍ）−１｝］ｆ０（ｎ，ｍ，ｋは自然数）を満たすように調整することができ、Ｋ＝ｐｋ（ｐは正の整数）とするとＮ＝（ｎ／ｍ）−１ｐと表すことができる。
【００８８】  ０からＫ−１のそれぞれのｉについて、しきい値Ｖｔｈよりも振幅が大きい部分をマークレベル、小さい部分をスペースレベルとする（１２２９）。Ｎが０からＬまでのＬ個のサンプリングデータをマークレベルおよびスペースレベルに分類し、マークレベルにおける電圧値ｘの最小値をｘｍｉｎ（Ｍａｒｋ）とし（１２３０，１２３１）、スペースレベルの電圧値ｘの最大値をｘｍａｘ（Ｓｐａｃｅ）とする（１２３５，１２３６）。【００８９】  次に、｜ｘｍｉｎ（Ｍａｒｋ）−ｍａｘ（Ｓｐａｃｅ）｜が最大の時のｉの値（ｉｔ）を検出する（１２３４）。【００９０】  整数Ｍに対して、ｉ＝ｉｔ−Ｍからｉｔ＋Ｍまでのｉについて、サンプリングデータメモリから読み出す（１２２７）。【００９１】  しきい値処理１２４０において、再び読み出したサンプリングデータについて、しきい値Ｖｔｈよりも振幅が大きい部分をマークレベル、小さい部分をスペースレベルの分布とする（１２４１）。【００９２】  加算処理１２５０において、サンプリングデータ数（Ｎ０，Ｎ１）の加算処理、サンプリングデータの電圧値（Ｘ０，Ｘ１）の加算およびサンプリングデータ電圧の２乗値（Ｙ０，Ｙ１）の加算処理を行う（１２５２，１２５６）。Ｑ値計算１２６０において、サンプリングデータの電圧値の和（Ｘ０，Ｘ１）、サンプリングデータ電圧２乗値の和（Ｙ０，Ｙ１）、および分布点数（Ｎ０，Ｎ１）を元に、次式に基づいてＱ値計算を行う。【００９３】
0004570616.tif 000005
0004570616.tif 000006
【００９４】  Ｑ値計算１２６０によって得られるＱ値はアイ開口が最大の位置を元にしたＱ値に相当する。ビット誤り率に換算できるＱ値に補正する必要がある場合は、第３の実施形態のＱ値補正３６６で説明したように、補正係数は各信号ビットレート（例えばイーサネット（登録商標）、１０Ｇイーサネット（登録商標）やそのＦＥＣ符号化されたビットレート、ＳＤＨ信号、ＯＴＮ信号など）に対応した値を適用し、補正される。【００９５】  平均化処理１２７０において、以上のＱ値測定をＭａｖｇ回繰り返して（１２７４）平均を取る（１２７５）ことにより、最終的に光信号の信号品質を表すＱ値を得る。【００９６】  得られたＱ値を、信号劣化しきい値としてあらかじめ設定したＱ値であるＱｔｈと比較し（１２０６）、Ｑｔｈを下回る場合は警報を発する（１２１０）。【００９７】  同時に、継続的に測定されるＱ値は一定時間ごとにＲＡＭに格納され（１２１２）、時間を遡ってＱ値が参照できるような機能を備える。【００９８】  また、継続的に測定されるＱ値およびＲＡＭに格納されたＱ値を通知する機能を備える。
＜第７の実施形態＞
図１３に、本発明に係る光信号品質監視回路における信号処理のアルゴリズムの別の実施形態を示す。図１０および１１に示す光信号品質監視回路１０００（図１０）および１１００（図１１）は、プロブラマブル集積回路１０１２（図１０）および１１１２（図１１）が第７の実施形態のアルゴリズムで信号処理をする場合にも対応している。ＡＤＣ＆Ｓａｍｐｌｉｎｇ器１００８（図１０），１１０８（図１１）から出力され、プロブラマブル集積回路１０１２（図１０），１１１２（図１１）に入力されたサンプリングデータの電圧値ｘは、サンプリングデータ数が測定に必要な数であるＮｓａｍｐに達するまでメモリ（１０３６（図１０），１１３６（図１１））に格納される（１３１４，１３１６，１３１８）。【００９９】  サンプリングデータの電圧値ｘをｉ＋ＮＫごとに読み出す（１３２６）。ただしｉは０からＫ−１の整数であり、Ｎは０からＬまでの整数であるとする。この場合、Ｎｓａｍｐ＝ＬＫとする。【０１００】
ここで、繰り返し周波数ｆ１が、ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０±ａかつ［（ｎ／ｍ）２／｛ｋ＋（ｎ／ｍ）｝］ｆ０＜ａ＜［（ｎ／ｍ）２／｛ｋ＋（ｎ／ｍ）−１｝］ｆ０（ｎ，ｍ，ｋは自然数）を満たすように調整することができ、Ｋ＝ｐｋ（ｐは正の整数）とするとＮ＝（ｎ／ｍ）−１ｐと表すことができる。
【０１０１】  ０からＫ−１のそれぞれのｉについて、しきい値Ｖｔｈ′よりも振幅が大きい部分をマークレベル、小さい部分をスペースレベルとする（１３２９）。Ｎが０からＬまでのＬ個のサンプリングデータをマークレベルおよびスペースレベルに分類し、マークレベルのデータ数をＮ１個とし（１３３０）、スペースレベルのデータ数をＮ０個とする（１３３６）。【０１０２】  ｜Ｎ１−Ｎ０｜が有限値から０に変化する時のｉの値（ｉＡ）、０から有限値に変化するときのｉの値（ｉＢ）を検出する（１３３９）。ここで、アイ開口が最大である部分を検出するアイ開口最大検出とは、ｉｔ＝（ｉＡ＋ｉＢ）／２で定義されるｉｔを求めることに相当する。【０１０３】  つぎに、アイ開口が最大である部分の周辺のサンプリングデータをメモリから読み出す。即ち、正数Ｍに対してｉ＝ｉｔ−Ｍからｉｔ＋Ｍまでのｉについて、サンプリングデータをメモリから読み出す（１３２７）。【０１０４】  しきい値処理１３４０において、再び読み出したサンプリングデータについて、しきい値Ｖｔｈよりも振幅が大きい部分をマークレベル、小さい部分をスペースレベルの分布とする（１３４１）。【０１０５】  加算処理１３５０において、サンプリングデータ数（Ｎ０，Ｎ１）の加算処理、サンプリングデータの電圧値（Ｘ０，Ｘ１）の加算およびサンプリングデータ電圧の２乗値（Ｙ０，Ｙ１）、の加算処理を行う（１３５２，１３５６）。Ｑ値計算１３６０において、サンプリングデータ電圧値の和（Ｘ０，Ｘ１）、サンプリングデータ電圧２乗値の和（Ｙ０，Ｙ１）、および分布点数（Ｎ０，Ｎ１）を元に、次式に基づいてＱ値計算を行う。【０１０６】
0004570616.tif 000007
0004570616.tif 000008
【０１０７】  Ｑ値計算１３６０によって得られるＱ値はアイ開口が最大の位置を元にしたＱ値に相当する。ビット誤り率に換算できるＱ値に補正する必要がある場合は、第３の実施形態のＱ値補正３６６で説明したように、補正係数は各信号ビットレート（例えばイーサネット（登録商標）、１０Ｇイーサネット（登録商標）やそのＦＥＣ符号化されたビットレート、ＳＤＨ信号、ＯＴＮ信号など）に対応した値を適用し、補正される。【０１０８】  平均化処理１３７０において、以上のＱ値測定をＭａｖｇ回繰り返して（１３７４）平均を取る（１３７５）ことにより、最終的に光信号の信号品質を表すＱ値を得る。【０１０９】  得られたＱ値を、信号劣化しきい値としてあらかじめ設定したＱ値であるＱｔｈと比較し（１３０６）、Ｑｔｈを下回る場合は警報を発する（１３１０）。【０１１０】  同時に、継続的に測定されるＱ値は一定時間ごとにＲＡＭに格納され（１３１２）、時間を遡ってＱ値が参照できるような機能を備える。【０１１１】  また、継続的に測定されるＱ値およびＲＡＭに格納されたＱ値を通知する機能を備える。
＜第８から１０の実施形態＞
図１４から図１６に、それぞれ本発明に係る光信号品質監視回路の第８から１０の実施形態のブロック図を示す。図１４に示す第８の実施形態は、光信号を直接光電変換して電気信号を出力する光電変換器（Ｏ／Ｅ）１４０４と、光電変換器１４０４から出力された電気信号をＡＤＣ＆Ｓａｍｐｌｉｎｇ器１４０８により、サンプリングとアナログ・デジタル変換して、集積回路１４１２において信号処理を行う形態を示している。【０１１２】  ここでは、ＡＤＣ＆Ｓａｍｐｌｉｎｇ器１４０８におけるサンプリングとアナログ・デジタル変換に用いるクロックと、集積回路１４１２における信号処理に用いるクロックは独立している場合を示している。【０１１３】  図１５に示す第９の実施形態は、光信号を電気パルスによって電界吸収効果などを用いてサンプリングする光−電気サンプリング器あるいは光信号を光パルスによって非線形光学効果を用いてサンプリングする光−光サンプリング器１５４８を介することにより、サンプリング光信号に変換する場合を示している。サンプリング光信号をＡＤＣ＆Ｓａｍｐｌｉｎｇ器１５０８において光電変換した後に、集積回路１５１２において電気信号処理を行う。ここで、光信号は光の段階でサンプリングされるため、電気信号に変換した後のＡＤＣ＆Ｓａｍｐｌｉｎｇ器１５０８においては、サンプリング光信号のピーク強度を検出できればよいので、光電変換１５０４やＡＤＣ＆Ｓａｍｐｌｉｎｇ器１５０８の帯域は、光信号ビットレートの帯域よりも狭くできる。光−電気（光−光）サンプリング器１５４８に用いるクロックとＡＤＣ＆Ｓａｍｐｌｉｎｇ器１５０８に用いるクロックが共通であり、集積回路１５１２に用いるクロックとは独立した場合を示している。【０１１４】  図１６に示す第１０の実施形態は、ＡＤＣ＆Ｓａｍｐｌｉｎｇ器１６０８に用いるクロックと、光−電気（光−光）サンプリング器１６４８で用いるクロックとが、同一の局所クロック源１（１６０６）から供給され、ＡＤＣ＆Ｓａｍｐｌｉｎｇ器１６０８へ供給されるクロックは、分周回路１６５０によって分周されている。サンプリング速度が速いほどデータの取り込み時間が早くなるので、サンプリング速度は速いほうが望ましいが、ＡＤＣ＆Ｓａｍｐｌｉｎｇ器１６０８に用いるクロックの繰り返し周波数に制限がある場合など、分周回路１６５０を用いてクロック系を設計できる。【０１１５】  第８から１０に示した光信号品質監視回路の集積回路は、第３から第７の実施形態に示したアルゴリズムのいずれかを用いて信号処理することができる。
＜第１１から１３の実施形態＞
図１７から図１９に、それぞれ本発明に係る光信号品質監視回路の第１１から１３の実施形態のブロック図を示す。第１１から１３の実施形態は、それぞれ第８から１０の実施形態に対応している。ＡＤＣ＆Ｓａｍｐｌｉｎｇ器（１７０８，１８０８，１９０８）および光−電気（光−光）サンプリング器（１８４８，１９４８）で用いるクロックと集積回路（１７１２，１８１２，１９１２）において用いるクロックが同期している点で第８から１０の実施形態と異なる。これらの実施形態においても、集積回路（１７１２，１８１２，１９１２）は、図３、図６、図９または図１２のいずれかに示すアルゴリズムで信号処理を行うことができる。【０１１６】  第１１から１３に示した光信号品質監視回路の集積回路は、第３から第７の実施形態に示したアルゴリズムのいずれかを用いて信号処理することができる。
＜第１４から１６の実施形態＞
図２０から図２２に、それぞれ本発明に係る光信号品質監視回路の第１４から１６の実施形態のブロック図を示す。第１４から１６の実施形態は、それぞれ第８から１０の実施形態に対応している。第１４から１６の実施形態は、ＡＤＣ＆Ｓａｍｐｌｉｎｇ器（２００８，２１０８，２２０８）および光−電気（光−光）サンプリング器（２１４８，２２４８）で用いるクロックと集積回路（２０１２，２１１２，２２１２）において用いるクロックが共通している点で第８から第１０の実施形態と異なる。これらの実施形態においても、集積回路（１７１２，１８１２，１９１２）は、図３、図６、図９または図１２のいずれかに示すアルゴリズムで信号処理を行うことができる。【０１１７】  第１４から１６に示した光信号品質監視回路の集積回路は、第３から第７の実施形態に示したアルゴリズムのいずれかを用いて信号処理することができる。
＜第１７の実施形態＞
図２３に本発明に係る光信号品質監視回路の別の実施形態のブロック図を示す。光信号品質監視回路２３００は、入力される光信号ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号を光−電気変換して電気信号を出力する光電変換器（Ｏ／Ｅ）２３０４と、光信号ビットレートｆ０とは独立した繰り返し周波数ｆ１（Ｈｚ）のサンプリングクロックを発生し出力する局所クロック源１（２３０６）と、光電変換器２３０４から出力された電気信号を周波数ｆ１（Ｈｚ）のサンプリングクロックでサンプリングしてアナログ・デジタル変換したデジタルのサンプリングデータを出力するサンプリングおよびアナログ・デジタル変換器（以下、ＡＤＣ＆Ｓａｍｐｌｉｎｇ器）２３０８と、ＡＤＣ＆Ｓａｍｐｌｉｎｇ器２３０８から出力されたサンプリングデータを信号処理して光信号品質パラメータの評価を行う集積回路２３１２を備えている。【０１１８】  光信号ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号は、光電変換器２３０４で電気信号に変換された後にＡＤＣ＆Ｓａｍｐｌｉｎｇ器２３０８に入力される。次いで、電気信号は、ＡＤＣ＆Ｓａｍｐｌｉｎｇ器２３０８において、局所クロック源１（２３０６）から送出される光信号ビットレートとは独立した繰り返し周波数ｆ１（Ｈｚ）のクロックでサンプリングおよびアナログ・デジタル変換され、デジタルのサンプリングデータに変換された後に、集積回路２３１２に入力される。サンプリングデータは、信号処理機能をプログラムした集積回路２３１２において電気信号処理がなされ、光信号品質パラメータ評価に資される。【０１１９】  あらかじめ光ネットワーク運用前に、ビットレートが既知の光信号を用いてＱ値を測定して、適用する光ネットワークで使用される全ての信号ビットレートに対応した光信号品質パラメータの補正値を求めておく。【０１２０】  光ネットワーク運用時には、集積回路２３１２は、これら各ビットレート用の補正値を周期的に順番に切り替えながら光信号品質パラメータを求める。このとき、光信号のビットレートに整合した補正値を用いて計算した光信号品質パラメータが最も高い値を示す。従って、補正値を周期的に順番に切り替えて、一周期毎に最も高い品質を示したときの光信号品質パラメータのみを用いて評価を行う。【０１２１】  集積回路２３１２には、図３、図６、図９、図１２または図１３のいずれかに示したアルゴリズムで信号処理を行う。それぞれのアルゴリズムについては第３から第７の実施形態に示した。図２３に示した光信号品質監視回路の集積回路２３１２は、図３に示したアルゴリズムで信号処理をする場合を示したものである。
＜第１８の実施形態＞
図２４に本発明に係る光信号品質監視回路の別の実施形態のブロック図を示す。光信号品質監視回路２４００は、入力される光信号ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号を光−電気変換して電気信号を出力する光電変換器（Ｏ／Ｅ）２４０４と、光信号ビットレートｆ０とは独立した繰り返し周波数ｆ１（Ｈｚ）のサンプリングクロックを発生し出力する局所クロック源１（２４０６）と、光電変換器２４０４から出力された電気信号を周波数ｆ１（Ｈｚ）のサンプリングクロックでサンプリングしてアナログ・デジタル変換したデジタルのサンプリングデータを出力するサンプリングおよびアナログ・デジタル変換器（以下、ＡＤＣ＆Ｓａｍｐｌｉｎｇ器）２４０８と、ＡＤＣ＆Ｓａｍｐｌｉｎｇ器２４０８から出力されたサンプリングデータを信号処理して光信号品質パラメータの評価を行う集積回路２４１２と、光電変換器２４０４から出力された電気信号を用いて光信号ビットレートｆ０の情報を検出するビットレート検知器２４０１を備えている。光信号品質監視回路２４００は、ビットレート検知器２４０１によって検出された光信号ビットレートｆ０の情報を記憶するレジスタ２４０２をさらに備えることができる。【０１２２】  光信号ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号は、光電変換器２４０４で電気信号に変換された後にＡＤＣ＆Ｓａｍｐｌｉｎｇ器２４０８に入力される。次いで、電気信号は、ＡＤＣ＆Ｓａｍｐｌｉｎｇ器２４０８において、局所クロック源１（２４０６）から送出される光信号ビットレートとは独立した繰り返し周波数ｆ１（Ｈｚ）のクロックでサンプリングおよびアナログ・デジタル変換され、デジタルのサンプリングデータに変換された後に、集積回路２４１２に入力される。サンプリングデータは、信号処理機能をプログラムした集積回路２４１２において電気信号処理がなされ、光信号品質パラメータ評価に資される。【０１２３】  信号ビットレートが変更された場合、集積回路２４１２は、ビットレート検知器２４０１によりビットレートが変更されたことを検知し、変更された信号ビットレートに対応した補正値を用いて信号品質パラメータの計算を行う。例えば、集積回路２４１２は、レジスタ制御２４１４を介してレジスタ２４０２に記憶された光信号ビットレートｆ０の情報を読み出すことにより、信号ビットレートが変更されたことを検知することができ、変更された信号ビットレートに対応した補正値を用いて光信号品質パラメータを補正することができる。【０１２４】  ビットレート検知手段２４０１として具体的には、例えば、図２７に示すような分岐手段２７０２と周波数フィルタ２７０４、２７０６、および２７０８と電気パワー測定手段２７１０、２７１２、および２７１４とパワー比較手段２７１６の組み合わせが使用できる。ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号が光電変換手段で電気信号に変換された後、分岐手段２７０２を経て複数の信号ビットレートに対応した低周波数透過の周波数フィルタ２７０４、２７０６、および２７０８に入力される。図２７の例では、ビットレート１０Ｇｂｉｔ／ｓ、２．５Ｇｂｉｔ／ｓ、１．２Ｇｂｉｔ／ｓに対してそれぞれ約７０％の周波数（７ＧＨｚ、１．８ＧＨｚ、１ＧＨｚ）以下を透過する周波数フィルタを使用している。各周波数フィルタを通過した電気信号は電気パワー測定手段２７１０、２７１２、および２７１４に入力される。各電気パワー測定手段からの出力はパワー比較手段２７１６に導かれ比較される。そして、最大の電気パワーを出力した周波数フィルタに相当する信号ビットレート情報を現在の光信号のビットレートとみなして、集積回路２４１２のレジスタ２４１４へ送信する。その後、集積回路２４１２において与えられた信号ビットレート情報に対応して信号品質パラメータの補正を行う。【０１２５】  集積回路２４１２においては、図３、図６、図９、図１２または図１３のいずれかに示すアルゴリズムで信号処理を行う。それぞれのアルゴリズムについては第３から第７の実施形態に示す。図２４に示した光信号品質監視回路の集積回路２４１２は、図３に示したアルゴリズムで信号処理をする場合を示したものである。
＜第１９の実施形態＞
図２５に本発明に係る光光信号品質監視回路の別の実施形態のブロック図を示す。光信号品質監視回路２５００は、入力される光信号ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号を光−電気変換して電気信号を出力する光電変換器（Ｏ／Ｅ）２５０４と、光信号ビットレートｆ０とは独立した繰り返し周波数ｆ１（Ｈｚ）のサンプリングクロックを発生し出力する局所クロック源１（２５０６）と、それぞれ異なる信号ビットレートｆ０に（例えば、７ＧＨｚ、１．８ＧＨｚ、１ＧＨｚ）対応した複数の周波数フィルタ２５４２、２５４４、および２５４６と、複数の周波数フィルタを切り替えるセレクタ２５３２および２５３４と、フィルタを通過した電気信号を周波数ｆ１（Ｈｚ）のサンプリングクロックでサンプリングしてアナログ・デジタル変換したデジタルのサンプリングデータを出力するＡＤＣ＆Ｓａｍｐｌｉｎｇ器２５０８と、ＡＤＣ＆Ｓａｍｐｌｉｎｇ器２５０８から出力されたサンプリングデータを信号処理して光信号品質パラメータの評価を行う集積回路２５１２と、集積回路２５１２からのフィルタの切り替え信号を受信してセレクタを制御するＬＰＦ制御部２５３０を備えている。【０１２６】  光信号ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号は、光電変換器２５０４で電気信号に変換された後に、セレクタ２５３２、２５３４によって切り替えられた異なる光信号ビットレートｆ０に対応した複数の周波数フィルタ２５４２、２５４４、および２５４６のいずれかに入力される。フィルタを通過した電気信号は、ＡＤＣ＆Ｓａｍｐｌｉｎｇ器２５０８で、第１７の実施形態で説明したのと同様に、サンプリングデータに変換された後、集積回路２５１２で光信号品質パラメータの評価に資される。【０１２７】  光信号品質パラメータの評価を行う際に、セレクタ２５３２，２５３４により複数の周波数フィルタを周期的に順番に切り替えながら光信号品質パラメータを求める。このとき、光信号のビットレートに整合した周波数フィルタを用いて求めた光信号品質パラメータが最も高い値を示す。従って、周波数フィルタを周期的に順番に切り替えて、一周期毎に最も高い品質を示したときの光信号品質パラメータのみを用いて評価を行う。【０１２８】  集積回路２５１２においては、図３、図６、図９、図１２または図１３のいずれかに示すアルゴリズムで信号処理を行う。それぞれのアルゴリズムについては第３から第７の実施形態に示す。図２５に示した光信号品質監視回路の集積回路２５１２は、図３に示したアルゴリズムで信号処理をする場合を示したものである。
＜第２０の実施形態＞
図２６に本発明に係る光信号品質監視回路の別の実施形態のブロック図を示す。光信号品質監視回路２６００は、入力される光信号ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号を光−電気変換して電気信号を出力する光電変換器（Ｏ／Ｅ）２６０４と、光信号ビットレートｆ０とは独立した繰り返し周波数ｆ１（Ｈｚ）のサンプリングクロックを発生し出力する局所クロック源１（２６０６）と、それぞれ異なる信号ビットレートｆ０に（例えば、７ＧＨｚ、１．８ＧＨｚ、１ＧＨｚ）対応した複数の周波数フィルタ２６４２、２６４４、および２６４６と、複数の周波数フィルタを切り替えるセレクタ２６３２および２６３４と、フィルタを通過した電気信号を周波数ｆ１（Ｈｚ）のサンプリングクロックでサンプリングしてアナログ・デジタル変換したデジタルのサンプリングデータを出力するＡＤＣ＆Ｓａｍｐｌｉｎｇ器２６０８と、ＡＤＣ＆Ｓａｍｐｌｉｎｇ器２６０８から出力されたサンプリングデータを信号処理して光信号品質パラメータの評価を行う集積回路２６１２と、光電変換器２６０４から出力された電気信号を用いて光信号ビットレートｆ０の情報を出力するビットレート検知器２６０１と、ビットレート検知器２６０１からの光信号ビットレートｆ０の情報に応じて、セレクタを制御するＬＰＦ制御部２６３０とを備えている。【０１２９】  光信号ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号は、光電変換器２６０４で電気信号に変換された後に、セレクタ２６３２、２６３４によって切り替えられた異なる光信号ビットレートｆ０に対応した複数の周波数フィルタ２６４２、２６４４、および２６４６のいずれかに入力される。フィルタを通過した電気信号は、ＡＤＣ＆Ｓａｍｐｌｉｎｇ器２６０８で、第１７の実施形態で説明したのと同様に、サンプリングデータに変換された後、集積回路２６１２で光信号品質パラメータの評価に資される。【０１３０】  信号ビットレートが変更された場合、ＬＰＦ制御部２６３０は、ビットレート検知器２６０１から出力された光信号ビットレートｆ０の情報によってビットレートが変更されたことを検知し、セレクタ２６３２、２６３４により変更された信号ビットレートに適応した周波数フィルタに切り替える。これにより、集積回路２６１２は、信号ビットレートの変化に対応して、信号品質パラメータを求めることができる。【０１３１】  ビットレート検知手段として具体的には、実施形態１８と同様に、図２７に示したような分岐手段２７０２と周波数フィルタ２７０４、２７０６、および２７０８と、電気パワー測定手段２７１０、２７１２、および２７１４と、パワー比較手段２７１６の組み合わせが使用できる。そして、最大の電気パワーを出力した周波数フィルタに相当する信号ビットレート情報を現在の光信号のビットレートとみなして、ＬＰＦ制御部２６３０へ送信する。その後、セレクタ２６３２、２６３４により信号ビットレートに対応した周波数フィルタに切り替えて信号品質パラメータの測定を行う。【０１３２】  集積回路２６１２においては、図３、図６、図９、図１２または図１３のいずれかに示すアルゴリズムで信号処理を行う。それぞれのアルゴリズムについては第３から第７の実施形態に示す。図２６に示した光信号品���監視回路の集積回路２６１２は、図３に示したアルゴリズムで信号処理をする場合を示したものである。
【図１】
0004570616.tif 000009
【図２】
0004570616.tif 000010
【図３】
0004570616.tif 000011
【図４】
0004570616.tif 000012
【図５】
0004570616.tif 000013
【図６】
0004570616.tif 000014
【図７】
0004570616.tif 000015
【図８】
0004570616.tif 000016
【図９】
0004570616.tif 000017
【図１０】
0004570616.tif 000018
【図１１】
0004570616.tif 000019
【図１２】
0004570616.tif 000020
【図１３】
0004570616.tif 000021
【図１４】
0004570616.tif 000022
【図１５】
0004570616.tif 000023
【図１６】
0004570616.tif 000024
【図１７】
0004570616.tif 000025
【図１８】
0004570616.tif 000026
【図１９】
0004570616.tif 000027
【図２０】
0004570616.tif 000028
【図２１】
0004570616.tif 000029
【図２２】
0004570616.tif 000030
【図２３】
0004570616.tif 000031
【図２４】
0004570616.tif 000032
【図２５】
0004570616.tif 000033
【図２６】
0004570616.tif 000034
【図２７】
0004570616.tif 000035
【図２８】
0004570616.tif 000036
【図２９】
0004570616.tif 000037
【図３０】
0004570616.tif 000038
【図３１】
0004570616.tif 000039
【図３２】
0004570616.tif 000040
【図３３】
0004570616.tif 000041
【図３４】
0004570616.tif 000042
【図３５】
0004570616.tif 000043
【図３６】
0004570616.tif 000044
【図３７】
0004570616.tif 000045
【図３８】
0004570616.tif 000046