(57)【要約】【課題】本開示はオンライン故障検出装置、方法及びシステムを提供する。【解決手段】オンライン故障検出装置は、所定のモニタリング時間間隔に従ってマルチキャリア光通信システムの受信機から各サブキャリアの信号対ノイズ比を読み取るための読み取りユニット；信号対ノイズ比が第一閾値よりも小さい第一所定数量のサブキャリアがあるかを判断するための判断ユニット；前記判断ユニットの判断結果がはいのときに、前記システムの損傷の変化をモニタリングし、前記システムの損傷の変化に基づいて、信号対ノイズ比の劣化原因を確定するための検出ユニット；及び、信号対ノイズ比の劣化及び／又は信号対ノイズ比の劣化原因を報告するための報告ユニットを含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オンライン故障検出装置であって、
所定のモニタリング時間間隔に従ってマルチキャリア光通信システムの受信機から各サブキャリアの信号対ノイズ比を読み取るための読み取りユニット；
信号対ノイズ比が第一閾値よりも小さい第一所定数量のサブキャリアがあるかを判断するための判断ユニット；
前記判断ユニットの判断結果がはいのときに、前記システムの損傷の変化をモニタリングし、前記システムの損傷の変化に基づいて、信号対ノイズ比の劣化原因を確定するための検出ユニット；及び
信号対ノイズ比の劣化及び／又は信号対ノイズ比の劣化原因を報告するための報告ユニットを含む、装置。
【請求項２】
付記1に記載の装置であって、
前記検出ユニットは、前記判断ユニットの判断結果がはいのときに、前記システムのチャネル利得をモニタリングし、モニタリング結果に基づいて、信号対ノイズ比の劣化原因がチャネル利得の変化を含むかを確定する、装置。
【請求項３】
請求項2に記載の装置であって、
前記検出ユニットは、
前記受信機からチャネルのイコライザの係数を読み取るための第一読み取りモジュール；
前記チャネルのイコライザの係数に基づいて、各サブキャリアのチャネル利得を計算するための第一計算モジュール；
前記第一所定数量のサブキャリアのうち、チャネル利得が第二閾値よりも小さい第二所定数量のサブキャリアがあるかを判断するための第一判断モジュール；及び
前記第一判断モジュールの判断結果がはいのときに、信号対ノイズ比の劣化原因がチャネル利得の変化を含むと確定するための第一確定モジュールを含む、装置。
【請求項４】
請求項1に記載の装置であって、
前記検出ユニットは、前記システムの離散マルチトーン符号の同期エラーをモニタリングし、モニタリング結果に基づいて、信号対ノイズ比の劣化原因が離散マルチトーン符号の同期エラーを含むかを確定する、装置。
【請求項５】
請求項4に記載の装置であって、
前記検出ユニットは、
前記受信機からチャネルのイコライザの係数を読み取るための第二読み取りモジュール；
前記チャネルのイコライザの係数に基づいて、各サブキャリアのイコライゼーション係数の位相を計算し、前記サブキャリアのイコライゼーション係数の位相に基づいて、イコライゼーション係数の位相の線形変化を計算し、前記イコライゼーション係数の位相の線形変化に基づいて、離散マルチトーン符号の同期エラーのデジタルサンプリング個数を計算するための第二計算モジュール；
前記離散マルチトーン符号の同期エラーのデジタルサンプリング個数が第三閾値よりも大きいかを判断するための第二判断モジュール；及び
前記第二判断モジュールの判断結果がはいのときに、信号対ノイズ比の劣化原因が離散マルチトーン符号の同期エラーを含むと確定するための第二確定モジュールを含む、装置。
【請求項６】
請求項1に記載の装置であって、
前記検出ユニットは、前記システムのクロックジッタをモニタリングし、モニタリング結果に基づいて、信号対ノイズ比の劣化原因がクロックジッタを含むかを確定する、装置。
【請求項７】
請求項6に記載の装置であって、
前記検出ユニットは、
前記受信機から複数のサブキャリアの復調データを読み取るための第三読み取りモジュール；
前記複数のサブキャリアの復調データに基づいて、前記複数のサブキャリア上での位相ノイズを計算し、前記複数のサブキャリア上での位相ノイズに基づいて、前記複数のサブキャリアのクロックジッタを計算するための第三計算モジュール；
前記複数のサブキャリアのクロックジッタに基づいて、前記システムのクロックジッタを確定するための第三確定モジュール；及び
前記システムのクロックジッタが第四閾値よりも大きいかを判断するための第三判断モジュールを含み、
前記第三確定モジュールは、前記第三判断モジュールの判断結果がはいのときに、信号対ノイズ比の劣化原因がクロックジッタを含むと確定する、装置。
【請求項８】
請求項7に記載の装置であって、
前記第三確定モジュールは、
各離散マルチトーン符号内でのサブキャリアについて、前記離散マルチトーン符号内でのサブキャリアのクロックジッタの平均を求め、前記離散マルチトーン符号上でのクロックジッタ値を取得し；及び
複数の離散マルチトーン符号上でのクロックジッタ値の二乗平均平方根を求め、前記システムのクロックジッタを取得するために用いられる、装置。
【請求項９】
請求項1に記載の装置であって、
前記報告ユニットは、信号対ノイズ比の劣化原因がチャネル利得の変化を含むときに、信号対ノイズ比の劣化、及び／又は、チャネル利得、及び／又は、チャネル利得の劣化を報告し；
前記報告ユニットは、信号対ノイズ比の劣化原因が離散マルチトーン符号の同期エラーを含むときに、信号対ノイズ比劣化、及び／又は、同期エラーを報告し；
前記報告ユニットは、信号対ノイズ比の劣化原因がクロックジッタを含むときに、信号対ノイズ比の劣化、及び／又は、前記システムのクロックジッタを報告し；
前記報告ユニットは、信号対ノイズ比の劣化原因がチャネル利得の変化、離散マルチトーン符号の同期エラー、及びクロックジッタを含まないときに、システムのノイズ及びクロストークを報告する、装置。
【請求項１０】
マルチキャリア光通信システムであって、
前記マルチキャリア光通信システムは、オンライン故障検出装置を含み、前記オンライン故障検出装置は、
所定のモニタリング時間間隔に従って前記システムの受信機から各サブキャリアの信号対ノイズ比を読み取り；
信号対ノイズ比が第一閾値よりも小さい第一所定数量のサブキャリアがあるかを判断し；
判断結果がはいのときに、前記システムの損傷の変化をモニタリングし、前記システムの損傷の変化に基づいて、信号対ノイズ比の劣化原因を確定し；及び
信号対ノイズ比の劣化及び／又は信号対ノイズ比の劣化原因を報告するように構成される、通信システム。
【請求項１１】
オンライン故障検出方法であって、
所定のモニタリング時間間隔に従ってマルチキャリア光通信システムの受信機から各サブキャリアの信号対ノイズ比を読み取り；
信号対ノイズ比が第一閾値よりも小さい第一所定数量のサブキャリアがあるかを判断し；
判断結果がはいのときに、前記システムの損傷の変化をモニタリングし、前記システムの損傷の変化に基づいて、信号対ノイズ比の劣化原因を確定し；及び
信号対ノイズ比の劣化及び／又は信号対ノイズ比の劣化原因を報告することを含む、方法。
【請求項１２】
請求項11に記載の方法であって、
前記システムの損傷の変化をモニタリングすることが、前記システムのチャネル利得をモニタリングすることを含む場合、前記システムの損傷の変化に基づいて、信号対ノイズ比の劣化原因を確定することは、
前記受信機からチャネルのイコライザの係数を読み取り；
前記チャネルのイコライザの係数に基づいて、各サブキャリアのチャネル利得を計算し；
前記第一所定数量のサブキャリアのうち、チャネル利得が第二閾値よりも小さい第二所定数量のサブキャリアがあるかを判断し；及び
判断結果がはいのときに、信号対ノイズ比の劣化原因がチャネル利得の変化を含むと確定することを含む、方法。
【請求項１３】
請求項11に記載の方法であって、
前記システムの損傷の変化をモニタリングすることが、前記システムの離散マルチトーン符号の同期エラーをモニタリングすることを含む場合、前記システムの損傷の変化に基づいて、信号対ノイズ比の劣化原因を確定することは、
前記受信機からチャネルのイコライザの係数を読み取り；
前記チャネルのイコライザの係数に基づいて、各サブキャリアのイコライゼーション係数の位相を計算し；
前記サブキャリアのイコライゼーション係数の位相に基づいて、イコライゼーション係数の位相の線形変化を計算し；
前記イコライゼーション係数の位相の線形変化に基づいて、離散マルチトーン符号の同期エラーのデジタルサンプリング個数を計算し；及び
前記離散マルチトーン符号の同期エラーのデジタルサンプリング個数が第三閾値よりも大きい場合、信号対ノイズ比の劣化原因が離散マルチトーン符号の同期エラーを含むと確定することを含む、方法。
【請求項１４】
請求項11に記載の方法であって、
前記システムの損傷の変化をモニタリングすることが、前記システムのクロックジッタをモニタリングすることを含む場合、前記システムの損傷の変化に基づいて、信号対ノイズ比の劣化原因を確定することは、
前記受信機から複数のサブキャリアの復調データを読み取り；
前記複数のサブキャリアの復調データに基づいて、前記複数のサブキャリア上での位相ノイズを計算し；
前記複数のサブキャリア上での位相ノイズに基づいて、前記複数のサブキャリアのクロックジッタを計算し；
前記複数のサブキャリアのクロックジッタに基づいて、前記システムのクロックジッタを確定し；及び
前記システムのクロックジッタが第四閾値よりも大きい場合、信号対ノイズ比の劣化原因がクロックジッタを含むと確定することを含む、方法。
【請求項１５】
請求項14に記載の方法であって、
前記複数のサブキャリアのクロックジッタに基づいて、前記システムのクロックジッタを確定することは、
各離散マルチトーン符号内でのサブキャリアについて、前記離散マルチトーン符号内でのサブキャリアのクロックジッタの平均を求め、前記離散マルチトーン符号上でのクロックジッタ値を取得し；及び
複数の離散マルチトーン符号上でのクロックジッタ値の二乗平均平方根を求め、前記システムのクロックジッタを取得することを含む、方法。
【請求項１６】
請求項11に記載の方法であって、
信号対ノイズ比の劣化原因がチャネル利得の変化を含む場合、前記信号対ノイズ比の劣化及び／又は信号対ノイズ比の劣化原因を報告することは、信号対ノイズ比の劣化、及び／又は、チャネル利得、及び／又は、チャネル利得の劣化を報告することを含み；
信号対ノイズ比の劣化原因が離散マルチトーン符号の同期エラーを含む場合、前記信号対ノイズ比の劣化及び／又は信号対ノイズ比の劣化原因を報告することは、信号対ノイズ比劣化、及び／又は、同期エラーを報告することを含み；
信号対ノイズ比の劣化原因がクロックジッタを含む場合、前記信号対ノイズ比の劣化及び／又は信号対ノイズ比の劣化原因を報告することは、信号対ノイズ比の劣化、及び／又は、前記システムのクロックジッタを報告することを含み；
信号対ノイズ比の劣化原因がチャネル利得の変化、離散マルチトーン符号の同期エラー、及びクロックジッタを含まない場合、前記信号対ノイズ比の劣化及び／又は信号対ノイズ比の劣化原因を報告することは、システムのノイズ及びクロストークを報告することを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、マルチキャリア光通信システムに関し、特に、オンライン故障検出方法、装置及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチキャリア通信システムは、マルチキャリア変調に基づく通信システムであり、高伝送レート、高スペクトル効率及び抗マルチパスと周波数領域フェージング（anti-multipath  and  frequency  domain  fading）などの利点を有するため、今のところ、無線通信や有線アクセスネットワークに幅広く応用されている。短距離の光通信応用では、マルチキャリア通信システム、特に、強度変調及び直接検出に基づく離散マルチトーン（DMT、Discrete  Multi-tone）システムは、構造が簡単で、伝送レートが高いため、業界で注目を集めいており、次世代のデータセンターなどのような短距離光通信応用シナリオの先導的技術の１つと見なされている（参考文献1）。
【０００３】
しかし、従来の無線通信及び有線アクセスネットワークとは異なり、一方では、DMT光通信システムのレートが100Gb／s以上であるため、このような高レートの下で、システムの損傷（distortion）の変化によるシステムパーフォンマンスへの影響が拡大される可能性があり、他方では、データセンターなどのような代表的な応用シナリオの、DMT光通信システムの安定性への要求がより高く、通常、システムが安定なレートで連続してワーキングし得ることを要する。従来技術では、DMTシステムが各サブキャリアの信号対ノイズ比（SNR、Signal  to  Noise  Ratio）の変化のみ追跡し、SNR変化の原因を簡単にシステムのノイズ及びクロストーク（crosstalk）の変化とし、そして、サブキャリアのビットスワップ（Bit  Swap）の方法でサービスの連続性を保証することを試みている（参考文献2）。
【０００４】
よって分かるように、従来技術では、DMT光通信システムの２つの重要な問題がまだ解決されていない。先ず、SNRの変化の原因を決めることである。DMT光通信システムの通信レートがかなり高いため、システムの各種の損傷、例えば、クロックジッタなどの軽微な変化でもSNRの変化を引き起こすことができる。このようなSNRの劣化がノイズ又はクロストークによるものでないので、サブキャリアのビットスワップにより、必ずしもサービスの連続性を保証することができない。次に、安定な伝送レートを保証することである。端末ユーザ向けのため、従来の無線通信及び有線アクセスネットワークでは、伝送レートの安定性が要求されていないので、従来技術では、伝送レートの調整に基づいてSNRの変化が扱われている。しかし、DMT光通信システムは、データセンターの大型サーバの接続などのようなシナリオに用いられるため、システムの伝送レートが安定であることが要され、例えば、100Gb／sのイーサネット(登録商標)の標準などを満足することが要される。
【０００５】
参考文献1：「Discrete  Multi-Tone  for  100  Gb／s  Optical  Access  Networks」、Takahara、T.；Fujitsu  Labs.  Ltd.、Optical  Fiber  Communications  Conference  and  Exhibition  (OFC)、2014
参考文献2：「Adaptive  Channel  Tracking  and  Bit-Power  Reallocation  for  100  Gb／s  Uncooled  DMT  Transceiver”、Bo  Liu；Weizhen  Yan；Lei  Li；Hao  Chen；Zhenning  Tao；Takahara、T.；Rasmussen、J.C.；Drenski、T.；  Optical  Communication  (ECOC)、2014
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
発明者は、本開示の実現過程において、システムパーフォンマンスの変化に対して早期警告を行い、システムパーフォンマンスの変化の可能な原因を提供することができれば、安定な伝送レートを保証する前提でシステムの問題を解決できることを発見した。
【０００７】
背景技術に述べた問題を解決するために、本開示は、オンラインでシステムの各種の損傷の変化をモニタリングし、システムの正常な動作を威脅し得る変化を早期に警告することができる、オンライン故障検出装置、方法及びシステムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の実施例の第一側面によれば、オンライン故障検出装置が提供され、そのうち、前記装置は、
所定のモニタリング時間間隔に従って、マルチキャリア光通信システムの受信機から、各サブキャリアの信号対ノイズ比を読み取るための読み取りユニット；
信号対ノイズ比が第一閾値よりも小さい第一所定数量のサブキャリアがあるかを判断するための判断ユニット；
前記判断ユニットの判断結果がはいであるときに、前記システムの損傷（distortion）の変化をモニタリングし、前記システムの損傷の変化に基づいて、信号対ノイズ比の劣化原因を確定するための検出ユニット；
信号対ノイズ比の劣化及び／又は信号対ノイズ比の劣化原因を報告するための報告ユニットを含む。
【０００９】
本開示の実施例の第二側面によれば、オンライン故障検出方法が提供され、そのうち、前記方法は、
所定のモニタリング時間間隔に従って、マルチキャリア光通信システムの受信機から、各サブキャリアの信号対ノイズ比を読み取り；
信号対ノイズ比が第一閾値よりも小さい第一所定数量のサブキャリアがあるかを判断し；
判断結果がはいであるときに、前記システムの損傷の変化をモニタリングし、前記システムの損傷の変化に基づいて、信号対ノイズ比の劣化原因を確定し；及び
信号対ノイズ比の劣化及び／又は信号対ノイズ比の劣化原因を報告することを含む。
【００１０】
本開示の実施例の第三側面によれば、マルチキャリア光通信システムが提供され、そのうち、前記マルチキャリア光通信システムは、オンライン故障検出装置を含み、前記オンライン故障検出装置は、
所定のモニタリング時間間隔に従って、前記システムの受信機から、各サブキャリアの信号対ノイズ比を読み取り；
信号対ノイズ比が第一閾値よりも小さい第一所定数量のサブキャリアがあるかを判断し；
判断結果がはいであるときに、前記システムの損傷の変化をモニタリングし、前記システムの損傷の変化に基づいて信号対ノイズ比の劣化原因を確定し；及び
信号対ノイズ比の劣化及び／又は信号対ノイズ比の劣化原因を報告するように構成される。
【００１１】
本開示の有益な効果は、本開示により提供される装置、方法又はシステムにより、オンラインでシステムの各種の損傷の変化をモニタリングし、システムの正常な作動を威脅し得る変化を早期に警告することにより、背景技術に述べた問題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】DMT技術に基づく高速光通信システムのトポロジー構造を示す図である。
【図２】本開示の実施例によるDMT光通信システムのトポロジー構造を示す図である。
【図３】本開示の実施例によるオンライン故障検出装置の構成を示す図である。
【図４】信号対ノイズ比の変化範囲を設定する原理を示す図である。
【図５】本開示の実施例によるオンライン故障検出装置の検出ユニットの一実施方式の構成を示す図である。
【図６】チャネル利得の変化範囲を設定する原理を示す図である。
【図７】本開示の実施例によるオンライン故障検出装置の検出ユニットの他の実施方式の構成を示す図である。
【図８】イコライゼーション係数の位相及びDMT符号の同期エラーを示す図である。
【図９】本開示の実施例によるオンライン故障検出装置の検出ユニットの他の実施方式の構成を示す図である。
【図１０】本開示の実施例によるオンライン故障検出方法のフローチャートである。
【図１１】図10の方法におけるステップ103の一実施方式のフローチャートである。
【図１２】図10の方法におけるステップ103の他の実施方式のフローチャートである。
【図１３】図10の方法におけるステップ103の他の実施方式のフローチャートである。
【図１４】本開示の実施例におけるオンライン故障検出方法の一実施方式の全体フローチャートである。
【図１５】本開示の実施例によるコンピュータシステムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
添付した図面及び以下の説明を参照することにより、本開示の前述及び他の特徴が明らかになる。明細書及び図面では、具体的に本開示の特定の実施方式を開示しているが、それらは、本開示の原理を採用し得る一部の実施方式だけである。なお、本開示は、記載されている実施方式により限定されず、即ち、本開示は、添付した特許請求の範囲内での全ての変更、変形及び代替によるものも含む。
【００１４】
図1は、DMT技術に基づく高速光通信システム100のトポロジー構造図である。図1に示すように、該光通信システム100の送信側には、DMT送信機101、DAC（Digital  to  Analog  Converter）102、駆動増幅器103、電気／光変換器104などの部品を含み、また、該光通信システムの受信側には、光／電気変換器105、受信増幅器106、ADC（Analog  to  Digital  Converter）107、DMT受信機108などの部品を含む。
【００１５】
以下、図1に示すような光通信システム100を例とし、図面及び具体的な実施方式をもとに、本開示の実施例について詳細に説明する。しかし、本開示の実施例は、図1に示す光通信システム100の構成に限定されず、該光通信システム100はさらに他の部品又は機能モジュールを含んでも良い。
【実施例１】
【００１６】
本実施例はオンライン故障検出装置を提供し、それはオンライでDMT光通信システムの各種の損傷のリアルタイムな変化をンモニタリングし、予め設定されている変化範囲（閾値）に基づいて、システムの安定な伝送レートに影響し得る損傷の変化を早期に警告することができる。
【００１７】
本実施例では、該オンライン故障検出装置は、DMT光通信システムに用いることができる。図2は、本実施例によるオンライン故障検出装置を含むDMT光通信システム200の構成図である。図2に示すように、該DMT光通信システム200は、DMT送信機101、DAC  102、駆動増幅器103、電気／光変換器104、光／電気変換器105、受信機増幅器106、ADC  107、DMT受信機108の他に、本実施例によるオンライン故障検出装置300も含む。該オンライン故障検出装置300は、DMT受信機108に結合され、DMT受信機108から各種のデータを得るために用いられるが、具体的には後述する。また、図2に示すような本実施例のオンライン故障検出装置300の設置位置は例示に過ぎず、他の実施例では、該オンライン故障検出装置300は、DMT受信機108に統合し、DMT受信機108の一つのモジュールとされても良い。
【００１８】
図3は、該オンライン故障検出装置300の構成図である。図3に示すように、該オンライン故障検出装置300は、読み取りユニット301、判断ユニット302、検出ユニット303及び報告ユニット304を含む。
【００１９】
本実施例では、該読み取りユニット301は、所定のモニタリング時間間隔に従ってマルチキャリア光通信システムの受信機から各サブキャリアの信号対ノイズ比を読み取る。そのうち、該読み取りユニット301は、一定のモニタリング時間間隔、例えば、1ｓに従って、受信機からDMTシステムの各サブキャリアのSNRを読み取ることができる。そのうち、該SNRの検出は、従来技術により実現されても良く、例えば、参考文献2の方法で実現されても良く、本実施例はこれについて限定しない。
【００２０】
本実施例では、該判断ユニット302は、信号対ノイズ比が第一閾値よりも小さい第一所定数量のサブキャリアがあるかを判断するために用いられる。そのうち、該判断ユニット302は、予め設定されている変化範囲（本実施例では第一閾値という）に基づいて、読み取られた各サブキャリアのSNRに対して検出を行うことができる。図4は、予め設定されているSNR変化範囲の一例であり、図4に示すように、そのうち、探査信号対ノイズ比（Probed  SNR）は、システム初期稼働時に測定されたSNRであり、レート保証信号対ノイズ比（SNR  for  Rate  Guarantee）は、システムの安定な伝送レートを保証するために要するSNRである。
【００２１】
一実施方式では、システムの安定な伝送レートを保証するために必要なSNRは、Probed  SNR及び各部品の線形及び非線形特性に基づくシミュレーションにより得ることができる。例えば、シミュレーションの際に、Probed  SNRに基づいて最初の各サブキャリアのノイズ初期値を設定し、そして、伝送レートを不変に維持したまま、伝送のビットエラーレートがシステムの閾値、例えば、1e-4を超えるまで、次第にノイズを増大させ（SNRを減少させる）、この時に得られたSNRは、伝送レートを保証するために必要なSNRである。
【００２２】
他の実施方式では、伝送レートを保証するために必要なSNRの取得は、Probed  SNRに対してMAWF（Margin  Adaptive  water-filling）による計算を行うことである。例えば、参考文献3（「A  Practical  Discrete  Multitone  Transceiver  Loading  Algorithm  for  Data  Transmission  over  Spectrally  Shaped  Channels」、Peter  S.  Chow、John  M.  Cioffi、and  John  A.  C.  Bingham、IEEE  TRANSACTIONS  ON  COMMUNICATIONS、VOL.  43、NO.  2／3／4、FEBRUARY／MARCH／APRIL  1995）に記載の方法によれば、Probed  SNRから、計算により得られたパワーマージン（Power  Margin）を減算したものは、伝送レートを保証すするために必要なSNRである。
【００２３】
そのうち、システムの安定な伝送レートを保証するために必要なSNRを得た後に、該SNRに、所期の早期警告の感度に基づいて設定されているマージン、例えば、1dBを加算することにより、SNRの変化の下限（Lower  Boundary  SNR）を得ることができる。
【００２４】
本実施例では、該判断ユニット302は、読み取られた各サブキャリアのSNRと、設定されているSNRの変化の下限とを比較する。SNRのリアルタイムなモニタリング値が下限よりも小さい（第一閾値よりも小さい）M個（M≧1；M値が大きいほど、早期警告の感度が低い）のサブキャリアがあるときに、システムの損傷が生じていることを意味し、この場合、本実施例では、検出ユニット303により、信号対ノイズ比の劣化原因を検出し、そうでない場合、DMT光通信システムが正常な範囲内で稼働していることを意味し、読み取りユニットにより引き続き次回の読み取りを行う。
【００２５】
実施例では、該検出ユニット303は、判断ユニット302の判断結果がはいである時に、システムの損傷の変化をモニタリングし、信号対ノイズ比の劣化原因を確定するために用いられる。
【００２６】
そのうち、システムの損傷の代表として、該検出ユニット303は、システムのチャネル利得及び／又はシステムのDMT符号の同期エラー（誤差又は偏差ともいう）及び／又はシステムのクロックをモニタリングすることで、信号対ノイズ比の劣化原因がチャネル利得及び／又はシステムのDMT符号の同期エラー及び／又はシステムのクロックによるものであるかを確定することができる。そのうち、これらのシステム損傷は例示に過ぎず、具体的な実施過程では、該検出ユニット303は、さらに、信号対ノイズ比の劣化を引き起こし得る他のシステムの損傷を検出しても良く、その原理は、上述の幾つかのシステムの損傷の原因を検出する場合と同じであるため、ここではその詳しい説明を省略する。
【００２７】
本実施例では、該報告ユニット304は、検出ユニット303が信号対ノイズ比の劣化原因を検出した後に、信号対ノイズ比の劣化ということ（イベント）及び／又は信号対ノイズ比の劣化原因を報告するために用いられる。
【００２８】
本実施例のオンライン故障検出装置300により、サービス伝送を行うと同時にリアルタイムでDMT光通信システム中の各種の損傷の変化をモニタリングし、そして、予め設定されている変化範囲に基づいて、システムパーフォンマンスへの威脅が最大である変化を検出し、これにより、システムパーフォンマンスの変化を早期に警告し、システムパーフォンマンスの変化の可能な原因を提供することができるため、安定な伝送レートを保証する前提でシステムの問題を解決することが可能になる。
【００２９】
本実施例では、検出ユニット303は、信号対ノイズ比の劣化原因の可能性の「大から小へ」の順序に従って、上述の異なる類型のシステム損傷をモニタリングする順序を決めても良く、例えば、まず、チャネル利得をモニタリングし、そして、DMT符号の同期エラーをモニタリングし、最後に、システムのクロックをモニタリングしても良い。なお、これは例示に過ぎず、該検出ユニット303は、他のポリシーに従って上述の異なる類型のシステムの損傷をモニタリングする順序を決めても良い。また、該検出ユニット303は、ある類型のシステム損傷のモニタリング結果に基づいて、後続の他の類型のシステム損傷へのモニタリングを引き続き行うかを決定しても良く、例えば、信号対ノイズ比の劣化原因がチャネル利得の変化によるものであるとモニタリングした時に、該検出ユニット303は、検出を中止しても良く、又は、該システムのDMT符号の同期エラー及び該システムのクロックをモニタリングしなくても良い。
【００３０】
以下、３つの実施方式により、該検出ユニット303のシステムのチャネル利得へのモニタリング、システムのDMT符号の同期エラーへのモニタリング、及びシステムのクロックへのモニタリングをそれぞれ説明する。なお、上述のように、具体的な実施過程では、該検出ユニット303は、所定の順序に従って、次の３つの実施方式の任意の１つ又は任意の組み合わせを実施しても良い。
【００３１】
検出ユニット303の一実施方式では、該検出ユニット303は、判断ユニット302の判断結果がはいである時に、前記システムのチャネル利得をモニタリングし、そして、モニタリング結果に基づいて、信号対ノイズ比の劣化原因がチャネル利得の変化を含むかを確定し、即ち、前述の信号対ノイズ比劣化がシステムのチャネル利得の劣化によるものであるかを判断する。
【００３２】
図5は、該実施方式の検出ユニット303の構成図である。図5に示すように、該実施方式では、検出ユニット303は、第一読み取りモジュール501、第一計算モジュール502、第一判断モジュール503、及び第一確定モジュール504を含む。第一読み取りモジュール501は、前記受信機からチャネルのイコライザの係数を読み取るために用いられ；第一計算モジュール502は、前記チャネルのイコライザの係数に基づいて、各サブキャリアのチャネル利得を計算するために用いられ；第一判断モジュール503は、前記第一所定数量のサブキャリアのうち、チャネル利得が第二閾値よりも小さい第二所定数量のサブキャリアがあるかを判断するために用いられ；第一確定モジュール504は、第一判断モジュール503の判断結果がはいである時に、信号対ノイズ比の劣化原因がチャネル利得の変化を含むと確定するために用いられる。
【００３３】
図5の実施方式では、まず、第一読み取りモジュール501は、DMT受信機からチャネルのイコライザの係数Cを読み取り、Cは、一つの1×Nの行列式であり、Nは、DMTシステムのサブキャリアの数であり、Cは、
【数１】
2017022710.tif 000003
のように表われても良い。
【００３４】
そのうち、ciは、複素数であり、第i個目のサブキャリア上でのイコライゼーション係数を表す。DMT受信機は、リアルタイムでこれらの係数を更新してチャネルの変化を追跡することができる（参考文献2参照）。よって、これらの係数も、チャネルの変化を反映している。第一計算モジュール502は、読み取られたチャネルのコライゼーション係数に対してモジュロ及びインバース（逆数）演算を行うことにより、モニタリング時刻における各サブキャリア上でのチャネル利得giを得ることができ、即ち、
【数２】
2017022710.tif 000004
である。
【００３５】
第一判断モジュール503は、第一計算モジュール502が得た各サブキャリア上でのチャネル利得に対してチェックを行って、チャネル利得の劣化がシステムパーフォンマンス劣化の主な原因であるかを判断する。第一判断モジュール503の一実施方式では、該第一判断モジュール503も、予め設定されているチャネル利得の変化範囲（本実施例では、第二閾値という）に基づいて上述の判断を行う。
【００３６】
図6は、チャネル利得の変化範囲の一例である。図6に示すように、該チャネル利得の変化範囲の設定方法は、図4に示すようなチャネルSNRの変化範囲の設定方法に似ている。図6中の探査利得（Probed  Gain）は、記憶されているシステムの最初稼働時に測定されたチャネル利得であり、レート保証利得（Gain  for  Rate  Guarantee）は、システムの安定な伝送レートを保証するために必要なチャネル利得である。
【００３７】
一実施方式では、システムの安定な伝送レートを保証するために必要なチャネル利得は、Probed  Gain及び各部品の線形及び非線形特性に基づくシミュレーションにより得ることができる。例えば、シミュレーションの際に、Probed  Gainに基づいて最初の各サブキャリアのチャネル利得の初期値を設定し、そして、伝送レートを不変に維持したまま、伝送のビットエラーレートがシステムの閾値、例えば、1e-4を超えるまで、次第にチャネル利得を下げ、この時に得られたチャネル利得は、伝送レートを保証するために要するチャネル利得である。
【００３８】
他の実施方式では、伝送レートを保証するためのチャネル利得の取得も、MAWF（Margin  Adaptive  water-filling）に基づく計算であり、例えば、Probed  Gainから、計算により得られたパワーマージン（Power  Margin）を減算することにより、伝送レートを保証するためのチャネル利得を得ることができる。
【００３９】
図5の実施方式では、システムの安定な伝送レートを保証するために要するチャネル利得を得た後に、該チャネル利得に、所期の早期警告の感度に基づいて設定されているマージン、例えば、0.5dBを加算することにより、チャネル利得の変化の下限（Lower  Boundary  Gain）を得ることができる。
【００４０】
図5の実施方式では、第一判断モジュール503が、判断ユニット202により検出されているM個のSNR劣化のサブキャリア（第一所定数量のサブキャリア）のうち、L個（1≦L≦M）（第二所定数量のサブキャリア）のチャネル利得が、設定されているチャネル利得の変化の下限よりも低いと発見した時に、第一確定モジュール504は、DMT光通信システムの現在の主な威脅がチャネル利得の変化であると確定することができる。第一判断モジュール503により、上述の第二所定数量のサブキャリアのチャネル利得が設定されている下限よりも低いと発見しない場合、チャネル利得の変化による威脅を排除する。
【００４１】
図5の実施方式では、検出ユニット303（第一確定モジュール504）が、信号対ノイズ比の劣化原因がチャネル利得の変化を含むと確定した後、報告ユニット304は、上位層のネットワーク管理システムに該威脅を報告することができ、報告の内容は、判断ユニット302が検出したSNRの劣化、第一計算モジュール502が算出した各サブキャリアのリアルタイムなチャネル利得、及び第一判断モジュール503が検出したチャネル利得の劣化を含んでも良いが、これらに限定されない。
【００４２】
検出ユニット303の他の実施方式では、該検出ユニット303は、判断ユニット302の判断結果がはいである時に、前記システムの離散マルチトーン（DMT）符号の同期エラーをモニタリングし、そして、モニタリング結果に基づいて、信号対ノイズ比の劣化原因がDMT符号の同期エラーを含むかを確定し、即ち、システムのDMT符号の同期エラーがシステムの許容範囲内にあるかを判断する。
【００４３】
図7は、該実施方式の検出ユニット303の構成図である。図7に示すように、該実施方式では、検出ユニット303は、第二読み取りモジュール701、第二計算モジュール702、第二判断モジュール703、及び第二確定モジュール704を含む。第二読み取りモジュール701は、前記受信機からチャネルのイコライザの係数を読み取るために用いられ；第二計算モジュール702は、前記チャネルのイコライザの係数に基づいて、各サブキャリアのイコライゼーション係数の位相を計算し、そして、前記サブキャリアのイコライゼーション係数の位相に基づいて、イコライゼーション係数の位相の線形変化を計算し、それから、前記イコライゼーション係数の位相の線形変化に基づいて、DMT符号の同期エラーのデジタルサンプリング個数を計算するために用いられ；第二判断モジュール703は、前記DMT符号の同期エラーのデジタルサンプリング個数が第三閾値よりも大きいかを判断するために用いられ；第二確定モジュール704は、第二判断モジュール703の判断結果がはいである時に、信号対ノイズ比の劣化原因がDMT符号の同期エラーを含むと確定する。
【００４４】
図7の実施方式では、該検出ユニット303は、各サブキャリアのイコライゼーション係数の位相に基づいて検出を行い、具体的には、第二計算モジュール702は、各サブキャリアのイコライゼーション係数ciの角度を取ってunwrap処理（即ち、隣接サブキャリアの角度の変化が+／-2πよりも大きい場合、それ相応に2πを加算又は減算する）を行い、これにより、各サブキャリアのイコライゼーション係数の位相が周波数に伴って変化する曲線を得る。図8に示すように、DMT符号の同期エラーがない時に、イコライゼーション係数の位相は、図8中のドリフト（漂動）無しの曲線に示すようであり、且つ、該曲線中の周波数が低いところの傾斜度がセルに近い。DMT符号の同期エラーがある時に、イコライゼーション係数の位相が線形変化を呈し、図8中のプリドリフト（pre-drift）の曲線及びポストドリフト(post-drift)の曲線に示すようである。該実施方式では、第二計算モジュール702は、まず、イコライゼーション係数の位相を取得し、その後、線形変化の傾斜度を計算し、これにより、現在のシステムのDMT符号の同期エラーの大小（サイズ）及び方向を決めることがでる。
【００４５】
具体的には、
【数３】
2017022710.tif 000005
である。
【００４６】
そのうち、φiは、第i個目のサブキャリアのイコライゼーション係数の位相であり、周波数が高いところ（比較的大きいi）のチャネル自身の位相の変化が比較的大きいため、第二計算モジュール702は、中央の又は低い周波数のところの位相を選択してイコライゼーション係数の位相の線形変化を計算することができる。即ち、
【数４】
2017022710.tif 000006
である。
【００４７】
そのうち、Kは、整数であり且つK≦N／2である。第二計算モジュール702は、イコライゼーション係数の位相の線形変化ΔφからDMT符号の同期エラーのデジタルサンプリング（sample）個数を直接計算することができる。即ち、
【数５】
2017022710.tif 000007
である。
【００４８】
そのうち、fsampleは、DMTシステムのデジタルサンプリングレートであり、fscは、DMTシステムのサブキャリアの間隔である。DMT光通信システムが許容し得る符号の同期エラーは、DMT符号の巡回プレフィックス（cyclic  prefix）及び巡回ポストフィックス（cyclic  postfix）の長さにより決定される。第二判断モジュール703は、第二計算モジュール702が計算した現在の同期エラーのデジタルサンプリング個数をチェックし、
【数６】
2017022710.tif 000008
であれば、同期エラーがシステムの許容範囲内にあり、システムパーフォンマンスへの威脅ではないことを意味し、そのうち、α１及びα２は、システムの符号間のクロストークを考慮して設定されたマージン値であり、通常、1又は2と設定されても良い。同期エラーのデジタルサンプリング個数が上述の範囲を超えたら、同期エラーがシステムパーフォンマンスへの主な威脅であることを意味する。
【００４９】
図7の実施方式では、検出ユニット303（第二確定モジュール704）が、信号対ノイズ比の劣化原因がDMT符号の同期エラーを含むと確定した後に、報告ユニット304は、上位層のネットワーク管理システムに該威脅を報告することができ、報告の内容は、判断ユニット302が検出したSNRの劣化、及び、第二判断モジュール703が検出した同期エラーを含んでも良いが、これらに限定されない。
【００５０】
検出ユニット303の他の実施方式では、該検出ユニット303は、判断ユニット302の判断結果がはいである時に、前記システムのクロックジッタをモニタリングし、そして、モニタリング結果に基づいて、信号対ノイズ比の劣化原因がクロックジッタを含むかを確定し、即ち、システムのクロックが正常に作動するかを判断する。
【００５１】
図9は、該実施方式の検出ユニット303の構成図である。図9に示すように、該実施方式では、検出ユニット303は、第三読み取りモジュール901、第三計算モジュール902、第三確定モジュール903、及び第三判断モジュール904を含む。第三読み取りモジュール901は、前記受信機から複数のサブキャリアの復調データを読み取るために用いられ；第三計算モジュール902は、前記複数のサブキャリアの復調データに基づいて、前記複数のサブキャリア上での位相ノイズを計算し、そして、前記複数のサブキャリア上での位相ノイズに基づいて前記複数のサブキャリアのクロックジッタを計算するために用いられ；第三確定モジュール903は、前記複数のサブキャリアのクロックジッタに基づいて、前記システムのクロックジッタを確定するために用いられ；第三判断モジュール904は、前記システムのクロックジッタが第四閾値よりも大きいかを判断するために用いられ；前記第三確定モジュール903は、第三判断モジュール904の判断結果がはいである時に、信号対ノイズ比の劣化原因がクロックジッタを含むと確定するために用いられる。
【００５２】
第三確定モジュール903の一実施方式では、該第三確定モジュール903は、各離散マルチトーン符号内のサブキャリアについて、該離散マルチトーン符号内のサブキャリアのクロックジッタに対しての平均を求めることで、該離散マルチトーン符号上でのクロックジッタ値を取得し；さらに、複数の離散マルチトーン符号上でのクロックジッタ値に対しての二乗平均平方根を計算することで、前記システムのクロックジッタを取得する。
【００５３】
図9の実施方式では、DMT光通信システムについて言えば、システムのデジタルサンプリングクロックの動作周波数がかなり高く、通常、50〜90G  sample／sであり、そのため、一旦クロックの動作が不安定になると、システムパーフォンマンスへの影響は、主に、受信した復調信号に比較的大きい位相ノイズがあることである。第三計算モジュール902は、主に、復調信号上での位相ノイズを検出するためであり、検出の方法は、各変調フォーマットが異なるサブキャリアのうちから、変調フォーマットがBPSK及びQPSKであるサブキャリアを選択し、一定の時間、例えば、100msの後に、DMT受信機から、選択されたサブキャリアの復調データを読み取り、そして、位相ノイズの大小及び対応するクロックジッタを計算する。
【００５４】
一実施方式では、位相ノイズの計算は、読み取られた復調信号のD乗を求めることで、変調データを除去し（BPSKサブキャリアについては、D=2；QPSKサブキャリアについては、D=4）、そして、計算結果の角度を取ってDで割ることで、該サブキャリア上での位相ノイズを取得し、それから、該サブキャリアに対応する周波数で割ることで、該サブキャリア上で検出されたクロックジッタを得ることができる。クロックジッタの変化レートがDMT光通信システムの符号レートよりも遥かに遅いので、一つのDMT符号内での各検出サブキャリア上で検出されたクロックジッタに対しての平均を求めてノイズの影響を除去することで、該DMT符号上でのクロックジッタの正確な数値を得ることができる。複数のDMT符号に対して上述の処理を繰り返して行うことにより、複数のDMT符号上でのクロックジッタの瞬時値を得るができ、そして、この一連の瞬時値の二乗平均平方根（RMS値）を求めることにより、復調信号上で反映されているクロックジッタを得ることができる。上述の処理の数学的表現は、
【数７】
2017022710.tif 000009
である。
【００５５】
そのうち、Ri,kは、第i個目のDMT符号の第k個目のサブキャリア上で受信された復調信号である。該サブキャリア上で検出されたクロックジッタは、
【数８】
2017022710.tif 000010
である。
【００５６】
そのうち、fscは、DMTシステムのサブキャリアの間隔であり、k*fscは、該サブキャリアが所在する周波数である。第i個目のDMT符号に対しての検出結果は、該符号中の各検出サブキャリア上で得られたクロックジッタに対しての平均τiである。クロックジッタが色有りノイズであるため、複数のDMT符号に対して統計を行うことでRMS値を得る必要があり、即ち、
【数９】
2017022710.tif 000011
である。
【００５７】
そのうち、Jは、統計のフォーマットであり、通常、J＞100である。第三確定モジュール903が復調信号上でのクロックジッタを得た後に、第三判断モジュール904は、該クロックジッタと、システムが正常に稼働する時に許容し得るクロックジッタとを比較する。システムが許容し得るクロックジッタは、一般的に、システムの指標により直接指定され、通常の範囲は、0.2ps〜0.3psである。モニタリングされたクロックジッタが該範囲（第四閾値）よりも大きい場合、システムへの主な威脅がクロックの不安定であることを意味し、モニタリングされたクロックジッタが該範囲よりも小さい場合、システムのクロックが正常に作動することを意味する。
【００５８】
図9の実施方式では、検出ユニット303（第三確定モジュール903）が、信号対ノイズ比の劣化原因がクロックジッタを含むと確定した後に、報告ユニット304は、上位層のネットワーク管理システムに該威脅を報告することができ、報告の内容は、判断ユニット302が検出したSNRの劣化、及び、第三確定モジュール903が検出した復調信号上でのクロックジッタを含んでも良いが、これらに限定されない。
【００５９】
本実施例では、以上の各種のシステムの損傷による威脅を排除すれば、システムパーフォンマンスの劣化は、システムのノイズ及びクロストークの変化によるものだけかもしれず、この場合、報告ユニット304は、上位層のネットワーク管理システムに、システムのノイズ及びクロストークの威脅を報告することができ、報告の内容は、判断ユニット302が検出したSNRの劣化、及び、第一判断モジュール503、第二判断モジュール703、及び第三確定モジュール903がそれぞれモニタリングしたチャネル利得、同期エラー、及び復調信号上でのクロックジッタを含んでも良いが、これらに限定されない。
【００６０】
本実施例のオンライン故障検出装置により、システムの伝送レートが安定である前提で、各種の損傷の変化範囲を設定し、そして、伝送データ及びシステムパラメータを用いてリアルタイムなオンラインモニタリングを行うことで、伝送サービスを中断することなく、又は、余計なトレーニングシーケンスを追加することなく、各種の損傷の変化をモニタリングし、そして、所定の各種の損傷の変化範囲に基づいて、システムパーフォンマンスへの威脅が最大である損傷の変化を検出し早期に警告することにより、適応性のある事前調整が可能になる。
【実施例２】
【００６１】
本開示はさらにオンライン故障検出方法を提供する。該方法が問題を解決する原理は、実施例1の装置と同様であるため、その具体的な実施はさ、実施例1による装置の実施を参照することができ、内容が同じである記載が省略される。
【００６２】
図10は、本実施例のオンライン故障検出方法のフローチャートである。該方法は、マルチキャリア光通信システムに用いることができる。図10に示すように、該方法は次のステップを含む。
【００６３】
ステップ1001：所定のモニタリング時間間隔に従って、マルチキャリア光通信システムの受信機から各サブキャリアの信号対ノイズ比を読み取り；
ステップ1002：信号対ノイズ比が第一閾値よりも小さい第一所定数量のサブキャリアがあるかを判断し；判断結果がはいである場合、ステップ1003を行い、そうでない場合、ステップ1001に戻り；
ステップ1003：前記システムの損傷の変化をモニタリングし、前記システムの損傷の変化に基づいて信号対ノイズ比の劣化原因を確定し；
ステップ1004：信号対ノイズ比の劣化及び／又は信号対ノイズ比の劣化原因を報告する。
【００６４】
ステップ1003の一実施方式では、前記システムの損傷の変化をモニタリングすることが、前記システムのチャネル利得をモニタリングすることを含む場合、前記システムの損傷の変化に基づいて信号対ノイズ比の劣化原因を確定することは、図11に示すような方法により実現されても良い。図11に示すように、該方法は、次のステップを含む。
【００６５】
ステップ1101：前記受信機からチャネルのイコライザの係数を読み取り；
ステップ1102：前記チャネルのイコライザの係数に基づいて、各サブキャリアのチャネル利得を計算し；
ステップ1103：前記第一所定数量のサブキャリアのうち、チャネル利得が第二閾値よりも小さい第二所定数量のサブキャリアがあるかを判断し；判断結果がはいである場合、信号対ノイズ比の劣化原因がチャネル利得の変化を含むと確定し、そうでない場合、信号対ノイズ比の劣化原因がチャネル利得の変化を含まないと確定する。
【００６６】
ステップ1003の他の一実施方式では、前記システムの損傷の変化をモニタリングすることが、前記システムの離散マルチトーン符号の同期エラーをモニタリングすることを含む場合、前記システムの損傷の変化に基づいて、信号対ノイズ比の劣化原因を確定することは、図12に示す方法で実現されても良い。図12に示すように、該方法は、次のステップを含む。
【００６７】
ステップ1201：前記受信機からチャネルのイコライザの係数を読み取り；
ステップ1202：前記チャネルのイコライザの係数に基づいて、各サブキャリアのイコライゼーション係数の位相を計算し；
ステップ1203：前記サブキャリアのイコライゼーション係数の位相に基づいて、イコライゼーション係数の位相の線形変化を計算し；
ステップ1204：前記イコライゼーション係数の位相の線形変化に基づいて、離散マルチトーン符号の同期エラーのデジタルサンプリング個数を計算し；
ステップ1205：前記離散マルチトーン符号の同期エラーのデジタルサンプリング個数が第三閾値よりも大きいかを判断し、判断結果がはいである場合、信号対ノイズ比の劣化原因が離散マルチトーン符号の同期エラーを含むと確定し、そうでない場合、信号対ノイズ比の劣化原因が離散マルチトーン符号の同期エラーを含まないと確定する。
【００６８】
ステップ1003の他の実施方式では、前記システムの損傷の変化をモニタリングすることが、前記システムのクロックジッタをモニタリングすることを含む場合、前記システムの損傷の変化に基づいて信号対ノイズ比の劣化原因を確定することは、図13に示す方法で実現されても良い。図13に示すように、該方法は、次のステップを含む。
【００６９】
ステップ1301：前記受信機から複数のサブキャリアの復調データを読み取り；
ステップ1302：前記複数のサブキャリアの復調データに基づいて、前記複数のサブキャリア上での位相ノイズを計算し；
ステップ1303：前記複数のサブキャリア上での位相ノイズに基づいて、前記複数のサブキャリアのクロックジッタを計算し；
ステップ1304：前記複数のサブキャリアのクロックジッタに基づいて、前記システムのクロックジッタを確定し；
そのうち、各離散マルチトーン符号内でのサブキャリアについて、前記離散マルチトーン符号内でのサブキャリアのクロックジッタに対しての平均を求めることで、前記離散マルチトーン符号上でのクロックジッタ値を取得し；その後、複数の離散マルチトーン符号上でのクロックジッタ値に対しての二乗平均平方根を求めることで、前記システムのクロックジッタを得ることができる。
【００７０】
ステップ1305：前記システムのクロックジッタが第四閾値よりも大きいかを判断し、判断結果がはいである場合、信号対ノイズ比の劣化原因がクロックジッタを含むと確定し、そうでない場合、信号対ノイズ比の劣化原因がクロックジッタを含まないと確定する。
【００７１】
本実施例では、信号対ノイズ比の劣化原因がチャネル利得の変化を含む場合、ステップ1004では、信号対ノイズ比の劣化、及び／又は、チャネル利得、及び／又は、チャネル利得の劣化を報告することができ；信号対ノイズ比の劣化原因が離散マルチトーン符号の同期エラーを含む場合、ステップ1004では、信号対ノイズ比の劣化、及び／又は、同期エラーを報告することができ；信号対ノイズ比の劣化原因がクロックジッタを含む場合、ステップ1004では、信号対ノイズ比の劣化、及び／又は、前記システムのクロックジッタを報告することができ；信号対ノイズ比の劣化原因がチャネル利得の変化、離散マルチトーン符号の同期エラー、及びクロックジッタを含まない場合、ステップ1004では、システムのノイズ及びクロストークを報告することができる。
【００７２】
図14は、本実施例におけるオンライン故障検出方法の一実施方式の全体フローチャートである。該実施方式では、まず、チャネル利得をモニタリングし、そして、DMT符号の同期エラーを検出し、それから、クロックジッタを検出することを例とするが、上述のように、本実施例では、このようなモニタリングの内容及び順序に限定されない。
【００７３】
図14に示すように、該方法は、次のステップを含み、即ち、
ステップ1401：DMT受信機から、モニタリングされた各サブキャリアのSNRを読み取り；
ステップ1402：各サブキャリアのSNRが所定範囲内にあるかを判断し、判断結果がはいである場合、ステップ1403を行い、そうでない場合、ステップ1401に戻り；
ステップ1403：チャネルのイコライザの係数を読み取り、各サブキャリアのチャネル利得を計算し；
ステップ1404：各サブキャリアのチャネル利得が所定範囲内で変化するかを判断し；判断結果がはいである場合、ステップ1405を行い、そうでない場合、SNRの劣化がチャネル利得よる問題であると確定し；
ステップ1405：チャネル位相の線形変化を検出し、符号の同期エラーのデジタルサンプリング個数を推定し；
ステップ1406：同期エラーのデジタルサンプリング個数が所定範囲内にあるかを判断し、判断結果がはいである場合、ステップ1407を行い、そうでない場合、SNRの劣化が同期よる問題であると確定し；
ステップ1407：残りのクロックジッタをチェックし；
ステップ1408：残りのクロックジッタが所定範囲内にあるかを判断し、判断結果がはいである場合、SNRの劣化がノイズ及び／又はクロストークによる問題を確定し、そうでない場合、SNRの劣化がクロックによる問題であると確定する。
【００７４】
図14の実施方式は例示に過ぎず、具体的な実施過程では、実際の状況に応じて他のシステムの損傷のモニタリングを増やしても良く、又は、あるシステムの損傷のモニタリングを減らしても良く、また、システムの各損傷のモニタリング順序も図14の順序に限定されない。
【００７５】
本実施例の方法により、オンラインでシステムの各種の損傷の変化をモニタリングし、また、システムの正常な作動を威脅し得る変化を早期に警告することができ、これにより、適応性のある事前調整が可能となる。
【実施例３】
【００７６】
本開示の実施例はさらにコンピュータシステムを提供する。該コンピュータシステムは、実施例1に記載のオンライン故障検出装置300を含む。実施例1では、既に該オンライン故障検出装置300について詳細に説明しているから、その内容がここに合併され、ここでの記載が省略される。
【００７７】
図15は、本実施例におけるコンピュータシステムのハードウェアの構成図である。図15に示すように、該コンピュータシステム1500は、中央処理装置（CPU）1501及び記憶器1502を含んでも良く、記憶器1502は、中央処理装置1501に結合される。なお、該図は例示に過ぎず、即ち、他の類型の構造を用いて、該構造に対して補充や代替を行うことにより、電気通信機能又は他の機能を実現することもできる。
【００７８】
一実施方式では、実施例1に記載のオンライン故障検出装置300の機能は、中央処理装置1501に統合することができる。
【００７９】
他の実施方式では、実施例1に記載のオンライン故障検出装置300は、中央処理装置1501と別々で配置されても良く、例えば、該オンライン故障検出装置300を、中央処理装置1501に接続されるチップとして構成しても良く、この場合、中央処理装置1501の制御により上述装置の機能を実現することができる。
【００８０】
図15に示すように、該コンピュータシステム1500はさらに、通信モジュール1503、入力ユニット1504、音声処理ユニット1505、表示器1506、電源1507を含んでも良い。なお、コンピュータシステム1500は、必ずしも図15に示す全ての部品を含む必要が無い。また、コンピュータシステム1500はさらに、図15に示してない他の部品を含んでも良く、これについては、従来技術を参照することができる。
【００８１】
図15に示すように、中央処理装置1501は、制御器又はコントローラと称される場合もあり、マイクロプロセッサー又は他の処理装置及び／又は論理装置を含んでも良く、該中央処理装置1501は、入力を受信し、該コンピュータシステム1500の各部品の操作を制御することができる。
【００８２】
そのうち、記憶器1502は、例えば、バッファ、フラッシュメモリ、HDD、移動可能な媒質、揮発性記憶器、不揮発性記憶器又は他の適切な装置のうちの一つ又は複数であっても良い。定義されている又は予め構成されている情報を記憶しても良く、情報処理用のプログラムを記憶しても良い。また、中央処理装置1501は、該記憶器1502に記憶されている該プログラムを実行することで、情報の記憶又は処理などを実現することもできる。他の部品の機能は従来と同様であるため、ここではその詳しい説明を省略する。コンピュータシステム1500の各部品は、専用ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又はその組み合わせにより実現されても良く、これらもすべて本開示の範囲に属する。
【００８３】
本開示の実施例によるコンピュータシステム1500により、オンラインでDMT光通信システムの各種損傷の変化をモニタリングし、該DMT光通信システムの正常な動作に影響を与え得る変化を早期に警告することができ、これにより、適応性のある事前調整が可能となる。
【実施例４】
【００８４】
本開示の実施例はさらにDMT光通信システムを提供する。図2は、該システムの構成図である。図2に示すように、該システム200は、DMT送信機101、DAC  102、駆動増幅器103、電気／光変換器104、光／電気変換器105、受信機増幅器106、ADC  107、DMT受信機108、及びオンライン故障検出装置300を含む。
【００８５】
本実施例では、DMT送信機101、DAC  102、駆動増幅器103、電気／光変換器104、光／電気変換器105、受信機増幅器106、ADC  107、DMT受信機108の機能及び構成は、従来技術を参照することができるため、その詳しい説明が省略される。
【００８６】
本実施例では、オンライン故障検出装置300は、次のように構成され、即ち、
所定のモニタリング時間間隔に従って、前記システムの受信機から各サブキャリアの信号対ノイズ比を読み取り；
信号対ノイズ比が第一閾値よりも小さい第一所定数量のサブキャリアがあるかを判断し；
判断結果がはいである時に、前記システムの損傷の変化をモニタリングし、前記システムの損傷の変化に基づいて信号対ノイズ比の劣化原因を確定し；
信号対ノイズ比の劣化及び／又は信号対ノイズ比の劣化原因を報告する。
【００８７】
本実施例では、該オンライン故障検出装置300は、実施例1に記載のオンライン故障検出装置300により実現することができ、その内容がここに合併され、ここの記載が省略される。
【００８８】
本開示の実施例におけるオンライン故障検出装置300により、オンラインでDMT光通信システム200の各種損傷の変化をモニタリングし、該DMT光通信システムの正常な動作を威脅し得る変化を早期に警告することができ、これにより、適応性のある事前調整が可能となる。
【００８９】
本開示の実施例はさらにコンピュータ可読プログラムを提供し、そのうち、受信機中で前記プログラムを実行する時に、前記プログラムは、コンピュータに、前記受信機中で実施例2に記載の方法を実行させる。
【００９０】
本開示の実施例はさらにコンピュータ可読プログラムを記憶した記憶媒体を提供し、そのうち、前記コンピュータ可読プログラムは、コンピュータに、受信機中で実施例2に記載の方法を実行させる。
【００９１】
また、本開示の実施例による装置及び方法は、ソフトウェアにより実現されても良く、ハードウェアにより実現されてもよく、ハードウェア及びびソフトウェアの組み合わせにより実現されても良い。また、本開示はこのようなコンピュータ可読プログラムにも関し、即ち、前記プログラムは、ロジック部品により実行される時に、前記ロジック部品に、上述の装置又は構成要素を実現させることができ、又は、前記ロジック部品に、上述の方法又はそのステップを実現させることができる。さらに、本開示は上述のプログラムを記憶するための記憶媒体、例えば、ハードディスク、磁気ディスク、光ディスク、DVD、フラッシュメモリなどにも関する。
【００９２】
また、上述の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【００９３】
（付記1）
オンライン故障検出装置であって、
所定のモニタリング時間間隔に従ってマルチキャリア光通信システムの受信機から各サブキャリアの信号対ノイズ比を読み取るための読み取りユニット；
信号対ノイズ比が第一閾値よりも小さい第一所定数量のサブキャリアがあるかを判断するための判断ユニット；
前記判断ユニットの判断結果がはいのときに、前記システムの損傷の変化をモニタリングし、前記システムの損傷の変化に基づいて信号対ノイズ比の劣化原因を確定するための検出ユニット；及び
信号対ノイズ比の劣化及び／又は信号対ノイズ比の劣化原因を報告するための報告ユニットを含む、装置。
【００９４】
（付記2）
付記1に記載の装置であって、
前記検出ユニットは、前記判断ユニットの判断結果がはいのときに、前記システムのチャネル利得をモニタリングし、モニタリング結果に基づいて、信号対ノイズ比の劣化原因がチャネル利得の変化を含むかを確定する、装置。
【００９５】
（付記3）
付記2に記載の装置であって、
前記検出ユニットは、
前記受信機からチャネルのイコライザの係数を読み取るための第一読み取りモジュール；
前記チャネルのイコライザの係数に基づいて、各サブキャリアのチャネル利得を計算するための第一計算モジュール；
前記第一所定数量のサブキャリアのうち、チャネル利得が第二閾値よりも小さい第二所定数量のサブキャリアがあるかを判断するための第一判断モジュール；及び
前記第一判断モジュールの判断結果がはいのときに、信号対ノイズ比の劣化原因がチャネル利得の変化を含むと確定するための第一確定モジュールを含む、装置。
【００９６】
（付記4）
付記1に記載の装置であって、
前記検出ユニットは、前記システムの離散マルチトーン符号の同期エラーをモニタリングし、モニタリング結果に基づいて、信号対ノイズ比の劣化原因が離散マルチトーン符号の同期エラーを含むかを確定する、装置。
【００９７】
（付記5）
付記4に記載の装置であって、
前記検出ユニットは、
前記受信機からチャネルのイコライザの係数を読み取るための第二読み取りモジュール；
前記チャネルのイコライザの係数に基づいて、各サブキャリアのイコライゼーション係数の位相を計算し、前記サブキャリアのイコライゼーション係数の位相に基づいて、イコライゼーション係数の位相の線形変化を計算し、そして、前記イコライゼーション係数の位相の線形変化に基づいて、離散マルチトーン符号の同期エラーのデジタルサンプリング個数を計算するための第二計算モジュール；
前記離散マルチトーン符号の同期エラーのデジタルサンプリング個数が第三閾値よりも大きいかを判断するための第二判断モジュール；及び
前記第二判断モジュールの判断結果がはいのときに、信号対ノイズ比の劣化原因が離散マルチトーン符号の同期エラーを含むと確定するための第二確定モジュールを含む、装置。
【００９８】
（付記6）
付記1に記載の装置であって、
前記検出ユニットは、前記システムのクロックジッタをモニタリングし、モニタリング結果に基づいて、信号対ノイズ比の劣化原因がクロックジッタを含むかを確定する、装置。
【００９９】
（付記7）
付記6に記載の装置であって、
前記検出ユニットは、
前記受信機から複数のサブキャリアの復調データを読み取るための第三読み取りモジュール；
前記複数のサブキャリアの復調データに基づいて、前記複数のサブキャリア上での位相ノイズを計算し、前記複数のサブキャリア上での位相ノイズに基づいて、前記複数のサブキャリアのクロックジッタを計算するための第三計算モジュール；
前記複数のサブキャリアのクロックジッタに基づいて、前記システムのクロックジッタを確定するための第三確定モジュール；及び
前記システムのクロックジッタが第四閾値よりも大きいかを判断するための第三判断モジュールを含み、
前記第三確定モジュールは、前記第三判断モジュールの判断結果がはいのときに、信号対ノイズ比の劣化原因がクロックジッタを含むと確定する、装置。
【０１００】
（付記8）
付記7に記載の装置であって、
前記第三確定モジュールは、
各離散マルチトーン符号内のサブキャリアについて、前記離散マルチトーン符号内のサブキャリアのクロックジッタの平均を求め、前記離散マルチトーン符号上でのクロックジッタ値を取得し；及び
複数の離散マルチトーン符号上でのクロックジッタ値の二乗平均平方根を求め、前記システムのクロックジッタを取得するために用いられる、装置。
【０１０１】
（付記9）
付記1に記載の装置であって、
前記報告ユニットは、信号対ノイズ比の劣化原因がチャネル利得の変化を含むときに、信号対ノイズ比の劣化、及び／又は、チャネル利得、及び／又は、チャネル利得の劣化を報告し；
前記報告ユニットは、信号対ノイズ比の劣化原因が離散マルチトーン符号の同期エラーを含むときに、信号対ノイズ比劣化及び／又は同期エラーを報告し；
前記報告ユニットは、信号対ノイズ比の劣化原因がクロックジッタを含むときに、信号対ノイズ比の劣化、及び／又は、前記システムのクロックジッタを報告し；
前記報告ユニットは、信号対ノイズ比の劣化原因がチャネル利得の変化、離散マルチトーン符号の同期エラー、及びクロックジッタを含まないときに、システムのノイズ及びクロストークを報告する、装置。
【０１０２】
（付記10）
マルチキャリア光通信システムであって、
前記マルチキャリア光通信システムは、オンライン故障検出装置を含み、前記オンライン故障検出装置は、
所定のモニタリング時間間隔に従って前記システムの受信機から各サブキャリアの信号対ノイズ比を読み取り；
信号対ノイズ比が第一閾値よりも小さい第一所定数量のサブキャリアがあるかを判断し；
判断結果がはいのときに、前記システムの損傷の変化をモニタリングし、前記システムの損傷の変化に基づいて信号対ノイズ比の劣化原因を確定し；及び
信号対ノイズ比の劣化及び／又は信号対ノイズ比の劣化原因を報告するように構成される、通信システム。
【０１０３】
（付記11）
オンライン故障検出方法であって、
所定のモニタリング時間間隔に従ってマルチキャリア光通信システムの受信機から各サブキャリアの信号対ノイズ比を読み取り；
信号対ノイズ比が第一閾値よりも小さい第一所定数量のサブキャリアがあるかを判断し；
判断結果がはいのときに、前記システムの損傷の変化をモニタリングし、前記システムの損傷の変化に基づいて、信号対ノイズ比の劣化原因を確定し；及び
信号対ノイズ比の劣化及び／又は信号対ノイズ比の劣化原因を報告することを含む、方法。
【０１０４】
（付記12）
付記11に記載の方法であって、
前記システムの損傷の変化をモニタリングすることが、前記システムのチャネル利得をモニタリングすることを含む場合、前記システムの損傷の変化に基づいて、信号対ノイズ比の劣化原因を確定することは、
前記受信機からチャネルのイコライザの係数を読み取り；
前記チャネルのイコライザの係数に基づいて、各サブキャリアのチャネル利得を計算し；
前記第一所定数量のサブキャリアのうち、チャネル利得が第二閾値よりも小さい第二所定数量のサブキャリアがあるかを判断し；及び
判断結果がはいのときに、信号対ノイズ比の劣化原因がチャネル利得の変化を含むと確定することを含む、方法。
【０１０５】
（付記13）
付記11に記載の方法であって、
前記システムの損傷の変化をモニタリングすることが、前記システムの離散マルチトーン符号の同期エラーをモニタリングすることを含む場合、前記システムの損傷の変化に基づいて、信号対ノイズ比の劣化原因を確定することは、
前記受信機からチャネルのイコライザの係数を読み取り；
前記チャネルのイコライザの係数に基づいて、各サブキャリアのイコライゼーション係数の位相を計算し；
前記サブキャリアのイコライゼーション係数の位相に基づいて、イコライゼーション係数の位相の線形変化を計算し；
前記イコライゼーション係数の位相の線形変化に基づいて、離散マルチトーン符号の同期エラーのデジタルサンプリング個数を計算し；及び
前記離散マルチトーン符号の同期エラーのデジタルサンプリング個数が第三閾値よりも大きい場合、信号対ノイズ比の劣化原因が離散マルチトーン符号の同期エラーを含むと確定することを含む、方法。
【０１０６】
（付記14）
付記11に記載の方法であって、
前記システムの損傷の変化をモニタリングすることが、前記システムのクロックジッタをモニタリングすることを含む場合、前記システムの損傷の変化に基づいて、信号対ノイズ比の劣化原因を確定することは、
前記受信機から複数のサブキャリアの復調データを読み取り；
前記複数のサブキャリアの復調データに基づいて、前記複数のサブキャリア上での位相ノイズを計算し；
前記複数のサブキャリア上での位相ノイズに基づいて、前記複数のサブキャリアのクロックジッタを計算し；
前記複数のサブキャリアのクロックジッタに基づいて、前記システムのクロックジッタを確定し；及び
前記システムのクロックジッタが第四閾値よりも大きい場合、信号対ノイズ比の劣化原因がクロックジッタを含むと確定することを含む、方法。
【０１０７】
（付記15）
付記14に記載の方法であって、
前記複数のサブキャリアのクロックジッタに基づいて、前記システムのクロックジッタを確定することは、
各離散マルチトーン符号内でのサブキャリアについて、前記離散マルチトーン符号内でのサブキャリアのクロックジッタの平均を求め、前記離散マルチトーン符号上でのクロックジッタ値を取得し；及び
複数の離散マルチトーン符号上でのクロックジッタ値の二乗平均平方根を求め、前記システムのクロックジッタを取得することを含む、方法。
【０１０８】
（付記16）
付記11に記載の方法であって、
信号対ノイズ比の劣化原因がチャネル利得の変化を含む場合、前記信号対ノイズ比の劣化及び／又は信号対ノイズ比の劣化原因を報告することは、信号対ノイズ比の劣化、及び／又は、チャネル利得、及び／又は、チャネル利得の劣化を報告することを含み；
信号対ノイズ比の劣化原因が離散マルチトーン符号の同期エラーを含む場合、前記信号対ノイズ比の劣化及び／又は信号対ノイズ比の劣化原因を報告することは、信号対ノイズ比劣化、及び／又は、同期エラーを報告することを含み；
信号対ノイズ比の劣化原因がクロックジッタを含む場合、前記信号対ノイズ比の劣化及び／又は信号対ノイズ比の劣化原因を報告することは、信号対ノイズ比の劣化、及び／又は、前記システムのクロックジッタを報告することを含み；
信号対ノイズ比の劣化原因がチャネル利得の変化、離散マルチトーン符号の同期エラー、及びクロックジッタを含まない場合、前記信号対ノイズ比の劣化及び／又は信号対ノイズ比の劣化原因を報告することは、システムのノイズ及びクロストークを報告することを含む、方法。
【０１０９】
以上、本開示の好ましい実施形態を説明したが、本開示はこの実施形態に限定されず、本開示の趣旨を離脱しない限り、本開示に対するあらゆる変更は本開示の技術的範囲に属する。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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