JP3459213B2 - Optical signal quality evaluation method, optical signal quality evaluation device, and storage medium - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル光ファイ
バ伝送における光信号品質評価方法および光信号品質評
価装置並びに記憶媒体に関し、特に異なったビットレー
トや異なった信号フォーマットが混在するフォトニック
ネットワークにおいて、被測定対象である光信号のビッ
トレートや信号フォーマットによらずに、単一の回路で
雑音劣化や波形歪みなどの光信号品質劣化を監視する技
術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical signal quality evaluation method, an optical signal quality evaluation apparatus, and a storage medium in digital optical fiber transmission, and particularly in a photonic network in which different bit rates and different signal formats coexist. The present invention relates to a technique for monitoring optical signal quality deterioration such as noise deterioration and waveform distortion with a single circuit regardless of the bit rate and signal format of the optical signal to be measured.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、同期デジタル・ハイアラキー（Sy
nchronous Digital Hierarchy：ＳＤＨ）伝送方式で
は、ビット・インタリーブド・パリティ（Bit Interlea
ved Parity ）とよばれるパリティ検査を、中継器間や
多重化端局相互間で、それぞれ実施することで、故障区
間の同定と切替起動信号を得ている。2. Description of the Related Art Conventionally, synchronous digital high arrakey (Sy
In the nchronous Digital Hierarchy (SDH) transmission system, bit interleaved parity
By performing a parity check called "ved Parity" between the repeaters and between the multiplexed terminal stations, the fault section is identified and the switching start signal is obtained.

【０００３】しかし、これらの信号品質監視系では、対
象とする信号のビットレートや信号形式や変調形式（Ｎ
ＲＺ（Non Return to Zero：非ゼロ復帰）またはＲＺ
（Return to Zero：ゼロ復帰））に応じた受信系（クロ
ック抽出回路、受信回路、フレーム検出回路、パリティ
検査回路または照合回路からなる誤り検出回路）が必要
となる。そのため、単一の受信系では、任意のビットレ
ートや信号形式や変調形式の信号には対応できないとう
点があった。However, in these signal quality monitoring systems, the bit rate, signal format and modulation format (N
RZ (Non Return to Zero) or RZ
(Return to Zero) corresponding to the receiving system (clock extraction circuit, receiving circuit, frame detection circuit, parity check circuit or error detection circuit consisting of matching circuit) is required. Therefore, there is a point that a single receiving system cannot support signals of arbitrary bit rates, signal formats, and modulation formats.

【０００４】この点を解決する方法として、参考文献１
に記載された光信号品質モニタがある（参考文献１：特
開平１１−２２３５７５号公報）。この光信号品質モニ
タは、ビットレートや信号形式や変調形式に応じた受信
系（クロック抽出回路、受信回路、フレーム検出回路、
パリティ検査回路または照合回路からなる誤り検出回
路）が必要なく、単一の受信系で任意のビットレートや
信号形式や変調形式の信号に対応できる。As a method for solving this point, reference document 1
There is an optical signal quality monitor described in (Reference 1: Japanese Patent Laid-Open No. 11-223575). This optical signal quality monitor is a receiving system (clock extraction circuit, receiving circuit, frame detection circuit, which corresponds to the bit rate, signal format and modulation format,
An error detection circuit consisting of a parity check circuit or a matching circuit is not required, and a single reception system can handle signals of arbitrary bit rates, signal formats, and modulation formats.

【０００５】[0005]

【発明が解決すべき課題】しかし、上記の従来の光信号
品質モニタを用いて、非同期のアイパタンから得られる
振幅ヒストグラムを評価する場合、クロスポイント（光
信号のレベル１とレベル０の間の部分）による品質評価
の不正確さが残るため、この影響を低減した評価法を提
供することが、解決すべき課題の一つとなっている。However, when the amplitude histogram obtained from the asynchronous eye pattern is evaluated by using the above-mentioned conventional optical signal quality monitor, the cross point (the portion between the level 1 and the level 0 of the optical signal is crossed). Since the inaccuracy of quality evaluation by) remains, it is one of the problems to be solved to provide an evaluation method in which this influence is reduced.

【０００６】この従来例の光信号品質モニタにおける光
信号品質評価アルゴリズムを図１７〜図２０に示す。Optical signal quality evaluation algorithms in this conventional optical signal quality monitor are shown in FIGS.

【０００７】図１７の（Ａ）：光サンプリングまたは電
気サンプリングにより、ある平均時間内の強度分布を求
める。FIG. 17A: The intensity distribution within a certain average time is obtained by optical sampling or electrical sampling.

【０００８】図１７の（Ｂ）：得られた強度分布から振
幅ヒストグラムを求める。FIG. 17 (B): An amplitude histogram is obtained from the obtained intensity distribution.

【０００９】図１８の（Ａ）：振幅ヒストグラムのうち
強度レベルの小さい方から調べたときの極大値をｍ０′
と定める。FIG. 18 (A): m0 'is the maximum value when the amplitude histogram is checked from the one with the smallest intensity level.
Stipulate.

【００１０】図１８の（Ｂ）：強度レベル最大のサンプ
リング点から強度レベルが小さい方に向かってサンプリ
ング点数を積分して、FIG. 18B: Integrating the number of sampling points from the sampling point with the maximum intensity level toward the smaller intensity level,

【００１１】[0011]

【数３】 Ｎ（middle）＝Ｎ(total) ×Ｄ×Ｍ …（１） （但し、Ｎ(total) は全サンプリング点数、Ｄは光信号
のデューティ比（パルス幅とタイムスロットの比）、Ｍ
はマーク率（ディジタル伝送におけるレベル１の発生確
率））で求まるサンプリング点数Ｎ（middle）と積分値
が等しくなったときの、積分したサンプリング点の最小
レベルをｍ（middle）とする。## EQU00003 ## N (middle) = N (total) .times.D.times.M (1) (where N (total) is the total number of sampling points, D is the duty ratio of the optical signal (ratio of pulse width and time slot), M
Is the minimum level of the integrated sampling points when the number of sampling points N (middle) obtained by the mark rate (probability of occurrence of level 1 in digital transmission) and the integral value are equal to m (middle).

【００１２】図１９の（Ａ）：FIG. 19A:

【００１３】[0013]

【数４】 ｍ１′＝２×｛ｍ（middle）−ｍ０′｝ …（２） で求まるｍ１′を定める。[Equation 4]     m1 ′ = 2 × {m (middle) −m0 ′} (2) Determine m1 'found in.

【００１４】図１９の（Ｂ）：FIG. 19 (B):

【００１５】[0015]

【数５】 Ａ＝ｍ１′−alpha （ｍ１′−ｍ０′） …（３） で求まる強度レベルをしきい値Ａ[Equation 5]     A = m1'-alpha (m1'-m0 ') (3) The strength level obtained by

【００１６】[0016]

【数６】 Ｂ＝ｍ０′＋alpha （ｍ１′−ｍ０′） …（４） で求まる強度レベルをしきい値Ｂ（但し、alpha は０＜
alpha ＜０．５の実数）と定め、強度レベルがしきい値
Ａ以上の分布をレベル１の分布、しきい値Ｂ以下の分布
をレベル０の分布とする。[Equation 6] B = m0 ′ + alpha (m1′−m0 ′) (4) The intensity level obtained by (4) is a threshold value B (where alpha is 0 <
alpha <a real number of 0.5), and a distribution having an intensity level equal to or higher than the threshold value A is a level 1 distribution, and a distribution having an intensity level equal to or lower than the threshold value B is a level 0 distribution.

【００１７】図２０の（Ａ）：図１９の（Ｂ）で定めた
レベル１およびレベル０の分布において、それぞれ平均
値ｍ１，ｍ０と標準偏差ｓ１，ｓ０を求める。FIG. 20A: Average values m1 and m0 and standard deviations s1 and s0 are obtained in the level 1 and level 0 distributions determined in FIG. 19B, respectively.

【００１８】図２０の（Ｂ）：図２０の（Ａ）で求めた
平均値ｍ１，ｍ０と標準偏差ｓ１，ｓ０からFIG. 20B: From the average values m1 and m0 and the standard deviations s1 and s0 obtained in FIG.

【００１９】[0019]

【数７】 Ｑ＝｜ｍ１−ｍ０｜／（ｓ１＋ｓ０） …（５） で求まるＱ値を信号対雑音係数として品質評価パラメー
タとする。[Expression 7] Q = | m1-m0 | / (s1 + s0) The Q value obtained by (5) is used as a quality evaluation parameter as a signal-to-noise coefficient.

【００２０】この従来例では、上式（２）〜（４）に示
したように、クロスポイントの影響が必ず残り、品質評
価精度が低下するという解決すべき課題がある。In this conventional example, as shown in the above equations (2) to (4), there is a problem to be solved that the influence of the cross point always remains and the quality evaluation accuracy is lowered.

【００２１】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、異なったビットレートや信号形式や変
調形式の信号が混在するディジタル光ファイバ伝送のフ
ォトニックネットワークにおいて、被測定対象である信
号のビットレート、信号形式および変調形式によらず
に、単一の回路で雑音劣化や波形歪みなどの光信号品質
劣化を監視できる光信号品質評価方法および光信号品質
評価装置並びに記憶媒体を提供することにある。The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to be measured in a photonic network of digital optical fiber transmission in which signals of different bit rates, signal formats and modulation formats are mixed. Optical signal quality evaluation method, optical signal quality evaluation device, and storage medium capable of monitoring optical signal quality deterioration such as noise deterioration and waveform distortion with a single circuit, regardless of the signal bit rate, signal format, and modulation format To provide.

【００２２】本発明のさらなる目的は、ディジタル光フ
ァイバ伝送路上の光信号のＳＮＲ（信号対雑音比）に与
える影響を低減し、品質評価精度を向上することにあ
る。A further object of the present invention is to reduce the influence on the SNR (Signal to Noise Ratio) of the optical signal on the digital optical fiber transmission line and improve the quality evaluation accuracy.

【００２３】[0023]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の光信号品質評価方法の発明は、ビットレ
ートｆ０(bit/s) を有する光信号を電気強度変調信号に
変換するステップと、クロック周波数ｆ１（Hz）（ｆ１
＝（Ｎ／Ｍ）ｆ０＋ａ、ａはオフセット周波数、Ｎ，Ｍ
は正の整数）で前記電気強度変調信号強度をサンプリン
グすることによって光信号の強度分布を測定するステッ
プと、ある平均時間内の前記光信号の強度分布から振幅
ヒストグラムを求めるステップと、前記振幅ヒストグラ
ムから２つの極大値を求め、振幅強度の高い方を強度し
きい値（Ａ）とし、低い方を強度しきい値（Ｂ）とした
ときに、前記強度しきい値（Ａ）よりも高い前記振幅ヒ
ストグラム部分から「レベル１」に相当する振幅ヒスト
グラム分布関数ｇ１を推定し、前記強度しきい値（Ｂ）
よりも低い前記振幅ヒストグラム部分から「レベル０」
に相当する振幅ヒストグラム分布関数ｇ０を推定するス
テップと、「レベル１」と「レベル０」のそれぞれの平
均値強度と標準偏差値を前記振幅ヒストグラム分布関数
ｇ１及びｇ０からそれぞれ求め、「レベル１」と「レベ
ル０」のそれぞれの平均値強度の差と、「レベル１」と
「レベル０」のそれぞれの標準偏差値の和の比として得
られる信号対雑音比係数を評価するステップとを有する
ことを特徴とする。In order to achieve the above object, the invention of an optical signal quality evaluation method according to claim 1 is a step of converting an optical signal having a bit rate f0 (bit / s) into an electric intensity modulated signal. And clock frequency f1 (Hz) (f1
= (N / M) f0 + a, a is the offset frequency, N, M
Is a positive integer), the intensity distribution of the optical signal is measured by sampling the electrical intensity modulation signal intensity, a step of obtaining an amplitude histogram from the intensity distribution of the optical signal within a certain average time, and the amplitude histogram
2 maximum values are calculated from the
The threshold value (A) was set, and the lower one was set as the strength threshold value (B).
Occasionally, it estimates the amplitude histogram distribution function g1 corresponding to "level 1" from the intensity threshold (A) higher the amplitude histogram portion than the intensity threshold (B)
From the amplitude histogram portion lower than “level 0”
The step of estimating the amplitude histogram distribution function g0 corresponding to the above, and the mean value intensity and standard deviation value of each of “level 1” and “level 0” are respectively obtained from the amplitude histogram distribution functions g1 and g0, and “level 1” And a level 0 difference between respective average value intensities, and a step of evaluating a signal-to-noise ratio coefficient obtained as a ratio of a sum of standard deviation values of "level 1" and "level 0". Is characterized by.

【００２４】上記目的を達成するため、請求項２の光信
号品質評価方法の発明は、ビットレートｆ０(bit/s) を
有する光信号と、繰り返し周波数がｆ１（Hz）（ｆ１＝
（Ｎ／Ｍ）ｆ０＋ａ、ａはオフセット周波数、Ｎ，Ｍは
正の整数）でパルス幅が光信号のタイムスロットよりも
十分狭いサンプリング光パルス列を用いて、これら２つ
の光と異なる光周波数の相互相関信号を発生させ、該相
関光信号を光電変換した後に、電気信号処理を行って光
信号の強度分布を測定するステップと、ある平均時間内
の前記光信号の強度分布から振幅ヒストグラムを求める
ステップと、前記振幅ヒストグラムから２つの極大値を
求め、振幅強度の高い方を強度しきい値（Ａ）とし、低
い方を強度しきい値（Ｂ）としたときに、前記強度しき
い値（Ａ）よりも高い前記振幅ヒストグラム部分から
「レベル１」に相当する振幅ヒストグラム分布関数ｇ１
を推定し、前記強度しきい値（Ｂ）よりも低い前記振幅
ヒストグラム部分から「レベル０」に相当する振幅ヒス
トグラム分布関数ｇ０を推定するステップと、「レベル
１」と「レベル０」のそれぞれの平均値強度と標準偏差
値を前記振幅ヒストグラム分布関数ｇ１及びｇ０からそ
れぞれ求め、「レベル１」と「レベル０」のそれぞれの
平均値強度の差と、「レベル１」と「レベル０」のそれ
ぞれの標準偏差値の和の比として得られる信号対雑音比
係数を評価するステップとを有することを特徴とする。In order to achieve the above object, the invention of an optical signal quality evaluation method according to claim 2 is an optical signal having a bit rate f0 (bit / s) and a repetition frequency f1 (Hz) (f1 =
(N / M) f0 + a, a is an offset frequency, N and M are positive integers, and the pulse width is sufficiently narrower than the time slot of the optical signal. Generating a correlation signal, photoelectrically converting the correlation optical signal, measuring the intensity distribution of the optical signal by performing electrical signal processing, and obtaining an amplitude histogram from the intensity distribution of the optical signal within a certain average time And two maxima from the amplitude histogram
Then, the higher amplitude intensity is set as the intensity threshold (A),
When one is the intensity threshold value (B), the amplitude histogram distribution function g1 corresponding to "level 1" from the amplitude histogram portion higher than the intensity threshold value (A).
Estimating the steps of: estimating an amplitude histogram distribution function g0 corresponding to "level 0" from the intensity threshold (B) lower the amplitude histogram portion than a "level 1" each of the "Level 0" The average value intensity and the standard deviation value are obtained from the amplitude histogram distribution functions g1 and g0, respectively, and the difference between the average value intensities of "level 1" and "level 0" and "level 1" and "level 0", respectively. And evaluating the signal-to-noise ratio coefficient obtained as the ratio of the sum of the standard deviation values of.

【００２５】[0025]

【００２６】また、前記振幅ヒストグラムのうち強度レ
ベルの大きい方から調べたときの最初の極大値を前記強
度しきい値（Ａ）と定め、前記振幅ヒストグラムのうち
強度レベルの小さい方から調べたときの最初の極大値を
前記強度しきい値（Ｂ）と定めることを特徴とすること
ができる。Further, the first maximum value of the amplitude histogram when the intensity level is larger is determined as the intensity threshold value (A), and the amplitude histogram is examined from the smaller intensity level. It is possible to define the first maximum value of the above as the intensity threshold value (B).

【００２７】また、前記振幅ヒストグラムのうち強度レ
ベルの小さい方から調べたときの最初の極大値を前記強
度しきい値（Ｂ）と定め、強度レベル最大のサンプリン
グ点から強度レベルが小さい方に向かってサンプリング
点数を積分して、In addition, the first local maximum value of the amplitude histogram when the intensity level is smaller is determined as the intensity threshold value (B), and the intensity level is sampled from the maximum sampling point toward the smaller intensity level. , Integrate the sampling points,

【００２８】[0028]

【数８】Ｎ（middle）＝Ｎ(total) ×Ｄ×Ｍ （但し、Ｎ(total) は全サンプリング点数、Ｄは光信号
のデューティ比（パルス幅とタイムスロットの比）、Ｍ
はマーク率（ディジタル伝送におけるレベル１の発生確
率））で求まるサンプリング点数Ｎ（middle）と積分値
が等しくなったときの、積分したサンプリング点の最小
レベルをｍ（middle）とし、## EQU00008 ## N (middle) = N (total) .times.D.times.M (where N (total) is the total number of sampling points, D is the duty ratio of the optical signal (ratio of pulse width and time slot), M
Is the minimum level of the integrated sampling points when the integrated value is equal to the number of sampling points N (middle) obtained by the mark rate (the probability of occurrence of level 1 in digital transmission), and m (middle)

【００２９】[0029]

【数９】強度しきい値（Ａ）＝２×｛ｍ（middle）−強
度しきい値（Ｂ）｝ で前記強度しきい値（Ａ）を求めることを特徴とするこ
とができる。The intensity threshold value (A) can be characterized in that the intensity threshold value (A) = 2 × {m (middle) −intensity threshold value (B)}.

【００３０】また、前記振幅ヒストグラムのうち強度レ
ベルの小さい方から調べたときの最初の極大値を前記強
度しきい値（Ｂ）と定め、前記振幅ヒストグラムのう
ち、強度レベルが該強度しきい値（Ｂ）以下の部分を正
規分布関数ｇ０の一部と仮定し、最小二乗法などにより
フィッテングして、レベル０の平均値ｍ０と標準偏差ｓ
０をそれぞれ求め、前記振幅ヒストグラム全体から前記
正規分布関数ｇ０を差し引いた分布ｇ１ｘを求め、該分
布ｇ１ｘのうちで強度レベルの大きい方から調べたとき
の最初の最大値を前記しきい値（Ａ）と定めることを特
徴とすることができる。Further, the first local maximum value of the amplitude histogram, which is obtained from the smaller intensity level, is defined as the intensity threshold value (B), and the intensity level in the amplitude histogram is the intensity threshold value. (B) The following part is assumed to be a part of the normal distribution function g0, and fitting is performed by the least square method or the like to obtain the average value m0 of the level 0 and the standard deviation s.
0 is obtained, the distribution g1x is obtained by subtracting the normal distribution function g0 from the entire amplitude histogram, and the first maximum value in the distribution g1x having a larger intensity level is set to the threshold value (A ) Can be characterized as.

【００３１】[0031]

【００３２】上記目的を達成するため、請求項６の発明
は、ビットレートｆ０(bit/s) を有する光信号を電気強
度変調信号に変換する光電変換手段と、クロック周波数
ｆ１（Hz）（ｆ１＝（Ｎ／Ｍ）ｆ０＋ａ、ａはオフセッ
ト周波数、Ｎ，Ｍは正の整数）で前記電気強度変調信号
強度をサンプリングすることによって光信号の強度分布
を測定する電気サンプリングオシロスコープとを用いる
光信号品質評価装置であって、前記電気サンプリングオ
シロスコープで得られる、ある平均時間内の前記光信号
の強度分布から振幅ヒストグラムを求めるヒストグラム
評価手段と、前記振幅ヒストグラムから２つの極大値を
求め、振幅強度の高い方を強度しきい値（Ａ）とし、低
い方を強度しきい値（Ｂ）としたときに、前記強度しき
い値（Ａ）よりも高い前記振幅ヒストグラム部分から
「レベル１」に相当する振幅ヒストグラム分布関数ｇ１
を推定し、前記強度しきい値（Ｂ）よりも低い前記振幅
ヒストグラム部分から「レベル０」に相当する振幅ヒス
トグラム分布関数ｇ０を推定する分布関数評価手段と、
「レベル１」と「レベル０」のそれぞれの平均値強度と
標準偏差値を前記振幅ヒストグラム分布関数ｇ１及びｇ
０からそれぞれ求め、「レベル１」と「レベル０」のそ
れぞれの平均値強度の差と、「レベル１」と「レベル
０」のそれぞれの標準偏差値の和の比として得られる信
号対雑音比係数を評価する光信号品質評価手段とを具備
することを特徴とする。In order to achieve the above object, the invention of claim 6 is a photoelectric conversion means for converting an optical signal having a bit rate f0 (bit / s) into an electric intensity modulation signal, and a clock frequency f1 (Hz) (f1 = (N / M) f0 + a, a is an offset frequency, and N and M are positive integers), and an optical signal quality using an electrical sampling oscilloscope that measures the intensity distribution of the optical signal by sampling the electrical intensity modulation signal intensity The evaluation device is a histogram evaluation unit that obtains an amplitude histogram from the intensity distribution of the optical signal within a certain average time obtained by the electric sampling oscilloscope, and two maximum values from the amplitude histogram.
Then, the higher amplitude intensity is set as the intensity threshold (A),
When one is the intensity threshold value (B), the amplitude histogram distribution function g1 corresponding to "level 1" from the amplitude histogram portion higher than the intensity threshold value (A).
Estimating and a distribution function evaluation means for estimating an amplitude histogram distribution function g0 corresponding to "level 0" from the intensity threshold (B) lower the amplitude histogram portion than,
The average value intensities and standard deviation values of "level 1" and "level 0" are calculated as the amplitude histogram distribution functions g1 and g.
Signal-to-noise ratio obtained as a ratio of the difference between the average value intensities of “level 1” and “level 0” and the sum of the standard deviation values of “level 1” and “level 0”. And an optical signal quality evaluation means for evaluating the coefficient.

【００３３】上記目的を達成するため、請求項７の発明
は、ビットレートｆ０(bit/s) を有する光信号と、繰り
返し周波数がｆ１（Hz）（ｆ１＝（Ｎ／Ｍ）ｆ０＋ａ、
ａはオフセット周波数、Ｎ，Ｍは正の整数）でパルス幅
が光信号のタイムスロットより十分狭いサンプリング光
パルス列を用いて、これら２つの光と異なる光周波数の
相互相関信号を発生させ、該相関光信号を光電変換した
後に電気信号処理を行って光信号の強度分布を測定す
る、光サンプリングオシロスコープを用いる光信号品質
評価装置であって、前記光サンプリングオシロスコープ
で得られる、ある平均時間内の前記光信号の強度分布か
ら振幅ヒストグラムを求めるヒストグラム評価手段と、
前記振幅ヒストグラムから２つの極大値を求め、振幅強
度の高い方を強度しきい値（Ａ）とし、低い方を強度し
きい値（Ｂ）としたときに、前記強度しきい値（Ａ）よ
りも高い前記振幅ヒストグラム部分から「レベル１」に
相当する振幅ヒストグラム分布関数ｇ１を推定し、前記
強度しきい値（Ｂ）よりも低い前記振幅ヒストグラム部
分から「レベル０」に相当する振幅ヒストグラム分布関
数ｇ０を推定する分布関数評価手段と、「レベル１」と
「レベル０」のそれぞれの平均値強度と標準偏差値を前
記振幅ヒストグラム分布関数ｇ１及びｇ０からそれぞれ
求め、「レベル１」と「レベル０」のそれぞれの平均値
強度の差と、「レベル１」と「レベル０」のそれぞれの
標準偏差値の和の比として得られる信号対雑音比係数を
評価する光信号品質評価手段とを具備することを特徴と
する。In order to achieve the above object, the invention of claim 7 provides an optical signal having a bit rate f0 (bit / s) and a repetition frequency f1 (Hz) (f1 = (N / M) f0 + a,
a is an offset frequency, N and M are positive integers, and the pulse width is sufficiently narrower than the time slot of the optical signal, and a cross-correlation signal of an optical frequency different from those of the two lights is generated and the correlation is generated. Measuring the intensity distribution of the optical signal by performing electrical signal processing after photoelectric conversion of the optical signal, an optical signal quality evaluation device using an optical sampling oscilloscope, obtained by the optical sampling oscilloscope, within a certain average time Histogram evaluation means for obtaining an amplitude histogram from the intensity distribution of the optical signal,
Two maximum values are obtained from the amplitude histogram, and the amplitude
The higher one is the strength threshold (A), and the lower one is strength.
When a threshold (B), estimates an amplitude histogram distribution function g1 corresponding to "level 1" from the intensity threshold (A) higher the amplitude histogram portion than the <br/> intensity threshold Distribution function evaluation means for estimating an amplitude histogram distribution function g0 corresponding to "level 0" from the amplitude histogram portion lower than the value (B), and average value intensities of "level 1" and "level 0" and a standard The deviation value is obtained from the amplitude histogram distribution functions g1 and g0, respectively, and the difference between the average value intensities of “level 1” and “level 0” and the standard deviation values of “level 1” and “level 0” are calculated. An optical signal quality evaluation means for evaluating a signal-to-noise ratio coefficient obtained as a sum ratio is provided.

【００３４】上記目的を達成するため、請求項８の発明
は、ビットレートｆ０(bit/s) を有する光信号を電気強
度変調信号に変換する光電変換手段と、クロック周波数
ｆ１（Hz）（ｆ１＝（Ｎ／Ｍ）ｆ０＋ａ、ａはオフセッ
ト周波数、Ｎ，Ｍは正の整数）で前記電気強度変調信号
強度をサンプリングすることによって光信号の強度分布
を測定する電気サンプリングオシロスコープとを用いて
光信号品質評価をコンピュータにより実行するためのプ
ログラムを記憶した記憶媒体であって、該プログラムは
コンピュータに対し、前記電気サンプリングオシロスコ
ープで得られる、ある平均時間内の前記光信号の強度分
布から振幅ヒストグラムを求めさせ、前記振幅ヒストグ
ラムから２つの極大値を求めさせ、振幅強度の高い方を
強度しきい値（Ａ）とし、低い方を強度しきい値（Ｂ）
としたときに、前記強度しきい値（Ａ）よりも高い前記
振幅ヒストグラム部分から「レベル１」に相当する振幅
ヒストグラム分布関数ｇ１を推定させ、前記強度しきい
値（Ｂ）よりも低い前記振幅ヒストグラム部分から「レ
ベル０」に相当する振幅ヒストグラム分布関数ｇ０を推
定させ、「レベル１」と「レベル０」のそれぞれの平均
値強度と標準偏差値を前記振幅ヒストグラム分布関数ｇ
１及びｇ０からそれぞれ求めさせ、「レベル１」と「レ
ベル０」のそれぞれの平均値強度の差と、「レベル１」
と「レベル０」のそれぞれの標準偏差値の和の比として
得られる信号対雑音比係数を評価させることを特徴とす
る。In order to achieve the above object, the invention of claim 8 is a photoelectric conversion means for converting an optical signal having a bit rate f0 (bit / s) into an electric intensity modulation signal, and a clock frequency f1 (Hz) (f1 = (N / M) f0 + a, a is an offset frequency, and N and M are positive integers), and an optical sampling oscilloscope that measures the intensity distribution of the optical signal by sampling the electrical intensity modulation signal intensity is used. A storage medium storing a program for executing quality evaluation by a computer, the program determining to the computer an amplitude histogram from the intensity distribution of the optical signal within a certain average time obtained by the electric sampling oscilloscope. Let the amplitude histogram
The two maximum values are calculated from the ram, and the one with higher amplitude intensity is selected.
Strength threshold (A), lower one is strength threshold (B)
And when the intensity threshold (A) is estimated amplitude histogram distribution function g1 corresponding to "level 1" from high the amplitude histogram portion than the lower amplitude than the intensity threshold (B) The amplitude histogram distribution function g0 corresponding to "level 0" is estimated from the histogram portion, and the average intensity and standard deviation of "level 1" and "level 0" are calculated as the amplitude histogram distribution function g.
1 and g0 respectively, the difference between the average value intensities of "level 1" and "level 0", and "level 1"
And a signal-to-noise ratio coefficient obtained as a ratio of the sum of standard deviation values of "level 0".

【００３５】上記目的を達成するため、請求項９の発明
は、ビットレートｆ０(bit/s) を有する光信号と、繰り
返し周波数がｆ１（Hz）（ｆ１＝（Ｎ／Ｍ）ｆ０＋ａ、
ａはオフセット周波数、Ｎ，Ｍは正の整数）でパルス幅
が光信号のタイムスロットより十分狭いサンプリング光
パルス列を用い、これら２つの光と異なる光周波数の相
互相関信号を発生させ、該相関光信号を光電変換した後
に電気信号処理を行って光信号の強度分布を測定する、
光サンプリングオシロスコープを用いて光信号品質評価
をコンピュータにより実行するためのプログラムを記憶
した記憶媒体であって、該プログラムはコンピュータに
対し、前記光サンプリングオシロスコープで得られる、
ある平均時間内の前記光信号の強度分布から振幅ヒスト
グラムを求めさせ、前記振幅ヒストグラムから２つの極
大値を求めさせ、振幅強度の高い方を強度しきい値
（Ａ）とし、低い方を強度しきい値（Ｂ）としたとき
に、前記強度しきい値（Ａ）よりも高い前記振幅ヒスト
グラム部分から「レベル１」に相当する振幅ヒストグラ
ム分布関数ｇ１を推定させ、前記強度しきい値（Ｂ）よ
りも低い前記振幅ヒストグラム部分から「レベル０」に
相当する振幅ヒストグラム分布関数ｇ０を推定させ、
「レベル１」と「レベル０」のそれぞれの平均値強度と
標準偏差値を前記振幅ヒストグラム分布関数ｇ１及びｇ
０からそれぞれ求めさせ、「レベル１」と「レベル０」
のそれぞれの平均値強度の差と、「レベル１」と「レベ
ル０」のそれぞれの標準偏差値の和の比として得られる
信号対雑音比係数を評価させることを特徴とする。To achieve the above object, the invention of claim 9 provides an optical signal having a bit rate f0 (bit / s) and a repetition frequency f1 (Hz) (f1 = (N / M) f0 + a,
a is an offset frequency, N and M are positive integers, and the pulse width is sufficiently narrower than the time slot of the optical signal, and a cross-correlation signal of an optical frequency different from those of these two lights is generated, and the correlation light is generated. After photoelectrically converting the signal, the electrical signal processing is performed to measure the intensity distribution of the optical signal,
A storage medium that stores a program for performing optical signal quality evaluation by a computer using an optical sampling oscilloscope, the program being obtained for the computer by the optical sampling oscilloscope,
An amplitude histogram is obtained from the intensity distribution of the optical signal within a certain average time, and two poles are obtained from the amplitude histogram.
Large value is calculated, and the one with higher amplitude strength is the strength threshold.
(A) and the lower one is the strength threshold (B)
To, to estimate the amplitude histogram distribution function g1 corresponding to "level 1", from the intensity lower than the threshold (B) wherein the amplitude histogram portion from high the amplitude histogram portion than the intensity threshold (A) The amplitude histogram distribution function g0 corresponding to "level 0" is estimated,
The average value intensities and standard deviation values of "level 1" and "level 0" are calculated as the amplitude histogram distribution functions g1 and g.
"Level 1" and "Level 0" are calculated from 0 respectively.
It is characterized in that the signal-to-noise ratio coefficient obtained as the ratio of the difference between the respective average value intensities and the sum of the standard deviation values of "level 1" and "level 0" is evaluated.

【００３６】（作用）本発明では、あるビットレートｆ
０(bit/s)を有する光信号を電気強度変調信号に変換
し、この電気強度変調信号強度をクロック周波数ｆ１
（Hz）（ｆ１＝（Ｎ／Ｍ）ｆ０＋ａ、ａはオフセット周
波数、Ｎ，Ｍは正の整数）でサンプリングすることによ
って、光信号の強度分布を測定する電気サンプリング法
を用る。(Operation) In the present invention, a certain bit rate f
An optical signal having 0 (bit / s) is converted into an electric intensity modulation signal, and this electric intensity modulation signal strength is converted to a clock frequency f1.
An electrical sampling method is used in which the intensity distribution of an optical signal is measured by sampling at (Hz) (f1 = (N / M) f0 + a, a is an offset frequency, and N and M are positive integers).

【００３７】また、本発明では、あるビットレートｆ０
(bit/s)を有する光信号と、繰り返し周波数がｆ１（H
z）（ｆ１＝（Ｎ／Ｍ）ｆ０＋ａ、ａはオフセット周波
数、Ｎ，Ｍは正の整数）でパルス幅が光信号のタイムス
ロットにより十分狭いサンプリング光パルス列とを用い
て、これら２つの光と異なる光周波数の相互相関信号を
発生させ、この相関光信号を光電変換した後に、電気信
号処理を行って光信号の強度分布を測定する光サンプリ
ング法を用いる。Further, in the present invention, a certain bit rate f0
Optical signal with (bit / s) and repetition frequency f1 (H
z) (f1 = (N / M) f0 + a, a is an offset frequency, N and M are positive integers), and the pulse width is sufficiently narrow due to the time slot of the optical signal. An optical sampling method is used in which cross-correlation signals of different optical frequencies are generated, the correlated optical signals are photoelectrically converted, and then electrical signal processing is performed to measure the intensity distribution of the optical signals.

【００３８】そして、本発明では、フレーム検出回路、
パリティ検査回路または照合回路からなる誤り検出回路
などを用いる代わりに、クロック抽出回路を用いない非
同期系において、上記電気サンプリング法または光サン
プリング法を利用して得られるサンプリング点から被測
定光信号の強度分布を測定し、ある平均時間内の強度分
布から得られる振幅ヒストグラムにおいて、振幅ヒスト
グラムから２つの極大値を求めさせ、振幅強度の高い方
を強度しきい値（Ａ）とし、低い方を強度しきい値
（Ｂ）としたときに、強度しきい値（Ａ）よりも高い振
幅ヒストグラム部分から、「レベル１」に相当する振幅
ヒストグラム分布関数ｇ１を推定し、強度しきい値
（Ｂ）よりも低い部分から「レベル０」に相当する振幅
ヒストグラム分布関数ｇ０を推定し、「レベル１」と
「レベル０」のそれぞれの平均値強度と標準偏差値を上
記関数ｇ１及びｇ０からそれぞれ求め、「レベル１」と
「レベル０」のそれぞれの平均値強度の差と「レベル
１」と「レベル０」のそれぞれの標準偏差値の和との比
として得られる信号対雑音比係数を光信号品質として評
価するか、あるいはまた、「レベル１」の平均値強度と
標準偏差値の比、または標準偏差値のみを光信号品質と
して評価する。In the present invention, the frame detection circuit,
The intensity of the optical signal to be measured from the sampling point obtained by using the above electrical sampling method or optical sampling method in an asynchronous system that does not use a clock extraction circuit instead of using an error detection circuit or the like consisting of a parity check circuit or a matching circuit. distribution was measured, the amplitude histogram obtained from the intensity distribution within a certain averaging time, amplitude Histo
Two amplitude maxima are calculated from the gram, and the one with the highest amplitude intensity
Is the intensity threshold (A), and the lower one is the intensity threshold
When the (B), a high amplitude histogram portion than the intensity threshold (A), to estimate the amplitude histogram distribution function g1 corresponding to "level 1", lower than the intensity of the threshold value (B) The amplitude histogram distribution function g0 corresponding to "level 0" is estimated from the portion, and the average intensity and standard deviation of "level 1" and "level 0" are obtained from the functions g1 and g0, respectively. ] And “level 0”, the signal-to-noise ratio coefficient obtained as the ratio of the difference between the average value intensities and the sum of the standard deviation values of “level 1” and “level 0” is evaluated as the optical signal quality. Alternatively, or alternatively, the ratio of the average intensity of “level 1” to the standard deviation value or only the standard deviation value is evaluated as the optical signal quality.

【００３９】以上の構成により、本発明によれば、異な
ったビットレートや信号形式や変調形式の信号が混在す
るフォトニックネットワークにおいて、被測定対象であ
る信号のビットレート、信号形式および変調形式によら
ずに、単一の回路で雑音劣化や波形歪みなどの光信号品
質劣化を監視でき、ディジタル光ファイバ伝送路上の光
信号のＳＮＲ（信号対雑音比）に与える影響を低減し、
従来技術よりも品質評価精度を向上することができる。With the above arrangement, according to the present invention, in a photonic network in which signals having different bit rates, signal formats and modulation formats coexist, the bit rate, signal format and modulation format of the signal to be measured can be changed. Independently, it is possible to monitor optical signal quality deterioration such as noise deterioration and waveform distortion with a single circuit, and reduce the effect on the SNR (signal to noise ratio) of the optical signal on the digital optical fiber transmission line.
The quality evaluation accuracy can be improved as compared with the conventional technology.

【００４０】[0040]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【００４１】（第１の実施形態）図１〜図６に、本発明
による光信号品質監視法の第１の実施形態を示す。本実
施形態は、電気サンプリング法または光サンプリング法
を用いてＮＲＺ光信号の強度分布を評価する場合を例示
している。電気サンプリング法による光信号強度分布測
定には、市販の電気サンプリング装置などを用いること
ができる。また、光サンプリング法による光信号強度分
布測定には、参考文献２の光サンプリングなどを用いる
ことができる（参考文献２：高良 他：「和周波光発生
を用いた光サンプリングによる超高速光波形測定法」電
子情報通信学会論文誌，Ｂ−１，vol.Ｊ７５−Ｂ−１，
No．５，pp．３７２−３８０，１９９２年）。(First Embodiment) FIGS. 1 to 6 show a first embodiment of an optical signal quality monitoring method according to the present invention. The present embodiment exemplifies a case where the intensity distribution of the NRZ optical signal is evaluated using the electrical sampling method or the optical sampling method. A commercially available electric sampling device or the like can be used for measuring the optical signal intensity distribution by the electric sampling method. Further, the optical signal intensity distribution measurement by the optical sampling method can use the optical sampling of Reference 2 or the like (Reference 2: Takara et al .: “Ultrafast optical waveform measurement by optical sampling using sum frequency light generation” Law "The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, B-1, vol.J75-B-1,
No. 5, pp. 372-380, 1992).

【００４２】光サンプリング法を用いる場合は、図１の
（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、受信系または光増幅中継
系または光再生中継系において、光サンプリングオシロ
スコープを用いることにより、信号強度分布を得る。こ
の場合の相互相関信号は、第２次高調波発生、和周波光
発生、差周波光発生、四光波混合光発生などを利用する
ことにより得ることができる。In the case of using the optical sampling method, as shown in (A) to (C) of FIG. 1, in the receiving system, the optical amplification repeating system or the optical regenerating repeating system, the optical sampling oscilloscope is used to obtain the signal strength. Get the distribution. The cross-correlation signal in this case can be obtained by utilizing the second harmonic generation, the sum frequency light generation, the difference frequency light generation, the four-wave mixing light generation, or the like.

【００４３】図１の（Ａ）〜（Ｃ）において、１００は
異なったビットレートや異なった信号フォーマットが混
在するデジタル光ファイバ伝送を行うフォトニックネッ
トワーク、１０５は光サンプリングオシロスコープであ
る。In FIGS. 1A to 1C, 100 is a photonic network for performing digital optical fiber transmission in which different bit rates and different signal formats are mixed, and 105 is an optical sampling oscilloscope.

【００４４】図１の（Ａ）は、光電変換回路１０３と電
気信号処理回路１０４とを有する受信系ユニット１０１
に対して、光電変換回路１０３の前段に結合した光分岐
部１０２を介して、光サンプリングオシロスコープ１０
５を接続した場合を示す。FIG. 1A shows a receiving system unit 101 having a photoelectric conversion circuit 103 and an electric signal processing circuit 104.
The optical sampling oscilloscope 10 is connected to the optical sampling oscilloscope 10 via the optical branching unit 102 coupled to the front stage of the photoelectric conversion circuit 103.
The case where 5 is connected is shown.

【００４５】図１の（Ｂ）は、光増幅回路１０８を有す
る光増幅中継系ユニット１０６に対して、光増幅回路１
０８の前段に結合した光分岐部１０７を介して、光サン
プリングオシロスコープ１０５を接続した場合を示す。FIG. 1B shows an optical amplification circuit 1 for an optical amplification repeater unit 106 having an optical amplification circuit 108.
A case where the optical sampling oscilloscope 105 is connected via the optical branching unit 107 coupled to the preceding stage of 08 is shown.

【００４６】図１の（Ｃ）は、光電変換回路１１２と電
気信号処理回路１１３と光電変換回路１１４とを有する
光再生中継系ユニット１１０に対して、光電変換回路１
１２の前段に結合した光分岐部１１１を介して、光サン
プリングオシロスコープ１０５を接続した場合を示す。FIG. 1C shows the photoelectric conversion circuit 1 for the optical regenerative repeater unit 110 having the photoelectric conversion circuit 112, the electric signal processing circuit 113, and the photoelectric conversion circuit 114.
The case where the optical sampling oscilloscope 105 is connected via the optical branching unit 111 coupled to the preceding stage of 12 is shown.

【００４７】電気サンプリング法を用いる場合は、図２
の（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、受信系または光増幅中
継系または光再生中継系において、電気サンプリングオ
シロスコープを用いることにより、信号強度分布を得
る。When the electric sampling method is used, FIG.
As shown in (A) to (C), a signal intensity distribution is obtained by using an electric sampling oscilloscope in the receiving system, the optical amplification repeating system, or the optical regenerating repeating system.

【００４８】図２の（Ａ）〜（Ｃ）において、２０５は
電気サンプリングオシロスコープである。In FIGS. 2A to 2C, 205 is an electric sampling oscilloscope.

【００４９】図２の（Ａ）は、光電変換回路２０３と電
気信号処理回路２０４とを有する受信系ユニット２０１
に対して、光電変換回路２０３と電気信号処理回路２０
４間に結合した分岐部２０２を介して、電気サンプリン
グオシロスコープ２０５を接続した場合を示す。FIG. 2A shows a receiving system unit 201 having a photoelectric conversion circuit 203 and an electric signal processing circuit 204.
In contrast, the photoelectric conversion circuit 203 and the electric signal processing circuit 20
A case where an electrical sampling oscilloscope 205 is connected via a branching unit 202 coupled between four is shown.

【００５０】図２の（Ｂ）は、光増幅回路２０８を有す
る光増幅中継系ユニット２０６に対して、光増幅回路２
０８の前段に結合した光分岐部２０７および光電変換回
路２０９を介して、電気サンプリングオシロスコープ２
０５を接続した場合を示す。FIG. 2B shows an optical amplification circuit 2 for an optical amplification repeater unit 206 having an optical amplification circuit 208.
The optical sampling oscilloscope 2 is connected to the optical sampling oscilloscope 2 via the optical branching unit 207 and the photoelectric conversion circuit 209, which are connected to the preceding stage of 08.
The case where 05 is connected is shown.

【００５１】図２の（Ｃ）は、光電変換回路２１２と電
気信号処理回路２１３と光電変換回路２１４とを有する
光再生中継系ユニット２１０に対して、光電変換回路２
１２と電気信号処理回路２１３間に結合した分岐部２１
１を介して、電気サンプリングオシロスコープ２０５を
接続した場合を示す。FIG. 2C shows the photoelectric conversion circuit 2 for the optical regeneration repeater unit 210 having the photoelectric conversion circuit 212, the electric signal processing circuit 213, and the photoelectric conversion circuit 214.
12 connected to the electrical signal processing circuit 213
1 shows a case where the electrical sampling oscilloscope 205 is connected via 1.

【００５２】図３〜図６に、本発明の第１の実施形態で
の光信号品質モニタにおける光信号品質評価アルゴリズ
ムを示す。FIGS. 3 to 6 show an optical signal quality evaluation algorithm in the optical signal quality monitor according to the first embodiment of the present invention.

【００５３】図３の（Ａ）：まず、図１のような構成を
用いた光サンプリングオシロスコープ１０５による光サ
ンプリング、または図２のような構成を用いた電気サン
プリングオシロスコープ２０５による電気サンプリング
により、ある平均時間内の強度分布を求める。FIG. 3A: First, a certain average is obtained by optical sampling with the optical sampling oscilloscope 105 having the configuration shown in FIG. 1 or electrical sampling with the electrical sampling oscilloscope 205 having the configuration shown in FIG. Find the intensity distribution in time.

【００５４】図３の（Ｂ）：得られた強度分布から振幅
ヒストグラムを求める。FIG. 3B: An amplitude histogram is obtained from the obtained intensity distribution.

【００５５】図４の（Ａ）：振幅ヒストグラムのうち強
度レベルの大きい方から調べたときの最初の極大値をし
きい値Ａと定める。FIG. 4A: The threshold value A is defined as the first maximum value when the amplitude histogram is examined from the one with the highest intensity level.

【００５６】図４の（Ｂ）：振幅ヒストグラムのうち強
度レベルの小さい方から調べたときの最初の極大値をし
きい値Ｂと定める。FIG. 4 (B): The threshold B is defined as the first maximum value when the amplitude histogram is checked from the one having a smaller intensity level.

【００５７】図５の（Ａ）：振幅ヒストグラムのうち、
強度レベルがしきい値Ａ以上の部分を正規分布ｇ１と仮
定し、最小二乗法などによりフィッテング（近似）し
て、レベル１の平均値ｍ１と標準偏差ｓ１を求める。FIG. 5A: Of the amplitude histogram,
A portion where the intensity level is equal to or higher than the threshold value A is assumed to be the normal distribution g1, and fitting (approximation) is performed by the least square method or the like to obtain the average value m1 of the level 1 and the standard deviation s1.

【００５８】図５の（Ｂ）：図５の（Ａ）と同様に、振
幅ヒストグラムのうち、強度レベルがしきい値Ｂ以下の
部分を正規分布ｇ０と仮定し、最小二乗法などによりフ
ィッテングして、レベル０の平均値ｍ０と標準偏差ｓ０
を求める。FIG. 5B: As in FIG. 5A, the portion of the amplitude histogram whose intensity level is equal to or lower than the threshold value B is assumed to be the normal distribution g0, and fitting is performed by the least square method or the like. Then, the average value m0 of the level 0 and the standard deviation s0
Ask for.

【００５９】図６：図５の（Ａ）と図５の（Ｂ）で求め
た平均値ｍ１、ｍ０と標準偏差ｓ１、ｓ０からFIG. 6: From the average values m1 and m0 and the standard deviations s1 and s0 obtained in (A) of FIG. 5 and (B) of FIG.

【００６０】[0060]

【数１０】 Ｑ＝｜ｍ１−ｍ０｜／（ｓ１＋ｓ０） …（６） で求まるＱ値を信号対雑音係数として光信号品質評価パ
ラメータとする。[Expression 10] Q = | m1-m0 | / (s1 + s0) (6) The Q value obtained by (6) is used as an optical signal quality evaluation parameter as a signal-to-noise coefficient.

【００６１】上記の分布関数ｇ０，ｇ１としては、カイ
二乗分布を仮定することもできる（参考文献３：D. Mar
cuse, "Derivation of Analytycal Expressions for th
e Bit-Error Probability in Lightwave Systems with
Optical Amplifiers, "IEEEJ. Lightwave Technol.,Vo
l.8, No.12, pp1816−1823, 1990）。A chi-square distribution can be assumed as the distribution functions g0 and g1 (Reference 3: D. Mar.
cuse, "Derivation of Analytycal Expressions for th
e Bit-Error Probability in Lightwave Systems with
Optical Amplifiers, "IEEE J. Lightwave Technol., Vo
l.8, No.12, pp1816-1823, 1990).

【００６２】（第２の実施形態）図７〜図１０に、本発
明の光信号品質監視法の第２の実施形態を示す。本実施
形態は光信号品質評価アルゴリズムにおいて、しきい値
Ａ，Ｂを求める部分が上述の本発明の第１の実施の形態
と異なる。(Second Embodiment) FIGS. 7 to 10 show a second embodiment of the optical signal quality monitoring method of the present invention. The present embodiment differs from the above-described first embodiment of the present invention in the portion for obtaining the threshold values A and B in the optical signal quality evaluation algorithm.

【００６３】図７〜図１０を参照して、本発明の第２の
実施形態の光信号品質評価アルゴリズムを説明する。The optical signal quality evaluation algorithm of the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【００６４】図７の（Ａ）：まず、図１のような構成を
用いた光サンプリングオシロスコープ１０５による光サ
ンプリング、または図２のような構成を用いた電気サン
プリングオシロスコープ２０５による電気サンプリング
により、ある平均時間内の強度分布を求める。FIG. 7A: First, a certain average is obtained by optical sampling with the optical sampling oscilloscope 105 using the configuration shown in FIG. 1 or electrical sampling with the electrical sampling oscilloscope 205 using the configuration shown in FIG. Find the intensity distribution in time.

【００６５】図７の（Ｂ）：得られた強度分布から振幅
ヒストグラムを求める。FIG. 7B: An amplitude histogram is obtained from the obtained intensity distribution.

【００６６】図８の（Ａ）：振幅ヒストグラムのうち強
度レベルの小さい方から調べたときの最初の極大値をし
きい値Ｂと定める。FIG. 8 (A): The threshold B is defined as the first maximum value when the amplitude histogram is examined from the smaller intensity level.

【００６７】図８の（Ｂ）：強度レベル最大のサンプリ
ング点から強度レベルが小さい方に向かってサンプリン
グ点数を積分して、FIG. 8B: Integrating the number of sampling points from the sampling point with the maximum intensity level toward the smaller intensity level,

【００６８】[0068]

【数１１】 Ｎ（middle）＝Ｎ(total) ×Ｄ×Ｍ …（７） （但し、Ｎ(total) は全サンプリング点数、Ｄは光信号
のデューティ比（パルス幅とタイムスロットの比）、Ｍ
はマーク率（ディジタル伝送におけるレベル１の発生確
率））で求まるサンプリング点数Ｎ（middle）と積分値
が等しくなったときの、積分したサンプリング点の最小
レベルをｍ（middle）とする。## EQU00009 ## N (middle) = N (total) .times.D.times.M (7) (where, N (total) is the total number of sampling points, D is the duty ratio of the optical signal (ratio of pulse width and time slot), M
Is the minimum level of the integrated sampling points when the number of sampling points N (middle) obtained by the mark rate (probability of occurrence of level 1 in digital transmission) and the integral value are equal to m (middle).

【００６９】図９の（Ａ）：FIG. 9A:

【００７０】[0070]

【数１２】 しきい値Ａ＝２×｛ｍ（middle）−しきい値Ｂ｝ …（８） でしきい値Ａを求める。[Equation 12]     Threshold A = 2 × {m (middle) −Threshold B} (8) The threshold value A is calculated with.

【００７１】図９の（Ｂ）：振幅ヒストグラムのうち、
強度レベルがしきい値Ａ以上の部分を正規分布ｇ１の一
部と仮定し、強度レベルがしきい値Ｂ以下の部分を正規
分布ｇ０の一部と仮定し、最小二乗法などによりフィッ
テングして、レベル１、レベル０の平均値ｍ１，ｍ０と
標準偏差ｓ１，ｓ０を求める。FIG. 9B: Of the amplitude histogram,
It is assumed that the portion where the intensity level is equal to or higher than the threshold value A is a part of the normal distribution g1, and the portion where the intensity level is equal to or lower than the threshold value B is a part of the normal distribution g0, and the fitting is performed by the least square method or the like. , Level 1 and level 0 average values m1 and m0 and standard deviations s1 and s0 are obtained.

【００７２】図１０：図９の（Ｂ）で求めた平均値ｍ
１，ｍ０と標準偏差ｓ１，ｓ０からFIG. 10: Average value m obtained in FIG. 9B
From 1, m0 and standard deviation s1, s0

【００７３】[0073]

【数１３】 Ｑ＝｜ｍ１−ｍ０｜／（ｓ１＋ｓ０） …（９） で求まるＱ値を信号対雑音係数として光信号品質評価パ
ラメータとする。[Expression 13] Q = | m1-m0 | / (s1 + s0) ... The Q value obtained by (9) is used as an optical signal quality evaluation parameter as a signal-to-noise coefficient.

【００７４】上記分布関数ｇ０，ｇ１としては、カイ二
乗分布を仮定することもできる（参考文献３）。A chi-square distribution can be assumed as the distribution functions g0 and g1 (reference 3).

【００７５】前述した本発明の第１の実施形態は、最も
簡単な方法であるという利点があるが、適用の範囲がＮ
ＲＺ信号に限られる。これに対し、本第２の実施形態
は、第１の実施形態よりも複雑であるが、ＮＲＺ信号だ
けでなく、ＲＺ信号にも適用できるという利点がある。
但し、上式（７）に示すように、信号パルスのデューテ
ィ比Ｄとマーク率Ｍを予め知っておく必要がある。 （第３の実施形態）図１１〜図１４に、本発明による光
信号品質監視法の第３の実施形態を示す。本実施形態は
光信号品質評価アルゴリズムにおいて、しきい値Ａ，Ｂ
を求める部分が上述の本発明の第１の実施形態および第
２の実施形態と異なる。The first embodiment of the present invention described above has the advantage that it is the simplest method, but the scope of application is N
Limited to RZ signals. On the other hand, the second embodiment is more complicated than the first embodiment, but has an advantage that it can be applied not only to the NRZ signal but also to the RZ signal.
However, as shown in the above equation (7), it is necessary to know the duty ratio D of the signal pulse and the mark ratio M in advance. (Third Embodiment) FIGS. 11 to 14 show a third embodiment of the optical signal quality monitoring method according to the present invention. In this embodiment, in the optical signal quality evaluation algorithm, the threshold values A, B are set.
The part for determining is different from the above-described first and second embodiments of the present invention.

【００７６】図１１〜図１４を参照して、本発明の第３
の実施形態における光信号品質評価アルゴリズムを説明
する。Referring to FIGS. 11 to 14, the third embodiment of the present invention will be described.
The optical signal quality evaluation algorithm in the embodiment will be described.

【００７７】図１１の（Ａ）：まず、図１のような構成
を用いた光サンプリングオシロスコープ１０５による光
サンプリング、または図２のような構成を用いた電気サ
ンプリングオシロスコープ２０５による電気サンプリン
グにより、ある平均時間内の強度分布を求める。FIG. 11A: First, a certain average is obtained by optical sampling with the optical sampling oscilloscope 105 having the configuration shown in FIG. 1 or electrical sampling with the electrical sampling oscilloscope 205 having the configuration shown in FIG. Find the intensity distribution in time.

【００７８】図１１の（Ｂ）：得られた強度分布から振
幅ヒストグラムを求める。FIG. 11B: An amplitude histogram is obtained from the obtained intensity distribution.

【００７９】図１２の（Ａ）：振幅ヒストグラムのうち
強度レベルの小さい方から調べたときの最初の極大値を
しきい値Ｂと定める。(A) of FIG. 12: The threshold B is defined as the first local maximum value when the amplitude histogram is examined from the smaller intensity level.

【００８０】図１２の（Ｂ）：振幅ヒストグラムのう
ち、強度レベルがしきい値Ｂ以下の部分を正規分布ｇ０
の一部と仮定し、最小二乗法などによりフィッテングし
て、レベル０の平均値ｍ０と標準偏差ｓ０をそれぞれ求
める。(B) of FIG. 12: In the amplitude histogram, the portion where the intensity level is equal to or lower than the threshold value B is the normal distribution g0.
, The average value m0 and the standard deviation s0 of the level 0 are respectively obtained by fitting using the least square method or the like.

【００８１】図１３の（Ａ）：振幅ヒストグラム全体か
ら図１２の（Ｂ）で求めた関数ｇ０を差し引いた分布ｇ
１ｘを求め、分布ｇ１ｘのうちで強度レベルの大きい方
から調べたときの最初の最大値をしきい値Ａと定める。
ｇ１ｘは、レベル１の分布関数ｇ１とクロスポイントの
分布関数ｇｘを重ね合わせと考えられる。FIG. 13A: Distribution g obtained by subtracting the function g0 obtained in FIG. 12B from the entire amplitude histogram.
1x is obtained, and the first maximum value when the distribution g1x is examined from the one having the largest intensity level is defined as the threshold value A.
g1x is considered to be a superposition of the level 1 distribution function g1 and the crosspoint distribution function gx.

【００８２】図１３の（Ｂ）：分布ｇ１ｘのうちで強度
レベルがしきい値Ａ以上の部分を正規分布ｇ１の一部と
仮定し、最小二乗法などによりフィッテングして、レベ
ル１の平均値ｍ１と標準偏差ｓ１をそれぞれ求める。(B) of FIG. 13: In the distribution g1x, it is assumed that a portion whose intensity level is equal to or higher than the threshold value A is a part of the normal distribution g1, and fitting is performed by the least square method or the like to obtain the average value of the level 1. m1 and standard deviation s1 are obtained, respectively.

【００８３】図１４：図１３の（Ｂ）と図１２の（Ｂ）
で求めた平均値ｍ１、ｍ０と標準偏差ｓ１、ｓ０からFIG. 14: FIG. 13B and FIG. 12B
From the average values m1 and m0 and standard deviations s1 and s0

【００８４】[0084]

【数１４】 Ｑ＝｜ｍ１−ｍ０｜／（ｓ１＋ｓ０） …（１０） で求まるＱ値を信号対雑音係数として光信号品質評価パ
ラメータとする。[Expression 14] Q = | m1-m0 | / (s1 + s0) (10) The Q value obtained by the equation is used as an optical signal quality evaluation parameter as a signal-to-noise coefficient.

【００８５】上記分布関数ｇ０，ｇ１としては、カイ二
乗分布を仮定することもできる（参考文献３）。A chi-square distribution can be assumed as the distribution functions g0 and g1 (reference 3).

【００８６】本第３の実施形態は、前述の第２の実施形
態よりも複雑であるが、ＲＺ信号にも適用でき、しかも
信号パルスのデューティ比とマーク率を予め知っておく
必要がないという利点がある。Although the third embodiment is more complicated than the second embodiment, it can be applied to the RZ signal, and it is not necessary to know the duty ratio of the signal pulse and the mark ratio in advance. There are advantages.

【００８７】（各実施形態でのハード構成例）図１５と
図１６は、本発明の各実施形態において、それぞれ電気
サンプリングオシロスコープを用いる場合、および光サ
ンプリングオシロスコープを用いる場合の光信号品質評
価装置の構成例を示す。(Hardware Configuration Example in Each Embodiment) FIGS. 15 and 16 show an optical signal quality evaluation apparatus using an electrical sampling oscilloscope and an optical sampling oscilloscope in each embodiment of the present invention. A configuration example is shown.

【００８８】図１５に示す電気サンプリングオシロスコ
ープを用いる場合は、光強度変調信号を光電変換手段１
５０１により電気強度変調信号に変換し、電気サンプリ
ングオシロスコープ１５０２によってその電気強度変調
信号の一定時間における信号強度分布を得たのち、その
信号強度分布を基に、信号処理ユニット１５０３におい
て上述の第１〜第３の実施形態において説明した本発明
による光信号品質評価を行う。When the electric sampling oscilloscope shown in FIG. 15 is used, the light intensity modulation signal is converted into the photoelectric conversion means 1.
After converting into an electric intensity modulation signal by 501 and obtaining a signal intensity distribution of the electric intensity modulation signal at a constant time by an electric sampling oscilloscope 1502, based on the signal intensity distribution, the signal processing unit 1503 uses the above-mentioned first to first The optical signal quality evaluation according to the present invention described in the third embodiment is performed.

【００８９】信号処理ユニット１５０３は、ヒストグラ
ム評価部１５０４と、分布関数評価部１５０５と、光信
号品質評価部１５０６とを有する。ヒストグラム評価部
１５０４は、電気サンプリングオシロスコープ１５０２
で得られる信号強度分布から振幅ヒストグラムを求め
る。分布関数評価部１５０５は、あらかじめ定めた強度
しきい値（Ａ）よりも高い振幅ヒストグラム部分から
「レベル１」に相当する振幅ヒストグラム分布関数ｇ１
を推定し、別途定めた強度しきい値（Ｂ）よりも低い部
分から「レベル０」に相当する振幅ヒストグラム分布関
数ｇ０を推定する。光信号品質評価部１５０６は、「レ
ベル１」と「レベル０」のそれぞれの平均値強度ｍ１、
ｍ０と標準偏差値ｓ１、ｓ０を関数ｇ１及びｇ０からそ
れぞれ求め、「レベル１」と「レベル０」のそれぞれの
平均値強度の差｜ｍ１−ｍ０｜と、「レベル１」と「レ
ベル０」のそれぞれの標準偏差値の和（ｓ１＋ｓ０）と
の比として得られる信号対雑音比係数Ｑを評価する。The signal processing unit 1503 has a histogram evaluation section 1504, a distribution function evaluation section 1505, and an optical signal quality evaluation section 1506. The histogram evaluation unit 1504 uses an electric sampling oscilloscope 1502.
An amplitude histogram is obtained from the signal intensity distribution obtained in. The distribution function evaluation unit 1505 uses the amplitude histogram distribution function g1 corresponding to “level 1” from the amplitude histogram portion higher than the predetermined intensity threshold value (A).
Is estimated, and the amplitude histogram distribution function g0 corresponding to “level 0” is estimated from a portion lower than the separately determined intensity threshold value (B). The optical signal quality evaluation unit 1506 uses the average level intensities m1 of “level 1” and “level 0”,
m0 and the standard deviation values s1 and s0 are obtained from the functions g1 and g0, respectively, and the difference | m1-m0 | between the average values of “level 1” and “level 0” and “level 1” and “level 0” are calculated. Evaluate the signal-to-noise ratio coefficient Q obtained as a ratio with the sum (s1 + s0) of the respective standard deviation values of.

【００９０】図１６に示す光サンプリングオシロスコー
プを用いる場合は、光サンプリングオシロスコープ１６
０２によって一定時間における信号強度分布を得たの
ち、信号処理ユニット１６０３において上述の第１〜第
３の実施形態において説明した本発明による光信号品質
評価を行う。When the optical sampling oscilloscope shown in FIG. 16 is used, the optical sampling oscilloscope 16
After obtaining the signal intensity distribution in a fixed time by 02, the signal processing unit 1603 performs the optical signal quality evaluation according to the present invention described in the first to third embodiments.

【００９１】信号処理ユニット１６０３は、ヒストグラ
ム評価部１６０４と、分布関数評価部１６０５と、光信
号品質評価部１６０６とを有する。ヒストグラム評価部
１６０４は、光サンプリングオシロスコープ１６０２で
得られる信号強度分布から振幅ヒストグラムを求める。
分布関数評価部１６０５は、あらかじめ定めた強度しき
い値（Ａ）よりも高い振幅ヒストグラム部分から「レベ
ル１」に相当する振幅ヒストグラム分布関数ｇ１を推定
し、別途定めた強度しきい値（Ｂ）よりも低い部分から
「レベル０」に相当する振幅ヒストグラム分布関数ｇ０
を推定する。光信号品質評価部１６０６は、「レベル
１」と「レベル０」のそれぞれの平均値強度ｍ１、ｍ０
と標準偏差値ｓ１、ｓ０を関数ｇ１及びｇ０からそれぞ
れ求め、「レベル１」と「レベル０」のそれぞれの平均
値強度の差｜ｍ１−ｍ０｜と、「レベル１」と「レベル
０」のそれぞれの標準偏差値の和（ｓ１＋ｓ０）との比
として得られる信号対雑音比係数Ｑを評価する。The signal processing unit 1603 has a histogram evaluation unit 1604, a distribution function evaluation unit 1605, and an optical signal quality evaluation unit 1606. The histogram evaluation unit 1604 obtains an amplitude histogram from the signal intensity distribution obtained by the optical sampling oscilloscope 1602.
The distribution function evaluation unit 1605 estimates the amplitude histogram distribution function g1 corresponding to “level 1” from the amplitude histogram portion higher than the predetermined intensity threshold value (A), and separately determines the intensity threshold value (B). Amplitude histogram distribution function g0 corresponding to "level 0" from the lower part
To estimate. The optical signal quality evaluation unit 1606 uses the average value intensities m1 and m0 of "level 1" and "level 0", respectively.
And the standard deviation values s1 and s0 are obtained from the functions g1 and g0, respectively, and the difference between the average intensity | m1-m0 | of "level 1" and "level 0" and "level 1" and "level 0" of The signal-to-noise ratio coefficient Q obtained as a ratio with the sum (s1 + s0) of the respective standard deviation values is evaluated.

【００９２】（他の実施の形態）なお、本発明の目的
は、前述した実施の形態の機能を実現するソフトウエア
のプログラムコードを記憶した記憶媒体を、システムあ
るいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコン
ピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納さ
れたプログラムコードを読み出し、実行することによっ
ても、達成されることは言うまでもない。この場合、記
憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述し
た実施の形態の機能を実現することになり、そのプログ
ラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成すること
になる。そのプログラムコードを記憶し、またテーブル
等の変数データを記憶する記憶媒体としては、例えばフ
ロッピディスク、ハードディスクなどを用いことができ
る。(Other Embodiments) The object of the present invention is to supply a storage medium storing a program code of software for realizing the functions of the above-described embodiments to a system or apparatus, and It is needless to say that it is also achieved by the computer (or CPU or MPU) of the device reading and executing the program code stored in the storage medium. In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiments, and the storage medium storing the program code constitutes the present invention. As a storage medium that stores the program code and variable data such as a table, for example, a floppy disk, a hard disk, or the like can be used.

【００９３】[0093]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
異なったビットレートや信号形式や変調形式の信号が混
在するフォトニックネットワークにおいて、被測定対象
である信号のビットレート、信号形式および変調形式に
よらずに単一の回路で雑音劣化や波形歪みなどの光信号
品質劣化を監視できる。As described above, according to the present invention,
In a photonic network in which signals with different bit rates, signal formats, and modulation formats coexist, noise degradation, waveform distortion, etc. can be achieved with a single circuit regardless of the bit rate, signal format, and modulation format of the signal under test. It is possible to monitor deterioration of optical signal quality.

【００９４】また、本発明によれば、伝送路の光信号の
ＳＮＲに与える影響を低減した品質検査手段を提供でき
る。Further, according to the present invention, it is possible to provide the quality inspection means in which the influence on the SNR of the optical signal on the transmission line is reduced.

【００９５】また、本発明によれば、従来技術と比較し
て、クロスポイントの影響が少なく、品質評価精度がよ
り高い評価法を提供できる。Further, according to the present invention, it is possible to provide an evaluation method in which the influence of cross points is less and the quality evaluation accuracy is higher than in the prior art.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明に好適な光サンプリングオシロスコープ
の接続構成例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a connection configuration example of an optical sampling oscilloscope suitable for the present invention.

【図２】本発明に好適な電気サンプリングオシロスコー
プの接続構成例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a connection configuration example of an electric sampling oscilloscope suitable for the present invention.

【図３】本発明の第１の実施形態における光信号品質評
価アルゴリズムの最初の段階を示す概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram showing a first stage of an optical signal quality evaluation algorithm in the first exemplary embodiment of the present invention.

【図４】図３に続く本発明の第１の実施形態における光
信号品質評価アルゴリズムを示す概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram showing an optical signal quality evaluation algorithm in the first embodiment of the present invention following FIG.

【図５】図４に続く本発明の第１の実施形態における光
信号品質評価アルゴリズムを示す概念図である。FIG. 5 is a conceptual diagram showing an optical signal quality evaluation algorithm in the first embodiment of the present invention following FIG.

【図６】図５に続く本発明の第１の実施形態における光
信号品質評価アルゴリズムを示す概念図である。FIG. 6 is a conceptual diagram showing an optical signal quality evaluation algorithm in the first embodiment of the present invention following FIG.

【図７】本発明の第２の実施形態における光信号品質評
価アルゴリズムの最初の段階を示す概念図である。FIG. 7 is a conceptual diagram showing a first stage of an optical signal quality evaluation algorithm in the second exemplary embodiment of the present invention.

【図８】図７に続く本発明の第２の実施形態における光
信号品質評価アルゴリズムを示す概念図である。FIG. 8 is a conceptual diagram showing an optical signal quality evaluation algorithm in the second embodiment of the present invention following FIG.

【図９】図８に続く本発明の第２の実施形態における光
信号品質評価アルゴリズムを示す概念図である。FIG. 9 is a conceptual diagram showing an optical signal quality evaluation algorithm in the second embodiment of the present invention following FIG.

【図１０】図９に続く本発明の第２の実施形態における
光信号品質評価アルゴリズムを示す概念図である。FIG. 10 is a conceptual diagram showing an optical signal quality evaluation algorithm in the second embodiment of the present invention following FIG.

【図１１】本発明の第３の実施形態における光信号品質
評価アルゴリズムの最初の段階を示す概念図である。FIG. 11 is a conceptual diagram showing a first stage of an optical signal quality evaluation algorithm in the third exemplary embodiment of the present invention.

【図１２】図１１に続く本発明の第３の実施形態におけ
る光信号品質評価アルゴリズムを示す概念図である。FIG. 12 is a conceptual diagram showing an optical signal quality evaluation algorithm in the third embodiment of the present invention following FIG.

【図１３】図１２に続く本発明の第３の実施形態におけ
る光信号品質評価アルゴリズムを示す概念図である。FIG. 13 is a conceptual diagram showing an optical signal quality evaluation algorithm in the third embodiment of the present invention following FIG.

【図１４】図１３に続く本発明の第３の実施形態におけ
る光信号品質評価アルゴリズムを示す概念図である。FIG. 14 is a conceptual diagram showing an optical signal quality evaluation algorithm in the third embodiment of the present invention following FIG.

【図１５】本発明の各実施形態において、電気サンプリ
ングオシロスコープを用いる場合の光信号品質評価装置
の構成例を示すブロック図である。FIG. 15 is a block diagram showing a configuration example of an optical signal quality evaluation device when an electric sampling oscilloscope is used in each embodiment of the present invention.

【図１６】本発明の各実施形態において、光サンプリン
グオシロスコープを用いる場合の光信号品質評価装置の
構成例を示すブロック図である。FIG. 16 is a block diagram showing a configuration example of an optical signal quality evaluation device when an optical sampling oscilloscope is used in each embodiment of the present invention.

【図１７】従来例の光信号品質評価アルゴリズムの最初
の段階を示す概念図である。FIG. 17 is a conceptual diagram showing the first stage of a conventional optical signal quality evaluation algorithm.

【図１８】図１７に続く従来例の光信号品質評価アルゴ
リズムを示す概念図である。FIG. 18 is a conceptual diagram showing a conventional optical signal quality evaluation algorithm following FIG. 17;

【図１９】図１８に続く従来例の光信号品質評価アルゴ
リズムを示す概念図である。FIG. 19 is a conceptual diagram showing a conventional optical signal quality evaluation algorithm following FIG. 18.

【図２０】図１９に続く従来例の光信号品質評価アルゴ
リズムを示す概念図である。FIG. 20 is a conceptual diagram showing a conventional optical signal quality evaluation algorithm following FIG. 19;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１００ デジタル光ファイバ伝送を行うフォトニックネ
ットワーク １０１、２０１ 受信系ユニット １０２、１０７、１１１ 光分岐部 １０３、２０３ 光電変換回路 １０４、２０４ 電気信号処理回路 １０５ 光サンプリングオシロスコープ １０６、２０６ 光増幅中継系ユニット １０８、２０８ 増幅回路 １１０、２１０ 光再生中継系ユニット １１２、２１２ 光電変換回路 １１３、２１３ 電気信号処理回路 １１４、２１４ 光電変換回路 ２０５ 電気サンプリングオシロスコープ ２０２、２１１ 分岐部 ２０７ 光分岐部 １５０１ 光電変換回路 １５０２ 電気サンプリングオシロスコープ １５０３、１６０３ 信号処理ユニット １５０４、１６０４ ヒストグラム評価部 １５０５、１６０５ 分布関数評価部 １５０６、１６０６ 光信号品質評価部 １６０２ 光サンプリングオシロスコープ100 Photonic network 101, 201 receiving system unit 102, 107, 111 for performing digital optical fiber transmission Optical branching unit 103, 203 Photoelectric conversion circuit 104, 204 Electric signal processing circuit 105 Optical sampling oscilloscope 106, 206 Optical amplification repeater unit 108 , 208 amplifier circuit 110, 210 optical regeneration relay system unit 112, 212 photoelectric conversion circuit 113, 213 electric signal processing circuit 114, 214 photoelectric conversion circuit 205 electrical sampling oscilloscope 202, 211 branching unit 207 optical branching unit 1501 photoelectric conversion circuit 1502 electrical Sampling oscilloscopes 1503 and 1603 Signal processing units 1504 and 1604 Histogram evaluation units 1505 and 1605 Distribution function evaluation units 1506 and 1606 Optical signal quality evaluation unit 1602 Optical Sampling oscilloscope

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−223575（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−25521（ＪＰ，Ａ) 特開2000−358015（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01M 11/00 - 11/02 G01J 1/00 - 1/02 G01J 1/42 - 1/44 G01D 1/14 - 1/16 G01R 29/16 G06F 17/17 H04B 3/46 - 3/48 H04B 10/08 H04B 17/00 - 17/02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-11-223575 (JP, A) JP-A-63-25521 (JP, A) JP-A-2000-358015 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. ⁷ , DB name) G01M 11/00-11/02 G01J 1/00-1/02 G01J 1/42-1/44 G01D 1/14-1/16 G01R 29/16 G06F 17/17 H04B 3/46-3/48 H04B 10/08 H04B 17/00-17/02

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 ビットレートｆ０(bit/s) を有する光信
号を電気強度変調信号に変換するステップと、 クロック周波数ｆ１（Hz）（ｆ１＝（Ｎ／Ｍ）ｆ０＋
ａ、ａはオフセット周波数、Ｎ，Ｍは正の整数）で前記
電気強度変調信号強度をサンプリングすることによって
光信号の強度分布を測定するステップと、 ある平均時間内の前記光信号の強度分布から振幅ヒスト
グラムを求めるステップと、前記振幅ヒストグラムから２つの極大値を求め、振幅強
度の高い方を強度しきい値（Ａ）とし、低い方を強度し
きい値（Ｂ）としたときに、前記 強度しきい値（Ａ）よ
りも高い前記振幅ヒストグラム部分から「レベル１」に
相当する振幅ヒストグラム分布関数ｇ１を推定し、前記
強度しきい値（Ｂ）よりも低い前記振幅ヒストグラム部
分から「レベル０」に相当する振幅ヒストグラム分布関
数ｇ０を推定するステップと、 「レベル１」と「レベル０」のそれぞれの平均値強度と
標準偏差値を前記振幅ヒストグラム分布関数ｇ１及びｇ
０からそれぞれ求め、「レベル１」と「レベル０」のそ
れぞれの平均値強度の差と、「レベル１」と「レベル
０」のそれぞれの標準偏差値の和の比として得られる信
号対雑音比係数を評価するステップとを有することを特
徴とする光信号品質評価方法。1. A step of converting an optical signal having a bit rate f0 (bit / s) into an electric intensity modulation signal, and a clock frequency f1 (Hz) (f1 = (N / M) f0 +
a, a is an offset frequency, and N and M are positive integers) a step of measuring an intensity distribution of the optical signal by sampling the intensity modulation signal intensity, and an intensity distribution of the optical signal within an average time. The step of obtaining the amplitude histogram, and the step of obtaining the two maximum values from the amplitude histogram,
The higher one is the strength threshold (A), and the lower one is strength.
When a threshold (B), estimates an amplitude histogram distribution function g1 corresponding to "level 1" from the intensity threshold (A) higher the amplitude histogram portion than the <br/> intensity threshold The step of estimating the amplitude histogram distribution function g0 corresponding to "level 0" from the amplitude histogram portion lower than the value (B), and the average value strength and standard deviation value of "level 1" and "level 0", respectively. The amplitude histogram distribution functions g1 and g
Signal-to-noise ratio obtained as a ratio of the difference between the average value intensities of “level 1” and “level 0” and the sum of the standard deviation values of “level 1” and “level 0”. And a step of evaluating a coefficient. 【請求項２】 ビットレートｆ０(bit/s) を有する光信
号と、繰り返し周波数がｆ１（Hz）（ｆ１＝（Ｎ／Ｍ）
ｆ０＋ａ、ａはオフセット周波数、Ｎ，Ｍは正の整数）
でパルス幅が光信号のタイムスロットよりも十分狭いサ
ンプリング光パルス列を用いて、これら２つの光と異な
る光周波数の相互相関信号を発生させ、該相関光信号を
光電変換した後に、電気信号処理を行って光信号の強度
分布を測定するステップと、 ある平均時間内の前記光信号の強度分布から振幅ヒスト
グラムを求めるステップと、前記振幅ヒストグラムから２つの極大値を求め、振幅強
度の高い方を強度しきい値（Ａ）とし、低い方を強度し
きい値（Ｂ）としたときに、前記 強度しきい値（Ａ）よ
りも高い前記振幅ヒストグラム部分から「レベル１」に
相当する振幅ヒストグラム分布関数ｇ１を推定し、前記
強度しきい値（Ｂ）よりも低い前記振幅ヒストグラム部
分から「レベル０」に相当する振幅ヒストグラム分布関
数ｇ０を推定するステップと、 「レベル１」と「レベル０」のそれぞれの平均値強度と
標準偏差値を前記振幅ヒストグラム分布関数ｇ１及びｇ
０からそれぞれ求め、「レベル１」と「レベル０」のそ
れぞれの平均値強度の差と、「レベル１」と「レベル
０」のそれぞれの標準偏差値の和の比として得られる信
号対雑音比係数を評価するステップとを有することを特
徴とする光信号品質評価方法。2. An optical signal having a bit rate f0 (bit / s) and a repetition frequency f1 (Hz) (f1 = (N / M)
f0 + a, a is the offset frequency, N and M are positive integers)
Then, a sampling optical pulse train having a pulse width sufficiently narrower than the time slot of the optical signal is used to generate a cross-correlation signal of an optical frequency different from those of these two lights, and the electrical signal processing is performed after photoelectrically converting the correlated optical signal. The step of measuring the intensity distribution of the optical signal, the step of obtaining an amplitude histogram from the intensity distribution of the optical signal within a certain average time, and the step of obtaining two maximum values from the amplitude histogram to obtain the amplitude intensity.
The higher one is the strength threshold (A), and the lower one is strength.
When a threshold (B), estimates an amplitude histogram distribution function g1 corresponding to "level 1" from the intensity threshold (A) higher the amplitude histogram portion than the <br/> intensity threshold The step of estimating the amplitude histogram distribution function g0 corresponding to "level 0" from the amplitude histogram portion lower than the value (B), and the average value strength and standard deviation value of "level 1" and "level 0", respectively. The amplitude histogram distribution functions g1 and g
Signal-to-noise ratio obtained as a ratio of the difference between the average value intensities of “level 1” and “level 0” and the sum of the standard deviation values of “level 1” and “level 0”. And a step of evaluating a coefficient. 【請求項３】 前記振幅ヒストグラムのうち強度レベル
の大きい方から調べたときの最初の極大値を前記強度し
きい値（Ａ）と定め、前記振幅ヒストグラムのうち強度
レベルの小さい方から調べたときの最初の極大値を前記
強度しきい値（Ｂ）と定めることを特徴とする請求項１
または２に記載の光信号品質評価方法。3. The intensity maximum (A) is defined as the first maximum value in the amplitude histogram when the intensity level is larger, and the first maximum value is determined in the amplitude histogram from the smaller intensity level. claim first the maximum value of, characterized in that defined as the intensity threshold (B) 1
Or the optical signal quality evaluation method described in 2 . 【請求項４】 前記振幅ヒストグラムのうち強度レベル
の小さい方から調べたときの最初の極大値を前記強度し
きい値（Ｂ）と定め、強度レベル最大のサンプリング点
から強度レベルが小さい方に向かってサンプリング点数
を積分して、 Ｎ（middle）＝Ｎ(total) ×Ｄ×Ｍ （但し、Ｎ(total) は全サンプリング点数、 Ｄは光信号のデューティ比（パルス幅とタイムスロット
の比）、 Ｍはマーク率（ディジタル伝送におけるレベル１の発生
確率））で求まるサンプリング点数Ｎ（middle）と積分
値が等しくなったときの、積分したサンプリング点の最
小レベルをｍ（middle）とし、 強度しきい値（Ａ）＝２×｛ｍ（middle）−強度しきい
値（Ｂ）｝で前記強度しきい値（Ａ）を求めることを特
徴とする請求項１または２に記載の光信号品質評価方
法。4. The intensity threshold (B) is defined as the first maximum value of the amplitude histogram when it is examined from the smaller intensity level, and the sampling point having the maximum intensity level is followed by the smaller intensity level. And integrate sampling points, N (middle) = N (total) × D × M (where N (total) is the total number of sampling points, D is the duty ratio of the optical signal (ratio of pulse width and time slot), M is the minimum threshold level of the integrated sampling points when the integrated value becomes equal to the sampling point number N (middle) found by the mark rate (the probability of occurrence of level 1 in digital transmission), and the intensity threshold 3. The optical signal quality evaluation method according to claim 1, wherein the intensity threshold value (A) is obtained by a value (A) = 2 * {m (middle) -intensity threshold value (B)}. . 【請求項５】 前記振幅ヒストグラムのうち強度レベル
の小さい方から調べたときの最初の極大値を前記強度し
きい値（Ｂ）と定め、前記振幅ヒストグラムのうち、強
度レベルが該強度しきい値（Ｂ）以下の部分を正規分布
関数ｇ０の一部と仮定し、最小二乗法などによりフィッ
テングして、レベル０の平均値ｍ０と標準偏差ｓ０をそ
れぞれ求め、前記振幅ヒストグラム全体から前記正規分
布関数ｇ０を差し引いた分布ｇ１ｘを求め、該分布ｇ１
ｘのうちで強度レベルの大きい方から調べたときの最初
の最大値を前記しきい値（Ａ）と定めることを特徴とす
る請求項１または２に記載の光信号品質評価方法。5. An intensity maximum (B) is defined as an initial maximum value when the intensity histogram is searched from the one having a smaller intensity level, and the intensity level of the amplitude histogram is the intensity threshold. (B) The following portion is assumed to be a part of the normal distribution function g0, and fitting is performed by the least square method or the like to obtain the average value m0 and the standard deviation s0 of the level 0, and the normal distribution function is obtained from the entire amplitude histogram. The distribution g1x is obtained by subtracting g0, and the distribution g1x
3. The optical signal quality evaluation method according to claim 1 or 2 , wherein the first maximum value when x is examined from the one having a larger intensity level is set as the threshold value (A). 【請求項６】 ビットレートｆ０(bit/s) を有する光信
号を電気強度変調信号に変換する光電変換手段と、クロ
ック周波数ｆ１（Hz）（ｆ１＝（Ｎ／Ｍ）ｆ０＋ａ、ａ
はオフセット周波数、Ｎ，Ｍは正の整数）で前記電気強
度変調信号強度をサンプリングすることによって光信号
の強度分布を測定する電気サンプリングオシロスコープ
とを用いる光信号品質評価装置であって、 前記電気サンプリングオシロスコープで得られる、ある
平均時間内の前記光信号の強度分布から振幅ヒストグラ
ムを求めるヒストグラム評価手段と、前記振幅ヒストグラムから２つの極大値を求め、振幅強
度の高い方を強度しきい値（Ａ）とし、低い方を強度し
きい値（Ｂ）としたときに、前記 強度しきい値（Ａ）よ
りも高い前記振幅ヒストグラム部分から「レベル１」に
相当する振幅ヒストグラム分布関数ｇ１を推定し、前記
強度しきい値（Ｂ）よりも低い前記振幅ヒストグラム部
分から「レベル０」に相当する振幅ヒストグラム分布関
数ｇ０を推定する分布関数評価手段と、 「レベル１」と「レベル０」のそれぞれの平均値強度と
標準偏差値を前記振幅ヒストグラム分布関数ｇ１及びｇ
０からそれぞれ求め、「レベル１」と「レベル０」のそ
れぞれの平均値強度の差と、「レベル１」と「レベル
０」のそれぞれの標準偏差値の和の比として得られる信
号対雑音比係数を評価する光信号品質評価手段とを具備
することを特徴とする光信号品質評価装置。6. A photoelectric conversion means for converting an optical signal having a bit rate f0 (bit / s) into an electric intensity modulation signal, and a clock frequency f1 (Hz) (f1 = (N / M) f0 + a, a
Is an offset frequency and N and M are positive integers), and an optical sampling oscilloscope for measuring the intensity distribution of the optical signal by sampling the electrical intensity modulation signal intensity is used. Histogram evaluation means for obtaining an amplitude histogram from the intensity distribution of the optical signal within a certain average time obtained by an oscilloscope, and two maximum values are obtained from the amplitude histogram to obtain an amplitude strong
The higher one is the strength threshold (A), and the lower one is strength.
When a threshold (B), estimates an amplitude histogram distribution function g1 corresponding to "level 1" from the intensity threshold (A) higher the amplitude histogram portion than the <br/> intensity threshold Distribution function evaluation means for estimating an amplitude histogram distribution function g0 corresponding to "level 0" from the amplitude histogram portion lower than the value (B), and average value intensities of "level 1" and "level 0" and a standard The deviation value is set to the amplitude histogram distribution functions g1 and g
Signal-to-noise ratio obtained as a ratio of the difference between the average value intensities of “level 1” and “level 0” and the sum of the standard deviation values of “level 1” and “level 0”. An optical signal quality evaluation device comprising: an optical signal quality evaluation means for evaluating a coefficient. 【請求項７】 ビットレートｆ０(bit/s) を有する光信
号と、繰り返し周波数がｆ１（Hz）（ｆ１＝（Ｎ／Ｍ）
ｆ０＋ａ、ａはオフセット周波数、Ｎ，Ｍは正の整数）
でパルス幅が光信号のタイムスロットより十分狭いサン
プリング光パルス列を用いて、これら２つの光と異なる
光周波数の相互相関信号を発生させ、該相関光信号を光
電変換した後に電気信号処理を行って光信号の強度分布
を測定する、光サンプリングオシロスコープを用いる光
信号品質評価装置であって、 前記光サンプリングオシロスコープで得られる、ある平
均時間内の前記光信号の強度分布から振幅ヒストグラム
を求めるヒストグラム評価手段と、前記振幅ヒストグラムから２つの極大値を求め、振幅強
度の高い方を強度しきい値（Ａ）とし、低い方を強度し
きい値（Ｂ）としたときに、前記 強度しきい値（Ａ）よ
りも高い前記振幅ヒストグラム部分から「レベル１」に
相当する振幅ヒストグラム分布関数ｇ１を推定し、前記
強度しきい値（Ｂ）よりも低い前記振幅ヒストグラム部
分から「レベル０」に相当する振幅ヒストグラム分布関
数ｇ０を推定する分布関数評価手段と、 「レベル１」と「レベル０」のそれぞれの平均値強度と
標準偏差値を前記振幅ヒストグラム分布関数ｇ１及びｇ
０からそれぞれ求め、「レベル１」と「レベル０」のそ
れぞれの平均値強度の差と、「レベル１」と「レベル
０」のそれぞれの標準偏差値の和の比として得られる信
号対雑音比係数を評価する光信号品質評価手段とを具備
することを特徴とする光信号品質評価装置。7. An optical signal having a bit rate f0 (bit / s) and a repetition frequency f1 (Hz) (f1 = (N / M)
f0 + a, a is the offset frequency, N and M are positive integers)
Then, a sampling optical pulse train whose pulse width is sufficiently narrower than the time slot of the optical signal is used to generate a cross-correlation signal of an optical frequency different from those of these two lights, and the electrical signal processing is performed after photoelectrically converting the correlated optical signal. An optical signal quality evaluation device using an optical sampling oscilloscope for measuring the intensity distribution of an optical signal, wherein the histogram evaluation means obtains an amplitude histogram from the intensity distribution of the optical signal within a certain average time obtained by the optical sampling oscilloscope. Then, two maximum values are calculated from the amplitude histogram, and the amplitude
The higher one is the strength threshold (A), and the lower one is strength.
When a threshold (B), estimates an amplitude histogram distribution function g1 corresponding to "level 1" from the intensity threshold (A) higher the amplitude histogram portion than the <br/> intensity threshold Distribution function evaluation means for estimating an amplitude histogram distribution function g0 corresponding to "level 0" from the amplitude histogram portion lower than the value (B), and average value intensities of "level 1" and "level 0" and a standard The deviation value is set to the amplitude histogram distribution functions g1 and g
Signal-to-noise ratio obtained as a ratio of the difference between the average value intensities of “level 1” and “level 0” and the sum of the standard deviation values of “level 1” and “level 0”. An optical signal quality evaluation device comprising: an optical signal quality evaluation means for evaluating a coefficient. 【請求項８】 ビットレートｆ０(bit/s) を有する光信
号を電気強度変調信号に変換する光電変換手段と、クロ
ック周波数ｆ１（Hz）（ｆ１＝（Ｎ／Ｍ）ｆ０＋ａ、ａ
はオフセット周波数、Ｎ，Ｍは正の整数）で前記電気強
度変調信号強度をサンプリングすることによって光信号
の強度分布を測定する電気サンプリングオシロスコープ
とを用いて光信号品質評価をコンピュータにより実行す
るためのプログラムを記憶した記憶媒体であって、該プ
ログラムはコンピュータに対し、 前記電気サンプリングオシロスコープで得られる、ある
平均時間内の前記光信号の強度分布から振幅ヒストグラ
ムを求めさせ、前記振幅ヒストグラムから２つの極大値を求めさせ、振
幅強度の高い方を強度しきい値（Ａ）とし、低い方を強
度しきい値（Ｂ）としたときに、前記 強度しきい値
（Ａ）よりも高い前記振幅ヒストグラム部分から「レベ
ル１」に相当する振幅ヒストグラム分布関数ｇ１を推定
させ、前記強度しきい値（Ｂ）よりも低い前記振幅ヒス
トグラム部分から「レベル０」に相当する振幅ヒストグ
ラム分布関数ｇ０を推定させ、 「レベル１」と「レベル０」のそれぞれの平均値強度と
標準偏差値を前記振幅ヒストグラム分布関数ｇ１及びｇ
０からそれぞれ求めさせ、「レベル１」と「レベル０」
のそれぞれの平均値強度の差と、「レベル１」と「レベ
ル０」のそれぞれの標準偏差値の和の比として得られる
信号対雑音比係数を評価させることを特徴とする光信号
品質評価用プログラムを記憶した記憶媒体。8. A photoelectric conversion means for converting an optical signal having a bit rate f0 (bit / s) into an electric intensity modulation signal, and a clock frequency f1 (Hz) (f1 = (N / M) f0 + a, a
Is an offset frequency, N and M are positive integers), and an electrical sampling oscilloscope that measures the intensity distribution of the optical signal by sampling the electrical intensity modulation signal intensity is used to perform optical signal quality evaluation by a computer. A storage medium storing a program, the program causing a computer to obtain an amplitude histogram from the intensity distribution of the optical signal within a certain average time obtained by the electric sampling oscilloscope, and two maximum values from the amplitude histogram. Ask for the value and shake
The one with higher width strength is the strength threshold (A), and the one with lower width is stronger.
When the degree threshold (B), to estimate the amplitude histogram distribution function g1 corresponding to "level 1" from the intensity threshold (A) higher the amplitude histogram portion than the intensity threshold ( B) The amplitude histogram distribution function g0 corresponding to "level 0" is estimated from the amplitude histogram portion lower than B), and the average intensity and standard deviation of "level 1" and "level 0" are calculated in the amplitude histogram distribution. Functions g1 and g
"Level 1" and "Level 0" are calculated from 0 respectively.
For evaluating the signal-to-noise ratio coefficient obtained as the ratio of the difference between the respective average value intensities of the above and the sum of the standard deviation values of "level 1" and "level 0" A storage medium that stores a program. 【請求項９】 ビットレートｆ０(bit/s) を有する光信
号と、繰り返し周波数がｆ１（Hz）（ｆ１＝（Ｎ／Ｍ）
ｆ０＋ａ、ａはオフセット周波数、Ｎ，Ｍは正の整数）
でパルス幅が光信号のタイムスロットより十分狭いサン
プリング光パルス列を用い、これら２つの光と異なる光
周波数の相互相関信号を発生させ、該相関光信号を光電
変換した後に電気信号処理を行って光信号の強度分布を
測定する、光サンプリングオシロスコープを用いて光信
号品質評価をコンピュータにより実行するためのプログ
ラムを記憶した記憶媒体であって、該プログラムはコン
ピュータに対し、 前記光サンプリングオシロスコープで得られる、ある平
均時間内の前記光信号の強度分布から振幅ヒストグラム
を求めさせ、前記振幅ヒストグラムから２つの極大値を求めさせ、振
幅強度の高い方を強度しきい値（Ａ）とし、低い方を強
度しきい値（Ｂ）としたときに、前記 強度しきい値
（Ａ）よりも高い前記振幅ヒストグラム部分から「レベ
ル１」に相当する振幅ヒストグラム分布関数ｇ１を推定
させ、前記強度しきい値（Ｂ）よりも低い前記振幅ヒス
トグラム部分から「レベル０」に相当する振幅ヒストグ
ラム分布関数ｇ０を推定させ、 「レベル１」と「レベル０」のそれぞれの平均値強度と
標準偏差値を前記振幅ヒストグラム分布関数ｇ１及びｇ
０からそれぞれ求めさせ、「レベル１」と「レベル０」
のそれぞれの平均値強度の差と、「レベル１」と「レベ
ル０」のそれぞれの標準偏差値の和の比として得られる
信号対雑音比係数を評価させることを特徴とする光信号
品質評価用プログラムを記憶した記憶媒体。9. An optical signal having a bit rate f0 (bit / s) and a repetition frequency f1 (Hz) (f1 = (N / M)
f0 + a, a is the offset frequency, N and M are positive integers)
, A sampling optical pulse train whose pulse width is sufficiently narrower than the time slot of the optical signal is used to generate a cross-correlation signal with an optical frequency different from those of these two lights, and the correlated optical signal is photoelectrically converted and then subjected to electrical signal processing to generate an optical signal. A storage medium for measuring a signal intensity distribution, which stores a program for performing an optical signal quality evaluation by a computer using an optical sampling oscilloscope, the program being obtained by the optical sampling oscilloscope to a computer, An amplitude histogram is obtained from the intensity distribution of the optical signal within a certain averaging time, and two maximum values are obtained from the amplitude histogram.
The one with higher width strength is the strength threshold (A), and the one with lower width is stronger.
When the degree threshold (B), to estimate the amplitude histogram distribution function g1 corresponding to "level 1" from the intensity threshold (A) higher the amplitude histogram portion than the intensity threshold ( B) The amplitude histogram distribution function g0 corresponding to "level 0" is estimated from the amplitude histogram portion lower than B), and the average intensity and standard deviation of "level 1" and "level 0" are calculated in the amplitude histogram distribution. Functions g1 and g
"Level 1" and "Level 0" are calculated from 0 respectively.
For evaluating the signal-to-noise ratio coefficient obtained as the ratio of the difference between the respective average value intensities of the above and the sum of the standard deviation values of "level 1" and "level 0" A storage medium that stores a program.