JP4803846B2 - 光信号同期サンプリング装置及びその方法並びにそれを用いる光信号モニタ装置及びその方法 - Google Patents
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Description
サンプリング対象の光信号(Px)を変調しているデータ信号のクロック周期(Tc)の整数(N)倍に対して所定オフセット時間(ΔT)だけ異なる周期(Ts)を有するサンプリング用光パルス(Ps)を出射するサンプリング用光パルス発生部(21)と、
前記サンプリング用光パルス発生部(21)から出射される前記サンプリング用光パルスを(Ps)用いて前記サンプリング対象の光信号(Px)を同期サンプリングすることによって得られた光パルス信号(Py)を出力する光サンプリング部(22)とを有する光信号同期サンプリング装置(100)であって、
前記光サンプリング部(22)は、
光を入出射するための2つの光端子(23a、23b)と、該2つの光端子(23a、23b)間を結ぶ光路に電界を与えるための電源端子(23c)とを有し、前記光路を伝搬する光に対する吸収率が前記電界の大きさに応じて変化する特性を有し、前記2つの光端子(23a、23b)の一方で前記サンプリング対象の光信号(Px)を受ける電界吸収型光変調器(23)と、
前記電界吸収型光変調器(23)の前記電源端子(23c)に、前記サンプリング対象の光信号(Px)に対して前記電界吸収型光変調器(23)が高い吸収率を示す所定の直流電圧(Vdc)を与える直流電源(24)と、
前記サンプリング用光パルス発生部(21)によって出射される前記サンプリング用光パルス(Ps)を受けて前記電界吸収型光変調器(23)の前記2つの光端子(23a、23b)の他方の光端子に入射させると共に、該電界吸収型光変調器(23)の前記2つの光端子(23a、23b)の前記他方の光端子から出射される前記サンプリング対象の光信号(Px)を受けて前記光パルス信号(Py)として出射させる光カプラ(25)とを含み、
前記サンプリング用光パルス(Ps)の入射によって前記電界吸収型光変調器(23)の相互吸収飽和特性により吸収率を低下させ、前記サンプリング対象の光信号(Px)を前記電界吸収型光変調器(23)の前記2つの光端子(23a、23b)の前記他方の光端子側へ通過させることにより、同期サンプリングを行うように構成されていることを特徴とする光信号同期サンプリング装置が提供される。
前記光サンプリング部(22)は、前記電界吸収型光変調器(23)の前記2つの光端子(23a、23b)の前記他方の光端子に入射される前記サンプリング用光パルス(Ps)が前記サンプリング対象の光信号(Px)の伝送路へ漏れるのを防ぐために、
前記電界吸収型光変調器(23)の前記2つの光端子(23a、23b)の前記一方の光端子に挿入されている第2の光カプラ(26)と、
前記サンプリング用光パルス(Ps)を前記第2の光カプラ(26)を介して終端する光終端器(27)とをさらに含むことを特徴とする第1の態様に従う光信号同期サンプリング装置が提供される。
前記サンプリング用光パルス発生部(21)は、
前記サンプリング用光パルスの周期に対応した周期(Ts)を有する安定な信号(Ra)を生成するシンセサイザ構成の基準信号発生器(21a)と、
前記基準信号発生器(21a)によって生成される前記周期Tsを有する安定な信号(Ra)をM(Mは複数)逓倍した信号(Rb)として出力する逓倍器(21b)と、
連続光(Pcw)を出射する光源(21d)と、
前記逓倍器(21b)から出力される前記M逓倍した信号(Rb)によって前記光源(21d)から出射される前記連続光(Pcw)を変調することにより、周期(Ts/M)を有する光パルス(Pa)を出射する光変調器(21c)と、
前記光変調器(21c)から出射される前記光パルス(Pa)を1/Mに間引いて、周期(Ts)を有する光パルス(Pb)に変換する光ゲート回路(21e)と、
前記光ゲート回路(21e)により変換された前記周期(Ts)を有する光パルス(Pb)についてそのパルス幅をさらに狭めて、前記サンプリング用光パルス(Ps)として出射する分散減少ファイバ(21f)とを含むことを特徴とする第1の態様に従う光信号同期サンプリング装置が提供される。
前記サンプリング対象の光信号(Px)を変調している前記データ信号のクロック周期(Tc)又はそのビットレートと前記所定オフセット時間(ΔT)の情報を受けて、前記サンプリング用光パルス(Ps)のサンプリング周期Tsを、
Ts=N・Tc+ΔT
(ここで、Nの値は、前記データ信号のクロック周期(Tc)と前記サンプリング用光パルス発生部(21)が出力可能な信号の周波数可変範囲によって決まる)
の演算で求めて、前記サンプリング用光パルス発生部(21)に設定するパラメータ設定部(28)をさらに含むことを特徴とする第1の態様に従う光信号同期サンプリング装置が提供される。
監視対象の光信号(Px)を変調しているデータ信号のクロック周期(Tc)の整数(N)倍に対して所定オフセット時間(ΔT)だけ異なる周期(Ts)を有するサンプリング用光パルス(Ps)を出射するサンプリング用光パルス発生部(21)と、前記サンプリング用光パルス発生部(21)から出射される前記サンプリング用光パルス(Ps)を用いて前記監視対象の光信号(Px)を同期サンプリングすることによって得られた光パルス信号(Py)を出力する光サンプリング部(22)とを含む光信号同期サンプリング装置(100)と、
前記光信号同期サンプリング装置(100)の前記光サンプリング部(22)によって出力された前記光パルス信号(Py)を受光して電気信号(Ey)に変換して出力する光電変換器(30)と、
前記光電変換器(30)からの前記電気信号(Ey)の包絡線波形の基本波成分と等しい周波数の基本波成分信号(U)を出力する基本波成分信号出力手段(35)と、
前記基本波成分信号出力手段(35)からの前記基本波成分信号(U)と所定のしきい値(Vr)とを比較するコンパレータ(36)と、
前記コンパレータ(36)による比較において前記基本波成分信号(U)が前記しきい値(Vr)を超えるタイミングから前記光電変換器(30)からの前記電気信号(Ey)に対する波形情報の取得を開始するデータ取得制御部(38)とを有する光信号モニタ装置(20)であって、
前記光信号同期サンプリング装置(100)の光サンプリング部(22)は、
光を入出射するための2つの光端子(23a、23b)と、該2つの光端子(23a、23b)間を結ぶ光路に電界を与えるための電源端子(23c)とを有し、前記光路を伝搬する光に対する吸収率が前記電界の大きさに応じて変化する特性を有し、前記2つの光端子(23a、23b)の一方で前記監視対象の光信号(Px)を受ける電界吸収型光変調器(23)と、
前記電界吸収型光変調器(23)の前記電源端子(23c)に、前記監視対象の光信号(Px)に対して前記電界吸収型光変調器(23)が高い吸収率を示す所定の直流電圧(Vdc)を与える直流電源(24)と、
前記光信号サンプリング装置(100)のサンプリング用光パルス発生部(21)によって出射される前記サンプリング用光パルス(Ps)を受けて前記電界吸収型光変調器(23)の前記2つの光端子(23a、23b)の他方の光端子に入射させると共に、該電界吸収型光変調器(23)の前記2つの光端子(23a、23b)の前記他方の光端子から出射される前記監視対象の光信号(Px)を受けて前記光パルス信号(Py)として前記光電変換器(30)へ入射させる光カプラ(25)とを含み、
前記サンプリング用光パルス(Ps)の入射によって前記電界吸収型光変調器(23)の相互吸収飽和特性により吸収率を低下させ、前記監視対象の光信号(Px)を前記電界吸収型光変調器(23)の前記2つの光端子(23a、23b)の前記他方の光端子側へ通過させることにより、同期サンプリングを行うように構成されていることを特徴とする光信号モニタ装置が提供される。
前記光サンプリング部(22)は、前記電界吸収型光変調器(23)の前記2つの光端子(23a、23b)の前記他方の光端子に入射されるサンプリング用光パルス(Ps)が前記監視対象の光信号(Px)の伝送路へ漏れるのを防ぐために、
前記電界吸収型光変調器(23)の前記2つの光端子(23a、23b)の前記一方の光端子に挿入されている第2の光カプラ(26)と、
前記サンプリング用光パルス(Ps)を前記第2の光カプラ(26)を介して終端する光終端器(27)とをさらに含むことを特徴とする第5の態様に従う光信号モニタ装置が提供される。
前記サンプリング用光パルス発生部(21)は、
前記サンプリング用光パルス(Ps)の周期に対応した周期(Ts)を有する安定な信号(Ra)を生成するシンセサイザ構成の基準信号発生器(21a)と、
前記基準信号発生器(21a)によって生成される前記周期(Ts)を有する安定な信号(Ra)をM(Mは複数)逓倍した信号(Rb)として出力する逓倍器(21b)と、連続光(Pcw)を出射する光源(21d)と、
前記逓倍器(21b)から出力される前記M逓倍した信号(Rb)によって前記光源(21d)から出射される前記連続光(Pcw)を変調することにより、周期(Ts/M)を有する光パルス(Pa)を出射する光変調器(21c)と、
前記光変調器(21c)から出射される前記光パルス(Pa)を1/Mに間引いて、周期(Ts)を有する光パルス(Pb)に変換する光ゲート回路(21e)と、
前記光ゲート回路(21e)により変換された前記周期(Ts)を有する光パルス(Pb)についてそのパルス幅をさらに狭めて、前記サンプリング用光パルス(Ps)として出射する分散減少ファイバ(21f)とを含むことを特徴とする第5の態様に従う光信号モニタ装置が提供される。
前記監視対象の光信号(Px)を変調している前記データ信号のクロック周期(Tc)又はそのビットレートと前記所定オフセット時間(ΔT)の情報を受けて、前記サンプリング用光パルス(Ps)のサンプリング周期Tsを、
Ts=N・Tc+ΔT
(ここで、Nの値は、前記データ信号のクロック周期(Tc)と前記サンプリング用光パルス発生部(21)が出力可能な信号の周波数可変範囲によって決まる)
の演算で求めて、前記サンプリング用光パルス発生部(21)に設定するパラメータ設定部(28)をさらに含むことを特徴とする第5の態様に従う光信号モニタ装置が提供される。
前記光電変換器(30)と前記データ取得制御部(38)との間に挿入され、前記光電変換器(30)からの電気信号(Ey)を前記サンプリング用光パルス(Ps)と同期したサンプリングクロック(Es)によってサンプリングすることにより、デジタル値(Dy)に変換して前記データ取得制御部(38)にデータ信号(Dy)として出力するアナログ/デジタル(A/D)変換器(31)をさらに含むことを特徴とする第5の態様に従う光信号モニタ装置が提供される。
前記サンプリングクロック(Es)は、前記サンプリング用光パルス発生部(21)により前記サンプリング用光パルス(Ps)と同期して出力されることを特徴とする第9の態様に従う光信号モニタ装置が提供される。
前記基本波成分信号出力部(35)は,フィルタ方式として、
前記監視対象の光信号(Px)を変調している前記データ信号のクロック周波数(Fc)と等しい中心周波数あるいは前記クロック周波数(Fc)の2倍に等しい中心周波数を有し、前記光電変換器(30)からの電気信号(Ey)から正弦波の基本波成分信号(U)を抽出する狭帯域な帯域通過フィルタ(35f)を含むことを特徴とする第5の態様に従う光信号モニタ装置が提供される。
前記基本波成分信号出力部(35)は,PLL(位相ロックループ)方式として、
前記監視対象の光信号(Px)を変調している前記データ信号のクロック周波数(Fc)と等しい中心周波数あるいは前記クロック周波数(Fc)の2倍に等しい中心周波数を有し、前記光電変換器(30)からの電気信号(Ey)から正弦波の基本波成分信号(U)を抽出する狭帯域な帯域通過フィルタ(35a)と、
所定の発振周波数を有する発振出力信号を出力する電圧制御発振器(35b)と、
前記帯域通過フィルタ(35a)の出力信号と前記電圧制御発振器(35b)の出力信号との位相差に応じた制御信号(Vc)を出力する位相比較器(35c)とを含み、
前記位相比較器(35c)から出力される前記制御信号(Vc)により前記電圧制御発振器(35b)の発振周波数を制御して、前記発振出力信号の位相を前記帯域通過フィルタ(35a)の出力信号の位相に同期させることにより、この同期した正弦波の発振出力信号を前記基本波成分信号(U)として出力することを特徴とする第5の態様に従う光信号モニタ装置が提供される。
前記基本波成分信号出力部(35)は,
前記光電変換器(30)からの電気信号(Ey)の周波数解析を行い、基本波成分の周波数を求める周波数解析演算部(35g)と、
前記周波数解析演算部(35g)によって求められた周波数と等しい基本波成分信号(U)を生成して出力する信号発生器(35h)とを含むことを特徴とする第5の態様に従う光信号モニタ装置が提供される。
前記データ取得制御部(38)により、前記コンパレータ(36)からの出力信号に基づいて、前記A/D変換器(31)から出力されるデータ信号(Dy)が書き込まれる複数(H)の異なる領域を有する波形メモリ(39)をさらに含むことを特徴とする第9の態様に従う光信号モニタ装置が提供される。
前記データ取得制御部(38)は、前記コンパレータ(36)において、前記基本波成分信号(U)が前記しきい値(Vr)を越えたタイミングから、前記波形メモリ(39)に対する前記データ信号(Dy)の書き込みを開始し、所定数(W)のデータ信号の書き込みが終了した後で、前記基本波成分信号(U)が再度前記しきい値(Vr)を越えるタイミングまで待機するという動作を所定回数(H)繰り返し、前記所定数(W)のデータ信号(Dy)の書き込みを、前記波形メモリ(39)の前記複数(H)の異なる領域に対してそれぞれアドレス順に行うことを特徴とする第14の態様に従う光信号モニタ装置が提供される。
前記波形メモリ(39)に書き込まれたデータ信号(Dy)に基づいて、監視対象の光信号(Px)の品質を表す値を算出する演算部(40)をさらに含むことを特徴とする第15の態様に従う光信号モニタ装置が提供される。
前記演算部(40)は、前記波形メモリ(39)に書き込まれた前記データ信号(Dy)を所定のしきい値と比較して、データ「1」に属するサンプル値と、データ「0」に属するサンプル値とに分け、それぞれのデータについてのサンプル値群の平均値、標準偏差を求め、その平均値の差(μ)と標準偏差の和(γ)の比(μ/γ)を品質値(Q)として求めることを特徴とする第16の態様に従う光信号モニタ装置が提供される。
前記演算部(40)は、前記所定数(W)のデータ信号(Dy)が前記波形メモリ(39)の前記複数(H)の異なる領域に対してそれぞれアドレス順に各回ごとに記憶された所定ビット分の波形データ(Dy)をアドレス順に重ね合わせることにより、アイパターンを得ることを可能とすることを特徴とする第16の態様に従う光信号モニタ装置が提供される。
サンプリング対象の光信号(Px)を変調しているデータ信号のクロック周期(Tc)の整数(N)倍に対して所定オフセット時間(ΔT)だけ異なる周期(Ts)を有するサンプリング用光パルス(Ps)を出射するサンプリング用光パルス発生段階と、
前記サンプリング用光パルス発生段階によって出射される前記サンプリング用光パルス(Ps)を用いて前記サンプリング対象の光信号(Px)を同期サンプリングすることによって得られた光パルス信号(Py)を出力する光同期サンプリング段階とを具備し、
前記光同期サンプリング段階は、
光を入出射するための2つの光端子(23a、23b)と、該2つの光端子(23a、23b)間を結ぶ光路に電界を与えるための電源端子(23c)とを有し、前記光路を伝搬する光に対する吸収率が前記電界の大きさに応じて変化する特性を有し、前記2つの光端子(23a、23b)の一方で前記サンプリング対象の光信号(Px)を受ける電界吸収型光変調器(23)を準備する段階と、
前記電界吸収型光変調器(23)の前記電源端子(23c)に、前記サンプリング対象の光信号(Px)に対して前記電界吸収型光変調器(23)が高い吸収率を示す所定の直流電圧(Vdc)を与える直流電源(24)を準備する段階と、
前記サンプリング用光パルス発生部(21)によって出射される前記サンプリング用光パルス(Ps)を受けて前記電界吸収型光変調器(23)の前記2つの光端子(23a、23b)の他方の光端子に入射させると共に、該電界吸収型光変調器(23)の前記2つの光端子(23a、23b)の前記他方の光端子から出射される前記サンプリング対象の光信号(Px)を受けて前記光パルス信号(Py)として出射させる光カプラ(25)を準備する段階とを含み、
前記サンプリング用光パルス(Ps)の入射によって前記電界吸収型光変調器(23)の相互吸収飽和特性により吸収率を低下させ、前記サンプリング対象の光信号(Px)を前記電界吸収型光変調器(23)の前記2つの光端子(23a、23b)の前記他方の光端子側へ通過させることにより、同期サンプリングを行うことを特徴とする光信号同期サンプリング方法が提供される。
監視対象の光信号(Px)を変調しているデータ信号のクロック周期(Tc)の整数(N)倍に対して所定オフセット時間(ΔT)だけ異なる周期(Ts)を有するサンプリング用光パルス(Ps)を出射するサンプリング用光パルス発生段階と、
前記サンプリング用光パルス発生段階によって出射される前記サンプリング用光パルス(Ps)を用いて前記監視対象の光信号(Px)を同期サンプリングすることによって得られた光パルス信号(Py)を出力する光同期サンプリング段階と、
前記光同期サンプリング段階によって出力された前記光パルス信号(Py)を受光して電気信号(Ey)に変換して出力する光電変換段階と、
前記光電変換段階によって出力された前記電気信号(Ey)の包絡線波形の基本波成分と等しい周波数の基本波成分信号(U)を出力する基本波成分信号出力段階と、
前記基本波成分信号出力段階によって出力された前記基本波成分信号(U)と所定のしきい値(Vr)とを比較する比較段階と、
前記比較段階において前記基本波成分信号(U)が前記しきい値(Vr)を超えるタイミングから前記光電変換段階によって出力された前記電気信号(Ey)に対する波形情報の取得を開始するデータ取得制御段階とを有する光信号モニタ方法であって、
前記光同期サンプリング段階は、
光を入出射するための2つの光端子(23a、23b)と、該2つの光端子(23a、23b)間を結ぶ光路に電界を与えるための電源端子(23c)とを有し、前記光路を伝搬する光に対する吸収率が前記電界の大きさに応じて変化する特性を有し、前記2つの光端子(23a、23b)の一方で前記監視対象の光信号(Px)を受ける電界吸収型光変調器(23)を準備する段階と、
前記電界吸収型光変調器(23)の前記電源端子(23c)に、前記監視対象の光信号(Px)に対して前記電界吸収型光変調器(23)が高い吸収率を示す所定の直流電圧(Vdc)を与える直流電源(24)を準備する段階と、
前記サンプリング用光パルス発生段階によって出射される前記サンプリング用光パルス(Ps)を受けて前記電界吸収型光変調器(23)の前記2つの光端子(23a、23b)の他方の光端子に入射させると共に、該電界吸収型光変調器(23)の前記2つの光端子(23a、23b)の前記他方の光端子から出射される前記監視対象の光信号(Px)を受けて前記光電変換段階で前記電気信号(Ey)に変換して出力する前記光パルス信号 (Py)として出射させる光カプラ(25)を準備する段階とを含み、
前記サンプリング用光パルス(Ps)の入射によって前記電界吸収型光変調器(23)の相互吸収飽和特性により吸収率を低下させ、前記監視対象の光信号(Px)を前記電界吸収型光変調器(23)の前記2つの光端子(23a、23b)の前記他方の光端子側へ通過させることにより、同期サンプリングを行うことを特徴とする光信号モニタ方法が提供される。
前記光電変換段階によって出力された前記電気信号(Ey)を前記サンプリング用光パルス(Ps)と同期したサンプリングクロック(Es)によってサンプリングすることにより、デジタル値に変換してデータ信号(Dy)として出力するアナログ/デジタル(A/D)変換段階と、
前記データ取得制御段階において、前記比較段階による出力信号に基づいて、前記A/D変換段階により出力される前記データ信号(Dy)が書き込まれる複数(H)の異なる領域を有する波形メモリ(39)を準備する段階とをさらに含むことを特徴とする第20の態様に従う光信号モニタ方法が提供される。
前記データ取得制御段階は、前記比較段階において、前記基本波成分信号(U)が前記しきい値(Vr)を越えたタイミングから、前記波形メモリ(39)に対する前記データ信号(Dy)の書き込みを開始し、所定数(W)のデータ信号の書き込みが終了した後で、前記基本波成分信号(U)が再度前記しきい値(Vr)を越えるタイミングまで待機するという動作を所定回数H繰り返し、前記所定数(W)のデータ信号の書き込みを、前記波形メモリ(39)の前記複数(H)の異なる領域に対してそれぞれアドレス順に行うことを特徴とする第21の態様に従う光信号モニタ方法が提供される。
前記波形メモリ(39)に書き込まれた前記データ信号(Dy)に基づいて、前記監視対象(Px)の光信号の品質を表す値を算出する演算段階をさらに含むことを特徴とする第22の態様に従う光信号モニタ方法が提供される。
前記演算段階は、前記波形メモリ(39)に書き込まれた前記データ信号(Dy)を所定のしきい値と比較して、データ「1」に属するサンプル値と、データ「0」に属するサンプル値とに分け、それぞれのデータについてのサンプル値群の平均値、標準偏差を求め、その平均値の差(μ)と標準偏差の和(γ)の比(μ/γ)を品質値(Q)として求めることを特徴とする第23の態様に従う光信号モニタ方法が提供される。
前記演算段階は、前記所定数(W)のデータ信号が前記波形メモリ(39)の前記複数(H)の異なる領域に対してそれぞれアドレス順に各回ごとに記憶された所定ビット分の波形データをアドレス順に重ね合わせることにより、アイパターンを得ることを可能とすることを特徴とする第23の態様に従う光信号モニタ方法が提供される。
Ts=N・Tc+ΔT
の演算で求め、サンプリング用光パルス発生部21に設定する。
Claims (25)
- サンプリング対象の光信号を変調しているデータ信号のクロック周期の整数倍に対して所定オフセット時間だけ異なる周期を有するサンプリング用光パルスを出射するサンプリング用光パルス発生部と、
前記サンプリング用光パルス発生部から出射される前記サンプリング用光パルスを用いて前記サンプリング対象の光信号を同期サンプリングすることによって得られた光パルス信号を出力する光サンプリング部とを有する光信号同期サンプリング装置であって、
前記光サンプリング部は、
光を入出射するための2つの光端子と、該2つの光端子間を結ぶ光路に電界を与えるための電源端子とを有し、前記光路を伝搬する光に対する吸収率が前記電界の大きさに応じて変化する特性を有し、前記2つの光端子の一方で前記サンプリング対象の光信号を受ける電界吸収型光変調器と、
前記電界吸収型光変調器の前記電源端子に、前記サンプリング対象の光信号に対して前記電界吸収型光変調器が高い吸収率を示す所定の直流電圧を与える直流電源と、
前記サンプリング用光パルス発生部によって出射される前記サンプリング用光パルスを受けて前記電界吸収型光変調器の前記2つの光端子の他方の光端子に入射させると共に、該電界吸収型光変調器の前記2つの光端子の前記他方の光端子から出射される前記サンプリング対象の光信号を受けて前記光パルス信号として出射させる光カプラとを含み、
前記サンプリング用光パルスの入射によって前記電界吸収型光変調器の相互吸収飽和特性により吸収率を低下させ、前記サンプリング対象の光信号を前記電界吸収型光変調器の前記2つの光端子の前記他方の光端子側へ通過させることにより、同期サンプリングを行うように構成されていることを特徴とする光信号同期サンプリング装置。 - 前記光サンプリング部は、前記電界吸収型光変調器の前記2つの光端子の前記他方の光端子に入射される前記サンプリング用光パルスが前記サンプリング対象の光信号の伝送路へ漏れるのを防ぐために、
前記電界吸収型光変調器の前記2つの光端子の前記一方の光端子に挿入されている第2の光カプラと、
前記サンプリング用光パルスを前記第2の光カプラを介して終端する光終端器とをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の光信号同期サンプリング装置。 - 前記サンプリング用光パルス発生部は、
前記サンプリング用光パルスの周期に対応した周期Tsを有する安定な信号を生成するシンセサイザ構成の基準信号発生器と、
前記基準信号発生器によって生成される前記周期Tsを有する安定な信号をM(Mは複数)逓倍した信号として出力する逓倍器と、
連続光を出射する光源と、
前記逓倍器から出力される前記M逓倍した信号によって前記光源から出射される前記連続光を変調することにより、周期Ts/Mを有する光パルスを出射する光変調器と、
前記光変調器から出射される前記光パルスを1/Mに間引いて、周期Tsを有する光パルスに変換する光ゲート回路と、
前記光ゲート回路により変換された前記周期Tsを有する光パルスについてそのパルス幅をさらに狭めて、前記サンプリング用光パルスとして出射する分散減少ファイバとを含むことを特徴とする請求項1に記載の光信号同期サンプリング装置。 - 前記サンプリング対象の光信号を変調している前記データ信号のクロック周期Tc又はそのビットレートと前記所定オフセット時間ΔTの情報を受けて、前記サンプリング用光パルスのサンプリング周期Tsを、
Ts=N・Tc+ΔT
(ここで、Nの値は、前記データ信号のクロック周期Tcと前記サンプリング用光パルス発生部が出力可能な信号の周波数可変範囲によって決まる)
の演算で求めて、前記サンプリング用光パルス発生部に設定するパラメータ設定部をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の光信号同期サンプリング装置。 - 監視対象の光信号を変調しているデータ信号のクロック周期の整数倍に対して所定オフセット時間だけ異なる周期を有するサンプリング用光パルスを出射するサンプリング用光パルス発生部と、前記サンプリング用光パルス発生部から出射される前記サンプリング用光パルスを用いて前記監視対象の光信号を同期サンプリングすることによって得られた光パルス信号を出力する光サンプリング部とを含む光信号同期サンプリング装置と、
前記光信号同期サンプリング装置の前記光サンプリング部によって出力された前記光パルス信号を受光して電気信号に変換して出力する光電変換器と、
前記光電変換器からの前記電気信号の包絡線波形の基本波成分と等しい周波数の基本波成分信号を出力する基本波成分信号出力手段と、
前記基本波成分信号出力手段からの前記基本波成分信号と所定のしきい値とを比較するコンパレータと、
前記コンパレータによる比較において前記基本波成分信号が前記しきい値を超えるタイミングから前記光電変換器からの前記電気信号に対する波形情報の取得を開始するデータ取得制御部とを有する光信号モニタ装置であって、
前記光信号同期サンプリング装置の光サンプリング部は、
光を入出射するための2つの光端子と、該2つの光端子間を結ぶ光路に電界を与えるための電源端子とを有し、前記光路を伝搬する光に対する吸収率が前記電界の大きさに応じて変化する特性を有し、前記2つの光端子の一方で前記監視対象の光信号を受ける電界吸収型光変調器と、
前記電界吸収型光変調器の前記電源端子に、前記監視対象の光信号に対して前記電界吸収型光変調器が高い吸収率を示す所定の直流電圧を与える直流電源と、
前記光信号同期サンプリング装置のサンプリング用光パルス発生部によって出射される前記サンプリング用光パルスを受けて前記電界吸収型光変調器の前記2つの光端子の他方の光端子に入射させると共に、該電界吸収型光変調器の前記2つの光端子の前記他方の光端子から出射される前記監視対象の光信号を受けて前記光パルス信号として前記光電変換器へ入射させる光カプラとを含み、
前記サンプリング用光パルスの入射によって前記電界吸収型光変調器の相互吸収飽和特性により吸収率を低下させ、前記監視対象の光信号を前記電界吸収型光変調器の前記2つの光端子の前記他方の光端子側へ通過させることにより、同期サンプリングを行うように構成されていることを特徴とする光信号モニタ装置。 - 前記光サンプリング部は、前記電界吸収型光変調器の前記2つの光端子の前記他方の光端子に入射されるサンプリング用光パルスが前記監視対象の光信号の伝送路へ漏れるのを防ぐために、
前記電界吸収型光変調器の前記2つの光端子の前記一方の光端子に挿入されている第2の光カプラと、
前記サンプリング用光パルスを前記第2の光カプラを介して終端する光終端器とをさらに含むことを特徴とする請求項5に記載の光信号モニタ装置。 - 前記サンプリング用光パルス発生部は、
前記サンプリング用光パルスの周期に対応した周期Tsを有する安定な信号を生成するシンセサイザ構成の基準信号発生器と、
前記基準信号発生器によって生成される前記周期Tsを有する安定な信号をM(Mは複数)逓倍した信号として出力する逓倍器と、
連続光を出射する光源と、
前記逓倍器から出力される前記M逓倍した信号によって前記光源から出射される前記連続光を変調することにより、周期Ts/Mを有する光パルスを出射する光変調器と、
前記光変調器から出射される前記光パルスを1/Mに間引いて、周期Tsを有する光パルスに変換する光ゲート回路と、
前記光ゲート回路により変換された前記周期Tsを有する光パルスについてそのパルス幅をさらに狭めて、前記サンプリング用光パルスとして出射する分散減少ファイバとを含むことを特徴とする請求項5に記載の光信号モニタ装置。 - 前記監視対象の光信号を変調している前記データ信号のクロック周期Tc又はそのビットレートと前記所定オフセット時間の情報を受けて、前記サンプリング用光パルスのサンプリング周期Tsを、
Ts=N・Tc+ΔT
(ここで、Nの値は、前記データ信号のクロック周期Tcと前記サンプリング用光パルス発生部が出力可能な信号の周波数可変範囲によって決まる)
の演算で求めて、前記サンプリング用光パルス発生部に設定するパラメータ設定部をさらに含むことを特徴とする請求項5に記載の光信号モニタ装置。 - 前記光電変換器と前記データ取得制御部との間に挿入され、前記光電変換器からの電気信号を前記サンプリング用光パルスと同期したサンプリングクロックによってサンプリングすることにより、デジタル値に変換して前記データ取得制御部にデータ信号として出力するアナログ/デジタル(A/D)変換器をさらに含むことを特徴とする請求項5に記載の光信号モニタ装置。
- 前記サンプリングクロックは、前記サンプリング用光パルス発生部により前記サンプリング用光パルスと同期して出力されることを特徴とする請求項9に記載の光信号モニタ装置。
- 前記基本波成分信号出力部は,フィルタ方式として、
前記監視対象の光信号を変調している前記データ信号のクロック周波数と等しい中心周波数あるいは前記クロック周波数の2倍に等しい中心周波数を有し、前記光電変換器からの電気信号から正弦波の基本波成分信号を抽出する狭帯域な帯域通過フィルタを含むことを特徴とする請求項5に記載の光信号モニタ装置。 - 前記基本波成分信号出力部は,PLL(位相ロックループ)方式として、
前記監視対象の光信号を変調している前記データ信号のクロック周波数と等しい中心周波数あるいは前記クロック周波数の2倍に等しい中心周波数を有し、前記光電変換器からの電気信号から正弦波の基本波成分信号を抽出する狭帯域な帯域通過フィルタと、
所定の発振周波数を有する発振出力信号を出力する電圧制御発振器と、
前記帯域通過フィルタの出力信号と前記電圧制御発振器の出力信号との位相差に応じた制御信号を出力する位相比較器とを含み、
前記位相比較器から出力される前記制御信号により前記電圧制御発振器の発振周波数を制御して、前記発振出力信号の位相を前記帯域通過フィルタの出力信号の位相に同期させることにより、この同期した正弦波の発振出力信号を前記基本波成分信号として出力することを特徴とする請求項5に記載の光信号モニタ装置。 - 前記基本波成分信号出力部は,
前記光電変換器からの電気信号の周波数解析を行い、基本波成分の周波数を求める周波数解析演算部と、
前記周波数解析演算部によって求められた前記基本波成分の周波数と等しい周波数を有する基本波成分信号を生成して出力する信号発生器とを含むことを特徴とする請求項5に記載の光信号モニタ装置。 - 前記データ取得制御部により、前記コンパレータからの出力信号に基づいて、前記A/D変換器から出力される前記データ信号が書き込まれる複数の異なる領域を有する波形メモリをさらに含むことを特徴とする請求項9に記載の光信号モニタ装置。
- 前記データ取得制御部は、前記コンパレータにおいて、前記基本波成分信号が前記しきい値を越えたタイミングから、前記波形メモリに対する前記データ信号の書き込みを開始し、所定数のデータ信号の書き込みが終了した後で、前記基本波成分信号が再度前記しきい値を越えるタイミングまで待機するという動作を所定回数繰り返し、前記所定数のデータ信号の書き込みを、前記波形メモリの前記複数の異なる領域に対してそれぞれアドレス順に行うことを特徴とする請求項14に記載の光信号モニタ装置。
- 前記波形メモリに書き込まれた前記データ信号に基づいて、前記監視対象の光信号の品質を表す値を算出する演算部をさらに含むことを特徴とする請求項15に記載の光信号モニタ装置。
- 前記演算部は、前記波形メモリに書き込まれた前記データ信号を所定のしきい値と比較して、データ「1」に属するサンプル値と、データ「0」に属するサンプル値とに分け、それぞれのデータについてのサンプル値群の平均値、標準偏差を求め、その平均値の差μと標準偏差の和γの比μ/γを品質値Qとして求めることを特徴とする請求項16に記載の光信号モニタ装置。
- 前記演算部は、前記所定数のデータ信号が前記波形メモリの前記複数の異なる領域に対してそれぞれアドレス順に各回ごとに記憶された所定ビット分の波形データをアドレス順に重ね合わせることにより、アイパターンを得ることを可能とすることを特徴とする請求項16に記載の光信号モニタ装置。
- サンプリング対象の光信号を変調しているデータ信号のクロック周期の整数倍に対して所定オフセット時間だけ異なる周期を有するサンプリング用光パルスを出射するサンプリング用光パルス発生段階と、
前記サンプリング用光パルス発生段階によって出射される前記サンプリング用光パルスを用いて前記サンプリング対象の光信号を同期サンプリングすることによって得られた光パルス信号を出力する光同期サンプリング段階とを具備し、
前記光同期サンプリング段階は、
光を入出射するための2つの光端子と、該2つの光端子間を結ぶ光路に電界を与えるための電源端子とを有し、前記光路を伝搬する光に対する吸収率が前記電界の大きさに応じて変化する特性を有し、前記2つの光端子の一方で前記サンプリング対象の光信号を受ける電界吸収型光変調器を準備する段階と、
前記電界吸収型光変調器の前記電源端子に、前記サンプリング対象の光信号に対して前記電界吸収型光変調器が高い吸収率を示す所定の直流電圧を与える直流電源を準備する段階と、
前記サンプリング用光パルス発生部によって出射される前記サンプリング用光パルスを受けて前記電界吸収型光変調器の前記2つの光端子の他方の光端子に入射させると共に、該電界吸収型光変調器の前記2つの光端子の前記他方の光端子から出射される前記サンプリング対象の光信号を受けて前記光パルス信号として出射させる光カプラを準備する段階とを含み、
前記サンプリング用光パルスの入射によって前記電界吸収型光変調器の相互吸収飽和特性により吸収率を低下させ、前記サンプリング対象の光信号を前記電界吸収型光変調器の前記2つの光端子の前記他方の光端子側へ通過させることにより、同期サンプリングを行うことを特徴とする光信号同期サンプリング方法。 - 監視対象の光信号を変調しているデータ信号のクロック周期の整数倍に対して所定オフセット時間だけ異なる周期を有するサンプリング用光パルスを出射するサンプリング用光パルス発生段階と、
前記サンプリング用光パルス発生段階によって出射される前記サンプリング用光パルスを用いて前記監視対象の光信号を同期サンプリングすることによって得られた光パルス信号を出力する光同期サンプリング段階と、
前記光同期サンプリング段階によって出力された前記光パルス信号を受光して電気信号に変換して出力する光電変換段階と、
前記光電変換段階によって出力された前記電気信号の包絡線波形の基本波成分と等しい周波数の基本波成分信号を出力する基本波成分信号出力段階と、
前記基本波成分信号出力段階によって出力された前記基本波成分信号と所定のしきい値とを比較する比較段階と、
前記比較段階において前記基本波成分信号が前記しきい値を超えるタイミングから前記光電変換段階によって出力された前記電気信号に対する波形情報の取得を開始するデータ取得制御段階とを有する光信号モニタ方法であって、
前記光同期サンプリング段階は、
光を入出射するための2つの光端子と、該2つの光端子間を結ぶ光路に電界を与えるための電源端子とを有し、前記光路を伝搬する光に対する吸収率が前記電界の大きさに応じて変化する特性を有し、前記2つの光端子の一方で前記監視対象の光信号を受ける電界吸収型光変調器を準備する段階と、
前記電界吸収型光変調器の前記電源端子に、前記監視対象の光信号に対して前記電界吸収型光変調器が高い吸収率を示す所定の直流電圧を与える直流電源を準備する段階と、
前記サンプリング用光パルス発生段階によって出射される前記サンプリング用光パルスを受けて前記電界吸収型光変調器の前記2つの光端子の他方の光端子に入射させると共に、該電界吸収型光変調器の前記2つの光端子の前記他方の光端子から出射される前記監視対象の光信号を受けて前記光電変換段階で前記電気信号に変換して出力する前記光パルス信号として出射させる光カプラを準備する段階とを含み、
前記サンプリング用光パルスの入射によって前記電界吸収型光変調器の相互吸収飽和特性により吸収率を低下させ、前記監視対象の光信号を前記電界吸収型光変調器の前記2つの光端子の前記他方の光端子側へ通過させることにより、同期サンプリングを行うことを特徴とする光信号モニタ方法。 - 前記光電変換段階によって出力された前記電気信号を前記サンプリング用光パルスと同期したサンプリングクロックによってサンプリングすることにより、デジタル値に変換してデータ信号として出力するアナログ/デジタル(A/D)変換段階と、
前記データ取得制御段階において、前記比較段階による出力信号に基づいて、前記A/D変換段階により出力される前記データ信号が書き込まれる複数の異なる領域を有する波形メモリを準備する段階とをさらに含むことを特徴とする請求項20に記載の光信号モニタ方法。 - 前記データ取得制御段階は、前記比較段階において、前記基本波成分信号が前記しきい値を越えたタイミングから、前記波形メモリに対する前記データ信号の書き込みを開始し、所定数のデータ信号の書き込みが終了した後で、前記基本波成分信号が再度しきい値を越えるタイミングまで待機するという動作を所定回数繰り返し、前記所定数のデータ信号の書き込みを、前記波形メモリの前記複数の異なる領域に対してそれぞれアドレス順に行うことを特徴とする請求項21に記載の光信号モニタ方法。
- 前記波形メモリに書き込まれた前記データ信号に基づいて、前記監視対象の光信号の品質を表す値を算出する演算段階をさらに含むことを特徴とする請求項22に記載の光信号モニタ方法。
- 前記演算段階は、前記波形メモリに書き込まれた前記データ信号を所定のしきい値と比較して、データ「1」に属するサンプル値と、データ「0」に属するサンプル値とに分け、それぞれのデータについてのサンプル値群の平均値、標準偏差を求め、その平均値の差μと標準偏差の和γの比μ/γを品質値Qとして求めることを特徴とする請求項23に記載の光信号モニタ方法。
- 前記演算段階は、前記所定数のデータ信号が前記波形メモリの前記複数の異なる領域に対してそれぞれアドレス順に各回ごとに記憶された所定ビット分の波形データをアドレス順に重ね合わせることにより、アイパターンを得ることを可能とすることを特徴とする請求項23に記載の光信号モニタ方法。
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