專利名稱：光信號質(zhì)量監(jiān)控電路以及光信號質(zhì)量監(jiān)控方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光信號質(zhì)量監(jiān)控電路以及光信號質(zhì)量監(jiān)控方法。
背景技術(shù)：
以往，作為無需時鐘提取的光信號質(zhì)量監(jiān)控裝置，一直公知的是所公知的是使用異步采樣的光信號質(zhì)量監(jiān)控裝置。
在這些使用異步采樣的光信號質(zhì)量監(jiān)控裝置中，進(jìn)行以異步眼孔圖樣為基礎(chǔ)的光信號強度分布的評價(例如，參照專利文獻(xiàn)1)，或者以未使用時鐘軸的異步采樣來測定信號眼孔圖樣，從而對眼孔開口的最大部分進(jìn)行評價(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。在這些使用了異步采樣的光信號質(zhì)量監(jiān)控裝置中，由于采用異步采樣，所以理論上能夠不依賴于光信號的信號比特率的而進(jìn)行光信號質(zhì)量監(jiān)控。
專利文獻(xiàn)1日本特開平11-223575號公報(第5頁到第11頁，圖3、6、19)專利文獻(xiàn)2日本特開2004-48688號公報(第8頁到第15頁，圖4、8)但是，實際上如果光信號的信號比特率變化，就會產(chǎn)生如下情況即光信號脈沖的上升時間或下降時間的變化、疊加在光信號的來自光放大器的ASE噪音的影響的不同、或者依賴于感光頻帶的電信號上所產(chǎn)生的上沖(overshoot)或下沖(undershoot)影響的不同等，因此現(xiàn)實中僅僅通過現(xiàn)有例所示的方法不能適用于多個信號比特率。
另外，對于現(xiàn)有例，作為光信號質(zhì)量參數(shù)而求取Q值，但其計算中需要復(fù)雜的統(tǒng)計處理，所以考慮了軟件上的處理，但是軟件處理中信號處理速度被限制，從而存在高速信號監(jiān)控較難的問題。另外，即使在采用通過硬件的信號處理的情況下，也存在如下問題，即因信號處理復(fù)雜而預(yù)想會增大電路規(guī)模、裝置規(guī)模、以及成本等的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是借鑒上述問題點而作成的，其目的在于提供一種光信號質(zhì)量監(jiān)控電路以及光信號質(zhì)量監(jiān)控方法，其能夠在光信號的信號比特率變化的情況下，對應(yīng)于光信號脈沖的上升時間或下降時間的變化、疊加在光信號的來自光放大器的ASE噪音影響的不同、或者依賴于感光頻帶而在電信號上所產(chǎn)生的上沖或下沖影響的不同，測定正確的光信號質(zhì)量參數(shù)。并且，通過適于硬件處理的信號處理算法，而提供一種高速光信號質(zhì)量監(jiān)控電路。
為了達(dá)成這樣的目的，本發(fā)明的第一項是一種光信號質(zhì)量監(jiān)控電路，其特征在于，具備光電轉(zhuǎn)換模塊，其將所輸入的光信號轉(zhuǎn)換為電信號；采樣模塊，其將所述電信號以任意的重復(fù)頻率f1進(jìn)行采樣，并且通過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換而轉(zhuǎn)換為數(shù)字的采樣數(shù)據(jù)；以及信號處理模塊，其利用所述采樣數(shù)據(jù)，根據(jù)所述光信號的信號比特率的變化，對所述光信號的光信號質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行校正，并評價。
本發(fā)明的第二項的特征在于，在本發(fā)明第一項的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路中，還具備，對所述光信號的信號比特率信息進(jìn)行接收的信號比特率信息接收模塊，所述信號處理模塊，基于所接收的所述信號比特率信息，對所述光信號的光信號質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行校正。
本發(fā)明的第三項的特征在于，第一項的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路進(jìn)一步具備控制信號接收模塊，其對要求切換所述光信號的信號比特率的控制信號，進(jìn)行接收；多個頻率濾波器，其與各個不同的信號比特率對應(yīng)；以及選擇器，其用于切換所述多個頻率濾波器。所述信號處理模塊，響應(yīng)于所述控制信號的接收而切換所述選擇器，并順次變更所述電信號所通過的頻率濾波器，同時對所述光信號的光信號質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行測定，所述電信號通過所有的所述頻率濾波器之后，以所述電信號通過所述光信號質(zhì)量參數(shù)成為最大的所述頻率濾波器的方式，固定所述選擇器，從而對所述光信號的光信號質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行評價。
本發(fā)明的第四項的特征在于，第一項的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的所述信號處理模塊，對與各個不同的信號比特率相對應(yīng)的光信號質(zhì)量參數(shù)的校正值周期性地進(jìn)行切換，而對所述光信號的光信號質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行評價。
本發(fā)明的第五項的特征在于，第一項的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路進(jìn)一步具備比特率檢測模塊，其利用所述電信號而對所述光信號的信號比特率進(jìn)行檢測，所述信號處理模塊，基于所檢測出的所述信號比特率，而對所述光信號的光信號質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行校正。
本發(fā)明的第六項的特征在于，第一項的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路進(jìn)一步具備多個頻率濾波器，其與各個不同的信號比特率對應(yīng)；以及選擇器，其用于切換所述多個頻率濾波器，所述信號處理模塊，周期性地切換所述選擇器，并順次對所述電信號所通過的頻率濾波器進(jìn)行變更，同時測定所述光信號的光信號質(zhì)量參數(shù)，并每一周期地，對所述光信號質(zhì)量參數(shù)成為最大的所述光信號的光信號質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行評價。
本發(fā)明的第七項的特征在于，第一項的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路進(jìn)一步具備比特率檢測模塊，其利用所述電信號對所述光信號的信號比特率進(jìn)行檢測；多個頻率濾波器，其與各個不同的信號比特率對應(yīng)；以及選擇器，其用于切換所述多個頻率濾波器，所述信號處理模塊，以所述電信號通過與所檢測出的所述信號比特率相對應(yīng)的頻率濾波器的方式，切換所述選擇器，而對所述光信號的光信號質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行評價。
本發(fā)明的第八項的特征在于，在第一至七項的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的任何一種中，所述光電轉(zhuǎn)換模塊，備有將重復(fù)頻率f0的光信號轉(zhuǎn)換為電信號的光電轉(zhuǎn)換器。
本發(fā)明的第九項的特征在于，在第一至七項的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的任何一種中，所述光電轉(zhuǎn)換模塊，具備光-電采樣電路，其利用與重復(fù)頻率f1的時鐘相同步的電脈沖對比特率f0的光信號進(jìn)行采樣，并輸出采樣光信號；以及光電轉(zhuǎn)換器，其將所述采樣光信號轉(zhuǎn)換為電信號。
本發(fā)明的第十項的特征在于，在第一至七項的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的任何一種中，所述光電轉(zhuǎn)換模塊，具備光-光采樣電路，其利用與重復(fù)頻率f1的時鐘相同步的光脈沖，對比特率f0的光信號進(jìn)行采樣，并輸出采樣光信號；以及光電轉(zhuǎn)換器，其將所述采樣光信號轉(zhuǎn)換為電信號。
本發(fā)明的第十一項的特征在于，在第一至十項的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的任何一種中，所述信號處理模塊，包括閾值處理模塊，其將所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅與預(yù)先設(shè)定的閾值進(jìn)行比較，而分類為二進(jìn)制信號的標(biāo)記部分(mark part)和空白部分(space part)這2種分布；加法處理模塊，其對所述2種分布的每一種，計算所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅值之和以及所述信號振幅值的平方值之和；Q值計算處理模塊，其對所述2種分布的每一種，根據(jù)所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅值之和以及所述振幅值的平方值之和，來求取標(biāo)準(zhǔn)偏差和平均值，并且利用有關(guān)所述標(biāo)記部分分布的所述標(biāo)準(zhǔn)偏差和所述平均值、以及有關(guān)所述空白部分分布的所述標(biāo)準(zhǔn)偏差和所述平均值，來計算Q值；Q值校正處理模塊，其根據(jù)所述光信號的信號比特率，而對所述Q值進(jìn)行校正；平均化處理模塊，其對所被校正后的Q值多次地進(jìn)行測定，并進(jìn)行平均化；Q值存儲模塊，其對被校正且被平均化后的Q值進(jìn)行存儲；以及警報傳送模塊，其在所述被校正且被平均化后的Q值低于預(yù)先存儲的參考Q值的情況下，傳送警報。
本發(fā)明的第十二項的特征在于，在第一至十項的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的任何一種中，所述信號處理模塊，包括第1閾值處理模塊，其將所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅與預(yù)先設(shè)定的第1閾值進(jìn)行比較，而分類為二進(jìn)制信號的標(biāo)記部分和空白部分這2種分布；加法處理模塊，其對所述2種分布的每一種，計算所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅值之和；平均值計算處理模塊，其對所述2種分布的每一種，根據(jù)所計算的所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅值之和，而求取平均值；第2閾值處理模塊，其將針對所述2種分布的每一種所求取的所述平均值分別設(shè)為第2和第3閾值，在所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅比所述第2閾值大的情況下，分類為第2標(biāo)記部分分布，所述第2標(biāo)記部分分布，由信號振幅比所述第2閾值大的分布以及關(guān)于所述第2閾值線對稱的分布構(gòu)成，在所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅比所述第3閾值小的情況下，分類為第2空白部分分布，所述第2空白部分分布由信號振幅比所述第3閾值小的分布以及關(guān)于所述第3閾值線對稱的分布構(gòu)成；第2加法處理模塊，其對所述第2標(biāo)記部分和第2空白部分這2種分布的每一種，計算所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅的平方值之和；Q值計算處理模塊，其對所述第2標(biāo)記部分和第2空白部分這2種分布的每一種，利用所述信號振幅值之和以及所述信號振幅的平方值之和，而求取標(biāo)準(zhǔn)偏差，并且利用有關(guān)所述標(biāo)記部分和所述空白部分的各自的所述平均值，以及有關(guān)所述第2標(biāo)記部分和所述第2空白部分的各自的所述標(biāo)準(zhǔn)偏差，而計算Q值；平均化處理模塊，其根據(jù)所述光信號的信號比特率對所述Q值進(jìn)行校正后，對被校正后的所述Q值多次進(jìn)行測定，并進(jìn)行平均化；Q值存儲模塊，其對所被校正且被平均化后的Q值進(jìn)行存儲；以及警報傳送模塊，其在所述被校正且被平均后的Q值低于預(yù)先存儲的參考Q值的情況下，傳送警報。
本發(fā)明的第十三項的特征在于，在第一至十項的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的任何一種中，所述信號處理模塊，包括直方圖化處理模塊，其對所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅，按照每一個離散量化值進(jìn)行分類，并將頻度相加，從而求得直方圖；第1閾值處理模塊，其將所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅與預(yù)先設(shè)定的第1閾值進(jìn)行比較，而分類為二進(jìn)制信號的標(biāo)記部分和空白部分這2種分布；峰值檢測處理模塊，其對所述標(biāo)記部分和空白部分這2種分布的每一種，檢測頻度的峰值，并將頻度成為峰值的所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅設(shè)定為平均值；第2閾值處理模塊，其將針對所述2種分布的每一種所求得的所述平均值分別設(shè)為第2和第3閾值，在所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅比所述第2閾值大的情況下，分類為第2標(biāo)記部分分布，所述第2標(biāo)記部分分布，由信號振幅比所述第2閾值大的分布，以及關(guān)于所述第2閾值線對稱的分布構(gòu)成，在所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅比所述第3閾值小的情況下，分類為第2空白部分分布，所述第2空白部分分布，由信號振幅比所述第3閾值小的分布以及關(guān)于所述第3閾值線對稱的分布構(gòu)成；第2加法處理模塊，其對所述第2標(biāo)記部分和第2空白部分這2種分布的每一種，計算所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅的平方值之和；Q值計算處理模塊，其對所述第2標(biāo)記部分和第2空白部分這2種分布的每一種，利用所述信號振幅值之和以及所述信號振幅的平方值之和來求取標(biāo)準(zhǔn)偏差，并且利用有關(guān)所述標(biāo)記部分和所述空白部分的各自的所述平均值，以及有關(guān)所述第2標(biāo)記部分和所述第2空白部分的各自的所述標(biāo)準(zhǔn)偏差，而計算Q值；Q值校正處理模塊，其根據(jù)所述光信號的信號比特率，對所述Q值進(jìn)行校正；平均化處理模塊，其對所被校正后的Q值多次地進(jìn)行測定并且進(jìn)行平均化；Q值存儲模塊，其存儲被校正且被平均化后的Q值；以及警報傳送模塊，其在所述被校正且被平均化后的Q值低于預(yù)先存儲的參考Q值的情況下，傳送警報。
本發(fā)明的第十四項的特征在于，在第一至十項的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的任何一種中，所述重復(fù)頻率f1，滿足f1＝(n/m)f0±a且(n/m)2{k+(n/m)}f0≤a＜(n/m)2/{k+(n/m)-1}f0(n，m，k為自然數(shù))，所述信號處理模塊，包括處理模塊，其對將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)每k個地重疊寫入(overwriting)所得到的眼孔圖樣的眼孔開口的最大部分，進(jìn)行檢測；Q值計算處理模塊，其對眼孔開口為最大的部分的該部分周邊的標(biāo)記部分以及空白部分的各自的分布，檢測頻度的峰值，而求取平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差，并且根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)偏差和所述平均值，而計算Q值；Q值校正處理模塊，其根據(jù)所述光信號的信號比特率對所述Q值進(jìn)行校正；平均化處理模塊，其對所被校正的Q值多次地進(jìn)行測定并進(jìn)行平均化；Q值存儲模塊，其存儲所被校正且被平均化后的Q值；以及警報傳送模塊，其在所述所被校正且被平均化后的Q值低于預(yù)先存儲的參考Q值的情況下，傳送警報。
本發(fā)明第十五項是一種光信號質(zhì)量監(jiān)控方法，其特征在于，包括將所輸入的光信號轉(zhuǎn)換為電信號的步驟；將所述電信號以任意的重復(fù)頻率f1進(jìn)行采樣，并通過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換而轉(zhuǎn)換為數(shù)字的采樣數(shù)據(jù)的步驟；以及利用所述采樣數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述光信號的信號比特率的變化，對所述光信號的光信號質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行評價的步驟。
本發(fā)明的第十六項的特征在于，在第十五項的光信號質(zhì)量監(jiān)控方法中，所述的、對所述光信號的光信號質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行評價的步驟，包括將所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅與預(yù)先設(shè)定的閾值進(jìn)行比較，而分類為二進(jìn)制信號的標(biāo)記部分和空白部分這2種分布的步驟；對所述2種分布的每一種，計算所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅值之和以及所述信號振幅值的平方值之和的步驟；對所述2種分布的每一種，根據(jù)所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅值之和以及所述振幅值的平方值之和來求取標(biāo)準(zhǔn)偏差及平均值，并且利用有關(guān)所述標(biāo)記部分分布的所述標(biāo)準(zhǔn)偏差和所述平均值，以及有關(guān)所述空白部分分布的所述標(biāo)準(zhǔn)偏差和所述平均值，而計算Q值的步驟；根據(jù)所述光信號的信號比特率對所述Q值進(jìn)行校正的步驟；對所校正的Q值多次地進(jìn)行測定并進(jìn)行平均化的步驟；將所被校正且被平均化后的Q值與預(yù)先存儲的參考Q值進(jìn)行比較的步驟；以及在所述被校正且被平均化后的Q值低于所述預(yù)先存儲的參考Q值的情況下傳送警報的步驟。
本發(fā)明的第十七項的特征在于，在第十五項的光信號質(zhì)量監(jiān)控方法中，所述的、對所述光信號的光信號質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行評價的步驟，包括將所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅與預(yù)先設(shè)定的第1閾值進(jìn)行比較，而分類為二進(jìn)制信號的標(biāo)記部分和空白部分這2種分布的步驟；對所述2種分布的每一種，計算所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅值之和的步驟；對所述2種分布的每一種，根據(jù)所計算的所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅值之和，而求取平均值的步驟；將針對所述2種分布的每一種所求取的所述平均值，分別設(shè)為第2和第3閾值，在所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅比所述第2閾值大的情況下，分類為第2標(biāo)記部分分布，所述第2標(biāo)記部分分布由信號振幅比所述第2閾值大的分布以及關(guān)于所述第2閾值線對稱的分布構(gòu)成，在所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅比所述第3閾值小的情況下，分類為第2空白部分分布，所述第2空白部分分布，由信號振幅比所述第3閾值小的分布以及關(guān)于所述第3閾值線對稱的分布構(gòu)成，的步驟；對所述第2標(biāo)記部分和第2空白部分這2種分布的每一種，計算所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅的平方值之和的步驟；對所述第2標(biāo)記部分和第2空白部分這2種分布的每一種，利用所述信號振幅值之和以及所述信號振幅的平方值之和，而求取標(biāo)準(zhǔn)偏差，并且利用有關(guān)所述標(biāo)記部分和所述空白部分的各自的所述平均值，以及有關(guān)所述第2標(biāo)記部分和所述第2空白部分的各自的所述標(biāo)準(zhǔn)偏差來計算Q值的步驟；根據(jù)所述光信號的信號比特率，對所述Q值進(jìn)行校正后，對所校正的Q值多次地進(jìn)行測定，并進(jìn)行平均化的步驟；其中存儲被校正且被平均化后的Q值的步驟；以及在所述所被校正且被平均化后的Q值低于預(yù)先存儲的參考Q值的情況下傳送警報的步驟。
本發(fā)明的第十八項的特征在于，在第十五項的光信號質(zhì)量監(jiān)控方法中，所述的、對所述光信號的光信號質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行評價的步驟，包括對所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅，按照每一個離散量化值進(jìn)行分類，并且將頻度相加，從而求取直方圖的步驟；將所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅與預(yù)先設(shè)定的第1閾值進(jìn)行比較，而分類為二進(jìn)制信號的標(biāo)記部分和空白部分這2種分布的步驟；對所述標(biāo)記部分和空白部分這2種分布的每一種，對頻度的峰值進(jìn)行檢測，并且將頻度成為峰值的所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅，設(shè)定為平均值，的步驟；將針對所述2種分布的每一種所求取的所述平均值分別設(shè)為第2以及第3閾值，在所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅比所述第2閾值大的情況下，分類為第2標(biāo)記部分分布，所述第2標(biāo)記部分分布，由信號振幅比所述第2閾值大的分布以及關(guān)于所述第2閾值線對稱的分布構(gòu)成，在所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅比所述第3閾值小的情況下，分類為第2空白部分分布，所述第2空白部分分布由信號振幅比所述第3閾值小的分布以及關(guān)于所述第3閾值線對稱的分布構(gòu)成，的步驟；對所述第2標(biāo)記部分和第2空白部分這2種分布的每一種，計算所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅值的平方之和的步驟；對所述第2標(biāo)記部分和第2空白部分這2種分布的每一種，利用所述信號振幅值之和以及所述信號振幅的平方值之和，而求取標(biāo)準(zhǔn)偏差，并且利用有關(guān)所述標(biāo)記部分和所述空白部分的各自的所述平均值，以及有關(guān)所述第2標(biāo)記部分和所述第2空白部分的各自的所述標(biāo)準(zhǔn)偏差，而計算Q值，的步驟；根據(jù)所述光信號的信號比特率對所述Q值進(jìn)行校正的步驟；對所被校正后的Q值多次地進(jìn)行測定，并進(jìn)行平均化的步驟；對所被校正且被平均化后的Q值進(jìn)行存儲的步驟；以及在所述所被校正且平均化后的Q值低于預(yù)先存儲的參考Q值的情況下傳送警報的步驟。
本發(fā)明的第十九項的特征在于，在第十五項的光信號質(zhì)量監(jiān)控方法中，通過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換而轉(zhuǎn)換為數(shù)字采樣數(shù)據(jù)的所述步驟B，以滿足如下條件的重復(fù)頻率f1對電信號進(jìn)行采樣即f1＝(n/m)f0±a且(n/m)2{k+(n/m)}f0≤a＜(n/m)2/{k+(n/m)-1}f0(n，m，k為自然數(shù))，所述的、對所述光信號的光信號質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行評價的步驟C，包括對將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)每k個地重疊寫入所得到的眼孔圖樣的眼孔開口的最大部分，進(jìn)行檢測的步驟；對于眼孔開口處于最大的部分的該部分周邊的有關(guān)標(biāo)記部分和空白部分的各自的分布，對頻度的峰值進(jìn)行檢測，而求取平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差，并且通過所述標(biāo)準(zhǔn)偏差和所述平均值而計算Q值的步驟；根據(jù)所述光信號的信號比特率對所述Q值進(jìn)行校正的步驟；對所被校正后的Q值多次地進(jìn)行測定，并進(jìn)行平均化的步驟；對被校正且被平均化后的Q值進(jìn)行存儲的步驟；以及在所述所被校正且被平均后的Q值低于預(yù)先存儲的參考Q值的情況下傳送警報的步驟。
如以上說明那樣，本發(fā)明，由于不需時鐘提取部能夠提供一種可以使裝置規(guī)模小型化、方法以及裝置簡單化、裝置成本減縮，而且適當(dāng)?shù)剡\用考慮了光信號脈沖的上升時間或下降時間的變化、疊加在光信號的來自光放大器的ASE噪音影響的不同、或者依據(jù)于感光頻帶而電信號上所產(chǎn)生的上沖或下沖影響的不同的校正系數(shù)，能夠適當(dāng)?shù)貙嵤┡c信號比特率變化對應(yīng)的信號質(zhì)量參數(shù)的校正的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路以及光信號質(zhì)量監(jiān)控方法。并且，通過采用切換多個電濾波器的構(gòu)成，抑制光信號脈沖的上升時間或下降時間的變化、疊加在光信號的來自光放大器的ASE噪音影響的不同、或者依據(jù)于感光頻帶而電信號上所產(chǎn)生的上沖或下沖影響的不同，提供一種即使比特率變更時也能夠測定正確的光信號質(zhì)量參數(shù)那樣的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路以及光信號質(zhì)量監(jiān)控方法。
另外，本發(fā)明，通過對將預(yù)先設(shè)定的閾值作為基礎(chǔ)的信號閾值處理、加法處理、直方圖處理以及存儲器中的數(shù)據(jù)的存儲動作進(jìn)行組合，能夠提供一種通過硬件可以進(jìn)行信號質(zhì)量參數(shù)計算的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路。


圖1是本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的實施方式的框圖。
圖2是本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的其他實施方式的框圖。
圖3是表示本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路中的信號處理的算法的實施方式的流程圖。
圖4是在圖1的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路中應(yīng)用圖6所示的信號處理的算法的實施方式時的框圖。
圖5是在圖2的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路中應(yīng)用圖6所示的信號處理的算法的實施方式時的框圖。
圖6是表示本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路中的信號處理的算法的其他實施方式時的流程圖。
圖7是在圖1的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路中應(yīng)用圖9所示的信號處理的算法的實施方式時的框圖。
圖8是在圖2的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路中應(yīng)用圖9所示的信號處理的算法的實施方式時的框圖。
圖9是表示本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路中的信號處理的算法的其他實施方式的流程圖。
圖10是在圖1的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路中應(yīng)用圖12或圖13所示的信號處理算法的實施方式時的框圖。
圖11是在圖2的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路中應(yīng)用圖12或圖13所示的信號處理算法的實施方式時的框圖。
圖12是表示本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路中的信號處理的算法的另一個實施方式的流程圖。
圖13是表示本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路中的信號處理的算法的另一個實施方式的流程圖。
圖14是本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的另一個實施方式的框圖。
圖15是本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的另一個實施方式的框圖。
圖16是本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的另一個實施方式的框圖。
圖17是本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的另一個實施方式的框圖。
圖18是本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的另一個實施方式的框圖。
圖19是本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的另一個實施方式的框圖。
圖20是本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的另一個實施方式的框圖。
圖21是本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的另一個實施方式的框圖。
圖22是本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的另一個實施方式的框圖。
圖23是本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的另一個實施方式的框圖。
圖24是本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的另一個實施方式的框圖。
圖25是本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的另一個實施方式的框圖。
圖26是本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的另一個實施方式的框圖。
圖27是本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的比特率(bit rate)檢測模塊的實施方式的框圖。
圖28是表示輸入到本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的光信號的波形與該光信號的采樣數(shù)據(jù)的電壓值的分布的關(guān)系的圖。
圖29是表示本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路中的信號處理過程的圖。
圖30是表示本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路中的信號處理過程的圖。
圖31是表示本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路中的信號處理過程的圖。
圖32是表示本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路中的信號處理過程的圖。
圖33是表示本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路中的信號處理過程的圖。
圖34是表示本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路中的信號處理過程的圖。
圖35是表示本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路中的信號處理過程的圖。
圖36是表示本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路中的信號處理過程的圖。
圖37是表示本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路中的信號處理過程的圖。
圖38是表示本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路中的信號處理過程的圖。
圖中100-光信號質(zhì)量監(jiān)控電路，102-寄存器，104-光電轉(zhuǎn)換器(O/E)，106-局部時鐘源1，108-采樣以及模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC及采樣器)，112-集成電路。
具體實施例方式
以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式詳細(xì)地進(jìn)行說明。
<第1實施方式>
圖1表示本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的實施方式的框圖。
光信號質(zhì)量監(jiān)控電路100具備光電轉(zhuǎn)換器(O/E)104，其對所輸入的光信號比特率f0(bit/s)的光信號進(jìn)行光-電轉(zhuǎn)換而輸出電信號；局部時鐘源1(106)，其產(chǎn)生并且輸出，獨立于光信號比特率f0的重復(fù)頻率f1(Hz)這一采樣時鐘；采樣以及模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器108(以下稱為ADC及采樣器)，其將光電轉(zhuǎn)換器104所輸出的電信號以頻率f1(Hz)的采樣時鐘進(jìn)行采樣，并且輸出模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換后的數(shù)字采樣數(shù)據(jù)；集成電路112，其對ADC及采樣器108所輸出的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行信號處理，從而對光信號質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行評價；以及寄存器102，其對通知光信號比特率f0已被轉(zhuǎn)換這一情況的控制信號進(jìn)行接收，并存儲。
光信號比特率f0(bit/s)的光信號，通過光電轉(zhuǎn)換器104轉(zhuǎn)換為電信號后輸入到ADC及采樣器108。然后，電信號在ADC及采樣器108中以從局部時鐘源1(106)所發(fā)送的、獨立于光信號比特率f0的重復(fù)頻率f1(Hz)的采樣時鐘，而進(jìn)行采樣以及模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換，在轉(zhuǎn)換為數(shù)字采樣數(shù)據(jù)后，輸入到集成電路112。集成電路，例如是如FPGA(Field ProgrammableGate Array現(xiàn)場可編程門陣列)那樣的具備存儲器和CPU的LSI。在將信號處理功能程序化的集成電路112中對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行電信號處理有助于光信號質(zhì)量參數(shù)的評價。
在光信號比特率f0被變更時，例如，由寄存器102接收控制信號(例如比特率信息)，所述控制信號對從安裝有本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的光傳輸系統(tǒng)的控制系統(tǒng)所發(fā)送的比特率被變更這一情況進(jìn)行通知。集成電路112，從寄存器102讀出控制信號，在光信號比特率f0變更時，對與變更后的光信號比特率f0對應(yīng)的信號質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行校正。由此，能夠排除如下情況的影響，即比特率變更引起的光信號脈沖的上升時間或下降時間的變化、疊加在光信號的來自光放大器的ASE噪音影響的不同、或者依賴于感光頻帶而在電信號上所產(chǎn)生的上沖或下沖影響的不同等。
集成電路112利用圖3、圖6、圖9、圖12或圖13的任一個所示的算法而進(jìn)行信號處理。對于各自的算法由第3～第7的實施方式所示出。圖1所示的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的集成電路112，是表示利用圖3所示的算法進(jìn)行信號處理時的電路。
還有，在上述說明中，示出了由寄存器102對通知比特率變更的控制信號進(jìn)行接收并存儲的例子，但也可以構(gòu)成為通過集成電路112來接收控制信號。
<第2實施方式>
圖2表示本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的另一個實施方式的框圖。
光信號質(zhì)量監(jiān)控電路200具備光電轉(zhuǎn)換器(O/E)204，其將所輸入的光信號比特率f0(bit/s)的光信號進(jìn)行光-電轉(zhuǎn)換并且輸出電信號；局部時鐘源1(206)，其產(chǎn)生并且輸出獨立于光信號比特率f0的重復(fù)頻率f1(Hz)的采樣時鐘；多個頻率濾波器，其分別與不同的信號比特率f0(例如，7GHz、1.8GHz、1GHz)對應(yīng)；選擇器232以及234，其對多個頻率濾波器進(jìn)行切換；ADC及采樣器208，其將通過濾波器的電信號以頻率f1(Hz)的采樣時鐘進(jìn)行采樣，并且輸出模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換后的數(shù)字采樣數(shù)據(jù)；集成電路212，其對ADC及采樣器208所輸出的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行信號處理來對光信號質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行評價；和LPF控制部230，其對通知光信號比特率f0已轉(zhuǎn)換的控制信號或來自集成電路212的濾波器的切換信號進(jìn)行接收，來控制選擇器。
光信號比特率f0(bit/s)的光信號，通過光電轉(zhuǎn)換器204轉(zhuǎn)換為電信號后輸入到由選擇器232、234切換的、與不同的光信號比特率f0對應(yīng)的多個頻率濾波器的任何一個中。通過濾波器后的電信號，與實施方式1中所說明的同樣，由ADC及采樣器208轉(zhuǎn)換為采樣數(shù)據(jù)后，有助于集成電路212中光信號質(zhì)量參數(shù)的評價。
在光信號比特率f0變更時，光信號質(zhì)量監(jiān)控電路200，例如，對從安裝有本發(fā)明所涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路200的光傳送系統(tǒng)的控制系統(tǒng)所發(fā)送的、對信號比特率的切換有所要求的控制信號進(jìn)行接收，并切換選擇器232、234而順次變更電信號所通過的頻率濾波器，同時測定信號質(zhì)量參數(shù)?？刂菩盘?，例如能夠由控制選擇器232、234的LPF控制部230接收。集成電路對通過依次被切換的頻率濾波器后的電信號的信號質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行測定。集成電路，在電信號通過所有的頻率濾波器后，以信號通過該信號質(zhì)量參數(shù)成為最大時的頻率濾波器的方式固定選擇器232、234，從而與信號比特率的變更相對應(yīng)。由此，能夠排除如下的影響，即比特率變更引起的光信號脈沖的上升時間或下降時間的變化、疊加在光信號的來自光放大器的ASE噪音影響的不同、或者依賴于感光頻帶而在電信號上所產(chǎn)生的上沖或下沖影響的不同等。
集成電路212中，利用圖3、圖6、圖9、圖12或圖13的任一個所示的算法進(jìn)行信號處理。對于各自的算法表示在第3～第7的實施方式中。圖2所示的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的集成電路212表示利用圖3所示的算法進(jìn)行信號處理的情況。
<第3實施方式>
圖3表示本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路中的信號處理的算法的實施方式的流程圖。從ADC及采樣器108(圖1)、208(圖2)輸出并輸入到集成電路112(圖1)、212(圖2)的采樣數(shù)據(jù)的電壓值x，在閾值處理340中，如果比閾值Vth大則被分類為標(biāo)記電平(mark level)的分布(341)、在比閾值Vth小的情況下被分類為空白電平(space level)的分布(342)，而其除此以外的情況下則被廢棄。
圖28表示，輸入到ADC及采樣器108(圖1)、208(圖2)的光信號波形，與由ADC及采樣器108(圖1)、208(圖2)所輸出出來的采樣數(shù)據(jù)的電壓值x的分布的關(guān)系。
在閾值處理340中，如圖29所示那樣根據(jù)2個閾值Vth1和Vth2，將采樣數(shù)據(jù)的電壓值x分類為標(biāo)記電平的分布和空白電平的分布。
接著，在加法處理350中，針對各自的分布，進(jìn)行采樣數(shù)據(jù)的電壓值及其平方值的加法處理(352、356)。如果假設(shè)測定所需的采樣數(shù)據(jù)數(shù)為Nsamp，則重復(fù)上述處理直到所輸入的采樣信號數(shù)達(dá)到Nsamp為止。
如果采樣信號數(shù)達(dá)到Nsamp，則在Q值計算360中以標(biāo)記電平以及空白電平的各分布中的采樣信號的電壓值之和(X0，X1)、采樣信號的電壓的平方值之和(Y0，Y1)、以及分布點數(shù)(N0、N1)作為基礎(chǔ)，并根據(jù)下式進(jìn)行Q值(q)的計算。在此，μ0和μ1是平均數(shù)，σ0和σ1是標(biāo)準(zhǔn)偏差。
在加法處理350中，如圖30所示那樣，分別針對標(biāo)記電平的分布和空白電平的分布，求取平均數(shù)μ0和μ1、標(biāo)準(zhǔn)偏差σ0和σ1。
μ0=X0N0,σ0=Sqrt[Y0N0-X02N02]]]>μ1=X1N1,σ1=Sqrt[Y1N1-X12N12]]]>q=μ1-μ0σ1-σ0]]>
由于通過Q值計算360所獲得的Q值(q)是平均Q值，所以需要校正為可以換算成比特誤碼率的Q值。在Q值校正366中，校正系數(shù)C、A應(yīng)用與各光信號比特率(例如以太網(wǎng)(Ethernet)(注冊商標(biāo)))、10G以太網(wǎng)(注冊商標(biāo))、或其FEC編碼后的比特率、SDH信號、OTN信號等)對應(yīng)的值進(jìn)行校正。在此，校正系數(shù)C、A，通過利用本發(fā)明的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路對比特誤碼率已知的光信號測量平均化Q值，來預(yù)先求取。
在平均化處理370中，通過將以上的Q值測定重復(fù)Mavg次(374)來取得平均值(375)，從而最終獲得表示光信號的信號質(zhì)量的Q值。
將所獲得的Q值與作為信號劣化閾值而預(yù)先設(shè)定的Q值即Qth進(jìn)行比較(306)，在低于Qth的情況下發(fā)出警報(310)。
同時，每一定時間將繼續(xù)測定的Q值存儲在RAM中(312)，并具備能夠通過追溯時間而參照Q值的功能。
另外，具備對繼續(xù)測定的Q值以及存儲在RAM中的Q值進(jìn)行通知的功能。
圖1以及圖2所示的本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路中的集成電路112以及212，表示利用本實施方式的算法進(jìn)行信號處理的情況。
<第4實施方式>
圖6表示本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路中的信號處理的算法的另一個實施方式的流程圖。圖4以及圖5所示的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路分別與圖1以及圖2所示的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路對應(yīng)，集成電路412以及512表示利用本實施方式的算法進(jìn)行信號處理的情況。
從ADC及采樣器408(圖4)、508(圖5)輸出并輸入到程序化集成電路412(圖4)、512(圖5)的采樣數(shù)據(jù)的電壓值x，存儲在存儲器(436(圖4)、536(圖5))中直到采樣數(shù)據(jù)數(shù)達(dá)到測定所需的數(shù)即Nsamp為止(614、616、618)。
從存儲器讀出的采樣數(shù)據(jù)的電壓值x與閾值Vth進(jìn)行比較(641)，電壓值x比閾值Vth大的采樣數(shù)據(jù)被分類為標(biāo)記電平的分布，電壓值x比閾值Vth小的采樣數(shù)據(jù)被分類為空白電平的分布(閾值處理640)。
在閾值處理640中，如圖31所示，根據(jù)閾值Vth將采樣數(shù)據(jù)的電壓值x分類為標(biāo)記電平分布和空白電平分布。
在各自的分布中，進(jìn)行采樣信號的電壓值的加法處理(652、656)。重復(fù)加法處理直到讀出存儲在存儲器中的全部數(shù)據(jù)(Nsamp)為止(654、658)(加法處理650)。
在平均值計算690中，讀出全部數(shù)據(jù)后，針對標(biāo)記電平以及空白電平的各自的分布，以采樣信號的電壓值之和(X0，X1)以及分布點數(shù)(N0，N1)為基礎(chǔ)，來計算出標(biāo)記·空白各自的采樣信號的電壓平均值(μ0，μ1)。
在平均值計算690中，如圖32所示那樣，分別對標(biāo)記電平的分布和空白電平的分布求取平均μ0和μ1。
將平均值計算690中所獲得的平均值(μ0，μ1)作為Vth1、Vth0設(shè)定為閾值。再次讀出存儲在存儲器中的采樣信號的電壓并與Vth1、Vth0進(jìn)行比較，同時在比Vth1大的情況下分類為標(biāo)記電平而在比Vth0小的情況下分類為空白電平(閾值處理644)。
在閾值處理644中，如圖33所示那樣，根據(jù)2個閾值Vth1(＝μ1)和Vth0(＝μ0)，使采樣數(shù)據(jù)的電壓值x分類為標(biāo)記電平的分布和空白電平的分布。
在此，作為比閾值Vth1小(或比閾值Vth0大)的分布，假定為關(guān)于由閾值處理644的分類所獲得的實際分布的閾值Vth1(或閾值Vth0)線對稱的分布。在標(biāo)記電平以及空白電平的各自的、實際分布和線對稱分布的全體中，進(jìn)行采樣信號電壓的平方值的加法處理(682、686)。重復(fù)上述處理直到讀出存儲在存儲器中的全部數(shù)據(jù)(Nsamp)為止(684，688)。
在Q值計算660中，以通過以上獲得的采樣信號的電壓值之和(X0，X1)、采樣信號的電壓的平方值之和(Y0，Y1)、以及分布點數(shù)(N0、N1)作為基礎(chǔ)，根據(jù)下式進(jìn)行Q值計算。
在Q值計算660中，如圖34所示那樣，分別對由標(biāo)記電平的實際分布和線對稱分布所構(gòu)成的分布(關(guān)于平均值計算690中所求取的平均μ1線對稱的分布)、以及由空白電平的實際分布和線對稱分布構(gòu)成的分布(關(guān)于平均值計算690中求取的平均μ0線對稱的分布)，求取標(biāo)準(zhǔn)偏差σ0和σ1，從而進(jìn)行Q值計算。
σ0=Sqrt[Y02N0-μ02]]]>σ1=Sqrt[Y12N1-μ12]]]>q=μ1-μ0σ1+σ0]]>通過Q值計算660獲得的Q值(q)，與以眼孔開口最大的位置為基礎(chǔ)的Q值相當(dāng)。在需要校正為可以換算為比特誤碼率的Q值的情況下，如第3實施方式的Q值校正366中所說明的那樣，校正系數(shù)應(yīng)用與各信號比特率(例如以太網(wǎng)(Ethernet)(注冊商標(biāo)))、10G以太網(wǎng)(注冊商標(biāo))、或其FEC編碼比特率、SDH信號、OTN信號等)相對應(yīng)的值而進(jìn)行校正。
在平均化處理670中，通過將以上的Q值測定重復(fù)Mavg次(674)來取得平均值(675)，從而最終獲得表示光信號的信號質(zhì)量的Q值。
將所獲得的Q值，與作為信號劣化閾值而預(yù)先設(shè)定的Q值即Qth進(jìn)行比較(606)，在低于Qth的情況下發(fā)出警報(610)。
同時，每一定時間將繼續(xù)測定的Q值存儲在RAM中(312)，并具備能夠通過追溯時間而參照Q值的功能。
另外，具備對繼續(xù)測定的Q值以及存儲在RAM中的Q值進(jìn)行通知的功能。
<第5實施方式>
圖9表示本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路中的信號處理的算法的另一個實施方式的流程圖。圖7以及圖8所示的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路，分別與圖1以及圖2所示的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路對應(yīng)，程序化集成電路712(圖7)以及812(圖8)表示利用第4實施方式的算法進(jìn)行信號處理的情況。
從ADC及采樣器708(圖7)、808(圖8)輸出并輸入到程序化集成電路712(圖7)、812(圖8)的采樣數(shù)據(jù)的電壓值x，被存儲在存儲器(736(圖7)、836(圖8))中直到采樣數(shù)據(jù)數(shù)達(dá)到測定所需的數(shù)目即Nsamp為止(914、916、918)。
在直方圖化994中，采樣數(shù)據(jù)的電壓值x分類為離散量化值x0～xj(在8比特離散量化時、j＝28)并且將頻度相加(996)。重復(fù)該過程直到采樣數(shù)達(dá)到測定所需的數(shù)目即Nsamp為止(998)。
直方圖中，將振幅比閾值Vth大的部分作為標(biāo)記電平的直方圖分布，而將振幅比閾值小的部分作為空白電平的直方圖分布(閾值處理940)。
如圖35所示，在閾值處理940中，根據(jù)閾值Vth，將直方圖分類為標(biāo)記電平的直方圖分布和空白電平的直方圖分布。
在峰值檢測990中，在各類分布中，將各自分布的峰值振幅值設(shè)為平均值μ1以及μ0(991，992)。
將獲得的平均值μ1以及μ0分別設(shè)定為閾值Vth1、Vth0。再次讀出存儲在存儲器中的采樣數(shù)據(jù)的電壓x，并且與μ1以及μ0進(jìn)行比較，同時在比閾值Vth1(＝μ1)大的情況下分類為標(biāo)記電平，在比閾值Vth0(＝μ0)小的情況下分類為空白電平(閾值處理944)。
如圖37所示，在閾值處理944中，根據(jù)2個閾值Vth1(＝μ1)和Vth0(＝μ0)，將直方圖分類為標(biāo)記電平的直方圖分布和空白電平的直方圖分布。
在此，作為比μ1小(或比μ0大)的分布，假定為關(guān)于由閾值處理944的分類所獲得的實際分布的μ1(μ0)而線對稱的分布。在加法處理980中，對實際分布和線對稱分布的全體進(jìn)行采樣數(shù)據(jù)數(shù)的加法處理，以及采樣數(shù)據(jù)電壓的平方值的加法處理(982、986)。重復(fù)上述處理(984，988)直到讀出存儲在存儲器中的全部數(shù)據(jù)(Nsamp)為止。
在Q值計算960中，將通過以上所獲得的標(biāo)記電平以及空白電平的各自分布的平均值(μ1，μ0)、采樣數(shù)據(jù)電壓平方值之和(Y0，Y1)、以及分布點數(shù)(N0、N1)作為基礎(chǔ)，而根據(jù)下式進(jìn)行Q值(Q)計算。
在Q值計算960中，如圖38所示那樣，分別對由標(biāo)記電平的實際分布和線對稱分布構(gòu)成的分布(關(guān)于峰值檢測990中所求取的峰值振幅值μ1線對稱的分布)、和由空白電平的實際分布和線對稱分布構(gòu)成的分布(關(guān)于峰值檢測990中所求取的峰值振幅值μ0線對稱的分布)，求取標(biāo)準(zhǔn)偏差σ0和σ1，從而進(jìn)行Q值計算。
σ0=Sqrt[Y02N0-μ02]]]>σ1=Sqrt[Y12N1-μ12]]]>q=μ1-μ0σ1+σ0]]>通過Q值計算960所獲得的Q值，與以眼孔開口最大的位置為基礎(chǔ)的Q值相當(dāng)。在需要校正為可以換算為比特誤碼率的Q值的情況下，如第3實施方式的Q值校正366中所說明的那樣，校正系數(shù)應(yīng)用與各信號比特率(例如以太網(wǎng)(注冊商標(biāo)))、10G以太網(wǎng)(注冊商標(biāo))、或其FEC編碼比特率、SDH信號、OTN信號等)對應(yīng)的值進(jìn)行校正。
在平均化處理970中，通過將以上的Q值測定重復(fù)Mavg次(974)來取得平均(975)，從而最終獲得表示光信號的信號質(zhì)量的Q值。
將所獲得的Q值，與作為信號劣化閾值而預(yù)先設(shè)定的Q值即Qth進(jìn)行比較(906)，在低于Qth的情況下發(fā)出警報(910)。
同時，每一定時間將繼續(xù)測定的Q值存儲在RAM中(312)，并具備能夠通過追溯時間而參照Q值的功能。
另外，具備對繼續(xù)測定的Q值以及存儲在RAM中的Q值進(jìn)行測定的功能。
<第6實施方式>
圖12表示本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路值的信號處理的算法的另一個實施方式的流程圖。圖10以及圖11所示的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路1000(圖10)以及1100(圖11)分別與圖1以及圖2所示的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路100以及200對應(yīng)，程序化集成電路1012(圖10)以及1112(圖11)表示利用第6實施方式的算法進(jìn)行信號處理的情況。將從ADC及采樣器1008(圖10)、1108(圖11)輸出，并輸入到程序化集成電路1012(圖10)、1112(圖11)的采樣數(shù)據(jù)的電壓值x，存儲在存儲器(1036(圖10)、1136(圖11))中，直到采樣數(shù)據(jù)數(shù)目達(dá)到測定所需的數(shù)目即Nsamp為止(1214、1216、1218)。
以每i+NK讀出采樣數(shù)據(jù)的電壓值x(1226)。然而，i設(shè)為從0到K-1的整數(shù)，N設(shè)為從0到L的整數(shù)。此時，假定Nsamp＝LK。
在此，能夠調(diào)整為，重復(fù)頻率f1滿足f1＝(n/m)f0±a而且(n/m)2{k+(n/m)}f0≤a＜(n/m)2/{k+(n/m)-1}f0(n，m，k為自然數(shù))，而且若假定K＝pk(p為正的整數(shù))則能夠表示為N＝(n/m)-1p。
對從0到K-1的每一個i，將振幅比閾值Vth大的部分作為標(biāo)記電平，而將振幅比閾值Vth小的部分的部分作為空白電平(1229)。將N從0到L的L個采樣數(shù)據(jù)分類為標(biāo)記電平以及空白電平，將標(biāo)記電平中的電壓值x的最小值設(shè)為xmin(Mark)(1230，1231)，將空白電平的電壓值x的最大值設(shè)為xmax(Space)(1235，1236)。
接著，檢測出|xmin(Mark)-xmax(Space)|最大時的i值(it)(1234)。
然后，從采樣數(shù)據(jù)存儲器中讀出從it-M到it+M的i(M為整數(shù))(1227)。
在閾值處理1240中，對再次讀出的采樣數(shù)據(jù)將振幅比閾值Vth大的部分設(shè)為標(biāo)記電平，而將振幅比閾值Vth小的部分設(shè)為空白電平的分布(1241)。
在加法處理1250中，進(jìn)行采樣數(shù)據(jù)數(shù)(N0，N1)的加法處理、采樣數(shù)據(jù)的電壓值(X0，X1)的加法以及采樣數(shù)據(jù)電壓平方值(Y0，Y1)的加法處理(1252，1256)。在Q值計算1260中，以采樣數(shù)據(jù)的電壓值之和(X0，X1)、采樣數(shù)據(jù)的電壓平方值之和(Y0，Y1)以及分布點數(shù)(N0、N1)作為基礎(chǔ)，并根據(jù)下式進(jìn)行Q值計算。
μ0=X0N0,σ0=Sqrt[Y0N0-μ02]]]>μ1=X1N1,σ1=Sqrt[Y1N1-μ12]]]>q=μ1-μ0σ1-σ0]]>通過Q值計算1260而獲得的Q值，與以眼孔開口最大的位置為基礎(chǔ)的Q值相當(dāng)。在需要校正為可以換算為比特誤碼率的Q值的情況下，如第3實施方式的Q值校正366中所說明的那樣，校正系數(shù)應(yīng)用與各信號比特率(例如以太網(wǎng)(Ethernet)(注冊商標(biāo)))、10G以太網(wǎng)(注冊商標(biāo))、或其FEC編碼比特率、SDH信號、OTN信號等)相對應(yīng)的值，進(jìn)行校正。
在平均化處理1270中，通過將以上的Q值測定重復(fù)Mavg次(1274)來取得平均值(1275)，從而最終獲得表示光信號的信號質(zhì)量的Q值。
將所獲得的Q值與作為信號劣化閾值而預(yù)先設(shè)定的Q值即Qth進(jìn)行比較(1206)，在低于Qth的情況下發(fā)出警報(1210)。
同時，每一定時間將繼續(xù)測定的Q值存儲在RAM中(312)，并具備能夠通過追溯時間而參照Q值的功能。
另外，具備對繼續(xù)測定的Q值以及存儲在RAM中的Q值進(jìn)行通知的功能。
<第7實施方式>
圖13表示本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路中的信號處理的算法的另一個實施方式的流程圖。圖10以及圖11所示的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路1000(圖10)以及1100(圖11)中，程序化集成電路1012(圖10)以及1112(圖11)也與利用第7實施方式的算法進(jìn)行信號處理的情況對應(yīng)。將從ADC及采樣器1008(圖10)、1108(圖11)輸出并輸入到程序化集成電路1012(圖10)、1112(圖11)的采樣數(shù)據(jù)的電壓值x，存儲在存儲器(1036(圖10)、1136(圖11))中直到采樣數(shù)據(jù)數(shù)達(dá)到測定所需的數(shù)目即Nsamp為止(1314、1316、1318)。
每i+NK地讀出采樣數(shù)據(jù)的電壓值x(1326)。其中，i設(shè)為從0到K-1的整數(shù)，N設(shè)為從0到L的整數(shù)。此時，假定Nsamp＝LK。
在此，能夠調(diào)整為，重復(fù)頻率f1滿足f1＝(n/m)f0±a且(n/m)2{k+(n/m)}f0≤a＜(n/m)2/{k+(n/m)-1}f0(n，m，k為自然數(shù))，而且若假定K＝pk(p為正的整數(shù))則能夠表示為N＝(n/m)-1p。
對從0到K-1的每一個i，將振幅比閾值Vth’大的部分作為標(biāo)記電平，而將振幅比閾值Vth’小的部分作為空白電平(1329)。將N從0到L的L個采樣數(shù)據(jù)分類為標(biāo)記電平以及空白電平，將標(biāo)記電平的數(shù)據(jù)數(shù)設(shè)為N1個(1330)，而將空白電平的數(shù)據(jù)數(shù)設(shè)為N0(1336)。
接著，檢測出|N1-N0|從有限數(shù)值變化為0時的i值(iA)以及從0變化為有限值時的i值(iB)(1339)。在此，所謂的、作為對眼孔開口為最大的部分進(jìn)行檢測的眼孔開口最大檢測，與求算由it＝(iA+iB)所定義的it相當(dāng)。
接著，從存儲器讀出眼孔開口為最大的部分的周邊的采樣數(shù)據(jù)。即，對于從it-M到it+M的i(M為正數(shù))，從存儲器中讀出采樣數(shù)據(jù)(1327)。
在閾值處理1340中，對再次讀出的采樣數(shù)據(jù)將振幅比閾值Vth大的部分設(shè)為標(biāo)記電平，而將振幅比閾值Vth小的部分設(shè)為空白電平的分布(1341)。
在加法處理1350中，進(jìn)行采樣數(shù)據(jù)數(shù)(N0，N1)的加法處理、采樣數(shù)據(jù)的電壓值(X0，X1)的加法以及采樣數(shù)據(jù)電壓的平方值(Y0，Y1)的加法處理(1352，1356)。在Q值計算1360中，以采樣數(shù)據(jù)的電壓值之和(X0，X1)、采樣數(shù)據(jù)的電壓平方值之和(Y0，Y1)以及分布點數(shù)(N0、N1)作為基礎(chǔ)，并根據(jù)下式進(jìn)行Q值計算。
μ0=X0N0,σ0=Sqrt[Y0N0-μ02]]]>μ1=X1N1,σ1=Sqrt[Y1N1-μ12]]]>q=μ1-μ0σ1-σ0]]>通過Q值計算1360所獲得的Q值，與以眼孔開口最大的位置為基礎(chǔ)的Q值相當(dāng)。在需要校正為可以換算為比特誤碼率的Q值的情況下，如第3實施方式的Q值校正366中所說明的那樣，校正系數(shù)應(yīng)用與各信號比特率(例如以太網(wǎng)(注冊商標(biāo))、10G以太網(wǎng)(注冊商標(biāo))、或其FEC編碼比特率、SDH信號、OTN信號等)對應(yīng)的值進(jìn)行校正。
在平均化處理1370中，通過將以上的Q值測定重復(fù)Mavg次(1374)來取得平均值(1375)，從而最終獲得表示光信號的信號質(zhì)量的Q值。
將所獲得的Q值，與作為信號劣化閾值而預(yù)先設(shè)定的Q值即Qth進(jìn)行比較(1306)，在低于Qth的情況下發(fā)出警報(1310)。
同時，每一定時間將繼續(xù)測定的Q值存儲在RAM中(312)，并具備能夠通過追溯時間而參照Q值的功能。
另外，具備對繼續(xù)測定的Q值以及存儲在RAM中的Q值進(jìn)行通知的功能。
<第8～第10實施方式>
圖14～圖16，分別表示本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的第8～第10的實施方式的框圖。圖14所示的第8實施方式，表示如下方式即通過將光信號直接地進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換而輸出電信號的光電轉(zhuǎn)換器(O/E)1404，以及將光電轉(zhuǎn)換器1404所輸出的電信號進(jìn)行采樣和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換的ADC及采樣器1408，在集成電路1412中進(jìn)行信號處理。
在此示出了ADC及采樣器1408中的采樣和模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換所使用的時鐘和集成電路1412中的信號處理所使用的時鐘相互獨立的情況。
圖15所示的第9實施方式，表示通過光-電采樣器或光-光采樣器1548而變換為采樣光信號的情況，所述光-電采樣器借助于電脈沖并利用電場吸收(electroabsorptio)效應(yīng)等對光信號進(jìn)行采樣，所述光-光采樣器1548借助于光脈沖并利用非線形光學(xué)效應(yīng)而對光信號進(jìn)行采樣。在ADC及采樣器1508中對采樣光信號進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換后，在集成電路1512中進(jìn)行電信號處理。在此，由于光信號在光的階段被采樣，因此只要能夠檢測出采樣光信號的峰值強度即可，從而光電轉(zhuǎn)換器1504或ADC及采樣器1508的頻帶可以比光信號比特率的頻帶窄。示出了光-電(光-光)采樣器1548所使用的時鐘，與ADC及采樣器1508所使用的時鐘是共同的、而與集成電路1512所使用的時鐘相互獨立的情況。
圖16所示的第10實施方式中，ADC及采樣器1608所使用的時鐘以及光-電(光-光)采樣器1648所使用的時鐘由同一局部時鐘源1(1606)提供，提供給ADC及采樣器1608的時鐘由分頻電路1605所分頻。由于采樣速度越快數(shù)據(jù)的取入時間越早，所以優(yōu)選為較快的采樣速度。但是，在ADC及采樣器1608所使用的時鐘的重復(fù)頻率存在限制的情況下等，可以利用分頻電路1650來設(shè)計時鐘系統(tǒng)。
第8～第10實施方式所示的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的集成電路，能夠利用第3～第7的實施方式所示的算法的任一個來進(jìn)行信號處理。
<第11～第13實施方式>
圖17～圖19，分別表示本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的第11～第13的實施方式的框圖。第11～第13的實施方式分別與第8～第10實施方式對應(yīng)。ADC及采樣器(1708，1808，1908)以及光-電(光-光)采樣器(1848，1948)中所使用的時鐘，與集成電路(1712，1812，1912)中所使用的時鐘同步，這一方面與第8～第10的實施方式不同。即使在這些實施方式中，集成電路(1712，1812，1912)也能夠利用圖3、圖6、圖9以及圖12的任一個所示的算法進(jìn)行信號處理。
第11～13所示的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的集成電路，能夠利用第3～第7的實施方式所示的算法的任一個進(jìn)行信號處理。
<第14～第16實施方式>
圖20～圖22，分別表示本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的第14～第16的實施方式的框圖。第14～第16的實施方式分別與第8～第10的實施方式對應(yīng)。第14～16的實施方式，ADC及采樣器(2008，2108，2208)以及光-電(光-光)采樣器(2148，2248)中使用的時鐘與集成電路(2012，2112，2212)中使用的時鐘是共同的，這個方面與第8～第10的實施方式不同。即使在這些實施方式中，集成電路(1712，1812，1912)也能夠利用圖3、圖6、圖9或圖12的任一個所示算法來進(jìn)行信號處理。
第14～16所示的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的集成電路，能夠利用第3～第7的實施方式所示的算法的任一個來進(jìn)行信號處理。
<第17實施方式>
圖23表示本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的另一個實施方式的框圖。
光信號質(zhì)量監(jiān)控電路2300，具備光電轉(zhuǎn)換器(O/E)2304，其將所輸入的光信號比特率f0(bit/s)的光信號進(jìn)行光-電轉(zhuǎn)換并且輸出電信號；局部時鐘源1(2306)，其產(chǎn)生并且輸出，獨立于光信號比特率f0的重復(fù)頻率f1(Hz)的采樣時鐘；采樣以及模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2308(以下稱為ADC及采樣器)，其將光電轉(zhuǎn)換器2304所輸出的電信號以頻率f1(Hz)的采樣時鐘進(jìn)行采樣，并且輸出模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換后的數(shù)字采樣數(shù)據(jù)；集成電路2312，其對ADC及采樣器2308所輸出的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行信號處理，而對光信號質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行評價。
光信號比特率f0(bit/s)的光信號，由光電轉(zhuǎn)換器2304轉(zhuǎn)換為電信號后，輸入到ADC及采樣器2308。然后，電信號在ADC及采樣器2308中，以局部時鐘源1(2306)所發(fā)送的、獨立于光信號比特率的重復(fù)頻率f1(Hz)的采樣時鐘，進(jìn)行采樣以及模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換，在轉(zhuǎn)換為數(shù)字的采樣數(shù)據(jù)后，輸入到集成電路2312。在將信號處理功能程序化的集成電路2312中對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行電信號處理，而有助于光信號質(zhì)量參數(shù)評價。
在使用光網(wǎng)絡(luò)(optical network)前，利用比特率已知的光信號而預(yù)先測定Q值，來求取與運用的光學(xué)網(wǎng)絡(luò)中所使用的全體信號比特率相對應(yīng)的光信號質(zhì)量參數(shù)的校正值。
在運用光網(wǎng)絡(luò)時，集成電路2312一邊周期性地對這些各比特率用的校正值依次進(jìn)行切換，一邊求取光信號質(zhì)量參數(shù)。這時，利用與光信號的比特率相匹配(conformity)的校正值而計算出的光信號質(zhì)量參數(shù)顯示出最高值。因而，通過對校正值周期性地依次進(jìn)行切換，而僅利用每一周期顯示出最高質(zhì)量時的光信號品質(zhì)參數(shù)，來進(jìn)行評價。
在集成電路2312中，利用圖3、圖6、圖9、圖12或圖13的任一個所示的算法來進(jìn)行信號處理。各自的算法表示在第3～第7的實施方式中。圖23所示的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的集成電路2312，是表示利用圖3所示的算法進(jìn)行信號處理時的電路。
<第18實施方式>
圖24表示本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的另一個實施方式的框圖。光信號質(zhì)量監(jiān)控電路2400具備光電轉(zhuǎn)換器(O/E)2404，其將所輸入的光信號比特率f0(bit/s)的光信號進(jìn)行光-電轉(zhuǎn)換并且輸出電信號；局部時鐘源1(2406)，其產(chǎn)生并且輸出獨立于光信號比特率f0的重復(fù)頻率f1(Hz)的采樣時鐘；采樣器以及模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2408(以下稱為ADC及采樣器)，其將從光電轉(zhuǎn)換器2404所輸出的電信號以頻率f1(Hz)的采樣時鐘進(jìn)行采樣，并且輸出模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換后的數(shù)字采樣數(shù)據(jù)；集成電路2412，其對ADC及采樣器2408所輸出的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行信號處理，來對光信號質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行評價；以及比特率檢測器2401，其利用從光電轉(zhuǎn)換器2404所輸出的電信號對光信號比特率f0的信息進(jìn)行檢測。光信號質(zhì)量監(jiān)控電路2400可以進(jìn)一步具備寄存器2402，其存儲由比特率檢測器2401檢測出的光信號比特率f0的信息。
光信號比特率f0(bit/s)的光信號，通過光電轉(zhuǎn)換器2404轉(zhuǎn)換為電信號后，輸入到ADC及采樣器2408中。然后，電信號在ADC及采樣器2408中以局部時鐘源1(2306)所發(fā)送的、獨立于光信號比特率的重復(fù)頻率f1(Hz)的采樣時鐘，進(jìn)行采樣以及模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換，在轉(zhuǎn)換為數(shù)字的采樣數(shù)據(jù)后，輸入到集成電路2412。采樣數(shù)據(jù)，在將信號處理功能程序化的集成電路2412中，進(jìn)行電信號處理，而有助于光信號質(zhì)量參數(shù)評價。
在信號比特率變更的情況下，集成電路2412通過比特率檢測器2401而對比特率被變更這一情況進(jìn)行檢測，并且利用與變更后的信號比特率對應(yīng)的校正值來對信號質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行計算。例如，集成電路2412，通過寄存器控制2414讀出存儲在寄存器2402中的光信號比特率f0的信息，而能夠檢測信號比特率被變更這一情況，而且，利用與變更后的信號比特率對應(yīng)的校正值能夠?qū)庑盘栙|(zhì)量參數(shù)進(jìn)行校正。
作為比特率檢測模塊2401，具體而言，例如能夠使用如圖27所示那樣的，分路(diverging)模塊2702，與頻率濾波器2704、2706和2708，與電功率測定模塊2710、2712和2714，以及與功率比較模塊2716的組合。比特率f0(bit/s)的光信號通過光電轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為電信號后，經(jīng)過分路模塊2702輸入到，與多個信號比特率對應(yīng)的、低通頻率濾波器2704、2706以及2708中。在圖27的示例中，使用了對比特率10Gbit/s、2.5Gbit/s、1.2Gbit/s分別通過大略70％頻率(7GHz、1.8GHz、1GHz)以下的頻率濾波器。通過各頻率濾波器后的電信號輸入到電功率測定模塊2710、2712以及2714中。來自各電功率測定模塊的輸出被導(dǎo)引到功率比較模塊2716，并進(jìn)行比較。于是，將與輸出最大電功率的頻率濾波器相當(dāng)?shù)男盘柋忍芈市畔⒁暈楫?dāng)前的光信號比特率，并且發(fā)送到集成電路2412的寄存器2414中。此后，適應(yīng)于(response to)集成電路2412中所供給的信號比特率信息，而校正信號質(zhì)量參數(shù)。
在集成電路2412中，利用圖3、圖6、圖9、圖12或圖13的任一個所示的算法進(jìn)行信號處理。將各自的算法表示在第3～第7的實施方式中。圖24所示的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的集成電路2412，表示利用圖3所示的算法進(jìn)行信號處理的情況。
<第19實施方式>
圖25表示本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的另一個實施方式的框圖。光信號質(zhì)量監(jiān)控電路2500具備光電轉(zhuǎn)換器(O/E)2504，其將所輸入的光信號比特率f0(bit/s)的光信號進(jìn)行光-電轉(zhuǎn)換并且輸出電信號；局部時鐘源1(2506)，其產(chǎn)生并且輸出獨立于光信號比特率f0的重復(fù)頻率f1(Hz)的采樣時鐘；多個頻率濾波器2542、2544和2546，其分別與不同的信號比特率f0(例如、7GHz、1.8GHz、1GHz)相對應(yīng)；選擇器2532以及2534，其對多個頻率濾波器進(jìn)行切換；ADC及采樣器2508，其將通過濾波器的電信號以頻率f1(Hz)的采樣時鐘進(jìn)行采樣，并且輸出模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換后的數(shù)字采樣數(shù)據(jù)；集成電路2512，其對ADC及采樣器2508所輸出的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行信號處理，來對光信號質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行評價；以及LPF控制部2530，其接收來自集成電路2512的濾波器的切換信號來控制選擇器。
光信號比特率f0(bit/s)的光信號，由光電轉(zhuǎn)換器2504轉(zhuǎn)換為電信號后，輸入到由選擇器2532、2534切換的、與不同的光信號比特率f0對應(yīng)的多個頻率濾波器2542、2544以及2546的任何一個中。通過濾波器的電信號，與實施方式17中所說明的同樣，由ADC及采樣器2508轉(zhuǎn)換為采樣數(shù)據(jù)后，有助于集成電路2512中光信號質(zhì)量參數(shù)的評價。
在進(jìn)行光信號質(zhì)量參數(shù)的評價時，通過選擇器2532、2534將多個頻率濾波器周期性地依次進(jìn)行切換，同時求取光信號質(zhì)量參數(shù)。這時，利用與光信號的比特率匹配(conformity)的頻率濾波器而求取的光信號質(zhì)量參數(shù)，顯示出最高值。因而，通過周期性地對頻率濾波器依次進(jìn)行切換，僅利用每一周期顯示出最高質(zhì)量時的光信號品質(zhì)參數(shù)，來進(jìn)行評價。
集成電路2512中，利用圖3、圖6、圖9、圖12或圖13的任一個所示的算法進(jìn)行信號處理。對于各自的算法由第3～第7的實施方式所示出。圖25所示的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的集成電路2512表示利用圖3所示的算法進(jìn)行信號處理的情況。
<第20的實施方式>
圖26表示本發(fā)明涉及的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的另一個實施方式的框圖。光信號質(zhì)量監(jiān)控電路2600具備光電轉(zhuǎn)換器(O/E)2604，其將所輸入的光信號比特率f0(bit/s)的光信號進(jìn)行光-電轉(zhuǎn)換并且輸出電信號；局部時鐘源1(2606)，其產(chǎn)生并且輸出獨立于光信號比特率f0的重復(fù)頻率f1(Hz)的采樣時鐘；多個頻率濾波器2642、2644以及2646，其分別與不同的信號比特率f0(例如、7GHz、1.8GHz、1GHz)對應(yīng)；選擇器2632以及2634，其對多個頻率濾波器進(jìn)行切換；ADC及采樣器2608，其將通過濾波器的電信號以頻率f1(Hz)的采樣時鐘進(jìn)行采樣，并且輸出模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換后的數(shù)字采樣數(shù)據(jù)；集成電路2612，其對ADC及采樣器2608所輸出的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行信號處理，并評價光信號質(zhì)量參數(shù)；比特率檢測器2601，其利用光電轉(zhuǎn)換器2604所輸出的電信號來輸出光信號比特率f0的信息；以及LPF控制部2630，其根據(jù)來自比特率檢測器2601的光信號比特率f0的信息來控制選擇器。
光信號比特率f0(bit/s)的光信號，通過光電轉(zhuǎn)換器2604轉(zhuǎn)換為電信號后輸入到由選擇器2632、2634切換的、與不同的光信號比特率f0對應(yīng)的多個頻率濾波器2642、2644以及2646的任何一個中。通過濾波器的電信號，與實施方式17中所說明的同樣地由ADC及采樣器2608轉(zhuǎn)換為采樣數(shù)據(jù)后，有助于集成電路2612中光信號質(zhì)量參數(shù)的評價。
在信號比特率被變更的情況下，LPF控制部2630，根據(jù)比特率檢測器2601所輸出的光信號比特率f0的信息，對比特率變更這一情況進(jìn)行檢測，并通過選擇器2632和2634切換到與變更后的比特率相適應(yīng)的頻率濾波器。由此，集成電路2612能夠響應(yīng)信號比特率的變化，而求取信號質(zhì)量參數(shù)。
作為比特率檢測模塊，具體而言，與實施方式18同樣，能夠使用如圖27所示那樣的分路模塊2702，與頻率濾波器2704、2706和2708，與電功率測定模塊2710、2712和2714，以及與功率比較模塊2716的組合。于是，將與輸出最大電功率的頻率濾波器相當(dāng)?shù)男盘柋忍芈市畔⒁暈楫?dāng)前的光信號比特率，并且發(fā)送到LPF控制部2630。此后，利用選擇器2632、2634而切換到對應(yīng)于比特率的頻率濾波器，從而進(jìn)行信號質(zhì)量參數(shù)的測定。
集成電路2612中，利用圖3、圖6、圖9、圖12或圖13的任一個所示的算法進(jìn)行信號處理。對于各自的算法由第3～第7的實施方式所示出。圖26所示的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路的集成電路2612，表示利用圖3所示的算法進(jìn)行信號處理的情況。
權(quán)利要求
1.一種光信號質(zhì)量監(jiān)控電路，其特征在于，具備光電轉(zhuǎn)換模塊，其將所輸入的光信號轉(zhuǎn)換為電信號；采樣模塊，其將所述電信號以任意的重復(fù)頻率f1進(jìn)行采樣，并且通過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換而轉(zhuǎn)換為數(shù)字的采樣數(shù)據(jù)；以及信號處理模塊，其利用所述采樣數(shù)據(jù)，根據(jù)所述光信號的信號比特率的變化，對所述光信號的光信號質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行校正，并評價。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路，其特征在于，還具備對所述光信號的信號比特率信息進(jìn)行接收的信號比特率信息接收模塊，所述信號處理模塊，基于所接收的所述信號比特率信息，對所述光信號的光信號質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行校正。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路，其特征在于，進(jìn)一步具備控制信號接收模塊，其對要求切換所述光信號的信號比特率的控制信號進(jìn)行接收；多個頻率濾波器，其與各個不同的信號比特率對應(yīng)；以及選擇器，其用于切換所述多個頻率濾波器，所述信號處理模塊，響應(yīng)于所述控制信號的接收而切換所述選擇器，并順次變更所述電信號所通過的頻率濾波器，同時對所述光信號的光信號質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行測定，所述電信號通過所有的所述頻率濾波器之后，以所述電信號通過所述光信號質(zhì)量參數(shù)成為最大的所述頻率濾波器的方式，固定所述選擇器，從而對所述光信號的光信號質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行評價。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路，其特征在于，所述信號處理模塊，對與各個不同的信號比特率相對應(yīng)的光信號質(zhì)量參數(shù)的校正值周期性地進(jìn)行切換，而對所述光信號的光信號質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行評價。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路，其特征在于，進(jìn)一步具備比特率檢測模塊，其利用所述電信號而對所述光信號的信號比特率進(jìn)行檢測，所述信號處理模塊，基于所檢測出的所述信號比特率，而對所述光信號的光信號質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行校正。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路，其特征在于，進(jìn)一步具備多個頻率濾波器，其與各個不同的信號比特率對應(yīng)；以及選擇器，其用于切換所述多個頻率濾波器，所述信號處理模塊，周期性地切換所述選擇器，并順次對所述電信號所通過的頻率濾波器進(jìn)行變更，同時測定所述光信號的光信號質(zhì)量參數(shù)，并按每一周期，對所述光信號質(zhì)量參數(shù)成為最大的所述光信號的光信號質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行評價。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路，其特征在于，進(jìn)一步具備比特率檢測模塊，其利用所述電信號對所述光信號的信號比特率進(jìn)行檢測；多個頻率濾波器，其與各個不同的信號比特率對應(yīng)；以及選擇器，其用于切換所述多個頻率濾波器，所述信號處理模塊，以所述電信號通過與所檢測出的所述信號比特率相對應(yīng)的頻率濾波器的方式，切換所述選擇器，而對所述光信號的光信號質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行評價。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～7的任一項所述的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路，其特征在于，所述光電轉(zhuǎn)換模塊，備有將重復(fù)頻率f0的光信號轉(zhuǎn)換為電信號的光電轉(zhuǎn)換器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1～7的任一項所述的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路，其特征在于，所述光電轉(zhuǎn)換模塊，具備光-電采樣電路，其利用與重復(fù)頻率f1的時鐘相同步的電脈沖對比特率f0的光信號進(jìn)行采樣，并輸出采樣光信號；以及光電轉(zhuǎn)換器，其將所述采樣光信號轉(zhuǎn)換為電信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求1～7的任一項所述的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路，其特征在于，所述光電轉(zhuǎn)換模塊，具備光-光采樣電路，其利用與重復(fù)頻率f1的時鐘相同步的光脈沖，對比特率f0的光信號進(jìn)行采樣，并輸出采樣光信號；以及光電轉(zhuǎn)換器，其將所述采樣光信號轉(zhuǎn)換為電信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求1～10的任一項所述的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路，其特征在于，所述信號處理模塊，包括閾值處理模塊，其將所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅與預(yù)先設(shè)定的閾值進(jìn)行比較，而分類為二進(jìn)制信號的標(biāo)記部分和空白部分這2種分布；加法處理模塊，其對所述2種分布的每一種，計算所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅值之和以及所述信號振幅值的平方值之和；Q值計算處理模塊，其對所述2種分布的每一種，根據(jù)所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅值之和以及所述振幅值的平方值之和，來求取標(biāo)準(zhǔn)偏差和平均值，并且利用有關(guān)所述標(biāo)記部分分布的所述標(biāo)準(zhǔn)偏差和所述平均值、以及有關(guān)所述空白部分分布的所述標(biāo)準(zhǔn)偏差和所述平均值，來計算Q值；Q值校正處理模塊，其根據(jù)所述光信號的信號比特率，而對所述Q值進(jìn)行校正；平均化處理模塊，其對被校正后的Q值多次地進(jìn)行測定，并進(jìn)行平均化；Q值存儲模塊，其對被校正且被平均化后的Q值進(jìn)行存儲；以及警報傳送模塊，其在所述被校正且被平均化后的Q值低于預(yù)先存儲的參考Q值的情況下，傳送警報。
12.根據(jù)權(quán)利要求1～10的任一項所述的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路，其特征在于，所述信號處理模塊，包括第1閾值處理模塊，其將所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅與預(yù)先設(shè)定的第1閾值進(jìn)行比較，而分類為二進(jìn)制信號的標(biāo)記部分和空白部分這2種分布；加法處理模塊，其對所述2種分布的每一種，計算所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅值之和；平均值計算處理模塊，其對所述2種分布的每一種，根據(jù)所計算的所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅值之和，而求取平均值；第2閾值處理模塊，其將針對所述2種分布的每一種所求取的所述平均值分別設(shè)為第2和第3閾值，在所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅比所述第2閾值大的情況下，分類為第2標(biāo)記部分分布，所述第2標(biāo)記部分分布，由信號振幅比所述第2閾值大的分布以及關(guān)于所述第2閾值線對稱的分布構(gòu)成，在所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅比所述第3閾值小的情況下，分類為第2空白部分分布，所述第2空白部分分布由信號振幅比所述第3閾值小的分布以及關(guān)于所述第3閾值線對稱的分布構(gòu)成；第2加法處理模塊，其對所述第2標(biāo)記部分和第2空白部分這2種分布的每一種，計算所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅的平方值之和；Q值計算處理模塊，其對所述第2標(biāo)記部分和第2空白部分這2種分布的每一種，利用所述信號振幅值之和以及所述信號振幅的平方值之和，而求取標(biāo)準(zhǔn)偏差，并且利用有關(guān)所述標(biāo)記部分和所述空白部分的各自的所述平均值，以及有關(guān)所述第2標(biāo)記部分和所述第2空白部分的各自的所述標(biāo)準(zhǔn)偏差，而計算Q值；平均化處理模塊，其根據(jù)所述光信號的信號比特率對所述Q值進(jìn)行校正后，對被校正后的所述Q值多次進(jìn)行測定，并進(jìn)行平均化；Q值存儲模塊，其對所被校正且被平均化后的Q值進(jìn)行存儲；以及警報傳送模塊，其在所述被校正且被平均后的Q值低于預(yù)先存儲的參考Q值的情況下，傳送警報。
13.根據(jù)權(quán)利要求1～10的任一項所述的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路，其特征在于，所述信號處理模塊，包括直方圖化處理模塊，其對所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅，按照每一個離散量化值進(jìn)行分類，并將頻度相加，從而求得直方圖；第1閾值處理模塊，其將所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅與預(yù)先設(shè)定的第1閾值進(jìn)行比較，而分類為二進(jìn)制信號的標(biāo)記部分和空白部分這2種分布；峰值檢測處理模塊，其對所述標(biāo)記部分和空白部分這2種分布的每一種，檢測頻度的峰值，并將頻度成為峰值的所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅設(shè)定為平均值；第2閾值處理模塊，其將針對所述2種分布的每一種所求得的所述平均值分別設(shè)為第2和第3閾值，在所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅比所述第2閾值大的情況下，分類為第2標(biāo)記部分分布，所述第2標(biāo)記部分分布由信號振幅比所述第2閾值大的分布以及關(guān)于所述第2閾值線對稱的分布構(gòu)成，在所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅比所述第3閾值小的情況下，分類為第2空白部分分布，所述第2空白部分分布由信號振幅比所述第3閾值小的分布以及關(guān)于所述第3閾值線對稱的分布構(gòu)成；第2加法處理模塊，其對所述第2標(biāo)記部分和第2空白部分這2種分布的每一種，計算所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅的平方值之和；Q值計算處理模塊，其對所述第2標(biāo)記部分和第2空白部分這2種分布的每一種，利用所述信號振幅值之和以及所述信號振幅的平方值之和來求取標(biāo)準(zhǔn)偏差，并且利用有關(guān)所述標(biāo)記部分和所述空白部分的各自的所述平均值，以及有關(guān)所述第2標(biāo)記部分和所述第2空白部分的各自的所述標(biāo)準(zhǔn)偏差，而計算Q值；Q值校正處理模塊，其根據(jù)所述光信號的信號比特率，對所述Q值進(jìn)行校正；平均化處理模塊，其對被校正后的Q值多次地進(jìn)行測定并且進(jìn)行平均化；Q值存儲模塊，其存儲被校正且被平均化后的Q值；以及警報傳送模塊，其在所述被校正且被平均化后的Q值低于預(yù)先存儲的參考Q值的情況下，傳送警報。
14.根據(jù)權(quán)利要求1～10的任一項所述的光信號質(zhì)量監(jiān)控電路，其特征在于，所述重復(fù)頻率f1，滿足f1＝(n/m)f0±a且(n/m)2{k+(n/m)}f0≤a＜(n/m)2/{k+(n/m)-1}f0(n，m，k為自然數(shù))，所述信號處理模塊，包括處理模塊，其對將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)按照每k個重疊寫入所得到的眼孔圖樣的眼孔開口的最大部分，進(jìn)行檢測；Q值計算處理模塊，其對眼孔開口為最大的部分的該部分周邊的標(biāo)記部分以及空白部分的各自的分布，檢測頻度的峰值，而求取平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差，并且根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)偏差和所述平均值，而計算Q值；Q值校正處理模塊，其根據(jù)所述光信號的信號比特率對所述Q值進(jìn)行校正；平均化處理模塊，其對被校正的Q值多次地進(jìn)行測定并進(jìn)行平均化；Q值存儲模塊，其存儲被校正且被平均化后的Q值；和警報傳送模塊，其在所述被校正且平均化后的Q值低于預(yù)先存儲的參考Q值的情況下，傳送警報。
15.一種光信號質(zhì)量監(jiān)控方法，其特征在于，包括將所輸入的光信號轉(zhuǎn)換為電信號的步驟；將所述電信號以任意的重復(fù)頻率f1進(jìn)行采樣，并通過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換而轉(zhuǎn)換為數(shù)字的采樣數(shù)據(jù)的步驟；以及利用所述采樣數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述光信號的信號比特率的變化，對所述光信號的光信號質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行評價的步驟。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的光信號質(zhì)量監(jiān)控方法，其特征在于，所述的對所述光信號的光信號質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行評價的步驟，包括將所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅與預(yù)先設(shè)定的閾值進(jìn)行比較，而分類為二進(jìn)制信號的標(biāo)記部分和空白部分這2種分布的步驟；對所述2種分布的每一種，計算所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅值之和以及所述信號振幅值的平方值之和的步驟；對所述2種分布的每一種，根據(jù)所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅值之和以及所述振幅值的平方值之和來求取標(biāo)準(zhǔn)偏差及平均值，并且利用有關(guān)所述標(biāo)記部分分布的所述標(biāo)準(zhǔn)偏差和所述平均值，以及有關(guān)所述空白部分分布的所述標(biāo)準(zhǔn)偏差和所述平均值，而計算Q值的步驟；根據(jù)所述光信號的信號比特率對所述Q值進(jìn)行校正的步驟；對所校正的Q值多次地進(jìn)行測定并進(jìn)行平均化的步驟；將所被校正且被平均化后的Q值與預(yù)先存儲的參考Q值進(jìn)行比較的步驟；以及在所述被校正且被平均化后的Q值低于所述預(yù)先存儲的參考Q值的情況下，傳送警報的步驟。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的光信號質(zhì)量監(jiān)控方法，其特征在于，所述的對所述光信號的光信號質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行評價的步驟，包括將所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅與預(yù)先設(shè)定的第1閾值進(jìn)行比較，而分類為二進(jìn)制信號的標(biāo)記部分和空白部分這2種分布的步驟；對所述2種分布的每一種，計算所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅值之和的步驟；對所述2種分布的每一種，根據(jù)所計算的所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅值之和，而求取平均值的步驟；將針對所述2種分布的每一種所求取的所述平均值，分別設(shè)為第2和第3閾值，在所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅比所述第2閾值大的情況下，分類為第2標(biāo)記部分分布，所述第2標(biāo)記部分分布由信號振幅比所述第2閾值大的分布以及關(guān)于所述第2閾值線對稱的分布構(gòu)成，在所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅比所述第3閾值小的情況下，分類為第2空白部分分布，所述第2空白部分分布由信號振幅比所述第3閾值小的分布以及關(guān)于所述第3閾值線對稱的分布構(gòu)成，的步驟；對所述第2標(biāo)記部分和所述第2空白部分這2種分布的每一種，計算所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅的平方值之和的步驟；對所述第2標(biāo)記部分和第2空白部分這2種分布的每一種，利用所述信號振幅值之和以及所述信號振幅的平方值之和，而求取標(biāo)準(zhǔn)偏差，并且利用有關(guān)所述標(biāo)記部分和所述空白部分的各自的所述平均值，以及有關(guān)所述第2標(biāo)記部分和所述第2空白部分的各自的所述標(biāo)準(zhǔn)偏差而計算Q值的步驟；根據(jù)所述光信號的信號比特率，對所述Q值進(jìn)行校正后，對所校正的Q值多次地進(jìn)行測定，并進(jìn)行平均化的步驟；存儲被校正且被平均化后的Q值的步驟；以及在所述被校正且被平均化后的Q值低于預(yù)先存儲的參考Q值的情況下傳送警報的步驟。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的光信號質(zhì)量監(jiān)控方法，其特征在于，所述的對所述光信號的光信號質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行評價的步驟，包括對所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅，按照每一個離散量化值進(jìn)行分類，并且將頻度相加，從而求取直方圖的步驟；將所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅與預(yù)先設(shè)定的第1閾值進(jìn)行比較，而分類為二進(jìn)制信號的標(biāo)記部分和空白部分這2種分布的步驟；對所述標(biāo)記部分和空白部分這2種分布的每一種，對頻度的峰值進(jìn)行檢測，并且將頻度成為峰值的所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅，設(shè)定為平均值，的步驟；將針對所述2種分布的每一種所求取的所述平均值分別設(shè)為第2以及第3閾值，在所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅比所述第2閾值大的情況下，分類為第2標(biāo)記部分分布，所述第2標(biāo)記部分分布由信號振幅比所述第2閾值大的分布以及關(guān)于所述第2閾值線對稱的分布構(gòu)成，在所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅比所述第3閾值小的情況下，分類為第2空白部分分布，所述第2空白部分分布由信號振幅比所述第3閾值小的分布以及關(guān)于所述第3閾值線對稱的分布構(gòu)成，的步驟；對所述第2標(biāo)記部分和所述第2空白部分這2種分布的每一種，計算所述采樣數(shù)據(jù)的信號振幅值的平方之和的步驟；對所述第2標(biāo)記部分和第2空白部分這2種分布的每一種，利用所述信號振幅值之和以及所述信號振幅的平方值之和，而求取標(biāo)準(zhǔn)偏差，并且利用有關(guān)所述標(biāo)記部分和所述空白部分的各自的所述平均值，以及有關(guān)所述第2標(biāo)記部分和所述第2空白部分的各自的所述標(biāo)準(zhǔn)偏差，而計算Q值，的步驟；根據(jù)所述光信號的信號比特率對所述Q值進(jìn)行校正的步驟；對被校正后的Q值多次地進(jìn)行測定，并進(jìn)行平均化的步驟；對被校正且被平均化后的Q值進(jìn)行存儲的步驟；以及在所述被校正且平均化后的Q值低于預(yù)先存儲的參考Q值的情況下傳送警報的步驟。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的光信號質(zhì)量監(jiān)控方法，其特征在于，所述的通過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換而轉(zhuǎn)換為數(shù)字采樣數(shù)據(jù)的步驟，以滿足如下條件的重復(fù)頻率f1對所述電信號進(jìn)行采樣即f1＝(n/m)f0±a且(n/m)2{k+(n/m)}f0≤a＜(n/m)2/{k+(n/m)-1}f0(n，m，k為自然數(shù))，所述的對所述光信號的光信號質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行評價的步驟，包括對將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)按每k個重疊寫入所得到的眼孔圖樣的眼孔開口的最大部分進(jìn)行檢測的步驟；對于眼孔開口處于最大的部分的該部分周邊的有關(guān)標(biāo)記部分和空白部分的各自的分布，對頻度的峰值進(jìn)行檢測，而求取平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差，并且通過所述標(biāo)準(zhǔn)偏差和所述平均值而計算Q值的步驟；根據(jù)所述光信號的信號比特率對所述Q值進(jìn)行校正的步驟；對被校正后的Q值多次地進(jìn)行測定，并進(jìn)行平均化的步驟；對被校正且被平均化后的Q值進(jìn)行存儲的步驟；以及在所述被校正且被平均化后的Q值低于預(yù)先存儲的參考Q值的情況下傳送警報的步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開一種光信號質(zhì)量監(jiān)控電路以及光信號質(zhì)量監(jiān)控方法，其能夠在信號比特率變化的情況下，測定正確的光信號質(zhì)量參數(shù)。在對從光信號轉(zhuǎn)換來的電信號以任意重復(fù)的頻率f
文檔編號H04B10/02GK1910843SQ20058000220
公開日2007年2月7日 申請日期2005年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月3日
發(fā)明者社家一平, 高良秀彥, 谷口篤 申請人:日本電信電話株式會社