JIS C 61280-2-12:2019 光ファイバ通信サブシステム試験方法―第２－１２部：伝送信号品質評価のためのソフトウェアトリガリング技術を用いたアイパターン及びQ値測定

                                                          C 61280-2-12 : 2019 (IEC 61280-2-12 : 2014)

pdf 目 次

ページ

•  序文・・・・[1]
•  1 適用範囲・・・・[2]
•  2 引用規格・・・・[2]
•  3 略語・・・・[2]
•  4 ソフトウェア同期法及びQ値・・・・[3]
•  4.1 非同期波形及びソフトウェアトリガリング技術によって波形再生されたアイパターンの例・・・・[3]
•  4.2 Q値計算式・・・・[3]
•  5 器材・・・・[5]
•  5.1 一般・・・・[5]
•  5.2 光帯域透過フィルタ・・・・[6]
•  5.3 広帯域受信器・・・・[7]
•  5.4 クロック発振器・・・・[8]
•  5.5 電気パルス発生器・・・・[8]
•  5.6 サンプリングモジュール・・・・[8]
•  5.7 電気信号処理回路・・・・[8]
•  5.8 クロック光パルス発生器・・・・[8]
•  5.9 光サンプリングモジュール・・・・[8]
•  5.10 光信号処理回路・・・・[9]
•  5.11 同期幅・・・・[9]
•  5.12 監視システムのパラメータ・・・・[9]
•  6 測定手順・・・・[10]
•  6.1 一般・・・・[10]
•  6.2 アイパターン測定及びQ値計算・・・・[10]
•  附属書A(参考)同期アイパターン再生に必要な信号処理の例・・・・[11]
•  附属書B(参考)適切なサンプリング時間幅(ゲート幅)・・・・[13]
•  参考文献・・・・[14]

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C 61280-2-12 : 2019 (IEC 61280-2-12 : 2014)

まえがき

  この規格は,工業標準化法第12条第1項の規定に基づき,一般財団法人光産業技術振興協会(OITDA)
及び一般財団法人日本規格協会(JSA)から,工業標準原案を具して日本工業規格(日本産業規格)を制定すべきとの申出
があり,日本工業標準調査会の審議を経て,経済産業大臣が制定した日本工業規格(日本産業規格)である。
  この規格は,著作権法で保護対象となっている著作物である。
  この規格に従うことは,次の者の有する特許権等の使用に該当するおそれがあるので,留意する。
  − 氏名 : 日本電信電話株式会社
  − 住所 : 東京都千代田区大手町二丁目3番1号
  − 特許番号 : JPN3987001,USP7190752
  − 氏名 : Alcatel-Lucent Intellectual Property Business Group
  − 住所 : 16 Brookside Dr., Sutton, MA 01590 US
  − 特許番号 : USP6744496
  上記の,特許権等の権利者は,非差別的かつ合理的な条件でいかなる者に対しても当該特許権等の実施
の許諾等をする意思のあることを表明している。ただし,この規格に関連する他の特許権等の権利者に対
しては,同様の条件でその実施が許諾されることを条件としている。
  この規格に従うことが,必ずしも,特許権の無償公開を意味するものではないことに注意する必要があ
る。
  この規格の一部が,上記に示す以外の特許権等に抵触する可能性がある。経済産業大臣及び日本工業標
準調査会は,このような特許権等に関わる確認について,責任はもたない。
  なお,ここで“特許権等”とは,特許権,出願公開後の特許出願又は実用新案権をいう。
  JIS C 61280の規格群には,次に示す部編成がある。
    JIS C 61280-1-3 第1-3部 : 中心波長及びスペクトル幅測定
    JIS C 61280-2-1 第2-1部 : 受信感度及びオーバロード測定
    JIS C 61280-2-2 第2-2部 : 光アイパターン,光波形及び消光比測定
    JIS C 61280-2-3 第2-3部 : ジッタ及びワンダ測定
    JIS C 61280-2-8 Q値測定を用いた低ビット誤り率の決定法
    JIS C 61280-2-9 高密度波長分割多重システムの光信号対雑音比測定
    JIS C 61280-2-10 第2-10部 : レーザ送信器の時間分解チャープ及びアルファファクタ測定
    JIS C 61280-2-11 光信号品質評価のための強度ヒストグラム評価を用いた平均化Q値測定
    JIS C 61280-2-12 第2-12部 : 伝送信号品質評価のためのソフトウェアトリガリング技術を用いたア
        イパターン及びQ値測定
    JIS C 61280-4-4 第4-4部 : ケーブル設備及びリンク−既設リンクの偏波モード分散測定

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                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                    C 61280-2-12 : 2019
                                                                      (IEC 61280-2-12 : 2014)

光ファイバ通信サブシステム試験方法−第2-12部 : 伝送信号品質評価のためのソフトウェアトリガリング技術を用いたアイパターン及びQ値測定

Fiber optic communication subsystem test procedures-Part 2-12:Measuring eye diagrams and Q-factor using a software triggering techniquefor transmission signal quality assessment

序文

  この規格は,2014年に第1版として発行されたIEC 61280-2-12を基に,技術的内容を変更することなく
作成した日本工業規格(日本産業規格)である。
  信号品質監視は,光トランスポートネットワーク(OTN)の運用及び保守に関する重要な技術である。
ネットワーク事業者にとって,監視技術は,接続,プロテクション,リストレーション及び/又はサービ
ス品質保証を確立するために必要である。これらの機能を確立するために適用する監視技術は,次の一般
的な要求条件を満たすことが望ましい。
− インサービス(非侵入形)測定
− 信号劣化検出[信号雑音比劣化及び波形ひずみ(歪)]
− 障害点切分け(故障区間又は故障ノードの特定)
− 透過性及び拡張性(信号ビットレート及び信号フォーマットに無依存)
− 簡易性(小型及び低コスト)
  様々な障害の検出に向けて,次に示すようなアナログ及びデジタル技術に基づくアプローチが幾つか提
案されている。
− ビット誤り率(BER)推定[1] 1)   2]
− ブロック誤り検出
− 光パワー測定
− スペクトル測定による光信号対雑音比評価[3] [4]
− パイロットトーン検出[5] [6]
− Q値監視[7]
− 二つの識別回路を用いた擬似BER推定[8] [9]
− 同期アイパターン測定によるヒストグラム評価[10]
    注1) 角括弧内の数字は,参考文献の番号を示す。
  デジタル伝送装置において基本となる品質監視パラメータは,エンドトゥエンドでのBERである。しか
し,BERを正確に評価するためには,主信号に代えて既知の試験用ビットパターンを用い,サービスを中
断してBER測定を行わなければならない。一方,インサービス測定では,デジタルパラメータ(BER推

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C 61280-2-12 : 2019 (IEC 61280-2-12 : 2014)
定,エラーブロック検出,前方誤り訂正におけるエラー数など)又はアナログパラメータ(光信号対雑音
比,Q値など)の測定によって粗い推定値だけが得られる。
  インサービスでの光Q値監視は,波長多重(WDM)ネットワークにおける伝送信号の正確な品質評価
に適用することができる。波長分散(CD)補償のない光リンクでは,Q値監視を行うためには測定点にお
いて波長分散を補償しなければならない。しかし,通常のQ値監視法は,各BER及び各信号フォーマッ
トに特有の複雑な装置を用いたタイミング抽出が必要なため,伝送信号の評価に適さない。
  ソフトウェアトリガリング技術[11][14]は,伝送信号に同期した外部クロック信号を用いることなく,
非同期サンプリングで得られたデジタルデータから同期アイパターン波形を再生構築する技術である。こ
の技術は,光信号の伝送速度及びデータフォーマット(RZ又はNRZ)に依存することなくアイ波形が再
生可能であるという特長をもつ。このため,ソフトウェアトリガリング技術を用いたアイパターン及びQ
値測定法は,BER評価法の低コストな代替手段として有力である。また,ソフトウェアトリガリング技術
を用いたアイ波形及びQ値測定法は,光信号対雑音比(OSNR)劣化,ジッタ揺らぎ及び波形ひずみ(歪)
による光信号品質の劣化を監視することができる。
  この方法は,強度変調直接検波(IM-DD)形の光伝送システムにおける有力な品質監視法の一つである。

1 適用範囲

  この規格は,ソフトウェアトリガリング技術[14]を用いて伝送光信号(RZ信号及びNRZ信号)のアイ
パターン及びQ値を測定する手順について規定する。
    注記 この規格の対応国際規格及びその対応の程度を表す記号を,次に示す。
          IEC 61280-2-12:2014,Fibre optic communication subsystem test procedures−Part 2-12: Digital
              systems−Measuring eye diagrams and Q-factor using a software triggering technique for
              transmission signal quality assessment(IDT)
            なお,対応の程度を表す記号“IDT”は,ISO/IEC Guide 21-1に基づき,“一致している”こ
          とを示す。

2 引用規格

  次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成する。これらの
引用規格のうちで,西暦年を付記してあるものは,記載の年の版を適用し,その後の改正版(追補を含む。)
は適用しない。西暦年の付記がない引用規格は,その最新版(追補を含む。)を適用する。
    JIS C 61280-2-2 光ファイバ通信サブシステム試験方法−第2-2部 : 光アイパターン,光波形及び消

光比測定

      注記 対応国際規格 : IEC 61280-2-2,Fibre optic communication subsystem test procedures−Part 2-2:
             Digital systems−Optical eye pattern, waveform and extinction ratio measurement
    ITU-T Recommendation G.959.1:2012,Optical transport network physical layer interfaces

3 略語

ASE       増幅された自然放出光(amplified spontaneous emission)
BER       ビット誤り率(bit error rate)
CD        波長分散(chromatic dispersion)
EDFA      Er添加ファイバ増幅器(Er-doped fibre amplifier)

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                                                          C 61280-2-12 : 2019 (IEC 61280-2-12 : 2014)
IM-DD     強度変調直接検波(intensity modulated direct detection)
RZ        ゼロ復帰(return-to-zero)
NRZ       非ゼロ復帰(non-return-to-zero)
OBPF      光帯域通過フィルタ(optical bandpass filter)
OSNR      光信号対雑音比(optical signal-to-noise ratio)
OTN       光トランスポートネットワーク(optical transport networks)
PMD       偏波モード分散(polarization mode dispersion)
SNR       信号対雑音比(signal-to-noise ratio)
WDM       波長多重(wavelength division multiplexing)

4 ソフトウェア同期法及びQ値

4.1 非同期波形及びソフトウェアトリガリング技術によって波形再生されたアイパターンの例

  図1に,ソフトウェアトリガリング技術を用いて非同期サンプリングデータから波形再生した40 Gbps
RZ同期アイパターンの例を示す。また,図1内に非同期サンプリングデータから得られる典型的な非同
期波形の例を示す。
                      4
   非同期波形
                          サンプリング周波数: 40.379 MHz(非同期)
                                                                      ソフトウェアトリガリング
                      3
                                                                      技術で波形再生されたアイ
                                                                      パターン
                      2
                  振幅(任意単位)
                            サンプルされた
                            データ
                      1
                      0
                     −1
                        0         5        10        15        20        25
                                             時間(ps)
              図1−非同期波形及びソフトウェアトリガリング技術を用いて波形再生した
                                 40 Gbps RZ信号のアイパターン

4.2 Q値計算式

  図2に示すように,Q値は,アイ開口の大きい部分に適切な時間窓を設け,この時間窓内のデータにあ
る“マーク”(“1”)及び“スペース”(“0”)レベルのヒストグラムから計算することができる。具体的
には,時間窓内のデータをマーク”(“1”)及び,“スペース”(“0”)レベルに分離し,スペース”(“0”)
レベルデータの平均値μ0及び標準偏差σ0を求めるとともに,マーク”(“1”)レベルデータの平均値μ1及
び標準偏差σ1を求め,式(1)に代入することで計算する。
  Q値は,時間窓の中心位置に依存する。そこで,伝送光信号品質評価では,時間窓の中心位置を変えて

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