JPS60178751A - 信号劣化検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、ＰＣＭ通信における伝送路、中継器による信
号劣化を監視する装置に係り、特に中継器、受信器等を
含む伝送路による誤り率の検出、Ｓハ劣化の検出、入力
信号断の検出等の信号の劣化状態を検出する検出回路に
関する。

〔技術の背景〕

ＰＣＭ通信は大量の情報を伝送する技術として現在広く
用いられており、特に最近は光ＰＣＭ通信として、才す
まずその重要性を増している。通信の最も重層、な役割
の１つとして正確に情報を伝達する七いうことが上げら
れるが、そのためには中継器、受信器等を含めた伝送路
の動作状態管理が重要である。

このだめ、常に正確な情報伝達を可能とするためｔこは
、中継器等を含めた伝送路を常に監視し、信号の誤り率
の上昇、Ｓ／Ｎ劣化の上昇、入力信号断等の障害が発生
したときには、直にそれを検出する必要がある。

〔従来技術と問題点〕

従来より、このため中継器、受信器を含めた伝送路の監
視のための種々の提案がなされている。

例えば、伝送されてきた信号の誤り率をオンラインで検
出するものとしては、バイポーラチェッカ、ＣＲＶ検出
、ＲＤＳ検出等として知られている伝送信号に冗長度を
もたせ、その特性を用いてデジタル的に処理する方法が
知られているが、この方法は、情報としての信号に冗長
度をもたせる必要があること、デジタル処理のための回
路規模が大きくなることなどの欠点がある。

また、入力信号断の検出には、入力信号のタイミング成
分を検出し、その有無で行なうものが提案されている。

これを光ＰＣＭ受信器に応用した例で説明する。

第１図は、従来のタイミング信号の有無により入力信号
の断を検出する光ＰＣＭ受信器の概略を示す図である。

アバランシェ・フォト・ダイオード（以下Ａ・Ｐ−Ｄと
いう）１により、入力光信号を電気信号に変換し、アン
プ２および後で説明する識別回路４を介して端子６にデ
ータを出力する。ＡＰＤには自動利得制御回路（以下Ａ
ＧＣという）３が接続される。アンプ２の出力は、また
、バンドパスフィルタから成る周知のタイミング回路５
に接続され、タイミング成分が抽出される。このタイミ
ング成分は識別回路４に加えられ、ここでこのタイミン
グ成分の有無が監視される。

信号の入力がなくなると、タイミング信号が無くなるの
で、この有無を検出することにより、入力信号の断の検
出が行なえる。

しかしながら、この場合、入力信号のパターンにより大
幅にタイミング成分が異なるため、入力信号断の検出点
の状態を予想するのが困難であり、断の判定がむずかし
いという欠点を有している。

さらに、はとんどの場合、第１図に例示したように受信
部ではＡＧＣがかけられているので、このＡＧＣにより
入力信号が無い時には、雑音成分が強く増幅されること
となり、タイミング回路５からはこの雑音に応じたタイ
ミング成分が発生され、識別回路４を誤動作させてしま
うという欠点をも有している。

〔発明の目的〕

この発明は、上述のような欠点を改善するためになされ
たものであり、比較的簡単な構成で確実に中継器、受信
器等を含めた伝送路による信号の誤り率の検出、Ｓハ劣
化の検出、入力信号断の検出等の信号の劣化状態の検出
を行なうことができる検出回路を提供することを目的と
する。

〔発明の構成〕

この目的を達成するため、この発明では、データ識別器
と並列に、識別レベルを調整可能にしたウィンド形識別
器を設けると共に、ウィンド形識別器にカウンタを接続
し、所定時間内にウィンド形識別器の識別範囲に入った
データ数を計数して、誤り率の検出、Ｓ／Ｎ劣化の検出
、入力信号断の検出等の信号の劣化状態を検出すること
を特徴とする。

〔発明の実施例〕

この発明の詳細な説明する前に、この発明の詳細な説明
する。

ＰＣＭ通信は、周知のように「０」、「１」のデジ、タ
ル符号の組合せｔこよって行なう。このデジタル符号は
第２図（α）に示すような矩形波状のパルスとして送出
されるが、伝送路、受信部の特性、受信部ｔこおいて受
ける雑音等により、受信部では第２図＜ｈ＞に示すよう
にくずれた形となってしまう。

第３図は、このような２値信号の場合の受信部における
アイ波形の１例を示す図である。第３１図において、横
軸は時間であり、縦軸は電圧である。

また、Ｖｔｈは識別電圧、ｔ、は識別時刻を表す。

受信された信号が、識別時刻ｔ、において識別電圧Ｖｔ
ｈより高い場合には「１」と判定され、Ｖｔｈより低い
場合には「０」と判定される。

これを、識別時刻でみた信号の確率分布で示すと、第４
図の曲線Ａ、Ｂのようになる。第４図において、横軸は
電圧であり、縦軸は確率である。

また、Ｖｔｈは識別電圧であり、「Ｓ」は、「１」を表
すパルスの電圧である。曲線Ａ、Ｂはそれぞれ信゛号の
マーク率がｍの時、電圧０．Ｓの箇所で最大確率をもち
、分散σ１．σ３．のガウス分布曲線である。即ち、 曲線Ａのうち、ｖｉを上方に超えた斜線部分（α）が、
本来「０」と認識されるべきであるのに「１」と認識さ
れてしまう部分であり、曲線ＢのうちＶｔｈを下方に超
えた斜線部分（１））が、「１」と認識されるべきであ
るのに「０」と認識されてしまう部分である。したがっ
て、この（α＞　＋　＜ｂ＞の部分がこの場合の誤り率
となる。

伝送による信号の劣化が少ない場合は、第４図破線で示
すような分布となり、この時には識別電圧Ｖｔｈとして
誤り率か、はぼ零であることがわかる。

とこ４で、第５図に斜線部として示すＶｔｈを中心とし
て±４の範囲内に入る信号をカウントすると、この値は
第４図で示した誤り率（α）　＋　（ｈ＞と相関関係を
有することが予想される。

きのｖｔｈ±△の範囲内に入る信号の検出率ｐｉと誤り
率ｐｉとの関係を△＝０．２．Δ＝０．１．△＝０．０
５についてプロットしたものである。図において、横軸
は誤り率Ｐｉ　、縦軸は検出率Ｆｉである。

図によれば、検出率Ｆｉと誤り率Ｐｉは一対一に対応し
ており、検出率Ｆｉを測定することにより誤り率ＰＬを
推定できることがわかる。

例えば、Δ＝０．１としたとき、検出率Ｆｉ　＝　ＩＸ
　１０”’Ｊのとき、誤り率円は約Ｉ　Ｘ　１０−’で
あるでとが推定できる。

信号の明瞭度が下るにつれて、曲線Ａ、Ｂは、より分散
した形となり、従って、Ｖｔｈ±Δに入る検出率Ｆ／は
高くなる。この検出率Ｆｉはこの点でＳハ劣化の程度を
表しているといえる。

また、入力信号が断になると、信号成分が零になり雑音
成分のみが入力されることになるが、この雑音成分は、
特定の２つの電圧でピークをもつ・ことはなく、平担な
特性で分布するから、この場合は、当然検出率ｐｉが高
くなり、信号の誤り率ｐｉも高くなる。そこで特定の誤
り率になったときに、入力信号断を推定できることが予
想される。

第７図は、計算により得られた誤り率Ｐｉと入力信号断
の間の関係である。図において、横軸は、誤り率Ｐ１で
あり、縦軸は入力信号断の確率である。図かられかるよ
うに、誤り率Ｉ　Ｘ　１０””程度で、約５０チの確率
で入力信号の断が予測されることがわかる。

以上のように、識別′電圧■ｔん士Δの範囲内に入る信
号の数又は確率を調べることにより、信号の誤り率の検
出、Ｓ／Ｎ劣化、入力信号断の検出を行なうことかでき
る。

この発明は、以上の原理を応用したものである。

第８図はこの原理を応用したこの発明の一実施例である
。図において、１１，１２，１３はコン／ｚ６レークで
あり、それぞれ端子２１に一方の入力側が接続され、他
方の端子２３，２４，２５にそれぞれＶｔｈ　、　Ｖｌ
！Ａ＋△、■ｔｈ−Δが接続されている。

１４．１５．１６はＤＣフリップフロップであり、Ｃ端
子は、クロック入力端子２２に接続されている。１７は
ＡＮＤ回路、１８はタイマー、１９はカウンター、２０
はＤＣフリップフロップである。

この回路において、端子２１に入力データ信号を加え、
端子２２にタイミングクロックを加える。

コンパレータ１１からはＶｔｈより高い信号の時をと「
１」、低い時に「０」が出力される。この出力は次段の
フリップフロップ１４＃こ加えられる。フリップフロッ
プ１４のＣ端子にはクロックが加えられているので、結
局フリップフロップ１４のＱ出力である端子２６からは
、データ出力が得られることになる。従ってコンパレー
タ１１、フリップフロップ１４より成る回路几は、デー
タ識別用の識別器を構成している。コンパレータ１２か
らはｖｔｈ＋Δより高い入力信号の時に「１」、低い信
号の時に「０」が出力されるが、これは前と同様次段の
フリップフロップ１５に加えられ、今度はフリップフロ
ップ１５のＣ端子から出力を得る。従って、フリップフ
ロップ１５の出力は、コンパレータ１２への入力信号が
ｖｔＡ十△より低い時に「１」となる。コンパレータ１
３からは■ｔンー△より高い入力電圧の時に「１」、低
い電圧の時に「０」が出力され、次段のフリップフロッ
プ１６に加えられる。フリップフロップ１６の端子Ｑか
ら出力を得るので、フリップフロップ１６からは、入力
信号がＶｔん−Δより大きい時に「１」が出力されるこ
とになる。フリップフロップ１５．１６の出力はＡＮＤ
回路１７に加えられる。前述のように、フリップフロッ
プ１５からは、入力信号かｖｔｈ＋△より低い時に「ｌ
」が出力され、フリップフロップ１６からは、入力信号
がｖｔｈ−△より高い時に「１」が出力されているので
、このＡＮＤ回路１７からは、入力信号かＶｔｈ±△の
範囲に入るききに「１」の出力を得ることになる。この
ＡＮＤ回路１７からの出力をカウンタ１９でカウントす
ればこれは、第５図の斜線部分に入ってくる信号をカウ
ントしたことになる。なお、コンパレータ１２゜１３、
フリップフロップ１５．１６で構成される回路Ｗは範囲
Ｖｔｈ±へ、即ち電圧Ｖｔｈ±Δの窓に入る信号を抽出
しているので、これをウィンド形識別器と呼ぶ。また、
ｖｔｈ、Δを調整可能にすることはいうまでもない。と
ころでカウンタ１９の動作を、所定の時間だけ動作させ
れば、その時間内に入力されるデータの総量が計算でき
るので、この総量とカウンタ１９のカウント数とにより
検出率Ｆｉを得ることかできる。タイマー１８はこのた
めに設けられたものであり、カウンタ１９の動作を制御
する。タイマー１８でセットされた所定の時間自船こカ
ウンタ１９が所定の数のカウントをしたときに「１」を
出力するように構成しておけば、出力端子２４からは、
予め決めた任意の検出率Ｆｉのときに「１」を出力する
ように構成でき、任意のＳ／Ｎ劣化を検知することかで
きる。

また検出率Ｆｉ（！：誤り率ｐｉとの間には、第６図で
説明したさおりの一対一の対応があるのでこれにより、
任意の誤り率を検出できることがわかる。

また、誤り率が特定の高い値になる時を検出すれば、入
力信号の断を検知できることもいうまでもない。

なお、第８図の実施例では、特定の検出率のさきに端子
２７から出力を得るように構成したか、検出率の値を連
続的に表示しても良いことは当然である。

なお、第８図の破線３０で示された部分をアナログ的に
処理しても良いことも当然である。第９図はこの例であ
り、ＡＮＤ１７の出力をローパスフィルター４１によっ
てアナログイ直として出力し、所定の基準値以上になる
ときをコンパレータ４２で検出して端子４４に出力する
。

〔発明の効果〕

以上述べたように、この発明によれば、信号に冗長度を
もたせることなく、比較的簡単な構成で、確実、正確に
誤り率の検出、Ｓハ劣化の検出、入力信号断の検知等の
信号の劣化状態を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の検出回路を用いた光ＰＣＭ受信器の概略
を示す図、第２図は、パルス状の信号を示す図、第３図
は２値信号の場合のアイ波形の一例を示す図、第４図、
第５図は２値信号の確率分布を示す図、第６図は検出率
と誤り率の関係を示す図、第７図は誤り率と入力信号断
の確率の関係を示す図、第８図はこの発明に従った検出
回路の一例を示す図、第９図は他の実施例を示す図であ
る。 １・・・アバランシェ・フォトダイオード、２・・・ア
ンプ３・・・自動利得制御回路、４・・・識別回路５・
・・タイミング回路、１１，１２．１３・・・コンパレ
ータ１４．１５，１６，２０・・・ＤＣフリップフロッ
プ１７・・・ＡＮＤ回路、　１８・・・タイマー１９・
・・カウンタ。 特許出願人　富士通株式会社 代理人　弁理士　山　谷　晧　榮 第　１　図 業　２　同 第３図 第　４　図 第　５Ｉ２Ｉ ７Ｊ　牢田桝 （５。 ＜Ｒご牽監Ｃ糟仁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. データ識別器と並列に、識別レベルを調整可能にしたウ
   ィンド形識別器を設けると共に、ウィンド形識別器にカ
   ウンタを接続し、所定時間内にウィンド形識別器の識別
   範囲に入ったデータ数を計数することにより信号の劣化
   状態を検出するようにしたことを特徴とする信号劣化検
   出回路。