DE2844293B2 - - Google Patents
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Description
IO
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Modulation und Demodulation zur Digitalsignalübertragung,
insbesondere über optische Fasern, und auf ein Modulations-Demociuiationssystem zur Durchführung
des Verfahrens.
Das zunehmende Interesse in der Datenübertragungstechnik an einem Informationsaustausch mit Hilfe
optischer Fasern hat das Bedürfnis an Sende- und Empfangseinrichtungen mit folgenden Charakteristiken
hervortreten lassen: hohe Geschwindigkeit, leichte Ausführbarkeit und hohe Zuverlässigkeit Optische
Fasern weisen als Übertragungsmedium im Vergleich zu üblichen Koaxialkabeln die Vorteile niedriger
Dämpfung, breiten Paßbands, naturgemäß guter Abschirmung und konstruktiver Einfachheit auf, also
Eigenschaften, die es erlauben, gleichzeitig mit hoher Geschwindigkeit große Informationsinhalte auch über
sehr lange Fernleitungen zu übertragen, ohne daß häufige Zwischenverstärker oder -wiederholer erforderlich
sind. Die für die Digitalsignalübertragung auf optischen Fasern verwendeten Lichtquellen sind im
allgemeinen Laser oder lichtemittierende Dioden (LED), die einen Lichtstrahl erzeugen, der den Träger
der digital, im allgemeinen nach einem Binärcode, codierten Information bildet Bei diesen Lichtquellen
entspricht die maximale Lichtstärke dem booleschen Pegel 1 und die minimale Lichtstärke, die sich aufgrund
eines unvollständigen Erlöschens der Lichtquelle von Null unterscheidet, dem booleschen Pegel 0. Die
Lichtstärke des so erzeugten Lichtträgers wird durch eine geeignete Modulationsvorrichtung moduliert, die
entweder die Lichtquelle oder den Lichtstrahl beeinflußt
Die einfachste Form eines Digitalsignals, das für die Digitalsignalübertragung über optische Fasern verwen- «
det werden kann, ist das nicht-codierte Binärsignal (PAM,Pulsamplitudenmodulation), das jedoch zu einer
Anzahl schwerwiegender Nachteile führt:
— es hat einen unzureichenden Zeitinformationsgehalt; genauer dargestellt, kann, wenn lange Folgen
gleicher Symbole 0 oder 1 empfangen werden, in den entlang der Übertragungsleitung angeordneten
Zwischenverstärkern sowie im Empfänger Synchronismusverlust auftreten;
— es erlaubt keine Fehlerfeststellung auf der Leitung:
— seine spektrale Leistungsdichte hat eine sehr hohe Gleichstromkomponente und ein erheblicher Teil
der Leistung sammelt sich im Niederfrequenzband; dies bewirkt eine hohe Interferenz zwischen den
Symbolen, wenn die Empfängerstufen die Gleich-Stromkomponenten nicht durchlassen, und weiterhin
Verzerrungen aufgrund von Polarisierungsänderungen der Vorrichtung, die das Lichtsignal in ein
elektrisches Signal umsetzt aufgrund kurzzeitiger Oszillationen der Gleichstromkomponente.
Wegen dieser Nachteile sind verschiedene Codierungssysteme untersucht worden, wobei berücksichtigt
55
65 wurde, daß bei Digitalsignal· Übertragungssystemen
über optische Fasern nur zwei Lichtpegel übertragen werden, um die Linearität der Lichtquelle und des
Übertragungsmediums sicherzustellen. Eine der üblichen Modulationstechniken verwendet die PPM-Modulation
(Pulspositionsmodulation), bei der das Signal aus einer Reihe von Impulsen besteht deren Amplitude
konstant ist und deren Stellung innerhalb der Abtast-Zcitspanne variabel ist
Im einzelnen erlaubt die Anwendung der Pulsmodulation,
hohe Spitzenleistung mit einer verminderten Durchschnittsleistung zu koppeln, was insbesondere für
die Lichtquelle, sowohl für den Laser als auch für die lichtemittierende Diode, vorteilhaft ist da deren
durchschnittliche Lebensdauer erhöht wird.
Gejnäß der in den Ansprüchen 1 und 8 gekennzeichneten
Erfindung wird ein kombiniertes PAM-PPM-Modulationssystem geschaffen, das ohne die Nachteile der
Systeme PAM oder PPM im einzelnen sich insbesondere für die Digitalsignalübertragung über eine optische
Faser eignet Weiterhin ermöglicht es, außer daß es die gleichen Vorteile wie die PPM-Pulsmodulation aufweist,
die Übertragung eines größeren Informationsgehalts in der gleichen Signalperiode T und mit der gleichen
mittleren Leistung.
Die Erfindung bedient sich eines Codes aus drei verschiedenen Spannungsverlaufsbildern, der, obwohl
das System nur durch zwei Signalspannungen charakterisiert ist, bei entsprechender Verarbeitung am empfängerseitigen
Ende drei verschiedene Signalspannungen an eine im Empfänger enthaltene Entscheidungsschaltung liefert Dieser Code hat eine gute Fehlerdetektorkapazität
und ermöglicht sowohl eine erhebliche Informationsübertragungsrate als auch eine leichte
empfängerseitige Synchronisierung.
Hinsichtlich dieser empfängerseitigen Wiederherstellung
des Synchronismus ist zu bemerken, daß sowohl die Leitungsverstärker als auch der End-Empfänger genau
mit dem übertragenen Signal synchronisiert sein müssen und daher in der Lage sein müssen, die Synchronismusinformation
aus dem Digitalsignal selbst zu extrahieren. Es ist also wichtig, daß das Codiersystem das Abnehmen
eines Signals während der Übertragung ermöglicht, das eine Zeitinformation derart hat, daß aus dem empfangenen
Signal die Synchronismusinformation extrahiert werden kann.
Außerdem ist im Rahmen der Erfindung die Maximalzahl aufeinanderfolgend auftretender gleicher
Symbole sehr begrenzt. Die Fehlerfeststellung wird sichergestellt durch das Auftreten von Folgen, die nicht
zum Ausgangsalphabet gehören, die stetige Komponente des Spektrums ist sehr begrenzt und schließlich eignet
sich das PAM-PPM-Modulationssystem, obwohl es sich nur zweier Pegel bedient als Codierungsäquivalent für
solche Systeme vom Typ 4B 3T (4 binäre Pegel bei drei ternären Pegeln), da es sich dreier Signalbilder bedient.
Sein Verhalten hinsichtlich hochfrequenter Spektrumskomponenten ist zufriedenstellend, und die mittlere
Leistung ist ausreichend nieai !7.
Anspruch 8 gibt ein zweckmäbib°s System an, mit
dessen Hilfe das erfindungsgemäße Verfahren in vorteilhafter Weise durchführbar ist.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der
folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigt
F i g. 1 einen allgemeinen Blockschaltplan von Einheiten, die zur Herstellung einer Verbindung erforderlich
F i g. 2 schematisch die drei beim kombinierten PAM-PPM-Modulationssystem verwendeten Signalbilder,
F i g. 3 ein Beispiel des Codierens vom Binärsignal zum PAM-PPM-Signal,
Fig.4 die drei Signalbilder am Ausgang eines Multiplizierers,
Fig.5 die drei Signalbilder am Ausgang eines Integrators,
F i g. 6 den Blockschaltplan eines Modulators, F i g. 7 den Blockschaltplatn eines Empfängers,
Fig.8 den Blockschaltplan eines abgewandelten Empfängers.
Gemäß F i g. I gibt eine Binärsignaiqueiie SB eine
Folge von Symbolen ab, die aus der Codierung analoger Signale oder allgemein von Daten verschiedener Art
resultieren. Diese Symbole werden als nachfolgende Stufe an einen Modulator MO gegeben, der das
Binärsignal in einen PAM-PPM-Code umwandelt, dessen Eigenschaften später untersucht werden. Das so
codierte Signal wird zum Steuern einer Lichtquelle SL verwendet, die ein Laser oder eine lichtemittierende
Diode (LED) sein kann und Lichtimpulse liefert, die vom Modulator MO gemäß zwei Amplitudenpegeln gesteuert
werden, nämlich einem Maximalpegel, der dem Symbol 1 entspricht, und einem Minimalpegel, der sich
aufgrund des unvollständigen Erlöschens der Lichtquelle von 0 unterscheidet, jedoch dem Symbol 0 entspricht.
Die Modulation der lichtemittierenden Diode und des Lasers kann einfach dadurch erhalten werden, daß
unmittelbar die Lichtquelle durch das am Ausgang des Modulators MO auftretende elektrische Signal gesteuert
wird. Handelt es sich bei der Lichtquelle SL um einen Laser, so kann alternativ ein optischer Modulator
verwendet werden, der den emittierten Lichtstrahl beeinflußt.
Im einzelnen ist es, wenn lichtemittierende Dioden verwendet werden, nicht zweckmäßig, mehrpegelig
codierte Signale zu übertragen, da der zwischen dem Erlöschen der Diode, bei dem keine Lichtemission mehr
stattfindet, und der Sättigung, bei der die maximale Emission stattfindet, liegende Linearbereich sehr klein
ist und somit die Verwendung eines oder mehrerer Zwischenpegel der Lichtstärke sehr kritisch sein würde.
Die erfindungsgemäße PAM-PPM-Modulation ermöglicht es, obwohl es nur zwei Lichtstärkepegel des
übertragenen optischen Signals gibt, am Empfängerausgang drei Spannungspegel zu erhalten, um so die
beschriebenen Nachteile zu vermeiden. Die Übertragung erfolgt über einen Übertragungskanal, der durch
eine optische Faser FO dargestellt ist. Am Ende der
Faser FO befindet sich ein Empfänger RI, dessen Einzelheiten später beschrieben werden. Dieser Empfänger
kann sowohl als Leitungsendeinheit als auch als Empfängereinheit der einzelnen Leitungs-Zwischenverstärker,
die in gleichmäßigen Abständen entlang dem Übertragungskanal angeordnet sind, dienen; im letzteren
Fall dient das Ausgangssignal des Empfängers RI dem Modulieren einer Lichtquelle so, daß wieder ein
regeneriertes-Signal gesendet wird, das dem ursprünglichen
Signal gleicht
Fig.2 zeigt drei Signalbilder a), b), c), die ein
Codiersystem mit drei Signalbildern je Signalperiode ermöglichen, so daß also die Lichtimpulse nach
Amplitude und Stellung (PAM-PPM) moduliert werden. Wird das Binärsignal in Drei-Bit-Wörter aufgespalten,
was die Möglichkeit von acht verschiedenen Kombinationen ergibt, so kann im PAM-PPM-Modulationssystem
eine Codierung mit den drei möglichen Signalbil dem nach F i g. 2 bewirkt werden, indem jeweils au:
zwei benachbarten Signalbildern bestehende Wörtei ι abgegeben werden, so daß es neun mögliche Kombinationen
gibt Die Kombination von zwei Signalbilderr des Typs a) wird nicht verwendet, da eine lange Folge
von derartigen Signalbildern die Wiederherstellung de« Synchronismus erschweren kann.
κι Fig.3 zeigt ein Codierungsbeispiel eines Binärsignals,
das durch die PAM-PPM-Modulation in ein Signa] umgewandelt wird, das als temäres Signal ausgewertei
werden kann, wie später näher erläutert werden wird Die Maximalzahl aufeinanderfolgender Nullen, die sich
bei einer Folge »3« —»0« im Binärcode, aiso eingangsseitig COO-011, ergibt, ist im PAM-PPM-Signal aul
maximal sechs begrenzt, und die Zahl der aufeinanderfolgenden Einser beträgt maximal zwei.
Für Werte des Verhältnisses zwischen der lmpulsdauer und der Dauer T des gesamten Signalbilds in det
Nähe von 0,5 im Fall der Figuren 2b) und 2c) gibt es eine nennenswerte Komponente spektraler Dichte bei einer
Frequenz von '/4 T, was die Synchronismus-Wiederherstellung
erleichtern kann. Außerdem können, wenn jedes PAM-PPM-Wort als 4-Bit-Folge betrachtet wird
acht mögliche Kombinationen erkannt werden, die nichl zum Ausgangsalphabet gehören und somit, wenn sie
sich empfängerseitig einfinden, für die Fehlerfeststellung ausgewertet werden können.
so Hinsichtlich der Informationsübertragungsgeschwindigkeit
kann theoretisch dargestellt werden, daß die übertragbare Bitzahl je Periode T im Vergleich zut
PAM-Moduiation 1,5mal höher ist und daß, um hinsichtlich der Fehlerwahrscheinlichkeit ein gleiches
Vi Verhalten wie PAM zu erzielen, ein niedrigeres
Signal-zu-Rausch-Verhältnis ausreicht, so daß sich
gegenüber dem Stand der Technik eine Verbesserung ergibt.
F i g. 6 zeigt einen Blockschaltplan des Modulators
4(i MO, der das Binärsignal gemäß der PAM-PPM-Modulation
codiert und ein codiertes Signal abgibt, das aufgrund seines Leistungspegels die Lichtquelle korrekl
steuern kann. Ein Serien-Parallel-Wandler SP führt die Serien-Parallel-Umwandlung des von der Sinärsignalquelle
SB kommenden Datenflusses durch und liefen ausgangsseitig parallel die drei Bits, die sich auf jedes
Binärwort beziehen, mit einem durch einen Zeitgeber BT gesteuerten Rhythmus. Das so in eine Serie vor
parallelen 3-Bit-Wörtern umgewandelte Binärsigna]
5(i wird einer logischen Schaltung RCO eingespeist, die für
jedes derartige Wort parallel 4-Bit-Wörter abgibt, und
zwar gemäß einer Wahrheitstabelle, für die F i g. 3 ein Beispiel angibt.
Die logische Schaltung RCO kann durch eir Verknüpfungs-Schaltnetz dargestellt sein, dessen Aufbau
auf der Basis der Entsprechungen nach F i g. 3 vom Fachmann leicht dargestellt werden kann, oder kann
durch einen Festwertspeicher oder einen programmierbaren Festwertspeicher dargestellt sein, bei dem jedes
m> emgangsseitige Binärwort die Adresse eines gegebener
Speicherbereichs darstellt, m dem auf die Erzeugung der
entsprechenden vier Bits bezogene Information gespeichert ist
Über vier von der logischen Schaltung RCC
Über vier von der logischen Schaltung RCC
b5 ausgehende Leiter kommen die vier auf dieser
Codierung resultierenden Bits zu einem Parallel-Serien-Umsetzer CDA, der diese Bits so serialisiert, daß sie die
Folge der in F i g. 2 dargestellten Signalbilder, die das
Ergebnis der PAM-PPM-Modulation darstellen, ergeben
und einen geeigneten Wert der Signalleistung zum Steuern annehmen.
Die Übertragungsrate von einem Block zum nächsten
und die Zeitsteuerung in Bezug zum codierten Signal werden vom Zeitgeber angeliefert.
Bei der Untersuchung der Signalbilder nach F i g. 2 ist ersichtlich, daß ein Empfänger, der die Anwesenheit und
gegebenenfalls die Stellung eines Impulses während der Abtastzeit Tfeststellen soll, möglichst alle 772 Sekunden
mit einem Abtaststeuersignal beliefert werden muß, was erhebliche technologische Komplexität bedeuten könnte,
insbesondere wenn die hohe Arbeitsgeschwindigkeit der Komponenten in Betracht gezogen wird. Um also
die Abtastung nur alle T Sekunden durchführen zu müssen, kann ein spezieller Empfänger verwendet
werden, dessen Blockschaltplan in F i g. 7 dargestellt ist.
Dieser Empfänger weist einen an eine optische Faser 1 anschließenden Fotodetektor FR auf, der durch eine
Fotodiode dargestellt ist, sowie einen elektronischen Verstärker AM, der den Spannungspegel des von der
Fotodiode erzeugten, über einen Leiter 2 eintreffenden Signals auf einen von den nachfolgenden Stufen
geforderten Wert anhebt. Vom Verstärker AMYäuh das
PAM-PPM-modulierte Signal über einen Leiter 3 zu einem Multiplizierer AP, der dieses Signal mit einem
Signal der Periode 7"multipliziert, das über einen Leiter 7 von einem Sägezahngenerator GD eintrifft. Das aus
der Multiplikation in AP resultierende Signal wird über einen Leiter 4 einer Integrations- und Ballungsvorrichtung
ID von an sich bekannter Art (»integration and dump«, Peyton Z. Peebles, Jr.: Communication System
Principles, 1976, Seilen 361-363) zugeführt, die über einen Leiter 9 eine Synchronismusinformation in Form
eines Synchronsignals von einem über einen Leiter 6 angesteuerten Synchronismusgenerator GS empfängt.
Von der Ausgangsklemme der Vorrichtung ID führt ein Leiter 5 das Signal zu einer Abtasteinheit CA, die
außerdem vom Synchronismusgenerator GS über den Leiter 9 das Synchronsignal empfängt. Die auf einem
Leiter 8 aus der Abtasteinheit CA ausgehenden Abtastwerte werden schließlich einer Entscheidungsschaltung CD eingespeist, die auf der Basis des Pegels
des empfangenen Signals eine Entscheidung darüber durchführt, welches der drei Signalbilder übertragen
worden ist. An die Ausgangsklemme von CD kann eine Schaltung angehängt werden, die das Ausgangssignal
wieder in das ursprüngliche binär codierte Digitalsignal umwandelt.
F i g. 8 zeigt den Blockschaltplan einer anderen Art von Empfänger für PAM-PPM-modulierte Signale, bei
dem die nach Fig. 7 durch den Multiplizierer AP durchgeführte Multiplikation das elektrische Signal mit
der Sägezahnspannung durch eine unmittelbar am Lichtstrahl durchgeführte Multiplikation ersetzt ist
Dieser Empfänger nach Fig.8 weist eine an eine optische Faser 10 anschließende Iris mit Doppelpolarisation
auf, die durch einen empfängerseitigen Spannungsgenerator GTüber einen Leiter 16 gesteuert wird.
Die anderen Einheiten des Empfängers nach Fig.8
gleichen den gleichbezeichneten Einheiten nach F i g. 7.
Es sei zunächst unter Bezugnahme auf Fig.7 der
Betrieb der ersten Empfängerausführung für digitale PAM-PPM-modulierte Signale untersucht Zum Erkennen
der drei übertragenen Signalbilder arbeitet dieser Empfänger so, daß er für jedes von ihnen einen
unterschiedlichen Spannungswert erzeugt der von der Impulsanwesenheit oder -abwesenheit und von der
Stellung der eventuellen Impulse während der Periode 7' der Signalbilder abhängt. Das vom Detektor FR
festgestellte und vom Verstärker AM verstärkte modulierte Signal wird dem Multiplizierer APeingege-
ben, wo es mit einer mit dem eintreffenden Signal synchronisierten Sägezahnspannung multipliziert wird.
Fig.4 zeigt die Signalbilder am Ausgang von AP. Im
einzelnen geben die Signalbilder der F i g. 4a), 4b), 4c) das Produkt der Sägezahnspannung mit den Signalbildem
nach den F i g. 2a), 2b) bzw. 2c) an.
Wiederum bezugnehmend auf Fig.7, werden vom Generator GS Synchronimpulse erzeugt. GS kann in
Abhängigkeit vom Betriebsverhalten und dem vom Empfänger geforderten Zuverlässigkeitsgrad in zwei
verschiedener. Weisen arbeiten. Über den Leiter 6 kann der Generator GS das PAM-PPM-modulierte Digitalsignal am Ausgang des Verstärkers AM abnehmen und
hieraus nach bekannten Techniken ein Synchronismussignal erzeugen. Alternativ kann der Leiter 6 mit einer
Hiifs-Übertragungsleitung verbunden sein, die die
Synchronismusinformation führt.
Die Integrations- und Ballungsvorrichtung ID bewirkt die Integration des aus einer Folge von
Signalbildern nach Fig.4 bestehenden Signals am
Leiter 4 über der Periode Tund liefert ausgangsseitig an
den Leiter 5 drei unterschiedliche Spannungspegel, die in F i g. 5 dargestellt sind. Das Signalbild nach F i g. 5a)
ist das Ergebnis der Integration des Signalbilds nach F i g. 4a), das Signalbild nach F i g. 5b) das Ergebnis der
Integration des Signalbilds nach Fig.4b) und das nach
F i g. 5c) der Integration nach F i g. 4c).
Am Ende der Zeitspanne Tsetzt der vom Generator GS nach F i g. 7 am Leiter 9 eintreffende Synchronimpuls
das Ausgangssignal des Integrators auf Null,
woraufhin dieser zur Verarbeitung des nachfolgenden Signals bereit ist.
Die drei Spannungspegel am Ausgang der Vorrichtung ID bei Abwesenheit von Rauschsignalen haben
keine gleichmäßigen Abstände; im einzelnen ist der
Unterschied zwischen dem höheren Pegel und dem Zwischenpegel größer als der zwischen dem Zwischenpegel
und dem unteren Pegel. Dieser ungleichmäßige Abstand zwischen den Signalpegeln erlaubt eine
zuverlässigere Entscheidung beim Vorliegen von
Kornrauschen, einem Charakteristikum optischer Übernragungssysteme.
Bekanntlich erhöht das Kornrauschen aufgrund der einen Teil des Empfängers darstellenden,
die optische Leistung in elektrischen Strom umwandelnden Vorrichtung, also des Fotodetektors, seine Leistung
so irniit dem Signalpegel. Dies ist der Grund, warum höhere
Pegel stärker beeinflußt sind.
Von der Vorrichtung ID erreicht das dreipegelige Signal über den Leiter 5 die Abtasteinheit CA, die durch
den am Leiter 9 liegenden Synchronimpuls gesteuert
wird. CA extrahiert am Ende jeder Periode T vor der
NuJlrückstellung des Inhalts von /D die Abtastwerte und
liefert sie an die Entscheidungsschaltung CD. Auf diese Weise ist es möglich, mit einer Abtastgeschwindigkeit
vom 1/Tzu arbeiten.
Die Entscheidungsschwellen von CD müssen in geeigneter Stellung zwischen den drei Pegeln der von
deir Integrations- und Ballungsvorrichtung ID bei rauschfreiem Betrieb gelieferten Pegel liegen, um eine
möglichst niedrige Fehlerwahrscheinlichkeit zu erge-
ben. Es wurden bisher unveröffentlichte theoretische Untersuchungen anhand der Erfindung durchgeführt
um die Lage der Entscheidungsschwellen als Funktion .;.r Charakteristiken des PAM-PPM-modulierten Si-
gnals zu optimieren.
Der Empfänger nach F i g. 8 arbeitet im wesentlichen gleich dem Empfänger nach F i g. 7 mit Ausnahme der
Art, nach der der Vorgang des Multiplizierens des Signals mit der Sägezahnspannung bewirkt wird. Im
einzelnen läuft ein aus dem Ende einer optischen Faser 10 austretender Lichtstrahl durch die Doppel-Polarisationsiris
IP, die durch den synchronisierten Spannungsgenerator GTgesteuert wird. Die Iris IP wird mit Hilfe
von zwei Kerr- oder Pockels-Zellen dargestellt, die mit gekreuzten optischen Achsen in Reihe angeordnet sind,
wobei in bekannter Weise unter dem Einfluß eines elektrischen Felds die Polarisationscharakteristiken der
Zellen eine Änderung erfahren. Als Folge hiervon ist die Dämpfung des durch die Iris tretenden Lichtstrahls
proportional dem Potentialunterschied, der das elektrische Feld erzeugt. Hierzu liefert der Spannungsgenerator
G7an die Iris /Püber den Leiter 16 eine nach einem
zweckmäßigen Gesetz ansteigende Spannung ab Beginn der Periode Tder übertragenen Signalbilder und
am Ende dieser Periode wird die Spannung auf Null zurückgestellt. Sie beginnt mit dem Anfang der
nachfolgenden Periode wieder von Null.
Die Zeitinformation wird von dem vom Synchronismusgenerator GS erzeugten und auf einem Leiter 17
liegenden Synchronimpuls abgenommen. Der Eingang de« Synchronismusgenerators GS ist an einen Leiter 18
angeschlossen, der analog dem Leiter 6 nach F i g. 7 mit dem Ausgang des Verstärkers AM oder mit einer
speziellen Leitung für die Synchronimpulsübertragung verbunden sein kann.
Die die Iris IP verlassenden optischen Impulse sind deshalb in Abhängigkeit von ihrer Lage innerhalb der
Periode Γ ebenso wie die elektrischen Impulse, die den Multiplizierer AP(Fig.7) verlassen, amplitudenmoduliert.
Über eine optische Übertragungseinrichtung 11 gelangen die Lichtimpulse zum Fotodetektor FR, der
durch eine Fotodiode gebildet ist und die Impulse in elektrische Impulse nach Fig.4 umwandelt, welche
ίο über einen Leiter 12 zum Verstärker AM gelangen und
dort verstärkt werden, weiter über einen Leiter 13 zur Integrations- und Ballungsvorrichtung ID gelangen und
dort integriert werden, an deren Ausgangsleiter 14 sie dann eine Form gemäß F i g. 5 haben, und dann von der
Abtasteinheit CA abgetastet werden, worauf die Abtastwerte auf einen Ausgangsleiter 15 abgegeben
und mit den Spannungsschwellen der Entscheidungsschaltung CD verglichen werden.
Die beschriebene beispielsweise Ausführungsform kann in verschiedener Weise abgewandelt werden. Beispielsweise kann zwischen dem Binärsignal und dem PAM-PPM-modulierten Signal eine andere Entsprechung als diejenige gemäß F i g. 3 herrschen. Außerdem ist es möglich, einen Modulator und einen Empfänger für die PAM-PPM-modulierten Digitalsignale gemäß den beschriebenen Arten darzustellen, bei denen verschiedene Blöcke vor oder hinter den anderen angeordnet sind oder in Elementarteile aufgespalten sind.
Die beschriebene beispielsweise Ausführungsform kann in verschiedener Weise abgewandelt werden. Beispielsweise kann zwischen dem Binärsignal und dem PAM-PPM-modulierten Signal eine andere Entsprechung als diejenige gemäß F i g. 3 herrschen. Außerdem ist es möglich, einen Modulator und einen Empfänger für die PAM-PPM-modulierten Digitalsignale gemäß den beschriebenen Arten darzustellen, bei denen verschiedene Blöcke vor oder hinter den anderen angeordnet sind oder in Elementarteile aufgespalten sind.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (13)
1. Verfahren zur Modulation und Demodulation eines pulsförmigen Trägers zur Digitalsignalübertragung, dadurch gekennzeichnet, daß man
bei der Modulation das zu übertragende Digitalsignal nach einem Code codiert, der drei verschiedene
innerhalb der Signalperiode (T) liegende Signalbilder verwendet, die man durch binäres Modulieren
von Impulsen des Trägers sowohl nach der Amplitude als auch nach der Stellung (PAM-PPM)
erhält und durch Zuordnung von acht möglichen Kombinationen von jeweils drei Bits des Digitalsignals zu acht jeweils mindestens einen Impuls hohen ι s
Pegels und mindestens zwei Impulse niedrigen Pegels enthaltenden Kombinationen aus jeweils
zwei der drei Signalbilder codiert (Fig. 3a, b).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die acht möglichen Kombinatio-
nen von jeweils drei Bits eines Binärsignals den acht Kombinationen der drei Signalbilder zuordnet
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Träger Licht verwendet, das man über optische Fasern überträgt
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Demodulieren das empfangene codierte Signal (Fig.3b) mit
einem Sägezahnsignal (von GD, GT) der Signalisierungsperiode (T), das mit dem empfangenen Signal
synchronisiert ist, verknüpft (in AP, IP), das so modifizierte Signal sodann integriert (in /D), das
integrierte Signal abtastet (in CA) und die Abtastwerte zum Bewirken einer Entscheidung über das
übertragene Signal mit gegebenen Schwellen vergleicht (in CD).
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Verknüpfung durch Multiplikation des durch Feststellen und Verstärken des
Trägersignals erhaltenen elektrischen Signals mit dem Sägezahnsignal durchführt (in AP, F i g. 7).
6. Verfahren nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Verknüpfung
durch Modulation (in IP) des von der optischen Faser kommenden Lichtsignals entsprechend dem
Veränderungsgesetz des Sägezahnsignals und durch Umwandeln (in FR) des resultierenden Signals in ein
entsprechendes elektrisches Signal, das man sodann verstärkt (in AM), durchführt (Fig. 8).
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man jedes der
Signalbilder durch ein Bitpaar darstellt und aus der Folge der zwei aus den drei Signalbildern, die als
4-Bit-Folge betrachtet werden kann, acht mögliche Kombinationen nicht für die Übertragung von
Information verwendet, die dann beim Empfang zur Feststellung von Übertragungsfehlern dienen.
8. Modulations-Demodulationssystem zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2 und 3 und
gegebenenfalls noch nach einem der Ansprüche 4 bis &o
7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Modulation ein Modulator (MO) folgende Einzelschaltungen umfaßt: einen Serien-Parallel-Wandler (SP) der ausgangsseitig die drei auf jeweils ein Binärwort
bezogenen Bits parallel abgibt; eine logische Schaltung (RCO), die parallel vier sich auf das
eingehende Binärwort gemäß einer vorgegebenen Entsprechung beziehende Bits emittiert; einen
Parallel-Serien-Umsetzer (CDA), der die in paralleler Form von der logischen Schaltung ausgehenden
Bits zur Erzeugung einer Folge der Signalbilder serialisiert und sie auf einen Pegel anhebt, der sich
zur Steuerung einer Lichtquelle (SL) eignet; einen Zeitgeber (BT), der die Zeitinformation für sämtliche
Umwandlungsvorgänge liefert; und dadurch gekennzeichnet, daß für die Demodulation folgende
Schaltungen vorhanden sind: ein Verstärker (AM) der elektrischen, durch die Umwandlung der
Lichtimpulse mit Hilfe eines Fotodetektors (FR) erhaltenen elektrischen Signale; eine Einrichtung
(AP, IP), die die Verknüpfung des empfangenen und nach der kombinierten PAM-PPM-Modulation codierten Signals mit einem entsprechend synchronisienen Sägezahnsignal bewirkt; einen rückstellbaren Integrator (ID), der das aus dieser Multiplikation
resultierende elektrische Signal integriert; eine Abtasteinheit (CA), die Abtastwerte vom integrierten Signal abnimmt; und schließlich eine Entscheidungsschaltung (CD), die die Pegel der von der
Abtastschaltung (CA) gelieferten Impulse mit Schwellenspannungen vergleicht und über die
übertragenen Symbole entscheidet
9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß als Einrichtung zum Verknüpfen des
empfangenen Signals mit dem Sägezahnsignal ein Multiplizierer (AP) dient, der das Produkt des vom
Fotodetektor (FR) festgestellten und vom Verstärker (AM) verstärkten elektrischen Signals mit dem
von einem Sägezahnsignalgenerator (GD) kommenden elektrischen Sägezahnsignal herstellt.
10. System nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Demodulation
vorhandenen Schaltungen einen Synchronismusgenerator (GS) umfassen, der Impulse liefert, die den
Sägezahnsignalgenerator (GD) den Integrator (ID), der so gesteuert ist, daß am Ende der Signalperiode
(T)der Inhalt des Integrators auf Null zurückgestellt
wird, und schließlich die Abtasteinheit (CA)mit dem empfangenen Signal synchronisieren, und der die
Zeitinfomation entweder vom empfangenen Signal durch dessen Abnehmen am Ausgang des Verstärkers (AM) erhält oder unmittelbar ein auf einer
Hilfsleitung, die möglicherweise für dessen Fernspeisung vorhanden ist, gesendetes Synchronsignal
verarbeitet
11. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Verknüpfen des
empfangenen Signals mit dem Sägezahnsignal aus folgenden Einzelschaltungen besteht: einer den
empfangenen Lichtstrahl auf der Basis einer an ihre Klemmen angelegten Potentialdifferenz modulierenden Vorrichtung (IP), einem Spannungsgenerator
(GT), der eine mit der Zeit entsprechend einem gegebenen Gesetz ansteigende Potentialdifferenz
an die den empfangenen Lichtstrahl modulierende Vorrichtung (IP) abgibt; und einem Synchronismusgenerator (GS), der den Spannungsgenerator (GT),
den riickstellbaren Integrator (ID) und die Abtasteinheit (CA) mit den empfangenen Signal synchronisiert.
12. System nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die zur Modulation und zur Demodulation vorhandenen Schaltungen im
wesentlichen Teile des Senders bzw. des Empfängers sind.
13. System nach einem der Ansprüche 8 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die zur Modulation und zur Demodulation vorhandenen Schaltungen im
wesentlichen Teile von einzelnen Verstärkern sind, die zur Signalregeneration entlang den aus der
optischen Faser bestehenden Obertragungskanal 5 angeordnet sind.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT6927777A IT1091439B (it) | 1977-10-13 | 1977-10-13 | Procedimento e sistema di modulazione e demodulazione per trasmissione numerica |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2844293A1 DE2844293A1 (de) | 1979-04-19 |
DE2844293B2 true DE2844293B2 (de) | 1980-08-21 |
DE2844293C3 DE2844293C3 (de) | 1981-08-27 |
Family
ID=11311740
Family Applications (1)
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DE2944459C2 (de) * | 1979-11-03 | 1984-04-26 | ANT Nachrichtentechnik GmbH, 7150 Backnang | Verfahren zum Übertragen von Bipolarsignalen mittels eines optischen Senders |
US4249266A (en) * | 1979-11-06 | 1981-02-03 | Perkins Research & Mfg. Co., Inc. | Fiber optics communication system |
JPS57164662A (en) * | 1981-04-03 | 1982-10-09 | Hitachi Ltd | Compression system for multilevel signal |
DE3117221A1 (de) * | 1981-04-30 | 1983-02-03 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Umsetzung von binaeren signalen fuer lichtwellenleiteruebertragungssysteme |
US4918689A (en) * | 1985-10-10 | 1990-04-17 | Bell Communications Research, Inc. | Asynchronous communication system |
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GB2235076B (en) * | 1989-08-17 | 1994-05-04 | Asahi Optical Co Ltd | Camera data communication method and camera |
FR2652215B1 (fr) * | 1989-09-19 | 1994-06-10 | France Etat | Procede de codage d'un signal numerique, codeur et decodeur pour la mise en óoeuvre de ce procede, procede de regeneration et regenerateur correspondant. |
JPH0424814U (de) * | 1990-06-22 | 1992-02-27 | ||
US5969839A (en) * | 1995-07-10 | 1999-10-19 | Fuji Electric Co., Ltd. | Optical communications device |
US5825823A (en) * | 1997-06-06 | 1998-10-20 | General Datacomm, Inc. | PCM channel diagnosis |
EP1131927A1 (de) * | 1998-11-16 | 2001-09-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum einstellen einer strahlungsleistung in einem sender |
US7173551B2 (en) * | 2000-12-21 | 2007-02-06 | Quellan, Inc. | Increasing data throughput in optical fiber transmission systems |
US7307569B2 (en) * | 2001-03-29 | 2007-12-11 | Quellan, Inc. | Increasing data throughput in optical fiber transmission systems |
US7149256B2 (en) * | 2001-03-29 | 2006-12-12 | Quellan, Inc. | Multilevel pulse position modulation for efficient fiber optic communication |
IL158211A0 (en) * | 2001-04-04 | 2004-05-12 | Quellan Inc | Method and system for decoding multilevel signals |
WO2002091565A2 (en) * | 2001-05-04 | 2002-11-14 | Ok-Sang Jin | Signal amplifying method, signal amplifier and devices related therewith |
AU2003211094A1 (en) * | 2002-02-15 | 2003-09-09 | Quellan, Inc. | Multi-level signal clock recovery technique |
US8639127B2 (en) * | 2002-03-06 | 2014-01-28 | Alcatel Lucent | Method and apparatus for improved jitter tolerance |
US7035361B2 (en) * | 2002-07-15 | 2006-04-25 | Quellan, Inc. | Adaptive noise filtering and equalization for optimal high speed multilevel signal decoding |
WO2004045078A2 (en) * | 2002-11-12 | 2004-05-27 | Quellan, Inc. | High-speed analog-to-digital conversion with improved robustness to timing uncertainty |
SG112880A1 (en) * | 2003-05-21 | 2005-07-28 | Sony Corp | Method and apparatus for modulating uwb signals |
US7804760B2 (en) * | 2003-08-07 | 2010-09-28 | Quellan, Inc. | Method and system for signal emulation |
GB2421674B (en) * | 2003-08-07 | 2006-11-15 | Quellan Inc | Method and system for crosstalk cancellation |
JP4510832B2 (ja) * | 2003-11-17 | 2010-07-28 | ケラン インコーポレイテッド | アンテナ干渉消去のための方法およびシステム |
US7616700B2 (en) * | 2003-12-22 | 2009-11-10 | Quellan, Inc. | Method and system for slicing a communication signal |
US7725079B2 (en) * | 2004-12-14 | 2010-05-25 | Quellan, Inc. | Method and system for automatic control in an interference cancellation device |
US7522883B2 (en) * | 2004-12-14 | 2009-04-21 | Quellan, Inc. | Method and system for reducing signal interference |
US7551670B2 (en) * | 2005-07-15 | 2009-06-23 | Git Japan, Inc. | UWB communication device and UWB communication method |
DE112007001045B4 (de) * | 2006-04-26 | 2019-05-16 | Intersil Americas LLC | Verfahren und System zur Reduzierung von Strahlungs-Emissionen aus einem Kommunikationskanal |
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US11463288B2 (en) | 2021-06-14 | 2022-10-04 | Ultralogic 6G, Llc | Amplitude-variation encoding for high-density 5G/6G modulation |
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US2865018A (en) * | 1954-06-25 | 1958-12-16 | Raytheon Mfg Co | Intelligence transmission |
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US3920898A (en) * | 1974-05-30 | 1975-11-18 | Xerox Corp | Non-synchronous duobinary encoding |
US3993862A (en) * | 1974-07-05 | 1976-11-23 | Lawrence Karr | Data compression |
DE2530812C3 (de) * | 1975-07-10 | 1988-07-07 | Loewe Opta Gmbh, 8640 Kronach | Digitales Impulsübertragungsverfahren für eine Infrarot-Fernbedienung |
JPS5261424A (en) * | 1975-11-17 | 1977-05-20 | Olympus Optical Co Ltd | Encode system |
US4008390A (en) * | 1976-03-15 | 1977-02-15 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Optical pulse transmission system |
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