SE432859B - Forfarande att overfora en extra informationskanal over ett transmissionsmedium - Google Patents

Description

820601?- 1D 15 2D 25 å.) både tjänstekanal och datasignaler sker medelst ljuspulser amplitud-modulerade med informationskanalen.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Vid lâgfrekvent amplitudmodulering enligt metod 4) ovan uppstår följande nackdelar: a) Vibrationer i optokontakten och fiberkanal, vilka kan störa överföringen. b) Dåligt signal-brusförhållande vid överföring av telefonsamtal. c) Kraftigt lågfrekvent l/f-brus från vissa halvledarlasrar, vilka används vid genereríngen av ljuspulserna. d) Känslighet för olineariteter i det ljusemitterande elementet vid överföring av analoga basbandsignaler.

Enligt en utföringsform av uppfinningen frekvensmoduleras först den signal som svarar mot tjänstekanalen med en mittfrekvens som är väsentligt lägre bitfrekvensen hos bitflödet. Härigenom överförs en FM-kanal som ligger högre i frekvens än tjänstekanalen, vilket medför att nackdelarna enligt punkt- erna a) - d) ovan reduceras. . __; Det vore i princip möjligt att överföra en tjänstekanal genom att enligt punkt 2 ovan: lägga till en extra telefonikanal till övriga kanaler, vilka överförs av det ordinarie gbitflödet. Denna extra kanal måste därvid genomkopplas samtliga överdrag i förbindelsen för att fylla sin funktion som tjänstekanal, vilket vållar problem genom att ytterligare krav måste ställas på transmissionsmediet och kopplingsfunktionerna i respektive växlar. Ändamålet med föreliggande uppfinning är således att åstadkomma ett förfar- ande för överföring av en extra informationskanal företrädesvis för en fiber- optisk systemledning vilken överför ett dataflöde av hög bitfrekvens så att tjänstekanalen kan nås av samtliga överdrag utefter systemledningen utan ' onödig multiplicering och utan att göra systemledningens transmissionsegen- 10 15 2D 25 skaper mer komplicerade.

Förfarandet är därvid kännetecknat så som framgår av patentkravets 1 känne- tecknande del.

FIGURFÖRTECKNING Uppfinningen skall närmare förklaras med hänvisning till bifogade ritningar.

Figur l visar ett frekvansdiagram över använd kod och extra informationskanal; Figur 2 visar ett blockschema över en sändenhet för en extra informationskanal enligt det föreslagna förfarandet; Figur 3 visar tidsdiagram för signalerna i sändenheter enligt figur 2; Figur 4 visar i kretsschema ena utföringsformen av en pulsbreddsmodulator ingående i sändenheten enligt figur Z; Figur 5 visar kretsschemat över en andra utföringsform av pulsbreddsmodu- latorn; Figur 6 visar blockschema över en mottagningsenhet svarande mot sändenheten enligt figur 2.

UTFÖRINGSFORMER F örfarandet enligt uppfinningen är endast möjligt om den använda koden har ett kraftigt undertryckt effektspektrum vid låga frekvenser. I figur 1 visar kurva s 1 effektspektrum för en sådan kod, en s k SBSB-kod. Om dataflödet från början är kodat med en kod, vars spektrum ej uppvisar denna egenskap är det möjligt att utföra någon form av omkodning (blockkodning) för att ovannämnda villkor skall uppfyllas. Enligt det föreslagna förfarandet överförs samtidigt med de ordinarie datasignalerna en informationskanal, vars frekvensspektrum antytts med kurva sz i figur 1 och vars bandbredd Af«fO där fo är bittakten hos utsänt dataflöde. F rekvensspektrat sz behöver dock ej vara beläget exakt vid fre- kvensen f=0, men måste ligga inom det område vid f=0 där kodens effekt- spektrum är undertryckt, jfr ovan.

I figur 2 visas en utföringsform av en sändarenhet för att utsända en extra informationskanal i enlighet med det föreslagna förfarandet. 82961311-2 10 15 20 25 30 En signalkälla 1 utsänder ett talband och en datakanal för fellokalisering inom ett frekvensband 0.3 - li kHz, vilket bildar den extra informationskanalen. Sig- nalkällan kan bestå av en telefoniterminal. Signalerna över utgångena hos signalkällan tillförs en frekvensmodulator 2,-som kan utgöras av en spännings- frekvensomvandlare av känt slag exempelvis National Semiconductor, LM33lA, vilken uppvisar god linearitet inom använt frekvensband. Över utgången b hos frekvensmodulatorn 2 fås en frekvensmodulerad signal visad i figur 3b inom ett frekvensband av exempelvis 35kHz till 65 kHz.

En sändenhet 3* utgörs av en lasersändare eller en lysdiodsändare och innehåller dels en pulsbreddsmodulator 4, dels ett block 5 innefattande laser eller lysdiod jämte tillhörande drivsteg. Blocket 5 är av i och för sig känt utförande och beskrives därför ej närmare. Blocket 4 har en ingång ansluten till utgången b av frekvensmodulatorn 2 samt ytterligare två ingångar betecknade c och dl Bero- ende på om den ordinarie datasignalen utgörs av ett bitflöde iRZ-eller NRZ- form användes ingångarna c och d enligt följande: a) Datasignal i form av RZ-kodat bitflöde över ingång c, ingång d används ej, eller - - ' b) datasignal i form av NRZ-kodat bitflöde över ingång d, klooksignal med bitfrekvensen fo = 1/T över ingång c. 1 figur-U: och 5 beskrivs blocket 4 närmare för respektive fall.

I bloöket 4 sker i utföringsformen enligt figur 2 en pulsbreddsmodulering av i fall a) enligt ovan det RZ-tkodade bitflödet och i fall b) av klocksignalen, och i båda fallen tillförs det av informationskanalen modulerade bitflödet laser- drivsteget 5 för omvandling till ljuspulser, vilka överförs över den fiberoptiska systemledningen 6. I figur 3c är visat klocksignalen över ingången c, i vilken varje puls har en stigflank och en fallflank, samt en förstorad del av den modulerande signalen enligt figur 3b. Eftersom denna signal har en frekvens inom kHz-området, medan bitfrekvensen hos klocksignalen är av storleks- ordningen 40 MHz kan den modulerande signalen approximeras med en rät linje i figur 3c. Utseendet av de pulsbreddsmodulerade styrpulserna över utgången e 10 15 20 25 30 82Ü6011~L till laser-drivsteget 6 och de över ledningen 5 utsända ljuspulserna framgår av figur 3e.

Figur 4 visar en enkel koppling för att realisera pulsbreddsmodulatorn enligt blockli i det fall att det ordinarie dataflödet utgörs av ett RZ-bitflöde.

Pulsbreddsmodulatorn utgörs av en komparator 7. Över dess plusingång upp- träder i detta fall den ordinarie datasignalen iRZ-form. Dess minusingång är via en RC-koppling RlCl ansluten till utgången b av frekvensmodulatorn 2. En likspänning Uref ger via motståndet Rl en lämplig för-spänning till kompara- torns minusingång.

I utföringsformen enligt figur S, vilken utnyttjas i det fall att den ordinarie datasignalen utgörs av NRZ-data är en OCH-kretsß med sin ena ingång an- sluten till utgången av komparatorn 7. Denna mottar över sin plusingång i detta fall enbart klocksignalerna. Över kondensatoringången tillförs liksom i kopp- lingen enligt figur 4 den frekvensmodulerade informationssignalen, varvid över komparatorns utgång en pulsbreddsmodulerad klocksignal uppträder. Över OCH-kretsens utgång (e) fås en pulsbreddsmodulerad datasignal av RZ-typ som sedan tillförs laser-drívsteget S.

Figur 6 visar ett lämpligt utförande av mottagarenheten svarande mot sänd- enheten enligt figur 2. Mottagarenhetens Ingångssida innehåller en fotodiod D vars katod är ansluten till ett íngångsfilter 9 för den extra informationskanalen.

Fotodiodens anod är ansluten till mottagarenhetens ingångssteg 10 på känt sätt. lngångsfiltret 9 består av en länk innehållande motståndet RZ jämte konden- satorn G2. Motståndet RZ tjänar dessutom till att förspänna fotodioden D.

Detta filter har en gränsfrekvens = l/R2(C2 + C d), där C d = kapacitansen hos fotodioden. Gränsfrekvensen hos filtret 13 bör vara så hög att frekvens- bandet A f enligt figur l genomkopplas. Efter filtret 9 är på känt sätt en förstärkare 11, ett bandpassfilter 12 (fo = frekvensmodulatorns mittfrekvens) samt en frekvensdemodulator 13 anslutna för att utvinna den extra informa- tionskanalen. Över ingångsstegets utgång fås den ordinarie datasignalen. För- delen med att enligt figur 6 ha ett ingångsfilter 9 före ingångssteget 1D är att a) ingangssteget kan överstyras utan påverkan av informationssignalen b) ingångsstegets funktion påverkar ej uttaget av informationssignalen lÛ c) ingàngsstegets brusegenskaper pâverkas ej och det behöver ej ha lag undre gränsfrekvens.

I utföringsformen enligt figur 2 för sändsidan och figur 6 för mottagarsidan har den extra informationssignalen frekvensmodulerats före pulsbreddsmodulering, vilket innebär modulation av den ordinarie datasignalens medeleffekt. Det är också möjligt att modulera medeieffekten utan att dessförinnan utföra en frekvensmodulation genom att utnyttja andra modulationssätt. Överföringen av tjänstekanalen blir då något sämre enligt vad som framhäilits i beskrivnings- iniedningen. Vad beträffar medeleffektmoduleringen av datasignalen, kan denna ske medelst annan typ av modulation än pulsbreddsmodulering. Exempelvis kan den ordinarie datasignaien utgöras av ett bipolärt pulsflöde (bitflöde) och den extra informationssignalen superponeras pa den ordinarie datasignalen. Detta ger liksom pulsbreddsmoduleringen tidigare beskriven en medeleffekts- modulation av datasignalen.

Claims (5)

10 7 PATENTKRAV 1 F örfarande att överföra en extra informatíonskanal över ett transmissions- medium, företrädesvis en optisk fibersträcka, över vilken mellan en sändsida och en mottagarsída en ordinarie datasignal i form av ett bitflöde av RZ-typ överförs, vilket bitfiöde är kodat på sådant sätt att den làgfrekventa delen av flödets kodspektrum (effektspektrum) är kraftigt undertryckt, varvid den extra informationskanalen har en bandbredd (¿ f) som är väsentligt mindre än den ordinarie datasignalers bitfrekvens (1/T = fo), k ä n n e t e c k n a t av att den signal (a) som på sändsidan svarar mot den extra informationskanalen fre- kvensmoduleras med en mittfrekvens (fm) som är väsentligt lägre än den ordinarie datasignalens bitfrekvens och att den sa erhållna signalen far modu- lera den ordinarie datasignalen, varvid den modulerade datasignalen överförs och detekteras på mottagarsidan, samt att en frekvensdemodulation utförs pa mottagarsidan för att återvinna den extra informationskanaien.

2 Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda modu- lering åstadkommas genom att den efter nämnda frekvensmodulering erhallna signalen (b) får pulsbreddsmodulera en signal (c eller d) som bestämmer bitflödet hos den-ordinarie datasignalen.

3 F örfarande enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda sig- nal (c eller d) utgörs av den klocksignal (c) som bestämmer bittakten (1/T) hos det mot den ordinarie datasignalen svarande bitflödet.

4 Förfarande enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda sig- nal (c eller d) utgörs av själva bitflödet (d).

5 F örfarande enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a t av att den signal som svarar mot den extra informationskanalen adderas till nämnda bitflöde.