DD261685A1

DD261685A1 - METHOD FOR DIGITAL DATA TRANSMISSION THROUGH LIGHT WAVEGUIDE

Info

Publication number: DD261685A1
Application number: DD30366087A
Authority: DD
Inventors: Frank Sichla; Andreas Wegner; Rolf Walther
Original assignee: Elektroprojekt Anlagenbau Veb
Priority date: 1987-06-11
Filing date: 1987-06-11
Publication date: 1988-11-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur digitalen Datenuebertragung ueber Lichtwellenleiter und ist insbesondere zur Lichtwellenleiter-Nachrichtenuebertragung einsetzbar. Die wesentlichen Merkmale der erfindungsgemaessen Loesung bestehen darin, dass sendeseitig die aus den Daten gebildeten Triggerimpulse mit einer Impulsdauer von der Haelfte der Taktimpulsdauer an die Bandbreite einer optischen Uebertragungsstrecke angepasst, in Lichtimpulse gewandelt sowie ueber den Lichtwellenleiter uebertragen werden und empfangsseitig die aus den empfangenen Lichtimpulsen gewandelten Triggerimpulse, entweder in die urspruengliche Dauer oder in eine auszuwaehlende Dauer der Daten zurueckgewonnen werden.The invention relates to a method for digital data transmission via optical waveguides and can be used in particular for optical fiber communication transmission. The essential features of the solution according to the invention consist in that on the transmitting side the trigger pulses formed from the data are adjusted with a pulse duration of half the clock pulse duration to the bandwidth of an optical transmission link, converted into light pulses and transmitted via the optical waveguide, and at the receiving end converted out of the received light pulses Trigger pulses, either in the original duration or in a selected duration of the data to be recovered.

Description

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Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur digitalen Datenübertragung über Lichtwellenleiter und ist insbesondere zur Lichtwellenleiter-Nachrichtenübertragung einsetzbar.The invention relates to a method for digital data transmission via optical waveguides and can be used in particular for optical waveguide message transmission.

Characteristic of the known state of the art

Die dem Stand der Technik offenbarten Verfahren zur optischen Übertragung von Daten, insbesondere bei Verwendung von Lichtwellenleiter als Übertragungsstrecke zeigen, daß das in die Glasfaser eingekoppelte Licht ein mehr oder weniger getreues Abbild der elektrischen Information ist, sofern keine Codierung erfolgt. Die stets im NRZ- oder RZ-Datenformat vorliegenden elektrischen Informationen bieten für die unmittelbare Übertragung schlechte Voraussetzungen. Nachteilig wirkt sich aus, daß bei im NRZ-Datenformat vorliegenden elektrischen Informationen die langen 1-Eingangssignalfolgen nur mit gleichstromgekoppelten Empfängern übertragbar sind. Weiterhin tritt eine fehlende Redundanz und damit keine Möglichkeit zur Fehlererkennung auf. Leitungsbruch wird bei NRZ-Datenformat als O-Datensignal interpretiert. Die Belastung der Sendediode ist abhängig vom Informationsgehalt des Datenstroms. Um diesen Stand der Technik zu verbessern, wird u. a. eine Leitungscodierung vorgenommen, wobei ein erhöhter Aufwand an Bauelementen durch den Einsatz von Coder sowie Decoder erforderlich ist.The methods disclosed in the prior art for the optical transmission of data, in particular when using optical waveguides as a transmission path, show that the light coupled into the optical fiber is a more or less faithful image of the electrical information, provided no coding takes place. Always present in NRZ or RZ data format, electrical information provides poor conditions for immediate transmission. A disadvantage is that in the present in the NRZ data format electrical information, the long 1-input signal sequences can only be transmitted with DC-coupled receivers. Furthermore, a lack of redundancy and thus no possibility for error detection occurs. Line break is interpreted as an O data signal in NRZ data format. The load on the transmitting diode is dependent on the information content of the data stream. To improve this state of the art, u. a. a line coding made, with an increased amount of components through the use of coder and decoder is required.

Bekannt ist ein Verfahren zur Signalübertragung mittels Licht, DE-OS 2424077, bei dem die Daten vor der Übertragung über Lichtwellenleiter differenziert werden, um die Diodenbelastung zu senken.A method for signal transmission by means of light is known, DE-OS 2424077, in which the data are differentiated before transmission via optical waveguides in order to reduce the diode load.

Der Nachteil der Lösung ist, daß keine Repeaterwirkung vorliegt. Weiterhin ist diese Art der Datenübertragung störanfällig, da die ursprüngliche Datenlänge durch Setzen und Rücksetzen eines Flipflops hergestellt wird. Ein Flipflop besitzt beim Einschalten keinen definierten Zustand.The disadvantage of the solution is that there is no repeater effect. Furthermore, this type of data transmission is susceptible to interference, since the original data length is established by setting and resetting a flip-flop. A flip-flop has no defined state when switched on.

Weiterhin ist ein Verfahren zur optischen Übertragung binärer Signale über Lichtwellenleiter DE-OS 3524871 bekannt, das zur Reduzierung der Verlustleistung bei der optischen Übertragung binärer Signale über Lichtwellenleiter dient. Erfindungsgemäß werden lediglich die Impulsflanken der binären Signale als kurze Impulse übertragen und für die ansteigenden und abfallenden Flanken der binären Signale unterschiedliche Impulsformen verwendet. Für die ansteigenden und abfallenden Flanken sind jeweils unterschiedliche Impulslängen vorzusehen, die als Doppel- bzw. Einzelimpulse zur Übertragung kommen. Der Nachteil der Erfindung besteht darin, daß zur Erzeugung der Doppel- bzw. Einzelimpulse ein Codierer und zur Rückgewinnung der binären Signale ein Decodierer eingesetzt werden. Dadurch erhöht sich der Aufwand an Bauelementen zur Realisierung des Verfahrens. Weiterhin erfordert der Einsatz eines Ringkernübertragers einen erhöhten Platzbedarf und höhere Kosten. Empfangsseitig kann keine regenerierende Wirkung hinsichtlich Impulsbreitenabweichungen erreicht werden, so daß ein Einsatz als Repeater nicht möglich ist.Furthermore, a method for the optical transmission of binary signals via optical waveguide DE-OS 3524871 is known which serves to reduce the power loss in the optical transmission of binary signals via optical fibers. According to the invention, only the pulse edges of the binary signals are transmitted as short pulses, and different pulse shapes are used for the rising and falling edges of the binary signals. For the rising and falling edges each different pulse lengths are provided, which come as a double or single pulses for transmission. The disadvantage of the invention is that an encoder is used to generate the double or single pulses and a decoder for recovering the binary signals. This increases the cost of components for implementing the method. Furthermore, the use of a toroidal transformer requires an increased space requirement and higher costs. At the receiving end, no regenerating effect with respect to pulse width deviations can be achieved, so that use as a repeater is not possible.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, mit geringem Aufwand an Bauelementen ein störsicheres Verfahren zur digitalen Datenübertragung über Lichtwellenleiter zu gewährleisten,The aim of the invention is to ensure an interference-proof method for digital data transmission via optical fibers with little effort on components,

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur digitalen Datenübertragung über Lichtwellenleiter zu entwickeln, mit dem eine minimale Belastung der Sendediode bei niedriger Leistungsaufnahme sowie eine Repeaterwirkung erreicht wird, um große Übertragungsstrecken überbrücken zu können. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daßThe invention has for its object to develop a method for digital data transmission via optical fibers, with a minimum load of the transmitting diode at low power consumption and a repeater effect is achieved in order to bridge large transmission distances can. According to the invention the object is achieved in that

— das Tor die 1-Eingangssignale der Impulsfolge in eine äquivalente Impulsfolge mit einer hohen Taktfrequenz wandelt,The gate converts the 1 input signals of the pulse train into an equivalent pulse train with a high clock frequency,

— die Zählschaltung die Dauer der 1-Eingangssignale aufgrund der Äquivalenz von Signaldauer und die Anzahl der Taktim pulse mißt,The counting circuit measures the duration of the 1-input signals on the basis of the equivalence of signal duration and the number of clock pulses

— die Logikschaltung die Ausgangssignale der Zählschaltung so verknüpft, daß Triggerimpulse sendeseitig entstehen, wobei die aus den Daten gebildeten Triggerimpulse innerhalb eines bestimmten Zeitrasters abhängig von der Dauer des zu übertragenden 1-Eingangssignals sind,The logic circuit combines the output signals of the counting circuit in such a way that trigger pulses are produced on the transmitting side, the trigger pulses formed from the data being dependent on the duration of the 1 input signal to be transmitted within a specific time frame,

— weiterhin sendeseitig die Breite der Triggerimpulse an die Bandbreite der optischen Übertragungsstrecke angepaßt wird,Furthermore, on the transmission side, the width of the trigger pulses is adapted to the bandwidth of the optical transmission path,

— die angepaßten Triggerimpulse in Lichtimpulse umgesetzt, ausgesendet sowie über den Lichtwellenleiter übertragen werden, und empfangsseitig die aus den empfangenen Lichtimpulsen gewandelten Triggerimpulse entweder in die ursprüngliche Dauer der Daten oder in eine zu bestimmende Dauer der Daten zurückgewonnen werden.- The adapted trigger pulses converted into light pulses, transmitted and transmitted via the optical waveguide, and the receiving side, the converted from the received light pulses trigger pulses are recovered either in the original duration of the data or in a duration of the data to be determined.

embodiment

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Fig. dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Die Fig. zeigt eine einfache Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens zur digitalen Datenübertragung über Lichtwellenleiter. Es ist die über einen Lichtwellenleiter 7 ausgebildete Übertragungsstrecke sendeseitig und empfangsseitig dargestellt. Zur Bildung von Triggerimpulsen ist sendeseitig das Tor 1 ausgangsseitig mit dem Zähleingang Z_v der Zählschaltung 2 verbunden. Ihre ersten bis η-ten Ausgänge sowie deren Übertragungsausgang Ü_v sind an die ersten bis η-ten Eingänge der Logikschaltung 3 angeschlossen. Der mit Daten Di beaufschlagte erste Eingang des Tors 1 ist weiterhin mit einem nichtretriggerbaren Monoflop 4 verknüpft, dessen Ausgang mit dem Rücksetzeingang R der Zählschaltung 2 verbunden ist. An dem zweiten Eingang des Tors 1 liegt ein relativ zur Datenrate vorzugsweise hohe Taktfrequenz, f_c > 1Of₀, an. Durch die Zählschaltung 2 wird jeweils die Dauer der 1-Eingangssignale aufgrund der Äquivalenz von Signaldauer und Anzahl der Taktimpulse gemessen.An embodiment of the invention is shown in the figure and will be explained in more detail below. The figure shows a simple circuit arrangement for carrying out the method for digital data transmission via optical waveguides. It is formed via an optical waveguide 7 transmission line transmission side and the receiving side. To form trigger pulses, the gate 1 on the output side is connected to the counting input Z _{v of} the counting circuit 2 on the output side. Their first to η-th outputs and their transmission output Ü _v are connected to the first to η-th inputs of the logic circuit 3. The acted upon by data Di first input of the gate 1 is further linked to a non-retriggerable monoflop 4, whose output is connected to the reset input R of the counter circuit 2. At the second input of the gate 1, a clock frequency which is preferably high relative to the data rate, f _c > 1Of ₀ , is applied. By the counting circuit 2, the duration of the 1 input signals is respectively measured on the basis of the equivalence of the signal duration and the number of clock pulses.

Eine Logikschaltung 3 verknüpft die Ausgangssignale der Zählschaltung 2 so, daß Triggerimpulse mit einer Impulsdauer von der Hälfte der Taktimpulsdauer entstehen, wobei die Anzahl der Triggerimpulse innerhalb eines bestimmten Zählrasters Ausdruck für die Dauer des zu übertragenden 1-Eingangssignals ist. Das nichtretriggerbare Monoflop 4 setzt die Zählschaltung 2 mit fallender Flanke der Daten Di zurück. Ein weiteres nichtretriggerbares Monoflop 5 dient der Anpassung der Triggerimpulse an die Bandbreite der Übertragungsstrecke und wird so eingestellt, daß die Pegel bei der Übertragung sicher erreicht werden. Je höher die Bandbreite der Übertragungsstrecke, um so schmaler sind die zu übertragenden Impulse und um so geringer wird die Diodenbelastung.A logic circuit 3 combines the output signals of the counting circuit 2 so that trigger pulses with a pulse duration of half of the clock pulse duration, the number of trigger pulses within a certain Zählrasters expression for the duration of the transmitted 1-input signal. The non-retriggerable monoflop 4 resets the counting circuit 2 with falling edge of the data Di. Another non-retriggerable monoflop 5 is used to adapt the trigger pulses to the bandwidth of the transmission link and is adjusted so that the levels are reliably reached during transmission. The higher the bandwidth of the transmission path, the narrower the pulses to be transmitted and the lower the diode load.

Der Lichtwellenleiter 7 ist sendeseitig an einem optischen Sender 6 gekoppelt, dessen Eingang an den Ausgang des retriggerbaren Monoflops 5 angeschlossen ist. Der Eingang des retriggerbaren Monoflops 5 ist mit dem Ausgang der Logikschaltung verbunden, an deren Ausgang die gebildeten Triggerimpulse anstehen.The optical waveguide 7 is coupled on the transmitting side to an optical transmitter 6 whose input is connected to the output of the retriggerable monoflop 5. The input of the retriggerable monoflop 5 is connected to the output of the logic circuit, at whose output the trigger pulses formed are present.

Die Logikschaltung 3 ist so ausgestaltet, daß in definierten Zeitabständen nach jeder L-H-Flanke der Daten Di Triggerimpulse gebildet werden. Eine einfache Variante zur Ausgestaltung der Logikschaltung 3 sieht vor, daß ein erster sowie zweiter Ausgang der Zählschaltung 2 jeweils mit einem ersten sowie zweiten Eingang eines ersten NAND-Gatters 3.1 verbunden und der Übertragungsausgang Ü_v in der Zählschaltung 2 an den Eingang eines zweiten NAND-Gatters 3.3 angeschlossen ist. Die Ausgänge der NAND-Gatter 3.1,3.3 sind jeweils mit dem ersten und zweiten Eingang eines OR-Gatters 3.2 verknüpft. Der Lichtwellenleiter 7 ist empfangsseitig an einem optischen Empfänger 8 gekoppelt, dessen Ausgang mit dem Eingang eines retriggerbaren Monoflops 9 verbunden ist, wobei dessen Ausgang vorzugsweise entweder die ursprüngliche Dauer oder eine zu wählende Dauer der Daten Do führt.The logic circuit 3 is designed such that at defined time intervals after each LH edge of the data Di trigger pulses are formed. A simple variant of the embodiment of the logic circuit 3 provides that a first and second output of the counting circuit 2 are each connected to a first and second input of a first NAND gate 3.1 and the transmission output Ü _v in the counting circuit 2 to the input of a second NAND gate Gate 3.3 is connected. The outputs of the NAND gates 3.1, 3.3 are each connected to the first and second inputs of an OR gate 3.2. The optical waveguide 7 is coupled on the receiving side to an optical receiver 8 whose output is connected to the input of a retriggerable monoflop 9, the output of which preferably leads either to the original duration or to a duration of the data Do to be selected.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung bestehen darin, daßThe advantages of the solution according to the invention are that

— eine Repeaterwirkung durch die Verwendung zeitbestimmender Bauelemente erzielt wird,A repeater effect is achieved by the use of time-determining components,

— die Sendeschaltung mit der hripulsleistung arbeitet, wobei eine höhere Sendeleistung und ein geringerer Verschleiß der Sendediode erreicht wird,The transmission circuit operates with the power per hour, whereby a higher transmission power and a lesser wear of the transmitting diode is achieved,

— keine Impulsverzerrungen auftreten, da nur die Anstiegsflanken von Triggerimpulsen genutzt werden, und- no pulse distortions occur, since only the leading edges of trigger pulses are used, and

— durch den Einsatz von Monoflops Eingangssignale empfangsseitig auf einfache Art und Weise regeneriert werden.- be regenerated by the use of monoflop input signals on the receiving side in a simple manner.

Claims

1. A method for digital data transmission over optical fibers, wherein the formation of trigger pulses is carried out by

A gate converts the 1 input signals of the pulse train at a high frequency,

A counting circuit measures the duration of the 1 input signals on the basis of the equivalence of signal duration and number of clock pulses, and

- A logic circuit linked to the output signals of the counting circuit, characterized in that the transmitting side

- are formed from the data (Di) trigger pulses that are within a certain time frame depending on the duration of the transmitted 1-input signal,

The width of the trigger pulses is adapted to the bandwidth of the optical transmission path,

The matched trigger pulses are converted into light pulses, transmitted and transmitted via the optical waveguide,

and that on the receiving side

- The converted from the received light pulses trigger pulses are recovered either in the original duration or in a duration of the data to be determined (Do).

2. A circuit arrangement for carrying out the method according to claim 1, characterized in that the transmission side to the formation of trigger pulses, the gate (1) on the output side with the counting input (Z _v ) of the counting circuit (2) is connected, whose first to nth outputs and their Transmission output (Ü _v ) to the first to η-th inputs of the logic circuit (3) are connected, and the data (Di) acted upon the first input of the gate (1) is further associated with a first non-retriggerable monoflop (4) whose output is connected to the reset input (R) of the counting circuit (2), wherein at the second input of the gate (1) is applied a relatively high clock frequency relative to the data rate.

3. Circuit arrangement for carrying out the method according to claim 1, characterized in that the transmission path from the optical waveguide (7) is coupled on the transmitter side to an optical transmitter (6) whose input is connected to the output of a second non-retriggerable monoflop (5), wherein the input of the second non-retriggerable monoflop (5) is connected to the output of the logic circuit (3) at the output of which the trigger pulses are present with a pulse duration of half the clock pulse duration (T).

4. A circuit arrangement for carrying out the method according to claim 1, characterized in that from an optical waveguide (7) existing transmission path is coupled on the receiving side to an optical receiver (8) whose output is connected to the input of a retriggerable monoflop (9), wherein whose output carries the recovered data (Do).

5. Circuit arrangement for carrying out the method according to claim 1 and 4, characterized in that the optical receiver (8) has a capacitive step coupling.