DE10040471A1

DE10040471A1 - Codierer für duobinäre Signale

Info

Publication number: DE10040471A1
Application number: DE2000140471
Authority: DE
Inventors: Wilfried Kaiser; Werner Rosenkranz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2000-08-18
Filing date: 2000-08-18
Publication date: 2002-03-07
Anticipated expiration: 2020-08-19
Also published as: DE10040471C2

Abstract

Der herkömmliche Vorcodierer mit einem Verzögerungsglied (T¶b¶) und einem EXOR-Element (EXOR) wird durch eine Kippstufe (TFF) ersetzt, deren Taktsignal in Abhängigkeit von einem Binärsignal DOLLAR I1 dem invertierten Datensignal, gesperrt wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Coder für duobinäre Signale nach dem Oberbegriff des Patenanspruchs 1.

Bei der duobinären Codierung wird ein binäres Datensignal in ein dreistufiges Signal (ursprünglich drei Amplitudenstufen) umgesetzt, das als ternäres oder duobinäres Signal bezeichnet wird. Auf diese Weise wird der Bandbreitenbedarf des Signals halbiert. Der ursprünglich zur Übertragung von elektrischen Signale entwickelte Code wird wegen seiner bekannten Eigen schaften jetzt auch bei der Übertragung von optischen Signa len eingesetzt.

Aus "Journal of Lightwave Technology", Vol. 16, No. 5, May 1998 "Characteristics of Optical Duobinary Signals in Tera bit/s Capacity, High-Spectral Efficiency WDM Systems", Takas hi Ono et al. , Seiten 788 bis 797 wird dieser Code auch bei der optischen Signalübertragung eingesetzt. Die duobinären Signale werden in ein amplituden- und phasenmoduliertes Über tragungssignal umgesetzt. Zwei duobinäre (ternäre) Werte wer den durch einen hohen Signalpegel und zwei verschiedenen Pha senlagen übertragen, bei einem dritten Zustand ist kein oder ein geringer Pegel des Trägersignals vorhanden. Selbstver ständlich ist es auch die Kombination von zwei unterschiedli chen Frequenzen mit verschiedenen Signalpegeln möglich, auch können drei unterschiedliche Phasenlagen oder Frequenzen ü bertragen werden. In dieser Literaturstelle wird zur Erzeu gung des duobinären Codes ein rückgekoppelter Vorcodierer verwendet.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Vorcodierer zu vereinfa chen.

Varianten des Vorcodierers sind in den unabhängigen Ansprü chen 3 und 4 angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Figuren näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 einen herkömmlichen Coder in einem optischen Trans miter,

Fig. 2 eine Variante des Vorcodierers,

Fig. 3 eine Codierungstabelle für den Vorcodierer,

Fig. 4 eine erste Variante mit einem Multiplexer und

Fig. 5 eine zweite Variante mit einem JK-Flip-Flop.

In Fig. 1 ist der prinzipielle Aufbau eines Transmitters mit einem Duobinär-Coder dargestellt. Einem Signaleingang 1 des Coders PRC, EC wird ein Datensignal d(k) zugeführt. Dieser Coder ist in einen Vorcodierer (Precoder) PRC und einen Co dierer (Encoder) EC aufgeteilt. Der Vorcodierer enthält wahl weise einen Inverter IN und ein Laufzeitglied T_b, dessen Aus gang auf einen ersten Eingang eines EXOR-Elementes EXOR rück gekoppelt ist, dessen zweitem Eingang das invertierte Daten signal d(k), nachfolgend als Binärsignal bezeichnet, zuge führt wird.

Das binäre Ausgangssignal b(k) des Vorcodierers PRC wird dem Codierer EC zugeführt, an dessen Ausgang ein duobinäres Sig nal c(k) ausgegeben wird, das einem Datensignal mit drei un terschiedlichen analogen Zuständen entspricht. In einer An passungs-Einheit AN erfolgt die Umsetzung in ein elektrisches Analogsignal c_A(k) zum Ansteuern eines optischen Modulators MO, an dessen Signalausgang 2 ein optisches Signal OS mit drei unterschiedlichen Zuständen abgegeben wird. Dies können unterschiedliche Phasenlagen, Frequenzen und/oder Pegel sei. Die logischen Zustände des Eingangssignals können auch ver tauscht werden, so daß der Inverter IN entfallen kann.

In Fig. 2 ist ein erfindungsgemäßer Vorcodierer dargestellt. Er besteht im wesentlichen aus einer rückgekoppelten Kippstu fe TFF, im Ausführungsbeispiel eine als Toggel-Kippstufe ge schaltete D-Kippstufe. Dem Takteingang der Kippstufe TFF ist ein UND-Gatter AND vorgeschaltet, dem ein Taktsignal Cl und hier das Binärsignal d(k) zugeführt sind. Bei einer logischen Null des Binärsignals wird ein Impuls des Taktsignals Cl un terdrückt, so daß ein Codierer-Taktimpuls ausfällt und der logische Zustand der D-Kippstufe unverändert bleibt. Diese Schaltungsanordnung hat somit dieselbe Übertragungsfunktion wie der in Fig. 1 dargestellte Vordecodierer PRC.

In Fig. 3 ist in der Tabelle TAB1 die Übertragungsfunktion des rückgekoppelten EXOR-Gatters EXOR in Abhängigkeit vom Bi närsignal d(k) dargestellt und in der Tabelle TAB2 die Über tragungsfunktion des erfindungsgemäßen Vorcodierers in Abhän gigkeit vom Codierer-Taktimpuls TE, dessen Auftreten eben falls vom Binärsignal abhängig ist. Die logischen Ausgangszu stände der D-Kippstufe sind (entsprechend dem Ausgang Q) vor einem Taktimpuls mit Q_-1 und nach einem Taktimpuls mit Q be zeichnet. Die Tabellen zeigen, daß durch beide Schaltungen dieselbe Übertragungsfunktion realisiert wird.

In Fig. 4 ist eine Variante des Vorcodierers angegeben, bei der durch das Datensignal b(k) (oder das Binärsignal d(k)) ein Multiplexer MUX so gesteuert wird, daß sich der Zustand einer rückgekoppelten D-Kippstufe DFF erhalten bleibt, wenn das Datensignal eine logische 0 ist, oder sich beim anderen logischen Zustand ändert.

Fig. 5 zeigt eine weitere Variante des Vorcodierers mit ei ner JK-Kippstufe, deren Dateneingängen JK das Binärsignal (invertierte Datensignal) d(k) zugeführt wird. Nur wenn das Binärsignal d(k) den Zustand einer logischen 1 annimmt, än dert sich der Ausgangszustand der JK-Kippstufe. Die Übertra gungsfunktion beider Schaltungen ist identisch mit der des bekannten Vorcodierers.

Bezugszeichenliste

1

Signaleingang
d(k) Datensignal
d(k)

Binärsignal
PRC Vorcodieren
EC Codierer
IN Inverter
Tb Laufzeitglied, Kippstufe
EXOR EXOR-Element
b(k) Ausgangssignal des Vorcodierers
c(k) Duobinärsignal
c_A

(k) analoges Ternärsignal
AN Anpassungseinheit
MOD optischer Modulator

2

Signalausgang
OS optisches Signal
TFF Toggel-Kippstufe
AND UND-Gatter
CL Taktsignal
d(k) invertierte Datensignale
Q Datenausgang
D Dateneingang
TE Codierer-Taktsignal
MUX Multiplexer

Claims

1. Coder für duobinäre Signale mit einem Vorcodierer (PRC), der eine EXOR-Funktion aus einem vorhergehenden logischen Ausgangssignal (b(k - 1)) und einem aktuellen Bit eines Binär signals (d(k)) realisiert, und einem nachgeschalteten Codie rer (EC), der ein Duobinärsignal (c(k)) erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorcodierer (PRC) eine rückgekoppelte Toggle- Kippstufe (TFF) vorgesehen ist, deren Taktsignal (Cl) bei ei nem logischen Zustand ("0") des Binärsignals (d(k)) gesperrt ist und bei dem anderen logischen Zustand freigegeben wird, so daß sich in diesem Fall das Ausgangssignal (b(k)) der Tog gel-Kippstufe (TFF) ändert.

2. Coder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Takteingang der Toggle-Kippstufe (TFF) ein UND- Element (AND) vorgeschaltet ist, dem das Taktsignal (CL) und das Binärsignal (d(k)) zugeführt werden.

3. Coder für duobinäre Signale mit einem Vorcodierer (PRC), der eine EXOR-Funktion aus einem vorhergehenden logischen Ausgangssignal (b(k - 1)) und einem aktuellen Bit eines Binär signals (d(k)) realisiert, und einem nachgeschalteten Codie rer (EC), der ein Duobinärsignal (c(k)) erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorcodierer (PRC) eine D-Kippstufe (DFF) mit einem an deren Ausgänge (Q, Q) angeschalteten Multiplexer (MUX) vor gesehen ist, dessen Ausgang auf den Dateneingang (D) der D- Kippstufe (DFF) geführt ist, und daß der Multiplexer (MUX) vom Binärsignal (d(k)) gesteuert wird.

4. Coder für duobinäre Signale mit einem Vorcodierer (PRC), der eine EXOR-Funktion aus einem vorhergehenden logischen Ausgangssignal (b(k - 1)) und einem aktuellen Bit eines Binärsignals (d(k)) realisiert, und einem nachgeschalteten Codie rer (EC), der ein Duobinärsignal (c(k)) erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorcodierer (PRC) eine JK-Kippstufe (JKFF) vorgesehen ist, deren JK-Dateneingängen (J, K) das Binärsignal (d(k)) zugeführt wird.

5. Coder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Duobinärsignal (c(k)) in ein optisches Signal umge setzt wird, das zwei um 180° unterschiedliche Phasenlagen aufweist und einen dritten Zustand, in dem kein Signal oder ein Signal mit verringertem Pegel ausgesendet wird.