DE10040471C2

DE10040471C2 - Codierer für ein Duobinärsignal

Info

Publication number: DE10040471C2
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: 2002-09-19
Anticipated expiration: 2020-08-19
Also published as: DE10040471A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Codierer für ein Duobinärsignal nach dem Oberbegriff der nebengeordneten Patentansprüche 1, 3 und 4.

Bei der duobinären Codierung wird ein binäres Datensignal nach einer speziellen Codierungsregel in ein dreistufiges Signal (ursprünglich drei Amplitudenstufen) umgesetzt, das als duobinäres Signal bezeichnet wird. Der Bandbreitenbedarf des Signals wird halbiert. Der ursprünglich zur Übertragung von elektrischen Signale entwickelte Code wird wegen seiner bekannten Eigenschaften jetzt auch bei der Übertragung von optischen Signalen 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 Wert ist kein oder ein geringer Pegel des Trägersignals vorhanden. Selbstverständ lich ist auch die Kombination von zwei unterschiedlichen Frequenzen mit verschiedenen Signalpegeln möglich, auch kön nen drei unterschiedliche Phasenlagen oder Frequenzen über tragen werden. In dieser Literaturstelle wird zur Erzeugung des duobinären Codes ein rückgekoppelter Vorcodierer verwen det.

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

Gelöst wird diese Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Vorcodierer durch die im kennzeichnenden Teil der unabhängigen Ansprüche 1, 3 oder 4 angegebenen Merkmale.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Figuren näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 einen herkömmlichen Codierer in einem optischen Transmitter,

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 einer JK-Kippstufe.

In Fig. 1 ist der prinzipielle Aufbau eines Transmitters mit einem Duobinär-Codierer dargestellt. Einem Signaleingang 1 des Codierers PRC, EC wird ein Datensignal d(k) zugeführt. Dieser Codierer ist in einen Vorcodierer (Precoder) PRC und einen Encoder EC aufgeteilt. Der Vorcodierer enthält wahlwei se einen Inverter IN und ein Laufzeitglied T_b, dessen Ausgang auf einen ersten Eingang eines EXOR-Elementes EXOR rückgekop pelt ist, dessen zweitem Eingang das invertierte Datensignal d(k), nachfolgend als Binärsignal bezeichnet, zugeführt wird.

Das binäre Ausgangssignal b(k) des Vorcodierers PRC wird dem Encoder EC zugeführt, der aus einem weiteren Laufzeitglied T_b und einem Addierer besteht und an dessen Ausgang ein Duobinärsignal c(k) ausgegeben wird, das einem Datensignal mit drei unterschiedlichen analogen Zuständen entspricht. In einer Anpassungs-Einheit AN erfolgt die Umsetzung in ein e lektrisches Analogsignal c_A(k) zum Ansteuern eines optischen Modulators MOD, 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 vertauscht 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 Toggle-Flip-Flop 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 des Taktsignals CL unwirksam ist und der logische Zustand der D-Kippstufe unver ändert bleibt. Diese Schaltungsanordnung hat somit dieselbe Übertragungsfunktion wie der in Fig. 1 dargestellte Vorco dierer 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 (entsprechen 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 Vorcodierer
EC Encoder
IN Inverter
Tb Laufzeitglied
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 Toggle-Flip-Flop
AND UND-Gatter
CL Taktsignal
Q Datenausgang
D Dateneingang
TE Codierer-Taktsignal
MUX Multiplexer

Claims

1. Codierer für ein Duobinärsignal (c(k)) mit einem Vorcodie rer (PRC), der eine EXOR-Funktion aus seinem vorhergehenden logischen Ausgangssignal (b(k-1)) und einem aktuellen Bit ei nes Binärsignals (d(k)) realisiert, und einem nachgeschalte ten Encoder (EC), der das Duobinärsignal (c(k)) erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorcodierer (PRC) ein rückgekoppeltes Toggle-Flip- Flop (TFF) vorgesehen ist, dessen am Takteingang anliegendes Taktsignal (CL) bei einem logischen Zustand ("0") des Binär signals (d(k)) unwirksam ist und bei dem anderen logischen Zustand ("1") des Binärsignals (d(k)) wirksam ist, so daß sich in diesem Fall bei jedem Taktimpuls das Ausgangssignal (b(k)) des Toggle-Flip-Flops (TFF) ändert.

2. Codierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Takteingang des Toggle-Flip-Flops (TFF) ein UND- Gatter (AND) vorgeschaltet ist, dem das Taktsignal (CL) und das Binärsignal (d(k)) zugeführt werden.

3. Codierer für ein Duobinärsignal (c(k)) mit einem Vorcodie rer (PRC), der eine EXOR-Funktion aus seinem vorhergehenden logischen Ausgangssignal (b(k-1)) und einem aktuellen Bit ei nes Binärsignals (d(k)) realisiert, und einem nachgeschalte ten Encoder (EC), der das 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. Codierer für ein Duobinärsignal (c(k)) mit einem Vorcodie rer (PRC), der eine EXOR-Funktion aus einem vorhergehenden logischen Ausgangssignal (b(k-1)) und einem aktuellen Bit ei nes Binärsignals (d(k)) realisiert, und einem nachgeschalte ten Encoder (EC), der das 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. Codierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang des Encoders (EC) über eine Anpassungsein heit (AN) ein optischer Modulator (MO) angeschaltet ist, der das Duobinärsignal (c(k)) in ein optisches Signal (OS) umsetzt, das zwei Zustände mit hohem Signalpegel und um 180° un terschiedliche Phasenlagen aufweist und das einen dritten Zu stand aufweist, in dem kein Signal oder ein Signal mit gerin gem Pegel erzeugt wird.