DE2025920A1 - transmission system with phase-modulated pulses - Google Patents

transmission system with phase-modulated pulses

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DE2025920A1 DE19702025920 DE2025920A DE2025920A1 DE 2025920 A1 DE2025920 A1 DE 2025920A1 DE 19702025920 DE19702025920 DE 19702025920 DE 2025920 A DE2025920 A DE 2025920A DE 2025920 A1 DE2025920 A1 DE 2025920A1
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Description

PatentanwaltPatent attorney

7 Stuttgart -30 ■7 Stuttgart -30 ■

Kurze Strasse 8 ·Short street 8

A.H. Reeves-M.M. Ramsay - A.E. Mounter S.P. Laurence 92-3-2-1AH. Reeves-M.M. Ramsay - A.E. Mounter S.P. Laurence 92-3-2-1

INTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, NEW YORKINTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, NEW YORK

Übertragungssystem mit phasenmodulierten ImpulsenTransmission system with phase-modulated pulses

Die Erfindung betrifft ein Übertragungssystem mit phasenmodulierten Impulsen.The invention relates to a transmission system with phase modulated Impulses.

Ein derartiges Übertragungssystem wird anhand der Fig. la und Ib erläutert. In Fig. la ist eine Bezugsträgerwelle gezeigt, die dieselbe Wellenlänge aufweist, wie die mit dem pulsmodulierten Träger übertragenen Signale der Fig. Ib. Diese modulierten Impulse stellen ungleiche Zeichen dar, da sie zur Bezugsträgerwelle eine verschiedene Phasenbeziehung aufweisen. Der erste Impuls des Trägers ist mit der Bezugsträgerwelle in Phase, während der zweite Impuls in Gegenphase zur Bezugsträgerwalle ist. Die Fig. Ib gibt ein System wieder, in dem die Phasentrennung zwischen ungleichen Zeichen mit Jf gegeben ist. Diese sogenannte Pulsphasenmodulation kann leicht mit Pendeloszillatoren ausgeführt werden, da diese die Eigenschaft aufweisen, daß sie mit einem Teil ihres Irapulszyklus durch einen Steuerimpuls getriggert werden können. Die Trägerwelle desSuch a transmission system is explained with reference to FIGS. La and lb. In Fig. La is a reference carrier shaft shown, which has the same wavelength as the signals transmitted with the pulse-modulated carrier of Fig. Ib. These modulated pulses represent unequal characters because they have a different phase relationship to the reference carrier wave exhibit. The first pulse of the carrier is in phase with the reference carrier wave while the second pulse is in phase is in phase opposition to the reference carrier wall. Fig. Ib shows a system in which the phase separation between unequal sign with Jf is given. This so-called Pulse phase modulation can easily be carried out with pendulum oscillators, since these have the property that they can be triggered with a part of their Ira pulse cycle by a control pulse. The carrier wave of the

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Steuerimpulses hat dieselbe Frequenz wie der Oszillator. Der Oszillator wird daher mit der Phase des Steuerimpulses gezündet.Control pulse has the same frequency as the oscillator. The oscillator is therefore synchronized with the phase of the control pulse ignited.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Übertragungssystem mit phasenmodulierten Impulsen zu schaffen, bei dem in einfachster Weise auf der Empfangsseite aus den übertragenen Impulsfolgen neben den Informationen auch die BezugssignaleIt is the object of the invention to provide a transmission system with phase-modulated pulses in which the simplest On the receiving side, the transmitted pulse trains not only contain the information but also the reference signals

" abgeleitet werden können. Das Übertragungssystem mit phasenmodulierten Impulsen ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die binären Zeichen der Information durch unterschiedliche Phasenlage der Trägerwelle der Impulse in Bezug auf eine Bezugswelle derselben Frequenz dargestellt werden, wobei die Bezugssignale in regelmäßigen Zeitabständen als Synchronisierimpulse über denselben Kanal übertragen werden. Aus den vorzugsweise mit gleicher Phase übertragenen Synchronisierimpulsen kann empfangsseitig ein Bezugssignal zur Phasenbestimmung der phasenmodulierten Informationsimpulse abgeleitet werden. Einzelheiten des neuen Übertragungssystems können der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles "can be derived. The transmission system with phase-modulated Impulse is characterized according to the invention that the binary characters of the information through different phase position of the carrier wave of the impulses with respect to a reference wave of the same frequency, the reference signals being at regular time intervals are transmitted as synchronization pulses over the same channel. From the preferably transmitted with the same phase Synchronization pulses can receive a reference signal for determining the phase of the phase-modulated information pulses be derived. Details of the new transmission system can be found in the description of an exemplary embodiment

Wk > und den Unteransprüchen entnommen werden. Wk > and the subclaims.

Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten optischen Pulsphasenmodulations-Übertragungssystems näher erläutert. Es zeigen:The invention is illustrated by means of one in the drawings optical pulse phase modulation transmission system explained in more detail. Show it:

Fig. 2 einen Halbleiter-Laser als Pendeloszillator,2 shows a semiconductor laser as a pendulum oscillator,

Fig. 3 ©in Vektordiagramm, das die Phasen der Impulse bei einem Impulswiederholer des Übertragungssystems angibt, bei dem die Pkasentrennung zwischen ungleichen Zeichenlf/2 ist,Fig. 3 © in vector diagram showing the phases of the pulses in the case of a pulse repeater of the transmission system, in which the Pkaseparation between unequal characters is lf / 2,

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Fig. 4 ein Vektordiagramm zur Erläuterung der Impulsphasenkorrektur über mehrere in Reihe geschaltete Impulswiederholer,Fig. 4 is a vector diagram for explaining the Pulse phase correction via several pulse repeaters connected in series,

Fig. 5 ein Übertragungsschema, das die Phasenwiederherstellung in einem Übertragungssystem zeigt, bei dem die Fhasentrennung zwischen ungleichen Zeichen Jf ist,Fig. 5 is a transmission scheme showing phase recovery shows in a transmission system in which the phase separation between unequal Character Jf is

undand

Fig. 6 ein Prinzipbild eines optischen Impulswiederholers für ein übertragungssystem, bei dem die Phasentrennung zwischen ungleichen Zeichen 3f ist.Fig. 6 is a schematic diagram of an optical pulse repeater for a transmission system in which the Phase separation between dissimilar characters is 3f.

Da das AusfUhrungsbeispiel einen Pendeloszillator verwendet, soll zunächst die Wirkungsweise eines derartigen Stromkreises erläutert werden.Since the exemplary embodiment uses a pendulum oscillator, the mode of operation of such a circuit will first be explained.

Die mathematische -Analyse der Arbeitsweise eines Pendeloszillators 1st bekannt, und es 1st klar, daß diese Prinzipien auch für den Bau eines Oszillators verwendet werden können, der mit optischen Frequenzen arbeitet. Ein Pendeloszillator ist ein Oszillator, dessen Dämpfungskonstante mit der Zeit variiert. Damit dieser Oszillator sich selbst löscht, mufl der Dämpfungsfaktor innerhalb des Oszillators erzeugt werden und eine verzögerte Funktion seines Ausgangssignals sein. Dies bedingt, daß die Gleichung für die Arbeitsweise des Oszillators eine nichtlineare Differentialgleichung zweiter Ordnung sein muß. The mathematical analysis of how a pendulum oscillator works Is known, and it is clear, that these principles are also used for the construction of an oscillator working with optical frequencies. A pendulum oscillator is an oscillator whose damping constant varies over time. So that this oscillator itself cancels, the damping factor must be generated within the oscillator and a delayed function of its output signal be. This implies that the equation for the operation of the oscillator must be a non-linear differential equation of the second order.

Ein Laser, der einen optischen Oszillator darstellt, kann im Prinzip als Pendeloszillator ausgelegt werden, wenn in die Treiberstufe des Lasers eine RückkopplungsschleifeA laser, which is an optical oscillator, can in principle be designed as a pendulum oscillator if in the driver stage of the laser creates a feedback loop

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eingeführt wird. Dies erfordert die Verwendung von photoelektrischen Empfängern und von Verzögerungseinrichtungen in der Ruckkopplungssehleife, um- die gewünschte Pendelfrequenz-Schwingung au erhalten. Es ist schwierig und aufwendig, mit dieser Art von Pendeloszillator ein® Impulsfolgefrequenz größer als 1 QEz zu erhalten.. Die Impulsfolgefrequenz 1st im wesentlielaen durch die Anstiege- und Abfallzeiten der Lasertreiberwell© bestimmt „ Biese Se&wlerigkeitkann dadurch umgangen werde©,, <äa3 die Lasertreiberwelle dauernd ansteht und eine optische Rückkopplung verwendet wird. Die Tatsache, daß eisie optisch© Rückkopplung' Erzeugung eiiiQs» Pendelfregaeaz-Sßtejii^Mig verw©ai© kann, liegt zvm Teil darlia fesgrtiadet, daS der dtttefak'eöi? Q und die Laufzeit des Leeqpq ®ine ¥eFSsög©rimg bewirken und daß das Verhältnis der Pppislatiöaswikelii9 und die Geschwindigkeit des Lichtaufbaue© la der Hesonanskßmmer beide® Funktionen sind, die von der optischen Feldstärke in der Issonanskafiiiier abhängig sind. Daraus ia.t zu era@hen» daS ©in Laser mit dauernd anstehender üireiberwell® äareh Einfügung einer nichtlinearen optischen Dämpfungs@inrichtung zu einem Pendel» oszillator gemacht werden kanu» Die nichtlineare Däaipfungs» einrichtung kann aus bekannten Substsnssen gebildet, werden, deren Dämpfung unter dem Einflui von starkem lacht abnimmt. Für den Laser wird ein® Halblelter-Injektionediode ~verwendet. Die nichtlineare Dämpftmgseinriclt«mg kann dann aus demselben' Material hergestellt werden. Die als nichtlineare DMmpfungseinrichtung verwendete Halbleiterdiode kann in diesem Fall elektrisch gespeist werten« vm am optische Feld %u reduzieren, das zur AbsohwMchung benötigt νύ.Έ?άα Die Diode muB in jedem Pail weit unterhalb des' lÄ3©s^S©liw©lle betrieben werden, so daß sie bei der Abwesenheit Jeios3 äußeren optischen -Beleuchtung nicht z« i@liwiiig«n gebr&eht werden kenn, Die ; Beleuchtung der Diode mit LiehtΛ das ungefähr die Wellenlängeis introduced. This requires the use of photoelectric receivers and delay devices in the feedback loop in order to obtain the desired pendulum frequency oscillation. It is difficult and expensive to obtain a pulse repetition frequency greater than 1 QEz with this type of pendulum oscillator. The pulse repetition frequency is essentially determined by the rise and fall times of the laser driver wave is constantly pending and an optical feedback is used. The fact that eisie can visually © feedback 'generation eiiiQs "Pendelfregaeaz-Sßtejii ^ Mig verw © ai ©, is zvm part darlia fesgrtiadet, tHe the dtttefak'eöi? Q and the running time of the Leeqpq ®ine ¥ eFSsög © rimg and that the ratio of the Pppislatiöaswikelii 9 and the speed of the light build-up © la der Hesonanskammmer are both functions that are dependent on the optical field strength in the Issonanskafiiiier. This ia.t to era @ hen "tHe © in laser permanently pending üireiberwell® äareh insertion of a nonlinear optical attenuation @ inrichtung to a pendulum" oscillator-made canoe »The nonlinear Däaipfungs can" device from known Substsnssen formed, whose damping decreases below the Einflui of strong laughs. A half-parent injection diode ~ is used for the laser. The non-linear damping device can then be made from the same material. The semiconductor diode used as nonlinear DMmpfungseinrichtung may treat electrically energized in this case, "vm and reduce the optical field%, which for AbsohwMchung required νύ.Έ? Ά α Diode MUB in each Pail far below the 'lÄ3 © s ^ S © liw © lle be operated so that it in the absence of external optical Jeios 3 - not z "i @ liwiiig" n GeBr characterizing lighting eht be the; Illumination of the diode with light Λ that is roughly the wavelength

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aufweist, führt zur Anregung von übergängen zwischen den beiden Energiezuständen, die die Laserwellenlänge bestimmen. Da zu Beginn eine größere Population des niedrigeren Schaltzustandes vorliegt, findet eine Netzenergieabsorption aus der Einfallbeleuchtung statt. Wenn die Beleuchtung stark genug ist, um die von selbst entstandenen Übergänge zu unterdrücken, dann wird die Bedingung erreicht, in der die beiden Populationen gleich sind. Die Wahrscheinlichkeit, daß ein einfallendes Photon einen jhas, leads to the excitation of transitions between the two energy states that determine the laser wavelength. Since a larger population of the If the switching state is lower, network energy is absorbed from the incident lighting. if the lighting is strong enough to suppress the self-created transitions then the condition becomes achieved in which the two populations are equal. The probability that an incident photon has a j

Übergang vom niedrigen zum höheren Energiezustand anregt, wird gleich der Wahrscheinlichkeit, daß ein umgekehrter Übergang stattfindet. Unter diesen Voraussetzungen wird die Diode statistisch durchsichtig gemacht.Stimulates transition from low to higher energy state, becomes equal to the probability that a reverse transition will take place. Under these conditions will made the diode statistically transparent.

Aus den vorstehenden Ausführungen läßt sich ableiten, daß ein optischer Pendeloszillator über eine optische Kopplung von zwei Halbleiter-Injektionslaserdioden aufgebaut werden kann. Im Betrieb sind beide Dioden einer dauernd anstehenden Treiberwelle ausgesetzt. Die Steuerung einer Diode ist stark genug, so daß die Diode laserkorrellerte Wellen aussendet.From the above it can be deduced that an optical pendulum oscillator has an optical coupling can be constructed from two semiconductor injection laser diodes. In operation, both diodes are constantly pending Driver shaft exposed. The control of a diode is strong enough that the diode emits laser-corrugated waves.

Die andere Diode ist vorsätzlich so gesteuert, daß sie ohne zusätzliche äußere Einflüsse keine laserkorrelierte % Wellen aussendet. Es sind experimentelle Gründe, die die Ansicht aufkommen ließen, daß unbedingt zwei getrennte Laser-Resonanzkammern benötigt werden. Mindestens unter bestimmten Bedingungen reicht es aus, einen einzigen Laser vorzusehen, dessen Stromdichte über den PN-Übergang in einem Teil der Resonanzkammerlänge kleiner gemacht werden kann als Im übrigen Teil. Um dies zu erreichen, kann eine Elektrodensohicht der Einrichtung in zwei Teile geteilt werden, wie Big. 2 zeigt. Die beiden Teile werden getrennt angeschaltet, so daß die Stromdichte über den PN-ÜbergangThe other diode is deliberately controlled in such a way that it does not emit any laser-correlated% waves without additional external influences. It is experimental reasons that led to the view that two separate laser resonance chambers are absolutely necessary. At least under certain conditions it is sufficient to provide a single laser, the current density of which can be made smaller via the PN junction in a part of the length of the resonance chamber than in the remaining part. To achieve this, an electrode sheet of the device can be divided into two parts, like Big. 2 shows. The two parts are switched on separately, so that the current density across the PN junction

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verschieden eingestellt werden kann. Diese kann, wie in Fig. 2 angegeben, gespeist werden» In Fig. 2 ist das Halbleiter-Stück 1 mit dem PM-Übergang 2 gezeigt. Eine Metallelektrode ist mit 3 bezeichnet s während die andere Elektrode in die beiden Teile 4 und 5 unterteilt ist. Die Teilung wird durch einen Kanal β vollzogen^ der parallel zu den reflektierenden Flächen 7 des Lasers ir©rlHuft. Die beiden Teile des Lasers sind mit einer gemeinsamen Spannungsquelle 8 verbunden, und zwar üb©2° die llIdQFStiacle 9 u^d io, die so gewählt sind, daß di© Stromdichte tifeei? dea teil des Lasers unter der Elektrode 4 größer ist als öle Stromdichte in dem Teil unter der Elektrode 5»can be set differently. This can, as indicated in FIG. 2, be fed. FIG. 2 shows the semiconductor piece 1 with the PM junction 2. A metal electrode is denoted by 3 s while the other electrode is divided into the two parts 4 and 5. The division is carried out by a channel β which runs parallel to the reflective surfaces 7 of the laser. The two parts of the laser are connected to a common voltage source 8, namely via the llIdQFStiacle 9 u ^ d io, which are chosen so that the current density tifeei? the part of the laser under the electrode 4 is greater than the oil current density in the part under the electrode 5 »

Der Ausgangssender eines UberferagiHigssyBfeeia^ fessteöt aus einem-einfachen Mode-Mitlauflss©^ dem ©is© elektro-optische Phasenplatte nachg@@chaltet ist. Dieser, laser5 tmt irorzugsweise so aufgebaut, d&S öle Mifcnafeao bsw."uer MitlaMf Innerhalb des Lasers erreicht viirdp ü© daS keine Moönlatloasfrequenz= bandsignale benötigt werden« Der' Mode-litlaiaflaseF erzeugt phasen-kohärente Impulse in regelraäSigen Zeifcabstäuden. Bevor diese Impulse ausgesendet werden, passieren sie einen elektrooptischen Kristall, so daß die Impulse individuell um die halbe Wellenlänge verzögert werden können«, Diese Verzögerung wird durch ein entsprechendes elektrisches Potential am Kristall bewirkt.The output transmitter of a UberferagiHigssyBfeeia ^ fessteöt from a simple fashion follow-up line which is followed by an electro-optical phase plate. This laser 5 tmt irorzugsweise constructed to d & S oils Mifcnafeao bsw. "Uer MitlaMf Within the laser reaches viirdp ü © tHe no Moönlatloasfrequenz = band signals are needed produces" The 'fashion litlaiaflaseF phase-coherent pulses in regelraäSigen Zeifcabstäuden. Before these pulses emitted they pass an electro-optical crystal, so that the impulses can be delayed individually by half a wavelength. "This delay is caused by a corresponding electrical potential on the crystal.

Es wird nun das Verfahren zur Wiederherstellung öer richtigen Phasenlage der Impulse erläutert, wenn sie einem Impuls» wiederholer durchlaufen. Die an einem Impulswiederfeoler ankommenden Impulse weisen eine.bestimmt© Amplituden- und Phasenschwankung auf. Die Aufhebung der iUnplifoadenschwankung ist verhältnismäßig einfach. Is wird ein Schwellwertb@grenzer eingesetzt, wie es z.B. ein Pendeloszillator isfe. Dl© Aufhebung der Phasenschw&i3kungen Ist w@ifc schwieriger ws&d wird anhand der Fig. 3» 4 und 5 erläuterteThe restoration procedure will now be correct Phase position of the impulses explained when they are an impulse » iterate repeatedly. The one on an impulse repeater incoming impulses have a. determined © amplitude and Phase fluctuation on. The cancellation of the iUnplifoad fluctuation is relatively easy. Is becomes a threshold limiter used, e.g. as a pendulum oscillator isfe. Dl © cancellation the phase fluctuations is w @ ifc more difficult ws & d becomes 3, 4 and 5 explained with reference to FIGS

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In Pig. 3 ist die richtige Phasenlage der Eingangsimpulse für die Zeichen "1" und HOW durch die Vektoren OA und OB dargestellt. In Wirklichkeit sind diese Impulse jedoch auf Grund von Geräuschen, die eine Amplituden- und Phasenschwankung bewirken, gestört. Die Amplitudenschwankungen werden zuerst durch eine Schwellwertschaltung ausgeglichen« so daß die vektorielle Darstellung der begrenzten Impulse "1" und "O" in den Bereichen OA1 bis OA11 und OB1 bis OB" liegt. Diese Impulse werden dann mit einem örtlich erzeugten Signal gemischt, dessen Phase und Amplitude durch den Vektor CO gegeben wird. Die Phase dieses Vektors wird so gewählt, daß sie in der Hitte zwischen den Phasen der Vektoren- OA und OB liegt. Die Amplitude dieses Vektors wird 2-mal der Amplitude der begrenzten Eingangssignale gewählt. Kleine Fehler in der Phase sind daher durch die Vektoren OA', OA", OB* und OB" gegeben und werden vollständig in Amplltudensohwankungen umgewandelt, die durch die Vektoren CA1, CA", CB* und CB* dargestellt und durch eine nachfolgende Schwellwertschaltung ausgeglichen werden können» Wenn das effektive Signal-Geräusch-Verhältnis am Eingang z.B. 20 dB ist, dann beträgt die effektive Phasenschwankung, die durch dieses Geräusch gegeben ist, etwa 4,3° und kann mit diesem System auf etwa 10* reduziert werden. Es muß nooh bemerkt werden, daß als Nebenerscheinung dieser Aufhebung der Phasenschwankungaa eine Umkehr der Phasendifferenz zwischen den Zeichen M0" und "1* auftritt. Wenn ein Zeichen nltt einem Zeichen "0n umJT/2 vor der Aufhebung der Phasensohwankungen vorauseilt, dann wird es nach der Aufhebung um JJ/2 nacheilen und umgekehrt.In Pig. 3 the correct phase position of the input pulses for the characters "1" and H O W is shown by the vectors OA and OB. In reality, however, these impulses are disturbed due to noises which cause amplitude and phase fluctuations. The amplitude fluctuations are first compensated for by a threshold circuit so that the vector representation of the limited pulses "1" and "O " lies in the ranges OA 1 to OA 11 and OB 1 to OB ". These pulses are then mixed with a locally generated signal , the phase and amplitude of which is given by the vector CO. The phase of this vector is chosen so that it lies in the middle between the phases of the vectors OA and OB. The amplitude of this vector is chosen twice the amplitude of the limited input signals Small errors in phase are therefore given by the vectors OA ', OA ", OB * and OB" and are completely converted into amplitude fluctuations represented by the vectors CA 1 , CA ", CB * and CB * and by a subsequent one Threshold circuit can be compensated »If the effective signal-to-noise ratio at the input is, for example, 20 dB, then the effective phase fluctuation, which is given by this noise, is about 4, 3 ° and can be reduced to around 10 * with this system. It must now be noted that as a side effect of this cancellation of the phase fluctuationaa there occurs a reversal of the phase difference between the characters M 0 "and" 1 *. If a character n l tt leads a character "0 n" by JT / 2 before the cancellation of the phase fluctuations, then it will lag behind by JJ / 2 after cancellation and vice versa.

Ist der Phasenfehler verhältnismäßig groß, aber noch kleiner alsTf/4, dann reicht ein Impulswiederholer alt dieser Phasenwinkelkorrektur nicht aus, den Phasenfehler vollständig auszugleichen, wie Flg. 4 zeigt. Wenn der Phasenfehler zu BeginnIf the phase error is relatively large, but still smaller than Tf / 4, then a pulse repeater old with this phase angle correction is not sufficient to completely compensate for the phase error, as shown in FIG. 4 shows. When the phase error at the beginning

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durch den Winkel XjOA = ck gegeben ist, dann beträgt der Phasenfehler am Ausgang des Impulswlederholers einen Wert, der durch den Winkel X1CA - & gegeben ist. Wenn dieses Signal Jedoch eine Reihe von in Kaskade geschalteten Impulswiederholern durchläuft, dann wird die Korrektur in jeder Stufe verbessert. Der PhasenfehlerOl erscheint daher am nächsten Irapulswiederholer als Winkel XgOB. Pur den dritten, vierten und fünften Impulswiederholor sind die Phasenfehler durch die Winkel Χ,ΟΑ, X1^OB und XgOA gegeben. Die Phasenkorrektur kann daher mehrfach angewandt werden. Voraussetzung ist Jedoch, daß der Phasenfehler nie gröler al® 3f/4 ist.is given by the angle XjOA = ck , then the phase error at the output of the pulse swinger is a value which is given by the angle X 1 CA - & . However, if this signal passes through a series of cascaded pulse repeaters, then the correction is improved at each stage. The phase error O1 therefore appears at the next pulse repeater as angle XgOB. For the third, fourth and fifth pulse repeater, the phase errors are given by the angles Χ, ΟΑ, X 1 ^ OB and XgOA. The phase correction can therefore be applied several times. However, the prerequisite is that the phase error is never greater than 3f / 4.

Eine Verbesserung dieser Art kann auch bei einem übertragungssystem erreicht werden, bei dem die Zeichen wln und η0Μ mit einer Phasentrennung von JT übertragen werden. Das System sieht dabei eine mehr&che Phasenkorrektur nach Fig» 4 vor, wenn der Fehler nicht größer als JT/2 ist. Das Wesentlichste dieses Systems ist, daß die Phasentrennung von ungleichen Zeichen zuerst von Jf auf Jf/2 umgewandelt wird. Danach werden die Signale in der Welse weiterbehandelt, wie anhand der Flg. 2 erläutert wurde. Zum Schluß werden die Signale wieder in ihre ursprüngliche Phasentrennung von3[ zurückverwandelt. In Fig. 5 ist das Übertragungeschema für dieses System gezeigt. Die ankommenden Signale, die eine normale Phasentrennung von T zwischen ungleichen Zeichen aufweisen, sind auf Grund der Amplituden- und Phasenschwankungen und in Abhängigkeit von ihrer normalen Phase entweder durch den Vektor 40 oder durch den Vektor 41 dargestellt. Diese ankommenden Signale durcnlsMrea zuerst ein« Schwellwertschaltung 42, um die Amplitiicl©aeonwankungen auezugleichen, und werden dann alt eine» örtlich erzeugten Signal gemischt, dessen Phase und Amplitude durch den Vektor 43 dargestelltAn improvement of this type can also be achieved in a transmission system in which the characters w l n and η 0 Μ are transmitted with a phase separation of JT. The system provides more phase correction according to FIG. 4 if the error is not greater than JT / 2. The most essential of this system is that the phase separation of dissimilar characters is first converted from Jf to Jf / 2. The signals are then processed further in the catfish, as shown in Flg. 2 was explained. Finally, the signals are converted back to their original phase separation of 3 [. In Fig. 5 the transmission scheme for this system is shown. The incoming signals, which have a normal phase separation of T between dissimilar characters, are represented either by vector 40 or by vector 41 due to the amplitude and phase fluctuations and depending on their normal phase. These incoming signals are first mixed by a threshold value circuit 42 in order to compensate for the amplitude fluctuations, and are then mixed as a locally generated signal, the phase and amplitude of which is represented by the vector 43

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sind. Daraus resultiert ein Signal, das auf Grund der Amplituden- und Phasenschwankungen und in Abhängigkeit der ursprünglichen Phase am Eingang entweder durch den Vektor 44 oder durch den Vektor 45 dargestellt ist. Die Amplitudenschwankung wird über die Schwellwertschaltung 46 ausgeglichen und das Signal dann mit einem zweiten örtlich erzeugten Signal gemischt, dessen Amplitude und Phase durch den Vektor 47 gegeben sind. Das auf Grund der Araplitudenschwankung erhaltene, resultierende Signal hat eine wesentlich kleinere Phasenschwankung. Dieses Signal, das in Abhängigkeit von der ursprünglichen Phase am Eingang entweder durch den Vektor 48 oder durch den Vektor 49 gegeben ist, durchläuft eine Schwellwertschaltung 50 zur Aufhebung der Amplitudenschwankung und wird dann mit einem dritten örtlich erzeugten Signal gemischt, dessen Amplitude und Phase durch den Vektor 51 gegeben sind. Das nach dieser Mischung erhaltene Signal ist im wesentlichen frei von Amplituden- und Phasenschwankungen und ist je nach Phase am Eingang durch den Vektor 52 oder den Vektor 53 gegeben. Daraus ist zu ersehen, daß durch die Addition der Signale mit dem ersten örtlich erzeugten Signal die Phasentrennung zwischen ungleichen Signalen von 3f auf 3JT/2 umgewandelt wird, während über die zweite Addition die Phasenfehler reduziert werden. Über die dritte Addition wird schließlich die ursprüngliche Phasentrennung von 3f wiederhergestellt. Wenn der Phasenfehler verhältnismäßig groß ist, dann kann er über einen Impulswiederholer nicht vollständig ausgeglichen werden. Über in Kaskade geschaltete Impulswiederholer wird die Aufhebung jedoch nahezu erreicht.are. This results in a signal that, due to the Amplitude and phase fluctuations and depending on the original phase at the input either by the Vector 44 or represented by vector 45. the The amplitude fluctuation is detected via the threshold value circuit 46 balanced and then mixed the signal with a second locally generated signal, whose amplitude and phase through the vector 47 are given. This is due to the fluctuation of the araplitude resulting signal obtained has a much smaller phase fluctuation. This signal, which is in Depending on the original phase at the input is given either by vector 48 or by vector 49, passes through a threshold value circuit 50 to cancel the amplitude fluctuation and is then localized with a third The signal generated is mixed, the amplitude and phase of which are given by the vector 51. That obtained after this mixture The signal is essentially free of amplitude and phase fluctuations and, depending on the phase, is through at the input the vector 52 or the vector 53 given. This is to see that by adding the signals to the first locally generated signal, the phase separation between dissimilar Signals from 3f to 3JT / 2 is converted while the phase errors can be reduced via the second addition. The third addition finally becomes the original Phase separation of 3f restored. If the phase error is relatively large, then it can be about a Pulse repeaters cannot be fully compensated for. The However, almost complete repeal.

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Da die Phase eines Signals nur in Bezug auf eine bestimmte Form eines Bezugspunktes, z.B. eine Bezugswelle, gemessen werden kann, erfordert die Informationsübertragung mit Phasenmodulation auch die Übertragung eines Bezugssignals, von dem die Bezugswelle abgeleitet werden kann* Es ist am einfachsten, dieses Bezugssignal über den gleichen Kanal zu übertragen, über den auch die modulierten Signale übertragen werden, so daß alle langsamen und zufälligen Änderungen der Weglänge im Übertragungssystem Iceine Phasenfehler bewirken, da sie sich in gleicher Weise sowohl auf die modulierten Signale als auch auf die Bezugssignale auswirken.Because the phase of a signal only in relation to a specific one The form of a reference point, e.g. a reference shaft, can be measured, requires the transmission of information Phase modulation also means the transmission of a reference signal from which the reference wave can be derived * It is on the simplest way to transmit this reference signal over the same channel over which the modulated signals are transmitted so that all slow and random changes in the path length in the transmission system cause a phase error, since they affect both the modulated signals and the reference signals in the same way.

Ein Verfahren zur Ableitung dieses Bszugssignals verwendet ein Übertragungssystem, bei dem die übertragenen Impulse mit gleichmäßigem Abstand sowohl die Information als auch das Bezugssignal beinhalten» Einige Impulse der Impulsfolge werden zur Übertragung des Bssiagssignals verwendet. Diese Synchronisierimpalse β die das Besagssigpaal beinhalten, sollten vorzugsweise in regeJümäSigen Zeitabschnitten auftreten. Es wird daher z.B. jeder aelmte Impuls als Synchronisierimpuls verwendet.One method of deriving this reference signal uses a transmission system in which the transmitted pulses contain both the information and the reference signal at equal intervals. Some pulses in the pulse train are used to transmit the base signal. This Synchronisierimpalse β involving the Besagssigpaal should preferably occur in regeJümäSigen time periods. Therefore, for example, every single pulse is used as a synchronization pulse.

Der Impulswiederholer ist so ausgelegt, daß in einem Übertragungssystem aufeinander folgende Synchronisier- und Bezugsimpulse durch η modulierte Signalimpulse getrennt sind. Die Synchronisierimpulse belegen die Position po in der Impulsfolge. Der erste modulierte Signallmp«lSj, der nach dem Synchronisierimpuls auftritt, belegt die Position P1, der zweite die Position pg und der n-fce die Position pn. Diese Position pn liegt unmittelbar vor dem nächsten Synchronisierimpuls.The pulse repeater is designed so that successive synchronization and reference pulses in a transmission system are separated by η modulated signal pulses. The synchronization pulses occupy position po in the pulse train. The first modulated signal pulse ISj, which occurs after the synchronization pulse, occupies position P 1 , the second occupies position p g and the n-fce occupies position pn. This position pn is immediately before the next synchronization pulse.

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Wenn der Impulswiederholer auch die !hase der empfangenen Impulse in der beschriebenen Weise wiederherstellen soll« dann muß er zwischen den Synchronisieriinpulsen und den modulierten Signalimpulsen unterscheiden können. Aus den Synchronisierimpulsen wird dann eine Örtliche Bezugswelle abgeleitet, die mit dem übertragenen Bezugssignal in Phase 1st. Das Übertragungssystem sieht zu diesem Zweck ein Codezeichen vor, das eint Form von periodischen Zeichenübergängen umfaßt und die Bedingung für die Wahrscheinlichkeit ergibt, daß ein Impuls in der Position ρ ( 1 ί χ ί" η) die gleiche Phase wie der vorhergehende Impuls in der Position ρχ aufweist. Diese Wahrscheinlichkeit ist nur etwa die Hälfte. Dem steht die Wahrscheinlichkeit Eins gegenüber, daß alle Synchronisierimpulae in der Position pQ die gleiche Phase haben.If the pulse repeater is also to restore the number of pulses received in the manner described, then it must be able to distinguish between the synchronization pulses and the modulated signal pulses. A local reference wave which is in phase with the transmitted reference signal is then derived from the synchronization pulses. For this purpose the transmission system provides a code character which comprises a form of periodic character transitions and which results in the condition for the probability that a pulse in position ρ (1 ί χ ί "η) has the same phase as the previous pulse in position ρ χ has. This probability is only about half. the probability is the one opposite that all Synchronisierimpulae in the position p Q have the same phase.

Unter diesen Voraussetzungen können die Synchronieierimpulse von den modulierten Signalimpulsen getrennt werden. Zu diesem Zweck wird ein Fabry-Perot-Interferometer verwendet, dessen Grundresonanz der Impulsfölgefrequenz der Synchronisierimpulse entspricht. Wird ein derartiges Interferometer in den übertragungsweg der Impulse eingeschaltet, dann kann ein Impuls der Position ρ nur alt nachfolgenden Impulsen der Position ρ interferieren. Zwischen diesem Impuls p_ und Impulsen, die andere Positionen ρ (y f x) belegen, tritt keine gegenseitige Beeinflussung auf. Es werden zunächst die Synohronlslerimpulse betrachtet. Alle Synchroni sierimpulse haben die gleiche Phase, die Kammer befindet sich in Resonanz und die Energie wird von dem einfallenden Licht übernommen, dessen Hauptanteil durch das Interferometer übertragen wird. Die Impulse, die die Positionen ρχ (1 £ χ ^ η) einnehmen, können in zwei Phasengruppen eingeteilt werden. Die individuellen Elemente jeder Under these conditions, the synchronization pulses can be separated from the modulated signal pulses. A Fabry-Perot interferometer is used for this purpose, the basic resonance of which corresponds to the pulse train frequency of the synchronization pulses. If such an interferometer switched into the transmission path of the pulses, then a pulse can position ρ only old subsequent pulses interfere ρ of the position. There is no mutual influence between this pulse p_ and pulses that occupy other positions ρ (yfx). First, the synagogue impulses are considered. All synchronizing pulses have the same phase, the chamber is in resonance and the energy is taken over by the incident light, the majority of which is transmitted through the interferometer. The impulses that take the positions ρ χ (1 £ χ ^ η) can be divided into two phase groups. The individual elements of each

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Gruppe würden In der gleichen Welse miteinander Interferieren wie die Synchronisierimpulse, da die Anzahlen in den Gruppen ungefähr gleich und die Phasen entgegengesetzt sind. Das Interferometer wird daher nahezu die gesamte einfallende Energie, die In diesen Impulsen enthalten ist, reflektieren. Daraus ergibt sich, daß das Interferometer die Synohronislerimpulse mit kleiner Dämpfung weiterUberträgt, während der Hauptanteil der in den modulierten Signalen enthaltenen Energie reflektiert wird. Der Gütefaktor dieses Interferometers wird aus zwei Gründen so groß wie möglich gemacht. Erstens wird dadurch die Unterscheidung zwischen den Synchronisierimpulsen und den anderen Impulsen verbessert und zweitens wird die Phase der übertragenen Impulse ein Durchschnittswert von einer möglichst großen Anzahl von Synchronisierimpulsen. Auf diese Weise wird das Phasengeräusch der Individuellen vom Interferometer abgegebenen Ausgangs-Impulse im Vergleich zu dem Phasengeräusch der Individuellen ankommenden Synchronisierimpulse reduziert.Group would interfere with each other in the same way like the synchronization pulses, because the numbers in the groups roughly the same and the phases are opposite. The interferometer is therefore almost the entire incident Reflect energy contained in these impulses. It follows that the interferometer continues to transmit the synovial impulses with little attenuation during the Main part of those contained in the modulated signals Energy is reflected. The figure of merit of this interferometer is made as large as possible for two reasons. Firstly, it improves the differentiation between the synchronization pulses and the other pulses second is the phase of the transmitted pulses Average value of the largest possible number of synchronization pulses. In this way the phase noise becomes of the individual output pulses emitted by the interferometer compared to the phase noise of the individual incoming synchronization pulses reduced.

Ein anderes Verfahren zur Trennung der Synchronisierimpulse von den übrigen Signalen verwendet einen Teil des ankommenden Signale zum Steuern eines Pendeloszillators, dessen Impuls·' folgefrequenz etwas kleiner ist als die Impulsfolgefrequenz der Synchronisierimpulse. Die Größe dieses Steuersignale wird so festgelegt, daß es gerade zum Mitziehen des Pendel-' Oszillators nicht ausreicht. Unter diesen Voraussetzungen wird die Zündung dieses Oszillators für eine Anzahl von Zyklen ungefähr mit einer Impulsposltion, z.B. p_> zusammenfallen, bevor die Koinzidenz ar* die nächste Impulepoiition ρχ4-1 übergeht. Zündet der Pendeloezillator während des Anstehens eines Triggerinpulees, dann zündet er mit der gleichen Phase wie der Trlggerimpule, auch wenn der Pendeloszillator nicht mit diesem Impuls mitgenommen wird. DasAnother method for separating the synchronizing pulses from the other signals uses part of the incoming signal to control a pendulum oscillator, the pulse rate of which is slightly less than the pulse rate of the synchronizing pulses. The size of this control signal is set in such a way that it is just insufficient to pull the pendulum 'oscillator along. Under these conditions, the ignition of this oscillator will coincide approximately with a pulse position, eg p_>, for a number of cycles, before the coincidence ar * passes over the next pulse position ρ χ 4-1. If the pendulum oscillator fires while a trigger pulse is pending, it fires with the same phase as the trigger pulse, even if the pendulum oscillator is not driven with this pulse. That

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Ausgangssignal des Pendeloszillators kann als Rückkopplungssignal zur Mitnahme durch die Synchronisierimpulse verwendet werden. Zu diesem Zweck wird das Ausgangssignal des Pendeloszillators einem Fabry-Perot-Interferometer zugeführt, das mit der Lichtfrequenz in Resonanz ist. Die Grundresonanz dieses Interferometers kann auf die Impulsfolgefrequenz der Synchronisierimpulse oder auf eine niedrige Harmonische dieser Frequenz gelegt werden. Das Ausgangssignal dieses Interferometers wird zurückgeführt, um ein Hilfssteuersignal zur Verstärkung des vom ankommenden Signal abgeleiteten Steuersignals zu erhalten. Wenn der Pendeloszillator frei schwingt und ungefähr im Synchronismus mit den Impulsen in den Positionen ρ (1 = χ ^" η) zündet, dann werden die PhasenOutput signal of the pendulum oscillator can be used as a feedback signal can be used for entrainment by the synchronization pulses. For this purpose, the output signal of the pendulum oscillator fed to a Fabry-Perot interferometer, which is in resonance with the light frequency. The basic resonance this interferometer can be set to the pulse repetition rate of the sync pulses or to a low harmonic this frequency. The output signal of this interferometer is fed back to an auxiliary control signal for amplifying the control signal derived from the incoming signal. When the pendulum oscillator is free oscillates and roughly in synchronism with the impulses in the positions ρ (1 = χ ^ "η) ignites, then the phases

JtJt

der abgegebenen Impulse zu einer Änderung neigen, da die Zeichenumkehr periodisch ist. Das Interferometer wird demzufolge den Hauptanteil der Energie der Impulse reflektieren und das Hilfssteuersignal nimmt in Wirklichkeit eine Amplitude Null an. Demzufolge wird der Pendeloszillator über annähernden Synchronismus über die verschiedenen Impulspositionen treiben, bis er nach dem Durchlauf der Position pn in annähernden Synchronismus mit der Impulsposition ρ kommt. Auf Grund der Tatsache, daß alle Impulse die gleiche Phase aufweisen, beginnt die Amplitude des Hilfssteuersignals anzusteigen. Das von den ankommenden Signalen abgeleitete Steuersignal wird erhöht und der Pendeloszillator wird von diesen Impulsen mitgezogen. Sollte aus irgendeinem Grund diese Mitnahme des Pendeloszillators gestört werden, dann zündet der Oszillator im Synchronismus mit einem modulierten Signalimpuls und der nächste Steuerimpuls mit entgegengesetzter Phase wird über den HilfsSteuerimpuls nicht mehr verstärkt, sondern vermindert. Wenn dies zur unmittelbaren Aufhebung der Mitnahme des Oszillators nicht ausreicht, dann erfolgt dies sofort nach dem Abklingen des Hilfssteuersignals, da· durch die Impulse mit unterschiedlichen Phasen verursacht wird, die dem Interferometer zugeführt werden.of the emitted pulses tend to change because the character reversal is periodic. The interferometer will therefore reflect the major part of the energy of the pulses and the auxiliary control signal actually assumes an amplitude of zero. As a result, the pendulum oscillator will drive via approximate synchronism over the various pulse positions until it comes into approximate synchronism with the pulse position ρ after passing through the position p n. Due to the fact that all the pulses have the same phase, the amplitude of the auxiliary control signal begins to increase. The control signal derived from the incoming signals is increased and the pendulum oscillator is pulled along by these pulses. If for any reason this pendulum oscillator is disturbed, the oscillator ignites synchronously with a modulated signal pulse and the next control pulse with the opposite phase is no longer amplified via the auxiliary control pulse, but rather reduced. If this is not sufficient to immediately cancel the entrainment of the oscillator, then this takes place immediately after the auxiliary control signal has decayed, since the pulses with different phases which are fed to the interferometer are caused by this.

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Es ist nicht erforderlich, für jeden Impulswiederholer eine örtliche,kontinuierliche Bezugswelle abzuleiten, da die örtlich erzeugten Signale zur Wiederherstellung der Impulsphasen nur während der Impulse benötigt werden. Aus diesem Grunde ist es ausreichend, die Synehronisierimpulse einem zweiten Fabry-Perot-Interferometer zuzuführen, dessen Grundfrequenz gleich der Impulsfolgefrequenz des gesamsten Systems ist. Dieses Interferometer erzeugt dann Ausgangsimpulse mit der gewünschten Impulsfolgefrequenz. Daraus ergibt sich zwangsläufig ein bestimmter Amplitudenabfall der Impulse zwischen zwei aufeinanderfolgenden Synchronisierimpulsen. Wenn dieser Abfall bedeutsam 1st, dann kann er einfach dadurch aufgehoben werden, daß das Signal zur Steuerung eines anderen Pendeloszillators verwendet wird.It is not necessary to derive a local, continuous reference wave for each pulse repeater, since the locally generated signals to restore the pulse phases are only required during the pulses. For this Basically, it is sufficient to feed the synchronization pulses to a second Fabry-Perot interferometer, its fundamental frequency is equal to the pulse repetition rate of the entire system. This interferometer then also generates output pulses the desired pulse repetition rate. This results in inevitably a certain drop in amplitude of the pulses between two successive synchronization pulses. If this drop is significant, then it can be canceled simply by sending the signal to the controller another pendulum oscillator is used.

Eine Schwierigkeit beim Aufbau eines optischen Impulswiederholers ist die Ausschaltung von unechten Rückkopplungswegen, deren Auftreten der Tatsache zuzuschreiben ist, daß die Mehrheit der optischen Einrichtungen doppelseitig gerichtet sind. Unechte Rückkopplungskreise dieser Art können durch den Einsatz von Faraday-Richtungsleitungen eliminiert werden. Davon abweichend können auch Dämpfungsleitungen eingesetzt werden, um Kosten zu sparen und Auslegungsschwierigkeiten zu vermeiden. Die Anwendung dieser Dämpfungsleitungen basiert auf der Tatsache, daß ein Pendeloszillator eine Verstärkung von ungefähr 60 dB hat und nur in einer verhältnismäßig kleinen Zeitspanne über einen Eingangsimpuls gesteuert werden kann. Die Trennung zwischen Pendeloszillatoien, die in Kaskade geschaltet sind, kann mit Dämpfungsleitungen erreicht werden, die zwischen die Oszillatoren geschaltet werden. Voraussetzung dafür ist jedoch, daß die Weglängen zwischen den aufeinander folgenden Einrichtungen so gewählt sind, daß ein in der entgegengesetzten Richtung übertragenes Signal zum falschen Zeitpunkt ..ankommt, um die vorgeordnete Einrichtung zu steuern. Es ist verständlich, daß, obgleichOne difficulty in setting up an optical pulse repeater is the elimination of spurious feedback paths, the appearance of which is attributable to the fact that the majority of optical devices are bidirectional are. Spurious feedback loops of this type can be eliminated by using Faraday directional lines. Deviating from this, damping lines can also be used in order to save costs and design difficulties to avoid. The application of these damping lines is based on the fact that a pendulum oscillator is a Gain of about 60 dB and only in a relatively short period of time over an input pulse can be controlled. The separation between pendulum oscillations, that are connected in cascade can be achieved with damping lines that are connected between the oscillators will. The prerequisite for this, however, is that the path lengths are chosen between the successive devices so that one transmitted in the opposite direction Signal at the wrong time .. arrives to the upstream Control facility. It is understandable that, though

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dieses Licht die Einrichtung nicht steuert« ein beachtlicher Teil des Lichts reflektiert wird und so in der umgekehrten Richtung zurückfließt. Eine Verbesserung dieser Trennung ließe sich daher durch eine Reduzierung der Reflexionsfähigkeit des Fendeloszi11ators erreichen. Ein Verfahren zur Erzeugung einer veränderlichen Reflexionsfähigkeit dieser Art sieht am Ende des Halbleiter-Lasers einen überzug aus durchlässigem Dielektrikum vor« der eine Stärke von einer halben Wellenlänge aufweist und dessen Brechungsindex an den reellen Anteil des Laser-Brechungsindex angepaßt ist. Auf der Schicht mit der Stärke einer halben Wellenlänge wird dann ein vielschichtiger Stapel mit großer Reflexionsfähigkeit abgelagert. Erreicht der Laser die Schwelle, dann tritt bei dieser Anordnung an der Grenzfläche zwischen dem Lasermaterial und der Schicht mit einer Diode von der halben Wellenlänge keine Reflexion auf, da die beiden Brechungsindizes angepaßt sind. Wenn der Laser unterhalb der Schwelle betrieben wird« dann ist das Lasermaterial stark gedämpft für Licht mit der Laserwellenlänge. Der Brechungsindex 1st daher komplex und hat einen großen imaginären Anteil. Wird der Laser unterhalb der Schwelle betrieben, dann 1st der Brechungsindex an der Grenzfläche zwischen diesen Schichten fehlangepaßt, was zu einer beachtlichen Reflexionsfähigkeit führt. -this light does not control the facility «a considerable part of the light is reflected and so in the reverse Direction flows back. An improvement in this separation could therefore be achieved by reducing the reflectivity of the fender oscillator. A procedure to produce a variable reflectivity of this type, a coating appears at the end of the semiconductor laser permeable dielectric in front of «one strength of one half wavelength and whose refractive index is matched to the real portion of the laser refractive index. A multi-layer, highly reflective stack is then deposited on the half-wavelength thick layer. If the laser reaches the threshold, then occurs in this arrangement at the interface between the laser material and the layer with a diode of half Wavelength no reflection, since the two refractive indices are matched. When the laser is below the threshold is operated «then the laser material is strongly attenuated for light with the laser wavelength. The refractive index is therefore complex and has a large imaginary part. Will If the laser is operated below the threshold, then the refractive index is at the interface between these layers mismatched, resulting in considerable reflective ability. -

Die Zufügung dieser Schichten zu einem Laser hat keinen Einfluß auf die Arbeitsleistung des Lasers, wenn dieser über der Schwelle betrieben wird. Es wird lediglich die Resonanzkammer uib eine halbe Wellenlänge verlängert. Auf der anderen Seite wirkt ein unterhalb der Schwelle betriebener Laser als ein Interferenzfilter mit einem dielektrischen Distanzstück mit einer halben Wellenlänge. Trotz des Stapels mit großer Reflexionsfähigkeit wird ein großer Anteil derAdding these layers to a laser has none Influence on the performance of the laser, if this is operated above the threshold. The resonance chamber is only lengthened by half a wavelength. on on the other hand, a laser operated below the threshold acts as an interference filter with a dielectric Spacer with half a wavelength. Despite the high reflectivity stack, a large proportion of the

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JhCentury 2Q2.59202Q2.5920

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auf die Schichten auftreffenden Energie durchgelassen und im Lasermaterial absorbiert. Die Schicht mit einer Stärke einer halben Wellenlänge wird aus Aluminium hergestellt, in dem Galliumarsenid angereichert ist.energy hitting the layers is allowed through and absorbed in the laser material. The layer with a thickness of half a wavelength is made of aluminum, in which gallium arsenide is enriched.

Anhand der Fig. 6 wird ein vollständiger Impulswiederholer für ein Übertragungssystem beschrieben, das eine Phasentrennung von J| zwischen ungleichen Zeichen aufweist. Mit 61 ist der Eingang des Xmpulswlederholers bezeichnet. Das einfallende Licht wird über einen Strahlaufspalter 62 einem Pendeloszillator 63 zugeführt, der als Eingangsimpulsverstärker und als Schwellwertschaltung arbeitet. Ein Teil des Ausgangslichtes des Pendeloszillators 63 wird über den Strahlaufspalter 62 Übertragen und durch den Strahlaufspalter 64 in das Fabry-Perot-Interferometer 65 abgelenkt, dessen Grundresonanz gleich der Impulsfolgefrequenz der Synchronisierimpulse 1st. Wie bereite erwähnt, arbeitet dieses Interferometer als Filter, das die Synchronisierimpulse durchläßt und die anderen Impulse sperrt. Diese Synchronisierimpulse werden dann einem weiteren Fabry-Perot-Interferometer 66 zugeführt, dessen Grundresonanz gleich der Impulsfolgefrequenz über das gesamte übertragungssystem ist. Das Ausgangssignal dieses Interferometers ist eine Reihe von Bezugssignalen, die mit einer Bezugswelle in Phase sind und eine Impulsfolgefrequenz aufweisen, die der Impulsfolgefrequenz über das ganze übertragungssystem entspricht. Auf Grund der Durch-8chnltt8bestimmung über beide Interferometer haben die Bezugsimpulse ein kleineres Phaeengeräusch wie die individuellen Synchronisierimpulse. Diese Bezugsimpulse werden über einen Strahlaufspalter 67 dem Pendeloszillator 68 zugeführt, um einen Amplitudenabfall der :* -simpulse zwischen aufeinanderfolgenden Synchroni slerlaqralMa zu verhindern. Das Ausgangssignal dieses Pendelossillafeore 68 wird nacheinander den Strahlaufspaltern 69 und 70 zugeführt, um die drei örtlichWith reference to Fig. 6, a complete pulse repeater for a transmission system is described, which a phase separation of J | between unequal characters. With 61 the input of the Xmpulswlederholers is designated. The incident light is fed via a beam splitter 62 to a pendulum oscillator 63 which works as an input pulse amplifier and as a threshold value circuit. Part of the output light of the pendulum oscillator 63 is transmitted via the beam splitter 62 and deflected by the beam splitter 64 into the Fabry-Perot interferometer 65, the basic resonance of which is equal to the pulse repetition frequency of the synchronization pulses. As already mentioned, this interferometer works as a filter that allows the synchronization pulses to pass and blocks the other pulses. These synchronization pulses are then fed to a further Fabry-Perot interferometer 66 , the basic resonance of which is equal to the pulse repetition frequency over the entire transmission system. The output of this interferometer is a series of reference signals which are in phase with a reference wave and have a pulse repetition frequency which corresponds to the pulse repetition frequency over the entire transmission system. Due to the thorough determination of the two interferometers, the reference pulses have a smaller phase noise than the individual synchronization pulses. These reference pulses are fed to the pendulum oscillator 68 via a beam splitter 67, in order to prevent the amplitude of the: * pulses between successive synchronizers. The output signal of this Pendelossillafeore 68 is successively fed to the beam splitters 69 and 70 to localize the three

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erzeugten Signale a, b und c zu bilden. Die Phasen und die Amplituden dieser Signale sind auf die für die Phasen-Wiederherstellung der ankommenden Impulse erforderlichen Werte abgestimmt. Die geeigneten Phasen werden an den erwünschten Stellen durch entsprechende Wahl von optischen Weglängen erzeugt. Das erste örtlich erzeugte Signal a wird aus dem übertragenen Teil des Lichteinfalles vom Pendeloszillator 68 am Strahlaufspalter JO abgeleitet und mit dem Strahlaufspalter 71 dem Ausgangssignal des Pendeloszillators 63 überlagert. Das resultierende Signal wird über den Strahlauf spalter 72 dem Pendeloszillator 73 zugeführt. Die Überlagerung des ersten örtlich erzeugten Signals a wandelt die Phasentrennung zwischen ungleichen Zeichen von 3\ auf Tf/2 um. Der Pendeloszillator 73 dient als Schwellwertschaltung, um die Amplitudenschwankungen, die durch die Phasenschwankungen in den Signalen des Pendeloszillators 63 verursacht werden, auszugleichen. Das zweite örtlich erzeugte Signal b wird aus dem reflektierten Teil des Lichtes des Pendeloszillators 68 abgeleitet, der auf den Strahlaufspalter 70 trifft. Dieses Signal b wird über den Strahlaufspalter 74 mit dem Ausgangssignal des Pendeloszillators überlagert. Das resultierende Signal gelangt über den Strahlauf spalter 75 zum Pendeloszillator 76. Diese Überlagerung des zweiten örtlich erzeugten Signals dient zur Reduzierung oder Aufhebung der Phasenschwankungen in den Signalen, die vom Pendeloszillator 73 empfangen werden, wobei diese Phasenschwankungen in Amplitudenschwankungen umgewandelt werden, die durch den als Schwellwertschaltung arbeitenden Pendeloszillator 76 unterdrückt werden. Wie bereits erwähnt, ist ein Störeffekt dieser Überlagerung der zweiten örtlich erzeugten Signale die Phasenumkehr der Zeichen. Das dritte, örtlich erzeugte Signal c wird von dem übertragenen Lichtanteil des Pendeloszillators 68 über den Lichtaufspalter 69 abgeleitet und über den Strahlaufspalter 77 mit dem Ausgangssignal des Pendeloszillators 76 überlagert. Die Überlagerung dieses dritten, örtlich erzeugten Signals wandelt die Phasentrennung zwischen ungleichen Zeichen vonJf/2 aufgenerated signals a, b and c. The phases and amplitudes of these signals are matched to the values required for phase recovery of the incoming pulses. The appropriate phases are generated at the desired locations by appropriate selection of optical path lengths. The first locally generated signal a is derived from the transmitted part of the incident light from the pendulum oscillator 68 at the beam splitter JO and superimposed on the output signal of the pendulum oscillator 63 with the beam splitter 71. The resulting signal is fed to the pendulum oscillator 73 via the beam splitter 72. The superposition of the first locally generated signal a converts the phase separation between unequal symbols from 3 \ to Tf / 2. The pendulum oscillator 73 serves as a threshold value circuit in order to compensate for the amplitude fluctuations which are caused by the phase fluctuations in the signals of the pendulum oscillator 63. The second locally generated signal b is derived from the reflected part of the light from the pendulum oscillator 68 which strikes the beam splitter 70. This signal b is superimposed via the beam splitter 74 with the output signal of the pendulum oscillator. The resulting signal passes through the beam splitter 75 to the pendulum oscillator 76. This superimposition of the second locally generated signal is used to reduce or cancel the phase fluctuations in the signals received by the pendulum oscillator 73, these phase fluctuations being converted into amplitude fluctuations that are generated by the as Threshold circuit operating pendulum oscillator 76 are suppressed. As already mentioned, a disruptive effect of this superposition of the second locally generated signals is the phase reversal of the characters. The third, locally generated signal c is derived from the transmitted light component of the pendulum oscillator 68 via the light splitter 69 and superimposed with the output signal of the pendulum oscillator 76 via the beam splitter 77. The superposition of this third locally generated signal transforms the phase separation between dissimilar symbols of Jf / 2

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Λ»Λ »

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zurück. Das resultierende Signal stellt das Ausgangssignal des Impulswiederholers am Ausgang 78 dar.return. The resulting signal represents the output signal of the pulse repeater at output 78.

Optische Einwegleitungen sind in Fig. 6 nicht gezeigt, die eine unerwünschte Rückkopplung verhindern. Um eine gute Trennung zu erhalten, sind an mindestens drei Stellen 'im Impulswiederholer solche Einwegleitungen erforderlich. Eine Einwegleitung ist unbedingt nötig, um die Rückstrahlung von Licht in das Fabry-Perot-Interferometer 66 zu vermeiden. Eine weitere Einwegleitung ist zur Entkopplung der beiden Interferometer 65 und 66 erforderlich, so daß der BetriebOne-way optical lines are not shown in FIG. 6, which prevent undesired feedback. To be good To obtain separation, such one-way lines are required in at least three places in the pulse repeater. One One-way line is absolutely necessary in order to prevent light from being reflected back into the Fabry-Perot interferometer 66. Another one-way line is required to decouple the two interferometers 65 and 66, so that the operation

wird.will.

des Interferometers 65 nicht beeinflußtjT Eine weitere Einwegleitung muß vor das erste Element eines Impulswiederholers oder hinter das letzte Element eingeschaltet werden, da es unwahrscheinlich ist, daß die optische Weglänge zwischen zwei aufeinander folgenden Impulswiederholern auf einer genügend kleinen Toleranz gehalten werden kann, um sicherzustellen, daß Lichtimpulse zwischen den Impulswiederholern in der Gegenrichtung nicht zur falschen Zeit auftreten und einen Pendeloszillator des vorgeordneten Impulswiederholers ansteuern können.of interferometer 65 does not affect another one-way line must be switched on before the first element of a pulse repeater or after the last element because it it is unlikely that the optical path length between two successive pulse repeaters will be on one sufficiently small tolerance can be kept to ensure that light pulses between the pulse repeaters in the opposite direction do not occur at the wrong time and a pendulum oscillator of the upstream pulse repeater can drive.

Der Endempfänger des Übertragungssystems ist ähnlich aufgebaut wie der Impulswiederholer nach Fig. 6. Das Ausgangssignal am Ausgang 78 wird über einen Photodetektor aufgenommen. Das dritte, örtlich erzeugte Signal c hat eine verschiedene Phase und Amplitude, die so gewählt sind, daß die Überlagerung dieses Signals am Strahlaufspaltep 77 ©ine Aufhebung der Impulse einer Zeichenart durch zerstörende Interferenz verursacht, während die Impulse der anderen Zeichenart nur einer Phasenverschiebung unterliegen.The final receiver of the transmission system is constructed similarly like the pulse repeater according to FIG. 6. The output signal at the output 78 is recorded via a photodetector. The third, locally generated signal c has a different one Phase and amplitude, which are chosen so that the superimposition of this signal at the beam gap step 77 © ine cancellation the impulses of one type of character caused by destructive interference, while the impulses of the other Character type are only subject to a phase shift.

15 Patentansprüche15 claims

0 Bl. Zeichnungen* 6 Fig. 0 sheets drawings * 6 fig.

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Claims (15)

.H. Reeves - M.M. Ramsay - A.E. Mounter P. Laurence 92-3-2-1 Patentansprüche.H. Reeves - M.M. Ramsay - A.E. Mounter P. Laurence 92-3-2-1 claims 1. übertragungssystem mit phasenmodulierten Impulsen, dadurch gekennzeichnet, daß die binären Zeichen ("1" und 11O") der Information durch unterschiedliche Phasenlage der Trägerwelle der Impulse in Bezug auf eine Bezugswelle derselben Frequenz dargestellt werden, wobei die Bezugssignale in regelmäßigen Zeitabständen als Synchronisierimpulse über denselben Kanal übertragen werden.1. Transmission system with phase-modulated pulses, characterized in that the binary characters ("1" and 11 O ") of the information are represented by different phase positions of the carrier wave of the pulses with respect to a reference wave of the same frequency, the reference signals at regular time intervals as synchronizing pulses transmitted over the same channel. *. übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die modulierten Signale für unterschiedliche Zeichen ("1" und BOM) eine vorgegebene Phasentrennung (z.B. Jf oder 3F/2) aufweisen.*. Transmission system according to Claim 1, characterized in that the modulated signals for different characters ("1" and B O M ) have a predetermined phase separation (eg Jf or 3F / 2). 3. übertragungssystem nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Trägerwelle im optischen oder quasioptischen Frequenzbereich liegt.3. Transmission system according to claim 1 and 2, characterized in that the frequency of the carrier wave is in the optical or quasi-optical frequency range. 4. Übertragungssystem nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die als Synchronisierimpulse übertragenen Bezugssignale stets dieselbe Phase aufweisen und daß die modulierten Signale zwischen den Synchronisierimpulsen ein Codezeichen bilden» das eine periodische Zeichenumkehr vorsieht.4. Transmission system according to claim 1 to 3, characterized in that the reference signals transmitted as synchronizing pulses always have the same phase and that the modulated signals between the synchronizing pulses form a code symbol »which provides a periodic symbol reversal. Vo/GrVo / Gr 25. Mai 1970May 25, 1970 009849/1709009849/1709 .H. Reeves 92-3-2-1.H. Reeves 92-3-2-1 5. Übertragungssystem nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den übertragungsweg mehrere Xmpulswiederholer eingeschaltet sind, die die Phasensehwankungen der ankommenden Signale in ÄmplitudenKohwankungen umwandeln, die dann über eine Schwellwertschaltung eliminiert werden.5. Transmission system according to claim 1 to 4, characterized in that several pulse repeaters are switched on in the transmission path, which convert the phase fluctuations of the incoming signals into amplitude fluctuations, which are then eliminated via a threshold value circuit. 6. Übertragungssystem naoh"Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Impulswlederholer und der Endempfänger ©inen oder mehrere Pendeioszillatoroa und Fhasen-Wiederherstellungseinrichfciaragen enthalten« die mindestens einen Teil der Fhasensohwankungen der ankonrosnd©» Impulse in Amplituden-Schwankungen umwandeln^ al© dann über eine Scliwellwe^fc= schaltung eliminiert werden.6. transmission system naoh "claim 5, characterized in that that a pulse sweater and the end recipient © inen or several pendulum oscillators and phase recovery facilities contain “the at least a part of the Fhasensohwiegen the ankonrosnd ©” impulses in amplitude fluctuations convert ^ al © then via a Scliwellwe ^ fc = circuit can be eliminated. 7k übertragungssystem aaeh Anspruch 69 dadurch gekennzeichnet, daß die Signalimpuls® ohne Fhasenutäkehr zwischen ungleichen Zeichen ("I*1 und WOW) erneuert werden.7k transmission system aaeh claim 6 9, characterized in that the Signalimpuls® are renewed without phase reversal between unequal characters ("I * 1 and W O W ). 8. übertragungssystem nach Anspruoh 5 bis J, dadurch ^kennzeichnet, daß ein Impulswiederholer die folgenden Stufen umfaßt8. Transmission system according to Claims 5 to J, characterized in that a pulse repeater comprises the following stages a) eine Schwellwertsehaltimg zur Aufhebung der Amplitudenschwankungen des ankommenden Sign&ls,a) a Schwellwertsehaltimg to cancel the Amplitude fluctuations of the incoming signal & ls, b) eine PhaeenMnderungestufe, um die Phasentrennung swischen ungleiche Zeichen ("1" und nOn) mit Hilfe einer pulsmodulieFtezi Tragerwelle von getigneter Amplitude und Ruti® a^jf den Wert ^f/2 su bringen,b) a phase change stage to bring about the phase separation between unequal characters ("1" and n O n ) with the help of a pulse-modulated carrier wave of suitable amplitude and Ruti® a ^ jf the value ^ f / 2 su, β) eine weitere 8@:b$«lXwsrtech&ltung,β) another 8 @: b $ «lXwsrtech & ltung, 009849/Λ709009849 / Λ709 .H. Reeves 92-3-2-1.H. Reeves 92-3-2-1 d) eine weitere Phasenänderungsstufe, die die relative Phasentrennung von 3f/2 zwischen ungleichen Zeichen ("1" und "0") durch Addition mit einer pulsmodulierten Trägerwelle entsprechender Amplitude und Phase umkehrt,d) another phase change stage, which increases the relative phase separation of 3f / 2 between unequal Characters ("1" and "0") by adding one reverses the pulse-modulated carrier wave of the corresponding amplitude and phase, e) eine dritte Schwellwertschaltung unde) a third threshold circuit and f) eine dritte Phasenänderungsstufe, die die ursprüngliche Phasentrennung (z.B.vfl) zwischen ungleichen Zeichen ("I" und "O1V) durch Additionf) a third phase change stage, the original phase separation (egvfl) between unequal characters ("I" and "O 1 V) by addition mit einer pulsmodulierten Trägerwelle entsprechender Amplitude und Phase wiederherstellt.with a pulse-modulated carrier wave of appropriate amplitude and phase. 9· Übertragungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Impulswiederholer als Endempfänger nach der dritten Schwellwertschaltung eine Umkehr umfaßt, die die phasenmodulierten Impulse in amplitudenmodulierte Impulse umwandelt, wobei durch zerstörende Interferenz die Signalimpulse einer Bedeutung (z.B. w0") durch Addition mit einer pulsmodulierten Trägerwelle entsprechender Amplitude und Phase ausgelöscht werden, und daß dieser Umkehrstufe eine Photodetektorstufe nachgesohaltet ist.9. Transmission system according to claim 8, characterized in that a pulse repeater as a final receiver after the third threshold value circuit comprises an inversion which converts the phase-modulated pulses into amplitude-modulated pulses, whereby the signal pulses of one meaning (e.g. w 0 ") by addition with a pulse-modulated carrier wave of corresponding amplitude and phase are extinguished, and that this reversing stage is followed by a photodetector stage. 10· Übertragungssystem nach Anspruch 8 und 9* dadurch gekennzeichnet, daß Pendelossiilatoren als Sehwellwertschaltungen verwendet sind.10 · Transmission system according to claims 8 and 9 *, characterized in that pendulum absorbers are used as visual threshold circuits. 009849/1709009849/1709 A.H. Reeves 92-3-2-1AH. Reeves 92-3-2-1 11. Übertragungssystem nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anteil der ankommenden Impulsfolge einem ersten Fabry-Perot-Interferometer (65) zugeführt wird, dessen Grundresonanzfrequenz der Impulswiederholungsfrequenz der Synehronisierimpulse entspricht, daß Teile der örtlich erzeugten Bezugswelle von diesem ersten Interferometer mit einer Periodizität ausgehen, die der Impulsfolgefrequenz der Synehronisierimpulse entspricht, und daß diese Teile der Bezugswelle einem zweiten Fabry-Perot-Interferometer zugeführt werden, dessen Grundresonanzfrequenz der ImpulswiederholuBgsfrequenz des gesamten Übertragungssystems entspricht.11. Transmission system according to claim 1 to 10, characterized in that a portion of the incoming pulse train is fed to a first Fabry-Perot interferometer (65) whose basic resonance frequency corresponds to the pulse repetition frequency of the Synehronisierimpulse that parts of the locally generated reference wave from this first interferometer with start a periodicity which corresponds to the pulse repetition frequency of the Synehronisierimpulse, and that these parts of the reference wave are fed to a second Fabry-Perot interferometer whose basic resonance frequency corresponds to the pulse repetition frequency of the entire transmission system. 12. Übertragungssystem nach Anspruch 2 bis 10* dadurch gekennzeichnet, daß ein Anteil der ankommenden Impulsfolge einen Pendeloszillator (63) steuert, der eine Rückkopplungsschleife zur Mitnate© durch die Synehronisierimpulse aufweist und dessen Schwingungsfrequenz etwas kleiner ist als die Impulsfolgefrequenz der Synehronisierimpulse, daß die Rückkopplungsschleife ein Fabry-Perot-Interferometer enthält, dessen Grundresonanzfrequenz der Impulswiederholungsfrequenz der Synchronisierimpulse entspricht und das Teile der örtlich erzeugten Besugswelle durchlässt, und daß ein Teil dieser Ausgangssignale des Interferometers als Hilfssteuersignal für den Oszillator verwendet wird, während der andere Teil einem zweiten Fabry-Perot-Interferometer zugeführt wird, dessen ßrundresonanzfrequenz der Impulswiederholungsfrequenz des gesamten Übertragungssystems entspricht.12. Transmission system according to claim 2 to 10 * characterized in that that a portion of the incoming pulse train controls a pendulum oscillator (63) which has a feedback loop to Mitnate © by the synchronization impulses and its oscillation frequency is slightly smaller than the pulse repetition rate of the synchronization pulses that the feedback loop is a Fabry-Perot interferometer contains whose fundamental resonance frequency is the pulse repetition frequency corresponds to the synchronization impulses and allows parts of the locally generated Besugswelle to pass through, and that part of these output signals of the interferometer is used as an auxiliary control signal for the oscillator, while the other part is a second Fabry-Perot interferometer is supplied, whose ßrundresonanzfrequenz the pulse repetition frequency of the entire Corresponds to the transmission system. 09849/170909849/1709 --23 ---23 - A.H. Reeves 92-3-2-1AH. Reeves 92-3-2-1 13. übertragungssystem nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Pendeloszillator aus einem einzigen Halbleiterkörper aufgebaut 1st.13. Transmission system according to claim 1 to 12, characterized in that the pendulum oscillator is constructed from a single semiconductor body. 14. übertragungssystem nach Anspruch I3, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper eine Ausgangsfläche aufweist, die einen nicht reflektierenden überzug trägt, der aus einem vielschichtigen Stapel mit großer Reflexionsfähigkeit auf einem durchlässigen Dielektrikum mit einer Schichtstärke von einer halben Wellenlänge besteht, dessen Brechungsindex an den reellen Anteil des Brechungsindex des aktiven Materials des Halbleiterkörpers angepaßt ist.14. Transmission system according to claim I3, characterized in that the semiconductor body has an output surface which carries a non-reflective coating which consists of a multilayered stack with great reflectivity on a permeable dielectric with a layer thickness of half a wavelength, the refractive index of which is close to the real Proportion of the refractive index of the active material of the semiconductor body is adapted. 15. übertragungssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Schicht mit der Außenfläche des Halbleiterkörper« verbunden ist.15. Transmission system according to claim 14, characterized in that the dielectric layer is connected to the outer surface of the semiconductor body. 009849/1709009849/1709
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