DE2025920B2

DE2025920B2 -

Info

Publication number: DE2025920B2
Application number: DE19702025920
Authority: DE
Inventors: Essex Harlow; Simon French Laurence; Anthony Edmund Mounter; Melvin Murray Broxbourne Hertfordshire Ramsay; Alec Harley Reeves
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1969-05-30
Filing date: 1970-05-27
Publication date: 1974-08-29
Also published as: DE2025920A1; FR2049739A5; DE2025920C3; CH522986A; GB1267964A

Description

» Die Erfindung betrifft ein Übertragungssystem mit liner Trägerfrequenz im optischen Frequenzbereich ader in den daran angrenzenden Bereichen, bestehend nus einem Sender, einem Empfänger und gegebenenfalls einem oder mehreren Zwischenverstärkern zur Übertragung digitaler Daten durch Impulse, bei dem sendeseitig ein Laser verwendet wird und empfangsseitig ein Photodetektor vorhanden ist.»The invention relates to a transmission system with liner carrier frequency in the optical frequency range or in the adjacent areas, consisting nus a sender, a receiver and possibly one or more repeaters for Transmission of digital data by means of pulses, in which a laser is used on the transmit side and a laser on the receive side a photodetector is present.

Derartige Systeme sind aus der DT-AS I 226 9 P und aus der DT-AS 1 254 513 bekannt.Such systems are known from DT-AS I 226 9 P and from DT-AS 1 254 513.

In der DT-AS 1 226 912 ist ein Nachrichtenübertragungssystem beschrieben, bei dem ein impulsmäßig betriebener Laser verwendet wird. Die zu übertragende Information wird jedem einzelnen Lichtimpuls des Lasers zu mehreren Bits impulskodiert aufmoduliert, so daß die einzelnen Impulse amplitudenmoduliert übertragen werden.In the DT-AS 1 226 912 is a message transmission system described using a pulsed laser. The one to be transferred Information is modulated pulse-coded to several bits in every single light pulse of the laser, so that the individual pulses are transmitted in an amplitude-modulated manner.

In der DT-AS 1 254 513 ist ein ähnliches, mit Pulscodemodulation arbeitendes Übertragungssystem beschrieben, bei dem noch Zwischenverstärker vorhanden sind.DT-AS 1 254 513 describes a similar transmission system that works with pulse code modulation. which still have intermediate amplifiers.

Bei beiden bekannten Systemen werden im Empfänger der Endstelle bzw. im Empfänger des Zwischenverstärkers die Lichtimpulse unmittelbar demoduliert. Die erforderliche Impulsregeneration erfolgt dort nach der Demodulation.In both known systems, the terminal in the receiver and the repeater in the receiver demodulates the light pulses directly. The required pulse regeneration takes place there after demodulation.

Es ist die Aufgabe der in den Ansprüchen angegebenen Erfindung, ein Übertragungssystem anzugeben, das mit Impulsphasenmodulation arbeitet und bei dem die Impulse im optischen Frequenzbereich regeneriert werden.It is the object of the invention specified in the claims to specify a transmission system, that works with pulse phase modulation and where the pulses are in the optical frequency range be regenerated.

Diese Aufgabe wird mit den in den Ansprüchen angegebenen Mitteln gelöst.This object is achieved with the means specified in the claims.

Es ist ein Vorteil der Erfindung, daß bei den in den Ubertragungsstrecken vorhandenen Zwischenstufen und in der dem Empfänger vorgeschalteten Impulsregenerationsstufe keine Umwandlung der »optischen Frequenzen« in Niederfrequenzen, sondern eine direkte Regeneration der Lichtimpulse erfolgt. Bei einem Übertragungssystem gemäß der Erfindung sind Zwischenverstärker und Empfänger weitgehend gleich aufgebaut.It is an advantage of the invention that in the intermediate stages present in the transmission links and in the pulse regeneration stage connected upstream of the receiver no conversion of the "optical frequencies" into low frequencies, but a direct one The light pulses are regenerated. In a transmission system according to the invention Repeater and receiver have largely the same structure.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigtThe invention will now be explained in more detail with reference to the drawings, for example. It shows

Fig. la eine Bezugsträgerwelle,Fig. La a reference carrier shaft,

Fig. Ib zwei Impulse einer phasenmodulierten Trägerwelle,Fig. Ib two pulses of a phase modulated Carrier wave,

F i g. 2 einen Halbleiterlaser, der als Laser-Pendeloszillator arbeitet,F i g. 2 a semiconductor laser that works as a laser pendulum oscillator,

F i g. 3 ein Vektordiagramm, das zeigt, in welcher Weise die Phasemehler der Impulse in einem Zwischenverstärker für ein Binär-Übertragungssystem, bei dem die Binärzeichen einen Phasenunterschied von π/2 habin, korrigiert werden,F i g. 3 is a vector diagram showing how the phase errors of the pulses in a repeater for a binary transmission system in which the binary characters have a phase difference from π / 2 habin, to be corrected,

F i g. 4 ein Vektordiagramm, das zeigt, wie die Phasenfehler der Impulse durch die Korrektur in mehreren hintereinandergeschalteten Stufen eines Zwischenverstärkers schrittweise vermindert werden,F i g. 4 is a vector diagram showing how the phase errors of the pulses are caused by the correction in several stages of an intermediate amplifier connected in series are gradually reduced,

Fig. 5 ein Diagramm, das zeigt, in welcher Weise die Phasenfehler der Impulse eines Binärübertragungssystems, bei dem die Binärzeichen einen Phasenunterschied von ,7 haben, korrigiert werden,Fig. 5 is a diagram showing how the phase errors of the pulses in a binary transmission system in which the binary characters form a Phase difference of, 7 have to be corrected,

F i g. 6 ein Blockdiagramm eines optischen Zwischenverstärkers für ein Übertragungssystem gemäß Fig. 5. S₅ F i g. 6 is a block diagram of an optical repeater for a transmission system according to FIG. 5. S ₅

In F i g. 1 a ist eine Bezugsträgerwelle gezeigt, die dieselbe Wellenlänge aufweist wie die mit dem impulsmodulierten Träger übertragenen Signale der Fig, 1 b. Diese modulierten Impulse stellen ungleiche Zeichen dar, da sie zur Bezugsträgerwelle eine verschiedene Phasenbeziehung aufweisen. Der erste Impuls des Trägers ist mit der Bezugstragerwelle in Phase, während der zweite Impuls in Gegcaphase zur Bezugsträgerwelle ist. Die F i g. 1 b gibt ein System wieder, in dem der Pbasenunterschied zwischen ungleichen Zeichen η ist. Für die Impulsregeneration eignen sich Pendeloszillatoren besonders gut, weil diese die Eigenschaft aufweisen, an einer geeigneten Stelle ihres Impulszyklus durch einen Impuls getriggert werden zu können, dessen Trägerwelle dieselbe Frequenz wie der Oszillator hat. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Oszillator mit der Phase des Triggerimpulses anschwingt.In Fig. 1 a, a reference carrier wave is shown which has the same wavelength as the signals of FIG. 1 b transmitted with the pulse-modulated carrier. These modulated pulses represent unequal characters because they have a different phase relationship with the reference carrier wave. The first pulse of the carrier is in phase with the reference carrier wave while the second pulse is in counter phase with the reference carrier wave. The F i g. 1 b represents a system in which the phase difference between dissimilar characters is η . Pendulum oscillators are particularly suitable for pulse regeneration because they have the property of being able to be triggered at a suitable point in their pulse cycle by a pulse whose carrier wave has the same frequency as the oscillator. In this way it is achieved that the oscillator starts to oscillate with the phase of the trigger pulse.

Ein Laser, der einen optischen Oszillator darstellt, kann zu einem Pendeloszillator erweitert werden, wenn in die Anregungseinrichtung des Lasers ein Rückkopplungssignal eingekoppelt wird, das von dem Ausgangssignal abgeleitet ist. Dies erfordert die Verwendung von photoelektrischen Empfängern und von Verzögerungseinrichtunger in der Rückkopplungsschleife, um die gewünschte Pendelfrequenz-Schwingung zu erhalten. Es ist schwierig und aufwendig, mit dieser Art von Pendeloszillator eine Impulsfolgefrequenz größer als 1 GHz zu erhalten, wobei die Impulsfolgefrequenz im wesentlichen durch die Anstiegs- und Abfallzeiten der Laseranregungseinrichtunt; bestimmt ist. Diese Schwierigkeit kann dadurch umgangen werden, daß der Laser als Dauerstrichlaser betrieben wird und daß eine optische Rückkopplung vorgesehen ist, so daß sich eine Pendelrückkopplungsschaltung ergibt. Die Tatsache, daß eine optische Rückkopplung zur Erzeugung einer Pendelfrequenz-Schwingung verwendet werden kann, lisgt zum Teil darin begründet, daß der Gütefaktor Q und die Laufzeit durch den Laser-Resonator eine Verzögerung bewirken und daß das Verhältnis der Populationsumkehr und die Geschwindigkeit des Lichtaufbaus im Resonator beides Funktionen sind, die von der optischen Feldstärke im Resonator abhängig sind. Daraus ist zu ersehen, daß ein im Dauerstrichbetrieb arbeitender Laser durch Einfügung einer nichtlinearen optischen Dämpfungseinrichtung im optischen Rückkopplungsweg zu einem Pendeloszillator gemacht weiden kann. Die nichtlineare Dämpfurigseinrichtung kann aus bekannten Substanzen gebildet werden, deren Dämpfung unter dem Einfluß von starkem Licht abnimmt. Wird für den Laser eine Halbleitcr-Tnjektionsdiode verwendet, dann kann die nichtlineare Dampfungseinrichtung aus demselben Material hergestellt werden. Die als nichtlir.eare Dämpfungseinrichtung verwendete Halbleiterdiode kann in diesem Fall elektrisch so gespeist werden, daß das optische Feld, das zur Abschwächung benötigt wird, reduziert wird. Die Diode muß ir: diesem Fall weit unterhalb der Laser-Schwelle betrieben werden, so daß sie öei der Abwesenheit jeder äußere:! optischen Stimulation kein Laser-Licht ausstrahlt. Die Beleuchtung der Diode mit Licht passender Wellenlänge stimuliert Übergänge zwischen den beiden Energiezuständen, die die Laserwellenlänge bestimmen. Da zu Begirn eine größere Population des niedrigeren Energieniveaus vorliegt, findet eine Absorption des Einfallichtes statt. Wenn die Beleuchtung stark genug ist, um die spontanen Übergänge zu unterdrücken, wird eine Gleichbesetzung der beiden Energieniveaus erreicht. Dann ist die Wahrschein-A laser, which represents an optical oscillator, can be expanded to a pendulum oscillator if a feedback signal derived from the output signal is coupled into the excitation device of the laser. This requires the use of photoelectric receivers and delay devices in the feedback loop to obtain the desired pendulum frequency oscillation. It is difficult and expensive to obtain a pulse repetition frequency greater than 1 GHz with this type of pendulum oscillator, the pulse repetition frequency being essentially determined by the rise and fall times of the laser excitation device; is determined. This difficulty can be avoided in that the laser is operated as a continuous wave laser and that an optical feedback is provided, so that a pendulum feedback circuit results. The fact that optical feedback can be used to generate a pendulum frequency oscillation is partly due to the fact that the quality factor Q and the time of flight through the laser cavity cause a delay and that the ratio of population reversal and the speed of light build-up im Resonator are both functions that are dependent on the optical field strength in the resonator. From this it can be seen that a laser operating in continuous wave mode can be made into a pendulum oscillator by inserting a non-linear optical attenuator in the optical feedback path. The non-linear damping device can be formed from known substances, the damping of which decreases under the influence of strong light. If a semiconductor injection diode is used for the laser, then the nonlinear damping device can be made from the same material. The semiconductor diode used as a non-linear attenuation device can in this case be fed electrically in such a way that the optical field which is required for the attenuation is reduced. In this case, the diode must be operated well below the laser threshold, so that in the absence of any external :! optical stimulation does not emit laser light. Illuminating the diode with light of a suitable wavelength stimulates transitions between the two energy states that determine the laser wavelength. Since there is initially a larger population of the lower energy level, the incident light is absorbed. If the lighting is strong enough to suppress the spontaneous transitions, an equal occupation of the two energy levels is achieved. Then the probability is

lichkeit, daß ein einfallendes Photon einen Übergang vektorielle Darstellung der begrenzten Impulse »1possibility that an incident photon has a transition vectorial representation of the limited impulses »1

vom niedrigen zum höheren Energiezustand anregt, und »0« in den Bereichen OA' bis OA" und OB' bstimulates from the low to the higher energy state, and "0" in the ranges OA ' to OA " and OB' b

gleich dei Wahrscheinlichkeit, daß ein umgekehrter OB" liegt. Diese Impulse werden dann mit eineiequal to the probability that there is an inverted OB " . These pulses are then assigned a

Übergang stattfindet. Unter diesen Voraussetzungen örtlich erzeugten Signal gemischt, dessen Phase unTransition takes place. Under these conditions locally generated signal mixed whose phase is un

wird die Diode statistisch »durchsichtig« gemacht. 5 Amplitude durch den Vektor CO gegeben sind. Dithe diode is made statistically "transparent". 5 amplitude are given by the vector CO . Tuesday

Aus den vorstehenden Ausführungen läßt sich ab- Phase dieses Vektors wird so gewählt, daß sie in d« leiten, daß ein optischer Pendeloszillator aus zwei Mitte zwischen den Phasen der Vektoren OA und O₁ optisch gekoppelten Halbleiter-Injektionslaserdioden liegt. Die Amplitude dieses Vektors wird l/2-mal s aufgebaut werden kann. Beide Dioden werden als groß wie die Amplitude der begrenzten Eingang·· Dauerstrichlaser betrieben. Die Anregung der einen io signale gewählt. Kleine Fehler in der Phase sind da Diode ist so stark, daß die Diode Laserlicht abstrahlt, her durch die Vektoren OA' und OA", OB' und OB während die Anregung der anderen Diode absieht- gegeben und werden vollständig in Amplituder lieh so gewählt ist, daß sie ohne äußere Beeinflus- Schwankungen umgewandelt, die durch die Vektore sung kein Laserlicht abstrahlt. Experimentelle Unter» CA', CA", CB' und CB" dargestellt und durch ein suchungen ergaben, daß zumindest unter bestimmten 15 nachfolgende Schwellwertschaltung ausgeglichei Bedingungen ein einziger Laser ausreicht, dessen werden können. Wenn das effektive Signal-Rausch Stromdichte über den pn-übergang in einem Teil des Verhältnis am Eingang z. B. 20 dB ist, dann betrag Resonators kleiner gemacht werden kann als im an- die effektive Phasenschwankung, die durch diese deren Teil. Um dies zu erreichen, kann eine Elek- Rauschen gegeben ist, etwa 4,3° und kann mit diesen trodenschicht der Einrichtung in zwei Teile geteilt 20 System auf etwa 10' reduziert werden. Es muß noc! werden, wie F i g. 2 zeigt. Die beiden Teile erhalten bemerkt werden, daß als Nebenerscheinung diese getrennte Zuführungen, so daß die Stromdichte über Aufhebung der Phasenschwankungen eine Umkeh den pn-übergang in den beiden Teilen des Reso- der Phasendifferenz zwischen den Zeichen »0« um nators verschieden eingestellt werden kann. Diese »I« auftritt. Wenn ein Zeichen »1« einem Zeichei Einrichtung kann, so wie es in F1 g. 2 angegeben ist, as »0« um -τ/2 vor der Aufhebung der Phasenschwan gespeist werden. In F i g. 2 ist das Halbleiter-Stück 1 kungen vorauseilt, dann wird es nach der Aufhebunj mit dem pn-übergang 2 gezeigt. Eine der Metall- um .τ/2 nacheilen, und umgekehrt, elektrodenschichten ist mit 3 bezeichnet, während die Ist der Phasenfehler verhältnismäßig groß, abei andere in die beiden Teile 4 und 5 unterteilt ist. Die noch kieiner als ττ/4, dann reicht ein Impulswieder-Teilung wird durch einen Kanal 6 vollzogen, der par- 30 holer nicht aus, den Phasenfehler vollständig ausalle! zu den reflektierenden Flächen 7 des Lasers ver- zugleichen, wie F i g. 4 zeigt. Wenn der Phasenfehlei läuft. Die beiden Teile des Lasers sind mit einer ge- zu Beginn durch den Winkel X_x OA = <x gegeben ist meinsamen Spannungsquelle 8 verbunden, und zwar dann hat der Phasenfehler am Ausgang des Impulsüber die Widerstände 9 und 10, die so gewählt sind, wiederholers einen Wert, der durch den Winkel daß die Stromdichte über den Teil des Lasers unter 35 A', CA = β gegeben ist. Wenn dieses Signal jedoch der Elektrode 4 großer ist als die Stromdichte in dem eine Reihe von in Kaskade geschalteten Impuls-Teil unter der Elektrode 5. wiederholern durchläuft, dann wird die Korrektur inFrom the above, the phase of this vector is selected so that it conducts in d «so that an optical pendulum oscillator is located between the phases of the vectors OA and O ₁ optically coupled semiconductor injection laser diodes. The amplitude of this vector is l / 2 times s can be built up. Both diodes are operated as large as the amplitude of the limited input ·· continuous wave laser. The excitation of the one io signals chosen. Small errors in the phase are given because the diode is so strong that the diode emits laser light through the vectors OA ' and OA ", OB' and OB while the other diode is being excited, and is chosen completely in amplitude That they are converted without external fluctuations, which do not emit laser light due to the vectoring. Experimentally shown under " CA ', CA", CB' and CB " and through a search showed that at least under certain 15 subsequent threshold value switching conditions are balanced If the effective signal-to-noise current density across the pn junction is in part of the ratio at the input, for example 20 dB, then the amount of the resonator can be made smaller than the effective phase fluctuation, to achieve this, an elec- tronic noise is given, about 4.3 ° and can be divided into two parts with this electrode layer of the device 20 system on et wa 10 'to be reduced. It has to be! become, as F i g. 2 shows. The two parts are noticed that as a side effect these separate feeds, so that the current density can be set differently by canceling the phase fluctuations a reversal of the pn transition in the two parts of the resonator, the phase difference between the characters "0" around nator. This "I" occurs. If a character "1" can set up a character, as in F1 g. 2 is given as "0" to be fed to -τ / 2 before the phase swan is canceled. In Fig. 2, if the semiconductor piece 1 is ahead, it will be shown with the pn junction 2 after it has been canceled. One of the metal electrode layers lagging by .τ / 2, and vice versa, is denoted by 3, while the phase error is relatively large, but the other is divided into the two parts 4 and 5. The even smaller than ττ / 4, then a pulse re-division is carried out by a channel 6, the par- 30 holer is not enough to completely eliminate the phase error! compare to the reflective surfaces 7 of the laser, as shown in FIG. 4 shows. When the phase mismatch runs. The two parts of the laser are connected to a common voltage source 8, given at the beginning by the angle X _x OA = <x, and then the phase error at the output of the pulse is repeated via the resistors 9 and 10, which are selected in this way a value given by the angle that the current density over the part of the laser below 35 A ', CA = β . However, if this signal of electrode 4 is greater than the current density in which a series of cascade-connected pulse parts repeats under electrode 5, then the correction in

Der Sender des Ubertragungssystems besteht aus jeder Stufe verbessert. Der Phasenfehler β erscheint einem Laser, der auf einem bestimmten Mode ein- daher am nächsten Impulswiederholer als Winkel gestellt ist mit nachgeschalteter elektrooptischer 40 X₂OB. Für den dritten, vierten und fünften Impuls-Phasenplatte. Dieser Laser wird vorzugsweise intern wiederholer sind die Phasenfehler durch die Winkel auf den entsprechenden Mod» eingestellt, so daß Χ_ΆΟΑ. X_xOB und X.OA gegeben. Die Phasenkeine Fremdsteuerung nötig ist. D'?ser Laser erzeugt korrektur kann daher mehrfach angewandt werden, phasenkohärente Impulse mit gleichmäßigen Ab- Voraussetzung ist jedoch, daß der Phasenfehler nie ständen. Bevor diese Impulse ausgesendet werden, 45 größer als .τ/4 ist.The transmitter of the transmission system consists of each stage improved. The phase error β appears to a laser that is set to a certain mode, therefore the next pulse repeater, as an angle with a downstream electro-optical 40 X ₂ OB. For the third, fourth and fifth pulse phase plate. This laser is preferably internally repeater, the phase errors are set by the angle to the appropriate Mod », so that Χ _Ά ΟΑ. X _x OB and X.OA given. The phases no external control is necessary. This laser generated correction can therefore be used several times, but phase-coherent pulses with a uniform decrease. However, the prerequisite is that the phase error never existed. Before these pulses are sent out, 45 is greater than .τ / 4.

passieren sie einen elektrooptischen Kristall, so daß Eine Verbesserung dieser Art kann auch bei einemthey pass an electro-optic crystal, so that an improvement of this type can also be achieved with one

die einzelnen Impulse um eine halbe Wellenlänge ver- Übertragungssystem erreicht weraen, bei dem diethe individual impulses are reached by half a wavelength

zögert weiden können. Diese Verzögerung wird durch Zeichen »1« und »0« mit einem Phasenunterschiedhesitates to graze. This delay is indicated by characters "1" and "0" with a phase difference

ein entsprechendes elektrisches Potential am Kristall von .τ übertragen werden. In diesem Fall ist einea corresponding electrical potential at the crystal of .τ can be transmitted. In this case one is

bewirkt. 50 mehrfache Phasenkorrektur nach Fig. 4 vorgesehen,causes. 50 multiple phase correction according to FIG. 4 provided,

Es wird nun die Wiederherstellung der richtigen wenn der Fehler nicht größer als .τ/2 ist. Das Wesent-It will now restore the correct one if the error is not greater than .τ / 2. The essential

Phasenlage der Impulse erläutert, wenn sie einen Im- lichste dieses Systems ist, daß der PhasenunterschiedThe phase position of the impulses is explained, if it is one of the essential parts of this system, that the phase difference

pulswiederholer (Zwischenverstärker) durchlaufen. zwischen ungleichem Zeichen zuerst von .τ auf .τ'2pulse repeater (repeater) run through. between unequal characters first from .τ to .τ'2

Die an einem Impulswiederholer ankommenden Im- umgewandelt wird. Danach werden die Signale inThe Im- arriving at a pulse repeater is converted. Then the signals are in

pulse weisen eine bestimmte Amplituden- und Pha- 55 der Weise weiterbehandelt, wie an Hand der F i g. 3pulses have a certain amplitude and phase, further treated as shown in FIG. 3

senschwankung auf. Die Aufhebung der Amplituden- erläutert wurde. Zram Schluß erhalten die Signalefluctuation on. The cancellation of the amplitude was explained. Zram in the end received the signals

Schwankung ist verhältnismäßig einfach. Es wird ein wieder ihren ursprünglichen Phasenunterschied .τ.Variation is relatively easy. It becomes a back to its original phase difference .τ.

Schwellwertbegrenzer eingesetzt, wie es z. B. ein In Verbindung mit den Fig. 5 und 6 wird nun einThreshold limiters used, as it is, for. B. a In connection with Figs. 5 and 6 is now a

Pendeloszillator ist. Die Aufhebung der Phasen- Impulswiederholer erläutert. In F i g. 6 ist der appa-Pendulum oscillator is. The elimination of the phase pulse repeater explained. In Fig. 6 is the appa-

schwankungen ist weit schwieriger und wird an Hand 5o rative Aufbau des Trnpulswiederholers gezeigt, wäh-fluctuations is much more difficult and is shown on the basis of the relative structure of the pulse repeater, while

der Fig. 3, 4 und 5 erläutert. rend in Fig. 5 die Mischung der binären Zeichen3, 4 and 5 explained. rend in Fig. 5 the mixture of binary characters

In F i g. 3 ist die richtige Phasenlage der Eingangs- mit den örtlich erzeugten Zeichen in den einzelnenIn Fig. 3 is the correct phase position of the input with the locally generated characters in each

impulse für die Zeichen »1« und »0« durch die Vek- Stufen des Impulswiederholers durch Vektoren dar-impulses for the characters »1« and »0« through the Vek stages of the impulse repeater represented by vectors

torcn OA und OB dargestellt. In Wirklichkeit sind gestellt ist.torcn OA and OB shown. In reality it is posed.

diese Impulse jedoch durch das Rauschen, das eine 65 In F i g. 5 sind die ankommenden Signale, die einenhowever, these impulses are affected by the noise that a 65 In F i g. 5 are the incoming signals that one

Amplituden- und Phasenschwankung bewirkt, ge- Phasenunterschied von η zwischen ungleichen Zei-Amplitude and phase fluctuations cause the phase difference of η between unequal time

stört. Die Amplitudenschwankungen werden zuerst chen aufweisen und die Amplituden- ^ind Phasen-disturbs. The amplitude fluctuations will first show small and the amplitude ^ ind phase

durch eine Schwellwertschaltung beseitigt, so daß die Schwankungen unterliegen, je nach ihrer Phasenlageeliminated by a threshold circuit, so that the fluctuations are subject to their phase position

durch den Vektor 40 oder durch den Vektor 41 dar- Wenn der Impulswiederholer auch die Phase der gestellt. Diese ankommenden Signale durchlaufen empfangenen Impulse in der beschriebenen Weise zuerst eine Schvelhvertschaltung 42, um die Ampli- wiederherstellen soll, dann muß er zwischen den Syntudenschwankungen auszugleichen, und werden dann chronisierimpulsen und den modulierten Signalmit einem örtlich erzeugten Signal gemischt, dessen 5 impulsen unterscheiden können. Aus den Synchroni-Phase und Amplitude durch den Vektor 43 dar- sierimpulsen wird dann eine örtliche Bezugswelle gesteh. sind. Daraus resultiert ein Signal, das Ampli- abgeleitet, die mit dem übertragenen Bezugssignal in tuden- und Phasenschwankungen unterliegt und in Phase ist. Das Übertragungssystem sieht zu diesem Abhängigkeit der urspiünglichen Phase am Eingang Zweck einen Code vor, bei dem periodisch die Phaentweder durch den Vektor 44 oder durch den Vek- io senlage der »0« und »1« umgekehrt wird, derart, daß tor 45 dargestellt ist. Die Amplitudenschwankung die Wahrscheinlichkeit, daß ein Impuls in der Posiwird über die Schwellwertschaltung 46 ausgeglichen tion p_x (1 <j χ <jj /i) die gleiche Phase wie der vorher- und das Signal dann mit einem zweiten örtlich er- gehende Impuls in der Position p_x aufweist, etwa ein zeugten Signal gemischt, dessen Amplitude und Phase halb ist. Dem steht die Wahrscheinlichkeit Eins durch den Vektor 47 gegeben sind. Das resultierende 15 gegenüber, daß alle Synchronisierimpulse in der Posi-Signal unterliegt einer Amplitudenschwankung. Die tion p₀ die gleiche Phase haben.
Phasenschwankung wurde wesentlich reduziert. Die- Unter diesen Voraussetzungen können die Synses Signal, das je nach seiner ursprünglichen Phase chronisierimpulse von den modulierten Sigmlimpulam Eingang entweder durch den Vektor 48 oder sen getrennt werden. Zu diesem Zweck wird ein durch den Vektor 49 gegeben ist, durchläuft eine 20 Fabry-Perot-Interferometer verwendet, dessen Grund-Schwellwertschaltung SO zur Aufhebung der Ampli- resonanz der Impulsfolgefrequenz der Synchronisiertudenschwankung und wird dann mit einem dritten impulse entspricht. Wird ein derartiges Interferometer örtlich erzeugten Signal gemischt, dessen Amplitude in den Übertragungsweg der Impulse gebracht, dann und Phase durch den Vektor 51 gegeben sind. Das kann ein Impuls der Position p_x nur mit nachfolgennach dieser Mischung erhaltene Signal ist im wesent- 25 den Impulsen der Position ρ_χ interferieren. Zwischen liehen frei von Amplituden- und Phasenschwankun- diesem Impuls p,_: und Impulsen, die andere Posigen und ist je nach seiner Phase am Eingang durch tionen p_y (y ψ χ) belegen, tritt keine gegenseitige Bede¹· Vektor 52 oder den Vektor S3 gegeben. Daraus einfiussung auf. Es werden zunächst die Synchroniist zu ersehen, daß durch die Addition der Signale sierimpulse betrachtet. Alle Synchronisierimpulse zu dem ersten örtlich erzeugten Signal der Phasen- 30 haben die gleiche Phase, das Interferometer befindet unterschied zwischen ungleichen Signalen von π auf sich in Resonanz, und deshalb wird von dem einfal- n/2 umgewandelt wird, während über die zweite Ad- !enden Licht Energie übernommen. Der größte Teil dition die Phasenfehler reduziert werden. Über die der Energie wird durch das Interferometer durchdritte Addition wird schließlich der ursprüngliche gelassen. Die Impulse, die die Positionen Phasenunterschied von π wiederhergestellt. Wenn der 35 ρ_λ-(1 <j * f^n) einnehmen, können je nach ihrer Phasenfehler verhältnismäßig groß ist, dann kann er Phase in zwei Gruppen eingeteilt werden. Die einüber einen Impulswiederholer nicht vollständig aus- zelnen Elemente jeder Gruppe würden in der gleichen geglichen werden. Über in Kaskade geschaltete Im- Weise miteinander interferieren wie die Synchronipulswiederholer wird die Aufhebung jedoch nahezu sierimpulse. Da jedoch die Anzahl der Impulse iu den erreicht. 40 Gruppen ungefähr gleich und ihre Phasen entgegcn-represented by the vector 40 or by the vector 41- If the pulse repeater also represents the phase of the. These incoming signals pass received pulses in the manner described first through a threshold circuit 42 in order to restore the amplitude, then it has to compensate for the syntude fluctuations, and then chronizing pulses and the modulated signal are mixed with a locally generated signal, the 5 pulses of which can distinguish. A local reference wave is then created from the synchronizing phase and amplitude represented by the vector 43. are. This results in a signal that is derived from ampli, which is subject to fluctuations in tuition and phase with the transmitted reference signal and is in phase. The transmission system provides a code for this dependence of the original phase at the Purpose input, in which the phase is periodically reversed either by the vector 44 or by the position of the "0" and "1" so that gate 45 is shown . The amplitude fluctuation increases the likelihood that a pulse in the posi is compensated for via the threshold circuit 46 tion p _x (1 <j χ <jj / i) the same phase as the previous one and the signal then with a second local pulse in the Has position p _x , about a generated signal mixed, the amplitude and phase of which is half. The probability one is given by the vector 47. The resulting 15 compared to the fact that all synchronizing pulses in the Posi signal is subject to an amplitude fluctuation. The tion p _{0 have} the same phase.
Phase fluctuation has been significantly reduced. Under these conditions, the synses signal, which, depending on its original phase, can be separated from the modulated sigmlimpul at the input either by the vector 48 or by sen. For this purpose, a is given by the vector 49, passes through a 20 Fabry-Perot interferometer is used, whose basic threshold value circuit SO to cancel the ampli-resonance of the pulse repetition frequency of the synchronization fluctuation and then corresponds to a third pulse. If such an interferometer is mixed with a locally generated signal, the amplitude of which is brought into the transmission path of the pulses, then and the phase are given by the vector 51. A pulse of the position p _x can only interfere with the subsequent signal obtained after this mixing is essentially the pulses of the position ρ _χ. Between loan free of amplitude and Phasenschwankun- this pulse _p,: and pulses other Posigen and is depending on its phase at the input functions by p _y (y ψ χ) show no mutual Bede occurs ¹ × 52 vector or the vector S3 given. Influence from this. First, the synchronizer can be seen that sierimpulse is considered by the addition of the signals. All synchronizing pulses to the first locally generated signal of phase 30 have the same phase, the interferometer is in resonance between unequal signals of π, and therefore the incident is converted to n / 2 , while the second ad- ! ends light energy taken over. Most of the time the phase errors are reduced. The interferometer finally leaves the original addition over that of the energy. The pulses that restored the positions phase difference of π. If the 35 ρ _λ - (1 <j * f ^ n) take, depending on their phase error is relatively large, then the phase can be divided into two groups. The elements of each group, which are not completely individual via a pulse repeater, would be compared in the same way. Interfering with each other in cascade fashion like the synchronizing pulse repeater, the cancellation is, however, almost sierimpulse. However, as the number of pulses iu reached. 40 groups roughly equal and their phases opposite.

Da die Phase eines Signals nur gegenüber einer Be- gesetzt sind, wird durch das Interferometer nahezu zugs'.velle gemessen werden kann, erfordert die In- die gesamte einfallende Energie, die in diesen Imformationsübcrtragung mit Phasenmodulation auch pulsen enthalten ist, reflektiert. Daraus ergibt sich, die Übertragung eines Bezugssignals, von dem die daß das Interferometer die Synchronisierimpulse mit Bczugswelle abgeleitet werden kann. Es ist am ein- 45 kleiner Dämpfung durchläßt, während der Hauptfachsten, dieses Bezugssignal über den gleichen Ka- anteil der in den modulierten Signalen enthaltenen nal zu übertragen, über den auch die modulierten Si- Energie reflektiert wird. Der Gütefaktor dieses Intergnale übertragen werden, so daß alle langsamen und ferometcrs wird aus zwei Gründen so groß wie mögzufälligen Änderungen der Weglänge im Übertra- lieh gemacht: Erstens wird dadurch die Unterscheigungssystem keine Phasenfehler bewirken, da sie sich 50 dung zwischen den Synchronisierimpulsen und den in gleicher Weise sowohl auf die modulierten Signale anderen Impulsen verbessert, und zweitens wird die alsauch auf die Bezugssignale auswirken. Phase der übertragenen Impulse ein Durchschnitts-Since the phase of a signal is only occupied with respect to one, the interferometer almost becomes tensile wave can be measured, requires the total incident energy, which in this information transfer with phase modulation also contains pulses, reflected. This results in, the transmission of a reference signal from which the interferometer uses the synchronizing pulses Bczugswelle can be derived. It is at the one 45 smaller attenuation lets through, while the main compartment, this reference signal over the same channel share as contained in the modulated signals to be transmitted via which the modulated Si energy is also reflected. The quality factor of this signal so that all slow and ferometcrs will be as large as possible random for two reasons Changes made to the path length in the transmission: First, this changes the system of differentiation do not cause phase errors, since they are 50 formation between the synchronizing pulses and the in the same way both on the modulated signals other pulses are improved, and secondly, the as well as affect the reference signals. Phase of the transmitted impulses an average

Dic benötigten Bczugssignale kann man wie folgt wert von einer möglichst großen Anzahl von ankonvThe reference signals required can be valued as follows from the greatest possible number of anconv

erhalten: Man verwendet ein Übertragungssystem, bei menden Synchronisierimpulsen. Auf diese Weise wireObtained: A transmission system is used with menden sync pulses. In this way wire

dem Impulse in regelmäßigen Abständen durch das 55 das Phasenrauschen der einzelnen vom Interfere-the pulses at regular intervals due to the 55 phase noise of the individual from the interfere

System geschickt werden. l~>abei werden einige Im- meter austretenden Impulse im Vergleich zu denSystem. There are a few im- meters of emerging impulses compared to the

pulse dazu benützt, das Bezugssignal zu übertragen, Phasenrauschen der einzelnen ankommenden Synpulse used to transmit the reference signal, phase noise of the individual incoming syn

während die restlichen Signale die Information über- chronisierimpulse reduziert.while the remaining signals reduce the information over-chronizing impulses.

tragen. Die Synchronisierimpulse, die das Bezugs- Bei einer anderen Möglichkeit zur Trennung dewear. The synchronization impulses that the reference de

sienal übertragen, sollten in bestimmten Abständen 60 Synchronisierimpulse von den übrigen Impulsen wir«sienally transmitted, 60 synchronization impulses from the remaining impulses should we «

vorhanden sein. Es kann z. B. jeder zehnte Impuls ein Teil des ankommenden Signals zum Steuern eineto be available. It can e.g. B. every tenth pulse a part of the incoming signal to control one

als Synchronisierimpuls verwendet werden. Es wird Pendeloszillators verwendet, dessen Impulsfolgecan be used as a synchronization pulse. A pendulum oscillator is used, its pulse train

angenommen, daß ein Synchronisierimpuis jeweils frequenz etwas kleiner ist als die Impulsfolgefrequenassumed that a Synchronisierimpuis each frequency is slightly smaller than the pulse repetition frequencies

die Position p_n, der erste modulierte Signalimpuls, der der Synchronisierimpulse. Die Amplitude diesethe position p _n , the first modulated signal pulse, that of the synchronization pulses. The amplitude this

nach dem Synchronisierimpuis auftritt, die Position 65 Steuersignals wird so festgelegt, daß es zur Synchrcafter the synchronization pulse occurs, the position 65 control signal is set so that it is used for synchrc

P₁, der zweite die Position p., und der n-ic die Posi- nisicrung des Pendeloszillators knapp nicht ausreichP ₁ , the second the position p., And the n-ic the positioning of the pendulum oscillator just insufficient

tion p_n belect. Die Position p„ liegt unmittelbar vor Unter diesen Voraussetzungen fällt das Anschwingetion p _n belect. The position p "is immediately before. Under these conditions the oscillation falls

dem nächsten Synchronisierimpuis. dieses Oszillators für eine Anzahl von Zyklen ungtthe next synchronization pulse. this oscillator for a number of cycles ungt

hoho

fähr mit einer Impulsposition, z. B. p_x, zusammen, be- Tatsache zuzuschreiben ist, daß die Mehrheit der vor es zur nächsten Impulsposition p_x + 1 driftet. optischen Einrichtungen doppelseitig gerichtet sind. Schwingt der Pendeloszillator während des An- Unechtt Rückkopplungskreise dieser Art können Stehens eines Triggerimpulses an, dann schwingt er durch den Einsatz von Faraday-Richtungsleitungen mit der gleichen Phase an wie der Triggerimpuls, auch 5 eliminiert werden. Davon abweichend können auch wenn der Pendeloszillator nicht mit diesem Impuls Dämpfungsleitungen eingesetzt werden, um Kosten synchronisiert iit. Das Ausgangssignal des Pendel- zu sparen und Auslegungsschwierigkeiten zu veroszillators kann als Rückkopplungssignal zur Syn- meiden. Die Anwendung dieser Dämpfungsleitungen chronisierung durch die Synchronisierimpulse ver- basiert auf der Tatsache, daß ein Pendeloszillator eine wendet werden. Zu diesem Zweck wird das Aus- io Verstärkung von ungefähr 60 dB hat und nur in einer gangssignal des Pendeloszillators einem Fabry-Perot- verhältnismäßig kleinen Zeitspanne über einen Ein-Interferometer zugeführt, das mit der Lichtfrequenz gangsimpuls gesteuert werden kann. Die Trennung in Resonanz ist. Die Grundresonanz dieses Interfero- zwischen Pendeloszillatoren, die in Kaskade geschalmeters kann auf die Impulsfolgefrequenz der Syn- tet sind, kann mit Dämpfungsleitungen erreicht werchronisierimpulse oder auf eine niedrige Harmonische 15 den, die zwischen die Oszillatoren geschaltet werden, dieser Frequenz gelegt werden. Das Ausgangssignal Voraussetzung dafür ist jedoch, daß die Weglängen dieses Interferometers wird zurückgeführt, um ein zwischen den aufeinanderfolgenden Einrichtungen so Hilfssteuersignal zur Verstärkung des vom ankom- gewählt sind, daß ein in der entgegengesetzten Richmenden Signal abgeleiteten Steuersignals zu erhalten. tung übertragenes Signal zum falschen Zeitpunkt anWenn der Pcndeloszillator frei schwingt und ungefähr 20 kommt, um die vorgeordnete Einrichtung zu steuern. im Synchronismus mit den Impulsen in den Posi- Es ist verständlich, daß, obgleich dieses Licht die Eintionen p_x (1 ^ χ <* /;) anschwingt, dann können sich richtung nicht steuert, ein beachtlicher Teil des Lichts die Phasen der abgegebenen Impulse ändern, da die reflektiert wird und so in der umgekehrten Richtung Zeichenumkehr periodisch ist. Das Interferometer zurückfließt. Eine Verbesserung" dieser Trennung wird demzufolge den Hauptanteil der Energie der 25 ließe sich daher durch eine Reduzierung diir Reimpulse reflektieren, und das Hilfssteuersignal nimmt flexionsfähigkeit des Pendeloszillators erreichen. Ein in Wirklichkeit eine Amplitude Null an. Demzufolge Verfahren zur Erzeugung einer veränderlichen Rewird der Pendeloszillator über annähernden Synchro- flexionsfähigkeit dieser Art sieht am Ende des HaIbnismus über die verschiedenen Impulspositionen leiter-Lasers einen Uberzuc aus einem durchlassen driften, bis er nach dem Durchlauf der Position p„ in 30 Dielektrikum vor, der eine Stärke von einer halben annähernden Synchronismus mit der Impulsposition Wellenlänge (A/2) aufweist und dessen Brechuncs- P₉ kommt. Auf Grand der Tatsache, daß alle Impulse index an den reellen Anteil des Laser-Brechimssdie gleiche Phase aufweisen, beginnt die Amplitude index angepaßt ist. Auf der Schicht mit der Stärke des Hilfssteuersignals anzusteigen. Das von den an- einer halben Wellenlänge wird dann eine viella^e kommenden Signalen abgeleitete Steuersignal wird er- 35 Schicht mit großer Rcflexionsfähiekeit aufgebracht, höht, und der Pendeloszillator wird von diesen Impul- Erreicht der Laser die »Laser-Schwelle« dann tritt sen synchronisiert. Sollte aus irgendeinem Grund diese bei dieser Anordnung an der Grenzfläche zwischen Synchronisation des Pendeloszillators gestört werden, dem Lasermaterial und der / 2-Schicht keine Rcdann schwingt de. Oszillator im Synchronismus mit flexion auf, da die beiden Brechün<?sindizcs ancepaßt einem modulierten Signalimpuls an, und der nächste 40 sind. Wenn der Laser unterhalb der^Laser-Schwcllc« Steuerimpuls mit entgegengesetzter Phase wird über betrieben wird, dann wirkt das Lasermaterial auf den HilfsSteuerimpuls nicht mehr verstärkt, sondern Licht mit der Lasenvellcnlänce stark dämpfend Der vermindert. Wenn dies zur unmittelbaren Aufhebung Brechungsindex ist komplex^und hat einen cr'oßcn der Synchronisierung des Oszillators nicht ausreicht, imaginären Anteil. Deshalb ist. wenn der Laser unlerdann erfolgt dies sofort nach dem Abklingen des 45 halb der »Laser-Schwelle« betrieben wird der Brc-Hilfssteuersignals, das durch die Impulse mit unter- chungsindex an der Grenzfläche zwischen diesen schiedlichen Phasen verursacht wird, die dem Inter- Schichten fehlangepaßt, was zu einer beachtlichen ferometer zugeführt werden. Reflexionsfähigkeit führt.drive with an impulse position, e.g. B. p _x , together, the fact is that the majority of the before it drifts to the next pulse position p _x + 1. optical devices are directed bilaterally. If the pendulum oscillator oscillates during the on-the-fly feedback loops of this kind, a trigger pulse can occur, then it oscillates through the use of Faraday directional lines with the same phase as the trigger pulse, which can also be eliminated. Notwithstanding this, even if the pendulum oscillator is not used with this pulse, attenuation lines can be used to keep costs synchronized. Saving the output signal of the pendulum and design difficulties for the oscillator can be used as a feedback signal for synchronization. The use of these damping lines chronization by means of the synchronization pulses is based on the fact that a pendulum oscillator is used. For this purpose, the output has a gain of about 60 dB and only in one output signal of the pendulum oscillator is supplied to a Fabry-Perot relatively short period of time via a single interferometer, which can be controlled with the light frequency output pulse. The separation is in resonance. The basic resonance of this interfero- between pendulum oscillators, which are cascaded to the pulse repetition frequency of the syn- tet, can be achieved with damping lines or synchronized to a low harmonic 15 den, which are connected between the oscillators, of this frequency. The prerequisite for this, however, is that the path lengths of this interferometer are fed back in order to receive an auxiliary control signal for amplifying the incoming signal between the successive devices so that a control signal derived in the opposite direction is obtained. When the pendulum oscillator is freely oscillating and about 20 comes to control the upstream device. in synchronism with the pulses in the posi- It is understandable that although this light oscillates the units p _x (1 ^ χ <* /;), then the direction cannot control, a considerable part of the light the phases of the emitted pulses change, since the is reflected and so is periodic in the reverse direction of character reversal. The interferometer flows back. An improvement in "this separation will consequently be able to reflect the main part of the energy of the 25 through a reduction in the reimpulses, and the auxiliary control signal will achieve the flexibility of the pendulum oscillator. In reality, it has an amplitude of zero Approximate synchro-flexion ability of this kind provides at the end of HaIbnismus over the various pulse positions conductor-laser a drift over to a let through until after passing through the position p " in 30 before a dielectric with a strength of half an approximate synchronism with the pulse position Wavelength (A / 2) and its refraction P _9. Due to the fact that all pulses index to the real portion of the laser refraction have the same phase, the amplitude index begins to be adapted The auxiliary control signal In half the wavelength a control signal derived from many incoming signals is applied and raised, and the pendulum oscillator is synchronized by these pulses. If for any reason this is disturbed with this arrangement at the interface between the synchronization of the pendulum oscillator, the laser material and the / 2 layer, no Rcd then oscillates. Oscillator in synchronism with flexion, since the two Brechün <? Sindizcs adapt to a modulated signal pulse, and the next one is 40. If the laser is operated below the laser frequency control pulse with opposite phase, the laser material no longer acts on the auxiliary control pulse, but rather attenuates light with the laser wave length. If this is for the immediate cancellation of the refractive index is complex ^ and has a cr'oßcn the synchronization of the oscillator is insufficient, imaginary part. Therefore. if the laser and then it is operated immediately after the decay of half of the "laser threshold" the Brc auxiliary control signal, which is caused by the pulses with disruptive index at the interface between these different phases, which mismatch the inter-layers what can be fed to a sizable ferometer. Reflectivity leads.

Es ist nicht erforderlich, in jedem Impulswieder- Die Zufügung dieser Schichten zu einem Laser hatIt is not necessary to repeat the pulse in each pulse. The addition of these layers to a laser has

holer eine kontinuierliche Welle als örtliche Bezugs- 50 keinen Einfluß auf die Arbeitsleistuns des Lasers, welle abzuleiten, da die örtlich erzeugten Signale zur wenn dieser oberhalb der »Laser-Schwelle« betrieben Wiederherstellung der Impulsphasen nur während des wird. Es wird lediglich der Resonator um eine halbe Vorhandenseins von Impulsen benötigt werden. Aus Wellenlänge verlängert. Auf der anderen Seite wirkt diesem Grund ist es ausreichend, die Synchronisier- ein unterhalb der »Laser-Schwelle« betriebener Laset impulse einem zweiten Fabry-Perot-Interferometer 55 als Interferenzfilter mit einem dielektrischen /'2-Dizuzuführen, dessen Grundfrequenz gleich der Impuls- stanzstück. Trotz der viellagieen Schicht mit öroßci folgefrequenz des gesamten Systems ist. Dieses Inter- Reflexionsfähigkeit wird ein eroßer Anteil der aul ferometer erzeugt dann Ausgangsimpulse mit der ge- die Schichten auftreffenden Energie durchgelasscr wünschten Impulsfolgefrequenz. Daraus ergibt sich und im Lasermaterial absorbiert° Die //2-Schiclr zwangläufig ein bestimmter Amplitudtnabfall der 60 kann aus mit Aluminium dotierten Galliumarsenic Impulse zwischen zwei aufeinanderfolgenden Syn- hergestellt werden.get a continuous wave as a local reference - no influence on the work performance of the laser, wave, since the locally generated signals are used when this is above the »laser threshold« Restoration of the impulse phases only during the will. It just gets the resonator by a half Presence of pulses are required. Extended from wavelength. On the other hand, it works For this reason it is sufficient to synchronize a laser operated below the »laser threshold« to feed pulses to a second Fabry-Perot interferometer 55 as an interference filter with a dielectric / '2-Dizzu, whose fundamental frequency is equal to the pulse punch. Despite the multi-layered layer with öroßci repetition frequency of the entire system. This inter-reflective ability becomes a large part of the aul The ferometer then generates output pulses with the energy that is incident on the layers desired pulse repetition rate. This results in and absorbed in the laser material ° Die // 2-Schiclr Inevitably a certain decrease in amplitude of the 60 can result from gallium arsenic doped with aluminum Pulses between two successive syn- are produced.

chronisierimpulsen. Wenn dieser Abfall bedeutsam An Hand der F i g. 6 wird ein vollständiger Impulschronizing impulses. If this waste is significant, with reference to FIGS. 6 becomes a complete pulse

ist, dann kann er einfach dadurch aufgehoben wer- wiederholer für ein Übertragungssystem beschrieben den, daß das Signal zur Steuerung eines anderen bei dem ungleiche Zeichen einen Phasenunterschiec Pendeloszillators verwendet wird. 65 von .τ aufweisen. Mit 61 ist der Eineane des Impulsthen it can simply be canceled by repeater for a transmission system that the signal for controlling another in the unequal character has a phase difference Pendulum oscillator is used. 65 of .τ have. At 61 is the one of the impulse

Eine Schwierigkeit beim Aufbau eines optischen wicderholers bezeichnet. Das einfallende Licht wire Impulswiederhoiers ist die Ausschaltung von un- über einen Strahl aufspalter 62 einem Pendeloszil echten Rückkopplungswegen, deren Auftreten der lator 42 zugeführt, der als Eineangsimpulsverstärkc;A difficulty referred to in building an optical repeater. The incident light wire Pulse repetition is the elimination of a pendulum oscilloscope via a beam splitter 62 real feedback paths, the occurrence of which is fed to the lator 42, which is used as a single input pulse amplifier;

und als Schwellwertschaltung arbeitet. Ein Teil des lator 50. Diese Überlagerung des zweiten örtlich er-Ausgangslichtes des Pendeloszillators 42 wird über zeugten Signals dient zur Reduzierung oder Aufden Strahlaufspalter 62 übertragen und durch den hebung der Phasenschwankungen in den Signalen, Strahlaufspalter 64 in das Fabry-Perot-Interferometer die vom Pendeloszillator 46 empfangen werden, wo-65 abgelenkt, dessen Grundresonanz gleich der Im- 5 bei diese Phasenschwankunger in Amplitu&enpulsfolgefrequenz der Synchronisierimpulse ist. Wie Schwankungen umgewandelt werden, die durch den bereits erwähnt, arbeitet dieses Interferometer als als Schwellwertschaltung arbeitenden Pendeloszillator Filter, das die Synchronisierimpulse durchläßt und 50 beseitigt werden. Wie bereits erwähnt, tritt als die anderen Impulse sperrt. Diese Synchronisier- Nebenefiekt dieser Überlagerung des zweiten örtlich impulse werden dann einem weiteren Fabry-Perot- ίο erzeugten Signals eine Phasenumkehr der Zeichen Interferometer 66 zugeführt, dessen Grundresonanz auf. Das dritte, örtlich erzeugte Signal 51 wird aus gleich der Impulsfolgefrequenz des gesamten Über- dem durchgelassenen Teil des Lichts, das vom Pentragungssystems ist. Am Ausgang dieses Interfero- deloszillator 68 auf den Strahlaufspalter 69 gelangt, meters erhält man eine Reihe von Bezugssignalen, die abgeleitet und über den Strahlaufspalter 77 mit dem mit einer gedachten Bezugswelle in Phase sind und i₅ Ausgangssignal des Pendeloszillators 50 überlagert, die eine Impulsfolgefrequenz aufweisen, die der Im- Die Überlagerung dieses dritten, örtlich erzeugten Sipulsfolgefrequenz des ganzen Übertragungssystems gnals wandelt den Phasenunterschied zwischen unentspricht. Auf Grund der Ausgleichswirkung dieser gleichen Zeichen von π/2 auf den ursprünglichen be^;den Interferometer haben die Bezugsimpulse ein Wert π um. Das resultierende Signal stellt das Auskleineres Phasenrauschen als die einzelnen Synchro- ao gangssignal des Impulswiederholers am Ausgang 78 nisierimpulse. Diese Bezugsimpulse werden über dar.and works as a threshold value circuit. A part of the lator 50. This superimposition of the second local output light of the pendulum oscillator 42 is generated via signal is used to reduce or transmitted to the beam splitter 62 and by raising the phase fluctuations in the signals, beam splitter 64 in the Fabry-Perot interferometer from the Pendulum oscillator 46 are received, where -65 is deflected, the basic resonance of which is equal to the Im- 5 in the case of this phase fluctuation in the amplitude pulse repetition frequency of the synchronizing pulses. As the fluctuations that are already mentioned are converted, this interferometer works as a pendulum oscillator filter which works as a threshold value circuit and which allows the synchronization pulses to pass through and which are eliminated. As mentioned earlier, when the other impulse locks occurs. These synchronizing secondary effects of this superposition of the second local impulse are then fed to a further Fabry-Perot- ίο generated signal, a phase reversal of the character interferometer 66, whose basic resonance is based on. The third, locally generated signal 51 is equal to the pulse repetition frequency of the entire above the transmitted part of the light which is from the pen carrying system. Arrives at the output of interferometer deloszillator 68 on the beam splitter 69, meters to obtain a series of reference signals derived and are on the beam splitter 77 with the with an imaginary reference wave in phase and is superimposed on i ₅ output signal of the oscillating oscillator 50 having a pulse repetition rate The superimposition of this third, locally generated Sipulssequence frequency of the entire transmission system gnals converts the phase difference between unpresents. Due to the compensatory effect of these same signs of π / 2 on the original be ^; the interferometer the reference pulses have a value π um. The resulting signal represents the phase noise that is smaller than the individual synchro output signals of the pulse repeater at output 78 nisierimpulse. These reference impulses are represented by

einen StrabJaufspalter 67 dem Pendeloszillator 68 zu- Optische Einwegleitungen, die eine unerwünschtea StrabJaufspalter 67 to the pendulum oscillator 68 to- Optical one-way lines, which are an undesired

geführt, um einen Amplitudenabfall der Bezugs- Rückkopplung verhindern, sind in Fig. 6 nicht ge-guided in order to prevent an amplitude drop in the reference feedback, are not shown in FIG.

impulse zwischen aufeinanderfolgenden Synchroni- zeigt. Um eine gute Trennung zu erhalten, sind animpulses between successive synchronous shows. To get a good breakup, are on

sierimpulsen zu verhindern. Das Ausgangssignal die- as mindestens drei Stellen im Impulswiederholer solcheto prevent control impulses. The output signal is at least three places in the pulse repeater

ses Pendeloszillators 68 wird nacheinander den Einwegleitungen erforderlich. Eine Einwegleitung istThis pendulum oscillator 68 is required sequentially the one-way leads. A one-way line is

Strahlaufspaltern 69 und 70 zugeführt, um die drei unbedingt nötig, um die Rückstrahlung von Licht inBeam splitters 69 and 70 are fed to the three absolutely necessary to reflect light in

örtlich erzeugten Signale 43, 47 und 51 zu bilden. das Fabry-Perot-Interferometer 66 zu vermeiden.to form locally generated signals 43, 47 and 51. avoid the Fabry-Perot interferometer 66.

Die Phasen und die Amplituden dieser Signale sind Eine weitere Einwegleitung ist zur Entkopplung derThe phases and amplitudes of these signals are another one-way line is used to decouple the

auf die für die Phasenwiederherstellung der ankom- 30 beiden Interferometer 65 und 66 erforderlich, so daßon the 30 two interferometers 65 and 66 required for the phase recovery of the arriving, so that

menden Impulse erforderlichen Werte abgestimmt. der Betrieb des Interferometers 66 nicht durch denmatching the required values. the operation of the interferometer 66 is not affected by the

Die geeigneten Phasen werden an den erwünschten Betrieb des Interferometers 65 beeinflußt wird. EineThe appropriate phases will affect the desired operation of the interferometer 65. One

Stellen durch entsprechende Wahl von optischen weitere Einwegleitung muß vor das erste ElementPlace by appropriate choice of optical further one-way line must be in front of the first element

Weglängen erzeugt. Das erste örtlich erzeugte Signal eines Impulswiederholers oder hinter das letzte EIe-Path lengths generated. The first locally generated signal of a pulse repeater or after the last egg

43 wird aus dem durchgelassenen Teil des Lichts, das 35 ment eingeschaltet werden, da es unwahrscheinlich43 will be turned on from the transmitted part of the light, the 35 ment, as it is unlikely

vom Pendeloszillator 68 auf den Strahlungsaufspalter ist. daß die optische Weglänge zwischen zwei aufein-from the pendulum oscillator 68 to the radiation splitter. that the optical path length between two

70 gelangt, abgeleitet und mit dem Strahlaufspalter anderfolgenden Impulswiederholern auf einer genü-70 arrives, derived and with the beam splitter subsequent pulse repeaters on a sufficient

71 dem Ausgangssignal des Pendeloszillators 42 über- gend kleinen Toleranz gehalten werden kann, um lagert. Das resultierende Signal wird über den Strahl- sicherzustellen, daß Lichtiinpulse zwischen den Imaufspalter 72 dem Pendeloszillator 46 zugeführt. Die 40 pulswiederholern in der Gegenrichtung nicht zur fal-Überlagerung des ersten örtlich erzeugten Signals 43 sehen Zeit auftreten und eine Pendeloszillator des wandelt den Phasenunterschied zwischen ungleichen vorgeordneten Impulswiederholers ansteuern können. Zeichen von π auf .x2 um. Der Pendeloszillator 46 Der Endempfänger des Übertragungssystems ist dient als Schwellwertschaltung, um die Amplituden- ähnlich aufgebaut wie der Impulswiederholer nach Schwankungen, die durch die Phasenschwankungen 45 Fig. 6, mit Ausnahme, daß das Ausgangssignal am in den Signalen des Pendeloszillators 42 verursacht Ausgang 78 von einem Photodeteklor a¹ !"genommen werden, auszugleichen. Das zweite örtlich erzeugte wird und daß das dritte, örtlich erzeugte Signal 51 Signal 47 wird aus dem reflektierten Teil des Lichtes, eine verschiedene Phase und Amplitude hat, die se das vom Pendeloszillator 68 auf den Strahlaufspalter gewählt ist, daß durch die Überlagerung dieses Si-70 gelangt, abgeleitet. Dieses Signal 47 wird über den 50 gnals mit Hilfe des Strahlaufspalters 77 Impulse einei Strahlaufspalter 74 mit dem Ausgangssignal des Pen- Zeichenart vom Ausgang 78 durch Interferenz verdeloszillators 46 überlagert. Das resultierende Signal nichtet werden, während die Impulse der anderer gelangt über den Strahlaufspalter 75 zum Pendeloszil- Zeichenart nur einer Phasenverschiebung unterliegen71 the output signal of the pendulum oscillator 42 can be kept relatively small tolerance in order to be superimposed. The resulting signal is passed through the beam to ensure that light pulses between the splitter 72 are fed to the pendulum oscillator 46. The 40 pulse repeaters in the opposite direction do not see time occur to the fal superimposition of the first locally generated signal 43 and can control a pendulum oscillator which converts the phase difference between unequal upstream pulse repeaters. Characters from π to .x2. The pendulum oscillator 46, the final receiver of the transmission system, is used as a threshold circuit to set the amplitude similar to the pulse repeater after fluctuations caused by the phase fluctuations 45 Fig A photodetector a ¹ ! ". The second locally generated signal 51 and the third, locally generated signal 51, signal 47, is made up of the reflected part of the light, has a different phase and amplitude, which are transmitted by the pendulum oscillator 68 to the Beam splitter is selected that is derived by the superposition of this Si-70. This signal 47 is superimposed over the 50 signals with the aid of the beam splitter 77 pulses a beam splitter 74 with the output signal of the pen character type from the output 78 by means of an interference oscillator 46. The The resulting signal will not be destroyed while the impulses of the others will arrive gt are only subject to a phase shift via the beam splitter 75 to the pendulum oscil- sign type

Hierzu 6 Blatt ZeichnungenIn addition 6 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Transmission system with a carrier frequency in the optical frequency domain or in the adjoining frequency ranges consisting comparable from a transmitter, a receiver and, optionally, one or more repeaters for transmitting digital data by pulses, wherein the transmitting end a laser to apply wild and the receiving end, a photodetector is present, characterized in that the transmitted pulses are phase-modulated in accordance with the digital values, that unmodulated pulses are transmitted as reference pulses with a fixed interval, that the receiver and any intermediate amplifiers each have at least one laser pendulum oscillator with a feedback loop ("42 , 46, 50, 68) contain as active elements to that work as threshold value circuits and eliminate amplitude fluctuations of incoming pulses and contain conversion circuits through which at least part of the phase fluctuations of the incoming pulses in amplitude fluctuations kings are implemented, which are then eliminated by the pendulum oscillators. _Λ

2. Transmission system with one or more intermediate amplifiers according to claim 1, characterized in that an intermediate amplifier consists of the following stages:

a) a first laser pendulum oscillator (42),

b) a first phase change stage to adjust the phase difference between. » unequal characters (»1« and »0«) by adding a pulse-modulated carrier wave of suitable phase and amplitude to the value .τ / 2,

c) a second laser pendulum oscillator (46),

d) a second phase change stage which reverses the phase difference of ττ / 2 between vn identical symbols ("1" and "0") by adding a pulse-modulated carrier wave of suitable phase and amplitude,

e) a third laser pendulum oscillator (SO),

f) a third phase change stage, the original phase difference by addition a pulse-modulated carrier wave of appropriate phase and amplitude.

3. Transmission system according to claim 1, characterized in that the receiver consists of consists of the following levels:

a) a first laser pendulum oscillator (42),

b) a first phase change stage in order to bring the phase difference between unequal characters ("1" and "0") to the value τι / 2 by adding a pulse-modulated carrier wave of suitable phase and amplitude,

c) a second laser pendulum oscillator (46),

d) a second phase change stage, the phase difference of π / 2 between unequal Characters (»1« and »0«) are more suitable by adding a pulse-modulated carrier wave Reverses phase and amplitude,

e) a third laser pendulum oscillator (50),

f) a converter which converts phase-modulated pulses into amplitude-modulated pulses and which is designed in such a way that, through interference, it eliminates pulses representing one type of signal by superimposing a pulse signal of suitable phase and amplitude,
g) a photodetector.

4. Transmission system according to claim 2 or 3, characterized in that for generating the Reference wave with an iropulse repetition frequency, which is equal to the pulse repetition frequency of the entire system and that of the imaginary reference wave has a fixed phase relationship, a part of the incident pulses first perpendicular to a first Fabry-Perot interferometer (65) with the basic resonance of the synchronization pulses and then perpendicular to a second Fabry-Perot interferometer (66) with the basic resonance of the whole Transmission system is given.

5. Transmission system according to claim 2 or 3, characterized in that for generating the Reference wave with a pulse repetition frequency equal to the pulse repetition frequency of the entire System and which has a fixed phase relationship to the imaginary reference wave, is part of the incoming pulses for triggering a pendulum oscillator (42), which has a feedback loop for setting the synchronization pulses is provided, is used and its freely oscillating pulse repetition frequency is smaller is than the pulse repetition frequency of the synchronization pulses that the feedback loop is off a Fabry-Perot interferometer, the fundamental resonance frequency of which is equal to the pulse repetition frequency of the synchronizing pulse is that part of the locally generated reference wave that consists of exit the Fabry-Perot interferometer, can be used for auxiliary triggering of the oscillator and that other parts are used to produce the required periodicity by using vertically into another Faüry-Perot interferometer reach whose basic resonance is equal to the pulse repetition frequency of the entire system is.

6. Transmission system according to one of the preceding claims, characterized in that the laser pendulum oscillator consists of a single semiconductor injection diode in which the one Electrode layer through a channel (6) which runs parallel to the reflective ends (7), is divided into two parts (4, 5) and in which the two parts have a common power supply (8) are connected via various resistors (9, 10) so that the current density is above the pn junction in one part (4) of the semiconductor injection diode is larger than in the other part (5).

7. Transmission system according to claim 6, characterized in that to prevent the Reflection of the light hitting the laser pendulum oscillator from outside on the light emitting side of the laser pendulum oscillator, a transparent dielectric with a thickness of half a wavelength is applied that the Refractive index of the dielectric is the edge part of the refractive index of the active material of the Laser pendulum oscillator is adapted and that on this dielectric a reflective, multilayered Layer is applied.