DE69028738T2

DE69028738T2 - Einrichtung zur Übertragung von digitalen Daten in Analogform

Info

Publication number: DE69028738T2
Application number: DE69028738T
Authority: DE
Inventors: Salvatore Arcuri
Original assignee: Advanced Micro Devices Inc
Current assignee: Advanced Micro Devices Inc
Priority date: 1989-07-06
Filing date: 1990-05-31
Publication date: 1997-04-10
Anticipated expiration: 2010-06-01
Also published as: DE69028738D1; EP0407031B1; ATE143756T1; JPH03132122A; EP0407031A3; US5115450A; EP0407031A2; ES2091795T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Übertragen digitaler Daten in analoger Form sowie Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungssysteme für digitale Daten und schafft insbesondere ein Datenübertragungssystem, das zur Übertragung von digitalen Daten auf analoge Signale gestützt ist.

Beschreibung des Standes der Technik

Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungen sind für eine zunehmende Anzahl von Anwendungen erforderlich. Die Datenmenge, die pro Zeiteinheit übertragen werden kann, war bisher durch die Schaltgeschwindigkeit der Komponenten in den Sendern und den Empfängern begrenzt. Ferner war es bisher aus Gründen der Datenintegrität Praxis, digitale Übertragungssignale zu verwenden, die ein Bit Information pro Zyklus enthalten.
Es ist bekannt, daß ein Mebrpegelsignal, wie beispielsweise das in Fig. 1a dargestellte quasi-analoge Impulsamplitudenmodulationsschema (PAM) mehr Informationen pro Impuls enthält, als ein rein digitales Signal. Mehr Informationen pro Impuls bedeuten mehr Informationen pro Zyklus in dem übertragenen Signal und eine höhere effektive Datengeschwindigkeit bei einer gegebenen Frequenz. Alternative quasi-analoge Systeme, die in den Fign. 1b und 1c dargestellt sind, sind Impulsbreitenmodulation und Impulspositionsmodulation. Diese quasi-analogen Übertragungssignalformate wurden zum Abtasten analoger Daten, beispielsweise Stimmen in einem Telefonsystem, und zum Umwandeln in ein Übertragungsformat verwendet.
Für Langstreckenübertragungen wurden diese drei quasi-analogen Übertragungssignale in ein rein digitales Format umgewandelt, beispielsweise Impulscodemodulation, um Rauschinterferenzproblem und dergleichen zu beseitigen. Sobald sie in einem rein digitalen Format vorliegen, können die Daten mit anderen Arten von digitalen Daten für eine Hochgeschwindigkeits-Langstreckenübertragung kombiniert werden.
Die Beschränkung der Schaltgeschwindigkeit integrierter Schaltungskomponenten beginnt die Übertragungsgeschwindigkeit von Daten in digitalem Format bei gegenwärtigen Hoch-Volumen-Datenübertragungssystemen zu beschränken. Solche schnellen Übertragungsanwendungen nehmen zu und umfassen, neben der Telekommunikation, Video-Telekonferenzen, digitale Videobildübertragung und dergleichen. Es ist daher wünschenswert, die effektive Datengeschwindigkeit eines Übertragungssystems mit einer gegebenen Schaltgeschwindigkeitsbeschränkung zu erhöhen.
-EP-A-0 053 230 beschreibt ein bekanntes digitales Datenübertragungssystem. In Figur 1 dieses Dokuments ist ersichtlich, daß die parallelen Eingangsdaten zeitgeteilt gemultiplext werden, um einen Serielldatenstrom zu bilden, der anschließend über den Übertragungsweg geleitet wird, so daß bei vier parallelen Datenströmen, die über den Übertragungsweg zu senden sind, das Signal auf dem Übertragungsweg fünfmal so schnell getaktet wird, und während jedem Takteingang der parallelen Eingänge werden das Taktsignal selbst und ein Signal aus jedem der parallelen Eingänge sequentiell abgetastet und über den Übertragungsweg gesendet.
Im folgenden wird eine Anordnung beschrieben, die ein wahres analoges Signal in Kombination mit Referenzimpulsen liefert, das zur Hochgeschwindigkeitsübertragung von digitalen Informationen vorgesehen ist. Ein Empfänger empfangt beispielsweise digitale Informationen in parallelen Multibit-Wörtem mit einer bestimmten Schaltgeschwindigkeit und wandelt die Multibit-Wörter in Impulse mit entsprechenden analogen Pegeln mit der selben Schaltgeschwindigkeit um. Die analogenpegel werden als analoges Signal über eine Übertragungsverbindungsleitung übertragen. Ein mit der verbindungsleitung verbundener Empfänger gewinnt die digitale Information aus dem analogen Signal wieder. Da jeder Impuls des analogen Signals mehrere Datenbits parallel codiert, wird eine Übertragung mit einer höheren effektiven Bitgeschwindigkeit bei einer gegebenen Schaltgeschwindigkeit erreicht.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Übertragen von digitalen Daten über eine Datenübertragungsleitung vorgesehen, wobei die Vorrichtung aufweist:
- eine Zuführeinrichtung zum Zuführen mehrerer Ströme digitaler Daten, wobei die Zuführeinrichtung aufweist:
- eine Digitaldateneinrichtung zum parallelen Zuführen mehrerer Ströme digitaler Daten in Form von mehreren Abfolgen von Multibit-Wörtern;
- eine ein Umwandlungstaktsignal empfangende Umwandlungstaktsignalempfangseinrichtung zum periodischen Erzeugen einer Abfolge von Referenzimpulsen, und zwar jeweils eine pro N Taktzyklen des Umwandlungstaktsignals, wobei N eine vorbestimmte ganze Zahl ist;
- eine die mehreren Abfolgen von Multibit-Wörtern empfangende Kombiniereinrichtung, die die mehreren Abfolgen zu einer Gruppe von Seriell-Bitströmen kombiniert, wobei die Kombiniereinrichtung die mehreren Abfolgen von Multibit-Wörtern mit einer derartigen Rate empfängt, daß jeder Seriell-Bitstrom mit einer Rate von wenigstens 125 Megabits pro Sekunde geliefert wird, und
- eine Abtasteinrichtung zum Abtasten der Gruppe von Seriell-Bitströmen zur Bildung der mehreren Ströme digitaler Daten; und
- eine mit der Zuführeinrichtung verbundene Konvertereinrichtung zum Umwandeln der mehreren Ströme digitaler Daten in ein einzelnes Analogsignal mit einer derartigen Rate, daß die Konvertereinrichtung einen effektiven Durchsatz von wenigstens 125 Megabytes pro Sekunde aufweist.
Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Empfangen eines Analog-Datensignals von einer Datenübertragungsleitung mit einer effektiven Rate von wenigstens 125 Megabytes pro Sekunde vorgesehen, wobei das Analog-Datensignal gebildet wird
- entweder durch Konvertieren mehrerer Ströme digitaler Daten in ein Analog-Ausgangssignal, indem eine Abfolge von Referenzimpulsen erzeugt wird, und zwar eine pro N Umwandlungstaktzyklen, wobei N eine vorbestimmte ganze Zahl ist; und Kombinieren des Analog-Ausgangssignals und der Abfolge von Referenzimpulsen zur Bildung des Analog-Datensignals;
- oder durch Erzeugen einer Abfolge von Referenzimpulsen, und zwar eine pro N Taktumwandlungszyklen, wobei N eine vorbestimmte ganze Zahl ist; Kombinieren mehrerer Ströme digitaler Daten und der Abfolge von Referenzimpulsen zur Bildung eines kombinierten Digitalsignals; und Umwandeln des kombinierten Digitalsignals in das Analog-Datensignal;
- wobei die Empfangsvorrichtung aufweist:
- eine zum Empfang des Analog-Datensignals vorgesehene Einrichtung zur Verbindung mit der Leitung;
- eine mit der Einrichtung zum Empfangen des Analog-Datensignals gekoppelte Einrichtung zum Erzeugen eines Rückgewinnungstakts in Reaktion auf die Referenzimpulse;
- eine mit der Einrichtung zum Empfangen des Analog-Datensignals gekoppelte Einrichtung zum Umwandeln des Analog-Datensignals in ein digitales Multibit- Ausgangssignal;
- eine auf den Rückgewinnungstakt reagierende und das digitale Multibit-Ausgangssignal empfangende Einrichtung zum Wiederherstellen der mehreren Ströme digitaler Daten, und
- eine mit der Wiederherstellungseinrichtung verbundene Einrichtung zum Rekombinieren der mehreren Ströme digitaler Daten zur Bildung mehrerer Abfolgen von Multibit-Wörtern,
- wobei der effektive Durchsatz des Empfängers wenigstens 125 Megabytes pro Sekunde beträgt.
Weitere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Zeichnungen, der detaillierten Beschreibung und den Patentansprüchen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fign. 1a - 1c sind Figuren zur Darstellung bekannter quasi-analoger Übertragungssignalformate, nämlich der Impulsamplitudenmodulation, Impulsbreitenmodulation und Impulspositionsmodulation, aus Friend, et al.: Understanding Data Communication, Howard W. Sams and Company, (1984), S.83.
Fig. 2 ist eine Darstellung des erfindungsgemäßen analogen Übertragungssignalformats.
Fig. 3 ist ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Übertragungssystems.
Fig. 4 ist ein Blockschaltbild eines ersten Ausführüngsbeispiels eines erfindungsgemäßen Senders.
Fig. 5 ist ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Empfängers.
Fig. 6 ist ein Blockschaltbild eines alternativen Ausfurungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Senders.
Fig. 7 ist ein Blockschaltbild einer dritten Alternative eines erfindungsgemäßen Senders.
Fig. 8 ist ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Digital-zu-Analog-zu-Digital- Übertragungssystems mit hoher effektiver Datengeschwindigkeit.

Detaillierte Beschreibung

Eine detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung folgt in Zusammenhang mit den Figuren.
In den Fign.- 2 und 3 ist eine Gesamtdarstellung eines Digital-zu-Analog-zu-Digital- Übertragungssystems gezeigt. In den Fign. 4 und 5 ist ein repräsentatives Sender- und Empfängersystem dargestellt. Die Fign. 6 und 7 zeigen alternative Senderausfürungsbeispiele. Fig. 8 stellt ein erfindungsgemäßes Übertragungssystem mit hoher Datengeschwindigkeit dar.
Fig. 2 zeigt ein Beispiel für ein erfindungsgemäßes analoges Signal, das zur Übertragung von digitalen Informationen geeignet ist. Das analoge Signal besteht aus den Referenzsignalen 10, 11, die in Reaktion auf ein Umwandlungstaktsignal 12 erzeugt werden. Die Referenzsignale 10, 11 werden in den Zyklen 0 und 16 des Umwandlungstakts 12 erzeugt. In jedem dazwischen liegenden Zyklus wird ein analoger Pegel übertragen, der den Wert eines parallelen digitalen Eingangsworts reprasentiert. Beispielsweise wird im Zyklus 1 ein Pegel übertragen, der dem ersten Wort entspricht, beispielsweise der Pegel 0. Im Zyklus 2 wird der Pegel 1 für das zweite Wort übertragen, in Zyklus 3 wird der Pegel 5 für das dritte Wort übertragen, und so weiter, wobei im Zyklus 9 der Pegel 14 für das neunte Wort übertragen wird, und im Zyklus 16 wird der Pegel 0 für das sechzehnte Wort übertragen. Es sei darauf hingewiesen, daß der Pegel des analogen Signals nicht in jedem Zyklus des Umwandlungstakts 12 zu zurückkehrt. Es sei ferner darauf hingewiesen, da es 16 mögliche Pegel für das analoge Signal gibt, das einem 4-Bit parallelen digitalen Eingangswort entspricht.
Figur 3 zeigt ein Blockschaltbild des Digital-zu-Analog-zu-Digital-Ubertragungssystems nach der vorligenden Erfindung. Das System weist einen Sender 20 und einen Empfänger 21 auf. Der Sender empfängt ein paralleles digitales Eingangssignal 22 aus mehreren Strömen digitaler Daten und wandelt das parallele digitale Eingangssignal 22 in ein analoges Signal zur Übertragung über die Verbindungsleitung 23 um. Das analoge Signal wird von dem Empfänger 21 empfangen und in ein paralleles digitales Ausgangssignal 24 umgewandelt. Das parallele digitale Ausgangssignal stellt eine Regeneration der Abfolge der am parallelen digitalen Eingang 22 empfangenen digitalen Wörter dar.
Figur 4 ist ein Blockschaltbild eines Senders nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Eingangssignale in den Sender sind unter anderem parallele Multibit-Wörter auf der Datenleitung 40, ein Eingangstakt auf der Leitung 41 und ein Umwandlungstakt auf der Leitung 42. Ein FIFO 43 empfängt die Daten 40 in Reaktion auf den Eingangstakt 41. Das FIFO gibt auf der Leitung 44 digitale Wörter in Reaktion auf den Umwandlungstakt 42 aus. Eine Referenzimpulsspitzenintensitätskonstante ist in dem Register 45 gespeichert. Diese Konstante wird auf den Leitungen 46 geliefert. Ein digitaler Addierer 47 empfängt die Referenzimpulsspitzenintensitätskonstante auf der Leitung 46 und das digitale Eingangswort auf der Leitung 44 und erzeugt die Summe zur Lieferung auf der Leitung 48. Die Signale auf den Leitungen 48 sind digitale Multibit-Wörter, die die eingehenden Daten und den Referenzimpuls repräsentieren.
Die digitalen Daten auf der Leitung 48 werden als erstes Eingangssignal dem Multiplexer 49 zugeführt. Das zweite Eingangssignal des Multiplexers 49 ist ein Referenzwert, in diesem Fall Masse, auf der Leitung 50.
Das Ausgangssignal des Multiplexers 49 wird auf der Leitung 51 geliefert. Das Signal auf der Leitung 51 besteht aus den digitalen Daten auf der Leitung 48, kombiniert mit einem Referenzwert auf der Leitung 50, wie durch das Referenzsignal auf der Leitung 52 bestimmt. Das Referenzsignal wird von einem Multibit-Zähler 53 erzeugt, der die Umwandlungstaktzyklen zählt. Bei einer Referenzsignalerzeugung alle 16 Zyklen, wäre der Zähler ein 4-Bit-Zähler unter Verwendung des Übertragausgangssignals als Referenzimpuls. Das Ausgangssignal des Multiplexers 51 wird in dem Register 54 in Reaktion auf das inverse Umwandlungstaktsignal auf der Leitung 55 gespeichert. Das invertierte Signal wird von dem Invertierer 56 erzeugt, der zum Empfang des Umwandlungstakts auf der Leitung 42 verbunden ist. Das Ausgangssignal des Registers 54 wird einem Digital-zu-Analog-Wandler 57 geliefert. Das Ausgangssignal des Digital-zu- Analog-Wandlers ist das in der Fig. 2 dargestellte analoge Signale auf der Leitung 58. Das Signal ist zur Übertragung an einen Empfänger über eine Übertragungsleitung, beispielsweise eine faseroptische Leitung geeignet.
Fig. 5 zeigt einen erfindungsgemäßen Empfänger für ein faseroptisches Übertragungssystem. Der Empfänger empfängt das analoge Signal auf der Leitung 70. Das analoge Signal wird dem Photodetektor 71 zugeführt, der in Reaktion auf das Eingangssignal auf der Leitung 70 ein analoges elektrisches Signal auf der Leitung 72 erzeugt. Dieses Signal wird durch den Verstärker 73 über die Leitung 74 einer Gleichstrom-Wiederherstellungsschaltung 75 zugeführt, die auf den Referenzimpuls zur Erstellung einer wiederhergestellten Version des analogen Ausgangssignals auf der Leitung 76 in der in Fig. 2 dargestellten Form reagiert. Dieses Signal auf der Leitung 76 wird einer gegatterten automatischen Verstärkungssteuerschaltung 77, die die analogen Pegel in bezug zu dem Referenzimpuls normalisiert, und einer Referenzimpuls-Strippingschaltung 78 zugeführt. Die Referenzimpuls-Strippingschaltung 78 liefert den Referenzimpuls über die Leitung 90 an einen PLL-Oszillator 79, der auf der Leitung 80 einen Wiedergewinnungstakt erzeugt. Darüber hinaus erzeugt der PLL 79 ein Sync-Gatter-Signal auf der Leitung 81.
Das Sync-Gatter-Signal auf der Leitung 81 wird als Gatter-Steuereingangssignal an die gegatterte automatische Verstärkungssteuerschaltung 77 geliefert. Das Ausgangssignal der automatischen Verstäkungssteuerschaltung auf der Leitung 82 wird einem Flash- Analog-zu-Digital-Wandler 83 zugeführt. Dieser liefert ein digitales Ausgangssignal auf der Leitung 84, das von dem Register 85 in Reaktion auf den Wiederherstellungstakt auf der Leitung 80 abgetastet wird. Das Ausgangssignal auf der Leitung 86 des Registers 85 ist die wiederhergestellte Sequenz der digitalen Multibit-Wörter.
Fig. 6 beschreibt ein altematives Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Senders mit einem digitalen Addierer und einem analogen Multiplexer. Bei diesem System werden die parallelen Daten auf der Leitung 100 von einem FIFO 101 in Reaktion auf einen Eingangstakt 102 empfangen. Das FIFO 101 liefert die Sequenz der digitalen Multibit-Wörter auf der Leitung 103 in Reaktion auf den Umwandlungstakt 104. Der Umwandlungstakt wird einem Zähler 105 zugeführt, der auf der Leitung 106 ein Referenzsignal erzeugt, das zur Steuerung des analogen Multiplexers 107 verwendet wird. Das Ausgangssignal des FIFO 101 auf der Leitung 103 wird dem digitalen Addierer 108 zugefillut, in dem es mit der von dem Referenzimpulsspitzenintensitätsregister 109 über die Leitung 110 gelieferten Konstante kombiniert wird. Das Ausgangssignal des Addierers auf der Leitung 111 wird von dem Register 112 in Reaktion auf das inverse Umwandlungtaktsignal auf der Leitung 113 abgetastet. Das inverse Umwandlungstaktsignal auf der Leitung 113 wird durch den Invertierer 114 erzeugt, der zum Empfang des Umwandlungstaktsignals auf der Leitung 104 verbunden ist. Das Ausgangssignal des Registers 112 wird auf der Leitung 115 einem Digital-zu-Analog- Wandler 116 zugeführt. Das analoge Ausgangssignal des Analog-zu-Digital-Wandlers 116 auf der Leitung 117 wird als erstes Eingangssignal dem analogen Multiplexer 107 zugefirrt. Das zweite Eingangssignal des analogen Multiplexers 107 ist ein Referenzwert, in diesem Falle Masse, auf der Leitung 118. Das Ausgangssignal des Multiplexers ist ein analoges Signal, wie in Fig. 2 dargestellt, auf der Leitung 119.
Fig. 7 ist eine weitere Alternative eines erfindungsgemäßen Sensors unter Verwendung einer digitalen Maske und eines analogen Addierers. Bei dem Ausfübtungsbeispiel von Fig. 7 wird die Sequenz der digitalen Multibit-Wörter auf der Leitung 150 an das FIFO 151 in Reaktion auf den Eingangstakt 152 geliefert. Das Ausgangssignal des FIFO wird auf den Leitungen 153 in Reaktion auf den Umwandlungstakt auf der Leitung 154 geliefert.
Der Umwandlungstakt wird einem Referenhzähler 155 zugeführt, der auf der Leitung 156 ein Referenzsignal erzeugt. Gleichermaßen wird der Umwandlungstakt über den Invertierer 157 als Takteingang auf der Leitung 158 an das Register 159 geliefert. Das Referenzsignal auf der Leitung 156 wird über den Invertierer 160 auf der Leitung 161 als Eingangssignal des Registers 159 zugeführt. Digital-Masken-Gatter 162, die aus einer Reihe von UND-Gattem bestehen, empfangen jeweils das Signal auf der Leitung 161 als einen Maskeneingang. Das zweite Eingangssignal an jedes der Masken-Gatter 162 ist ein Bit eines Multibit-Worts in der auf den Leitungen 153 gelieferten Sequenz. Das Register 159 hält das Ausgangssignal der Masken-Gatter 162 und das Signal auf der Leitung 161. Das unterste Bit in dem Register 159 wird auf der Leitung 163 als Eingangssignal an die Referenzstromquelle 164 ausgegeben. Die übrigen Bits im Register 159 werden als digitale Eingangssignale an den Digital-zu-Analog-Wandler 165 ausgegeben. Das Ausgangssignal der Referenzstromquelle und des Digital-zu- Analog-Wandlers werden auf der Leitung 166 zur Bildung des analogen Ausgangssignals in der in Fig. 2 dargestellten Form kombiniert. Ein Lastwiderstand 167 ist über die Leitung 166 mit Masse verbunden.
Wenn das Referenzsignal auf der Leitung 156 inaktiv ist, wird der Wert der Referenzstromquelle mit dem Ausgangsstrom des Digital-zu-Analog-Wandlers zur Bildung des analogen Signals addiert. Wenn das Referenzsignal auf der Leitung 156 aktiv ist, sind die als Eingangssignale an den Digital-zu-Analog-Wandler 165 gelieferten digitalen Daten Nullen und die Referenzstromquelle 164 ist gesperrt, was zu einem Referenzimpuls gemäß Fig. 2 führt.
Fig. 8 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Ubertragungssystems, das in der Lage ist, ein Gigabit pro Sekunde zu übertragen. Bei diesem System werden vier 8-Bit Parallel-Ströme auf den Leitungen 200 dem Datenserialisierer 201 zugeführt, der auf der Leitung 102 acht serielle Ströme mit 125 Megabits/Sek. Für eine Gesamtgeschwindigkeit von 125 Megabits/Sek. erzeugt. Diese seriellen Ströme werden einem Digital-zu-Analog-Sender 203 zum Erzeugen eines analogen Signals zugeführt, das über die faseroptische oder koaxiale Verbindungsleitung 204 mit einer effektiven Bit-Geschwindigkeit von einem Gigabit pro Sekunde übertragen werden soll. Auf der Empfangsseite der Verbindungsleitung 204 ist ein Analog-zu-Digital-Empfänger 205 vorgesehen, der die acht seriellen Ströme auf den Leitungen 206 wiederherstellt. Der Datendeserialisierer 207 nimmt jeden der acht seriellen Ströme von den Leitungen 206 und stellt vier parallele 3-Bit-Ströme auf den Leitungen 208 wieder her.
Das System weist Einrichtungen zum Übertragen in beide Richtungen auf. Daher werden vier parallele 8-Bit-Ströme auf den Leitungen 209 dem Datenserialisierer 210 zugeleitet, der acht serielle Ströme auf den Leitungen 211 mit einer Gesamtgeschwindigkeit von 125 Megabit/Sek. erzeugt. Ein Digital-zu-Analog-Sender 212 erzeugt ein analoges Signal zur Übertragung mit 1 Gigabit/Sek. über die Verbindungsleitung 204. Der Analog-zu-Digital-Empfanger 213 empfangt das Signal und stellt die acht seriellen Ströme auf der Leitung 214 wieder her. Die acht seriellen Ströme werden dem Datendeserialisierer 215 zugeführt, der die vier parallelen 8-Bit-Ströme auf den Leitungen 216 wiederherstellt.
Das System von Fig. 8 schafft somit ein Übertragungssystem, das eine Geschwindigkeit von bis zu 1 Gigabit pro Sekunde über koaxiale Kabel oder faseroptische Übertragungsleitungen unter Verwendung von integrierten Analog-zu-Digital-Wandlern zu erzielen, die mit 125 MHz arbeiten. Die Digitaldatenrate ist somit achtmal schneller als die unter Verwendung von Standard-Schaltelementen bei 125 MHz erreichbare Geschwindigkeit. Die Engstelle, die durch digitale Leitungstreiber und Empfänger gebildet wird, ist somit unter Verwendung paralleler Digital-zu-Analog- und digitaler Analog-zu-Parallel-Wandler aufgelöst. Es können sogar höhere effektive Datenraten für die gegebene Schaltgeschwindigkeit erreicht werden, wenn digitale Wörter mit mehr als 8 Bits als Eingangssignal verwendet werden, wobei die Beschränkungen durch Rauschpegel in dem Signal zu beachten sind.
Bei alternativen Systemen kann eine Phasenmodulationstechnik in Kombination mit der in Fig. 2 dargestellten Amplitudenmodulation verwendet werden, um bessere Rauschunempfindlichkeit und dergleichen in Modems zu erreichen.
Die vorangehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung diente dem Zweck der Darstellung und Beschreibung. Sie ist nicht als umfassend oder als die Erfindung auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkend zu verstehen. Zahlreiche Modifizierungen und Variationen sind dem Fachmann auf diesem Gebiet offenkundig. Die Ausfühnmgsbeispiele wurden gewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und deren praktische Anwendung bestmöglich zu erläutern, so daß andere Fachleute auf diesem Gebiet in die Lage versetzt werden, die Erfindung in bezug auf verschiedene Ausführungsbeispiele und Variationen entsprechend der beabsichtigten bestimmten Anwendung zu verstehen. Der Rahmen der Erfindung ist durch die nachfolgenden Patenansprüche und deren Äquivalente definiert.

Claims

1. Vorrichtung zum Übertragen von digitalen Daten über eine Datenübertragungsleitung (204), wobei die Vorrichtung aufweist:

-eine Zuführeinrichtung (200, 201; 209, 210; 40, 43, 47, 49; 100, 101, 108, 112) zum Zuführen mehrerer Ströme digitaler Daten, wohei die Zuführeinrichtung aufweist:

- eine Digitaldateneinrichtung (200; 40; 100) zum parallelen Zuführen mehrerer Ströme digitaler Daten (bei 44; 103) in Form von mehreren Abfolgen von Multibit-Wörtern;

- eine ein Umwandlungstaktsignal empfangende Umwandlungstaktsignalempfangseinrichtung (53; 105) zum periodischen Brzeugen einer Abfolge von Referenzimpulsen, und zwar jeweils eine pro N Takyklen des Umwandlungstaktsignals, wobei N eine vorbestimmte ganze Zahl ist;

- eine die mehreren Abfolgen von Multibit-Wörtem empfangende Kombiniereinrichtung (201; 210; 47; 108), die die mehreren Abfolgen zu einer Gruppe von Seriell- Bitströmen (bei 200; 209; 40; 100) kombiniert, wobei die Kombiniereinrichtung die mehreren Abfolgen von Multibit-Wörtern mit einer derartigen Rate empfängt, daß jeder Seriell-Bitstrom mit einer Rate von wenigstens 125 Megabits pro Sekunde geliefert wird, und

- eine Abtasteinrichtung (201; 210; 54; 112) zum Abtasten der Gruppe von Seriell- Bitströmen zur Bildung der mehreren Ströme digitaler Daten (bei 202; 211; -; 115); und

- eine mit der Zuführeinrichtung verbundene Konvertereinrichtung (203; 212; 57; 116; 165) zum Umwandeln der mehreren Ströme digitaler Daten in ein einzelnes Analogsignal mit einer derartigen Rate, daß die Konvertereinrichtung einen effektiven Durchsatz von wenigstens 125 Megabytes pro Sekunde aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Zuführeinrichtung entweder die Abfolge digitaler Multibit-Wörter mit den Referenzimpulsen kombiniert, wobei ein kombiniertes Digitalsignal an die Konvertereinrichtung geleitet wird, um ein kombiniertes Analogsignal zu erzeugen,

oder die Zuführeinrichtung die Referenzimpulse mit dem Analogausgangssignal der Konvertereinrichtung zum Liefern eines kombinierten Analogsignals kombiniert.

3. Vorrichtung zum Empfangen eines Analog-Datensignals von einer Datenübertragungsleitung mit einer effektiven Rate von wenigstens 125 Megabytes pro Sekunde, wobei das Analog-Datensignal gebildet wird

- entweder durch Konvertieren mehrerer Ströme digitaler Daten in ein Analog-Ausgangssignal, indem eine Abfolge von Referenzimpulsen erzeugt wird, und zwar eine pro N Umwandlungstaktzyklen, wobei N eine vorbestimmte ganze Zahl ist; und Kombinieren des Analog-Ausgangssignals und der Abfolge von Referenzimpulsen zur Bildung des Analog-Datensignals;

- oder durch Erzeugen einer Abfolge von Referenzimpulsen, und zwar eine pro N Taktumwandlungszyklen, wobei N eine vorbestimmte ganze Zahl ist; Kombinieren mehrerer Ströme digitaler Daten und der Abfolge von Referenzimpulsen zur Bildung eines kombinierten Digitalsignals; und Umwandeln des kombinierten Digitalsignals in das Analog-Datensignal;

- wobei die Empfangsvorrichtung (21) aufweist:

- eine zum Empfang des Analog-Datensignals vorgesehene Einrichtung zur Verbindung mit der Leitung;

- eine mit der Einrichtung zum Empfangen des Analog-Datensignals gekoppelte Einrichtung (79) zum Erzeugen eines Rückgewinnungstakts in Reaktion auf die Referenzimpulse;

- eine mit der Einrichtung zum Empfangen des Analog-Datensignals gekoppelte Einrichtung (77, 78) zum Umwandeln des Analog-Datensignals in ein digitales Multibit-Ausgangssignal;

- eine auf den Rückgewinnungstakt reagierende und das digitale Multibit-Ausgangssignal empfangende Einrichtung (85) zum Wiederherstellen der mehreren Ströme digitaler Daten, und

- eine mit der Wiederherstellungseinrichtung (85) verbundene Einrichtung (83) zum Rekombinieren der mehreren Ströme digitaler Daten zur Bildung mehrerer Abfolgen von Multibit-Wörtem,

- wobei der effektive Durchsatz des Empfängers wenigstens 125 Megabytes pro Sekunde beträgt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Einrichtung zum Umwandeln des Analog- Datensignals in ein digitales Multibit-Ausgangssignal aufweist:

- eine auf den Referenzimpuls reagierende Einrichtung (77) zum Norrnalisieren des Analog-Datensignals in bezug auf einen Referenzimpuls, und

- eine Einrichtung (78) zum Trennen des Referenzimpulses von dem Analog-Datensignal.

5. Vorrichtung zum Übertragen von digitalen Daten über eine Datenübertragungsleitung in analoger Form, wobei die Vorrichtung aufweist:

- eine Vorrichtung zum Übermitteln digitaler Daten über eine Datenübertragungsleitung (204), wobei die Vorrichtung aufweist:

- eine Zuführeinrichtung (200, 201; 209, 210; 40, 43, 47, 49; 100, 101, 108, 112) zum Zuführen mehrerer Ströme digitaler Daten, wobei die Zuführeinrichtung aufweist:

- eine Digitaldateneinrichtung (200; 40; 100) zum parallelen Zuführen mehrerer Ströme digitaler Daten (bei 44; 103) in Form von mehreren Abfolgen von Mulübit-Wörtern;

- eine ein Umwandlungstaktsignal empfangende Umwandlungstaktsignalempfangseinrichtung (53; 105) zum periodischen Erzeugen einer Abfolge von Referenzimpulsen, und zwar jeweils eine pro N Taktzyklen des Umwandlungstaktsignals, wobei N eine vorbestimmte ganze Zahl ist;

- eine mit der Zuführeinrichtung verbundene Konvertereinrichtung (203; 212; 57; 116; 165) zum Umwandeln der mehreren Ströme digitaler Daten in ein einzelnes Analogsignal mit einer derartigen Rate, daß die Konvertereinrichtung einen effektiven Durchsatz von wenigstens 125 Megabytes pro Sekunde aufweist;

- eine Verbindungsleitung zum Empfangen des Analogsignals von der Konvertereinrichtung;

- eine zum Empfang des Analog-Datensignals von der Übertragungsleitung vorgesehene Vorrichtung, wobei die Empfangsvorrichtung (21) aufweist:

- eine mit der Leitung verbundene Einrichtung zum Empfang des Analog-Datensignals;

- eine mit der Wiederherstellungseinrichtung (85) verbundene Einrichtung (83) zum Rekombinieren der mehreren Ströme digitaler Daten zur Bildung mehrerer Abfolgen von Multibit-Wörtern,

6. Vorrichtung zum Übertragen von digitalen Daten zu einer Datenübertragungsleitung in analoger Form, wobei die Vorrichtung aufweist:

- eine Digitaldateneinrichtung (150) zum parallelen Liefern mehrerer Abfolgen digitaler Multibit-Wörter (DATA);

- eine ein Umwandlungstaktsignal empfangende Umwandlungstaktsignalempfangseinrichtung (155) zum Erzeugen einer Abfolge von Referenzimpulsen (REF), und zwar jeweils einen pro N Taktsignale, wobei N eine vorbestimmte ganze Zahl ist;

- eine Digital-zu-Analog-Wandlereinrichtung (165);

- eine Registereinrichtung (159) zum Empfangen der Abfolge von Referenzimpulsen über einen Inverter (160) und der Abfolge der digitalen Multibit-Wörter und zum Liefern des geringstwertigen Bits eines in der Registereinrichtung (159) gespeicherten Multibit-Worts an eine Referenzstromquelle (164) und der verbleibenden Bits an den Digital-zu-Analog-Wandler (165), und eine Kombiniereinrichtung (166) zum Kombinieren des Ausgangssignals des Digital-zu-Analog-Wandlers (165) mit dem Ausgangssignal der Referenzstromquelle (164), um ein an eine Datenübertragungsleitung zu leitendes kombiniertes Analogsignal (ANALOG OUTPUT) zu schaffen.