JP2005168031A - デュオバイナリ信号伝送を利用した電気バックプレーン送信 - Google Patents

デュオバイナリ信号伝送を利用した電気バックプレーン送信 Download PDF

Info

Publication number
JP2005168031A
JP2005168031A JP2004350517A JP2004350517A JP2005168031A JP 2005168031 A JP2005168031 A JP 2005168031A JP 2004350517 A JP2004350517 A JP 2004350517A JP 2004350517 A JP2004350517 A JP 2004350517A JP 2005168031 A JP2005168031 A JP 2005168031A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data signal
duobinary
binary
electrical backplane
filter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2004350517A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4758640B2 (ja
Inventor
Andrew L Adamiecki
ラリー アダミエキ アンドリュー
Jeffrey H Sinsky
エッチ.シンスカイ ジェフリー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nokia of America Corp
Original Assignee
Lucent Technologies Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lucent Technologies Inc filed Critical Lucent Technologies Inc
Publication of JP2005168031A publication Critical patent/JP2005168031A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4758640B2 publication Critical patent/JP4758640B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/38Synchronous or start-stop systems, e.g. for Baudot code
    • H04L25/40Transmitting circuits; Receiving circuits
    • H04L25/49Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems
    • H04L25/4917Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems using multilevel codes
    • H04L25/4923Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems using multilevel codes using ternary codes
    • H04L25/4925Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems using multilevel codes using ternary codes using balanced bipolar ternary codes
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14Relay systems
    • H04B7/15Active relay systems
    • H04B7/155Ground-based stations
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/02Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006Arrangements for removing intersymbol interference
    • H04L2025/0335Arrangements for removing intersymbol interference characterised by the type of transmission
    • H04L2025/03356Baseband transmission
    • H04L2025/03363Multilevel
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/02Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006Arrangements for removing intersymbol interference
    • H04L2025/03433Arrangements for removing intersymbol interference characterised by equaliser structure
    • H04L2025/03439Fixed structures
    • H04L2025/03445Time domain
    • H04L2025/03471Tapped delay lines
    • H04L2025/03477Tapped delay lines not time-recursive
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/02Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006Arrangements for removing intersymbol interference
    • H04L25/03343Arrangements at the transmitter end

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Dc Digital Transmission (AREA)

Abstract

【課題】受信された信号がデュオバイナリ信号として確実に解釈されることができるように、簡略で電力消費量が少ない高速送信システムを構成する。
【解決手段】 本発明は、代表的にはデータ信号を処理する方法であって、電気バックプレーンを介してデータ信号を送信する工程と、電気バックプレーンを介して送信した後にデータ信号を受信する工程とを含み、受信されたデータ信号がデュオバイナリ・データ信号として解釈されることを特徴とする。データ信号は、好ましくは解釈される前にフィルタにかけられ、フィルタは、好ましくは、フィルタとバックプレーンとの組み合わせがバイナリ・デュオバイナリ・コンバータに近づくように設計される。この送信システムによって比較的安価な電気バックプレーンを経て(例えば10Gb/s超の)高速でデータを送信することが可能になる。
【選択図】図1

Description

本発明は信号処理に関し、特に電気バックプレーンを経た(例えばGHz速度の)データ送信に関する。
高速ルータおよび相互接続スイッチのような主要光製品(core optical product)ではギガヘルツのデータ伝送速度が必要である。このような大規模システムの多くは少ない電力を利用し、低コストにするため小さいエリアで数百から数千もの信号をルーティングする必要がある。典型的には、このルーティングは高速バックプレーンと呼ばれる多層ボード上で行われる。この構造でのギガヘルツ速度の回線速度での信号の完全性を保つことは極めて困難であり、重要な研究分野になっている。バックプレーン信号送信の完全性を保つために多くのメーカーによって幾つかのアプローチが求められている。これらの技術は基本的に受動と能動の2つの範疇に分けられる。
消極的な解決方法は、高品質のマイクロ波基板材料と、革新的なバイア・ホール技術と、新規のコネクタ技術との使用を組み込んでいる。これらの技術は送信の問題に対処する補助にはなるが、コストが高いマイクロ波基板と特別な高帯域幅のバックプレーン・コネクタを使用する必要があることが多い。その上、トレース長さが極めて長いことにより、依然として許容するに足らない送信特性が生ずる。
積極的な解決方法は、適応等化、プリエンファシス、PAM−4、およびこれらの組み合わせを含んでいる。これらの解決方法はトレース長さが長いこと、電力消費量、およびコストが検討課題であり得ることを考慮に入れても優れた性能をもたらすことができる。典型的には、等化またはプリエンファシスを行う能動的解決方法はNRZ(Non Return−to−Zero)データの帯域幅全体を修正しなければならない。問題点は、低品質の多くの送信システムの場合、周波数応答の減衰が激しく、薄いバックプレーン上のバイア・ホールを使用することで対象となる周波数範囲内に空白(null)が生ずることである。空白を経た等化またはプリエンファシスには高次のネットワークを使用する必要があり、結果として生ずる修正は温度およびパラメータの変化に極めて敏感である。
David R.Smith、Digital Transmission Systems、Van Nostrand Reinhold 1985,pp.212−217 米国特許出願第10/630,422号
高周波応答が弱いという問題に対する1つの解決方法はマルチレベル・コード化を利用して帯域幅を圧縮することである。PAM−4はこの問題に対処するために等化とともに現在幾つかのメーカーによって採用されている。この技術はトレースが長くなるにせよ極めて優れた性能を提供することが判明しているが、これらの回路は典型的には複雑であり、その結果、標準型のNRZ信号伝達と比較して集積度が稠密であり、電力消費量が増加するという難点が生ずる。
先行技術の問題点は本発明の原理に基づいて、帯域幅の縮小および大規模集積に適した実装の簡略化の双方をもたらすために電気バックプレーン用に電気デュオバイナリ(electrical duobinary)信号伝達を利用することによって対処される。本発明のデュオバイナリ信号伝達のアーキテクチャの背後にある構想は、電気バックプレーンを経て進行した後に結果として生ずる受信機で利用可能な波形がデュオバイナリ信号であるように、送信機からの複雑なデータ・スペクトルを再成形することである。
本発明のその他の態様、特徴および利点は以下の詳細な説明、添付の特許請求の範囲、および添付図面からさらに充分に明らかにされ、図中、同様の参照番号は同類または同一の要素を特定する。
本明細書で言及される「一実施形態」または「実施形態」は実施形態に関連して記載される特定の特徴、構造または特性を本発明の少なくとも1つの実施形態に含めることができることを意味している。本明細書の様々な箇所で「一実施形態では」という語句が現れても必ずしも全てが同じ実施形態を指すものではなく、また他の実施形態を必然的に相互に排除する別個の、または代替実施形態でもない。
システムの概念
図1は本発明の一実施形態による送信システム100のブロック図である。バイナリ・データ送信機102は(例えば低コストの)電気バックプレーン108を経て送信される非ゼロ復帰(Non Return−to−Zero:NRZ)バイナリ・データ・ストリームを供給する。デュオバイナリ・プレコーダ(duobinary precoder)104は、教示内容が参照によって本明細書に組み込まれているDavid R.Smithの「Digital Transmission Systems」(Van Nostrand Reinhold 1985、第212頁乃至第217頁)に記載されているように、受信機で所与のビット内のエラーが先行ビットに依存することがないように、NRZバイナリ・データ・ストリーム内のデータ・ビットを処理する。
等化フィルタ106は電気信号のバックプレーン108を経て送信される前の信号の複雑なスペクトルの振幅と位相の双方を再成形する。等化フィルタ106は、フィルタ106とバックプレーン108の組み合わせがバイナリ・デュオバイナリ・コンバータとして有効に動作するように設計されている。言い換えると、NRZバイナリ・データ信号が等化フィルタ106によってろ波され、その後で電気バックプレーン108を経て送信されると、結果として生じた(デュオバイナリ・バイナリ・コンバータ110に提供される)信号はオリジナルのNRZバイナリ・データ信号に対応するデュオバイナリ・データ信号に類似して見える。
デュオバイナリ信号伝送は例えば「+1」、「0」、および「−1」のような3つの信号を使用してデータをエンコードする。これらのレベルの1つに対応する信号(すなわちデュオバイナリ記号)は各信号間隔(タイムスロット)中に送信される。デュオバイナリ信号は典型的にはある変換規則を利用して対応するバイナリ信号から生成される。双方の信号とも同じ情報を搬送するが、デュオバイナリ信号の帯域幅は信号ノイズ比を犠牲にしてバイナリ信号の帯域幅と比較して2分の1に縮小できる。
対応するバイナリ・シーケンスaからデュオバイナリ・シーケンスbを構成するために幾つかの異なる変換が提案されてきた。ただしk=1,2,3。このような変換の1つによれば、任意の特定のk=mである場合、a=0であるとb=0である。a=1であるとb=+1ないしは−1であり、bの極性はbに先行する最後の非ゼロ記号bm−iの極性に基づいて決定される。ただしiは正の整数である。より具体的にはiが奇数である場合は、bの極性はbm−iの極性と同じであり、iが偶数である場合は、bの極性はbm−iの極性とは反対である。この変換の特性によって、デュオバイナリ・シーケンスは連続するタイムスロット内で「+1」と「−1」レベルの間で遷移しない。(i)「0」と「+1」との間、および(ii)「0」と「−1」レベルとの間での遷移だけが発生し得る。判明しているbからaを再構成することは比較的簡単である。より具体的には、b=±1である場合はa=1であり、b=0である場合はa=0である。
理想的なバイナリ・デュオバイナリ(B/D)コンバータの伝達関数HB/DはZ変換1+z−1またはこれと同様であるがフーリエ変換(1+e−jωT)によって表され、ただしTはビットの継続時間である。等化フィルタ106と電気バックプレーン108との組み合わせがB/Dコンバータとして動作するためには、等価フィルタ106の伝達関数HFIRと電気バックプレーン108の伝達関数Hとの積が理想的なB/D伝達関数HB/Dに充分に近似する必要があろう。
典型的な低コストの電気バックプレーンは理想的なB/Dコンバータの周波数減衰よりも大幅に急峻な周波数減衰を有している。その結果、図1のグラフ部分に示すように、等化フィルタ106は好適にはデュオバイナリ信号のより高い周波数成分を強調し、かつ帯域での群遅延応答を平坦化するように設計されている。これも図1に示されている、結果として生じた等化フィルタ106と電気バックプレーン108との複合した応答は約1/4ビット速度でベッセル低域フィルタに近似する。
デュオバイナリ・データ・スペクトルはビット伝送速度の半分で空白を有しているので、高周波の強調の量はコード化されないNRZデータと比較して大幅に縮小される。加えて、バイア・ホール共振(via−hole resonance)の結果としてバックプレーンの伝達関数に発生する空白は典型的には、電流バックプレーンと10Gb/sの送信による周波数スペクトルの高端部の方向に向かってより顕著になる。したがって、対象となるスペクトル成分がビット伝送速度の半分未満であるという事実が重要な利点となる。
ろ波された信号が電気バックプレーン108を経て送信された後、デュオバイナリ・バイナリ(D/B)コンバータ110は結果として生じた、受信されたデュオバイナリ信号をNRZバイナリ信号へと再変換し、これはその後、バイナリ・データ受信機112でさらに処理(例えばデコード)される。
等化フィルタ106は好適には有限インパルス応答(FIR)フィルタを使用して実装されるが、別の適宜のフィルタ実装を使用することもできよう。さらに、等化フィルタ106は図1では信号が電気バックプレーン108を経て送信される前に実装されるものとして示されているが、等化フィルタ106の代わりに、またはそれに加えて等化フィルタを信号が電気バックプレーン108を経て送信された後に付与することも可能であろう。
送信システム100では、バイナリ・データ送信機102と、デュオバイナリ・プレコーダ104と、等化フィルタ106とを送信システムの送信機サブシステムの構成部品であるということができ、一方、D/Bコンバータ110とバイナリ・データ受信機112とを送信システムの受信機サブシステムということができ、電気バックプレーン108は送信機サブシステムと受信機サブシステムとの間の信号送信経路を形成する。
デュオバイナリ等化フィルタの統合
等化フィルタ106は好適には、デュオバイナリ・バイナリ・コンバータ110に提供されるデータが実際にデュオバイナリ・データであるように複合データ・スペクトルの振幅と位相の双方を再形成する。これは高周波成分を強調し、バックプレーンの群遅延を平坦化するフィルタを使用して達成可能である。一般に、FIRフィルタ実装の周波数応答HFIR(ω)は下記のような方程式(1)によって得られる形式を有する。
Figure 2005168031
ただしCはフィルタのタップ係数であり、Tはビット継続時間であり、ωは角周波数である。H(ω)が電気バックプレーン108の複合周波数応答である場合は、フィルタ応答HFIR(ω)は下記のような方程式(2)によって得られる。
Figure 2005168031
ただしフィルタとバックプレーンの結合応答HB/D(ω)は最適にはバイナリ・デュオバイナリ・コンバータの周波数応答(1+e−jωT)であり、これは1+z−1のZ変換を伴う遅延および加算フィルタとして実装することができる。
一般に、方程式(2)を用いることによって多くの係数を有するフィルタが生ずる。高速の離散時間の実装用にはそれは望ましくない。その代わりに、フィルタ応答HFIR(ω)を得るために方程式(3)の下記のような最適化を行うためにL項が用いられる。
Figure 2005168031
ただし、
Figure 2005168031
Kはスカラ定数であり、τは群遅延定数であり、C=[c,c,・・・、c]はFIRフィルタの係数であり、Pは正の偶数整数であり、∠Xは複素関数Xの偏角(すなわち複素関数と実軸との間の角度)を表す。データ送信機に配置された離散時間FIRフィルタを用いた等化フィルタ106の実装によって最小限のゲート数とアナログ機能性を用いてこのタスクを達成できる。
図2aは本発明の一実施形態によって図1の等化フィルタ106を等化するために使用可能な汎用の2タップFIRプリエンファシス・フィルタ200aのブロック図を示す。これは等化フィルタ106用の最も一般的な定式化ではないものの、ほとんどの場合は簡略であるとともに適切であると思われる。別の実装では、例えばフィルタは2つ以上のタップを有することができよう。
具体的には、データ・ソース(例えばフリップフロップ)202は入力信号を総和増幅器204に供給するとともに、信号を遅延させる一連の遅延素子(例えばフリップフロップ)206に反転入力信号を供給する。一連の遅延素子のうちの最後の遅延素子(206k)を除いて、各遅延素子206の反転入力Q ̄が異なるインバータ208に印加されてセレクタ210への入力が生成され、このセレクタは最後の遅延素子206kからの遅延された反転データ・ストリームをも受信する。
セレクタ210はタップ・セレクタ制御信号212に基づいてその入力の1つを選択する。選択された入力はアッテネータ214に印加され、これは減衰セレクタ制御信号216に基づいて選択された入力を減衰する。結果として生じた減衰された値は総和増幅器204でオリジナルのデータ・ストリームに加算されて、プリエンファシスされた出力信号が生成される。
タップ・セレクタ制御信号212は入力t,・・・、tのいずれか1つを選択し、tは「プリエンファシスなし」の選択に対応する。一般に、タップtはi×Tの遅延をもたらし、Tはビット持続時間である。セレクタ210によって選択された遅延はチャネルのインパルス応答に左右される。
このようにして、FIRプリエンファシス・フィルタ200aは方程式(1)から応答を実現するようにオリジナル信号の遅延され、スケーリングされた複製をオリジナル信号に加算することができる。負のフィルタ係数用に方程式(1)の負の符号を実現するために反転増幅器は必要ないことに留意されたい。システムのこのポイントでは入力データは純然たるデジタル形式であるので、同じ効果を達成するために反転されたデータ・ストリームを利用することができる。実装に応じて、FIRフィルタは適応フィルタでもよく、または固定的なタップ遅延と振幅を有するものでもよい。
図2bは特定の電気バックプレーン用の図2の2タップFIRプリエンファシス・フィルタの特定の固定的実装の、可能なIC実装のブロック図を示す。フィルタ200bはデータ・ソース(フリップフロップ)202と、総和増幅器204と、遅延206−1および206−2と、6dBのアッテネータ214とを備えている。図2bに示すように、反転データ信号はフィルタリングされた信号を生成するために総和増幅器204でオリジナルのデータ信号に加算される前に、遅延素子206で遅延され、アッテネータ214で減衰される。他の電気バックプレーン用のフィルタは異なる数の遅延素子および/または異なるレベルの減衰を有することができよう。
デュオバイナリ・バイナリ・コンバータ
図3は本発明の一実施形態によって図1のD/Bコンバータ110用に使用可能なデュオバイナリ・バイナリ・コンバータ308のブロック図を示している。D/Bコンバータのこの実装は参照によって本明細書に組み込んでいる、Adamiecki2−6として2003年7月30日に提出された米国特許出願第10/630,422号にさらに詳細に記載されている。ハードウエアで実装される場合は、コンバータ308は平衡入力の排他的ORゲートを使用して実現可能であり、閾値が適宜に設定される。コンバータ308は約10Gb/s、またはそれ以上で比較的良好に動作し、同時に比較的小型で実装コストを安価にできる。その上、コンバータ308を比較的簡単にさらに高速のビット伝送速度で動作するように適応させることができ、図1の送信システム100用の集積素子(例えばASIC)に比較的簡単に組み込むことができる。
図3に示すように、コンバータ308に印加されるデュオバイナリ入力信号s(t)は、好適には約1/(2T)の帯域幅を有する広帯域スプリッタ312を使用して2つの信号コピーs(t)およびs(t)に分割される。ただしTはオリジナルのバイナリ入力ストリームのビット持続時間である。コピーs(t)は第一比較器314aの反転入力に印加され、その非反転入力は第一閾値電圧Vを受ける。同様に、コピーs(t)は第二比較器314bの非反転入力に印加され、その反転入力は第二閾値電圧Vを受ける。各比較器314の出力xは下記のようにして生成されるデジタル信号である。V≧Vである場合はx=0であり、V<Vである場合はx=1である。ただし、VおよびVは比較器の反転入力と非反転入力にそれぞれ印加される電圧である。
各比較器314の出力はバイナリ出力シーケンスP’を生成する排他的OR(XOR)ゲート316に印加される。比較器314a、比較器314b、およびXORゲート316はそれぞれ好適には約1/Tの帯域幅を有している。
図4はコンバータ308の一例をグラフで示している。より具体的には、閾値電圧VとVが約V/2および−V/2の値に設定されており、ただしVは信号コピーs(t)およびs(t)内のデュオバイナリ信号の最高レベルに対応する電圧である。図4に示されている左から右への信号トレースは「+1、0、−1」のデュオバイナリ・シーケンスに対応する。
表Iは図4に従って構成されたコンバータ308の動作を示している。表Iに示すように、このように構成されたコンバータ308は図4に示されている信号を「101」のバイナリ・シーケンスへと変換する。
Figure 2005168031
図5は本発明の一実施形態によって図1のD/Bコンバータ110として使用できるD/Bコンバータ508のブロック図である。コンバータ508は図3のコンバータ308と同類であり、広帯域スプリッタ512と、2つの比較器514a−bと、論理ゲート516とを含んでいる。コンバータ508と308との1つの相違点は、コンバータ508では信号コピーs(t)が比較器514aの非反転入力に印加され、閾値電圧Vが比較器514aの反転入力に印加されることにある。適正な出力データを供給するため、D/Bコンバータの論理ゲート516は排他的NOR(XNOR)ゲートである。
表IIは図4に従って構成された場合のコンバータ508の動作を示している。表IIに示すように、コンバータ508も、図3のコンバータ308と同様に図4に示されている信号を「101」のバイナリ・シーケンスへと適正に変換する。
Figure 2005168031
有利なことには、比較的高速のビット伝送速度用に適応された本発明のD/Bコンバータは従来のD/Bコンバータのように複雑なマイクロ波整合回路を必要としない。その上、発明者の独自の調査では、インジウム−リン酸塩を使用した集積回路内に実施された本発明のD/Bコンバータは(i)強靭且つ比較的安価であり、(ii)40Gb/sもの高速のビット伝送速度で比較的良好に動作することが実証されている。
本発明は、バイナリ・データ速度がデュオバイナリ・データ速度の1/4またはそれ未満であるある種の用途で下位互換性を備えている。例えば、D/Bコンバータの閾値電圧VおよびVを適宜に設定することによって、2.5Gb/s(またはそれ未満)のNRZバイナリ信号を処理するために、10Gb/sのデュオバイナリ信号を処理することが可能な実施形態を構成することができる。
可能な構成の1つはV≒0、およびV≒Vに設定することである。この構成では、図3の比較器314bの出力は常にゼロである。別の可能な構成はV≒0、およびV≒−Vに設定することである。この構成では、図3の比較器314bの出力は常に1である。さらに別の可能な構成はV≒−V、およびV≒0に設定することである。この構成では、図3の比較器314aの出力は常にゼロである。さらに別の可能な構成はV≒V、およびV≒0に設定することである。この構成では、比較器314aの出力は常に1である。これらの各々の構成は図3の比較器の1つを有効にターンオフし、それによってD/Bコンバータ308が単一閾値のバイナリ受信機として動作することが可能になる。
これまで本発明を実施形態の例を参照して記載してきたが、この記載は限定的な意味に解釈されることを企図するものではない。本発明はアナログ処理でもデジタル処理でも実装可能である。データ・シーケンスは非ゼロ復帰(NRZ)で表してもよく、ゼロ復帰(RZ)信号で表してもよい。本発明のD/Bコンバータは異なる構成が適宜に選択されてもよい一対の比較器に基づくものでもよい。論理回路はこの分野で公知である適宜の論理素子の組み合わせとして実装してもよい。例えば、図5のXNORゲート516をXORゲート、次いでインバータとして実装することができる。本発明は、約10Gb/sのデータ伝送速度用に実装することができるが、同様に本発明を10Gb/s以上または以下の別の選択されたビット伝送速度で動作するように設計してもよい。
本発明をデュオバイナリ・プレコーダ、電気バックプレーンの前の等化(プリエンファシス)フィルタ、および電気バックプレーンの後のデュオバイナリ・バイナリ・コンバータを有する送信システムの文脈で記載してきた。本発明はこれに限定されるものではない。特定の用途に応じて、デュオバイナリ・プレコーダは任意選択可能であろう。同様に、前述したようにプリエンファシス・フィルタの代わりに、またはそれに加えて、等化(プリエンファシス)フィルタを電気バックプレーンの後に実装することも可能であろう。さらに、電気バックプレーン自体の伝達関数がバイナリ・デュオバイナリ・コンバータの伝達関数と近似している用途では、送信システムは理論上は等化フィルタなしでもバックプレーンの前または後に実装することができよう。さらに、結果として生じたデュオバイナリ信号がバイナリ信号に再変換される必要がない用途もあるであろう。その場合は、送信システムを理論上はD/Bコンバータなしで実装することができよう。
本明細書で用いられる「電気バックプレーン」という用語は一般に2つ以上の別のコンピュータ間の電気経路、コンピュータまたはその他のデジタル電子機器内の2つ以上の別の回路板間の電気経路、またはさらには単一の回路板内の2つ以上の別のモジュール間の電気経路のいずれかを意味することができる。
本発明の記載した実施形態ならびに本発明に関連する当業者には明らかであるその他の実施形態の様々な修正は特許請求の範囲に記載されている本発明の原理と範囲内に含まれるものである。
特許請求の範囲の方法クレーム中の工程は対応する符号を付して特定の順序で記載されているが、クレームの記述がこれらの工程の一部またな全部を実施する特定の順序を別途指摘していない限りは、これらの工程はそのような特別の順序で実施されることに限定されるものではない。
本発明の一実施形態による送信システムのブロック図である。 本発明の一実施形態による図1の等化フィルタ用に使用可能な汎用の2タップFIRプリエンファシス・フィルタのブロック図である。 図2aの2タップFIRプリエンファシス・フィルタ特定の固定的実装の、可能なIC実装のブロック図である。 本発明の一実施形態による図1のD/Bコンバータ用に使用可能なデュオバイナリ・バイナリ(D/B)コンバータのブロック図である。 図3のD/Bコンバータの構成の一例のグラフである。 本発明の別の実施形態による図1のD/Bコンバータとして使用可能なD/Bコンバータのブロック図である。

Claims (10)

  1. データ信号を処理する方法であって、
    電気バックプレーンを介してデータ信号を送信する工程と、
    前記電気バックプレーンを介して送信した後に前記データ信号を受信する工程とを含み、前記受信されたデータ信号がデュオバイナリ・データ信号として解釈されることを特徴とする方法。
  2. 前記受信されたデータ信号がデュオバイナリ・データ信号として解釈される前に、前記データ信号をフィルタリングする工程をさらに含み、前記フィルタリングと前記電気バックプレーンを介した前記送信との組み合わせがバイナリ−デュオバイナリ変換に近づくことを特徴とする請求項1に記載の発明。
  3. 前記フィルタリングは前記データ信号内の高周波成分を強調し、前記電気バックプレーンの群遅延を平坦化するように設計されることを特徴とする請求項2に記載の発明。
  4. 前記受信されたデータ信号にデュオバイナリ−バイナリ(D/B)変換を適用してバイナリ・データ信号を生成することを特徴とする請求項1に記載の発明。
  5. バイナリ・データ信号をプレコードする工程をさらに含み、前記電気バックプレーンを経て送信された前記データ信号は前記プレコードされたバイナリ・データ信号に基づくデータ信号であり、さらに、
    前記データ信号が前記デュオバイナリ・データ信号として解釈される前に前記データ信号をフィルタリングする工程をさらに含み、前記フィルタリングと前記電気バックプレーンを経た前記送信との組み合わせがバイナリ−デュオバイナリ変換へ近づくものであり、そして、
    前記受信されたデータ信号にデュオバイナリ−バイナリ変換を適用してバイナリ・データ信号を生成する工程をさらに含む請求項1に記載の発明。
  6. データ信号の送信システムであって、
    電気バックプレーンを介して前記データ信号を送信するよう適合された送信機サブシステムと、
    前記電気バックプレーンを介して送信した後に前記データ信号を受信するよう適合された受信機サブシステムとを含み、前記受信されたデータ信号はデュオバイナリ・データ信号として解釈されることを特徴とするシステム。
  7. 前記データ信号が前記デュオバイナリ・データ信号として解釈される前に前記データ信号をフィルタリングするよう適合されたフィルタをさらに含み、前記フィルタと前記電気バックプレーンとの組み合わせがバイナリ・デュオバイナリ・コンバータに近づくことを特徴とする請求項6に記載のシステム。
  8. 前記フィルタは前記データ信号内の高周波成分を強調し、前記電気バックプレーンの群遅延を平坦化するように設計されていることを特徴とする請求項7に記載のシステム。
  9. 前記受信機サブシステムは、前記受信されたデータ信号にデュオバイナリ−バイナリ変換を適用してバイナリ・データ信号を生成するデュオバイナリ・バイナリ(D/B)コンバータを含むことを特徴とする請求項6に記載のシステム。
  10. 前記送信機システムはバイナリ・データ信号をプレコードするようにされたプレコーダを含み、前記電気バックプレーンを介して送信された前記データ信号は前記プレコードされたバイナリ・データ信号に基づくデータ信号であり、
    前記システムは、前記データ信号が前記デュオバイナリ・データ信号として解釈される前に前記データ信号をフィルタリングするようにされたフィルタを含み、前記フィルタリングと前記電気バックプレーンを介した前記送信との組み合わせがバイナリからデュオバイナリへの変換に近づき、そして、
    前記受信機サブシステムは、前記受信されたデータ信号にデュオバイナリ−バイナリ変換を適用してバイナリ・データ信号を生成するデュオバイナリ・バイナリ・コンバータを含むことを特徴とする請求項6に記載のシステム。
JP2004350517A 2003-12-04 2004-12-03 デュオバイナリ信号伝送を利用した電気バックプレーン送信 Active JP4758640B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/727450 2003-12-04
US10/727,450 US7508882B2 (en) 2003-12-04 2003-12-04 Electrical backplane transmission using duobinary signaling

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005168031A true JP2005168031A (ja) 2005-06-23
JP4758640B2 JP4758640B2 (ja) 2011-08-31

Family

ID=34465767

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004350517A Active JP4758640B2 (ja) 2003-12-04 2004-12-03 デュオバイナリ信号伝送を利用した電気バックプレーン送信

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7508882B2 (ja)
EP (1) EP1538797B1 (ja)
JP (1) JP4758640B2 (ja)
KR (1) KR20050054442A (ja)
CN (1) CN100461671C (ja)
DE (1) DE602004030883D1 (ja)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8130821B2 (en) * 2006-05-18 2012-03-06 Oracle America, Inc. Equalization in capacitively coupled communication links
EP2111183B1 (en) * 2007-01-02 2015-11-18 Boston Scientific Scimed, Inc. Reinforced mesh for retropubic implants
US8229048B2 (en) * 2007-09-11 2012-07-24 Oracle America, Inc. Use of emphasis to equalize high speed signal quality
TWI383599B (zh) * 2008-06-02 2013-01-21 Univ Nat Taiwan 雙二位元式收發器
WO2010096948A1 (zh) * 2009-02-24 2010-09-02 上海贝尔股份有限公司 利用相位重新赋形实现的脏纸预编码方法和发射机
CN102073007B (zh) * 2009-11-25 2013-06-26 台湾积体电路制造股份有限公司 用于检测轻错误的系统和方法
US8339155B2 (en) * 2009-11-25 2012-12-25 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. System and method for detecting soft-fails
US8384430B2 (en) * 2010-08-16 2013-02-26 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. RC delay detectors with high sensitivity for through substrate vias
US8452137B2 (en) * 2011-01-10 2013-05-28 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Optical backplane having at least one optical relay element for relaying light from an input facet of the backplane to an output facet of the backplane
EP2693847A1 (en) * 2012-01-31 2014-02-05 Panasonic Corporation High-voltage discharge lamp ignition device, projector using this high-voltage discharge lamp ignition device, and high-voltage discharge lamp ignition method
US9049094B2 (en) 2012-11-13 2015-06-02 Alcatel Lucent Generation of multilevel signals using correlative coding
EP2924881A1 (en) 2014-03-26 2015-09-30 IMEC vzw Improvements in or relating to signal processing
US20190253152A1 (en) 2018-02-14 2019-08-15 Nokia Solutions And Networks Oy Multi-rate optical network
EP3891946A4 (en) 2018-12-07 2022-08-31 CommScope Technologies LLC SYSTEMS AND METHODS FOR AUTOMATIC LEVEL CONTROL
KR20220026773A (ko) 2020-08-26 2022-03-07 삼성전자주식회사 저전력 입출력을 위한 송신기, 수신기 및 이를 포함하는 메모리 시스템

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56168460A (en) * 1980-05-29 1981-12-24 Nec Corp Correlative code carrier wave transmission receiver
JPS63316934A (ja) * 1987-06-09 1988-12-26 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ データ信号伝送システム
JPS6451725A (en) * 1987-08-21 1989-02-28 Nec Corp Digital transmission system
JPH01314019A (ja) * 1988-04-27 1989-12-19 Philips Gloeilampenfab:Nv デュオバイナリ信号からバイナリ信号を発生させる回路装置
JPH03181218A (ja) * 1989-12-11 1991-08-07 Hitachi Ltd ディジタル伝送用波形等化器
JPH05315998A (ja) * 1992-05-14 1993-11-26 Fuji Electric Co Ltd 伝送路歪の低減方法
JPH08221904A (ja) * 1995-02-13 1996-08-30 Sony Corp 2値データのエンコード方法および多値データの抜出し装置
JP2002077059A (ja) * 2000-08-30 2002-03-15 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光送信機
JP2005051789A (ja) * 2003-07-30 2005-02-24 Lucent Technol Inc デュオバイナリ−バイナリ信号変換器

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3866147A (en) * 1973-02-26 1975-02-11 Univ Sherbrooke Balanced correlated ternary coding system
US4086566A (en) * 1976-11-15 1978-04-25 Gte Automatic Electric Laboratories Incorporated Error detector for modified duobinary signals
FR2612025B1 (fr) * 1987-03-06 1989-05-26 Labo Electronique Physique Dispositif de decodage de signaux codes en duobinaire
GB2217957A (en) 1988-04-27 1989-11-01 Philips Electronic Associated Circuit arrangement for producing a binary signal
DE3831454A1 (de) * 1988-09-16 1990-03-29 Philips Patentverwaltung Vollweg-gleichrichterschaltung
EP0369159A3 (de) 1988-11-15 1992-01-22 ANT Nachrichtentechnik GmbH Verfahren zum Wiedergewinnen von Binärinformationen aus einem störbehafteten Basisbandsignal sowie Anordnung
US5412691A (en) * 1991-06-28 1995-05-02 Digital Equipment Corporation Method and apparatus for equalization for transmission over a band-limited channel
KR930017443A (ko) 1992-01-15 1993-08-30 강진구 Mac 신호 데이타 변환회로
US5408500A (en) * 1993-02-17 1995-04-18 Digital Equipment Corporation Method and apparatus for transmission of local area network signals over a single unshielded twisted pair
US5544323A (en) * 1993-09-23 1996-08-06 Standard Microsystems Corp. High bit rate ethernet connection
US5640605A (en) * 1994-08-26 1997-06-17 3Com Corporation Method and apparatus for synchronized transmission of data between a network adaptor and multiple transmission channels using a shared clocking frequency and multilevel data encoding
US5892858A (en) * 1997-03-27 1999-04-06 Northern Telecom Limited Duobinary coding and modulation technique for optical communication systems
US6480405B2 (en) * 2000-11-17 2002-11-12 Texas Instruments Incorporated Full-wave rectifier
EP1255386B1 (en) * 2001-12-05 2007-10-24 Agilent Technologies, Inc. Line equaliser for compensation of droop effect

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56168460A (en) * 1980-05-29 1981-12-24 Nec Corp Correlative code carrier wave transmission receiver
JPS63316934A (ja) * 1987-06-09 1988-12-26 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ データ信号伝送システム
JPS6451725A (en) * 1987-08-21 1989-02-28 Nec Corp Digital transmission system
JPH01314019A (ja) * 1988-04-27 1989-12-19 Philips Gloeilampenfab:Nv デュオバイナリ信号からバイナリ信号を発生させる回路装置
JPH03181218A (ja) * 1989-12-11 1991-08-07 Hitachi Ltd ディジタル伝送用波形等化器
JPH05315998A (ja) * 1992-05-14 1993-11-26 Fuji Electric Co Ltd 伝送路歪の低減方法
JPH08221904A (ja) * 1995-02-13 1996-08-30 Sony Corp 2値データのエンコード方法および多値データの抜出し装置
JP2002077059A (ja) * 2000-08-30 2002-03-15 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光送信機
JP2005051789A (ja) * 2003-07-30 2005-02-24 Lucent Technol Inc デュオバイナリ−バイナリ信号変換器

Also Published As

Publication number Publication date
EP1538797A3 (en) 2005-09-14
EP1538797A2 (en) 2005-06-08
US20050122954A1 (en) 2005-06-09
CN1625113A (zh) 2005-06-08
EP1538797B1 (en) 2011-01-05
KR20050054442A (ko) 2005-06-10
DE602004030883D1 (de) 2011-02-17
CN100461671C (zh) 2009-02-11
US7508882B2 (en) 2009-03-24
JP4758640B2 (ja) 2011-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7715474B2 (en) Decision feedback equalizer (DFE) architecture
JP4758640B2 (ja) デュオバイナリ信号伝送を利用した電気バックプレーン送信
US8654898B2 (en) Digital equalizer for high-speed serial communications
KR102372931B1 (ko) 고속 통신 시스템
US7167517B2 (en) Analog N-tap FIR receiver equalizer
TWI474658B (zh) 發送器和接收器
US7792187B2 (en) Multi-tap decision feedback equalizer (DFE) architecture eliminating critical timing path for higher-speed operation
JP2007510377A (ja) 透明マルチモードpamインタフェース
US8804794B2 (en) Adjustable latency transceiver processing
Kossel et al. A 10 Gb/s 8-tap 6b 2-PAM/4-PAM Tomlinson–Harashima precoding transmitter for future memory-link applications in 22-nm SOI CMOS
US9148316B2 (en) Decision feedback equalizer
US11736266B2 (en) Phase interpolator circuitry for a bit-level mode retimer
US7769099B2 (en) High-speed precoders for communication systems
US8160179B2 (en) Cross-over compensation by selective inversion
US20070030890A1 (en) Partial response transmission system and equalizing circuit thereof
US11675732B2 (en) Multiphase data receiver with distributed DFE
TW200952363A (en) Duobinary transceiver
JP2005051789A (ja) デュオバイナリ−バイナリ信号変換器
JP2005020750A (ja) 高速シリアルリンクのための判定帰還形等化
Sinsky et al. 10-Gb/s electrical backplane transmission using duobinary signaling
US20050201455A1 (en) Equalizer architecture
Chen et al. PAM3: History, Algorithm, and Performance Comparison to NRZ and PAM4
CN112640306A (zh) 可级联滤波器架构
Chen et al. A novel CMOS edge equalizer for 10-Gb/s highly lossy backplane
Ishida et al. Ultra-high-speed CMOS interface technology

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20071203

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100705

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100712

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101012

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101108

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101130

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110511

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110603

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4758640

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140610

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250