NL9301026A

NL9301026A - Optisch Ontvangsysteem.

Info

Publication number: NL9301026A
Application number: NL9301026A
Authority: NL
Original assignee: Nederland Ptt
Priority date: 1993-06-11
Filing date: 1993-06-11
Publication date: 1995-01-02
Also published as: JPH0730484A; JP2657468B2; ATE207678T1; DE69428740D1; EP0629061B1; EP0629061A1; ES2164083T3; US5500757A; DE69428740T2

Description

OPTISCH ONTVANGSYSTEEM

A. ACHTERGROND VAN DE UITVINDING

De uitvinding heeft betrekking op een optisch ontvangsysteem, omvattende een optisch/electrische omzetter voor het omzetten van optische ingangspulsen in electrische uitgangspulsen.

B. SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

De uitvinding voorziet in een optisch ontvangsysteem dat bij uitstek geschikt blijkt te zijn voor het met grote betrouwbaarheid overdragen van zogeheten "burst mode" pulsvormige signalen. Met name blijkt het systeem volgens de uitvinding uitstekend te voldoen bij het overdragen van ATM datacellen. In het bijzonder is het ontvangsysteem volgens de uitvinding bedoeld voor het, in een netwerkcentrale, ontvangen en doorgeven van ATM datacellen vanuit lokale, passieve optische netten (PONs), waarbij de van verschillende abonnees afkomstige ATM cellen, als gevolg van de verschillende afstanden tussen de abonnees en de netwerkcentrale, verschillende pulsamplitudes kunnen hebben. Bovendien treden er door die verschillende afstanden faseverschillen op tussen de inkomende signalen en de systeemklok in het ontvangsysteem.

In het systeem volgens de uitvinding zijn een aantal maatregelen gecombineerd die voor een deel op zich bekend zijn, maar die zich bij uitstek met elkaar laten combineren tot een systeem dat goedkoop is en een hoge verwerkingssnelheid heeft, wat het systeem zeer geschikt voor ATM-toepassingen maakt.

De uitvinding omvat twee subsystemen die op zich zelfstandig kunnen worden gebruikt, maar die bij voorkeur tezamen het systeem volgens de uitvinding vormen.

Het eerste subsysteem omvat een eerste puls/puls-omzetter (2), zoals een delay line differentiator, voor het omzetten van uitgangspulsen van de optische ontvanger (1) in pulsen van, ten opzichte van die oorspronkelijke pulsen, geringe pulsbreedte en met steeds wisselende polariteit, waarvan de verschij-ningstijdstippen overeenkomen met de verschijningstijdstippen van voor- en achterflanken van de oorspronkelijke pulsen en waarvan de amplituden gelijk zijn aan de amplituden van de oorspronkelijke pulsen; een feed forward geschakeld amplitude-correctieorgaan (3,4) voor het omzetten van de uitgangspulsen van de genoemde puls/puls-omzetter in pulsen van steeds gelijke top-amplitude; en een tweede puls/puls-omzetter (5), zoals een integrator, voor het omzetten van de bipolaire uitgangspulsen van het amplitude-correctieorgaan in unipolaire pulsen -replica’s van de oorspronkelijke pulsen— waarvan de verschijningstijdstippen van de voor- en achterflanken overeenkomen met de verschijningstijdstippen van de in polariteit wisselende uitgangspulsen van het amplitude-correctieorgaan.

Het tweede subsysteem omvat een fasecomparator (9,10,11,7) voor het vergelijken van de fase van de door de genoemde optisch/electrische omzetter (1) af gegeven pulsen, of representanten daarvan, met de fase van de door een systeemklokgenerator afgegeven pulsen en het in afhankelijkheid van het ver-geiijkingsresultaat afgeven van een besturingssignaai aan een vertragingsor-gaan (S), waarbij aan een eerste ingang van de fasecomparator de uitgangspulsen van de optisch/electrische omzetter, of representanten daarvan, worden aangeboden, en aan een tweede ingang de door een systeemklokgenerator af gegeven pulsen, terwijl het genoemde besturingssignaai van een uitgang van die fasecomparator wordt afgenomen, waarbij de vertragingstijd van het genoemde vertragingsorgaan zodanig door dat van de fasecomparator afkomstige besturingssignaal bestuurd wordt, dat de aan dat vertragingsorgaan aangeboden pulsen vertraagd worden in overeenstemming met het verschil tussen de fase van die van de optisch/electrische omzetter afkomstige pulsen en de fase van de klokpulsgenerator.

C. UITVOERINGSVOORBEELDEN

Onderstaand zal een uitvoeringsvoorbeeld van een systeem volgens de uitvinding worden besproken aan de hand van de bijgaande figuur.

Via een passief optisch netwerk worden aan de ingang van het getoonde systeem —zich bevindend in een netwerkcentrum— de van verschillende abonnees afkomstige ATM datacellen, gevormd door puls-"bursts", aangeboden. In een optisch/electrische omzetter 1, gevormd door een fotodiode met bijbehorende versterker, zoals bijvoorbeeld bekend uit de octrooiaanvrage NL8700328 ten name van aanvraagster, worden de aangeboden optische pulsreeksen, waaruit de ATM datacellen bestaan, omgezet in overeenkomstige electrische pulsreeksen. De versterker is een AC-gekoppelde versterker, die als voordeel heeft dat de invloed van thermische effecten (’drift’) minimaal is. Voor de verdere verwerking van die datacellen is een probleen dat de puls-amplituden van datacellen die van verschillende abonnees afkomstig zijn, behoorlijk kunnen verschillen, daar immers de abonnees zich op verschillende afstanden van het netwerkcentrum bevinden. Als gevolg daarvan is, daar er aanmerkelijke variaties in de DC-component ontstaan, pulsdetectie door middel van een vaste detectiedrempel niet mogelijk. Verder treden, door loop-tijdverschillen, verschillen op in de fasen van pulsreeksen die van verschillende abonnees afkomstig zijn.

Eerste Subsysteem:

Teneinde de pulsamplituden te "standaardiseren" worden deze bewerkt in een correctieorgaan 4 dat "feed forward" gestuurd wordt door de uitgang van een amplitude-vergelijkingsorgaan 3. Teneinde in deze organen de (ongewenste) invloed van de DC-component van het signaal te elimineren, wordt het uitgangssignaal van de O/E-omzetter in een puls/puls-omzetter 2 omgezet in piekvormige pulsen van wisselende polariteit, waarvan de positieve pieken overeenkomen met de voorflanken van de toegevoerde pulsen en de negatieve pieken met de achterflanken van die pulsen. Hiervoor wordt gebruikt gemaakt van een zogeheten "delay line differentiator" zoals die ondermeer bekend is uit de octrooiaanvrage NL9201003 ten name van aanvraagster. De unipolaire ingangspulsen worden aldus omgezet in bipolaire pieken, waarvan de gemiddelde waarde per periode nul is. De amplituden van de piekvormige pulsen -die overeenkomen met de amplituden van de oorspronkelijke pulsen- worden vervolgens "gestandaardiseerd in de organen 3 en 4. Orgaan 3 is · een comparator, die een referentiesignaal A vergelijkt met de (absolute waarde van de) topwaarde van de toegevoerde signaalpieken en een besturingssignaal afgeeft waarvan de amplitude evenredig is met het verschil tussen die twee.

Het besturingssignaal wordt aangeboden aan een versterker 4 waarvan de ver-sterkingsfactor door het besturingssignaal regelbaar is (in plaats van een versterker, kan ook een regelbare verzwakker worden gebruikt). Aldus resulteert aan de uitgang van de regelbare versterker 4 een piekvormig, bipolair signaal waarvan de absolute waarde van de pieken constant is. Uit dat uitgangssignaal wordt nu weer een unipolair pulssignaal herwonnen door het piekvormige uitgangssignaal aan te bieden aan de ingang van een tweede puls/puls-omzetter, zijnde een Set/Reset-schakeling, die aan zijn uitgang steeds een positief signaal afgeeft na het verschijnen van een positieve ingangspiek ("set"), totdat aan zijn ingang een negatieve piek verschijnt ("reset").

Tweede Subsysteem:

Zoals boven gemeld, hebben doorgaans de verschillende pulsreeksen (de ATM cellen) verschillende fasen. Het "standaardiseren" daarvan geschiedt in een subsysteem dat gevormd wordt door de organen 9, 10, 11 en 7, de fasecomparator. De fase van het uitgangssignaal van orgaan 4, bestaande uit amplitude-gestandaardiseerde bipolaire, piekvormige pulsen, wordt vergeleken met de fase van een referentiekloksignaal (het lokale systeemkloksignaal). Aan de uitgang van de fasecomparator verschijnt een besturingssignaal waarvan de amplitude een maat is voor het faseverschil tussen beide toegevoerde pulssignalen. Het besturingssignaal bestuurt een variabele vertragingslijn 7, waardoor faseverschillen worden gecompenseerd.

De fasecomparator wordt gevormd door een tweetal bandfliters 9 en 10, via welke respectievelijk het uitgangssignaal van orgaan 4 en het (lokale) systeem- kloksignaal worden toegevoerd aan een mengtrap 7. Aan de uitgangen van de filters 9 en 10 verschijnen sinusvormige signalen. Daar -als gebruikelijk— de klokperiodetijd (de tijd nodig voor een klok-1-bit en een klok-0-bit) overeenkomt met de pulstijd (bittijd, de tijd voor hetzij een signaal-1-bit of een signaal-O-bit), moet de klokfrequentie worden gehalveerd, in een deler 11 alvorens aan het filter 10 te worden aangeboden willen de frequenties van de uitgangssignalen van filter 9 en 10 gelijk zijn. Beide aldus bewerkte signalen worden in mengtrap 7 multiplicatief gemengd (vermenigvuldigd). Het uitgangssignaal is een voor het besturen van het vertragingsorgaan 8 te gebruiken DC-signaal waarvan de amplitude overeenkomt met het faseverschil van de toegevoerde sinusvormige signalen:

Uitgangssignaal van filter 9 = A cos(o)t+<p)

Uitgangssignaal van filter 10 = A cos(ot)

Vermenigvuldiging van beide signalen —in mengtrap 7— resulteert in:

De term V2A2*cos(<p) is het gevraagde DC-besturingssignaal (immers ω ontbreekt), waarvan de grootte een maat is voor het faseverschil φ tussen beide signalen; de term (cos 2ωΐ+φ) is een AC-signaal dat wordt weggefilterd in eer laagdoorlaatf ilter 12.

Om te bereiken dat het vertragingsorgaan 8 alleen wordt ingesteld bij het daadwerkelijk ontvangen van (unipolaire) pulsen, is tussen de mengtrap 7 en het regelbare vertragingsorgaan 8 een ’sample & hold’-orgaan 13 opgenomen dat wordt bestuurd door het gelijkgerichte uitgangssignaal -door een diode 14— van filter 9. Zolang er geen pulsen verschijnen, wordt aan het vertragingsorgaan 8 het DC-besturingssignaal niet gewijzigd. Bij het verschijnen van pulsen aan de ingang van het systeem, worden deze omgezet in bipolaire, piekvormige pulsen (orgaan 2) met gestandaardiseerde amplitude (orgaan 4), enerzijds dienend voor het genereren van pulsreplica’s met gestandaardiseerde amplitude (orgaan 5), anderzijds dienend voor het genereren van een AC-signaal (filter 9) dat wordt vermenigvuldigd (orgaan 7) met een van de systeemklok afgeleid (organen 10 en 11) AC-signaal, resulterend in een DC-besturingssignaal (orgaan 12); het AC-uitgangssignaal stuurt —via diode 14— het ’sample & hold’-orgaan 13 open, waardoor het vertragingsorgaan 8 door het DC-besturingssignaal met waarde 1/2A2*cos(9) herniewd wordt ingesteld. Tenslotte wordt nog opgemerkt dat het niet persé nodig is om de ingangssignalen van de mengtrap 7 te filteren door de filters 9 en 11. Zeker daar de verschillende pulsen in de praktijk lang niet volmaakt kanteelvormig zijn, maar neigen naar de sinusvorm, is het in de praktijk doorgaans mogelijk de filters 9 en 11 weg te laten.

D. REFERENTIES

NL8700328 t.n.v. KONINKLIJKE PTT NEDERLAND N.V.

NL9201003 t.n.v. KONINKLIJKE PTT NEDERLAND N.V.

Claims

1. Optisch ontvangsysteem, omvattende een optisch/electrische omzetter voor het omzetten van optische ingangspulsen in electrische uitgangspulsen, GEKENMERKT DOOR een eerste puls/puls-omzetter (2), zoals een delay line differentiator, voor het omzetten van uitgangspulsen van de optische ontvanger (1) in pulsen van, ten opzichte van die oorspronkelijke pulsen, geringe pulsbreedte en met steeds wisselende polariteit, waarvan de verschij-ningstijdstippen overeenkomen met de verschijningstijdstippen van voor- en achterflanken van de oorspronkelijke pulsen en waarvan de amplituden gelijk zijn aan de amplituden van de oorspronkelijke pulsen; een feed forward geschakeld amplitude-correctieorgaan (3,4) voor het omzetten van de uitgangspulsen van de genoemde puls/puls-omzetter in pulsen van steeds gelijke top-amplitude; en een tweede puls/puls-omzetter (5), zoals een integrator, voor het omzetten van de bipolaire uitgangspulsen van het amplitude-correctieorgaan in unipolaire pulsen —replica’s van de oorspronkelijke pulsen— waarvan de verschijningstijdstippen van de voor- en achterflanken overeenkomen met de verschijningstijdstippen van de in polariteit wisselende uitgangspulsen van het amplitude-correctieorgaan.

2. Optisch ontvangsysteem, omvattende een optisch/electrische omzetter voor het omzetten van optische ingangspulsen in electrische uitgangspulsen, GEKENMERKT DOOR een fasecomparator (9,10,11,7) voor het vergelijken van de fase van de door de genoemde optisch/electrische omzetter (1) af gegeven pulsen, of representanten daarvan, met de fase van de door een systeem-klokgenerator afgegeven pulsen en het in afhankelijkheid van het vergelij-kingsresultaat af ge ven van een besturingssignaal aan een vertragingsorgaan (8), waarbij aan een eerste ingang van de fasecomparator de uitgangspulsen van de optisch/electrische omzetter, of representanten daarvan, worden aan- geboden, en aan een tweede ingang de door een systeemklokgenerator afgegeven pulsen, terwijl het genoemde besturingssignaal van een uitgang van die fasecomparator wordt afgenomen, waarbij de vertragingstijd van het genoemde vertragingsorgaan zodanig door dat van de fasecomparator afkomstige besturingssignaal bestuurd wordt, dat de aan dat vertragingsorgaan aangeboden pulsen vertraagd worden in overeenstemming met het verschil tussen de fase van die van de optisch/electrische omzetter afkomstige pulsen en de fase van de klokpulsgenerator.

3. Optisch ontvangsysteem volgens conclusie 1 en 2, MET HET KENMERK dat de bipolaire uitgangspulsen van het amplitude-correctieorgaan (4) worden aangeboden aan de genoemde eerste ingang (9) van de fasecomparator.

4. Optisch ontvangsysteem volgens conclusie 2 of 3, MET HET KENMERK dat de fasecomparator een mengtrap (7) omvat waarin de beide ingangssignalen van de fasecomparator, of representanten van . die beide ingangssignalen, multiplicatief met elkaar worden gemengd en waarbij de DC-component van mengproduct als besturingssignaal aan het genoemde vertragingsorgaan (8) wordt aangeboden.