NL9301165A

NL9301165A - Optical multi-channel transceiver for an optical transmission system

Info

Publication number: NL9301165A
Application number: NL9301165A
Authority: NL
Original assignee: Stichting Tech Wetenschapp
Priority date: 1993-07-02
Filing date: 1993-07-02
Publication date: 1995-02-01

Abstract

Multi-channel transceiver, for use in an optical transmission system, for the transmission and reception of signals depending on the signal type thereof, using time division multiplex pulse time modulation. The device comprises, on the input side, a light-receiving element which can be connected to an incoming optical waveguide, an input chain with at least one pre-amplifier, a time division multiplexer, a multi-channel pulse time modulator for the output of a plurality of channels, and, on the output side, an output chain with at least one multi-channel pulse time modulator to receive a plurality of channels, a time division multiplexer, a control amplifier, and a light-emission element which can be connected to an outgoing optical waveguide. From the input chain, one or more channels can be looped through via a multi-channel selector switch to the output chain so that one or more channels can be tapped, looped through, replaced and added. The input chain and output chain are integrated into a single chip. The one or more channels which are to be looped through from the input chain to the output chain are looped through at PPM level. The plurality of channels from the outputs of the demultiplexer are fed to both the multi-channel demodulator and the one inputs of a multi-channel selector switch, the other inputs of which are connected to the outputs of the multi-channel modulator and the outputs are connected to the inputs of the multiplexer in the output chain.

Description

Optische multi-kanaal zendontvanginrichting voor een optisch transmissiesysteem.Optical multi-channel transceiver for an optical transmission system.

De uitvinding heeft betrekking op een optische multi-kanaal zendontvanginrichting voor gebruik in een optisch transmissiesysteem. Dergelijke zendontvanginrichtingen zijn in de praktijk bekend.The invention relates to an optical multi-channel transceiver for use in an optical transmission system. Such transceivers are known in practice.

Het gebruik van optische geleiders, zoals glasvezelkabels, voor signaaltransmissie heeft in de afgelopen jaren algemeen ingang gevonden. Deze glasvezels zijn dunner, hebben een veel hogere capaciteit dan coaxiale kabels en leiden niet of nauwelijks tot verzwakking van het signaal terwijl bij koperen geleiders in het bijzonder voor breedbandige signalen al na enkele honderden meters demping optreedt. Bovendien zijn glasvezelkabels voor wat betreft prijs vergelijkbaar met coaxiale kabels. Een bijkomend voordeel van optische geleiders is dat de optisch gecodeerde informatie moeilijk kan worden afgetapt, d.w.z. de vezel is afluis-terbestendig. Aan de andere kant kan de transmissie in de vezel niet door uitwendige elektromagnetische velden worden beïnvloed, en is de vezel derhalve storingongevoelig. Door de ontwikkeling in de laatste jaren van de optische componenten, die deel uitmaken van het gehele transmissietra-ject, heeft de telecommunicatie-industrie zich vooral gericht op de transmissie via glasvezels van vele duizenden relatief laagfrequente signalen, zoals spraaksignalen, tussen twee telefooncentrales. Hierbij kunnen deze optische signalen in één keer over grote afstanden worden overgedragen waardoor de gemiddelde kosten van transmissie relatief laag zijn.The use of optical conductors, such as fiber optic cables, for signal transmission has become widespread in recent years. These glass fibers are thinner, have a much higher capacity than coaxial cables and hardly, if at all, lead to attenuation of the signal, while copper conductors, in particular for broadband signals, damp at a few hundred meters. In addition, fiber optic cables are comparable in price to coaxial cables. An additional advantage of optical conductors is that the optically encoded information is difficult to tap, i.e. the fiber is airless resistant. On the other hand, the transmission in the fiber cannot be affected by external electromagnetic fields, and the fiber is therefore insensitive to interference. Due to the development in recent years of the optical components, which form part of the entire transmission route, the telecommunications industry has mainly focused on the transmission via fiber optics of many thousands of relatively low-frequency signals, such as voice signals, between two telephone exchanges. These optical signals can be transferred over long distances at once, so that the average cost of transmission is relatively low.

Vanzelfsprekend kunnen dergelijke optische transmissiesystemen gebruikt worden om behalve laagfrequente ook hoogfrequente signalen over te dragen. Een dergelijk signaal is bijvoorbeeld een videosignaal dat een breedbandig signaal is waarin veel informatie per tijdseenheid is opgenomen. Daarbij komt, dat hoewel het omzetten van één elektrisch videosignaal in een optisch videosignaal op zichzelf geen probleem is, bij meer kanalen de signalen zorgvuldig van elkaar gescheiden moeten blijven.Obviously, such optical transmission systems can be used to transmit, in addition to low-frequency, high-frequency signals. Such a signal is, for example, a video signal which is a broadband signal in which a lot of information per unit time is included. In addition, although converting one electrical video signal into an optical video signal is not a problem in itself, the signals must remain carefully separated from one another for several channels.

Ten aanzien van het hele transmissietraject kan men echter stellen dat het in staat moet zijn om een veelvoud van breedbandige signalen in afzonderlijke kanalen zonder vervorming, d.w.z. lineair, over te dragen. Hierdoor zijn de eisen die aan de zend- en ontvangcomponenten, zoals halfgeleiderlasers of LED diodes, fotodiodes en ontvang- en zendchips worden gesteld, hoog en zijn deze componenten duur. De zendinrichting en de ontvanginrichting van de huidige commercieel beschikbare glasvezel- transmissiesystemen zijn zo duur dat voor relatief korte afstanden het gebruik van meerdere parallelle coaxiale verbindingen goedkoper is. Dat geldt in het bijzonder voor afstanden die klein genoeg zijn om zonder repeaterversterker het signaal over de coaxiale kabels te kunnen overdragen.However, with regard to the entire transmission path, it can be said that it must be able to transmit a plurality of broadband signals in separate channels without distortion, i.e. linear. As a result, the requirements placed on the transmit and receive components, such as semiconductor lasers or LED diodes, photodiodes and receive and transmit chips, are high and these components are expensive. The transmitting and receiving devices of the current commercially available fiber optic transmission systems are so expensive that the use of multiple parallel coaxial connections is cheaper for relatively short distances. This applies in particular to distances that are small enough to be able to transmit the signal over the coaxial cables without a repeater amplifier.

De uitvinding beoogt bovengenoemde problemen te ondervangen en een optische multi-kanaal zendontvanginrichting voor een optisch transmissiesysteem te verschaffen, waarin een groot aantal smal- en/of breedbandige signalen onder gebruikmaking van bestaande goedkope laser of LED, foto-diode en chiptechnieken toe- en afgevoerd, doorgelust en vervangen kunnen worden.The object of the invention is to overcome the above-mentioned problems and to provide an optical multi-channel transceiver for an optical transmission system, in which a large number of narrow and / or broadband signals are supplied and extracted using existing inexpensive laser or LED, photo-diode and chip techniques , loopable and can be replaced.

Dit wordt volgens de uitvinding bereikt met een zendontvanginrichting, ten gebruike in een optisch transmissiesysteem, voor de verzending en ontvangst van signalen onafhankelijk van het signaaltype daarvan, onder toepassing van tijdverdeelmultiplex pulstijdmodulatie, voorzien aan de ingangszijde van een op een binnenkomende optische geleider aankoppel-baar lichtopneemelement, een ingangsketen met tenminste een voorverster-ker, een tijddemultiplexer, een multi-kanaal pulstijddemodulator voor de afgifte van meerdere kanalen, en aan de uitgangszijde van een uitgangske-ten met tenminste een multi-kanaal pulstijdmodulator voor de opname van meerdere kanalen, een tijdmultiplexer, een stuurversterker, en een op een uitgaande optische geleider aankoppelbaar lichtemissie-element, waarbij vanuit de ingangsketen één of meerdere kanalen via een multi-kanaal om-schakelaar doorlusbaar zijn naar de uitgangsketen zodat één of meerdere kanalen kunnen worden afgetapt, doorgelust, vervangen en toegevoerd.This is achieved according to the invention with a transceiver, for use in an optical transmission system, for the transmission and reception of signals independent of their signal type, using time division multiplex pulse time modulation, provided on the input side with an optical conductor that can be coupled light pick-up element, an input circuit with at least one preamplifier, a time demultiplexer, a multi-channel pulse time demodulator for multi-channel delivery, and on the output side of an output chain with at least one multi-channel pulse time modulator for multi-channel recording, a time multiplexer, a control amplifier, and a light emission element which can be coupled to an outgoing optical conductor, whereby one or more channels can be daisy-chained from the input chain to the output chain via a multi-channel changeover switch, so that one or more channels can be tapped, looped through, replaced and added primal.

Bij een voordelige uitvoeringsvorm van de uitvinding zijn het lichtopneemelement en het lichtemissie-element respectievelijk een foto-diode, bijvoorbeeld een PIN diode, en een laserdiode of LED. Bij een verdere voordelige uitvoeringsvorm zijn de ingangsketen en uitgangsketen in een enkelvoudige chip geïntegreerd. Hierdoor wordt reeds een aanzienlijke reductie van de kosten verkregen doordat de zender en ontvanger met een standaard IC proces in één chip zijn geïntegreerd en doordat uitwendige goedkope laser-, LED- en PIN-dioden zijn gebruikt. Daar voor korte afstanden de golflengte van de laserzender niet kritisch is kan men zelfs goedkope lasers overwegen te gebruiken zoals toegepast bij CD spelers. Verder worden de kosten per kanaal vanzelfsprekend aanzienlijk gereduceerd door toepassing van multiplextechnieken.In an advantageous embodiment of the invention, the light-receiving element and the light-emitting element are a photo-diode, for example a PIN diode, and a laser diode or LED, respectively. In a further advantageous embodiment, the input circuit and output circuit are integrated in a single chip. This already results in a considerable reduction in costs because the transmitter and receiver are integrated in one chip with a standard IC process and because external cheap laser, LED and PIN diodes are used. Since for short distances the wavelength of the laser transmitter is not critical, one can even consider using cheap lasers as used with CD players. Furthermore, the costs per channel are of course considerably reduced by applying multiplexing techniques.

Bij toepassing van goedkope laserzenders is de niet-lineariteit van dergelijke zenders een groot probleem. Wanneer bijvoorbeeld de momentele intensiteit van het laserlicht een maat is voor de amplitude van het videosignaal, zoals bij amplitudemodulatie, zal de aanwezige niet-linea-riteit van de laser resulteren in een vervormd videosignaal. Bij toepassing van frequentieverdeelmultiplex zullen deze niet-lineariteiten over-spraak tussen videosignalen veroorzaken. Daarom is bij de uitvinding voor de modulatie gebruik gemaakt van pulstijdmodulatie en verder van tijdver-deelmultiplexing, samen TDPPM genoemd, die deze nadelen niet hebben. Het voordeel ten opzichte van digitale codeerschema's is eveneens dat bij TDPPM minder chipoppervlak en voeding nodig is omdat er geen analoog-digitaal en digitaal-analoog omzetters nodig zijn.When using inexpensive laser transmitters, the non-linearity of such transmitters is a major problem. For example, if the instantaneous intensity of the laser light is a measure of the amplitude of the video signal, such as in amplitude modulation, the non-linearity of the laser present will result in a distorted video signal. When using frequency division multiplex, these non-linearities will cause over-speech between video signals. Therefore, in the present invention, modulation uses pulse time modulation and furthermore time division multiplexing, collectively referred to as TDPPM, which do not have these drawbacks. The advantage over digital encoding schemes is also that TDPPM requires less chip area and power because no analog-digital and digital-analog converters are required.

Bij bovengenoemde tijdverdeelmultiplex pulsplaatsmodulatie kan een signaaltype onafhankelijke verwerking plaatsvinden, d.w.z. dat zowel laagfrequente-, zoals audio-, middenfrequente-, hoogfrequente signalen en datasignalen kunnen worden overgedragen.In the above time division multiplex pulse location modulation, a signal type independent processing can take place, i.e., that both low-frequency, such as audio, medium-frequency, high-frequency signals and data signals can be transmitted.

De uitvinding zal aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld nader worden toegelicht met verwijzing naar de tekeningen, waarin: figuur 1 een blokschema geeft van de aan weerszijden van een optische transmissiegeleider opgesteld zendgedeelte en ontvanggedeelte van de inrichting volgens de uitvinding; figuur 2 een voorbeeld geeft van een vierkanalen tijdverdeelmultiplex pulsplaatsmodulatieschema toegepast in de inrichting van figuur 1; figuur 3 een uitvoeringsvoorbeeld geeft van een op een enkele chip uitgevoerde optische zendontvanginrichting volgens de uitvinding; en figuur 4 een schematisch aanzicht geeft van de optische zendont-vanginrichting van figuur 3·The invention will be further elucidated on the basis of an exemplary embodiment with reference to the drawings, in which: figure 1 shows a block diagram of the transmitting part and receiving part of the device according to the invention arranged on either side of an optical transmission conductor; Figure 2 shows an example of a four-channel time division multiplex pulse site modulation scheme used in the device of Figure 1; Figure 3 shows an exemplary embodiment of a single-chip optical transceiver according to the invention; and Figure 4 is a schematic view of the optical transceiver of Figure 3

Bij het in figuur 1 aangegeven zendgedeelte 10 van de inrichting volgens de uitvinding worden de ingangssignalen via de ingangen INX tot INn toegevoerd aan de multi-kanaal pulstijdmodulator 11 bestaande uit de afzonderlijke modulatoren 1 tot N. Deze modulatoren die aan de andere ingangen door de multi-fase klokgenerator 12 worden gesynchroniseerd (φ2 ... φΝ), zetten de ingangssignalen om in pulsplaatsgemoduleerde (PPM) pulsen. Deze pulssignalen worden door de tijdmultiplexer 13 gecombineerd of samengevoegd tot een tijdverdeelmultiplex pulsplaatsmodulatie (TDPPM) signaal dat door de laserstuurversterker 14 wordt versterkt. De versterkte pulsen sturen uiteindelijk het lichtemissie-element 13. zoals een laser of microlaserdiode, met pulsen van 5-40 mA afhankelijk van het type laserdiode.In the transmission section 10 of the device according to the invention shown in Figure 1, the input signals are supplied via the inputs INX to INn to the multi-channel pulse time modulator 11 consisting of the separate modulators 1 to N. These modulators which are connected to the other inputs by the multi -phase clock generator 12 are synchronized (φ2 ... φΝ), convert the input signals into pulse place modulated (PPM) pulses. These pulse signals are combined or combined by the time division multiplexer 13 into a time division multiplex pulse location modulation (TDPPM) signal which is amplified by the laser control amplifier 14. The amplified pulses eventually control the light emission element 13. such as a laser or microlaser diode, with pulses of 5-40 mA depending on the type of laser diode.

In figuur 2 is een voorbeeld gegeven op welke wijze vier ingangssignalen, zoals video en/of audiosignalen, door de modulator 11 worden bemonsterd en omgezet in pulsen waarvan de tijdsturing ten opzichte van hun nulreferentieposities evenredig is met de bemonsterde waarden. De vorm en amplitude van deze plaatsgemoduleerde pulsen (PPM pulsen) zijn constant. Daar de modulatoren door de multi-faseklokgenerator zijn gesynchroniseerd hebben de resulterende PPM signalen hun eigen nulreferentieposities en tijdsleuven zoals aangegeven in figuur 2. De afzonderlijke PPM pulstreinsignalen worden door de multiplexer 13 samengevoegd tot een TDPPM signaal. In dit voorbeeld vormen de vier samengevoegde pulsreeksen een frame. De pulsen van een van de kanalen, in dit geval PPM1, worden door de frameïdentificatieschakeling 16 ten opzichte van de andere kanalen enigszins verbreed. Deze pulsen die als framepulsen worden aangeduid zullen in het ontvanggedeelte worden geïdentificeerd en voor de framesyn-chronisatie worden gebruikt. Tevens dienen deze framepulsen voor de synchronisatie van de ontvangklokregenerator voor demodulatie van de TDPPM signalen.Figure 2 shows an example of how four input signals, such as video and / or audio signals, are sampled by the modulator 11 and converted into pulses whose timing relative to their zero reference positions is proportional to the sampled values. The shape and amplitude of these place modulated pulses (PPM pulses) are constant. Since the modulators are synchronized by the multi-phase clock generator, the resulting PPM signals have their own zero reference positions and time slots as shown in Figure 2. The individual PPM pulse train signals are combined by the multiplexer 13 into a TDPPM signal. In this example, the four joined pulse sequences form a frame. The pulses of one of the channels, in this case PPM1, are slightly widened by the frame identification circuit 16 relative to the other channels. These pulses referred to as frame pulses will be identified in the receive section and used for the frame synchronization. These frame pulses also serve to synchronize the receiver clock regenerator for demodulation of the TDPPM signals.

Daar de PPM signalen door de tijdmultixer 13 zijn gemultiplext en niet de videoingangssignalen is voor elk ingangs- of videokanaal een modulator nodig. Een belangrijk voordeel van het multiplexen van de PPM pulsen is dat de amplitudevervormingen van de multiplexer de videosignalen niet vervormen.Since the PPM signals are multiplexed by the time multixer 13 and not the video input signals, a modulator is required for each input or video channel. An important advantage of multiplexing the PPM pulses is that the amplitude distortions of the multiplexer do not distort the video signals.

In het ontvanggedeelte 19 worden de via de optische vezel 20 overgedragen lichtsignalen ontvangen door het lichtopneemelement of PIN foto-diode 21 en vervolgens versterkt door de lage-ruis voorversterker 22. Daar de amplitude van de ontvangen pulsen in afhankelijkheid van de optische verliezen zoveel als 40 dB kan variëren wordt een pulsvormer 23 (in feite een begrenzer) gebruikt om de ontvangen TDPPM pulsen om te zetten in pulsen met vaste amplitude. Vervolgens worden ze toegevoerd aan de tijddemultiplexer 26. Aan de uitgang van de demultiplexer zijn de gedemultiplexte PPM signalen beschikbaar voor demodulatie door de multi-kanaal pulstijddemodulator ZJ. Met behulp van de frameïdentificatieschakeling 25 worden de framepulsen gedetecteerd en wordt de demultiplexer gesynchroniseerd om elke demodulator van de juiste PPM pulsen te voorzien. De klokregenerator 23 bepaalt de nulreferentieposities van de PPM pulsen door de posities van de framepulsen door middel van een fasever-grendellus te middelen. Op de afzonderlijke demodulatoren volgen nog een aantal laagdoorlaatfilters 28 die ongewenste hoogfrequente componenten uit de gedemoduleerde uitgangssignalen verwijderen waarna de gefilterde oorspronkelijke signalen aan de uitgangen Un^ tot UITN beschikbaar staan.In the receiving section 19, the light signals transmitted via the optical fiber 20 are received by the light pick-up element or PIN photo-diode 21 and then amplified by the low-noise preamplifier 22. Since the amplitude of the pulses received depends on the optical losses as much as 40 dB can vary, a pulse shaper 23 (in fact a limiter) is used to convert the received TDPPM pulses into fixed amplitude pulses. Then they are fed to the time demultiplexer 26. At the demultiplexer output, the demultiplexed PPM signals are available for demodulation by the multi-channel pulse time demodulator ZJ. Using the frame identification circuit 25, the frame pulses are detected and the demultiplexer is synchronized to provide each demodulator with the correct PPM pulses. The clock regenerator 23 determines the zero reference positions of the PPM pulses by averaging the positions of the frame pulses by means of a phase-locked loop. A number of low-pass filters 28 follow the individual demodulators, which remove unwanted high-frequency components from the demodulated output signals, after which the filtered original signals are available at the outputs Unl to UITN.

In het volgende wordt ingegaan op de beschikbare bandbreedte en het ruisgedrag van de laserdiode, de optische vezel en de fotodiode daar deze eigenschappen de totale prestatie van het systeem bepalen. De voortplan-tingstijd van de pulsen behoort constant te zijn om vervorming en over-spraak in TDPPM systemen te vermijden. De maximale pulssnelheid die hierbij door de laser kan worden gehanteerd hangt af van de minimale breedte van de laserpulsen en de tijd nodig om het laseruitgangssignaal, nadat een TDPPM puls is uitgezonden, te stabiliseren. Bij goedkope lasers bepaalt het uittrileffect de stabilisatietijd en daarom behoort bij dergelijke lasers een totale tijd van 2-6 ns voor één puls te worden gereserveerd. Omdat als gevolg van de eis van goedkope componenten geen optische isolatoren om reflectie te verhinderen kunnen worden gebruikt zijn praktische waarden voor de relatieve intensiteitsruis van de 1 eiser ongeveer -120 tot -130 dB/Hz.The following discusses the available bandwidth and noise behavior of the laser diode, optical fiber and photodiode as these properties determine the overall performance of the system. The propagation time of the pulses should be constant to avoid distortion and cross-talk in TDPPM systems. The maximum pulse rate that can be handled by the laser depends on the minimum width of the laser pulses and the time required to stabilize the laser output signal after a TDPPM pulse has been emitted. With inexpensive lasers, the vibration effect determines the stabilization time, and therefore a total time of 2-6 ns should be reserved for one pulse in such lasers. Since, due to the requirement of inexpensive components, optical insulators to prevent reflection cannot be used, practical values for the relative intensity noise of the claimant are about -120 to -130 dB / Hz.

Voor wat betreft de vezels wordt bij goedkope locale toepassingen de voorkeur gegeven aan multi-mode vezels boven enkelvoudige-mode vezels daar de uitlijning van deze multi-mode vezels op de optische fotodioden en laserdioden betrekkelijk eenvoudig is. Deze multi-mode vezels kunnen step-index of graded-index vezels zijn die, beperkt door de mode dispersie, bandbreedte-lengte produkten hebben van 20 MHz.km resp. 1-4 GHz.km. Wanneer bijvoorbeeld een totale bandbreedte van 1 GHz nodig is kunnen deze vezels worden gebruikt voor afstanden tot aan 20 m en 4 km respectievelijk. Indien enkelvoudige-mode vezels worden toegepast zijn aanzienlijke grotere afstanden overbrugbaar.As for the fibers, multi-mode fibers are preferred in low cost local applications over single-mode fibers since the alignment of these multi-mode fibers on the optical photodiodes and laser diodes is relatively simple. These multi-mode fibers may be step-index or graded-index fibers which, limited by the mode dispersion, have bandwidth-length products of 20 MHz.km and resp. 1-4 GHz.km. For example, when a total bandwidth of 1 GHz is required, these fibers can be used for distances up to 20 m and 4 km, respectively. If single-mode fibers are used, considerably longer distances can be bridged.

Bij de integratie van het zend- en ontvanggedeelte in afzonderlijke chips zal de bandbreedte van het versterkergedeelte niet groter worden gekozen dan de bandbreedte van de optische vezel en de laserdiode omdat een grotere ontvangbandbreedte zal resulteren in extra ruis aan de ont-vangeruitgang. Bij de integratie van de ontvangschakeling is gebleken dat voor wat betreft de bandbreedte het ingangsgedeelte bestaande uit de uitwendige foto of PIN diode en de geïntegreerde voorversterker het meest kritisch is. Doordat de bedradingscapaciteit samen met de capaciteit van de PIN diode aan de ingangscapaciteit van de versterker wordt toegevoegd zal de totale capaciteit aan deze ingang betrekkelijk groot (1-2 pF) zijn. Door toepassing van negatieve-terugkoppelversterkers die een lage ingangsimpedantie, nodig om verlies van signaalstroom in de broncapaci-teit te vermijden, combineren met lage versterkerruis wordt een toereikende versterking van de uitgangsstroom van de fotodiode verkregen. Door een juiste keuze van de configuratie van de versterker kan bij standaard IC processen met transitfrequenties in het gebied van 2,5~10 GHz een maximale bandbreedte van 250 MHz-1 GHz worden gerealiseerd.When integrating the transmit and receive portion into separate chips, the bandwidth of the amplifier portion will not be chosen greater than the bandwidth of the optical fiber and the laser diode because a larger receive bandwidth will result in additional noise at the receiver output. Integration of the receiving circuit has shown that the most critical in terms of bandwidth is the input portion consisting of the external photo or PIN diode and the integrated preamplifier. Since the wiring capacitance along with the capacitance of the PIN diode is added to the input capacitance of the amplifier, the total capacitance at this input will be relatively large (1-2 pF). By using negative feedback amplifiers that combine a low input impedance necessary to avoid loss of signal current in the source capacitance with low amplifier noise, adequate amplification of the photodiode output current is obtained. By choosing the correct configuration of the amplifier, a maximum bandwidth of 250 MHz-1 GHz can be achieved with standard IC processes with transit frequencies in the range 2.5 ~ 10 GHz.

Daar theoretisch is gebeleken dat de signaal-ruisverhouding van een uitgaand videosignaal, d.w.z. SNRvideo, omgekeerd evenredig is met het aantal kanalen, moet de signaal-ruisverhouding in direct verband worden beschouwd met het aantal kanalen. Dat wil zeggen, dat bij een groter aantal kanalen de signaal-ruisverhouding kleiner wordt en omgekeerd. Bij een experimenteel uitgevoerd systeem in een 2,5 GHz proces met een ver-sterkerbandbreedte Ba = 250 MHz en een adequate signaalruisverhouding bedroeg het aantal kanalen vier, terwijl in een 10 GHz proces het aantal kanalen zestien kan bedragen.Since it has been theorized that the signal-to-noise ratio of an outgoing video signal, i.e., SNR video, is inversely proportional to the number of channels, the signal-to-noise ratio should be considered in direct relation to the number of channels. That is, with a greater number of channels, the signal-to-noise ratio becomes smaller and vice versa. In an experimentally performed system in a 2.5 GHz process with an amplifier bandwidth Ba = 250 MHz and an adequate signal-to-noise ratio, the number of channels was four, while in a 10 GHz process, the number of channels could be sixteen.

In figuur 3 is een op een enkelvoudige chip uitgevoerde zendont-vanginrichting volgens de uitvinding in blokschema aangegeven en in figuur 4 is een schetsmatig aanzicht van deze op een enkelvoudige IC kaart uitgevoerde inrichting aangegeven. De op TDPPM niveau binnenkomende signalen worden via de tijdverdeeldemultiplexer 26 gedemultiplext. De van de uitgangen van de demultiplexer afgenomen PPM signalen worden zowel aan de ingangen van de multi-kanaal demodulator 27 als aan de ene ingangen van een multikanaalomschakelaar 29 toegevoerd. Aan de andere ingangen van de multi-kanaalomschakelaar worden de signalen afkomstig van de multi-kanaal modulator 11 toegevoerd. De uitgangen van de multi-kanaalomschakelaar 29 zijn aangesloten op de ingangen van de tijdmultiplexer 13.In Figure 3 a block chip transceiver according to the invention according to the invention is shown in block diagram and Figure 4 shows a sketch view of this device implemented on a single IC card. The signals received at TDPPM level are demultiplexed via the time division demultiplexer 26. The PPM signals taken from the outputs of the demultiplexer are applied to both the inputs of the multi-channel demodulator 27 and to one inputs of a multi-channel inverter 29. The signals from the multi-channel modulator 11 are applied to the other inputs of the multi-channel inverter. The outputs of the multi-channel changeover switch 29 are connected to the inputs of the time multiplexer 13.

In figuur 4 is een schetsmatig aanzicht gegeven van een IC kaart waarop de componenten van de zendontvanginrichting zijn gemonteerd. De glasvezel, de laserdiode en de fotodiode en de in één chip geïntegreerde zend-ontvanggedeelten zijn weer met 20, 15, 21 en 10/19 aangegeven. Met INj./, en UIT^ zijn de kanaalingangen en -uitgangen aangegeven. Met 29 is de multi-kanaalomschakelaar, met 30 is de voedingaansluiting en met 31 zijn de vezelconnectoren aangegeven.Figure 4 shows a sketch view of an IC card on which the components of the transceiver are mounted. The optical fiber, the laser diode and the photodiode and the transceiver sections integrated in one chip are again indicated with 20, 15, 21 and 10/19. INj./, and OUT ^ indicate the channel inputs and outputs. 29 is the multi-channel changeover switch, 30 is the power connector, and 31 is the fiber connectors.

Het is bij deze uitvoering volgens de uitvinding op voordelige wijze mogelijk om de binnenkomende signalen zowel af te tappen als door te lussen naar de uitgang. Het is eveneens mogelijk om signalen via de multi-kanaal pulstijdmodulator 11 toe te voeren of binnenkomende signalen te vervangen.In this embodiment according to the invention it is advantageously possible to both tap the incoming signals and to loop them through to the output. It is also possible to supply signals via the multi-channel pulse time modulator 11 or to replace incoming signals.

Het doorlussen van de signalen op PPM niveau brengt het aanzienlijke voordeel met zich mee dat geen volledige demodulatie en hernieuwde modulatie nodig is, waardoor slechts een zeer gering kwaliteitsverlies hoeft op te treden. Het doorlussen zou eventueel ook op TDPPM niveau kunnen gebeuren. Doordat deze aftap-, doorlus, vervang- en toevoegfunc-ties in het elektrische domein zijn gerealiseerd worden kostbare optische splitters, koppelaars en filters vermeden die anders nodig zouden zijn wanneer deze functies in het optische domein moesten worden behandeld.Looping the signals at PPM level has the significant advantage of not requiring full demodulation and re-modulation, resulting in very little quality loss. The looping through could also be done at TDPPM level. Because these tap, loop, replace and add functions are realized in the electrical domain, costly optical splitters, couplers and filters that would otherwise be needed if these functions were to be handled in the optical domain are avoided.

Bovengenoemde zendontvanginrichting kan onder meer met voordeel worden toegepast in die omstandigheden waarin in een transmissieweg op tussengelegen plaatsen signalen moeten worden afgenomen en/of toegevoegd, zgn. multidrop-insertverbindingen. Dit kan bijvoorbeeld het geval zijn in een video-vergadernetwerk, waarin een aantal onderling gescheiden deelnemers via een dergelijk doorgelust (ringvormig) transmissiesysteem kan communiceren. Andere toepassingen zijn denkbaar op luchthavens of in bedrijfscomplexen waar breedbandig berichtenverkeer nu in plaats van via coaxiale netwerken via een glasvezelnetwerk kan plaatsvinden.The above-mentioned transceiver device can be advantageously applied, inter alia, in those circumstances in which signals have to be taken and / or added in a transmission path at intermediate locations, so-called multidrop insert connections. This may be the case, for example, in a video conference network, in which a number of mutually separate participants can communicate via such a loop-through (annular) transmission system. Other applications are conceivable at airports or business complexes where broadband message traffic can now take place instead of via coaxial networks via a fiber optic network.

Claims

1. A multi-channel transceiver, for use in an optical transmission system, for the transmission and reception of signals independent of the signal type thereof, using time division multiplex pulse time modulation, provided on the input side with a light-recording element which can be coupled to an incoming optical conductor, a input circuit with at least one preamplifier, a time demultiplexer, a multi-channel pulse time demodulator for multi-channel delivery, and on the output side of an output chain with at least one multi-channel pulse time modulator for multi-channel recording, a time multiplexer, a control amplifier, and a light emission element which can be coupled to an output optical conductor, wherein one or more channels can be daisy-chained from the input chain to the output chain via a multi-channel changeover switch, so that one or more channels can be tapped, looped through, replaced and supplied.

The multi-channel transceiver according to claim 1, wherein the light receiving element is a photodiode, for example a PIN diode.

The multi-channel transceiver according to claim 1, wherein the light emission element is a laser diode.

The multi-channel transceiver according to claim 1, wherein the light emission element is an LED.

Multi-channel transceiver according to claim 1, wherein the input circuit and output circuit are integrated in a single chip.

The multi-channel transceiver according to claim 1, wherein the pulse position modulation (PPM) and demodulation modulator and demodulator are configured.

The multi-channel transceiver according to claim 1, wherein the one or more channels are looped through at the PPM level from the input chain to the output chain.

The multi-channel transceiver according to claim 7, wherein the multi-channels are fed from the demultiplexer outputs to both the multi-channel demodulator and one input of a multi-channel changeover switch, the other inputs of which are to the outputs of the multi channel modulator and the outputs are connected to the inputs of the mul-tiplexer in the output chain.

The multi-channel transceiver according to claim 1, wherein the one or more channels are looped through at the time-division PPM level from the input chain to the output chain.