WO1999039483A1 - 3r-regenerator für unterschiedliche bitraten - Google Patents

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WO1999039483A1
WO1999039483A1 PCT/DE1999/000064 DE9900064W WO9939483A1 WO 1999039483 A1 WO1999039483 A1 WO 1999039483A1 DE 9900064 W DE9900064 W DE 9900064W WO 9939483 A1 WO9939483 A1 WO 9939483A1
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regenerator
clock
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Manfred Huber
Oliver Jahreis
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/20—Repeater circuits; Relay circuits
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    • H04L25/242—Relay circuits using discharge tubes or semiconductor devices with retiming
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    • H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
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    • H04L7/033—Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information using the transitions of the received signal to control the phase of the synchronising-signal-generating means, e.g. using a phase-locked loop
    • H04L7/0331—Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information using the transitions of the received signal to control the phase of the synchronising-signal-generating means, e.g. using a phase-locked loop with a digital phase-locked loop [PLL] processing binary samples, e.g. add/subtract logic for correction of receiver clock

Definitions

  • the invention relates to a 3R regenerator according to the preamble of patent claim 1.
  • Binary signals are transmitted at fixed bit rates via optical transport networks.
  • regenerators make it possible to restore the signals distorted by damping, different transit times and other interference effects and thus to increase the otherwise limited transmission length.
  • the so-called 3R regenerators - repeating, retiming and reshaping - are ideal, through which the received signals are restored and forwarded in terms of timing and form.
  • telcom report "10th year, March 1987, special, multiplex and line devices, pages 109 to 11, in particular FIG. 4.
  • the object of the invention is to provide a suitable regenerator for this.
  • the advantage of the 3R regenerator according to the invention lies in the adjustability of the bit rate-dependent elements, in particular the low-pass filter and the clock regenerator. If the low-pass filter and / or the clock regenerator are no longer in the desired see range is adjustable or, if there are different requirements, can also be switched between several low-pass filters or clock regenerators.
  • FIG. 1 shows a basic circuit diagram of an adjustable 3R
  • Regenerators, Figure 2 shows a variant of this regenerator and Figure 3 shows a 3R regenerator with switchable low-pass filters and switchable clock regenerators.
  • the basic circuit diagram of a 3R regenerator shown in FIG. 1 consists of the series connection of an opto-electrical converter 2, an amplifier 3, a filter (low pass) 4, a scanning device 5, a signal former 7 and an electro-optical one Converter 8.
  • a clock regenerator 6 is also provided, which is connected to the output of the low-pass filter 4 and supplies a sampling clock signal TS for the sampling device 5.
  • a controller 10 intervenes in the low-pass filter and the clock regenerator.
  • a digital signal DS transmitted via optical waveguide is fed to the input 1 of the opto-electrical converter 2 and converted into an electrical signal by the latter, which is first amplified and then freed from interfering signal components in the filter 4.
  • the scanning device 5 decides whether the state is a logic zero or a logic one of a signal bit.
  • the sampling clock signal TS required for this is supplied by the clock regenerator 6, which is synchronized by the received digital signal.
  • the digital signal present, for example, as a 0.1 pulse train is converted into the desired electrical signal in a signal former, converted back into an optical signal and transmitted on
  • the controller 10 adjusts the filter (low pass) 4 optimally. In the case of a digital low-pass filter, this can be done by switching a processing clock. With analog low-pass filters by changing capacities.
  • the clock regenerator can also be constructed digitally or analog.
  • the division ratio of a binary divider can be changed, for example, which is connected downstream of an oscillator which supplies a multiple of the frequency of the nominal clock.
  • a resonant circuit With an analog solution (PLL - phase locked loop) a resonant circuit can be tuned or triggered.
  • One of the oscillators of a phase locked loop or the resonant circuit can also operate at a higher frequency, which is reduced to the sampling clock frequencies by a binary divider 13. All of these measures are familiar to a person skilled in the art.
  • FIG. 2 shows a variant in which a demodulator 11 is connected upstream of the filter and a corresponding modulator 12 works as a signal shaper. This arrangement can be used for frequency or phase modulation.
  • a number of filters (low pass) 41 to 43 were used, one of which can be selected by the control system using switches SI and S2. It is also possible to change the cut-off frequency of the filters designed as low-pass filters in narrower ranges.
  • the low-pass filter 41 is designed, for example, for low bit rates, the low-pass filter 42 for higher bit rates and the low-pass filter 43 for bit rates that are still higher.
  • different clock regenerators 61 to 63 can be provided, one of which can be selected by the controller via further switches S3 and S4.
  • the switchover option allows large bit rate ranges to be covered and special requirements to be taken into account.

Abstract

Der 3R-Regenerator enthält die Reihenschaltung eines Verstärkers (3), eines Filters (4), einer Abtasteinrichtung (5) und eines Signalformers (7). Ein Taktregenerator (6) liefert, von einem empfangenen Digitalsignal (DS) getriggert, das erforderliche Abtasttaktsignal (TS). Eine Steuerung (10) ermöglicht es, das Filter (4) und den Taktregenerator (6) den unterschiedlichen Bitraten des Digitalsignals anzupassen.

Description

Beschreibung
3R-Regenerator für unterschiedliche Bitraten
Die Erfindung betrifft einen 3R-Regenerator nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Über optische Transportnetze werden binäre Signale mit festgelegten Bitraten übertragen. Hierbei ermöglichen Regenerato- ren die durch Dämpfung, unterschiedliche Laufzeiten und andere Störeffekte verzerrten Signale wiederherzustellen und so die sonst beschränkte Ubertragungslänge zu vergrößern. Ideal sind die sogenannten 3R-Regeneratoren - Repeating, Retiming und Reshaping - durch die die empfangenen Signale taktmäßig und formmäßig wiederhergestellt und weitergeleitet werden.
Aus „telcom report" 10. Jahrgang, März 1987, Spezial, Multi- plex- und Leitungseinrichtungen, Seiten 109 bisll4, insbesondere Fig 4 sind ein Regenerator für ein Datensignal und ein Telemetriesignal bekannt.
In Zukunft werden Übertragungsnetze flexibler konzipiert und Übertragungen mit unterschiedlichen Bitraten möglich sein.
Aufgabe der Erfindung ist es, hierfür einen geeigneten Regenerator anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch einen 3R-Regenerator gemäß Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen 3R-Regenerators liegt in der Einstellbarkeit der bitratenabhängigen Elemente, insbesondere des Tiefpasses und des Taktregenerators. Falls der Tiefpaß und/oder der Taktregenerator nicht mehr in dem gewün- sehten Bereich einstellbar ist oder, wenn unterschiedliche Anforderungen gegeben sind, kann auch zwischen mehreren Tiefpässen bzw. Taktregeneratoren umgeschaltet werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Figuren näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 ein Prinzipschaltbild eines einstellbaren 3R-
Regenerators, Figur 2 eine Variante dieses Regenerators und Figur 3 einen 3R-Regenerator mit umschaltbaren Tiefpässen und umschaltbaren Taktregeneratoren.
Das in Figur 1 dargestellte Prinzipschaltbild eines 3R-Rege- nerators besteht aus der Reihenschaltung eines opto-elek- trischen Wandlers 2, eines Verstärkers 3, eines Filters (Tiefpasses) 4, einer Abtasteinrichtung 5, eines Signalfor- mers 7 und eines elektro-optischen Wandlers 8. Außerdem ist ein Taktregenerator 6 vorgesehen, der an den Ausgang des Tiefpasses 4 angeschaltet ist und ein Abtasttaktsignal TS für die Abtasteinrichtung 5 liefert. Eine Steuerung 10 greift in den Tiefpaß und den Taktregenerator ein.
Ein über Lichtwellenleiter übertragenes Digitalsignal DS wird dem Eingang 1 des opto-elektrischen Wandlers 2 zugeführt und von diesem in ein elektrisches Signal umgesetzt, das zunächst verstärkt und dann in dem Filter 4 von störenden Signalantei- len befreit wird. In der Abtasteinrichtung 5 wird im einfachsten Fall entschieden, ob es sich um den Zustand logische Null oder logische Eins eines Signalbits handelt. Ebenso kann jedoch auch zwischen mehreren Amplitudenstufen oder Phasenlagen unterschieden werden. Das hierzu notwendige Abtasttakt- Signal TS wird von dem Taktregenerator 6 geliefert, der von dem empfangenen Digitalsignal synchronisiert wird. Das beispielsweise als 0, 1-Impulsfolge vorliegende Digitalsignal wird in einen Signalformer in das gewünschte elektrische Signal umgesetzt, wieder in ein optisches Signal umgewandelt und weitergesendet
Die Steuerung 10 paßt das Filter (Tiefpaß) 4 optimal an. Bei einem digitalen Tiefpaß kann dies durch Umschalten eines Verarbeitungstaktes geschehen. Bei analogen Tiefpässen durch Verändern von Kapazitäten.
Der Taktregenerator kann ebenfalls digital oder analog aufgebaut sein. Bei einer digitalen Regelung kann beispielsweise das Teilungsverhältnis eines Binärteilers verändert werden, der einem Oszillator nachgeschaltet ist, der ein Vielfaches der Frequenz des Nominaltakts liefert.
Bei einer analogen Lösung (PLL - phase locked loop) kann ein Schwingkreis abgestimmt oder getriggert werden. Ein der Oszillator eines Phasenregelkreises oder der Schwingkreis kann auch auf einer höheren Frequenz arbeiten, die durch einen Bi- närteiler 13 auf die Abtasttaktfrequenzen herabgesetzt wird. All diese Maßnahmen sind einem Fachmann geläufig.
In Figur 2 ist eine Variante dargestellt, bei der ein Demodu- lator 11 dem Filter vorgeschaltet ist und ein entsprechender Modulator 12 als Signalformer arbeitet. Diese Anordnung kann für Frequenz- oder Phasenmodulation genutzt werden.
In Figur 3 wurden anstelle eines Filters (Tiefpasses) 4 mehrere Filter (Tiefpässe) 41 bis 43 verwendet, von denen je- weils eines über Schalter SI und S2 von der Steuerung ausgewählt werden kann. Es ist auch möglich, die Grenzfrequenz der als Tiefpässe ausgebildeten Filter in engeren Bereichen zu verändern. Der Tiefpaß 41 ist beispielsweise für niedrige Bitraten vorgesehen, der Tiefpaß 42 für höhere und der Tief- paß 43 für noch darüber liegende Bitraten konzipiert. Ebenso können unterschiedliche Taktregeneratoren 61 bis 63 vorgesehen sein, von denen jeweils einer über weitere Schalter S3 und S4 von der Steuerung ausgewählt werden kann.
Die Umschaltmöglichkeit gestattet es, große Bitratenbereiche abzudecken und spezielle Anforderungen zu berücksichtigen.

Claims

Patentansprüche
1. 3R-Regenerator für Digitalsignale (DS) mit einer Reihenschaltung eines Filters (4), einer Abtasteinrichtung (5) und eines Signalformers (7) und mit einem vom Digitalsignal (DS) synchronisierten Taktregenerator (6), dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (4) und der Taktregenerator (6) auf verschiedene Datenraten einstellbar sind und daß hierzu eine Steuerung (10) vorgesehen ist.
2. 3R-Regenerator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß anstelle eines Filters (4) mehrere Filter (41, 42, 43) vorgesehen sind, von denen jeweils eines durch die Steuerung (10) ausgewählt wird.
3. 3R-Regenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle eines Taktregenerators mehrere Taktregeneratoren (61, 62, 63) vorgesehen sind, von denen jeweils einer durch die Steuerung (10) ausgewählt wird.
4. 3R-Regenerator nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter (4, 41, 42, 43) abstimmbar sind.
5. 3R-Regenerator nach Anspruch 1 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktregenerator (6, 61, 62, 63) ein abstimmbares frequenzbestimmendes Element enthält.
6. 3R-Regenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtasteinrichtung (5) als Signalformer (6) ein Amplitudenregenerator nachgeschaltet ist.
7. 3R-Regenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Signalweg vor der Abtasteinrichtung (5) ein Demo- dulator (11) eingeschaltet ist und nach der Abtasteinrichtung (5) ein Modulator (12) eingeschaltet ist.
8. 3R-Regenerator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktregenerator (6) als frequenzbestimmendes Element einen abstimmbaren Schwingkreis enthält.
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