專利名稱：再生光數(shù)據(jù)信號(hào)的方法和電路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及再生光數(shù)據(jù)信號(hào)的一種方法和一種電路裝置，所述光數(shù)據(jù)信號(hào)被轉(zhuǎn)換成一種電數(shù)據(jù)信號(hào)并且被饋送到一個(gè)具有可調(diào)節(jié)掃描閾值的掃描級(jí)。
背景技術(shù)：
在傳輸幅度調(diào)制的光數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)通過(guò)光-電信號(hào)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行信號(hào)恢復(fù)。在此把光信號(hào)饋送到一個(gè)光電二極管，所述光電二極管把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，電信號(hào)放大以后饋送到一個(gè)掃描級(jí)(閾值判斷器)，所述掃描級(jí)輸出一種二進(jìn)制的數(shù)據(jù)信號(hào)。這種電路裝置稱為數(shù)據(jù)再生器。對(duì)應(yīng)于傳輸系統(tǒng)中的不同的使用條件，所述數(shù)據(jù)再生器，特別是放大器必須要具有相對(duì)輸入光功率而言大的動(dòng)態(tài)范圍。
對(duì)于傳輸系統(tǒng)的質(zhì)量，優(yōu)化地調(diào)節(jié)所述掃描閾值(判斷閾值)起相當(dāng)?shù)淖饔谩?br> 迄今為止公知的調(diào)節(jié)掃描閾值的方法使用附加的輔助判斷電路裝置或者故障修正裝置。然而這兩者都要求顯著的附加費(fèi)用。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務(wù)是提出一種可以簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)的再生光數(shù)據(jù)信號(hào)的方法和一個(gè)對(duì)應(yīng)的電路裝置，所述方法和電路裝置把光的接收信號(hào)盡可能優(yōu)化地轉(zhuǎn)換成一種二進(jìn)制的數(shù)據(jù)信號(hào)。
該任務(wù)通過(guò)如權(quán)利要求1所述的方法以及通過(guò)權(quán)利要求6所述的電路裝置解決。
把光/電轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)信號(hào)的閾值調(diào)節(jié)成接收功率的函數(shù)是有利的。
如果能夠?qū)﹄姅?shù)據(jù)信號(hào)控制放大倍數(shù)，就可以按照一個(gè)預(yù)先規(guī)定的對(duì)數(shù)函數(shù)調(diào)節(jié)來(lái)掃描閾值。
即使沒(méi)有放大倍數(shù)控制，也可以通過(guò)結(jié)合該對(duì)數(shù)的修正函數(shù)和一個(gè)與接收信號(hào)功率成比例獲得的修正量而實(shí)現(xiàn)一種優(yōu)化的掃描。該預(yù)先規(guī)定的函數(shù)可以有利地以列表的形式存儲(chǔ)，由此能夠使用甚至于偏離所述對(duì)數(shù)函數(shù)的修正值。
在模擬地實(shí)施測(cè)量裝置和控制裝置并且沒(méi)有電數(shù)據(jù)信號(hào)的放大倍數(shù)控制時(shí)，優(yōu)化地調(diào)節(jié)規(guī)定條件的掃描閾值而與接收功率成比例地進(jìn)行掃描閾值的調(diào)節(jié)或者接近于接收功率地進(jìn)行修正函數(shù)的調(diào)節(jié)。
再生用的電路裝置可以用不同的方式實(shí)現(xiàn)。在此有利的是，掃描級(jí)的掃描閾值或者說(shuō)比較級(jí)電壓由一個(gè)閾值補(bǔ)償電壓和一個(gè)修正電壓組成。
有利的是，有一個(gè)閾值調(diào)節(jié)電路裝置，用之在一個(gè)確定的接收功率下優(yōu)化地調(diào)節(jié)掃描值，并且在偏離該接收功率時(shí)修正所述掃描閾值。由此可以補(bǔ)償再生器的容差。
本發(fā)明的其它擴(kuò)展在其余的從屬權(quán)利要求中說(shuō)明。


下面參照附圖詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。在附圖中圖1示出掃描值的概率密度分布，圖2示出確定優(yōu)化的掃描閾值的圖線，圖3示出得出掃描閾值的優(yōu)化特性曲線的測(cè)量值，圖4示出帶有放大倍數(shù)控制的數(shù)據(jù)再生器的原理電路圖，圖5示出沒(méi)有放大倍數(shù)控制的數(shù)據(jù)再生器的原理電路圖，圖6示出用簡(jiǎn)化的模擬方式實(shí)施的數(shù)據(jù)再生器的原理電路圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出幅度調(diào)制時(shí)兩個(gè)二進(jìn)制信號(hào)值“0和1”的幅度A的概率密度分布V。在幅度調(diào)制的情況下，發(fā)送邏輯“0”時(shí)抑制載波信號(hào)，而發(fā)送邏輯“1”時(shí)發(fā)射載波信號(hào)。這兩個(gè)二進(jìn)制信號(hào)值的“質(zhì)量”不同的原因是“1”信號(hào)中較高的噪音。調(diào)節(jié)掃描閾值或者說(shuō)判斷閾值對(duì)傳輸系統(tǒng)的質(zhì)量起相當(dāng)?shù)淖饔?，由于?”信號(hào)和“1”信號(hào)時(shí)的不同的噪音成分，掃描閾值或者說(shuō)判斷閾值不處于幅度的平均值。
圖2按對(duì)數(shù)標(biāo)度示出不同優(yōu)化的輸入功率或者總功率PGES的噪音密度R。優(yōu)化調(diào)節(jié)的掃描閾值在“1噪音密度函數(shù)”與“0噪音密度函數(shù)”的交點(diǎn)。以下把接收功率理解為有效信號(hào)和光噪音之和，在較小的接收功率時(shí)，接收光電二極管的熱噪音的影響較大，并且得出用虛線示出的邏輯“1”和邏輯“0”的函數(shù)的第一交點(diǎn)S1。隨著光的接收功率提高并且從而熱噪音的影響減少，也就出現(xiàn)較小的OSNR(光信號(hào)噪音比)。在此優(yōu)化的掃描閾值從對(duì)其分派有第一優(yōu)化的掃描閾值TH1的第一交點(diǎn)S1(與掃描閾值對(duì)應(yīng)地)下降到交織的曲線的較小的值TH2。
下面參照?qǐng)D3詳細(xì)地說(shuō)明如何求出優(yōu)化閾值。不同的噪音源，特別是光噪音(ASE)和熱噪音與有效信號(hào)一起確定OSNR并且從而實(shí)質(zhì)上確定出錯(cuò)率。在一個(gè)確定的OSRN和恒定的PGES1的條件下，對(duì)不同的閾值測(cè)量0比特和1比特的比特出錯(cuò)率(或者說(shuō)OSRN)。位于圖3中在一個(gè)“0直線”或者“1直線”上。把這些直線延長(zhǎng)到其交點(diǎn)(外插)。所述交點(diǎn)規(guī)定該條件的優(yōu)化的閾值TH1。然后提高有效信號(hào)的功率并且從而提高光功率的總和(在此提高3dB)。如上所述，由此減小OSNR并且從而降低預(yù)期的出錯(cuò)率。現(xiàn)在同樣地得出“0直線”和“1直線”的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)(它們由于放大倍數(shù)控制的較小的放大倍數(shù)而同樣地有較小的出錯(cuò)率，在可以從下文說(shuō)明的電路裝置看出)并且延長(zhǎng)到一個(gè)第二交點(diǎn)，所述第二交點(diǎn)規(guī)定新的接收條件的優(yōu)化閾值TH2。這兩個(gè)交點(diǎn)之間的連接規(guī)定一個(gè)優(yōu)化地調(diào)節(jié)的掃描閾值的理想的用虛線示出的函數(shù)FTH＝k*logPGS(其中，k從TH1起始是負(fù)的)，所述函數(shù)FTH＝k*logPGS在對(duì)數(shù)表示中對(duì)應(yīng)于一條直線。
在圖4中示出一個(gè)數(shù)據(jù)再生器的原理圖。一個(gè)幅度調(diào)制的光數(shù)據(jù)信號(hào)DSO被饋送到一個(gè)光電二極管PH，所述光電二極管把該光數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電數(shù)據(jù)信號(hào)DSE。在一個(gè)第一放大器V1中放大該信號(hào)并且在另一個(gè)放大器AGC(自動(dòng)增益控制)中進(jìn)行幅度控制，從而經(jīng)一個(gè)低通濾波器LF向掃描電路AS饋送一個(gè)恒定幅度的二進(jìn)制數(shù)據(jù)信號(hào)。在一個(gè)測(cè)量和控制電路裝置MSE1中測(cè)量被接收的光數(shù)據(jù)信號(hào)DSO的功率或者說(shuō)幅度。在不同的幅度條件下接收的光信號(hào)并且從而還有解調(diào)的電數(shù)據(jù)信號(hào)DSE有不同的信號(hào)噪音比OSRN。必須對(duì)應(yīng)地為此得出第一修正值K1＝k*logPGES，并且通過(guò)一個(gè)第一對(duì)應(yīng)的修正電壓Uk1推移幅度，在此所述第一對(duì)應(yīng)的修正電壓Uk1在一個(gè)前置于掃描電路AS的加法器AD中添加并且改變判斷閾值。掃描電路把濾波后的電數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成一種二進(jìn)制的數(shù)據(jù)信號(hào)DS。所述電路裝置還有一個(gè)閾值校準(zhǔn)電路裝置SE，所述閾值校準(zhǔn)裝置SE介入測(cè)量和控制裝置MSE1，并且適用于在圖3中對(duì)值“0”規(guī)定的“中性閾值”的掃描特性曲線FTH的線性推移，所述線性推移在此稱為判定偏差，對(duì)應(yīng)于電數(shù)據(jù)信號(hào)DSE的幅度的0.5。
圖5示出了一種沒(méi)有放大倍數(shù)控制器的數(shù)據(jù)再生器。為此必須修改測(cè)量和控制裝置。對(duì)第一修正值K1附加地求出一個(gè)第二修正系數(shù)K2，所述第二修正系數(shù)K2依據(jù)接收信號(hào)的幅度把掃描推移幅度改變一半，或者調(diào)節(jié)到幅度的0.5，以居中掃描電數(shù)據(jù)信號(hào)DES。兩個(gè)修正值在一個(gè)組合器COM中合并，所述組合器輸出一個(gè)修正電壓Uk2。閾值校正裝置SE提供一個(gè)與偏差(圖3)對(duì)應(yīng)的電壓，該電壓在一個(gè)加法器SD中與修正電壓Uk2合并。這些修正值可以計(jì)算出也可以從列表得出。
圖6示出一個(gè)沒(méi)有放大倍數(shù)控制的模擬的實(shí)施方式。模擬地構(gòu)成測(cè)量和控制電路裝置MSV。在一個(gè)電阻器R1上測(cè)量輸入功率，經(jīng)該電阻R1把光電二極管PH連接到一個(gè)電壓UB。第一差分放大器VE1放大該電阻上的電壓降。該第一放大器后接一個(gè)放大倍數(shù)為可調(diào)節(jié)的第二差分放大器VE2。該放大器的參照電壓可按不同方式產(chǎn)生；在此通過(guò)閾值校準(zhǔn)電路裝置SE與低通放大器LF的輸出電壓相關(guān)聯(lián)地產(chǎn)生。例如，通過(guò)閾值校準(zhǔn)電路裝置SE可以在系統(tǒng)為之設(shè)計(jì)的10-12的出錯(cuò)率時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的規(guī)定條件的一個(gè)參照閾值TH12(圖3)。
在所有的實(shí)施例中，與數(shù)據(jù)率相關(guān)地較慢地進(jìn)行所述控制，以獨(dú)立于接收的比特組合。這在原理上通過(guò)另一個(gè)低通濾波器LPR表明。如果第二放大器VE2的反饋電路RZ被構(gòu)成為電阻，就與接收電平PGES線性推移掃描電路閾值。反之，如果在反饋電路RZ中采用非線路的元件，就可以達(dá)到一個(gè)修正電壓Uk3的對(duì)數(shù)特性曲線。
權(quán)利要求
1.再生光數(shù)據(jù)信號(hào)(DSO)的方法，所述光數(shù)據(jù)信號(hào)被轉(zhuǎn)換成一種電數(shù)據(jù)信號(hào)(DSE)并且被饋送到一個(gè)具有可調(diào)節(jié)掃描閾值(TH)的掃描級(jí)(AS)中，其特征在于，測(cè)量接收功率(PGES)并且把該掃描閾值(TH)調(diào)節(jié)成為對(duì)應(yīng)于一個(gè)預(yù)先規(guī)定的函數(shù)(FTH)的接收功率(PGES)的函數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在有電數(shù)據(jù)信號(hào)(DSE)的放大倍數(shù)控制時(shí)，把掃描閾值(TH)調(diào)節(jié)成預(yù)先規(guī)定的輸入功率(PGES)的對(duì)數(shù)函數(shù)(FTH＝k*LogPGES)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在沒(méi)有電數(shù)據(jù)信號(hào)(DSE)的放大倍數(shù)控制時(shí)，與光數(shù)據(jù)信號(hào)(DSO)的功率(PGES)或者電數(shù)據(jù)信號(hào)的幅度(DSE)成比例地推移掃描閾值(TH)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在沒(méi)有電數(shù)據(jù)信號(hào)(DSE)的放大倍數(shù)控制時(shí)，優(yōu)化調(diào)節(jié)規(guī)定條件的掃描閾值(TH12)并且與接收功率(PGES)成比例地推移所述掃描閾值(TH)。
5.如權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，以列表的形式存儲(chǔ)預(yù)先規(guī)定的函數(shù)(FTH)并且對(duì)應(yīng)于接收功率(PGES)讀出存儲(chǔ)在列表中的調(diào)節(jié)值并且轉(zhuǎn)換成修正電壓(UK1、Uk2、Uk3)，利用該修正電壓(UK1、Uk2、Uk3)優(yōu)化掃描閾值(TH)。
6.如權(quán)利要求1-5之一所述的方法，對(duì)傳輸系統(tǒng)的規(guī)定條件調(diào)節(jié)優(yōu)化的掃描閾值(TH12)。
7.再生光數(shù)據(jù)信號(hào)(DSO)的電路裝置，所述光數(shù)據(jù)信號(hào)在一個(gè)光電轉(zhuǎn)換器(PH)中被轉(zhuǎn)換成一種電數(shù)據(jù)信號(hào)(DSE)并被饋送到一個(gè)具有可調(diào)節(jié)掃描閾值(TH)的掃描級(jí)(AS)中，其特征在于，一種測(cè)量和控制裝置(MSE1)測(cè)量接收功率(PGES)并且作為接收功率(PGES)的函數(shù)求出一個(gè)對(duì)應(yīng)于一個(gè)預(yù)先規(guī)定的函數(shù)(FTH)的校正值(k1)，所述校正值把掃描閾值(TH)推移一個(gè)對(duì)應(yīng)的第一修正電壓(Uk1)。
8.如權(quán)利要求6所述的電路裝置，其特征在于，在沒(méi)有電數(shù)據(jù)信號(hào)(DSE)的放大倍數(shù)控制時(shí)，除了接收功率(PGES)之外，測(cè)量和控制裝置(MSE2)還求出第二修正值(k2)并且把掃描閾值(TH)推移一個(gè)從所述兩個(gè)修正值(k1、K2)推出的第二修正電壓(Uk2)。
9.如權(quán)利要求6所述的電路裝置，其特征在于，該測(cè)量和控制裝置被構(gòu)成為放大裝置(MSV)，所述放大裝置產(chǎn)生一個(gè)第三修正電壓(Uk3)，所述第三修正電壓(Uk3)按照接收功率(PGES)成比例的方式推移掃描閾值(TH)。
10.如權(quán)利要求6-8之一所述的電路裝置，其特征在于，該電路裝置含有一個(gè)閾值校準(zhǔn)裝置(SE)，通過(guò)所述閾值校準(zhǔn)裝置(SE)進(jìn)行掃描閾值(TH12)的優(yōu)化調(diào)節(jié)。
全文摘要
所述光數(shù)據(jù)信號(hào)DSO通過(guò)一個(gè)光電二極管(PH)被轉(zhuǎn)換成一種電數(shù)據(jù)信號(hào)DSE，放大該電數(shù)據(jù)信號(hào)并且饋送到一個(gè)掃描級(jí)AS中。在一個(gè)測(cè)量和控制裝置MSE1中測(cè)量接收功率(有效信號(hào)和噪音)并且把該掃描閾值調(diào)節(jié)成為對(duì)應(yīng)于一個(gè)預(yù)先規(guī)定函數(shù)的接收功率函數(shù)。
文檔編號(hào)H04B10/66GK1808944SQ20061000504
公開(kāi)日2006年7月26日 申請(qǐng)日期2006年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月17日
發(fā)明者W·希爾格爾斯 申請(qǐng)人:西門子公司