DK170127B1 - Fleksibel digital signalregenerator og fremgangsmåde til regenerering af digitale signaler - Google Patents

Description

i DK 170127 B1

Den foreliggende opfindelse angår regeneratorer eller repeate-re - også kaldet forstærkerstationer. Opfindelsen angår specielt regeneratorer, som anvendes i digitale transmissionssystemer .

5 En digital transmissionsforbindelse, f.eks. et søkabel, dæmper datasignaler, som transmitteres gennem kablet. Regeneratorer er apparater, som er placeret på passende steder langs forbindelsen for at gendanne de digitale signaler for at afhjælpe virkningerne af dæmpningen. I en digital forbindelse har hver 10 regenerator sædvanligvis et taktimpulsgendannelseskredsløb (clock recovery circuit), som frembringer taktsignaler ud fra de indgående datasignaler til tilvejebringelse af de nødvendige taktsignaler til de forskellige kredsløb i regeneratoren. Taktsignalgendannelseskredsløbet kan inkludere et filter eller 15 en faselåst sløjfe.

Det er kendt for hver regenerator at have en enkelt taktgen-dannelseshastighed, som svarer til impulshastigheden for transmissionssystemet. Denne impulshastighed er fastlagt af frekvensgennemgangsområdet for taktgendannelsesfilteret eller 20 den faselåste sløjfe og kan ikke ændres, når systemet én gang er sat i drift.

Ved visse anvendelser er der et behov for at transmissionssystemerne sender ved mere end én hastighed. Dette kan opnås ved at anvende regeneratorer uden taktsignaler, men dette er ikke 25 helt tilfredsstillende.

Den foreliggende opfindelse angår en regenerator, som indeholder en taktsignalregenerering, som kan arbejde med flere frekvenser .

Fra US patentskrift nr. 3.371.225 kendes et taktimpulsdetek-30 tionskredsløb med en spektrumanalysator, der indeholder flere parallelle båndpasfiltre. Hvert af disse filtre består af et båndpasfilter efterfulgt af en helbølgeensretter. Den varie- DK 170127 B1 2 rende ensrettede strøm integreres af et efterfølgende lavpas-filter. Jævnspændingen på udgangen af lavpasfilteret påtrykkes en transistor i et fasedelingstrin, som giver en direkte spænding på en første udgangsledning og en inverteret spænding på 5 en anden udgangsledning. Disse spændinger anvendes som indike- ring af den aktuelle impulsrepetitionsfrekvens og endvidere * som styrespænding til en ikke vist taktimpulsgenerator i tilhørende udstyr.

Ifølge den foreliggende opfindelse tilvejebringes en digital 10 signalregenerator af den i indledningen til krav 1 nævnte art for et digitalt transmissionssystem, hvilken regenerator indeholder et taktsignalregenereringsorgan forsynet med båndpas-filterorganer, som kan arbejde ved mere end et gennemgangsbånd og er indrettet således som angivet i den kendetegnende del af 15 krav 1.

Hvert filter kan være et akustisk overfladebølgefilter, såkaldte SAW-filtre. Fra IEEE transactions on sonics and ultrasonics er det kendt at anvende et SAW-filter i en regeneratorsløjfe, men kun i systemer, der arbejder med een bithastig-20 hed.

En regenerator ifølge den foreliggende opfindelse kan arbejde med en bit liniehastighed svarende til ethvert af filterets gennemgangsbånd og tillader dermed transmissionssystemet at arbejde selektivt ved enhver af disse bithastigheder. Opfin-25 delsen angår også fremgangsmåder til regenerering af digitale signaler som angivet i den indledende del af krav 5 og 7, hvilke fremgangsmåder er karakteristiske ved det i den kendetegnende del af krav 5 henholdsvis 7 angivne.

Opfindelsen skal i det følgende beskrives nærmere ud fra et 30 eksempel og under henvisning til de ledsagende tegninger. På * tegningen viser DK 170127 B1 3 fig. 1 et skematisk diagram, der viser en regenerator ifølge den foreliggende opfindelse, og fig. 2a og 2b kurver, der illustrerer regeneratorens egenskaber ifølge den foreliggende opfindelse.

5 I fig. 1 vises en regenerator 10 forbundet til en optisk transmissionsforbindelse 11. Digitale optiske signaler transmitteret gennem forbindelsen 11 konverteres til elektriske impulser af et kredsløb 12. De elektriske impulser tilføres et beslutningskredsløb 14 og endvidere til et taktsignalgendan- 10 nelseskredsløb 15. Gendannelseskredsløbet 15 indeholoder et kvadreringskredsløb 16, som frembringer snævre spidserr med intervaller svarende til den krævede klokhastighed, flere filtre 17, som er forbundet parallelt og en forstærker 18. Forstærkerens udgangssignal tilføres beslutningskredsløbet 14.

15 Hvert filter 17 kan være af SAW-typen. Hvert filter har sit eget gennemgangsområde, idet gennemgangsfrekvensen for hvert filter svarer til én af bit-hastighederne, som skal anvendes på transmissionsforbindelsen.

I drift vil kvadreringskredsløbet i taktimpulsgendannelses- 20 kredsløbet frembringe impulsspidser med den ønskede klokhastighed. Disse filtreres af et af filtrene 17 i overensstemmelse med den anvendte bit-hastighed for at frembringe taktsignaler, som påtrykkes beslutningskredsløbet, således at det regenererer dataimpulser i det korrekte øjeblik.

25 Den foreliggende opfindelse kan anvendes i transmissionssystemer, som er indrettet til at arbejde med forskellige bit-hastigheder, under forudsætning af, at det taktimpulsgendannende kredsløb har tilstrækkeligt med filtre til at tilvejebringe et gennemgangsområde svarende til hver af bit-hastighederne.

30 En regenerator ifølge den foreliggende opfindelse er blevet afprøvet med et antal filtre. Disse er som følger.

4 DK 170127 B1

Filter nr. Gennemgangs- 3dB bånd- Filterfrekvens MHz bredde kHz type.

1 314,35 146 Resonator ’ 2 512,12 500 Resonator- 5 filter „ 3 344,00 930 Transver sal.

Ved afprøvningerne blev liniebithastigheder svarende til gennemgangsfrekvenserne for filtrene påtrykt regeneratoren. Støj-10 signaler blev blandet med testsignalerne. Der blev udført målinger af hyppigheden af bitfejl ved anvendelse af enkelte og dobbelte båndpasfiltre, og i hvert tilfælde blev udført en 100% løftet cosinusudjævning (eng: raised cosine equalisation) ved den højeste gennemgangsfrekvens. Resultaterne er vist i 15 fig. 2a for filtrene 1 og 2 (smalbånd til smalbånd) i den ovenstående tabel, og fig. 2b for filtrene 1 og 3 (smalbåndsfredbånds) . I fig. 2a viser kurven 1 resultatet for en regenerator forsynet med kun filter 1, kurven 2 viser resultatet for en regenerator forsynet med filtrene 1 og 2 og arbejdende med 20 en bithastighed svarende til gennemgangsområdet for filter 1, kurven 3 for en regenerator forsynet med kun filter 2 og kurven 4 for en regenerator forsynet med filtrene 1 og 2 og arbejdende med en bithastighed svarende til gennemgangsområdet af filter 2. Fig. 2b har tilsvarende kurver for filtrene 1 og 25 3. Resultaterne viser ingen markant forringelse på grund af de dobbelte gennemgangsområder af taktgendannelsesfiltrene og rent faktisk er sandsynligheden for fejl reduceret, når der anvendes flere filtre.

Selv om det ovenfor beskrevne arrangement har flere filtre 30 forbundet parallelt med hinanden, kan det samme resultat opnås med et enkelt filter, som har mulighed for flere gennemgangsområder .

»

Claims (8)

1. Digital signalregenerator (10) indrettet til at regenerere digitale signaler ved flere væsentlig forskellige bithastighe-5 der, hvilken regenerator omfatter: i) regenereringsorganer (14), der kan arbejde ved enhver af de nævnte bithastigheder for at frembringe et regeneret digitalt signal ud fra et indkommende digitalt signal, og ii) taktsignalgendannelsesorganer (15) , som kan arbejde ved de 10 nævnte bithastigheder for at danne taktsignaler og/eller for at styre regenereringsorganerne, og hvor taktsignalgendannel-sesorganerne omfatter: a) organer (16), som er koblet til at modtage det indkommende digitale signal, og som er følsomme for dette signal, og/eller 15 bithastigheden af det indkommende signal, b) flere taktsignaldannende filterorganer (17) til filtrering af taktsignalet, idet hvert af disse taktsignaldannende filterorganer er indrettet til at lade et taktsignal, som svarer til en af de nævnte bithastigheder, passere, og 20 c) organer til permanent at forbinde det filtrerede taktsignal til regenereringsorganerne (14) for derved at taktstyre det regenererede signal svarende til bithastigheden for det indkommende digitale signal, kendetegnet ved, at de taktsignaldannende filteror-25 ganer (17) omfatter et antal båndpasfiltre, der er forbundet i parallel, idet hvert af de taktsignaldannende filterorganer har et gennemgangsområde, der svarer til een af bithastighederne . DK 170127 B1

2. Digital signalregenerator ifølge krav 1, og med organer til at påtrykke det filtrerede taktsignal til regenereringsorganerne (14) for derved at taktstyre det regenererede signal svarende til bithastigheden for det indkommende digitale sig- * 5 nal, kendetegnet ved, at de taktsignaldannende filterorganer omfatter mindst et multibåndpasfilter (17) (dvs. et båndpasfilter med flere adskilte gennemgangsområder) , der er indrettet til at lade taktsignaler svarende til mere end een bithastighed passere.

3. Regenerator ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at de taktsignaldannende filterorganer (17) omfatter en SAW- komponent (akustisk overfladebølge).

4. Digital signalregenerator ifølge krav 1, 2 eller 3, kendetegnet ved, at de taktsignaldannende filterorganer 15 (17) modtager signaler fra et kvadreringskredsløb (16).

5. Fremgangsmåde til regenerering af indkommende digitale signaler i et digitalt signaltransmissionssystem til transmittering af digitale signaler ved flere væsentlig forskellige bithastigheder omfattende digitale signalregenereringsorganer, 20 som kan påvirkes til at regenerere et modtaget digitalt signal, hvilket signal modtages af en enkelt regenereringsindretning (10) ved én blandt flere væsentligt forskellige bithastigheder, hvilken fremgangsmåde omfatter: a) dannelse af et taktsignal svarende til bithastigheden for 25 det indkommende digitale signal, i afhængighed af det indkommende digitale signal, b) filtrering af taktsignalet, således at et taktsignal svarende til hver af de flere forskellige bithastigheder føres videre, og 30 c) påtrykning af det filtrerede taktsignal på regenererings-indretningen for derved at taktstyre det regenererede digitale DK 170127 B1 signal i overensstemmelse med bithastigheden for det indkommende digitale signal, kendetegnet ved, at filtreringen af taktsignalet indbefatter påtrykningen af taktsignalet på et antal båndpas-5 filtre, hvori hvert filter (17) har et gennemgangsområde svarende til én af bithastighederne.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 5, kendetegnet ved, at påtrykningen af taktsignalet på et antal båndpasfiltre (17) omfatter påtrykning af taktsignalet på et antal SAW-komponen- 10 ter (akustisk overfladebølge).

7. Fremgangsmåde til regenerering af indkommende digitale signaler i et digitalt signaltransmissionssystem til transmittering af digitale signaler ved flere væsentlig forskellige bithastigheder omfattende digitale signalregenereringsorganer, 15 som kan påvirkes til at regenerere et modtaget digitalt signal, hvilket signal modtages af en enkelt regenereringsindretning ved én blandt flere væsentligt forskellige bithastigheder, hvilken fremgangsmåde omfatter: a) regenerering af et taktsignal svarende til bithastigheden 20 for det indkommende digitale signal, i afhængighed af det indkommende digitale signal, b) filtrering af taktsignalet, således at et taktsignal svarende til hver af de flere forskellige bithastigheder føres videre, og 25 c) påtrykning af det filtrerede taktsignal på regenererings-indretningen for derved at tidsindstille det regenererede digitale signal i overensstemmelse med bithastigheden for det indkommende digitale signal, kendetegnet ved, at filtreringen af taktsignalet 30 indbefatter påtrykningen af taktsignalet på mindst et multi- DK 170127 B1 båndpasfilter, som er indrettet til at overføre taktsignaler svarende til mere end én af de nævnte bithastigheder.

8. Fremgangsmåde ifølge krav 7, kendetegnet ved, ’ at påtrykningen af taktsignalet på mindst et multibåndpasfil-5 ter indbefatter påtrykning af taktsignalet på mindst én SAW- * komponent (akustisk overfladebølgekomponent).