專利名稱：再生光數據信號的方法和電路裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及再生光數據信號的一種方法和一種電路裝置，所述光數據信號被轉換成一種電數據信號并且被饋送到一個具有可調節掃描閾值的掃描級。
背景技術：
在傳輸幅度調制的光數據信號時通過光-電信號轉換器進行信號恢復。在此把光信號饋送到一個光電二極管，所述光電二極管把光信號轉換成電信號，電信號放大以后饋送到一個掃描級(閾值判斷器)，所述掃描級輸出一種二進制的數據信號。這種電路裝置稱為數據再生器。對應于傳輸系統中的不同的使用條件，所述數據再生器，特別是放大器必須要具有相對輸入光功率而言大的動態范圍。
對于傳輸系統的質量，優化地調節所述掃描閾值(判斷閾值)起相當的作用。
迄今為止公知的調節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用。
發明內容
因此，本發明的任務是提出一種可以簡單實現的再生光數據信號的方法和一個對應的電路裝置，所述方法和電路裝置把光的接收信號盡可能優化地轉換成一種二進制的數據信號。
該任務通過如權利要求1所述的方法以及通過權利要求6所述的電路裝置解決。
把光/電轉換的數據信號的閾值調節成接收功率的函數是有利的。
如果能夠對電數據信號控制放大倍數，就可以按照一個預先規定的對數函數調節來掃描閾值。
即使沒有放大倍數控制，也可以通過結合該對數的修正函數和一個與接收信號功率成比例獲得的修正量而實現一種優化的掃描。該預先規定的函數可以有利地以列表的形式存儲，由此能夠使用甚至于偏離所述對數函數的修正值。
在模擬地實施測量裝置和控制裝置并且沒有電數據信號的放大倍數控制時，優化地調節規定條件的掃描閾值而與接收功率成比例地進行掃描閾值的調節或者接近于接收功率地進行修正函數的調節。
再生用的電路裝置可以用不同的方式實現。在此有利的是，掃描級的掃描閾值或者說比較級電壓由一個閾值補償電壓和一個修正電壓組成。
有利的是，有一個閾值調節電路裝置，用之在一個確定的接收功率下優化地調節掃描值，并且在偏離該接收功率時修正所述掃描閾值。由此可以補償再生器的容差。
本發明的其它擴展在其余的從屬權利要求中說明。
下面參照附圖詳細地說明本發明的實施例。在附圖中圖1示出掃描值的概率密度分布，圖2示出確定優化的掃描閾值的圖線，圖3示出得出掃描閾值的優化特性曲線的測量值，圖4示出帶有放大倍數控制的數據再生器的原理電路圖，圖5示出沒有放大倍數控制的數據再生器的原理電路圖，圖6示出用簡化的模擬方式實施的數據再生器的原理電路圖。
具體實施例方式
圖1示出幅度調制時兩個二進制信號值“0和1”的幅度A的概率密度分布V。在幅度調制的情況下，發送邏輯“0”時抑制載波信號，而發送邏輯“1”時發射載波信號。這兩個二進制信號值的“質量”不同的原因是“1”信號中較高的噪音。調節掃描閾值或者說判斷閾值對傳輸系統的質量起相當的作用，由于“0”信號和“1”信號時的不同的噪音成分，掃描閾值或者說判斷閾值不處于幅度的平均值。
圖2按對數標度示出不同優化的輸入功率或者總功率PGES的噪音密度R。優化調節的掃描閾值在“1噪音密度函數”與“0噪音密度函數”的交點。以下把接收功率理解為有效信號和光噪音之和，在較小的接收功率時，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”的函數的第一交點S1。隨著光的接收功率提高并且從而熱噪音的影響減少，也就出現較小的OSNR(光信號噪音比)。在此優化的掃描閾值從對其分派有第一優化的掃描閾值TH1的第一交點S1(與掃描閾值對應地)下降到交織的曲線的較小的值TH2。
下面參照圖3詳細地說明如何求出優化閾值。不同的噪音源，特別是光噪音(ASE)和熱噪音與有效信號一起確定OSNR并且從而實質上確定出錯率。在一個確定的OSRN和恒定的PGES1的條件下，對不同的閾值測量0比特和1比特的比特出錯率(或者說OSRN)。位于圖3中在一個“0直線”或者“1直線”上。把這些直線延長到其交點(外插)。所述交點規定該條件的優化的閾值TH1。然后提高有效信號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并且從而降低預期的出錯率。現在同樣地得出“0直線”和“1直線”的多個測量點(它們由于放大倍數控制的較小的放大倍數而同樣地有較小的出錯率，在可以從下文說明的電路裝置看出)并且延長到一個第二交點，所述第二交點規定新的接收條件的優化閾值TH2。這兩個交點之間的連接規定一個優化地調節的掃描閾值的理想的用虛線示出的函數FTH＝k*logPGS(其中，k從TH1起始是負的)，所述函數FTH＝k*logPGS在對數表示中對應于一條直線。
在圖4中示出一個數據再生器的原理圖。一個幅度調制的光數據信號DSO被饋送到一個光電二極管PH，所述光電二極管把該光數據信號轉換成電數據信號DSE。在一個第一放大器V1中放大該信號并且在另一個放大器AGC(自動增益控制)中進行幅度控制，從而經一個低通濾波器LF向掃描電路AS饋送一個恒定幅度的二進制數據信號。在一個測量和控制電路裝置MSE1中測量被接收的光數據信號DSO的功率或者說幅度。在不同的幅度條件下接收的光信號并且從而還有解調的電數據信號DSE有不同的信號噪音比OSRN。必須對應地為此得出第一修正值K1＝k*logPGES，并且通過一個第一對應的修正電壓Uk1推移幅度，在此所述第一對應的修正電壓Uk1在一個前置于掃描電路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據信號轉換成一種二進制的數據信號DS。所述電路裝置還有一個閾值校準電路裝置SE，所述閾值校準裝置SE介入測量和控制裝置MSE1，并且適用于在圖3中對值“0”規定的“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，對應于電數據信號DSE的幅度的0.5。
圖5示出了一種沒有放大倍數控制器的數據再生器。為此必須修改測量和控制裝置。對第一修正值K1附加地求出一個第二修正系數K2，所述第二修正系數K2依據接收信號的幅度把掃描推移幅度改變一半，或者調節到幅度的0.5，以居中掃描電數據信號DES。兩個修正值在一個組合器COM中合并，所述組合器輸出一個修正電壓Uk2。閾值校正裝置SE提供一個與偏差(圖3)對應的電壓，該電壓在一個加法器SD中與修正電壓Uk2合并。這些修正值可以計算出也可以從列表得出。
圖6示出一個沒有放大倍數控制的模擬的實施方式。模擬地構成測量和控制電路裝置MSV。在一個電阻器R1上測量輸入功率，經該電阻R1把光電二極管PH連接到一個電壓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放大倍數為可調節的第二差分放大器VE2。該放大器的參照電壓可按不同方式產生；在此通過閾值校準電路裝置SE與低通放大器LF的輸出電壓相關聯地產生。例如，通過閾值校準電路裝置SE可以在系統為之設計的10-12的出錯率時調節系統的規定條件的一個參照閾值TH12(圖3)。
在所有的實施例中，與數據率相關地較慢地進行所述控制，以獨立于接收的比特組合。這在原理上通過另一個低通濾波器LPR表明。如果第二放大器VE2的反饋電路RZ被構成為電阻，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，就可以達到一個修正電壓Uk3的對數特性曲線。
權利要求
1.再生光數據信號(DSO)的方法，所述光數據信號被轉換成一種電數據信號(DSE)并且被饋送到一個具有可調節掃描閾值(TH)的掃描級(AS)中，其特征在于，測量接收功率(PGES)并且把該掃描閾值(TH)調節成為對應于一個預先規定的函數(FTH)的接收功率(PGES)的函數。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在有電數據信號(DSE)的放大倍數控制時，把掃描閾值(TH)調節成預先規定的輸入功率(PGES)的對數函數(FTH＝k*LogPGES)。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，在沒有電數據信號(DSE)的放大倍數控制時，與光數據信號(DSO)的功率(PGES)或者電數據信號的幅度(DSE)成比例地推移掃描閾值(TH)。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在沒有電數據信號(DSE)的放大倍數控制時，優化調節規定條件的掃描閾值(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，以列表的形式存儲預先規定的函數(FTH)并且對應于接收功率(PGES)讀出存儲在列表中的調節值并且轉換成修正電壓(UK1、Uk2、Uk3)，利用該修正電壓(UK1、Uk2、Uk3)優化掃描閾值(TH)。
6.如權利要求1-5之一所述的方法，對傳輸系統的規定條件調節優化的掃描閾值(TH12)。
7.再生光數據信號(DSO)的電路裝置，所述光數據信號在一個光電轉換器(PH)中被轉換成一種電數據信號(DSE)并被饋送到一個具有可調節掃描閾值(TH)的掃描級(AS)中，其特征在于，一種測量和控制裝置(MSE1)測量接收功率(PGES)并且作為接收功率(PGES)的函數求出一個對應于一個預先規定的函數(FTH)的校正值(k1)，所述校正值把掃描閾值(TH)推移一個對應的第一修正電壓(Uk1)。
8.如權利要求6所述的電路裝置，其特征在于，在沒有電數據信號(DSE)的放大倍數控制時，除了接收功率(PGES)之外，測量和控制裝置(MSE2)還求出第二修正值(k2)并且把掃描閾值(TH)推移一個從所述兩個修正值(k1、K2)推出的第二修正電壓(Uk2)。
9.如權利要求6所述的電路裝置，其特征在于，該測量和控制裝置被構成為放大裝置(MSV)，所述放大裝置產生一個第三修正電壓(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閾值校準裝置(SE)，通過所述閾值校準裝置(SE)進行掃描閾值(TH12)的優化調節。
全文摘要
所述光數據信號DSO通過一個光電二極管(PH)被轉換成一種電數據信號DSE，放大該電數據信號并且饋送到一個掃描級AS中。在一個測量和控制裝置MSE1中測量接收功率(有效信號和噪音)并且把該掃描閾值調節成為對應于一個預先規定函數的接收功率函數。
文檔編號H04B10/66GK1808944SQ20061000504
公開日2006年7月26日 申請日期2006年1月17日 優先權日2005年1月17日
發明者W·希爾格爾斯 申請人:西門子公司