NO158600B - Omformning av binaere signaler for overfoeringssystemer med lysboelgeleder. - Google Patents

Abstract

Ved systemer til overføring av digitale signaler over lysbølgeledere er det pga. anvendelsen av binære signaler for sikring av den mottagningssldlge synkronisering nødvendig å øke redundansen ved signaloverføringen. Med henblikk på dette blir der for en omformning av binære kodeord med fem sifre til binære kodeord med seks sifre gitt anvisning på en omformningsforskrift som dels gjør bruk av sekssifrede binærord som mest mulig ligner de femsifrede binærord, og dels av symmetriske inverterte kodeord. Derved blir en relativt enkel realisering mulig.

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte til å omforme digitale inngangssignaler i et lysbølgeleder-overføringssystem fra en første binær kode med 32 forskjellige kodeord, hvert med fem binæresifre svarende til 32 mulige amplitudeverdier,

til utgangssignaler som opptrer i en annen binærkode med kodeord å seks binærsifre med en positiv og en negativ modus, og hvor vedkommende modus resulterer i samsvar med den løpende digitale sum ved slutten av det forutgående kodeord med seks binærsifre.

Utviklingen av glassorter med lav dempning for kabler

med lysbølgeledere i kombinasjon ned økningen av lyssendernes levetid gjør det mulig å innføre overføringssystemer med .lys-bølgeledere som økonomisk og energimessig gunstig alternativ til systemer med kobberkabler• Pga. de optiske sendeelementers ikke-lineære egenskaper blir der fortrinnsvis overført digitale signaler - nemlig i binærkode - idet "lys inn" tilordnes binært 1 og "lys ut" binært 0 eller omvendt. Dette reiser to problemer.

Da der i mellomregeneratorer i alminnelighet finner

sted både en amplitudemessig og en kronologisk regenerasjon av signalet, må overføringssignalet inneholde tilstrekkelig taktinformasjon. Dette er ikke sikret ved et vilkårlig data-signal. For det annet bør signalets middelverdi (likestrøm-andel) være konstant for at bare vekselstrømandelen skal behøve å forsterkes i mottageren, og at det først ved amplitudesisjonerv blir nødvendig å ta hensyn til den konstante og kjente likestrømandel. Begge problemer kan sikkert bare løses, ved at signalet blir forsynt med redundans. Da man ved LWL-systerner i alminnelighet kan ta en liten økning av overføringsbåndets bredde med på kjøpet,

har man for LWL-systemer med 34 resp. 150 Mbit/s valgt en blokk-koding hvor fem binærsifre av inngangssignalet blir omformet blokkvis til seks binærsifre av utgangssignalet. I den forbindelse kan man også la inngangssignalene bestå av kodeord med n blokker med fem hinærsifre hver,og omforme dem til n blokker med seks binærsifre hver.

En fremgangsmåte til omkoding av informasjoner som fore-ligger i en binærkode, er kjent fra DE-AS 23 39 86 8. Ved denne fremgangsmåte blir de n elementer av hvert kodeord i første kode overført på de første n elementplasser av et kodeord hos utgangssignalet i opprinnelig rekkefølge, og derpå de siste n elementplasser i omvendt rekkefølge.

Også fra DE-AS 27 47 018 er der kjent en fremgangsmåte

til omformning av binære kodeord. Ved denne fremgangsmåte blir de binære kodeord omformet til ternære kodeord.

Fra tidsskriftet "Frequenz" 34 (19801 2, side 45 - 52,

er der kjent en fremgangsmåte som angitt innledningsvis. Ved denne kjente fremgangsmåte blir likeledes inngangssignaler be-stående av fem binærsifre, omformet til utgangssignaler som inneholder seks binærsifre, og som opptrer i en positiv eller i en negativ modus. I den forbindelse inneholder den positive modus bare kodeord hvor antall binærsifre 1 er lik antall binærsifre 0, eller lik dette antall pluss en, mens de kodeord som opptrer i den negative modus, er oppbygget slik at antall binærsifre 0 er lik antall binærsifre 1 eller lik dette antall pluss en. Opptreden av kodeordene i positiv resp. negativ modus resulterer av den løpende digitale sum av utgangssignalets sekssifrede kodeord, som dannes ved at man veier binærsifferet 1 med verdien +1, og binærsifferet 0 med verdien -1.

Tabell 2 i den nevnte publikasjon "Frequenz" anskuelig-gjør tilordningen mellom inngangs- og utgangs-signal-kodeord.

For omformningen behøves foruten en serie-parallell- og en parallell-serie-omformer, en tilsvarende taktomformning så vel som , en innretning til synkronisering på mottagningssiden i tillegg til den egentlige omkoder. Dette fører til en forholdsvis stor påkostning som kan økes ytterligere av overvåkningsinnretninger for de anførte komponenter.

Oppfinnelsens oppgave består i å gjøre det mulig å realisere en fremgangsmåte av den innledningsvis nevnte art med mindre påkostning.

Ved en fremgangsmåte hvor de 32 mulige amplitude-

verdier av inngangssignalet blir oppdelt i to like store områder hvert med 16 kodeord, og hvorav det første område omfatter amplitudeverdiene mellom en laveste amplitudeverdi og en første midlere amplitudeverdi, og det annet område omfatter

amplitudeverdiene mellom en annen midlere amplitudeverdi og en maksimal amplitudeverdi, samtidig som kodeordene for den positive og den negative modus for utgangssignalet i første område bl.a. velges slik at der fåes størst mulig overensstemmelse mellom inngangs- og utgangssignal, og kodeordet for den positive modus for laveste amplitudeverdi i annet område tilsvarer det inverterte kodeord i den negative modus av den høyeste amplitudeverdi i første område, mens kodeordet for den negative modus for den laveste amplitudeverdi i annet område tilsvarer det inverterte kodeord for den positive modus av høyeste amplitudeverdi i første område, blir oppgaven ifølge oppfinnelsen løst ved at kodeordet for den positive modus for nest laveste ampli-

tudeverdi i annet område svarer til det inverterte kodeord i den negative modus av nest høyeste amplitudeverdi i første område,

mens kodeordet for den negative modus for den nest laveste amplitudeverdi i annet område svarer til det inverterte kodeord av den positive modus av nest høyeste amplitudeverdi i første område, at kodeordene for de ytterligere amplitudeverdier i annet område dannes på tilsvarende måte og kodeordet for den positive modus for den høyeste amplitudeverdi i annet område tilsvarer det inverterte kodeord i den negative modus av den laveste amplitudeverdi i første område, mens kodeordet for den negative modus for den høyeste amplitudeverdi i annet område tilsvarer det inverterte kodeord i den positive modus av laveste amplitudeverdi i første område,

så der fremkommer.en digitalt invertert symmetri mellom de to områder av utgangssignalets amplitudeverdier,

at kodeverdiene for den positive og den negative modus er lik hverandre for laveste og høyeste amplitudeverdi og

at returomformingen skjer under anvendelse av den samme tilordning i omvendt retning.

Ytterligere trekk og fordeler fremgår av de vedføyde underkrav.

Ved den beskrevne oppdeling i to områder og symmetrien mellom disse fåes den gunstige mulighet å foreta tilordningen med bistand av porter og styrte invertertrinn.

For ytterligere å minske påkostningen er det hensiktsmessig om de respektive kodeord for den positive og den negative modus er innbyrdes like for laveste og høyeste amplitudeverdi i begge områder.

En foretrukken utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er angitt i patentkrav 3. Ved gjennomførelsen av vedkommende tilordning fremkommer en gunstig minskning av feilflerdoblingen på gjennomsnittlig 1,28 i forhold til fremgangsmåten ifølge den kjente teknikk, hvor der fåes en gjennomsnittlig feilflerdoblingsfaktor på 1,41.

Ytterligere trekk når det gjelder utførelsen av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen/er angitt i patentkravene 4 - 6.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli belyst nærmere under henvisning til tegningen.

Fig. 1 er en tabell over omformningen av fem-bits-ord

til seks-bits-ord, og

Fig. 2 er en suppleringstabell til fig. 1.

På fig. 1 er de 32 mulige forskjellige kodeord av fem binærsifre som inngangssignalet kan anta, vist sammen med en fortløpende nummerering 0-31, som angir de respektive am-plitudetrinn. Etter fem-bits-ordene følger så de seks-bits-ord av utgangssignalet i positiv og negativ modus som avgis som følge av omformningen. Dessuten angir tabellen de ampli-tudetrinn som tilsvarer seks-bits-ordene, så vel som de to sekvensmodi. Som allerede nevnt innledningsvis, kan seks-bits-ordene - styrt av den løpende digitale sum - opptre i den positive eller den negative, modus. Rekkefølgen av fem-bits-ordene og av seks-bits-ordene er antydet ved A B C...,

hvorav alltid A innleses resp. avgis først. Det viser seg at de 32 mulige amplitudeverdier av inngangssignalet kan inndeles i to like store områder, hvorav det ene omfatter amplitudeverdiene fra 0-15 og det annet amplitudeverdiene fra 16 - 31.

Tilordningen mellom seks-bits-ordene og fem-bits-ordene

i første område blir valgt slik at der overalt fås en størst mulig overensstemmelse mellom de respektive inngangs- og utgangssignaler når man ikke tar hensyn til første siffer av seks-bits-ordene. Derved sikres ikke bare en enkel, men også en rask tilordning ved de opptredende amplitudeområder.

Med henblikk på å realisere omformningen på enkel måte uten kostbare fastverdilagre ble tilordningen for annet område nu valgt slik at kodeordet for den positive modus for laveste amplitudeverdi i annet område tilsvarer det inverterte kodeord for den negative modus for høyeste amplitudeverdi i første område. Det kodeord som tilsvarer amplitudeverdien 49, utgjør, uttrykt binært det inverterte kodeord til amplitudeverdien 14. Da kodeordene for positiv og negativ modus er like ved den høyeste amplitudeverdi i første område, er dette også tilfellet for laveste amplitudeverdi i annet område.

For nest laveste amplitudeverdi i annet område svarer kodeordet 57 for den positive modus til det inverterte kodeord 6 for den negative, modus for nest høyeste amplitudeverdi i første område, og dessuten svarer kodeordet 17 for den negative modus til det inverterte kodeord 46 for den positive modus for nest høyeste amplitudeverdi i første område.

Med hensyn på en antatt symmetrilinje mellom amplitudeverdiene 15 og 16 i fem-bits-ordet og de tilsvarende verdier av seks-bits-ordet er tabellen således diagonalt invertert symmetrisk. På tilsvarende måte er altså kodeordet 19 for fjerde høyeste amplitudeverdi i annet område lik det inverterte kodeord 44 for den negative modus for fjerde høyeste amplitudeverdi i første område. Da kodeordene 44 for positiv og negativ modus i første område er like også i dette tilfelle, gjelder det samme også for fjerde laveste amplitudeverdi i annet område. Sluttelig er kodeordet for den positive modus for høyeste amplitudeverdi i annet område lik det inverterte kodeord for den negative modus for laveste amplitudeverdi i første område. Ved laveste amplitudeverdi i første område er kodeordene for den positive og den negative modus like,så dette også blir tilfellet for høyeste amplitudeverdi i annet område.

På mottagningssiden skjer omformningen av de sekssifrede binærord tilbake til femsifrede binærord under anvendelse av den samme tilordning på tilsvarende måte i omvendt rekkefølge.

Ved denne returomfoinmning på mottagningssiden kan man støte på det problem at der under overføringen pga. en for-styrrelse forekommer en forfalskning av det opprinnelig ut-sendte seks-bits-ord. Forutsatt at forstyrrelsen bare rammet en eneste bit, er forskjellige følger mulige. Det kan vise seg at ikke bare én, men flere bits eller også ingen bit, er for-falsket efter dekodingen, og der kan også oppstå et kodeord som ikke var benyttet opprinnelig. Feilflerdoblingsfaktoren utgjør for tilordningen ifølge fig. 1 og 2 gjennomsnittlig 1,28 bits. Feilflerdoblingen er altså meget liten relativt sett.

På fig. 2 er tilordningen mellom seks-bits-ord og fem-bits-ord vist for tilfellet av forstyrrelser. I denne tabell er oppført de seks-bits-ord som ikke benyttes på sendesiden i normal drift, og. de to kodeord som svarer til amplitudeverdiene 0 og 63, blir bare benyttet under lokalisering av feil og kan bare forekomme når der opptrer flerdobbelte feil.

En realisering av tilordningene i samsvar med tabellene på fig. 1 og 2 ved hjelp av et kombinatorisk nettverk som er optimert efter kjente metode- og under anvendelse av porter og styrbare invertere, kan hensiktsmessig skje i en høyintegrert koblingskrets, f.eks. en såkalt maskeprogrammert logikkomponent fra serien SH100.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte til å omforme digitale inngangssignaler i et lysbølgeleder-overføringssystem, fra en første binærkode med 32 forskjellige kodeord, hvert med fem binærsifre, svarende til 32 mulige amplitudeverdier, til utgangssignaler som opptrer i en annen binærkode med kodeord å 6 binærsifre med en positiv og en negativ modus, hvor vedkommende modus fremkommer i samsvar med en løpende digital sum ved slutten av det forutgående kodeord med 6 binærsifre, hvor de 32 mulige amplitudeverdier (0....31) av inngangssignalet er oppdelt i to like store områder, hvert med 16 kodeord, hvorav det første område omfatter amplitudeverdiene mellom en laveste amplitudeverdi (0) og en første midlere amplitudeverdi (15) og det annet område omfatter amplitudeverdiene mellom en annen midlere amplitudeverdi (16) og en maksimal amplitudeverdi (31), samtidig som kodeordene for den positive modus av amplitudesignalet til første område bl.a. velges slik at der fås en størst mulig overensstemmelse mellom inngangs- og utgangssignal og kodeordet (49) for den positive modus for laveste amplitudeverdi i annet område tilsvarer det inverterte kodeord (14) i den negative modus av den høyeste amplitudeverdi i første område, mens kodeordet (49) for den negative modus for den laveste amplitudeverdi i annet område tilsvarer det inverterte kodeord (14) i den positive modus av høyeste amplitudeverdi i første område, karakterisert ved at kodeordet (57) for den positive modus for nest laveste amplitudeverdi i annet område svarer til det inverterte kodeord (6) i den negative modus for nest høyeste amplitudeverdi i første område, mens kodeordet (17) for den negative modus for nest laveste amplitudeverdi i annet område svarer til det inverterte kodeord (46) av den positive modus av nest høyeste amplitudeverdi i første område, at kodeordene for de ytterligere amplitudeverdier i annet område dannes på tilsvarende måte og kodeordet for den positive modus for den høyeste amplitudeverdi i annet område tilsvarer det inverterte kodeord i den negative modus av den laveste amplitudeverdi i første område, mens kodeordet for den negative modus for den høyeste amplitudeverdi i annet område tilsvarer det inverterte kodeord i den positive modus av laveste amplitudeverdi i første område, så der fremkommer en digitalt invertert symmetri mellom de to områder av utgangssignalets amplitudeverdier, at kodeverdiene for den positive og den negative modus er lik hverandre for laveste og høyeste amplitudeverdi, og at returomformningen skjer under anvendelse av den samme tilordning i omvendt retning.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at omformningen av inngangssignalet til utgangssignalet skjer i henhold til følgende kodeskjema:

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at returomformningen av kodeord som ved overforingen er forfalsket,til sekssifrede kodeord som ikke opprinnelig ble benyttet ved overføringen, skjer i henhold til følgende tabell:

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at der med hensyn såvel til fem- som til seks-bitordene istedenfor de ord som opprinnelig ble tilordnet amplitudetrin-nene, gjøres bruk av ordene med ombyttet rekkefølge av bitene.