DE10148629A1

DE10148629A1 - Method for converting a return-to-zero signal for a bit rate into a non-return-to-zero signal filters the emerging return-to-zero signal by means of a band stop.

Info

Publication number: DE10148629A1
Application number: DE2001148629
Authority: DE
Inventors: Ernst Muellner
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Nokia Solutions and Networks GmbH and Co KG
Priority date: 2001-10-02
Filing date: 2001-10-02
Publication date: 2003-04-24

Abstract

A return-to-zero signal emerges from a return-to-zero source (1) and is filtered by means of a band stop (2). A resulting non-return-to-zero signal is fed to a receiving electronic device (3). The stop frequency of the band stop corresponds to a bit rate frequency for the return-to-zero signal. The correspondingly filtered return-to-zero signal forms the desired non-return-to-zero signal.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. The invention relates to a method according to the preamble of Claim 1.

Bei optischen Übertragungssystemen für Wellenlängen- Multiplex(-WDM)-Signale wird in vorteilhafter Weise eine Return-to-Zero(-NR)-Kodierung der Signale verwendet. Dabei wird die Information durch Pulse gebildet, die deutlich kürzer sind als die Bitdauer bei einer entsprechenden Bitrate. Diese RZ-kodierten Signale zeigen eine deutlich größere Bandbreite als Signale, für die eine Non-Return-to-Zero(-NRZ)-Kodierung verwendet wurde. Bei NRZ-kodierten Signalen entspricht die Pulsbreite einer Bitdauer. Bei RZ-Kodierung werden daher hohe Anforderungen an einer Empfängerelektronik gestellt und durch eine NRZ-Umwandlung der RZ-kodierten Signale, insbesondere bei Übertragungssystemen mit hoher Bitrate, verringert man die Anforderungen an die Empfängerelektronik. In optical transmission systems for wavelength Multiplex (-WDM) signals is advantageously a Return-to-zero (-NR) coding of the signals used. Doing so the information is formed by pulses that are significantly shorter are the bit duration at a corresponding bit rate. This RZ-coded signals show a significantly larger bandwidth as signals for which non-return-to-zero (-NRZ) coding was used. For NRZ-coded signals, this corresponds to Pulse width of a bit duration. RZ coding is therefore high Requirements placed on a receiver electronics and by an NRZ conversion of the RZ-encoded signals, in particular with transmission systems with a high bit rate, one reduces the requirements for the receiver electronics.

Eine mögliche Lösung zur RZ-NRZ-Umwandlung erfolgt durch digitale Pulsformung, bei der sich jedoch die Anforderungen von der Empfängerelektronik auf eine Pulsformungselektronik verlagern. Dies ist daher bei sehr hohen Bitraten kein gangbarer Weg. Aus JP 02113651-A ist eine digitale RZ-NRZ-Umwandlung durch einen Vergleicher und eine Flip-Flop-Schaltung mit Verzögerung zwischen RZ-Pulsen bekannt. Aus JP 03042913-A ist ebenfalls eine Umwandlung eines RZ-Signals in ein NRZ-Signal durch Pulsbreitenausdehnung des RZ-Signals und durch Unterscheidung der Signalbits in Synchronisation mit einem Taktsignal bekannt. A possible solution for the RZ-NRZ conversion is done by digital pulse shaping, but with which the requirements of the receiver electronics on a pulse shaping electronics relocate. This is therefore not feasible at very high bit rates Path. JP 02113651-A is a digital RZ-NRZ conversion by using a comparator and a flip-flop circuit Delay between RZ pulses known. From JP 03042913-A also a conversion of an RZ signal into an NRZ signal by pulse width expansion of the RZ signal and by Differentiation of the signal bits in synchronization with a Clock signal known.

Aus KR 9708299 ist ein optischer RZ-NRZ-Umwandler beschrieben, bei dem ein RZ-Signal optisch geteilt wird. Die aufgeteilten Signale werden durch Zeitverzögerungselemente und unterschiedliche optische Koppler zur Erzeugung des entsprechenden NRZ-Signals wieder zusammengefaßt. KR 9708299 is an optical RZ-NRZ converter described in which an RZ signal is optically shared. The divided signals are divided by time delay elements and different optical couplers to generate the corresponding NRZ signal summarized again.

Durch einfache Begrenzung der Bandbreite, z. B. bei einer Tiefpaß-Filterung, kann ebenfalls aus einem RZ-Signal ein NRZ-Signal gewonnen werden. Dies wird meistens bei hohen Bitraten verwendet. Problematisch ist hier, daß wegen der Bauteiletoleranzen sich die Grenzfrequenz der Tiefpaß-Filterung nicht genau einstellen läßt, wodurch in Grenzfällen ein starkes Übersprechen von benachbarten Bits, auch als "Inter Symbol Interference" bekannt, insbesondere bei zu niedriger Grenzfrequenz oder, bei zu hoher Grenzfrequenz Einbrüche in dem Signal zwischen aufeinander folgenden Einsen auftreten können. By simply limiting the bandwidth, e.g. B. at a Low pass filtering, can also come from an RZ signal NRZ signal can be obtained. This is mostly at high Bit rates used. The problem here is that because of the Component tolerances are the cutoff frequency of the low-pass filtering can not be set exactly, which in borderline cases strong crosstalk from neighboring bits, also called "Inter Symbol interference "is known, especially if it is too low Cutoff frequency or, if the cutoff frequency is too high, dips in the signal between consecutive ones occur can.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren zur stabilen und von Bauteilevariationen unabhängigen Umwandlung von RZ- in NRZ-Signalen anzugeben. The object of the present invention is now a Process for stable and of component variations independent conversion of data center to NRZ signals.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren, das durch die Merkmale des Anspruches 1 gekennzeichnet ist, gelöst. According to the invention, this object is achieved by a method which is characterized by the features of claim 1, solved.

Zweckmäßige Weiterbildungen werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Appropriate further training are in the dependent Described claims.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß zur RZ-NRZ-Umwandlung lediglich eine Filterung des RZ- Signals durch eine einfache Bandsperre der Bitfrequenz erforderlich ist, die der Bitrate des RZ-Signals entspricht. Im Gegensatz zu einer Tiefpaß-Filterung, bei der Tiefpaß- Charakteristiken meistens durch Variationen der anderen Bauteile aufwendig einstellbar sind, läßt sich die einfache Bandsperre leichter einstellen und weist eine bessere Stabilität gegenüber Variationen der anderen Bauteile auf. The advantage of the method according to the invention is that that for the RZ-NRZ conversion only a filtering of the RZ- Signal by a simple bandstop of the bit frequency is required, which corresponds to the bit rate of the RZ signal. In contrast to low-pass filtering, in which low-pass Characteristics mostly through variations of the others Components are difficult to adjust, the simple Adjust bandstop more easily and exhibits better Stability against variations of the other components.

Es werden lediglich schmale Sperrbereiche um die Bitfrequenz und/oder um Oberwellen der Bitfrequenz gefiltert. Dadurch wird das erhaltene NRZ-Signal bei Durchlass von hohen Frequenzanteilen des RZ-Signals außerhalb der Sperrbereiche mit hoher Signalqualität, z. B. mit schärferen Kanten bei 0-1-0- Durchgänge des Signals, erhalten. There are only narrow blocking areas around the bit frequency and / or filtered for harmonics of the bit frequency. Thereby the NRZ signal obtained when high is passed Frequency components of the RZ signal outside the restricted areas with high signal quality, e.g. B. with sharper edges at 0-1-0- Passages of the signal.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigt: An embodiment of the invention is based on a Drawing described in more detail. It shows:

Figur das erfindungsgemäße Übertragungsschema der RZ-NRZ-Umwandlung. Figure the transmission scheme of the invention RZ-NRZ conversion.

Die Figur zeigt das Prinzip einer erfindungsgemäßen RZ-NRZ- Umwandlung, bei der ein RZ-Signal, das von einer RZ-Quelle 1 ausgeht, mittels einer Bandsperre 2 gefiltert wird und das daraus resultierende NRZ-Signal einer Empfängerelektronik 3 zugeführt wird. The figure shows the principle of an RZ-NRZ conversion according to the invention, in which an RZ signal originating from an RZ source 1 is filtered by means of a band-stop filter 2 and the resulting NRZ signal is fed to receiver electronics 3 .

Das RZ-Signal unterscheidet sich vom dem resultierenden NRZ- Signal im wesentlichen dadurch, daß im spektralen Bereich das RZ-Signal eine Spektrallinie bei der einer Bitrate B entsprechenden Bitfrequenz F aufweist, während das NRZ-Signal dort eine Nullstelle aufweist. Durch die einfache Bandsperre mit einer als Sperrfrequenz vorgesehenen Bitfrequenz F wird das RZ-Signal in ein NRZ-Signal umgewandelt. Die Charakteristiken der Bandsperre sind wesentlich einfacher als die einer herkömmlichen Tiefpaß-Filterung. Beispielweise kann die Bandsperre mit einer Sperrfrequenz bei der Bitfrequenz F und eventuell auch bei den periodischen mehrfachen Frequenzen oder sogenannten Oberwellen der Bitfrequenz 2F, 3F, . . . realisiert werden. Im Gegensatz zu einer Tiefpaß-Filterung werden Sperrbereiche der Bandsperre Frequenzanteile, die größer als die Bitfrequenz F sind, durchlassen. Dies bewirkt steilere Flanken des NRZ-Signals nach der Filterung. In dieser Hinsicht werden die Sperrbereiche so schmal wie möglich eingestellt, damit lediglich die Bitfrequenz F und ihre jeweiligen Oberwellen 2F, 3F, . . . eliminiert werden. Andere Frequenzanteile außerhalb dieser Sperrbereiche werden aber zur optimalen spektralen Erhaltung des NRZ-Signals nicht gefiltert. Verschiedene Varianten der Bandsperre können durch den Einsatz von passiven Filtern wie u. a. Streifenleiterfilter, DRO-Filter, LC-Filter, Laufzeitfilter realisiert werden. Die genaue Charakteristik der Bandsperre hängt von den Eigenschaften der anderen Bauteile im Übertragungssystem ab, wie Photodiode und Entscheider bei der Empfängerelektronik. Eine Optimierung von Frequenz- bzw. Phasengang ist ebenfalls bei der Einstellung der Bandsperre vorgesehen. The RZ signal differs from the resulting NRZ signal essentially in that in the spectral range the RZ signal has a spectral line at the bit frequency F corresponding to a bit rate B, while the NRZ signal has a zero there. The RZ signal is converted into an NRZ signal by the simple bandstop with a bit frequency F provided as the stop frequency. The characteristics of the bandstop are much simpler than that of conventional low-pass filtering. For example, the bandstop filter can have a blocking frequency at the bit frequency F and possibly also at the periodic multiple frequencies or so-called harmonics of the bit frequency 2 F, 3 F,. , , will be realized. In contrast to low-pass filtering, blocking areas of the band-stop filter allow frequency components that are greater than the bit frequency F to pass through. This causes steeper edges of the NRZ signal after filtering. In this regard, the blocking areas are set as narrow as possible so that only the bit frequency F and its respective harmonics 2 F, 3 F,. , , be eliminated. However, other frequency components outside of these stop ranges are not filtered for optimal spectral maintenance of the NRZ signal. Different versions of the bandstop can be implemented by using passive filters such as stripline filters, DRO filters, LC filters, runtime filters. The exact characteristics of the bandstop depend on the properties of the other components in the transmission system, such as photodiodes and decision-makers in the receiver electronics. An optimization of frequency and phase response is also provided when setting the bandstop.

Claims

1. A method for converting an RZ signal of the bit rate (B) into an NRZ signal, characterized in that the RZ signal is filtered with a bandstop tuned to the bit rate (B).

2. The method according to claim 1, characterized, that the bandstop blocking areas at the bit rate (B) corresponding bit frequency or / and for other harmonics having.

3. The method according to claims 1 or 2, characterized, that the restricted areas are set so narrow that only the bit frequency and its respective harmonics be eliminated.

4. The method according to claims 1, 2 or 3, characterized, that the bandstop causes passive filtering and that the bandstop has a frequency or phase response.