专利名称：再生光数据信号的方法和电路装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及再生光数据信号的一种方法和一种电路装置，所述光数据信号被转换成一种电数据信号并且被馈送到一个具有可调节扫描阈值的扫描级。
背景技术：
在传输幅度调制的光数据信号时通过光-电信号转换器进行信号恢复。在此把光信号馈送到一个光电二极管，所述光电二极管把光信号转换成电信号，电信号放大以后馈送到一个扫描级(阈值判断器)，所述扫描级输出一种二进制的数据信号。这种电路装置称为数据再生器。对应于传输系统中的不同的使用条件，所述数据再生器，特别是放大器必须要具有相对输入光功率而言大的动态范围。
对于传输系统的质量，优化地调节所述扫描阈值(判断阈值)起相当的作用。
迄今为止公知的调节扫描阈值的方法使用附加的辅助判断电路装置或者故障修正装置。然而这两者都要求显著的附加费用。
发明内容
因此，本发明的任务是提出一种可以简单实现的再生光数据信号的方法和一个对应的电路装置，所述方法和电路装置把光的接收信号尽可能优化地转换成一种二进制的数据信号。
该任务通过如权利要求1所述的方法以及通过权利要求6所述的电路装置解决。
把光/电转换的数据信号的阈值调节成接收功率的函数是有利的。
如果能够对电数据信号控制放大倍数，就可以按照一个预先规定的对数函数调节来扫描阈值。
即使没有放大倍数控制，也可以通过结合该对数的修正函数和一个与接收信号功率成比例获得的修正量而实现一种优化的扫描。该预先规定的函数可以有利地以列表的形式存储，由此能够使用甚至于偏离所述对数函数的修正值。
在模拟地实施测量装置和控制装置并且没有电数据信号的放大倍数控制时，优化地调节规定条件的扫描阈值而与接收功率成比例地进行扫描阈值的调节或者接近于接收功率地进行修正函数的调节。
再生用的电路装置可以用不同的方式实现。在此有利的是，扫描级的扫描阈值或者说比较级电压由一个阈值补偿电压和一个修正电压组成。
有利的是，有一个阈值调节电路装置，用之在一个确定的接收功率下优化地调节扫描值，并且在偏离该接收功率时修正所述扫描阈值。由此可以补偿再生器的容差。
本发明的其它扩展在其余的从属权利要求中说明。
下面参照附图详细地说明本发明的实施例。在附图中图1示出扫描值的概率密度分布，图2示出确定优化的扫描阈值的图线，图3示出得出扫描阈值的优化特性曲线的测量值，图4示出带有放大倍数控制的数据再生器的原理电路图，图5示出没有放大倍数控制的数据再生器的原理电路图，图6示出用简化的模拟方式实施的数据再生器的原理电路图。
具体实施例方式
图1示出幅度调制时两个二进制信号值“0和1”的幅度A的概率密度分布V。在幅度调制的情况下，发送逻辑“0”时抑制载波信号，而发送逻辑“1”时发射载波信号。这两个二进制信号值的“质量”不同的原因是“1”信号中较高的噪音。调节扫描阈值或者说判断阈值对传输系统的质量起相当的作用，由于“0”信号和“1”信号时的不同的噪音成分，扫描阈值或者说判断阈值不处于幅度的平均值。
图2按对数标度示出不同优化的输入功率或者总功率PGES的噪音密度R。优化调节的扫描阈值在“1噪音密度函数”与“0噪音密度函数”的交点。以下把接收功率理解为有效信号和光噪音之和，在较小的接收功率时，接收光电二极管的热噪音的影响较大，并且得出用虚线示出的逻辑“1”和逻辑“0”的函数的第一交点S1。随着光的接收功率提高并且从而热噪音的影响减少，也就出现较小的OSNR(光信号噪音比)。在此优化的扫描阈值从对其分派有第一优化的扫描阈值TH1的第一交点S1(与扫描阈值对应地)下降到交织的曲线的较小的值TH2。
下面参照图3详细地说明如何求出优化阈值。不同的噪音源，特别是光噪音(ASE)和热噪音与有效信号一起确定OSNR并且从而实质上确定出错率。在一个确定的OSRN和恒定的PGES1的条件下，对不同的阈值测量0比特和1比特的比特出错率(或者说OSRN)。位于图3中在一个“0直线”或者“1直线”上。把这些直线延长到其交点(外插)。所述交点规定该条件的优化的阈值TH1。然后提高有效信号的功率并且从而提高光功率的总和(在此提高3dB)。如上所述，由此减小OSNR并且从而降低预期的出错率。现在同样地得出“0直线”和“1直线”的多个测量点(它们由于放大倍数控制的较小的放大倍数而同样地有较小的出错率，在可以从下文说明的电路装置看出)并且延长到一个第二交点，所述第二交点规定新的接收条件的优化阈值TH2。这两个交点之间的连接规定一个优化地调节的扫描阈值的理想的用虚线示出的函数FTH＝k*logPGS(其中，k从TH1起始是负的)，所述函数FTH＝k*logPGS在对数表示中对应于一条直线。
在图4中示出一个数据再生器的原理图。一个幅度调制的光数据信号DSO被馈送到一个光电二极管PH，所述光电二极管把该光数据信号转换成电数据信号DSE。在一个第一放大器V1中放大该信号并且在另一个放大器AGC(自动增益控制)中进行幅度控制，从而经一个低通滤波器LF向扫描电路AS馈送一个恒定幅度的二进制数据信号。在一个测量和控制电路装置MSE1中测量被接收的光数据信号DSO的功率或者说幅度。在不同的幅度条件下接收的光信号并且从而还有解调的电数据信号DSE有不同的信号噪音比OSRN。必须对应地为此得出第一修正值K1＝k*logPGES，并且通过一个第一对应的修正电压Uk1推移幅度，在此所述第一对应的修正电压Uk1在一个前置于扫描电路AS的加法器AD中添加并且改变判断阈值。扫描电路把滤波后的电数据信号转换成一种二进制的数据信号DS。所述电路装置还有一个阈值校准电路装置SE，所述阈值校准装置SE介入测量和控制装置MSE1，并且适用于在图3中对值“0”规定的“中性阈值”的扫描特性曲线FTH的线性推移，所述线性推移在此称为判定偏差，对应于电数据信号DSE的幅度的0.5。
图5示出了一种没有放大倍数控制器的数据再生器。为此必须修改测量和控制装置。对第一修正值K1附加地求出一个第二修正系数K2，所述第二修正系数K2依据接收信号的幅度把扫描推移幅度改变一半，或者调节到幅度的0.5，以居中扫描电数据信号DES。两个修正值在一个组合器COM中合并，所述组合器输出一个修正电压Uk2。阈值校正装置SE提供一个与偏差(图3)对应的电压，该电压在一个加法器SD中与修正电压Uk2合并。这些修正值可以计算出也可以从列表得出。
图6示出一个没有放大倍数控制的模拟的实施方式。模拟地构成测量和控制电路装置MSV。在一个电阻器R1上测量输入功率，经该电阻R1把光电二极管PH连接到一个电压UB。第一差分放大器VE1放大该电阻上的电压降。该第一放大器后接一个放大倍数为可调节的第二差分放大器VE2。该放大器的参照电压可按不同方式产生；在此通过阈值校准电路装置SE与低通放大器LF的输出电压相关联地产生。例如，通过阈值校准电路装置SE可以在系统为之设计的10-12的出错率时调节系统的规定条件的一个参照阈值TH12(图3)。
在所有的实施例中，与数据率相关地较慢地进行所述控制，以独立于接收的比特组合。这在原理上通过另一个低通滤波器LPR表明。如果第二放大器VE2的反馈电路RZ被构成为电阻，就与接收电平PGES线性推移扫描电路阈值。反之，如果在反馈电路RZ中采用非线路的元件，就可以达到一个修正电压Uk3的对数特性曲线。
权利要求
1.再生光数据信号(DSO)的方法，所述光数据信号被转换成一种电数据信号(DSE)并且被馈送到一个具有可调节扫描阈值(TH)的扫描级(AS)中，其特征在于，测量接收功率(PGES)并且把该扫描阈值(TH)调节成为对应于一个预先规定的函数(FTH)的接收功率(PGES)的函数。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在有电数据信号(DSE)的放大倍数控制时，把扫描阈值(TH)调节成预先规定的输入功率(PGES)的对数函数(FTH＝k*LogPGES)。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在没有电数据信号(DSE)的放大倍数控制时，与光数据信号(DSO)的功率(PGES)或者电数据信号的幅度(DSE)成比例地推移扫描阈值(TH)。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在没有电数据信号(DSE)的放大倍数控制时，优化调节规定条件的扫描阈值(TH12)并且与接收功率(PGES)成比例地推移所述扫描阈值(TH)。
5.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，以列表的形式存储预先规定的函数(FTH)并且对应于接收功率(PGES)读出存储在列表中的调节值并且转换成修正电压(UK1、Uk2、Uk3)，利用该修正电压(UK1、Uk2、Uk3)优化扫描阈值(TH)。
6.如权利要求1-5之一所述的方法，对传输系统的规定条件调节优化的扫描阈值(TH12)。
7.再生光数据信号(DSO)的电路装置，所述光数据信号在一个光电转换器(PH)中被转换成一种电数据信号(DSE)并被馈送到一个具有可调节扫描阈值(TH)的扫描级(AS)中，其特征在于，一种测量和控制装置(MSE1)测量接收功率(PGES)并且作为接收功率(PGES)的函数求出一个对应于一个预先规定的函数(FTH)的校正值(k1)，所述校正值把扫描阈值(TH)推移一个对应的第一修正电压(Uk1)。
8.如权利要求6所述的电路装置，其特征在于，在没有电数据信号(DSE)的放大倍数控制时，除了接收功率(PGES)之外，测量和控制装置(MSE2)还求出第二修正值(k2)并且把扫描阈值(TH)推移一个从所述两个修正值(k1、K2)推出的第二修正电压(Uk2)。
9.如权利要求6所述的电路装置，其特征在于，该测量和控制装置被构成为放大装置(MSV)，所述放大装置产生一个第三修正电压(Uk3)，所述第三修正电压(Uk3)按照接收功率(PGES)成比例的方式推移扫描阈值(TH)。
10.如权利要求6-8之一所述的电路装置，其特征在于，该电路装置含有一个阈值校准装置(SE)，通过所述阈值校准装置(SE)进行扫描阈值(TH12)的优化调节。
全文摘要
所述光数据信号DSO通过一个光电二极管(PH)被转换成一种电数据信号DSE，放大该电数据信号并且馈送到一个扫描级AS中。在一个测量和控制装置MSE1中测量接收功率(有效信号和噪音)并且把该扫描阈值调节成为对应于一个预先规定函数的接收功率函数。
文档编号H04B10/66GK1808944SQ20061000504
公开日2006年7月26日 申请日期2006年1月17日 优先权日2005年1月17日
发明者W·希尔格尔斯 申请人:西门子公司